СМИ о ЦИАМ
Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Центральный институт авиационного
моторостроения имени П.И. Баранова
Rus
Array
(
    [0] => Array
        (
            [TEXT] => Новости
            [LINK] => /press-center/news/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [1] => Array
        (
            [TEXT] => СМИ о ЦИАМ
            [LINK] => /press-center/news-partners-and-cm/
            [SELECTED] => 1
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [2] => Array
        (
            [TEXT] => Интервью
            [LINK] => /press-center/interview/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 2
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

    [3] => Array
        (
            [TEXT] => Фото-видеогалерея
            [LINK] => /press-center/photo-video-gallery/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 3
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 1
        )

    [4] => Array
        (
            [TEXT] => Фотогалерея
            [LINK] => /press-center/photo-video-gallery/photo/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 0
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [5] => Array
        (
            [TEXT] => Видеогалерея
            [LINK] => /press-center/photo-video-gallery/video/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 1
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 2
            [IS_PARENT] => 
        )

    [6] => Array
        (
            [TEXT] => Журналистам
            [LINK] => /press-center/journalists/
            [SELECTED] => 
            [PERMISSION] => R
            [ADDITIONAL_LINKS] => Array
                (
                )

            [ITEM_TYPE] => D
            [ITEM_INDEX] => 4
            [PARAMS] => Array
                (
                )

            [DEPTH_LEVEL] => 1
            [IS_PARENT] => 
        )

)
Array
(
    [ID] => 10
    [~ID] => 10
    [TIMESTAMP_X] => 10.12.2015 15:58:31
    [~TIMESTAMP_X] => 10.12.2015 15:58:31
    [IBLOCK_TYPE_ID] => content
    [~IBLOCK_TYPE_ID] => content
    [LID] => s1
    [~LID] => s1
    [CODE] => partners-news
    [~CODE] => partners-news
    [NAME] => Новости партнеров
    [~NAME] => Новости партнеров
    [ACTIVE] => Y
    [~ACTIVE] => Y
    [SORT] => 60
    [~SORT] => 60
    [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/
    [~LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/
    [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/
    [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/
    [SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/
    [~SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/
    [CANONICAL_PAGE_URL] => 
    [~CANONICAL_PAGE_URL] => 
    [PICTURE] => 
    [~PICTURE] => 
    [DESCRIPTION] => 
    [~DESCRIPTION] => 
    [DESCRIPTION_TYPE] => text
    [~DESCRIPTION_TYPE] => text
    [RSS_TTL] => 24
    [~RSS_TTL] => 24
    [RSS_ACTIVE] => Y
    [~RSS_ACTIVE] => Y
    [RSS_FILE_ACTIVE] => N
    [~RSS_FILE_ACTIVE] => N
    [RSS_FILE_LIMIT] => 
    [~RSS_FILE_LIMIT] => 
    [RSS_FILE_DAYS] => 
    [~RSS_FILE_DAYS] => 
    [RSS_YANDEX_ACTIVE] => N
    [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N
    [XML_ID] => 
    [~XML_ID] => 
    [TMP_ID] => 
    [~TMP_ID] => 
    [INDEX_ELEMENT] => Y
    [~INDEX_ELEMENT] => Y
    [INDEX_SECTION] => Y
    [~INDEX_SECTION] => Y
    [WORKFLOW] => N
    [~WORKFLOW] => N
    [BIZPROC] => N
    [~BIZPROC] => N
    [SECTION_CHOOSER] => L
    [~SECTION_CHOOSER] => L
    [LIST_MODE] => 
    [~LIST_MODE] => 
    [RIGHTS_MODE] => S
    [~RIGHTS_MODE] => S
    [SECTION_PROPERTY] => N
    [~SECTION_PROPERTY] => N
    [PROPERTY_INDEX] => N
    [~PROPERTY_INDEX] => N
    [VERSION] => 1
    [~VERSION] => 1
    [LAST_CONV_ELEMENT] => 0
    [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0
    [SOCNET_GROUP_ID] => 
    [~SOCNET_GROUP_ID] => 
    [EDIT_FILE_BEFORE] => 
    [~EDIT_FILE_BEFORE] => 
    [EDIT_FILE_AFTER] => 
    [~EDIT_FILE_AFTER] => 
    [SECTIONS_NAME] => Разделы
    [~SECTIONS_NAME] => Разделы
    [SECTION_NAME] => Раздел
    [~SECTION_NAME] => Раздел
    [ELEMENTS_NAME] => Элементы
    [~ELEMENTS_NAME] => Элементы
    [ELEMENT_NAME] => Элемент
    [~ELEMENT_NAME] => Элемент
    [EXTERNAL_ID] => 
    [~EXTERNAL_ID] => 
    [LANG_DIR] => /
    [~LANG_DIR] => /
    [SERVER_NAME] => ciam.ru
    [~SERVER_NAME] => ciam.ru
    [USER_HAVE_ACCESS] => 1
    [SECTION] => 
    [ITEMS] => Array
        (
            [0] => Array
                (
                    [ID] => 838
                    [~ID] => 838
                    [IBLOCK_ID] => 10
                    [~IBLOCK_ID] => 10
                    [IBLOCK_SECTION_ID] => 
                    [~IBLOCK_SECTION_ID] => 
                    [NAME] => Вверх на электричестве: электросамолеты будущего. О перспективах и разработках в области "электрификации" авиации в России рассказывает С.Б. Гальперин, директор проектного комплекса "Гражданские самолеты" НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского"
                    [~NAME] => Вверх на электричестве: электросамолеты будущего. О перспективах и разработках в области "электрификации" авиации в России рассказывает С.Б. Гальперин, директор проектного комплекса "Гражданские самолеты" НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского"
                    [ACTIVE_FROM] => 16.01.2018
                    [~ACTIVE_FROM] => 16.01.2018
                    [TIMESTAMP_X] => 17.01.2018 15:00:00
                    [~TIMESTAMP_X] => 17.01.2018 15:00:00
                    [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/up-on-electricity-electrocapillary-future-about-the-prospects-of-electrification-of-aircraft-in-russ/
                    [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/up-on-electricity-electrocapillary-future-about-the-prospects-of-electrification-of-aircraft-in-russ/
                    [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/
                    [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/
                    [DETAIL_TEXT] => 

«У вас на даче пила какая – бензиновая или электрическая? – спрашивает меня Сергей Борисович Гальперин, директор проектного комплекса «Гражданские самолеты» НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского». «Была бензиновая, – отвечаю, – но так замучился с капризным двухтактным ДВС, что в этом году купил электрическую». «Вот! – иронично замечает мой собеседник. – И авиацию надо переводить на электричество!»

Современный газотурбинный (турбовентиляторный) двигатель, который приводит в движение лайнеры, – это, конечно, не двухтактная тарахтелка для садовых инструментов, а высокоэффективная и очень надежная машина. Однако, по мнению авиастроителей, она близка к исчерпанию резервов для дальнейшего совершенствования. Да что там двигатели – все строящиеся ныне авиалайнеры настолько похожи друг на друга, что лишь знаток авиации сходу отличит Boeing или Airbus от Bombardier или МС-21. И хотя нет ни малейшего сомнения в том, что лайнеры современного типа с двумя ГТД под крыльями будут еще десятилетиями катать нас по небу, большие надежды на новую компоновку и новую аэродинамику самолетов связывают с электрическим движением.

Быстро, но недолго

Еще недавно под термином «электросамолет» понимался «более электрический самолет» – летательный аппарат с фиксированным крылом, в котором механическая и гидравлическая трансмиссия по максимуму заменялась электрической. Никаких больше трубок и тросов – всю механическую работу, как, например, приведение в движение рулей и механизацию крыла, выполняют небольшие электродвигатели-актуаторы, к которым подводится электропитание и канал для управляющего сигнала. Теперь термин наполнился новым смыслом: истинный электросамолет должен и сам двигаться на электрической тяге.

Разумеется, перспективы электроавиации зависят не только (и даже не столько) от авиаконструкторов, сколько от прогресса в области электротехники. Ведь самолеты, что называется, «на батарейках», существуют. Вспомогательные электромоторы на планеры ставили еще несколько десятилетий назад. А самолет Extra 330LE, впервые поднявшийся в воздух в 2016 году, уже сам таскает за собой планеры и ставит рекорды скорости. Вот только его блок из 14 мощных литий-ионных батарей и электродвигатель от Siemens позволяют этому крохе брать на борт лишь двух человек, включая пилота, и находиться в воздухе не дольше 20 минут.

Конечно, есть проекты, в которые заложены куда более впечатляющие показатели. В сентябре прошлого года британская авиакомпания-лоукостер EasyJet объявила, что через десять лет выведет на линии полностью электрический региональный лайнер (дальность 540 км, что для внутриевропейских рейсов весьма немало) вместимостью 180 пассажиров. Партнером по проекту стал американский стартап Wright Electric, который уже построил пока двухместный летающий демонстратор. Однако на сегодняшний день энергетическая плотность самых лучших литий-ионных батарей более чем на порядок уступает углеводородному топливу. Предполагается, что к 2030 году батареи улучшат свои показатели максимум в два раза.

Турбина, останься!

Намного выигрышней выглядит ситуация с топливными элементами, в которых химическая энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, минуя процесс горения. Наиболее перспективным топливом для такого источника питания считается водород. Эксперименты с топливными элементами в качестве источника питания для электросамолета ведутся в разных странах мира (в России над проектами по созданию таких летательных аппаратов в первую очередь работает ЦИАМ, а топливные элементы для них создаются в ИПХФ РАН под руководством профессора Юрия Добровольского). Из летавших и пилотируемых концептов можно вспомнить европейский демонстратор ENFICA-FC Rapid 200FC – в нем использовались одновременно как электробатареи, так и топливные элементы. Но и эта технология нуждается еще в значительной доработке и дополнительных исследованиях.

Наиболее реальными на сегодня кажутся перспективы электросамолетов, построенных по гибридной схеме. Это означает, что движитель летательного аппарата (винт или винтовентилятор) будет приводиться в движение электромотором, а вот электричество он получит от генератора, вращаемого… газотурбинным двигателем (или другим ДВС). На первый взгляд такая схема кажется странной: от ГТД хотят отказаться в пользу электродвигателя, но не собираются этого делать.

Гибридных проектов в мире тоже уже немало, однако нас в первую очередь интересует Россия. Работы по электросамолету, в частности с гибридной схемой, велись в разных научных институтах авиационного профиля – таких, как ЦАГИ или ЦИАМ. Сегодня эти и некоторые другие учреждения объединены (с 2014 года) под эгидой Научно-исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского», призванного стать единым мощным «мозговым трестом» отрасли. Задача комплексирования в рамках центра всех работ по электроавиации возложена на Сергея Гальперина, которого мы уже цитировали в начале статьи.

Взлет на батарейке

«Переход на электродвигатели в авиации открывает немало интересных перспектив, – говорит Сергей Гальперин, – но рассчитывать на создание коммерческого электросамолета с приличной для российских условий дальностью на чисто химических источниках энергии (батареях или топливных элементах) в ближайшем будущем не приходится: слишком разнится энергетический потенциал килограмма керосина и килограмма аккумуляторов. Гибридная схема могла бы стать разумным компромиссом. Надо понимать, что ГТД, непосредственно создающий тягу, и ГТД, который будет приводить в движение вал генератора, — это совсем не одно и то же.

Дело в том, что у самолета в ходе полета значительно изменяются энергетические потребности. На взлете авиационный двигатель развивает мощность, близкую к максимальной, а при движении на крейсерском участке (то есть большую часть полета) энергопотребление самолета снижается в 5−6 раз. Таким образом, традиционная силовая установка должна уметь работать в широком диапазоне режимов (не всегда оптимальных с точки зрения экономики) и быстро переходить от одного к другому. Ничего подобного не потребуется от ГТД в гибридной установке. Он будет подобен газовым турбинам электростанций, которые работают всегда в одном и том же, самом экономически выгодном режиме. Работают годами, без остановки».

С помощью генератора ГТД сможет вырабатывать энергию для непосредственного питания электродвигателей, а также для создания запаса в аккумуляторах. Помощь аккумуляторов понадобится как раз на взлете. Но поскольку работа электромоторов на взлетном режиме продлится всего несколько минут, запас энергии не должен быть очень большим и батареи на борту могут быть вполне приемлемыми по размеру и весу. У ГТД при этом никакого взлетного режима не будет – его дело спокойно вырабатывать электричество. Таким образом, в отличие от авиадвигателя ГТД в гибридном электросамолете будет менее мощным, более надежным и экологичным, проще по конструкции, а значит, дешевле и, наконец, будет обладать большим ресурсом.

Дуем на крыло

При этом переход на электродвигатели открывает перспективы принципиальных новшеств в конструкции гражданских самолетов будущего. Одна из наиболее обсуждаемых тем – создание распределенных силовых установок. Сегодня классическая схема компоновки лайнера предполагает две точки приложения тяги, то есть два, редко четыре, мощных двигателя, висящих на пилонах под крылом. В электросамолетах рассматривается схема размещения большого числа электродвигателей вдоль крыла, а также на его концах. Зачем это нужно?

Дело опять же в разнице взлетного и крейсерского режимов. На взлете при малой скорости набегающего потока летательному аппарату для создания подъемной силы необходимо крыло большой площади. На крейсерской скорости широкое крыло мешает, создавая избыточную подъемную силу. Проблема решается за счет сложной механизации – выдвижных закрылков и предкрылков. Самолеты меньшего размера, взлетающие с небольших аэродромов и имеющие для этого большие крылья, вынуждены идти на крейсерском участке с неоптимальным углом атаки, что приводит к дополнительному расходу топлива.

Но, если на взлете множество электромоторов, соединенных с винтами, будут дополнительно обдувать крыло, его не придется делать слишком широким. Самолет взлетит с коротким разбегом, а на крейсерском участке узкое крыло не создаст проблем. Машину будут тянуть вперед винты, вращаемые маршевыми электродвигателями, а пропеллеры вдоль крыла на этом этапе будут сложены или убраны до посадки.

В качестве примера можно привести проект NASA – X-57 Maxwell. Концепт-демонстратор оснащен 14 электромоторами, размещенными вдоль крыла и на законцовках консолей. Все они работают только во время взлета и посадки. На крейсерском участке задействованы только двигатели на концах крыла. Такое размещение моторов позволяет снизить негативное влияние вихрей, возникающих в этих местах. С другой стороны, силовая установка получается сложной, а значит, ее дороже обслуживать и вероятность отказов тоже выше. В общем, ученым и конструкторам есть над чем подумать.

Выручит жидкий азот

«Электрический самолет предоставляет множество возможностей для оптимизации, – говорит Сергей Гальперин. – Можно экспериментировать, например, с комбинированием тянущего и толкающего винтов. Электродвигатели гораздо выигрышней по сравнению с ГТД в конвертопланах, так как безопасный поворот электромотора в горизонтальное положение не представляет такой сложной инженерной проблемы, как в случае с традиционными двигателями. В электросамолете можно обеспечить полную интеграцию всех систем, создать новую систему управления. Даже гибридные машины будут производить меньше шума и вредных выбросов».

Как и аккумуляторы, электромоторы по мере увеличения мощности наращивают массу, объем и тепловыделение. Требуются новые технологии, которые сделали бы их более мощными и легкими. Для отечественных разработчиков гибридных силовых установок настоящим прорывом стало сотрудничество с российской компанией «СуперОкс» — одним из пяти крупнейших в мире поставщиков материалов со свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Сейчас «СуперОкс» разрабатывает электродвигатели со статором из сверхпроводящих материалов (охлаждаемых жидким азотом). Эти моторы с хорошими для авиации характеристиками станут основой гибридной силовой установки для регионального самолета, который, возможно, поднимется в небо в середине будущего десятилетия. В этом году на авиасалоне «МАКС» специалистами ЦИАМ был представлен демонстратор такой установки мощностью 10 кВт. Планируемый самолет будет оснащен гибридной силовой установкой с двумя двигателями мощностью 500 кВт каждый.

