ЦИАМ представил на МАКС три летающие лаборатории - электросамолёт, гибридный самолет и самолёт с двигателем Аурус

ЦитатаЦИАМ представил на МАКС-2021 три летающие лаборатории
21.07.2021

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Жуковского») представляет на МАКС перспективные разработки для авиационного двигателестроения. Среди них – три опытных самолета с демонстраторами технологий силовых установок.

С одним из них – летающей лабораторией Як-40ЛЛ с гибридной силовой установкой на высокотемпературных сверхпроводниках – ознакомился Президент Российской Федерации Владимир Путин. Ранее Як-40ЛЛ с ГСУ прошел комплекс наземных испытаний в СибНИА (также входит в НИЦ «Институт имени Жуковского») и в настоящее время готовится к первым полетам.
Владимир Путин подчеркнул, что «в Год науки и технологий российские научные организации достигли успеха в целом ряде прорывных направлений, значительная часть из которых представлена на площадках и стендах МАКСа». Среди них – «решения в области электрических и гибридных силовых установок», – отметил Президент.
Активный интерес посетителей и участников Авиасалона вызвал сверхлегкий пилотируемый самолет «Сигма-4» с полностью электрической силовой установкой.
"Представленные сегодня технологии, демонстрируемые нами на первых отечественных «электросамолетах», являются перспективными для будущего всей авиаотрасли, которая крайне заинтересована в выполнении жестких экологических требований и снижении издержек. По ряду направлений, в частности, использованию высокотемпературных сверхпроводников, Россия не только не отстает от зарубежных стран, но и опережает их", – уверен генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин.

Еще один важный тренд – возрождение производства отечественных двигателей для малой авиации. Рядом с «Сигмой-4», на статической стоянке перед павильоном F3, расположился самолет Як-18Т с демонстратором авиационного поршневого двигателя АПД-500 мощностью 500 л.с. АПД-500 был создан ЦИАМ на основе серийного автомотора линейки двигателей Единой модульной платформы ФГУП «НАМИ». Адаптированный для авиации двигатель оснащен рядом разработанных ЦИАМ новых узлов и систем, обеспечивающих его эффективную и безопасную работу согласно Авиационных правил АП-33. Летные испытания демонстратора, подтвердившего заявленные характеристики в ходе комплекса испытаний на наземных и высотных стендах, запланированы на вторую половину 2021 года.

ЦитатаЦентральный институт авиационного моторостроения имени Баранова (ЦИАМ) показал на авиасалоне МАКС-2021 электросамолет на базе «Сигмы-4». Это первый полностью электрический пилотируемый самолет в России. Он уже прошел стендовые испытания и недавно перешел на стадию летных испытаний. В 2022 году на «Сигме-4» запланированы полеты уже с водородными топливными элементами.

«Сигма-4» — это двухместный высокоплан со взлетным весом 600 килограмм. Его максимальная скорость — 150 километров в час, а дальность полета с электрическим двигателем — порядка 100 километров.

ЦИАМ заменил поршневой двигатель «Сигмы-4» на электрический с максимальной мощностью 80 киловатт. Электродвигатель питается от блока аккумуляторных батарей из литий-ионных ячеек, его вес вместе с системой управления составляет 23 килограмма. Предполагается, что он позволит аппарату находиться в воздухе до 40 минут и развивать скорость до 150 километров в час.

Опытный образец первого российского полностью электрического самолета ЦИАМ показал на авиасалоне МАКС-2021. Генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин рассказал, что электрический самолёт «Сигма-4» уже выполнил пробежки, чтобы проверить взаимодействие двигателя с самолетом. Его летные испытания запланированы на вторую половину этого года. Потом, в 2022 году, на самолет установят водородный топливный элемент мощностью до 30 кВт. Это позволит ему совершать полеты длительностью от одного до 1,5 часов.

ЦитатаЯк-40ЛЛ - уникальная летающая лаборатория с гибридной силовой установкой

На МАКСе представлена летающая лаборатория на базе Як-40 с первым в мире электрическим авиадвигателем на высокотемпературных сверхпроводниках мощностью 500 кВт. И это настоящий прорыв.
"Это полностью действующий образец, - говорит генеральный директор Национального исследовательского центра "Институт им. Н.Е. Жуковского" доктор технических наук Андрей Дутов. Надеемся, что он будет летать на МАКСе в качестве демонстратора технологий создания воздушных судов с гибридными силовыми установками".

