Грядущий Международный авиакосмический салон в Жуковском готовится продемонстрировать реальные новинки и продвинутые решения, которые случаются далеко не на каждом форуме.
В авиацию понемногу пробиваются маршевые электродвигатели. В Жуковском на МАКС‑2021 с 20 по 25 июля можно будет прикоснуться к будущему, и, скорее всего, недалёкому. Летающая лаборатория Як-40 с демонстратором гибридной силовой установки, в состав которой входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель, вероятно, станет не только участником статичной экспозиции, но и будет участвовать в лётной программе. Прилетит уж точно своим ходом. Уникальность двигателя в том, что он использует эффект высокотемпературной сверхпроводимости, что позволяет достичь рекордно высокого КПД.
На практике как в самолётах это реализуется как на электромобилях, электросамокатах и другой самодвижущейся электротехнике. Зарядили аккумуляторы и полетели. И вот первая проблема – аккумуляторы должны быть лёгкими и обладать огромной ёмкостью. Иначе летательный аппарат будет способен поднимать в воздух только самого себя с минимальной полезной нагрузкой. Прогнозируют, что к 2030 г. реально появление региональных самолётов, перевозящих до 100 пассажиров на расстояние 1000 км полностью на электрической тяге.
Ещё один вариант экономии керосина - гибридная схема. Вроде бы для питания электродвигателя требуется источник энергии – тот же газотурбинный (или иной, допустим, поршневой) двигатель с приводом на генератор электроэнергии. Но есть один, но крайне принципиальный нюанс – все современные самолёты с традиционными силовыми установками имеют избыточную мощность. В пять-шесть раз превышающую необходимую для полёта на эшелоне, на крейсерской скорости. Но газотурбинный двигатель и на высоте любит «кушать» дорогой керосин. А на самом деле мощность нужна для взлёта, набора высоты крейсерского полёта и в меньшей степени маневрирования и изменения эшелона. А чем интересны электродвигатели? Их мощность и тягу легко изменять, оптимальные в полёте 2500 оборотов винта они держат легко. На взлёте и наборе высоты прибавил мощность, на эшелоне убавил. И газотурбинный двигатель значительно меньшей мощности в роли источника генерации электроэнергии, чем установленные на крыле или в хвосте самолёта, с этим прекрасно справится. А чтобы обеспечить запас мощности для взлёта, набора высоты и манёвров, нужны концентраторы энергии, те же батареи, способные на достаточно короткое время выдать накопленные киловатты. Но не весом в половину и больше максимально допустимой взлётной массы самолёта. Что и сделано на отечественном демонстраторе.
По некоторым данным, следующим экспериментальным самолётом с электродвигателями предстоит стать региональному Ил-114.
Подробнее читайте в свежем номере «Аргументов недели».