«Прежде чем говорить о гибридном электросамолете, – рассказывает Гальперин, – необходимо испытать нашу установку на земле, а затем в летающей лаборатории. Мы надеемся, что это будет Як-40. В нос машины вместо радара мы сможем поставить 500-киловаттный ВТСП-электродвигатель. В хвост вместо центрального двигателя установим турбогенератор. Двух оставшихся двигателей «Яка» будет вполне достаточно, чтобы испытать наше детище в большом диапазоне высот (до 8000 м) и скоростей (до 500 км/ч). И даже если гибридная установка откажет, самолет спокойно сможет завершить полет и приземлиться». Лаборатория-демонстратор по плану будет оборудована в 2019 году. Цикл испытаний предварительно назначен на 2020 год. 

Олег Макаров

Источник

[~DETAIL_TEXT] =>

«У вас на даче пила какая – бензиновая или электрическая? – спрашивает меня Сергей Борисович Гальперин, директор проектного комплекса «Гражданские самолеты» НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского». «Была бензиновая, – отвечаю, – но так замучился с капризным двухтактным ДВС, что в этом году купил электрическую». «Вот! – иронично замечает мой собеседник. – И авиацию надо переводить на электричество!»

Современный газотурбинный (турбовентиляторный) двигатель, который приводит в движение лайнеры, – это, конечно, не двухтактная тарахтелка для садовых инструментов, а высокоэффективная и очень надежная машина. Однако, по мнению авиастроителей, она близка к исчерпанию резервов для дальнейшего совершенствования. Да что там двигатели – все строящиеся ныне авиалайнеры настолько похожи друг на друга, что лишь знаток авиации сходу отличит Boeing или Airbus от Bombardier или МС-21. И хотя нет ни малейшего сомнения в том, что лайнеры современного типа с двумя ГТД под крыльями будут еще десятилетиями катать нас по небу, большие надежды на новую компоновку и новую аэродинамику самолетов связывают с электрическим движением.

Быстро, но недолго

Еще недавно под термином «электросамолет» понимался «более электрический самолет» – летательный аппарат с фиксированным крылом, в котором механическая и гидравлическая трансмиссия по максимуму заменялась электрической. Никаких больше трубок и тросов – всю механическую работу, как, например, приведение в движение рулей и механизацию крыла, выполняют небольшие электродвигатели-актуаторы, к которым подводится электропитание и канал для управляющего сигнала. Теперь термин наполнился новым смыслом: истинный электросамолет должен и сам двигаться на электрической тяге.

Разумеется, перспективы электроавиации зависят не только (и даже не столько) от авиаконструкторов, сколько от прогресса в области электротехники. Ведь самолеты, что называется, «на батарейках», существуют. Вспомогательные электромоторы на планеры ставили еще несколько десятилетий назад. А самолет Extra 330LE, впервые поднявшийся в воздух в 2016 году, уже сам таскает за собой планеры и ставит рекорды скорости. Вот только его блок из 14 мощных литий-ионных батарей и электродвигатель от Siemens позволяют этому крохе брать на борт лишь двух человек, включая пилота, и находиться в воздухе не дольше 20 минут.

Конечно, есть проекты, в которые заложены куда более впечатляющие показатели. В сентябре прошлого года британская авиакомпания-лоукостер EasyJet объявила, что через десять лет выведет на линии полностью электрический региональный лайнер (дальность 540 км, что для внутриевропейских рейсов весьма немало) вместимостью 180 пассажиров. Партнером по проекту стал американский стартап Wright Electric, который уже построил пока двухместный летающий демонстратор. Однако на сегодняшний день энергетическая плотность самых лучших литий-ионных батарей более чем на порядок уступает углеводородному топливу. Предполагается, что к 2030 году батареи улучшат свои показатели максимум в два раза.

Турбина, останься!

Намного выигрышней выглядит ситуация с топливными элементами, в которых химическая энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, минуя процесс горения. Наиболее перспективным топливом для такого источника питания считается водород. Эксперименты с топливными элементами в качестве источника питания для электросамолета ведутся в разных странах мира (в России над проектами по созданию таких летательных аппаратов в первую очередь работает ЦИАМ, а топливные элементы для них создаются в ИПХФ РАН под руководством профессора Юрия Добровольского). Из летавших и пилотируемых концептов можно вспомнить европейский демонстратор ENFICA-FC Rapid 200FC – в нем использовались одновременно как электробатареи, так и топливные элементы. Но и эта технология нуждается еще в значительной доработке и дополнительных исследованиях.

Наиболее реальными на сегодня кажутся перспективы электросамолетов, построенных по гибридной схеме. Это означает, что движитель летательного аппарата (винт или винтовентилятор) будет приводиться в движение электромотором, а вот электричество он получит от генератора, вращаемого… газотурбинным двигателем (или другим ДВС). На первый взгляд такая схема кажется странной: от ГТД хотят отказаться в пользу электродвигателя, но не собираются этого делать.

Гибридных проектов в мире тоже уже немало, однако нас в первую очередь интересует Россия. Работы по электросамолету, в частности с гибридной схемой, велись в разных научных институтах авиационного профиля – таких, как ЦАГИ или ЦИАМ. Сегодня эти и некоторые другие учреждения объединены (с 2014 года) под эгидой Научно-исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского», призванного стать единым мощным «мозговым трестом» отрасли. Задача комплексирования в рамках центра всех работ по электроавиации возложена на Сергея Гальперина, которого мы уже цитировали в начале статьи.

Взлет на батарейке

«Переход на электродвигатели в авиации открывает немало интересных перспектив, – говорит Сергей Гальперин, – но рассчитывать на создание коммерческого электросамолета с приличной для российских условий дальностью на чисто химических источниках энергии (батареях или топливных элементах) в ближайшем будущем не приходится: слишком разнится энергетический потенциал килограмма керосина и килограмма аккумуляторов. Гибридная схема могла бы стать разумным компромиссом. Надо понимать, что ГТД, непосредственно создающий тягу, и ГТД, который будет приводить в движение вал генератора, — это совсем не одно и то же.

Дело в том, что у самолета в ходе полета значительно изменяются энергетические потребности. На взлете авиационный двигатель развивает мощность, близкую к максимальной, а при движении на крейсерском участке (то есть большую часть полета) энергопотребление самолета снижается в 5−6 раз. Таким образом, традиционная силовая установка должна уметь работать в широком диапазоне режимов (не всегда оптимальных с точки зрения экономики) и быстро переходить от одного к другому. Ничего подобного не потребуется от ГТД в гибридной установке. Он будет подобен газовым турбинам электростанций, которые работают всегда в одном и том же, самом экономически выгодном режиме. Работают годами, без остановки».

С помощью генератора ГТД сможет вырабатывать энергию для непосредственного питания электродвигателей, а также для создания запаса в аккумуляторах. Помощь аккумуляторов понадобится как раз на взлете. Но поскольку работа электромоторов на взлетном режиме продлится всего несколько минут, запас энергии не должен быть очень большим и батареи на борту могут быть вполне приемлемыми по размеру и весу. У ГТД при этом никакого взлетного режима не будет – его дело спокойно вырабатывать электричество. Таким образом, в отличие от авиадвигателя ГТД в гибридном электросамолете будет менее мощным, более надежным и экологичным, проще по конструкции, а значит, дешевле и, наконец, будет обладать большим ресурсом.

Дуем на крыло

При этом переход на электродвигатели открывает перспективы принципиальных новшеств в конструкции гражданских самолетов будущего. Одна из наиболее обсуждаемых тем – создание распределенных силовых установок. Сегодня классическая схема компоновки лайнера предполагает две точки приложения тяги, то есть два, редко четыре, мощных двигателя, висящих на пилонах под крылом. В электросамолетах рассматривается схема размещения большого числа электродвигателей вдоль крыла, а также на его концах. Зачем это нужно?

Дело опять же в разнице взлетного и крейсерского режимов. На взлете при малой скорости набегающего потока летательному аппарату для создания подъемной силы необходимо крыло большой площади. На крейсерской скорости широкое крыло мешает, создавая избыточную подъемную силу. Проблема решается за счет сложной механизации – выдвижных закрылков и предкрылков. Самолеты меньшего размера, взлетающие с небольших аэродромов и имеющие для этого большие крылья, вынуждены идти на крейсерском участке с неоптимальным углом атаки, что приводит к дополнительному расходу топлива.

Но, если на взлете множество электромоторов, соединенных с винтами, будут дополнительно обдувать крыло, его не придется делать слишком широким. Самолет взлетит с коротким разбегом, а на крейсерском участке узкое крыло не создаст проблем. Машину будут тянуть вперед винты, вращаемые маршевыми электродвигателями, а пропеллеры вдоль крыла на этом этапе будут сложены или убраны до посадки.

В качестве примера можно привести проект NASA – X-57 Maxwell. Концепт-демонстратор оснащен 14 электромоторами, размещенными вдоль крыла и на законцовках консолей. Все они работают только во время взлета и посадки. На крейсерском участке задействованы только двигатели на концах крыла. Такое размещение моторов позволяет снизить негативное влияние вихрей, возникающих в этих местах. С другой стороны, силовая установка получается сложной, а значит, ее дороже обслуживать и вероятность отказов тоже выше. В общем, ученым и конструкторам есть над чем подумать.

Выручит жидкий азот

«Электрический самолет предоставляет множество возможностей для оптимизации, – говорит Сергей Гальперин. – Можно экспериментировать, например, с комбинированием тянущего и толкающего винтов. Электродвигатели гораздо выигрышней по сравнению с ГТД в конвертопланах, так как безопасный поворот электромотора в горизонтальное положение не представляет такой сложной инженерной проблемы, как в случае с традиционными двигателями. В электросамолете можно обеспечить полную интеграцию всех систем, создать новую систему управления. Даже гибридные машины будут производить меньше шума и вредных выбросов».

Как и аккумуляторы, электромоторы по мере увеличения мощности наращивают массу, объем и тепловыделение. Требуются новые технологии, которые сделали бы их более мощными и легкими. Для отечественных разработчиков гибридных силовых установок настоящим прорывом стало сотрудничество с российской компанией «СуперОкс» — одним из пяти крупнейших в мире поставщиков материалов со свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Сейчас «СуперОкс» разрабатывает электродвигатели со статором из сверхпроводящих материалов (охлаждаемых жидким азотом). Эти моторы с хорошими для авиации характеристиками станут основой гибридной силовой установки для регионального самолета, который, возможно, поднимется в небо в середине будущего десятилетия. В этом году на авиасалоне «МАКС» специалистами ЦИАМ был представлен демонстратор такой установки мощностью 10 кВт. Планируемый самолет будет оснащен гибридной силовой установкой с двумя двигателями мощностью 500 кВт каждый.

«Прежде чем говорить о гибридном электросамолете, – рассказывает Гальперин, – необходимо испытать нашу установку на земле, а затем в летающей лаборатории. Мы надеемся, что это будет Як-40. В нос машины вместо радара мы сможем поставить 500-киловаттный ВТСП-электродвигатель. В хвост вместо центрального двигателя установим турбогенератор. Двух оставшихся двигателей «Яка» будет вполне достаточно, чтобы испытать наше детище в большом диапазоне высот (до 8000 м) и скоростей (до 500 км/ч). И даже если гибридная установка откажет, самолет спокойно сможет завершить полет и приземлиться». Лаборатория-демонстратор по плану будет оборудована в 2019 году. Цикл испытаний предварительно назначен на 2020 год. 

Олег Макаров

Источник

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2950 [TIMESTAMP_X] => 17.01.2018 14:53:04 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 213 [WIDTH] => 400 [FILE_SIZE] => 20923 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/5fe [FILE_NAME] => 5fead236995c7b1edfc43c78e07ebc95.jpg [ORIGINAL_NAME] => Популярная механика.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 2ab0e38ce732b3bc9dd319be44dc9cf5 [~src] => [SRC] => /upload/iblock/5fe/5fead236995c7b1edfc43c78e07ebc95.jpg [ALT] => Вверх на электричестве: электросамолеты будущего. О перспективах и разработках в области "электрификации" авиации в России рассказывает С.Б. Гальперин, директор проектного комплекса "Гражданские самолеты" НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" [TITLE] => Вверх на электричестве: электросамолеты будущего. О перспективах и разработках в области "электрификации" авиации в России рассказывает С.Б. Гальперин, директор проектного комплекса "Гражданские самолеты" НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" [RESIZE_URL] => /upload/iblock/5fe/5fead236995c7b1edfc43c78e07ebc95.jpg ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2950 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => up-on-electricity-electrocapillary-future-about-the-prospects-of-electrification-of-aircraft-in-russ [~CODE] => up-on-electricity-electrocapillary-future-about-the-prospects-of-electrification-of-aircraft-in-russ [EXTERNAL_ID] => 838 [~EXTERNAL_ID] => 838 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 16 Января 2018 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) [1] => Array ( [ID] => 815 [~ID] => 815 [IBLOCK_ID] => 10 [~IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Глава ЦИАМ: Россия участвует в создании сверхзвукового самолета на водородном топливе. Интервью М.В. Гордина [~NAME] => Глава ЦИАМ: Россия участвует в создании сверхзвукового самолета на водородном топливе. Интервью М.В. Гордина [ACTIVE_FROM] => 14.12.2017 [~ACTIVE_FROM] => 14.12.2017 [TIMESTAMP_X] => 20.02.2018 15:09:48 [~TIMESTAMP_X] => 20.02.2018 15:09:48 [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/the-head-of-ciam-russia-participates-in-the-creation-of-supersonic-aircraft-on-hydrogen-fuel/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/the-head-of-ciam-russia-participates-in-the-creation-of-supersonic-aircraft-on-hydrogen-fuel/ [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>


Создание перспективного двигателя большой тяги ПД-35 будет профинансировано на несколько лет вперед, заявил президент России Владимир Путин. О том, какими двигателями оснастят самолеты будущего и когда отечественные лайнеры взлетят на электрической тяге, а также создает ли Россия сверхзвуковой пассажирский самолет, в интервью ТАСС рассказал Михаил Гордин, генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского").

— Михаил Валерьевич, каковы основные направления деятельности ЦИАМ? На каких ключевых проектах и исследованиях сегодня сконцентрированы специалисты института?

— ЦИАМ формирует облик отечественных авиадвигателей — уже сейчас мы работаем над созданием технологий для перспективных силовых установок 2030-х годов. Мы ведем полный цикл исследований для создания двигателей и промышленных газотурбинных установок на их основе, а также осуществляем научно-техническое сопровождение изделий в эксплуатации. Главный наш "продукт" — научно-технический задел, то есть создание новых знаний и технологий, необходимых для того, чтобы конструкторы проектировали современные двигатели для различных сложных систем.

Например, сегодня активно обсуждаются аддитивные технологии как инновационный способ производства деталей и комплектующих (создание объектов по данным 3D-модели наслаиванием материала — прим. ТАСС). Новые технологии производства еще не дают полного понимания, какие дефекты возможны при производстве, насколько такие детали будут надежными, как в них будут развиваться усталостные явления. Кроме того, нужно придумать, как спроектировать детали из новых материалов, потому что в учебниках этого не написано.

Мы занимаемся и фундаментальными исследованиями: знания в основополагающих разделах газо- или аэродинамики необходимо целенаправленно расширять в определенных направлениях для реализации конкретных практических задач.

— Двигатели для самолетов шестого поколения тоже вы разрабатываете?

— Сейчас принято считать, что "в серию" выходят двигатели пятого поколения и ведется разработка двигателей шестого поколения. Опытно-конструкторские работы (ОКР) по шестому поколению начнутся, наверное, только лет через десять. По пятому они сейчас либо завершаются, либо уже завершены. Например, ПД-14 — гражданский двигатель пятого поколения — сейчас завершает процесс испытаний и сертификации и через некоторое время начнет производиться серийно. ЦИАМ активно участвует в его создании: мы разрабатывали подходы к его проектированию и выполнили часть проектных работ. Сейчас основной наш вклад — это его инженерные и сертификационные испытания. Они проходят на нашей уникальной экспериментальной базе. Все узлы для ПД-14 тоже испытывались у нас, в Научно-испытательном центре ЦИАМ, расположенном в Подмосковье. Испытания проводятся в высотно-скоростных полетных условиях, максимально приближенных к реальным, на специальных высотных стендах. Вообще все наиболее сложные и энергоемкие виды обязательных испытаний авиадвигателей выполняются в России только в НИЦ ЦИАМ. Причем у нас испытываются не только отечественные, но и зарубежные силовые установки, например французской компании Safran.

