Paskutinėje oro parodoje MAKS-2021 Rusijos „United Engine Corporation“(UEC) pristatė daug perspektyvių pokyčių įvairiomis kryptimis. Vienas įdomiausių jo stendo eksponatų buvo hibridinės jėgainės (GSU) modelis, kuriamas įgyvendinti aviacijoje. Tikimasi, kad toks GSU galės rasti pritaikymą įvairiuose orlaivių projektuose ir užtikrinti aukštą našumą.
Daug žadanti kryptis
Hibridinės gamyklos, kurių pagrindą sudaro dujų turbina arba stūmoklinis variklis kartu su įvairiais elektros komponentais, turi daug svarbių savybių ir pranašumų prieš tradicines sistemas. Šie pranašumai gali būti naudojami įvairiose srityse, įskaitant. aviacijoje. Šiuo metu keliose šalyse vienu metu vykdomi skirtingos sudėties aviacijos GSU kūrimai. Kai kurie projektai jau buvo išbandyti ir išbandyti.
2020 metų rugpjūtį Rusijos UEC pradėjo panašų projektą. UAB „UEC-Klimov“buvo paskirtas pagrindiniu kūrėju. Naujojo projekto tikslas yra sukurti perspektyvią nuoseklią HSS grandinę, kurios galia arba 500 kW. Ši instaliacija bus pagrįsta naujausiu VK-650V turbo veleno varikliu.
Šiuo metu pradiniai projekto etapai jau baigti ir nustatyta bendra įrenginio išvaizda. Be to, buvo padarytas maketas, parodytas neseniai vykusioje parodoje MAKS-2021. Netolimoje ateityje bus pateiktas bandomasis stende bandomasis modelis. Per ateinančius metus jis pasieks maksimalų pajėgumą ir leis pereiti prie naujų etapų.
Pasak UEC, 2022 m. Demonstracinis GSU modelis turėtų parodyti 150 kW galią ir užtikrinti nustatytų sprendimų patikrinimą. Tada jis bus baigtas, o bandymai planuojami 2023 m., Pasiekus 500 kW projektinę galią. Remiantis šios veiklos rezultatais, 2024 m. Bus pradėti eksperimentiniai projektavimo darbai, siekiant sukurti visavertį GSU, skirtą naudoti lėktuvuose. Jį planuojama baigti 2028 m.
UEC jau nustatė perspektyvaus GSO taikymo sritis. Šią sistemą galima naudoti vietinių linijų lėktuvuose, lengvuosiuose universaliuose sraigtasparniuose ir UAV, sveriančiose iki 8 tonų. Ji taip pat gali būti naudojama įvairiose vertikaliose kilimo transporto priemonėse, perspektyviuose „oro taksi“ir kt. Panaši sistema laivams ir laivams bus sukurta remiantis aviacijos GSU. Jis išvysto 200–250 kW galią.
Maketinė išvaizda
MAKS-2021 buvo parodytas GSU maketas sraigtasparnio tipo UAV su keturiais rotoriais konfigūracijoje. Instaliacijos įrenginiai buvo pastatyti ant stovo, imituojančio panašų gaminį. Šis požiūris į ekraną leidžia įvertinti GSU dydį ir jo išdėstymo orlaivyje ypatybes.
Ant įprasto fiuzeliažo buvo sumontuotas kompaktiškas dujų turbinų generatorius, pagrįstas esamu pakankamos galios varikliu. Šalia buvo sumontuotas akumuliatorius ir maitinimo elektronikos blokai. Ant „sparnų“buvo pastatyti keturi elektros varikliai su rotoriais. Visi GSU komponentai buvo prijungti kabeliais.
Išdėstymas atspindi bendrą perspektyvaus GSU schemą ir sudėtį, susijusią su kvadrocopteriu. Kitų schemų ir klasių orlaiviai bus sumontuoti kitokios sudėties ir architektūros. Taigi, galima naudoti skirtingą elektros variklių skaičių, skirtingas akumuliatorių konfigūracijas ir kt.
