?

Log in

No account? Create an account
Previous Entry Share Flag Next Entry
Представлен макет гибридно-электрической силовой установки для электрического самолета
bmpd



НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» и входящие в его состав научно-исследовательские институты авиационной промышленности представили на Международном авиационно-космическом салоне МАКС-2017 макет демонстратора гибридно-электрической силовой установки. Эта установка создается в рамках формирования опережающего научно-технического задела для разработки перспективного полностью электрического самолета. Ее главная особенность – применение электрического оборудования (электромотор, генератор, шины и т.д.), использующего эффект высокотемпературной сверхпроводимости.


макет

Макет гибридно-электрической силовой установки для перспективного электрического самолета размерностью 9-19 кресел, в экспозиции авиасалона МАКС-2017 (с) bmpd




В гибридно-электрической силовой установке питание электромотора осуществляется от аккумуляторных батарей и/или от генератора, приводимого во вращение от вала газотурбинного двигателя.

Такая силовая установка – промежуточный этап перед созданием полностью электрической силовой установки. Ее применение позволит уменьшить затраты топлива, эмиссию вредных веществ, снизить шум и увеличить ресурс газотурбинной части. Планируемая номинальная мощность перспективной гибридно-электрической силовой установки – 500 кВт.


макет-1

Демонстратор с другого ракурса (с) bmpd



В реализации проекта участвуют ЦИАМ, СибНИА, ЦАГИ, а также ЗАО «СуперОкс». Координатором проекта выступает НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».


Насколько известно, на первом этапе усилия будут направлены на создание уникальной гибридно-электрической силовой установки, основанной на использовании сверхпроводников. На основе отработанных технологий затем планируется приступить к созданию серийного электрического двигателя для самолета на 9–19 пассажиров. Вся программа рассчитана на три года.

«Разработка этой силовой установки – важный практический шаг России на пути к созданию полностью электрического самолета. Мы убеждены в необходимости формирования системного научно-технического задела в этой области, – говорит генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов – Это технологии, которые позволят обеспечить конкурентоспособность отечественной авиационной техники через 15-20 лет в новом технологическом укладе. По нашим оценкам, новые источники энергии на борту – это одна из тех областей, где можно добиться прорывных результатов».


макет-2

(c) bmpd

При создании гибридно-электрической силовой установки используются компетенции ведущих отечественных научных центров. В частности, головным исполнителем научно-исследовательской работы является ЦИАМ. Он отвечает за ее разработку в целом и формирование требований ко всем ее компонентам. СибНИА создаст летающую лабораторию и будет проводить летные испытания. Электрооборудование с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости разрабатывается инновационной российской компанией «СуперОкс» - одним из немногочисленных мировых производителей сверхпроводников. ЦАГИ формирует общие требования к такой силовой установке и создает перспективные компоновки полностью электрических летательных аппаратов.

«Работы по освоению «электрических» технологий для авиации сегодня ведутся во всем мире. В ЦИАМ и институтах, входящих в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», электрификацию рассматривают как наиболее перспективную технологию в авиастроении. И ключевое место здесь занимает именно силовая установка, – говорит генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин. – Комплексные теоретические и экспериментальные исследования по созданию гибридной силовой установки проводятся в ЦИАМ уже более 10 лет. За это время мы добились значительных результатов в исследовании различных обликов силовой установки и их оптимизации. Сегодня интересы наших ученых сосредоточены на работе по созданию и испытаниям элементов гибридных силовых установок, топливных элементов с высокими удельными показателями и накопителей энергии».


НИЦ

Разработчик концепции электродвигателя - НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» на авиасалоне МАКС-2017 (с) bmpd


На выставке экспонируется часть модели гибридно-электрической силовой установки, в мотогондоле которой находится электрический мотор, вращающийся винт и система его управления.


Примечание bmpd.
Общий потенциал повышения эффективности от использования традиционных технологий в авиастроении к 2030 году не превысит 35–40% от сегодняшнего уровня. Известно, что сейчас каждый новый технологический продукт отличается от от предшественника не более чем на 3–5%, при несоизмеримом объеме инвестиций. В определенной мере в авиастроении по авиадвигателям и по аэродинамике достигнут потолок в технологическом развитии. Следует ожидать скачка, сопоставимого с переходом от винтовой к реактивной авиации. И самолеты на электродвижении могут стать одними из наиболее вероятных направлений прорыва.



  • 1
КПД современного тягового электродвигателя может составлять 85-95 %. Для сравнения, максимальный КПД ДВС без вспомогательных систем едва ли дотягивает до 45 %.
Звучит схематично и более того даже банально. Но ведь и ваш вопрос до шекспировского тоже не дотягивает.