Среди работ в этой области, проведенных ЦИАМ за последнее десятилетие, можно отметить испытания для сертификации модификаций ПС-90А и ПС-90А1, ПС-90А2 и ПС-90А3, SaM146, вспомогательных силовых установок, а также подтверждение сертификатов зарубежных силовых установок для использования на российских самолетах и вертолетах.

А если говорить о шестом поколении, то пока только как о наборе технологий, который необходим для того, чтобы создать такие двигатели — что на Западе, что в России.

— Работает ли сегодня ЦИАМ над двигателями для сверхзвукового полета? Каким должен быть самолет, способный осуществлять продолжительный (не менее часа) крейсерский полет со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука?

— Мы участвуем в международном проекте по разработке высокоскоростного гражданского самолета HEXAFLY-INT. В этом крупном кооперационном проекте сотрудничают ведущие мировые и российские научные организации: ЦАГИ, ЛИИ им. М.М. Громова, МФТИ, Европейское космическое агентство (ESA), ONERA, Германский центр авиации и космонавтики (DLR), CIRA, Университет Сиднея. Цель проекта — создание летательного аппарата на водородном топливе, способного достигать скорости порядка 7000–8000 км/ч, что позволит преодолеть, например, расстояние от Москвы до Сиднея за три часа.

Основным итогом работ на сегодняшний день является демонстрация в высотных условиях положительного аэродвигательного баланса (тяга превышает суммарное аэродинамическое сопротивление) стендового модуля при числе Маха 7,4.

ЦИАМ работает над обликом двигателя и силовой установки для перспективного делового пассажирского самолета со сверхзвуковой скоростью полета при числах Маха 1,6–1,8, с низкими уровнями звукового удара, шума при взлете и посадке, эмиссии вредных веществ. Совместно с ЦАГИ ведем работы по выбору облика, расчетам и испытаниям моделей элементов силовой установки на экспериментальных стендах, в том числе на нашем акустическом стенде и в аэродинамических трубах. Мы предлагаем высокоэффективный воздухозаборник верхнего расположения, малошумные выходные устройства с экранированием шума струи двигателя элементами летательного аппарата.

Выполняется большой комплекс работ по определению перспективных схем и параметров двигателя, включая схемы двигателя переменного цикла.

Участвовали ли специалисты ЦИАМ в создании концепции двигателя для перспективного скоростного вертолета (ПСВ)?

— ЦИАМ совместно с ЦАГИ участвует в проводимых "Вертолетами России" исследованиях по разработке концепции перспективных скоростных вертолетов (скорость крейсерского полета — до 450 км/ч и более — прим. ТАСС). Выполнен первый этап оценки облика возможных вариантов силовой установки (двигатели и трансмиссия) таких вертолетов.

— Ведутся ли работы над созданием двигателя большой тяги (ПД-35) для перспективного тяжелого транспортного самолета? Когда может быть создан такой двигатель?

— Новый двухконтурный турбореактивный двигатель большой тяги ПД-35 предназначен для установки на перспективные широкофюзеляжные самолеты, в том числе российско-китайский CR929. Он будет значительно мощнее существующих двигателей Д-18Т для самых больших советских самолетов Ан-124/Ан-225. В настоящее время ПД-35 находится в стадии научно-исследовательских разработок (НИР). В ближайшие шесть лет будет создан необходимый научно-технический задел для начала опытно-конструкторских работ.

— Каким будет этот двигатель?

— В нем будут активно использоваться композиционные материалы. Эффективность двигателя повышается с увеличением степени двухконтурности, и в этом случае вентилятор приобретает все большие размеры. А вес вентилятора — это до 15% веса всего двигателя. Лопатки вентилятора ПД-35, например, имеют длину около 1,1 м, диаметр вентилятора на входе — порядка 3 м. Применение металлов в этом случае приводит к недопустимому росту массы. Предлагается изготовить лопатки из полимерных композиционных материалов с металлическими накладками. А каждый килограмм экономии массы вентилятора приводит к снижению массы всего двигателя.

При этом ПД-35 нельзя будет назвать двигателем шестого поколения. У отечественных гражданских двигателей, условно говоря, только-только начинается пятое поколение. Он, скорее всего, будет "5+".

По программе ПД-35 сначала выполняются НИР, разрабатываются 18 технологий, на их основе будет создан двигатель-демонстратор, после этого с небольшим "нахлестом" по времени начнутся ОКР.

В демонстраторе ПД-35 будут заложены все ключевые характеристики с максимальными возможностями: топливная экономичность, простота в изготовлении, обслуживании и т.п. Естественно, такой "супердвигатель" не пойдет в серийное производство, так как получится слишком дорогим и нерентабельным. Когда начнется этап ОКР, будут поставлены задачи развития его определенных характеристик в зависимости от конкретных параметров, которых нужно будет достичь, чтобы этот двигатель был востребован.

Сейчас мы разрабатываем технологии и облик демонстратора для ПД-35. На сегодняшний день согласованы все технические задания на 18 технологий, они сформированы и промышленностью, и нами как головной научной организацией в области авиадвигателестроения. В рамках НИР запланирована их детальная разработка, расчеты, моделирование, потом — изготовление образца.

За пять-шесть лет, отведенных на эти научно-исследовательские работы, не отстанем ли от зарубежных конкурентов еще больше?

— Пять лет на НИР — это не очень много. Если бы не было определенного задела, точно было бы недостаточно. Но есть опыт ПД-14 и наших западных коллег. Cколько времени займут испытания двигателя и когда он выйдет в серию, — вопрос не к нам, а к промышленности.

Задача ЦИАМ — еще и разработать методики и критерии испытаний деталей авиадвигателей, изготовленных с помощью новых материалов и технических решений, поскольку они будут отличаться от традиционных. Для них нужно создать всю методологическую базу. Например, одно из направлений работ в рамках этой НИР — делать полимеркомпозитные лопатки с дефектами и смотреть, к чему наличие этих дефектов приведет при испытаниях. При этом мы продумываем несколько разных методов изготовления лопаток. По итогам испытаний будет сделан выбор в пользу того или иного варианта.

Зачем это нужно?

— Мы много лет работаем с металлом и знаем, какие бывают дефекты при литье, обработке, штамповке. И знаем, к чему они приводят при различных ситуациях в воздухе. С полимеркомпозитными материалами опыта мало, статистика развития дефектов не набрана.

Сколько времени нужно, чтобы разработать двигатель шестого поколения?

— В принципе, разделение на поколения условно. Некоторые технологии уже готовы, некоторые — в процессе разработки. Безусловно, мы хотели бы, чтобы в науку вкладывалось как можно больше средств, так скорее удастся создать что-то новое. Но процесс познания регулируется не только деньгами — требуются и время, и усилия. Есть такое понятие, как S-кривая, которая моделирует развитие различных проектов: сначала идет бурное развитие технологий — резкий рывок вверх, потом наступает плато — область насыщения. Область турбиностроения в этой кривой сейчас ближе к насыщению. Чтобы повысить КПД двигателей на несколько процентов, нужно вложить много времени и денег. Безусловно, в этой области еще есть резервы для совершенствования, но каждый дополнительный процент эффективности, каждое новое качество дается тяжело и дорого.

В самом начале этой кривой находится электродвижение. Мы считаем, что в ближайшие несколько лет будет бурный рост технологий, связанных с электрификацией транспорта, — как в воздухе, так и на земле.

Что это такое — электрический двигатель?

— Пока это электромотор и пропеллер. Во всяком случае мы говорим о винтовых двигателях. На пути к созданию полностью электрического двигателя все развитые страны сейчас проходят этап разработки гибридного двигателя, у которого есть и турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Второй вариант — отказ от турбины и сохранение электричества в аккумуляторах или топливных элементах. Это более дальний горизонт, потому что пока керосин является очень эффективным источником энергии с точки зрения веса. При сжигании малого количества керосина он дает такое количество энергии, которое ни одна батарея пока не может обеспечить. Но мир активно развивает все более емкие и легкие аккумуляторы и топливные элементы, работающие, например, на водороде. Работы ведутся и по весовой эффективности всего двигателя.

Отдельная проблема для электрического самолета — количество энергии, потребное для самолетных нужд, и управление ее потоками. Есть вопрос управления выделяющимся теплом, с которым нужно что-то делать.

Вообще гибридная и электрическая тяга — это очень перспективное направление, одна из определяющих технологий для будущего авиации. Сейчас в мире много небольших самолетов на одного-двух человек, но все они могут летать очень недолго. На этапе демонстратора технологий и исследований час полета — отлично, дальше уже начинаются вопросы. Пока в мире нет ни одного электрического самолета, который мог бы перевозить пассажиров или грузы. На них летают пилоты-энтузиасты, потому что вопросы надежности такой техники еще до конца не решены. Впереди еще очень длинный путь.

— В России подобные самолеты-демонстраторы есть?

— Мы над ними работаем. Пока ничего, кроме моделей, не летает. Несколько лет назад на топливном элементе летал беспилотник. В настоящее время у нас есть проект по созданию демонстратора гибридной силовой установки с электродвигателем на основе высокотемпературной сверхпроводимости. Подобных проектов в мире нет. В основе нашего — специальный проводник, охлаждаемый жидким азотом, который при температуре минус 196 °С обладает эффектом нулевого сопротивления. В результате достигается высокий КПД и существенно уменьшаются массогабаритные характеристики двигателя. Двумя такими двигателями мощностью 500 кВт каждый можно будет оборудовать региональный самолет на 19 мест. На уровень демонстратора с пилотом можем выйти в 2019 году. А пилотируемый самолет на два места можем сделать хоть сейчас. Было бы больше средств, наверное, взлетели бы уже в следующем году.

— Поговорим о двигателях для малой авиации. Для ТВС-2-ДТ, созданного СибНИА на замену Ан-2, планируется устанавливать TPE331 компании Honeywell. Почему у нас нет новых разработок в этом сегменте?

— Проблема не в отсутствии новых разработок, они могут быть. Эти самолеты и их двигатели относятся к предыдущим поколениям. Нужны большие вложения в проектирование, испытания и в создание производств, рентабельность которых очень низкая. А западные страны, в отличие от нас, сохранили свои производства.

Недавно в ЦИАМ прошла конференция как раз по теме создания единой федеральной концепции развития двигателестроения для малой и региональной авиации. Была создана рабочая группа, которая представит предложения правительству.

Современные отечественные серийные газотурбинные двигатели для самолетов и вертолетов малой и региональной авиации сегодня просто отсутствуют. В разработке сейчас находятся только два отечественных двигателя: ТВ7-117СТ-01 для самолета Ил-114-300 и ВК-800С для ремоторизации самолета Л-410.

Предпринимаются попытки наладить серийное производство малоразмерных двигателей (в основном поршневых), так как они применяются и на беспилотных летательных аппаратах. Однако их надо разрабатывать в широком диапазоне: от 50–60 до 300–500 л.с.

Еще одним важным направлением исследований являются работы по односекционному экспериментальному роторно-поршневому двигателю, на базе которого возможно создание модельного ряда авиадвигателей мощностью от 100 до 400 л.с. Это размер двигателя для Як-152. Но это демонстратор технологий. Необходимо просчитать, сколько будет стоить зарубежный двигатель, а сколько — отечественный.

Для обеспечения конкурентоспособности отечественных малоразмерных двигателей необходимо создать научно-технический задел по технологиям электрического "умного" двигателя. Исследования по этим направлениям ведутся в ЦИАМ совместно с отраслевыми ОКБ. Реализация технологий должна обеспечить к 2035 году снижение удельного расхода топлива на 15–20%, снижение массы до 30% и повышение надежности и ресурса в два-три раза.

Одним из направлений, позволяющих кардинально улучшить характеристики поршневых двигателей, является применение турбокомпаундных схем, в которых энергия выхлопных газов используется для получения дополнительной мощности, используемой на привод воздушного винта или электрогенератора.  

— Получается, перспективы учебной авиации плачевны?

— Нужны тысячи двигателей, чтобы окупить новую разработку. Иногда проще купить или локализовать производство. Это сложная проблема. Поршневые двигатели, наверное, могут развиваться только на базе импортозамещения. Безусловно, двигатели для беспилотников могут выйти в серийное производство, так как сейчас ученые думают над концепцией "роя", то есть большого количества, БПЛА (беспилотный летательный аппарат). Уже есть много проектов, мы регулярно проводим экспертизу некоторых из них. Все развивается, но есть большая проблема с нормативной базой по беспилотной авиации.

— Что можете сказать о нашумевшем в этом году заявлении китайских ученых, которые сообщили о создании "рабочей" версии микроволнового двигателя EmDrive? Его работу действительно невозможно объяснить фундаментальными законами физики? Теоретически — можно ли создать что-то подобное?

— Двигатель EmDrive состоит из устройства-магнетрона, генерирующего микроволновое излучение, и резонатора. Принцип его работы представляет собой новую концепцию электрореактивных двигателей, которые напрямую конвертируют подводимую электрическую энергию в тягу. Никакого нарушения законов физики здесь нет. Двигатель вырабатывает "постоянную" тягу, не тратя при этом топливо, а используя энергию микроволн.

Однако если бы доказательства работоспособности EmDrive существовали, они потребовали бы серьезной работы теоретиков. Пока отсутствие объяснения — незыблемая скала, о которую разбиваются все доводы энтузиастов "невозможного" двигателя. Кто-то любит замечать, что работает — и ладно, не обязательно же знать, как. Но такой подход может привести к неожиданным проблемам при практическом использовании. Например, если работа двигателя связана с магнитным полем, то он может непредсказуемо повести себя среди магнитных полей открытого космоса. А ведь никому не нужно, чтобы аппарат потерял свой единственный источник тяги где-нибудь на полпути к Марсу или далеким объектам пояса Койпера. К классическому требованию предъявить надежные доказательства обязательно должно прилагаться и требование объяснить все происходящее в двигателе. Пока создатели EmDrive не могут показать ни того ни другого.

Беседовала Анна Юдина

Источник

[~DETAIL_TEXT] =>


Создание перспективного двигателя большой тяги ПД-35 будет профинансировано на несколько лет вперед, заявил президент России Владимир Путин. О том, какими двигателями оснастят самолеты будущего и когда отечественные лайнеры взлетят на электрической тяге, а также создает ли Россия сверхзвуковой пассажирский самолет, в интервью ТАСС рассказал Михаил Гордин, генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского").

— Михаил Валерьевич, каковы основные направления деятельности ЦИАМ? На каких ключевых проектах и исследованиях сегодня сконцентрированы специалисты института?

— ЦИАМ формирует облик отечественных авиадвигателей — уже сейчас мы работаем над созданием технологий для перспективных силовых установок 2030-х годов. Мы ведем полный цикл исследований для создания двигателей и промышленных газотурбинных установок на их основе, а также осуществляем научно-техническое сопровождение изделий в эксплуатации. Главный наш "продукт" — научно-технический задел, то есть создание новых знаний и технологий, необходимых для того, чтобы конструкторы проектировали современные двигатели для различных сложных систем.

Например, сегодня активно обсуждаются аддитивные технологии как инновационный способ производства деталей и комплектующих (создание объектов по данным 3D-модели наслаиванием материала — прим. ТАСС). Новые технологии производства еще не дают полного понимания, какие дефекты возможны при производстве, насколько такие детали будут надежными, как в них будут развиваться усталостные явления. Кроме того, нужно придумать, как спроектировать детали из новых материалов, потому что в учебниках этого не написано.

Мы занимаемся и фундаментальными исследованиями: знания в основополагающих разделах газо- или аэродинамики необходимо целенаправленно расширять в определенных направлениях для реализации конкретных практических задач.

— Двигатели для самолетов шестого поколения тоже вы разрабатываете?