Naujojo GSU veikimo principai yra gana paprasti. Turbininio veleno variklis su generatoriumi generuoja elektros energiją galios elektronikai. Pastarasis yra atsakingas už už skrydį atsakingų elektros variklių valdymą, taip pat įkrauna baterijas. Diegimo iš UEC režimai dar nenurodyti.
Sunkumai ir privalumai
Hibridinė gamykla, pagrįsta turbininio veleno varikliu ir elektriniais komponentais, turi daug išskirtinių pranašumų prieš tradicines sistemas. Tuo pačiu metu yra įvairių trūkumų. Akivaizdu, kad teisingas požiūris į paties GSU dizainą ir orlaivio pasirinkimą leis jums gauti maksimalią grąžą su minimaliais trūkumais.
Dujų turbinų sistemose yra daug skirtingų komponentų, todėl ji skiriasi nuo tradicinių dujų turbinų sistemų sudėtingumu ir kaina. Be to, hibridinė instaliacija turi didesnį bendrą tūrį ir masę, o tai riboja vežėjo orlaivio kūrimą. Tuo pačiu metu GSU vienetams nereikia standaus mechaninio sujungimo vienas su kitu, jie gali būti išdėstyti skirtingais turimais tūriais, o tai supaprastina orlaivio išdėstymą.
Hibridinės gamyklos gali parodyti didelį degalų naudojimo efektyvumą. Tam turbokompresoriaus variklis turi veikti optimaliais režimais, kurie užtikrina minimalias degalų sąnaudas, o valdymo sistemoms patikėta teisingai paskirstyti elektros energiją tarp variklių ir akumuliatorių pagal esamą skrydžio režimą. Tuo pat metu pagerinamos ir kitos savybės: ištekliai auga ir kenksmingi teršalai mažinami.
Prietaiso skrydis su GSU atliekamas elektros varikliais, valdomais elektronikos. Tai leidžia efektyviau išlaikyti reikiamą darbo režimą, taip pat greitai jį pakeisti, atsižvelgiant į besikeičiančias sąlygas. Visų pirma, tai užtikrins greitą atleidimą iki didžiausios galios.
Priklausomai nuo sudėties ir valdymo principų, GSU teoriškai gali veikti keliais režimais, įskaitant. nenaudojant variklio veleno variklio - tik dėl baterijų. Šis režimas padidins patikimumą ir saugumą: sugedus pagrindiniam varikliui ir generatoriui, lėktuvas galės tęsti skrydį.
Ateities planai
Vieno ar kito pranašumo dėka skirtingos architektūros hibridinės jėgainės gali rasti vietą aviacijoje ir išstumti tradicines sistemas. GSO domina toliau plėtojant pilotuojamus ir nepilotuojamus orlaivius ir sraigtasparnius. Tačiau nereikėtų tikėtis, kad per pagrįstą laiką jie galės visiškai išstumti kitas jėgainių galimybes.
GSO potencialas natūraliai pritraukia kūrėjus ir klientus iš įvairių šalių, o nuo praėjusių metų Rusijos pramonė aktyviai domisi šia tema. Pirmieji darbai jau atlikti, suformuoti bendrieji perspektyvių projektų principai ir nustatytos būsimos jų taikymo sritys. Be to, parodomas būsimo produkto modelis ir skelbiami ateinančių metų įvykiai.
500 kW jėgainės, pagrįstos varikliu VK-650V, kūrimo darbai vyks 2024–28 m. Taigi jau dešimtmečio viduryje arba antrosios jo pusės pradžioje galima tikėtis, kad pasirodys pirmieji visaverčiai vidaus aviacijos GSU lėktuvų projektai. Taip pat turės būti pateikti jo karinio jūrų laivyno pakeitimo projektai.
Nežinoma, kokie bus orlaiviai ir valtys su hibridine jėgaine. Tačiau akivaizdu, kad ši kryptis turi didelį potencialą ir leidžia gauti labai įdomių galimybių. Jis turėtų būti kuriamas atsižvelgiant į praktinį pritaikymą. Tai UEC daro nuo praėjusių metų - ir jau pasirengusi parodyti pirmuosius rezultatus.