Re: Чудо-юдо Рыба-кит.

А электродвигатель вы чем питать станете?

Re: Чудо-юдо Рыба-кит.

Зрада :(

Вообще все усиленно стараются не замечать что в конкурентоспособной электротранмисии обязательно нужна турбина (ну или ДВС какой), бак с керосином, и итоговый кпд придётся дважды домножать на рекомые предыдущим комментатором 0.85-0.95, от чего он вырасти никак не сможет. :)

ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора, н

ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора, на на фиксированной частоте вращения с фиксированной нагрузкой, а значит, имеет максимальную топливную эффективность и меньшие размеры и мощность.

Все ли понятно разъяснил?

Re: ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора

В совокупности всё равно получается раза в полтора больше по всем параметрам.

Re: ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора

ОК. пусть у нас будет супертурбина с аж 60%.
60%*0,9(генератор) *0,9 (двигатель) = 49%
Учитывая что нагрузка будет РАЗНАЯ - то дай бо на те же 45% выйти.
А чтобы не разная - ну ОК. Делаем турбину под "статический маршевый режим".
Берем Мрию, ставим в ней немного аккумуляторов, ибо взлететь и набрать высоту всё же надо. Тонн этак 100. И запускаем её.
Ой, а груз то куда девать? А то для него осталось меньше чем в 76м.

Да и базово - маршевый режим напрямую без электро это условно 100% мощности. А с трансмиссией надо 120%.
Ну пусть даже 105 :)

Re: ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора

Думающие дураки - страшная сила.

В описанной мною схеме в аккумуляторы (накопители) поступает только рекуперируемая и/или накапливая для пиковых режимов нагрузки движителя энергия.
Базовые режимы - от генератора, напрямую.

Что касается сравнительных расчетов КПД на коленке, думаю, будет интересно сравнить диванную теорию с практикой на примере НИР "Крымск":

"Экспериментальная машина «Крымск» была собрана на базе бронетранспортера БТР-90. Такая база, среди прочего, позволила сравнить характеристики машины с двигателем внутреннего сгорания и аналогичного образца с гибридной силовой установкой и электротрансмиссией. Испытания показали, что 22-тонная экспериментальная машина на шоссе может разгоняться до 97 км/ч. До скорости 80 км/ч машина разогналась за 33 секунды. Таким образом, по максимальной скорости машина «Крымск» может сравниться с базовым БТР-90, однако превосходит его по разгонным характеристикам. При этом следует учитывать, что бронетранспортер оснащается двигателем мощностью 510 л.с., а мощность дизельного двигателя «Крымска» – лишь 360 л.с. Вероятно, именно разницей в мощности двигателей обусловлено превосходство «Крымска» по запасу хода. При движении со скоростью 40 км/ч машина с электротрансмиссией способна преодолеть на одной заправке топливом до 940 км, т.е. в полтора раза больше, чем БТР-90.

Несмотря на сравнительно малую мощность двигателя, экспериментальный образец справился со всеми испытаниями. Машина «Крымск» успешно преодолела ров шириной 2 метра, полуметровую стенку и подъем в 30°. В ходе испытаний опытная машина буксировала серийный бронетранспортер БТР-80. При движении по грунтовой дороге «Крымск» смог тянуть бронетранспортер со скоростью 48 км/ч. Кроме того, машине с таким «прицепом» удалось преодолеть подъем с уклоном 15°.

По некоторым данным, использование оригинальной силовой установки позволило ОПТИМИЗИРОВАТЬ КОМПОНОВКУ ВНУТРЕННИХ ОБЪЕМОВ КОРПУСА. БЛАГОДАРЯ ВЫСВОБОЖДЕНИЮ ОБЪЕМОВ, ранее занятых элементами силовой установки или трансмиссии, можно увеличить количество перевозимой полезной нагрузки."

Re: ДВС либо ГТД, который работает как привод генератора

Не катит.
БТР-90 это формула 8*8.
то есть как минимум 4 дифференциала, 4 гипоидных пары с КПД сильно менее 99%, а ещё раздатки, карданы, шрусы, блокировки итд... Причём скорее всего хреново сделанные.
И вот эти 160лыс - это просто потери хреновой трансмиссии. Ну да, получилось более 30%
Но - дифференциал это 1%, гипоид 3-4, кардан 1-2, раздатка, подшипники..., так что в целом примерно так и должно быть.
Для таких машин электрика рулит.

А вот в ероплане - трансмиссии НЕТУ. Есть привод допагрегатов, но там не мегаватты, а всего лишь киловатты.

  • 1