— Сейчас принято считать, что "в серию" выходят двигатели пятого поколения и ведется разработка двигателей шестого поколения. Опытно-конструкторские работы (ОКР) по шестому поколению начнутся, наверное, только лет через десять. По пятому они сейчас либо завершаются, либо уже завершены. Например, ПД-14 — гражданский двигатель пятого поколения — сейчас завершает процесс испытаний и сертификации и через некоторое время начнет производиться серийно. ЦИАМ активно участвует в его создании: мы разрабатывали подходы к его проектированию и выполнили часть проектных работ. Сейчас основной наш вклад — это его инженерные и сертификационные испытания. Они проходят на нашей уникальной экспериментальной базе. Все узлы для ПД-14 тоже испытывались у нас, в Научно-испытательном центре ЦИАМ, расположенном в Подмосковье. Испытания проводятся в высотно-скоростных полетных условиях, максимально приближенных к реальным, на специальных высотных стендах. Вообще все наиболее сложные и энергоемкие виды обязательных испытаний авиадвигателей выполняются в России только в НИЦ ЦИАМ. Причем у нас испытываются не только отечественные, но и зарубежные силовые установки, например французской компании Safran.

Среди работ в этой области, проведенных ЦИАМ за последнее десятилетие, можно отметить испытания для сертификации модификаций ПС-90А и ПС-90А1, ПС-90А2 и ПС-90А3, SaM146, вспомогательных силовых установок, а также подтверждение сертификатов зарубежных силовых установок для использования на российских самолетах и вертолетах.

А если говорить о шестом поколении, то пока только как о наборе технологий, который необходим для того, чтобы создать такие двигатели — что на Западе, что в России.

— Работает ли сегодня ЦИАМ над двигателями для сверхзвукового полета? Каким должен быть самолет, способный осуществлять продолжительный (не менее часа) крейсерский полет со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука?

— Мы участвуем в международном проекте по разработке высокоскоростного гражданского самолета HEXAFLY-INT. В этом крупном кооперационном проекте сотрудничают ведущие мировые и российские научные организации: ЦАГИ, ЛИИ им. М.М. Громова, МФТИ, Европейское космическое агентство (ESA), ONERA, Германский центр авиации и космонавтики (DLR), CIRA, Университет Сиднея. Цель проекта — создание летательного аппарата на водородном топливе, способного достигать скорости порядка 7000–8000 км/ч, что позволит преодолеть, например, расстояние от Москвы до Сиднея за три часа.

Основным итогом работ на сегодняшний день является демонстрация в высотных условиях положительного аэродвигательного баланса (тяга превышает суммарное аэродинамическое сопротивление) стендового модуля при числе Маха 7,4.

ЦИАМ работает над обликом двигателя и силовой установки для перспективного делового пассажирского самолета со сверхзвуковой скоростью полета при числах Маха 1,6–1,8, с низкими уровнями звукового удара, шума при взлете и посадке, эмиссии вредных веществ. Совместно с ЦАГИ ведем работы по выбору облика, расчетам и испытаниям моделей элементов силовой установки на экспериментальных стендах, в том числе на нашем акустическом стенде и в аэродинамических трубах. Мы предлагаем высокоэффективный воздухозаборник верхнего расположения, малошумные выходные устройства с экранированием шума струи двигателя элементами летательного аппарата.

Выполняется большой комплекс работ по определению перспективных схем и параметров двигателя, включая схемы двигателя переменного цикла.

Участвовали ли специалисты ЦИАМ в создании концепции двигателя для перспективного скоростного вертолета (ПСВ)?

— ЦИАМ совместно с ЦАГИ участвует в проводимых "Вертолетами России" исследованиях по разработке концепции перспективных скоростных вертолетов (скорость крейсерского полета — до 450 км/ч и более — прим. ТАСС). Выполнен первый этап оценки облика возможных вариантов силовой установки (двигатели и трансмиссия) таких вертолетов.

— Ведутся ли работы над созданием двигателя большой тяги (ПД-35) для перспективного тяжелого транспортного самолета? Когда может быть создан такой двигатель?

— Новый двухконтурный турбореактивный двигатель большой тяги ПД-35 предназначен для установки на перспективные широкофюзеляжные самолеты, в том числе российско-китайский CR929. Он будет значительно мощнее существующих двигателей Д-18Т для самых больших советских самолетов Ан-124/Ан-225. В настоящее время ПД-35 находится в стадии научно-исследовательских разработок (НИР). В ближайшие шесть лет будет создан необходимый научно-технический задел для начала опытно-конструкторских работ.

— Каким будет этот двигатель?

— В нем будут активно использоваться композиционные материалы. Эффективность двигателя повышается с увеличением степени двухконтурности, и в этом случае вентилятор приобретает все большие размеры. А вес вентилятора — это до 15% веса всего двигателя. Лопатки вентилятора ПД-35, например, имеют длину около 1,1 м, диаметр вентилятора на входе — порядка 3 м. Применение металлов в этом случае приводит к недопустимому росту массы. Предлагается изготовить лопатки из полимерных композиционных материалов с металлическими накладками. А каждый килограмм экономии массы вентилятора приводит к снижению массы всего двигателя.

При этом ПД-35 нельзя будет назвать двигателем шестого поколения. У отечественных гражданских двигателей, условно говоря, только-только начинается пятое поколение. Он, скорее всего, будет "5+".

По программе ПД-35 сначала выполняются НИР, разрабатываются 18 технологий, на их основе будет создан двигатель-демонстратор, после этого с небольшим "нахлестом" по времени начнутся ОКР.

В демонстраторе ПД-35 будут заложены все ключевые характеристики с максимальными возможностями: топливная экономичность, простота в изготовлении, обслуживании и т.п. Естественно, такой "супердвигатель" не пойдет в серийное производство, так как получится слишком дорогим и нерентабельным. Когда начнется этап ОКР, будут поставлены задачи развития его определенных характеристик в зависимости от конкретных параметров, которых нужно будет достичь, чтобы этот двигатель был востребован.

Сейчас мы разрабатываем технологии и облик демонстратора для ПД-35. На сегодняшний день согласованы все технические задания на 18 технологий, они сформированы и промышленностью, и нами как головной научной организацией в области авиадвигателестроения. В рамках НИР запланирована их детальная разработка, расчеты, моделирование, потом — изготовление образца.

За пять-шесть лет, отведенных на эти научно-исследовательские работы, не отстанем ли от зарубежных конкурентов еще больше?

— Пять лет на НИР — это не очень много. Если бы не было определенного задела, точно было бы недостаточно. Но есть опыт ПД-14 и наших западных коллег. Cколько времени займут испытания двигателя и когда он выйдет в серию, — вопрос не к нам, а к промышленности.

Задача ЦИАМ — еще и разработать методики и критерии испытаний деталей авиадвигателей, изготовленных с помощью новых материалов и технических решений, поскольку они будут отличаться от традиционных. Для них нужно создать всю методологическую базу. Например, одно из направлений работ в рамках этой НИР — делать полимеркомпозитные лопатки с дефектами и смотреть, к чему наличие этих дефектов приведет при испытаниях. При этом мы продумываем несколько разных методов изготовления лопаток. По итогам испытаний будет сделан выбор в пользу того или иного варианта.

Зачем это нужно?

— Мы много лет работаем с металлом и знаем, какие бывают дефекты при литье, обработке, штамповке. И знаем, к чему они приводят при различных ситуациях в воздухе. С полимеркомпозитными материалами опыта мало, статистика развития дефектов не набрана.

Сколько времени нужно, чтобы разработать двигатель шестого поколения?

— В принципе, разделение на поколения условно. Некоторые технологии уже готовы, некоторые — в процессе разработки. Безусловно, мы хотели бы, чтобы в науку вкладывалось как можно больше средств, так скорее удастся создать что-то новое. Но процесс познания регулируется не только деньгами — требуются и время, и усилия. Есть такое понятие, как S-кривая, которая моделирует развитие различных проектов: сначала идет бурное развитие технологий — резкий рывок вверх, потом наступает плато — область насыщения. Область турбиностроения в этой кривой сейчас ближе к насыщению. Чтобы повысить КПД двигателей на несколько процентов, нужно вложить много времени и денег. Безусловно, в этой области еще есть резервы для совершенствования, но каждый дополнительный процент эффективности, каждое новое качество дается тяжело и дорого.

В самом начале этой кривой находится электродвижение. Мы считаем, что в ближайшие несколько лет будет бурный рост технологий, связанных с электрификацией транспорта, — как в воздухе, так и на земле.

Что это такое — электрический двигатель?

— Пока это электромотор и пропеллер. Во всяком случае мы говорим о винтовых двигателях. На пути к созданию полностью электрического двигателя все развитые страны сейчас проходят этап разработки гибридного двигателя, у которого есть и турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Второй вариант — отказ от турбины и сохранение электричества в аккумуляторах или топливных элементах. Это более дальний горизонт, потому что пока керосин является очень эффективным источником энергии с точки зрения веса. При сжигании малого количества керосина он дает такое количество энергии, которое ни одна батарея пока не может обеспечить. Но мир активно развивает все более емкие и легкие аккумуляторы и топливные элементы, работающие, например, на водороде. Работы ведутся и по весовой эффективности всего двигателя.

Отдельная проблема для электрического самолета — количество энергии, потребное для самолетных нужд, и управление ее потоками. Есть вопрос управления выделяющимся теплом, с которым нужно что-то делать.

Вообще гибридная и электрическая тяга — это очень перспективное направление, одна из определяющих технологий для будущего авиации. Сейчас в мире много небольших самолетов на одного-двух человек, но все они могут летать очень недолго. На этапе демонстратора технологий и исследований час полета — отлично, дальше уже начинаются вопросы. Пока в мире нет ни одного электрического самолета, который мог бы перевозить пассажиров или грузы. На них летают пилоты-энтузиасты, потому что вопросы надежности такой техники еще до конца не решены. Впереди еще очень длинный путь.

— В России подобные самолеты-демонстраторы есть?

— Мы над ними работаем. Пока ничего, кроме моделей, не летает. Несколько лет назад на топливном элементе летал беспилотник. В настоящее время у нас есть проект по созданию демонстратора гибридной силовой установки с электродвигателем на основе высокотемпературной сверхпроводимости. Подобных проектов в мире нет. В основе нашего — специальный проводник, охлаждаемый жидким азотом, который при температуре минус 196 °С обладает эффектом нулевого сопротивления. В результате достигается высокий КПД и существенно уменьшаются массогабаритные характеристики двигателя. Двумя такими двигателями мощностью 500 кВт каждый можно будет оборудовать региональный самолет на 19 мест. На уровень демонстратора с пилотом можем выйти в 2019 году. А пилотируемый самолет на два места можем сделать хоть сейчас. Было бы больше средств, наверное, взлетели бы уже в следующем году.

— Поговорим о двигателях для малой авиации. Для ТВС-2-ДТ, созданного СибНИА на замену Ан-2, планируется устанавливать TPE331 компании Honeywell. Почему у нас нет новых разработок в этом сегменте?

— Проблема не в отсутствии новых разработок, они могут быть. Эти самолеты и их двигатели относятся к предыдущим поколениям. Нужны большие вложения в проектирование, испытания и в создание производств, рентабельность которых очень низкая. А западные страны, в отличие от нас, сохранили свои производства.

Недавно в ЦИАМ прошла конференция как раз по теме создания единой федеральной концепции развития двигателестроения для малой и региональной авиации. Была создана рабочая группа, которая представит предложения правительству.

Современные отечественные серийные газотурбинные двигатели для самолетов и вертолетов малой и региональной авиации сегодня просто отсутствуют. В разработке сейчас находятся только два отечественных двигателя: ТВ7-117СТ-01 для самолета Ил-114-300 и ВК-800С для ремоторизации самолета Л-410.

Предпринимаются попытки наладить серийное производство малоразмерных двигателей (в основном поршневых), так как они применяются и на беспилотных летательных аппаратах. Однако их надо разрабатывать в широком диапазоне: от 50–60 до 300–500 л.с.

Еще одним важным направлением исследований являются работы по односекционному экспериментальному роторно-поршневому двигателю, на базе которого возможно создание модельного ряда авиадвигателей мощностью от 100 до 400 л.с. Это размер двигателя для Як-152. Но это демонстратор технологий. Необходимо просчитать, сколько будет стоить зарубежный двигатель, а сколько — отечественный.

Для обеспечения конкурентоспособности отечественных малоразмерных двигателей необходимо создать научно-технический задел по технологиям электрического "умного" двигателя. Исследования по этим направлениям ведутся в ЦИАМ совместно с отраслевыми ОКБ. Реализация технологий должна обеспечить к 2035 году снижение удельного расхода топлива на 15–20%, снижение массы до 30% и повышение надежности и ресурса в два-три раза.

Одним из направлений, позволяющих кардинально улучшить характеристики поршневых двигателей, является применение турбокомпаундных схем, в которых энергия выхлопных газов используется для получения дополнительной мощности, используемой на привод воздушного винта или электрогенератора.  

— Получается, перспективы учебной авиации плачевны?

— Нужны тысячи двигателей, чтобы окупить новую разработку. Иногда проще купить или локализовать производство. Это сложная проблема. Поршневые двигатели, наверное, могут развиваться только на базе импортозамещения. Безусловно, двигатели для беспилотников могут выйти в серийное производство, так как сейчас ученые думают над концепцией "роя", то есть большого количества, БПЛА (беспилотный летательный аппарат). Уже есть много проектов, мы регулярно проводим экспертизу некоторых из них. Все развивается, но есть большая проблема с нормативной базой по беспилотной авиации.

— Что можете сказать о нашумевшем в этом году заявлении китайских ученых, которые сообщили о создании "рабочей" версии микроволнового двигателя EmDrive? Его работу действительно невозможно объяснить фундаментальными законами физики? Теоретически — можно ли создать что-то подобное?

— Двигатель EmDrive состоит из устройства-магнетрона, генерирующего микроволновое излучение, и резонатора. Принцип его работы представляет собой новую концепцию электрореактивных двигателей, которые напрямую конвертируют подводимую электрическую энергию в тягу. Никакого нарушения законов физики здесь нет. Двигатель вырабатывает "постоянную" тягу, не тратя при этом топливо, а используя энергию микроволн.

Однако если бы доказательства работоспособности EmDrive существовали, они потребовали бы серьезной работы теоретиков. Пока отсутствие объяснения — незыблемая скала, о которую разбиваются все доводы энтузиастов "невозможного" двигателя. Кто-то любит замечать, что работает — и ладно, не обязательно же знать, как. Но такой подход может привести к неожиданным проблемам при практическом использовании. Например, если работа двигателя связана с магнитным полем, то он может непредсказуемо повести себя среди магнитных полей открытого космоса. А ведь никому не нужно, чтобы аппарат потерял свой единственный источник тяги где-нибудь на полпути к Марсу или далеким объектам пояса Койпера. К классическому требованию предъявить надежные доказательства обязательно должно прилагаться и требование объяснить все происходящее в двигателе. Пока создатели EmDrive не могут показать ни того ни другого.