В чем суть российского ноу-хау? Если не вдаваться в подробности, то в носовой части самолета установлен воздушный винт, который приводится в движение электродвигателем. Это уникальная гибридная схема, придуманная в ЦИАМ имени Баранова (входит в НИЦ "Институт им. Н.Е. Жуковского") совместно с компанией "СуперОкс". В основе технологии лежат сверхпроводящие материалы обмоток. Они находятся в состоянии 77 градусов по Кельвину, внутри - жидкий азот, благодаря чему сопротивление на этих обмотках "нулевое". Это позволяет реализовывать огромные мощности при сравнительно небольших размерах.

В носовой части Як-40ЛЛ установлен воздушный винт, который приводится в движение электродвигателем. В основе технологии лежат сверхпроводящие материалы обмоток
Для авиации это критически важно: полет - всегда борьба с весом. По словам Дутова, здесь мы опережаем мир где-то на 2-3 года, потому что подобный подход еще никто не демонстрировал и такие технологии не показывал. Представляете? Взлетаешь на электромоторе, там, где можно, запускаешь газотурбинный двигатель, на разрешенной высоте подзаряжаешь аккумулятор, продолжаешь полет опять на электричестве и садишься на винтах...

На МАКСе планируется показать полет, когда газотурбинный двигатель уходит на пониженные обороты, включается электромотор, и тяга будет идти в том числе за счет винта, который на нем расположен.

Ученые надеются к 2026-2027 годам получить полностью весь набор технологий, который позволит создать к 2030 году региональный самолет на такой гибридной схеме. Но они намерены идти еще дальше, а именно: использовать в двигателе в качестве хладагента не азот, а сжиженный водород, который будет и топливом. Он фактически вообще не дает никаких выбросов. Это будет еще более сложная схема - она годится для больших самолетов, для дальней авиации.

ЦитатаСпециалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского") завершили этап установки авиационного поршневого двигателя-демонстратора АПД-500 на экспериментальный летательный аппарат, которым стал самолет Як-18Т.

Демонстратор авиационного поршневого двигателя АПД-500 мощностью 500 л.с. разработан ЦИАМ на основе автомобильного мотора линейки двигателей Единой модульной платформы ФГУП "НАМИ". Главной задачей НИР "Адаптация", в рамках которой ведутся работы по заказу Минпромторга России, является подтверждение возможности создания авиационного двигателя на базе серийного автомотора, а также оценка преимуществ его создания по срокам и стоимости.

Для авиаверсии специалистами ЦИАМ разработан ряд новых узлов и систем, обеспечивающих эффективную и безопасную работу двигателя в авиационном режиме в соответствии с требованиями Авиационных правил АП-33. Это, например: стартер-генератор, позволяющий в одном блоке реализовать режим запуска и генерирования энергии для нужд двигателя и борта; спроектированный под применение воздушных винтов с изменяемым шагом редуктор; дублированная двухканальная система управления двигателем с независимыми контурами для надежной работы; система наддува с приводным нагнетателем, обеспечивающая заданные мощностные характеристики авиационной версии, и др.

Достижение демонстратором требуемых параметров уже подтверждено комплексом испытаний на наземных и высотных стендах. Первые летные испытания запланированы на вторую половину 2021 года.

– По завершении летных испытаний можно будет говорить уже об открытии опытно-конструкторских работ. Двигатель-демонстратор мы создаем на базе серийного автодвигателя, поэтому ОКР можно будет завершить быстрее и экономичнее, чем при организации работ "с нуля", – считает генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин. – Отечественный поршневой двигатель – это возможность для "перезагрузки" всей малой авиации России. Он сможет найти самое широкое применение, дать толчок и ремоторизации, и созданию новых летательных аппаратов.

Посетители МАКС 2021 смогут увидеть и другие разработки Института в области малоразмерных двигателей. Например, двигатель-демонстратор РПД-100Т мощностью 100 л.с., созданный по заказу Фонда перспективных исследований. По сравнению с поршневыми авиамоторами, этот роторно-поршневой двигатель обладает высокой мощностью (73,5 кВт при 6500 об/мин.) при относительно малом удельном весе (0,82 кг/кВт) и небольших габаритах (рабочий объем 386 куб. см.). Стендовые испытания подтвердили его высокий ресурс, надежность и ремонтопригодность, низкий уровень вибраций и практический полетный "потолок" до 10 000 метров.


Перспективной для малой авиации может стать и энергетическая установка на основе РПД-350Т, предназначенная для применения в составе гибридных силовых установок летательных аппаратов, в т.ч. вертикального и сверхкороткого взлета и посадки.