Беседовала Анна Юдина

Источник

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2884 [TIMESTAMP_X] => 14.12.2017 14:44:31 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 570 [WIDTH] => 869 [FILE_SIZE] => 48095 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/f65 [FILE_NAME] => f657f8e531f08913a7a9b7fdae73e19a.jpg [ORIGINAL_NAME] => ТАСС.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 21b0dc36341b3b77b53d9b39b0248c5f [~src] => [SRC] => /upload/iblock/f65/f657f8e531f08913a7a9b7fdae73e19a.jpg [ALT] => Глава ЦИАМ: Россия участвует в создании сверхзвукового самолета на водородном топливе. Интервью М.В. Гордина [TITLE] => Глава ЦИАМ: Россия участвует в создании сверхзвукового самолета на водородном топливе. Интервью М.В. Гордина [RESIZE_URL] => /upload/resize_cache/iblock/f65/450_270_2/f657f8e531f08913a7a9b7fdae73e19a.jpg ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2884 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => the-head-of-ciam-russia-participates-in-the-creation-of-supersonic-aircraft-on-hydrogen-fuel [~CODE] => the-head-of-ciam-russia-participates-in-the-creation-of-supersonic-aircraft-on-hydrogen-fuel [EXTERNAL_ID] => 815 [~EXTERNAL_ID] => 815 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 14 Декабря 2017 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) [2] => Array ( [ID] => 769 [~ID] => 769 [IBLOCK_ID] => 10 [~IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => "Крыльям нашим - большой полет". В ЦИАМ состоялась торжественная церемония памятного гашения юбилейного почтового конверта в честь 125-летия П.И. Баранова [~NAME] => "Крыльям нашим - большой полет". В ЦИАМ состоялась торжественная церемония памятного гашения юбилейного почтового конверта в честь 125-летия П.И. Баранова [ACTIVE_FROM] => 06.10.2017 [~ACTIVE_FROM] => 06.10.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:06:58 [~TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:06:58 [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/wings-of-our-great-mission/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/wings-of-our-great-mission/ [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] => 125 лет Баранову.pdf.jpg [~DETAIL_TEXT] => 125 лет Баранову.pdf.jpg [DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2662 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 10:57:49 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 522 [WIDTH] => 869 [FILE_SIZE] => 64070 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/e97 [FILE_NAME] => e977f6ffd2dc60545ff70f4cfd8827fa.jpg [ORIGINAL_NAME] => Гражданская авиация_.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => a0404e5d903d0945a67ea6adb9718e9c [~src] => [SRC] => /upload/iblock/e97/e977f6ffd2dc60545ff70f4cfd8827fa.jpg [ALT] => "Крыльям нашим - большой полет". В ЦИАМ состоялась торжественная церемония памятного гашения юбилейного почтового конверта в честь 125-летия П.И. Баранова [TITLE] => "Крыльям нашим - большой полет". В ЦИАМ состоялась торжественная церемония памятного гашения юбилейного почтового конверта в честь 125-летия П.И. Баранова [RESIZE_URL] => /upload/resize_cache/iblock/e97/450_270_2/e977f6ffd2dc60545ff70f4cfd8827fa.jpg ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2662 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => wings-of-our-great-mission [~CODE] => wings-of-our-great-mission [EXTERNAL_ID] => 769 [~EXTERNAL_ID] => 769 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 6 Октября 2017 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) [3] => Array ( [ID] => 770 [~ID] => 770 [IBLOCK_ID] => 10 [~IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Проекты гибридного двигателя для авиации и грузового экранолета представили на МАКС-2017 [~NAME] => Проекты гибридного двигателя для авиации и грузового экранолета представили на МАКС-2017 [ACTIVE_FROM] => 23.07.2017 [~ACTIVE_FROM] => 23.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 12:11:15 [~TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 12:11:15 [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/projects-hybrid-engine-for-aircraft-and-cargo-kranolta-presented-at-the-maks-2017/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/projects-hybrid-engine-for-aircraft-and-cargo-kranolta-presented-at-the-maks-2017/ [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

Также на авиасалоне представили перспективный тяжелый транспортный самолет и новые решения в авионике.

ЖУКОВСКИЙ, /Московская область/, 22 июля. /ТАСС/. Гибридная силовая установка для самолетов нового поколения, тяжелый транспортный экранолет, новые решения в авионике - эти и другие проекты были представлены на авиасалоне МАКС-2017 в подмосковном Жуковском предприятиями, входящими в Научно-исследовательский центр "Институт им. Н. Е. Жуковского".

Грузовой экранолет

Концепт-проект тяжелого транспортного экранолета, в котором сочетаются достоинства самолета и экраноплана, привез на МАКС Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Построенная по интегральной схеме машина, как ожидается, сможет базироваться на обычных аэродромах и перевозить грузы массой до 500 тонн со скоростью 500 км/ч на расстояние до 6 тысяч километров. Потолок в самолетном режиме составит 3 километра, тогда как режим экраноплана предусматривает полет на высоте от 3 до 12 метров, в качестве топлива планируется использовать сжиженный природный газ. Экипаж будет состоять всего из двух-трех человек.

"Мы сделали несколько вариантов, выбрали наиболее перспективный. Начнем "продувать" модель в 2018 году, исследовать ее прочность и прочие характеристики", - рассказали в ЦАГИ.

По этой тематике у института заключен контракт с Минпромторгом, рассчитанный до 2019 года. К 2020 году ученые должны разработать техническое задание на демонстратор с размахом крыла 23 метра и двигателями- имитаторами. На нем отработают системы управления и криогенную систему, необходимую для использования сжиженного природного газа. В случае успеха работ с демонстратором проект можно будет рекомендовать к реализации.

"Слон" на замену "Руслану"

Еще один необычный проект ЦАГИ - перспективный тяжелый транспортный самолет, который предлагается на замену одному из самых больших самолетов в мире - Ан-124 "Руслан".

Проект, получивший название "Слон", оптимизирован для коммерческих грузовых перевозок. Рассматриваются два варианта поперечного сечения грузовой кабины - 5,3 метра и 6,4 метра. Как ожидается, самолет будет оснащаться двигателями ПД-35 (то есть тягой 35 тонн), которые пока только разрабатываются - на МАКСе глава Ростеха Сергей Чемезов говорил, что "в лучшем случае" они появятся в 2020 году. Согласно проекту, "Слон" с ПД-35 сможет перевозить до 150 тонн груза более чем на 7 тысяч километров.

"Сейчас работы ведутся над концепт-проектом, к 2019 году мы должны "продуть" эту модель", - уточнили ТАСС в ЦАГИ.

Новый двигатель

В Центральном институте авиационного моторостроения им. П. И. Баранова (ЦИАМ) сейчас идет научно-исследовательская работа по силовым установкам для электрического самолета. На первом этапе ученые рассматривают вариант гибридной силовой установки, модель которой была показана на МАКС-2017.

Электромотор, генератор и провода этой гибридной установки работают с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. При создании электрооборудования применяется специальный материал, у которого при охлаждении жидким азотом (температура - минус 196 градусов по Цельсию) отсутствует сопротивление. Это позволяет добиться легкости и компактности, а также высокого КПД двигателя. При этом, отмечают разработчики, жидкий азот совершенно безопасен и дешев в эксплуатации.

"Конечная цель этой работы - летающая лаборатория с опытной гибридно-электрической силовой установкой мощностью 500 кВт. Сначала будут наземные испытания при разных температурах и давлении, а потом перейдем к созданию летающей лаборатории", - рассказал представитель ЦИАМ.

Перспективная авионика

Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС) показал на МАКСе достижения в создании комплекса бортового оборудования самолета МС-21 и перспективные разработки в области гражданской авиации.

В частности, на авиасалоне представлена новейшая версия универсального стенда прототипирования кабины воздушного судна, где можно моделировать работу с системами управления самолетом и опробовать предлагаемые решения. В состав оборудования полностью интегрированы системы синтезированного и улучшенного видения (генерирующие изображение пространства за пределами кабины с помощью камер, снимающих в разных диапазонах), системы индикации на лобовом стекле и навигации по аэродрому.

Впервые показали и приложения для планшета пилота - например, электронный бортовой журнал воздушного судна, который должен полностью заменить бумажные носители, которые используют сейчас экипаж и обслуживающий персонал.

Также ГосНИИАС впервые представил прототип отечественной операционной системы реального времени JetOS, которая обеспечивает кибербезопасность авиационной техники.

Источник


[~DETAIL_TEXT] =>

Также на авиасалоне представили перспективный тяжелый транспортный самолет и новые решения в авионике.

ЖУКОВСКИЙ, /Московская область/, 22 июля. /ТАСС/. Гибридная силовая установка для самолетов нового поколения, тяжелый транспортный экранолет, новые решения в авионике - эти и другие проекты были представлены на авиасалоне МАКС-2017 в подмосковном Жуковском предприятиями, входящими в Научно-исследовательский центр "Институт им. Н. Е. Жуковского".

Грузовой экранолет

Концепт-проект тяжелого транспортного экранолета, в котором сочетаются достоинства самолета и экраноплана, привез на МАКС Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Построенная по интегральной схеме машина, как ожидается, сможет базироваться на обычных аэродромах и перевозить грузы массой до 500 тонн со скоростью 500 км/ч на расстояние до 6 тысяч километров. Потолок в самолетном режиме составит 3 километра, тогда как режим экраноплана предусматривает полет на высоте от 3 до 12 метров, в качестве топлива планируется использовать сжиженный природный газ. Экипаж будет состоять всего из двух-трех человек.

"Мы сделали несколько вариантов, выбрали наиболее перспективный. Начнем "продувать" модель в 2018 году, исследовать ее прочность и прочие характеристики", - рассказали в ЦАГИ.

По этой тематике у института заключен контракт с Минпромторгом, рассчитанный до 2019 года. К 2020 году ученые должны разработать техническое задание на демонстратор с размахом крыла 23 метра и двигателями- имитаторами. На нем отработают системы управления и криогенную систему, необходимую для использования сжиженного природного газа. В случае успеха работ с демонстратором проект можно будет рекомендовать к реализации.

"Слон" на замену "Руслану"

Еще один необычный проект ЦАГИ - перспективный тяжелый транспортный самолет, который предлагается на замену одному из самых больших самолетов в мире - Ан-124 "Руслан".

Проект, получивший название "Слон", оптимизирован для коммерческих грузовых перевозок. Рассматриваются два варианта поперечного сечения грузовой кабины - 5,3 метра и 6,4 метра. Как ожидается, самолет будет оснащаться двигателями ПД-35 (то есть тягой 35 тонн), которые пока только разрабатываются - на МАКСе глава Ростеха Сергей Чемезов говорил, что "в лучшем случае" они появятся в 2020 году. Согласно проекту, "Слон" с ПД-35 сможет перевозить до 150 тонн груза более чем на 7 тысяч километров.

"Сейчас работы ведутся над концепт-проектом, к 2019 году мы должны "продуть" эту модель", - уточнили ТАСС в ЦАГИ.

Новый двигатель

В Центральном институте авиационного моторостроения им. П. И. Баранова (ЦИАМ) сейчас идет научно-исследовательская работа по силовым установкам для электрического самолета. На первом этапе ученые рассматривают вариант гибридной силовой установки, модель которой была показана на МАКС-2017.

Электромотор, генератор и провода этой гибридной установки работают с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. При создании электрооборудования применяется специальный материал, у которого при охлаждении жидким азотом (температура - минус 196 градусов по Цельсию) отсутствует сопротивление. Это позволяет добиться легкости и компактности, а также высокого КПД двигателя. При этом, отмечают разработчики, жидкий азот совершенно безопасен и дешев в эксплуатации.

"Конечная цель этой работы - летающая лаборатория с опытной гибридно-электрической силовой установкой мощностью 500 кВт. Сначала будут наземные испытания при разных температурах и давлении, а потом перейдем к созданию летающей лаборатории", - рассказал представитель ЦИАМ.

Перспективная авионика

Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС) показал на МАКСе достижения в создании комплекса бортового оборудования самолета МС-21 и перспективные разработки в области гражданской авиации.

В частности, на авиасалоне представлена новейшая версия универсального стенда прототипирования кабины воздушного судна, где можно моделировать работу с системами управления самолетом и опробовать предлагаемые решения. В состав оборудования полностью интегрированы системы синтезированного и улучшенного видения (генерирующие изображение пространства за пределами кабины с помощью камер, снимающих в разных диапазонах), системы индикации на лобовом стекле и навигации по аэродрому.

Впервые показали и приложения для планшета пилота - например, электронный бортовой журнал воздушного судна, который должен полностью заменить бумажные носители, которые используют сейчас экипаж и обслуживающий персонал.

Также ГосНИИАС впервые представил прототип отечественной операционной системы реального времени JetOS, которая обеспечивает кибербезопасность авиационной техники.

Источник


[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2664 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:14:53 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 570 [WIDTH] => 869 [FILE_SIZE] => 48095 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/4e6 [FILE_NAME] => 4e6cd3a251ed7fc957da5b2185341854.jpg [ORIGINAL_NAME] => ТАСС.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 4aad3dc20301c31bced0c3b1b3976b65 [~src] => [SRC] => /upload/iblock/4e6/4e6cd3a251ed7fc957da5b2185341854.jpg [ALT] => Проекты гибридного двигателя для авиации и грузового экранолета представили на МАКС-2017 [TITLE] => Проекты гибридного двигателя для авиации и грузового экранолета представили на МАКС-2017 [RESIZE_URL] => /upload/resize_cache/iblock/4e6/450_270_2/4e6cd3a251ed7fc957da5b2185341854.jpg ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2664 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => projects-hybrid-engine-for-aircraft-and-cargo-kranolta-presented-at-the-maks-2017 [~CODE] => projects-hybrid-engine-for-aircraft-and-cargo-kranolta-presented-at-the-maks-2017 [EXTERNAL_ID] => 770 [~EXTERNAL_ID] => 770 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 23 Июля 2017 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) [4] => Array ( [ID] => 753 [~ID] => 753 [IBLOCK_ID] => 10 [~IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Михаил Гордин: "Сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера" [~NAME] => Михаил Гордин: "Сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера" [ACTIVE_FROM] => 21.07.2017 [~ACTIVE_FROM] => 21.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 11.04.2018 09:41:59 [~TIMESTAMP_X] => 11.04.2018 09:41:59 [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/today-specialists-of-the-institute-conduct-research-on-the-shape-of-the-engines-2025-2030-and-techno/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/today-specialists-of-the-institute-conduct-research-on-the-shape-of-the-engines-2025-2030-and-techno/ [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

Интервью генерального директора ЦИАМ Михаила Гордина изданию Show Observer

— Михаил Валерьевич, вы возглавили ЦИАМ в декабре 2016 г. Какие цели сейчас преследует институт в составе НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского"?

— В зарубежных странах — лидерах авиастроения развитие авиационной науки координируется на уровне правительств. Например, в Евросоюзе этим занимается ACARE при Еврокомиссии, в США — National Science and Technology Council при администрации президента. Основанием для создания НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского" в России стала осознанная на государственном уровне необходимость сконцентрировать в одной структуре потенциал ведущих НИИ в области авиастроения. Одна из главных функций ЦИАМ в составе НИЦ — это формирование опережающего научно-технического задела (НТЗ) для создания отечественных авиадвигателей. Институт прогнозирует облик двигателей будущего с учетом достижений мировой науки и техники. Мы определяем направления развития авиадвигателей, создаем НТЗ для их элементов и узлов, в том числе на основе применения инновационных материалов и технологий. Так, сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера. Эти технологии призваны помочь достичь амбициозных целей по топливной эффективности, снижению шума и эмиссии вредных веществ. Другая наша важная функция — научно-техническое сопровождение создания авиадвигателей и проведение их испытаний в ходе опытно-конструкторских работ.

— Интересно. А на чем основывается работа по прогнозированию будущего?

— Формировать облик перспективных авиадвигателей нашим ученым помогают разработанные в ЦИАМ многодисциплинарные математические модели и вычислительные программы. И конечно, при проведении экспериментальных и теоретических исследований в работе по созданию и доводке авиадвигателей мы используем потенциал уникального научно-испытательного комплекса ЦИАМ (НИЦ ЦИАМ) — крупнейшего в Европе и одного из самых крупных в мире.

— А в чем его уникальность?

— В возможностях воспроизведения условий полета. На сегодняшний день некоторые из наиболее сложных и энергоемких видов обязательных испытаний двигателей, воспроизводящих реальные условия полета (высота, скорость, температура, влажность и др.), могут быть выполнены только на стендах НИЦ ЦИАМ.

— Работает ли ЦИАМ над выполнением коммерческих заказов?

— Безусловно. 87-летний опыт ЦИАМ востребован на рынке. Институту заказывают проведение испытаний двигателей на стендах в условиях, приближенных к реальным. ЦИАМ также разрабатывает системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов, которые можно использовать для любой техники, имеющей зубчатые передачи. Их применение позволяет на ранней стадии выявить и устранить неисправность, повысить безопасность и эффективность использования техники. Кроме того, институт выполняет различные коммерческие заказы на прочностные испытания деталей и конструкционных материалов.

— Как мировое научное сообщество оценивает роль ЦИАМ?

— Оно высоко ценит научно-технический потенциал института, качество и уровень его фундаментальных и прикладных исследований, уникальный экспериментальный комплекс. Мы сотрудничаем с научно-исследовательскими центрами и институтами ближнего зарубежья, Европы, Азии и Америки, аэрокосмическими и двигателестроительными корпорациями. Ученые ЦИАМ представляют Россию в ICAO и в авторитетных зарубежных научных обществах, таких как ISABE, ICAS, ASME, AIAA, SAE.

Институт привлекается к участию в исследовательских проектах рамочных программ Евросоюза. Цели у этих программ общие и актуальные для всех стран — пользователей рынка авиауслуг, например: исследование проблем экологии авиатранспорта, снижение времени и стоимости разработки, производства и эксплуатации авиационной техники, обеспечение защиты самолета и пассажиров, разработка новых идей и технологий для авиационного транспорта будущего и др.

Выступая в качестве партнера, субконтрактора или эксперта, институт принимает участие в проектах, финансируемых Еврокомиссией, и кооперационных проектах. Это, например, такие международные проекты, как AGILE, HEXAFLY-INТ, COBRA и многие другие. ЦИАМ отвечает в них за исследования узлов перспективных двигателей, удовлетворяющих целевым индикаторам ЕС, приведенным в Vision 2020 и FlightPath 2050.

— В последнее время все чаще говорят о применении аддитивных технологий в двигателестроении. Действительно ли их внедрение так необходимо?

— Применение в производстве аддитивных технологий (АТ) позволило совершить революционный прорыв в авиадвигателестроении. Их использование — один из ярких примеров того, как новые технологии могут улучшить традиционные процессы проектирования и производства. С помощью аддитивных технологий можно изготовить изделие на основе компьютерной 3D-модели послойно, "вырастить" его наплавкой из расходного материала, изначально заложив желаемые свойства. Основные преимущества применения АТ — это оптимизация технических характеристик объектов: улучшение топливной экономичности и экологических характеристик, повышение надежности, снижение массы, экономия материалов. С помощью АТ можно производить конструктивные узлы и детали, которые не могут быть изготовлены стандартными способами, — например, со сложной геометрией. Возможно и создание принципиально новых конструкторских решений. Многие известные зарубежные компании уже освоили производство различных деталей двигателей с применением АТ. Специалисты ЦИАМ сегодня тоже активно работают над их освоением. Основная наша задача заключается в разработке конструктивно-технологических решений, позволяющих максимально использовать АТ для повышения характеристик газотурбинной техники.

— Что представляет ЦИАМ на МАКС-2017 и какие цели участия преследует?

— В рамках МАКСa ЦИАМ традиционно показывает новейшие разработки ученых в области создания перспективных отечественных авиадвигателей. Ключевое место среди экспонатов занимает макет части силовой установки для перспективного "электрического" самолета. Он представляет собой фрагмент крыла и мотогондолу ВС с электроприводным винтом. Особенностью разработки является широкое использование композиционных материалов и электротехнического оборудования на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. Эти работы, кстати, ведутся в широкой кооперации в рамках НИЦ "Институт имени Н. Е. Жуковского" и с привлечением компании "СуперОкс". Кроме того, на стенде мы показываем образцы деталей авиадвигателей, созданные на основе применения новейших материалов и технологий, а также наши бортовые системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов.
В рамках деловой программы ЦИАМ примет участие в ряде отраслевых мероприятий и рабочих встреч, нацеленных на развитие сотрудничества с российскими и зарубежными компаниями.


19 июля 2017
Серафима Чернова

Ato.ru [~DETAIL_TEXT] =>

Интервью генерального директора ЦИАМ Михаила Гордина изданию Show Observer

— Михаил Валерьевич, вы возглавили ЦИАМ в декабре 2016 г. Какие цели сейчас преследует институт в составе НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского"?

— В зарубежных странах — лидерах авиастроения развитие авиационной науки координируется на уровне правительств. Например, в Евросоюзе этим занимается ACARE при Еврокомиссии, в США — National Science and Technology Council при администрации президента. Основанием для создания НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского" в России стала осознанная на государственном уровне необходимость сконцентрировать в одной структуре потенциал ведущих НИИ в области авиастроения. Одна из главных функций ЦИАМ в составе НИЦ — это формирование опережающего научно-технического задела (НТЗ) для создания отечественных авиадвигателей. Институт прогнозирует облик двигателей будущего с учетом достижений мировой науки и техники. Мы определяем направления развития авиадвигателей, создаем НТЗ для их элементов и узлов, в том числе на основе применения инновационных материалов и технологий. Так, сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера. Эти технологии призваны помочь достичь амбициозных целей по топливной эффективности, снижению шума и эмиссии вредных веществ. Другая наша важная функция — научно-техническое сопровождение создания авиадвигателей и проведение их испытаний в ходе опытно-конструкторских работ.

— Интересно. А на чем основывается работа по прогнозированию будущего?

— Формировать облик перспективных авиадвигателей нашим ученым помогают разработанные в ЦИАМ многодисциплинарные математические модели и вычислительные программы. И конечно, при проведении экспериментальных и теоретических исследований в работе по созданию и доводке авиадвигателей мы используем потенциал уникального научно-испытательного комплекса ЦИАМ (НИЦ ЦИАМ) — крупнейшего в Европе и одного из самых крупных в мире.

— А в чем его уникальность?

— В возможностях воспроизведения условий полета. На сегодняшний день некоторые из наиболее сложных и энергоемких видов обязательных испытаний двигателей, воспроизводящих реальные условия полета (высота, скорость, температура, влажность и др.), могут быть выполнены только на стендах НИЦ ЦИАМ.

— Работает ли ЦИАМ над выполнением коммерческих заказов?

— Безусловно. 87-летний опыт ЦИАМ востребован на рынке. Институту заказывают проведение испытаний двигателей на стендах в условиях, приближенных к реальным. ЦИАМ также разрабатывает системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов, которые можно использовать для любой техники, имеющей зубчатые передачи. Их применение позволяет на ранней стадии выявить и устранить неисправность, повысить безопасность и эффективность использования техники. Кроме того, институт выполняет различные коммерческие заказы на прочностные испытания деталей и конструкционных материалов.

— Как мировое научное сообщество оценивает роль ЦИАМ?

— Оно высоко ценит научно-технический потенциал института, качество и уровень его фундаментальных и прикладных исследований, уникальный экспериментальный комплекс. Мы сотрудничаем с научно-исследовательскими центрами и институтами ближнего зарубежья, Европы, Азии и Америки, аэрокосмическими и двигателестроительными корпорациями. Ученые ЦИАМ представляют Россию в ICAO и в авторитетных зарубежных научных обществах, таких как ISABE, ICAS, ASME, AIAA, SAE.

Институт привлекается к участию в исследовательских проектах рамочных программ Евросоюза. Цели у этих программ общие и актуальные для всех стран — пользователей рынка авиауслуг, например: исследование проблем экологии авиатранспорта, снижение времени и стоимости разработки, производства и эксплуатации авиационной техники, обеспечение защиты самолета и пассажиров, разработка новых идей и технологий для авиационного транспорта будущего и др.

Выступая в качестве партнера, субконтрактора или эксперта, институт принимает участие в проектах, финансируемых Еврокомиссией, и кооперационных проектах. Это, например, такие международные проекты, как AGILE, HEXAFLY-INТ, COBRA и многие другие. ЦИАМ отвечает в них за исследования узлов перспективных двигателей, удовлетворяющих целевым индикаторам ЕС, приведенным в Vision 2020 и FlightPath 2050.

— В последнее время все чаще говорят о применении аддитивных технологий в двигателестроении. Действительно ли их внедрение так необходимо?

— Применение в производстве аддитивных технологий (АТ) позволило совершить революционный прорыв в авиадвигателестроении. Их использование — один из ярких примеров того, как новые технологии могут улучшить традиционные процессы проектирования и производства. С помощью аддитивных технологий можно изготовить изделие на основе компьютерной 3D-модели послойно, "вырастить" его наплавкой из расходного материала, изначально заложив желаемые свойства. Основные преимущества применения АТ — это оптимизация технических характеристик объектов: улучшение топливной экономичности и экологических характеристик, повышение надежности, снижение массы, экономия материалов. С помощью АТ можно производить конструктивные узлы и детали, которые не могут быть изготовлены стандартными способами, — например, со сложной геометрией. Возможно и создание принципиально новых конструкторских решений. Многие известные зарубежные компании уже освоили производство различных деталей двигателей с применением АТ. Специалисты ЦИАМ сегодня тоже активно работают над их освоением. Основная наша задача заключается в разработке конструктивно-технологических решений, позволяющих максимально использовать АТ для повышения характеристик газотурбинной техники.

— Что представляет ЦИАМ на МАКС-2017 и какие цели участия преследует?

— В рамках МАКСa ЦИАМ традиционно показывает новейшие разработки ученых в области создания перспективных отечественных авиадвигателей. Ключевое место среди экспонатов занимает макет части силовой установки для перспективного "электрического" самолета. Он представляет собой фрагмент крыла и мотогондолу ВС с электроприводным винтом. Особенностью разработки является широкое использование композиционных материалов и электротехнического оборудования на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. Эти работы, кстати, ведутся в широкой кооперации в рамках НИЦ "Институт имени Н. Е. Жуковского" и с привлечением компании "СуперОкс". Кроме того, на стенде мы показываем образцы деталей авиадвигателей, созданные на основе применения новейших материалов и технологий, а также наши бортовые системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов.
В рамках деловой программы ЦИАМ примет участие в ряде отраслевых мероприятий и рабочих встреч, нацеленных на развитие сотрудничества с российскими и зарубежными компаниями.


19 июля 2017
Серафима Чернова

Ato.ru [DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2697 [TIMESTAMP_X] => 09.10.2017 09:54:11 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 574 [WIDTH] => 1014 [FILE_SIZE] => 420123 [CONTENT_TYPE] => image/png [SUBDIR] => iblock/cc7 [FILE_NAME] => cc7e3e6efdc35b0a24d0939b28ec6b5e.png [ORIGINAL_NAME] => ATO__.png [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 57a6df1f734bb6e62d376d71979c1279 [~src] => [SRC] => /upload/iblock/cc7/cc7e3e6efdc35b0a24d0939b28ec6b5e.png [ALT] => Михаил Гордин: "Сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера" [TITLE] => Михаил Гордин: "Сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера" [RESIZE_URL] => /upload/resize_cache/iblock/cc7/450_270_2/cc7e3e6efdc35b0a24d0939b28ec6b5e.png ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2697 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => today-specialists-of-the-institute-conduct-research-on-the-shape-of-the-engines-2025-2030-and-techno [~CODE] => today-specialists-of-the-institute-conduct-research-on-the-shape-of-the-engines-2025-2030-and-techno [EXTERNAL_ID] => 753 [~EXTERNAL_ID] => 753 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 21 Июля 2017 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) [5] => Array ( [ID] => 772 [~ID] => 772 [IBLOCK_ID] => 10 [~IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [~IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => State-owned lab unveils Russia's first turboelectric engine concept [~NAME] => State-owned lab unveils Russia's first turboelectric engine concept [ACTIVE_FROM] => 20.07.2017 [~ACTIVE_FROM] => 20.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:53:39 [~TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:53:39 [DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/state-owned-lab-unveils-russia-s-first-turboelectric-engine-concept/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/state-owned-lab-unveils-russia-s-first-turboelectric-engine-concept/ [LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [~LIST_PAGE_URL] => /press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

A state-owned research institute revealed plans at the MAKS air show to build Russia’s first turboelectric aircraft engine using lightweight semiconductors provided by a Russian start-up company. 

While waiting for a funding go-ahead decision later this year by the federal government, the Central Institute of Aviation Motors (CIAM) displayed a mock-up of the 500kW-class concept engine. 

The engine would be configured with a gas turbine to supply power to an electric motor, which drives a six-bladed propeller, says Mikhail Gordin, general director of CIAM. A back-up battery would supply power if the gas turbine or motor fails. 

Although the configuration is relatively conventional, the design of the power distribution would be unique. Most aerospace companies working on electric engines have avoided superconductors, due to concerns about weight and potential electromagnetic interference effects on other electronics. 

But the CIAM project intends to use a new superconductor material produced by SuperOx, a Russian-based start-up. The SuperOx material is lightweight but scaleable to high-power operations, Gordin says. It should also be possible to mitigate interference effects, but that needs to be tested in the demonstration programme, he adds.

If funded later this year, CIAM hopes to test the 500kW demonstrator on a flying testbed within three years, followed by a demonstration of a 2MW-class system to power a 19-seat aircraft, Gordin says. The power output could be provided by four 500kW engines or a single 2MW system, he adds.

Source

[~DETAIL_TEXT] =>

A state-owned research institute revealed plans at the MAKS air show to build Russia’s first turboelectric aircraft engine using lightweight semiconductors provided by a Russian start-up company. 

While waiting for a funding go-ahead decision later this year by the federal government, the Central Institute of Aviation Motors (CIAM) displayed a mock-up of the 500kW-class concept engine. 

The engine would be configured with a gas turbine to supply power to an electric motor, which drives a six-bladed propeller, says Mikhail Gordin, general director of CIAM. A back-up battery would supply power if the gas turbine or motor fails. 

Although the configuration is relatively conventional, the design of the power distribution would be unique. Most aerospace companies working on electric engines have avoided superconductors, due to concerns about weight and potential electromagnetic interference effects on other electronics. 

But the CIAM project intends to use a new superconductor material produced by SuperOx, a Russian-based start-up. The SuperOx material is lightweight but scaleable to high-power operations, Gordin says. It should also be possible to mitigate interference effects, but that needs to be tested in the demonstration programme, he adds.

If funded later this year, CIAM hopes to test the 500kW demonstrator on a flying testbed within three years, followed by a demonstration of a 2MW-class system to power a 19-seat aircraft, Gordin says. The power output could be provided by four 500kW engines or a single 2MW system, he adds.

Source

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [~PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => Array ( [ID] => 2671 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:51:27 [MODULE_ID] => iblock [HEIGHT] => 946 [WIDTH] => 946 [FILE_SIZE] => 93095 [CONTENT_TYPE] => image/jpeg [SUBDIR] => iblock/3ea [FILE_NAME] => 3ea5710b6759c5fbece85452b85f953d.jpg [ORIGINAL_NAME] => FlightGlobal.jpg [DESCRIPTION] => [HANDLER_ID] => [EXTERNAL_ID] => 1e417f5d4438965f5155bb0a23167444 [~src] => [SRC] => /upload/iblock/3ea/3ea5710b6759c5fbece85452b85f953d.jpg [ALT] => State-owned lab unveils Russia's first turboelectric engine concept [TITLE] => State-owned lab unveils Russia's first turboelectric engine concept [RESIZE_URL] => /upload/resize_cache/iblock/3ea/450_270_2/3ea5710b6759c5fbece85452b85f953d.jpg ) [~PREVIEW_PICTURE] => 2671 [LANG_DIR] => / [~LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [~SORT] => 500 [CODE] => state-owned-lab-unveils-russia-s-first-turboelectric-engine-concept [~CODE] => state-owned-lab-unveils-russia-s-first-turboelectric-engine-concept [EXTERNAL_ID] => 772 [~EXTERNAL_ID] => 772 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [~IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [~IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 [~LID] => s1 [EDIT_LINK] => [DELETE_LINK] => [DISPLAY_ACTIVE_FROM] => 20 Июля 2017 [IPROPERTY_VALUES] => Array ( ) [FIELDS] => Array ( ) [DISPLAY_PROPERTIES] => Array ( ) ) ) [ELEMENTS] => Array ( [0] => 838 [1] => 815 [2] => 769 [3] => 770 [4] => 753 [5] => 772 ) [NAV_STRING] => [NAV_CACHED_DATA] => [NAV_RESULT] => CIBlockResult Object ( [arIBlockMultProps] => Array ( ) [arIBlockConvProps] => [arIBlockAllProps] => Array ( ) [arIBlockNumProps] => Array ( ) [arIBlockLongProps] => [nInitialSize] => [table_id] => [strDetailUrl] => /press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [strSectionUrl] => [strListUrl] => /press-center/news-partners-and-cm/ [arSectionContext] => [bIBlockSection] => [nameTemplate] => [_LAST_IBLOCK_ID] => 10 [_FILTER_IBLOCK_ID] => Array ( [10] => 1 ) [result] => mysqli_result Object ( [current_field] => 0 [field_count] => 21 [lengths] => [num_rows] => 6 [type] => 0 ) [arResult] => Array ( [0] => Array ( [ID] => 838 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Вверх на электричестве: электросамолеты будущего. О перспективах и разработках в области "электрификации" авиации в России рассказывает С.Б. Гальперин, директор проектного комплекса "Гражданские самолеты" НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" [ACTIVE_FROM] => 16.01.2018 [TIMESTAMP_X] => 17.01.2018 15:00:00 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

«У вас на даче пила какая – бензиновая или электрическая? – спрашивает меня Сергей Борисович Гальперин, директор проектного комплекса «Гражданские самолеты» НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского». «Была бензиновая, – отвечаю, – но так замучился с капризным двухтактным ДВС, что в этом году купил электрическую». «Вот! – иронично замечает мой собеседник. – И авиацию надо переводить на электричество!»

Современный газотурбинный (турбовентиляторный) двигатель, который приводит в движение лайнеры, – это, конечно, не двухтактная тарахтелка для садовых инструментов, а высокоэффективная и очень надежная машина. Однако, по мнению авиастроителей, она близка к исчерпанию резервов для дальнейшего совершенствования. Да что там двигатели – все строящиеся ныне авиалайнеры настолько похожи друг на друга, что лишь знаток авиации сходу отличит Boeing или Airbus от Bombardier или МС-21. И хотя нет ни малейшего сомнения в том, что лайнеры современного типа с двумя ГТД под крыльями будут еще десятилетиями катать нас по небу, большие надежды на новую компоновку и новую аэродинамику самолетов связывают с электрическим движением.

Быстро, но недолго

Еще недавно под термином «электросамолет» понимался «более электрический самолет» – летательный аппарат с фиксированным крылом, в котором механическая и гидравлическая трансмиссия по максимуму заменялась электрической. Никаких больше трубок и тросов – всю механическую работу, как, например, приведение в движение рулей и механизацию крыла, выполняют небольшие электродвигатели-актуаторы, к которым подводится электропитание и канал для управляющего сигнала. Теперь термин наполнился новым смыслом: истинный электросамолет должен и сам двигаться на электрической тяге.

Разумеется, перспективы электроавиации зависят не только (и даже не столько) от авиаконструкторов, сколько от прогресса в области электротехники. Ведь самолеты, что называется, «на батарейках», существуют. Вспомогательные электромоторы на планеры ставили еще несколько десятилетий назад. А самолет Extra 330LE, впервые поднявшийся в воздух в 2016 году, уже сам таскает за собой планеры и ставит рекорды скорости. Вот только его блок из 14 мощных литий-ионных батарей и электродвигатель от Siemens позволяют этому крохе брать на борт лишь двух человек, включая пилота, и находиться в воздухе не дольше 20 минут.

Конечно, есть проекты, в которые заложены куда более впечатляющие показатели. В сентябре прошлого года британская авиакомпания-лоукостер EasyJet объявила, что через десять лет выведет на линии полностью электрический региональный лайнер (дальность 540 км, что для внутриевропейских рейсов весьма немало) вместимостью 180 пассажиров. Партнером по проекту стал американский стартап Wright Electric, который уже построил пока двухместный летающий демонстратор. Однако на сегодняшний день энергетическая плотность самых лучших литий-ионных батарей более чем на порядок уступает углеводородному топливу. Предполагается, что к 2030 году батареи улучшат свои показатели максимум в два раза.

Турбина, останься!

Намного выигрышней выглядит ситуация с топливными элементами, в которых химическая энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, минуя процесс горения. Наиболее перспективным топливом для такого источника питания считается водород. Эксперименты с топливными элементами в качестве источника питания для электросамолета ведутся в разных странах мира (в России над проектами по созданию таких летательных аппаратов в первую очередь работает ЦИАМ, а топливные элементы для них создаются в ИПХФ РАН под руководством профессора Юрия Добровольского). Из летавших и пилотируемых концептов можно вспомнить европейский демонстратор ENFICA-FC Rapid 200FC – в нем использовались одновременно как электробатареи, так и топливные элементы. Но и эта технология нуждается еще в значительной доработке и дополнительных исследованиях.

Наиболее реальными на сегодня кажутся перспективы электросамолетов, построенных по гибридной схеме. Это означает, что движитель летательного аппарата (винт или винтовентилятор) будет приводиться в движение электромотором, а вот электричество он получит от генератора, вращаемого… газотурбинным двигателем (или другим ДВС). На первый взгляд такая схема кажется странной: от ГТД хотят отказаться в пользу электродвигателя, но не собираются этого делать.

Гибридных проектов в мире тоже уже немало, однако нас в первую очередь интересует Россия. Работы по электросамолету, в частности с гибридной схемой, велись в разных научных институтах авиационного профиля – таких, как ЦАГИ или ЦИАМ. Сегодня эти и некоторые другие учреждения объединены (с 2014 года) под эгидой Научно-исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского», призванного стать единым мощным «мозговым трестом» отрасли. Задача комплексирования в рамках центра всех работ по электроавиации возложена на Сергея Гальперина, которого мы уже цитировали в начале статьи.

Взлет на батарейке

«Переход на электродвигатели в авиации открывает немало интересных перспектив, – говорит Сергей Гальперин, – но рассчитывать на создание коммерческого электросамолета с приличной для российских условий дальностью на чисто химических источниках энергии (батареях или топливных элементах) в ближайшем будущем не приходится: слишком разнится энергетический потенциал килограмма керосина и килограмма аккумуляторов. Гибридная схема могла бы стать разумным компромиссом. Надо понимать, что ГТД, непосредственно создающий тягу, и ГТД, который будет приводить в движение вал генератора, — это совсем не одно и то же.

Дело в том, что у самолета в ходе полета значительно изменяются энергетические потребности. На взлете авиационный двигатель развивает мощность, близкую к максимальной, а при движении на крейсерском участке (то есть большую часть полета) энергопотребление самолета снижается в 5−6 раз. Таким образом, традиционная силовая установка должна уметь работать в широком диапазоне режимов (не всегда оптимальных с точки зрения экономики) и быстро переходить от одного к другому. Ничего подобного не потребуется от ГТД в гибридной установке. Он будет подобен газовым турбинам электростанций, которые работают всегда в одном и том же, самом экономически выгодном режиме. Работают годами, без остановки».

С помощью генератора ГТД сможет вырабатывать энергию для непосредственного питания электродвигателей, а также для создания запаса в аккумуляторах. Помощь аккумуляторов понадобится как раз на взлете. Но поскольку работа электромоторов на взлетном режиме продлится всего несколько минут, запас энергии не должен быть очень большим и батареи на борту могут быть вполне приемлемыми по размеру и весу. У ГТД при этом никакого взлетного режима не будет – его дело спокойно вырабатывать электричество. Таким образом, в отличие от авиадвигателя ГТД в гибридном электросамолете будет менее мощным, более надежным и экологичным, проще по конструкции, а значит, дешевле и, наконец, будет обладать большим ресурсом.

Дуем на крыло

При этом переход на электродвигатели открывает перспективы принципиальных новшеств в конструкции гражданских самолетов будущего. Одна из наиболее обсуждаемых тем – создание распределенных силовых установок. Сегодня классическая схема компоновки лайнера предполагает две точки приложения тяги, то есть два, редко четыре, мощных двигателя, висящих на пилонах под крылом. В электросамолетах рассматривается схема размещения большого числа электродвигателей вдоль крыла, а также на его концах. Зачем это нужно?

Дело опять же в разнице взлетного и крейсерского режимов. На взлете при малой скорости набегающего потока летательному аппарату для создания подъемной силы необходимо крыло большой площади. На крейсерской скорости широкое крыло мешает, создавая избыточную подъемную силу. Проблема решается за счет сложной механизации – выдвижных закрылков и предкрылков. Самолеты меньшего размера, взлетающие с небольших аэродромов и имеющие для этого большие крылья, вынуждены идти на крейсерском участке с неоптимальным углом атаки, что приводит к дополнительному расходу топлива.

Но, если на взлете множество электромоторов, соединенных с винтами, будут дополнительно обдувать крыло, его не придется делать слишком широким. Самолет взлетит с коротким разбегом, а на крейсерском участке узкое крыло не создаст проблем. Машину будут тянуть вперед винты, вращаемые маршевыми электродвигателями, а пропеллеры вдоль крыла на этом этапе будут сложены или убраны до посадки.

В качестве примера можно привести проект NASA – X-57 Maxwell. Концепт-демонстратор оснащен 14 электромоторами, размещенными вдоль крыла и на законцовках консолей. Все они работают только во время взлета и посадки. На крейсерском участке задействованы только двигатели на концах крыла. Такое размещение моторов позволяет снизить негативное влияние вихрей, возникающих в этих местах. С другой стороны, силовая установка получается сложной, а значит, ее дороже обслуживать и вероятность отказов тоже выше. В общем, ученым и конструкторам есть над чем подумать.

Выручит жидкий азот

«Электрический самолет предоставляет множество возможностей для оптимизации, – говорит Сергей Гальперин. – Можно экспериментировать, например, с комбинированием тянущего и толкающего винтов. Электродвигатели гораздо выигрышней по сравнению с ГТД в конвертопланах, так как безопасный поворот электромотора в горизонтальное положение не представляет такой сложной инженерной проблемы, как в случае с традиционными двигателями. В электросамолете можно обеспечить полную интеграцию всех систем, создать новую систему управления. Даже гибридные машины будут производить меньше шума и вредных выбросов».

Как и аккумуляторы, электромоторы по мере увеличения мощности наращивают массу, объем и тепловыделение. Требуются новые технологии, которые сделали бы их более мощными и легкими. Для отечественных разработчиков гибридных силовых установок настоящим прорывом стало сотрудничество с российской компанией «СуперОкс» — одним из пяти крупнейших в мире поставщиков материалов со свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Сейчас «СуперОкс» разрабатывает электродвигатели со статором из сверхпроводящих материалов (охлаждаемых жидким азотом). Эти моторы с хорошими для авиации характеристиками станут основой гибридной силовой установки для регионального самолета, который, возможно, поднимется в небо в середине будущего десятилетия. В этом году на авиасалоне «МАКС» специалистами ЦИАМ был представлен демонстратор такой установки мощностью 10 кВт. Планируемый самолет будет оснащен гибридной силовой установкой с двумя двигателями мощностью 500 кВт каждый.

«Прежде чем говорить о гибридном электросамолете, – рассказывает Гальперин, – необходимо испытать нашу установку на земле, а затем в летающей лаборатории. Мы надеемся, что это будет Як-40. В нос машины вместо радара мы сможем поставить 500-киловаттный ВТСП-электродвигатель. В хвост вместо центрального двигателя установим турбогенератор. Двух оставшихся двигателей «Яка» будет вполне достаточно, чтобы испытать наше детище в большом диапазоне высот (до 8000 м) и скоростей (до 500 км/ч). И даже если гибридная установка откажет, самолет спокойно сможет завершить полет и приземлиться». Лаборатория-демонстратор по плану будет оборудована в 2019 году. Цикл испытаний предварительно назначен на 2020 год. 

Олег Макаров

Источник

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => 2950 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => up-on-electricity-electrocapillary-future-about-the-prospects-of-electrification-of-aircraft-in-russ [EXTERNAL_ID] => 838 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) [1] => Array ( [ID] => 815 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Глава ЦИАМ: Россия участвует в создании сверхзвукового самолета на водородном топливе. Интервью М.В. Гордина [ACTIVE_FROM] => 14.12.2017 [TIMESTAMP_X] => 20.02.2018 15:09:48 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>


Создание перспективного двигателя большой тяги ПД-35 будет профинансировано на несколько лет вперед, заявил президент России Владимир Путин. О том, какими двигателями оснастят самолеты будущего и когда отечественные лайнеры взлетят на электрической тяге, а также создает ли Россия сверхзвуковой пассажирский самолет, в интервью ТАСС рассказал Михаил Гордин, генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского").

— Михаил Валерьевич, каковы основные направления деятельности ЦИАМ? На каких ключевых проектах и исследованиях сегодня сконцентрированы специалисты института?

— ЦИАМ формирует облик отечественных авиадвигателей — уже сейчас мы работаем над созданием технологий для перспективных силовых установок 2030-х годов. Мы ведем полный цикл исследований для создания двигателей и промышленных газотурбинных установок на их основе, а также осуществляем научно-техническое сопровождение изделий в эксплуатации. Главный наш "продукт" — научно-технический задел, то есть создание новых знаний и технологий, необходимых для того, чтобы конструкторы проектировали современные двигатели для различных сложных систем.

Например, сегодня активно обсуждаются аддитивные технологии как инновационный способ производства деталей и комплектующих (создание объектов по данным 3D-модели наслаиванием материала — прим. ТАСС). Новые технологии производства еще не дают полного понимания, какие дефекты возможны при производстве, насколько такие детали будут надежными, как в них будут развиваться усталостные явления. Кроме того, нужно придумать, как спроектировать детали из новых материалов, потому что в учебниках этого не написано.

Мы занимаемся и фундаментальными исследованиями: знания в основополагающих разделах газо- или аэродинамики необходимо целенаправленно расширять в определенных направлениях для реализации конкретных практических задач.

— Двигатели для самолетов шестого поколения тоже вы разрабатываете?

— Сейчас принято считать, что "в серию" выходят двигатели пятого поколения и ведется разработка двигателей шестого поколения. Опытно-конструкторские работы (ОКР) по шестому поколению начнутся, наверное, только лет через десять. По пятому они сейчас либо завершаются, либо уже завершены. Например, ПД-14 — гражданский двигатель пятого поколения — сейчас завершает процесс испытаний и сертификации и через некоторое время начнет производиться серийно. ЦИАМ активно участвует в его создании: мы разрабатывали подходы к его проектированию и выполнили часть проектных работ. Сейчас основной наш вклад — это его инженерные и сертификационные испытания. Они проходят на нашей уникальной экспериментальной базе. Все узлы для ПД-14 тоже испытывались у нас, в Научно-испытательном центре ЦИАМ, расположенном в Подмосковье. Испытания проводятся в высотно-скоростных полетных условиях, максимально приближенных к реальным, на специальных высотных стендах. Вообще все наиболее сложные и энергоемкие виды обязательных испытаний авиадвигателей выполняются в России только в НИЦ ЦИАМ. Причем у нас испытываются не только отечественные, но и зарубежные силовые установки, например французской компании Safran.

Среди работ в этой области, проведенных ЦИАМ за последнее десятилетие, можно отметить испытания для сертификации модификаций ПС-90А и ПС-90А1, ПС-90А2 и ПС-90А3, SaM146, вспомогательных силовых установок, а также подтверждение сертификатов зарубежных силовых установок для использования на российских самолетах и вертолетах.

А если говорить о шестом поколении, то пока только как о наборе технологий, который необходим для того, чтобы создать такие двигатели — что на Западе, что в России.

— Работает ли сегодня ЦИАМ над двигателями для сверхзвукового полета? Каким должен быть самолет, способный осуществлять продолжительный (не менее часа) крейсерский полет со скоростью, в несколько раз превышающей скорость звука?

— Мы участвуем в международном проекте по разработке высокоскоростного гражданского самолета HEXAFLY-INT. В этом крупном кооперационном проекте сотрудничают ведущие мировые и российские научные организации: ЦАГИ, ЛИИ им. М.М. Громова, МФТИ, Европейское космическое агентство (ESA), ONERA, Германский центр авиации и космонавтики (DLR), CIRA, Университет Сиднея. Цель проекта — создание летательного аппарата на водородном топливе, способного достигать скорости порядка 7000–8000 км/ч, что позволит преодолеть, например, расстояние от Москвы до Сиднея за три часа.

Основным итогом работ на сегодняшний день является демонстрация в высотных условиях положительного аэродвигательного баланса (тяга превышает суммарное аэродинамическое сопротивление) стендового модуля при числе Маха 7,4.

ЦИАМ работает над обликом двигателя и силовой установки для перспективного делового пассажирского самолета со сверхзвуковой скоростью полета при числах Маха 1,6–1,8, с низкими уровнями звукового удара, шума при взлете и посадке, эмиссии вредных веществ. Совместно с ЦАГИ ведем работы по выбору облика, расчетам и испытаниям моделей элементов силовой установки на экспериментальных стендах, в том числе на нашем акустическом стенде и в аэродинамических трубах. Мы предлагаем высокоэффективный воздухозаборник верхнего расположения, малошумные выходные устройства с экранированием шума струи двигателя элементами летательного аппарата.

Выполняется большой комплекс работ по определению перспективных схем и параметров двигателя, включая схемы двигателя переменного цикла.

Участвовали ли специалисты ЦИАМ в создании концепции двигателя для перспективного скоростного вертолета (ПСВ)?

— ЦИАМ совместно с ЦАГИ участвует в проводимых "Вертолетами России" исследованиях по разработке концепции перспективных скоростных вертолетов (скорость крейсерского полета — до 450 км/ч и более — прим. ТАСС). Выполнен первый этап оценки облика возможных вариантов силовой установки (двигатели и трансмиссия) таких вертолетов.

— Ведутся ли работы над созданием двигателя большой тяги (ПД-35) для перспективного тяжелого транспортного самолета? Когда может быть создан такой двигатель?

— Новый двухконтурный турбореактивный двигатель большой тяги ПД-35 предназначен для установки на перспективные широкофюзеляжные самолеты, в том числе российско-китайский CR929. Он будет значительно мощнее существующих двигателей Д-18Т для самых больших советских самолетов Ан-124/Ан-225. В настоящее время ПД-35 находится в стадии научно-исследовательских разработок (НИР). В ближайшие шесть лет будет создан необходимый научно-технический задел для начала опытно-конструкторских работ.

— Каким будет этот двигатель?

— В нем будут активно использоваться композиционные материалы. Эффективность двигателя повышается с увеличением степени двухконтурности, и в этом случае вентилятор приобретает все большие размеры. А вес вентилятора — это до 15% веса всего двигателя. Лопатки вентилятора ПД-35, например, имеют длину около 1,1 м, диаметр вентилятора на входе — порядка 3 м. Применение металлов в этом случае приводит к недопустимому росту массы. Предлагается изготовить лопатки из полимерных композиционных материалов с металлическими накладками. А каждый килограмм экономии массы вентилятора приводит к снижению массы всего двигателя.

При этом ПД-35 нельзя будет назвать двигателем шестого поколения. У отечественных гражданских двигателей, условно говоря, только-только начинается пятое поколение. Он, скорее всего, будет "5+".

По программе ПД-35 сначала выполняются НИР, разрабатываются 18 технологий, на их основе будет создан двигатель-демонстратор, после этого с небольшим "нахлестом" по времени начнутся ОКР.

В демонстраторе ПД-35 будут заложены все ключевые характеристики с максимальными возможностями: топливная экономичность, простота в изготовлении, обслуживании и т.п. Естественно, такой "супердвигатель" не пойдет в серийное производство, так как получится слишком дорогим и нерентабельным. Когда начнется этап ОКР, будут поставлены задачи развития его определенных характеристик в зависимости от конкретных параметров, которых нужно будет достичь, чтобы этот двигатель был востребован.

Сейчас мы разрабатываем технологии и облик демонстратора для ПД-35. На сегодняшний день согласованы все технические задания на 18 технологий, они сформированы и промышленностью, и нами как головной научной организацией в области авиадвигателестроения. В рамках НИР запланирована их детальная разработка, расчеты, моделирование, потом — изготовление образца.

За пять-шесть лет, отведенных на эти научно-исследовательские работы, не отстанем ли от зарубежных конкурентов еще больше?

— Пять лет на НИР — это не очень много. Если бы не было определенного задела, точно было бы недостаточно. Но есть опыт ПД-14 и наших западных коллег. Cколько времени займут испытания двигателя и когда он выйдет в серию, — вопрос не к нам, а к промышленности.

Задача ЦИАМ — еще и разработать методики и критерии испытаний деталей авиадвигателей, изготовленных с помощью новых материалов и технических решений, поскольку они будут отличаться от традиционных. Для них нужно создать всю методологическую базу. Например, одно из направлений работ в рамках этой НИР — делать полимеркомпозитные лопатки с дефектами и смотреть, к чему наличие этих дефектов приведет при испытаниях. При этом мы продумываем несколько разных методов изготовления лопаток. По итогам испытаний будет сделан выбор в пользу того или иного варианта.

Зачем это нужно?

— Мы много лет работаем с металлом и знаем, какие бывают дефекты при литье, обработке, штамповке. И знаем, к чему они приводят при различных ситуациях в воздухе. С полимеркомпозитными материалами опыта мало, статистика развития дефектов не набрана.

Сколько времени нужно, чтобы разработать двигатель шестого поколения?

— В принципе, разделение на поколения условно. Некоторые технологии уже готовы, некоторые — в процессе разработки. Безусловно, мы хотели бы, чтобы в науку вкладывалось как можно больше средств, так скорее удастся создать что-то новое. Но процесс познания регулируется не только деньгами — требуются и время, и усилия. Есть такое понятие, как S-кривая, которая моделирует развитие различных проектов: сначала идет бурное развитие технологий — резкий рывок вверх, потом наступает плато — область насыщения. Область турбиностроения в этой кривой сейчас ближе к насыщению. Чтобы повысить КПД двигателей на несколько процентов, нужно вложить много времени и денег. Безусловно, в этой области еще есть резервы для совершенствования, но каждый дополнительный процент эффективности, каждое новое качество дается тяжело и дорого.

В самом начале этой кривой находится электродвижение. Мы считаем, что в ближайшие несколько лет будет бурный рост технологий, связанных с электрификацией транспорта, — как в воздухе, так и на земле.

Что это такое — электрический двигатель?

— Пока это электромотор и пропеллер. Во всяком случае мы говорим о винтовых двигателях. На пути к созданию полностью электрического двигателя все развитые страны сейчас проходят этап разработки гибридного двигателя, у которого есть и турбина, и генератор, вырабатывающий электроэнергию. Второй вариант — отказ от турбины и сохранение электричества в аккумуляторах или топливных элементах. Это более дальний горизонт, потому что пока керосин является очень эффективным источником энергии с точки зрения веса. При сжигании малого количества керосина он дает такое количество энергии, которое ни одна батарея пока не может обеспечить. Но мир активно развивает все более емкие и легкие аккумуляторы и топливные элементы, работающие, например, на водороде. Работы ведутся и по весовой эффективности всего двигателя.

Отдельная проблема для электрического самолета — количество энергии, потребное для самолетных нужд, и управление ее потоками. Есть вопрос управления выделяющимся теплом, с которым нужно что-то делать.

Вообще гибридная и электрическая тяга — это очень перспективное направление, одна из определяющих технологий для будущего авиации. Сейчас в мире много небольших самолетов на одного-двух человек, но все они могут летать очень недолго. На этапе демонстратора технологий и исследований час полета — отлично, дальше уже начинаются вопросы. Пока в мире нет ни одного электрического самолета, который мог бы перевозить пассажиров или грузы. На них летают пилоты-энтузиасты, потому что вопросы надежности такой техники еще до конца не решены. Впереди еще очень длинный путь.

— В России подобные самолеты-демонстраторы есть?

— Мы над ними работаем. Пока ничего, кроме моделей, не летает. Несколько лет назад на топливном элементе летал беспилотник. В настоящее время у нас есть проект по созданию демонстратора гибридной силовой установки с электродвигателем на основе высокотемпературной сверхпроводимости. Подобных проектов в мире нет. В основе нашего — специальный проводник, охлаждаемый жидким азотом, который при температуре минус 196 °С обладает эффектом нулевого сопротивления. В результате достигается высокий КПД и существенно уменьшаются массогабаритные характеристики двигателя. Двумя такими двигателями мощностью 500 кВт каждый можно будет оборудовать региональный самолет на 19 мест. На уровень демонстратора с пилотом можем выйти в 2019 году. А пилотируемый самолет на два места можем сделать хоть сейчас. Было бы больше средств, наверное, взлетели бы уже в следующем году.

— Поговорим о двигателях для малой авиации. Для ТВС-2-ДТ, созданного СибНИА на замену Ан-2, планируется устанавливать TPE331 компании Honeywell. Почему у нас нет новых разработок в этом сегменте?

— Проблема не в отсутствии новых разработок, они могут быть. Эти самолеты и их двигатели относятся к предыдущим поколениям. Нужны большие вложения в проектирование, испытания и в создание производств, рентабельность которых очень низкая. А западные страны, в отличие от нас, сохранили свои производства.

Недавно в ЦИАМ прошла конференция как раз по теме создания единой федеральной концепции развития двигателестроения для малой и региональной авиации. Была создана рабочая группа, которая представит предложения правительству.

Современные отечественные серийные газотурбинные двигатели для самолетов и вертолетов малой и региональной авиации сегодня просто отсутствуют. В разработке сейчас находятся только два отечественных двигателя: ТВ7-117СТ-01 для самолета Ил-114-300 и ВК-800С для ремоторизации самолета Л-410.

Предпринимаются попытки наладить серийное производство малоразмерных двигателей (в основном поршневых), так как они применяются и на беспилотных летательных аппаратах. Однако их надо разрабатывать в широком диапазоне: от 50–60 до 300–500 л.с.

Еще одним важным направлением исследований являются работы по односекционному экспериментальному роторно-поршневому двигателю, на базе которого возможно создание модельного ряда авиадвигателей мощностью от 100 до 400 л.с. Это размер двигателя для Як-152. Но это демонстратор технологий. Необходимо просчитать, сколько будет стоить зарубежный двигатель, а сколько — отечественный.

Для обеспечения конкурентоспособности отечественных малоразмерных двигателей необходимо создать научно-технический задел по технологиям электрического "умного" двигателя. Исследования по этим направлениям ведутся в ЦИАМ совместно с отраслевыми ОКБ. Реализация технологий должна обеспечить к 2035 году снижение удельного расхода топлива на 15–20%, снижение массы до 30% и повышение надежности и ресурса в два-три раза.

Одним из направлений, позволяющих кардинально улучшить характеристики поршневых двигателей, является применение турбокомпаундных схем, в которых энергия выхлопных газов используется для получения дополнительной мощности, используемой на привод воздушного винта или электрогенератора.  

— Получается, перспективы учебной авиации плачевны?

— Нужны тысячи двигателей, чтобы окупить новую разработку. Иногда проще купить или локализовать производство. Это сложная проблема. Поршневые двигатели, наверное, могут развиваться только на базе импортозамещения. Безусловно, двигатели для беспилотников могут выйти в серийное производство, так как сейчас ученые думают над концепцией "роя", то есть большого количества, БПЛА (беспилотный летательный аппарат). Уже есть много проектов, мы регулярно проводим экспертизу некоторых из них. Все развивается, но есть большая проблема с нормативной базой по беспилотной авиации.

— Что можете сказать о нашумевшем в этом году заявлении китайских ученых, которые сообщили о создании "рабочей" версии микроволнового двигателя EmDrive? Его работу действительно невозможно объяснить фундаментальными законами физики? Теоретически — можно ли создать что-то подобное?

— Двигатель EmDrive состоит из устройства-магнетрона, генерирующего микроволновое излучение, и резонатора. Принцип его работы представляет собой новую концепцию электрореактивных двигателей, которые напрямую конвертируют подводимую электрическую энергию в тягу. Никакого нарушения законов физики здесь нет. Двигатель вырабатывает "постоянную" тягу, не тратя при этом топливо, а используя энергию микроволн.

Однако если бы доказательства работоспособности EmDrive существовали, они потребовали бы серьезной работы теоретиков. Пока отсутствие объяснения — незыблемая скала, о которую разбиваются все доводы энтузиастов "невозможного" двигателя. Кто-то любит замечать, что работает — и ладно, не обязательно же знать, как. Но такой подход может привести к неожиданным проблемам при практическом использовании. Например, если работа двигателя связана с магнитным полем, то он может непредсказуемо повести себя среди магнитных полей открытого космоса. А ведь никому не нужно, чтобы аппарат потерял свой единственный источник тяги где-нибудь на полпути к Марсу или далеким объектам пояса Койпера. К классическому требованию предъявить надежные доказательства обязательно должно прилагаться и требование объяснить все происходящее в двигателе. Пока создатели EmDrive не могут показать ни того ни другого.

Беседовала Анна Юдина

Источник

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => 2884 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => the-head-of-ciam-russia-participates-in-the-creation-of-supersonic-aircraft-on-hydrogen-fuel [EXTERNAL_ID] => 815 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) [2] => Array ( [ID] => 769 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => "Крыльям нашим - большой полет". В ЦИАМ состоялась торжественная церемония памятного гашения юбилейного почтового конверта в честь 125-летия П.И. Баранова [ACTIVE_FROM] => 06.10.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:06:58 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] => 125 лет Баранову.pdf.jpg [DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => 2662 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => wings-of-our-great-mission [EXTERNAL_ID] => 769 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) [3] => Array ( [ID] => 770 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Проекты гибридного двигателя для авиации и грузового экранолета представили на МАКС-2017 [ACTIVE_FROM] => 23.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 12:11:15 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

Также на авиасалоне представили перспективный тяжелый транспортный самолет и новые решения в авионике.

ЖУКОВСКИЙ, /Московская область/, 22 июля. /ТАСС/. Гибридная силовая установка для самолетов нового поколения, тяжелый транспортный экранолет, новые решения в авионике - эти и другие проекты были представлены на авиасалоне МАКС-2017 в подмосковном Жуковском предприятиями, входящими в Научно-исследовательский центр "Институт им. Н. Е. Жуковского".

Грузовой экранолет

Концепт-проект тяжелого транспортного экранолета, в котором сочетаются достоинства самолета и экраноплана, привез на МАКС Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). Построенная по интегральной схеме машина, как ожидается, сможет базироваться на обычных аэродромах и перевозить грузы массой до 500 тонн со скоростью 500 км/ч на расстояние до 6 тысяч километров. Потолок в самолетном режиме составит 3 километра, тогда как режим экраноплана предусматривает полет на высоте от 3 до 12 метров, в качестве топлива планируется использовать сжиженный природный газ. Экипаж будет состоять всего из двух-трех человек.

"Мы сделали несколько вариантов, выбрали наиболее перспективный. Начнем "продувать" модель в 2018 году, исследовать ее прочность и прочие характеристики", - рассказали в ЦАГИ.

По этой тематике у института заключен контракт с Минпромторгом, рассчитанный до 2019 года. К 2020 году ученые должны разработать техническое задание на демонстратор с размахом крыла 23 метра и двигателями- имитаторами. На нем отработают системы управления и криогенную систему, необходимую для использования сжиженного природного газа. В случае успеха работ с демонстратором проект можно будет рекомендовать к реализации.

"Слон" на замену "Руслану"

Еще один необычный проект ЦАГИ - перспективный тяжелый транспортный самолет, который предлагается на замену одному из самых больших самолетов в мире - Ан-124 "Руслан".

Проект, получивший название "Слон", оптимизирован для коммерческих грузовых перевозок. Рассматриваются два варианта поперечного сечения грузовой кабины - 5,3 метра и 6,4 метра. Как ожидается, самолет будет оснащаться двигателями ПД-35 (то есть тягой 35 тонн), которые пока только разрабатываются - на МАКСе глава Ростеха Сергей Чемезов говорил, что "в лучшем случае" они появятся в 2020 году. Согласно проекту, "Слон" с ПД-35 сможет перевозить до 150 тонн груза более чем на 7 тысяч километров.

"Сейчас работы ведутся над концепт-проектом, к 2019 году мы должны "продуть" эту модель", - уточнили ТАСС в ЦАГИ.

Новый двигатель

В Центральном институте авиационного моторостроения им. П. И. Баранова (ЦИАМ) сейчас идет научно-исследовательская работа по силовым установкам для электрического самолета. На первом этапе ученые рассматривают вариант гибридной силовой установки, модель которой была показана на МАКС-2017.

Электромотор, генератор и провода этой гибридной установки работают с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. При создании электрооборудования применяется специальный материал, у которого при охлаждении жидким азотом (температура - минус 196 градусов по Цельсию) отсутствует сопротивление. Это позволяет добиться легкости и компактности, а также высокого КПД двигателя. При этом, отмечают разработчики, жидкий азот совершенно безопасен и дешев в эксплуатации.

"Конечная цель этой работы - летающая лаборатория с опытной гибридно-электрической силовой установкой мощностью 500 кВт. Сначала будут наземные испытания при разных температурах и давлении, а потом перейдем к созданию летающей лаборатории", - рассказал представитель ЦИАМ.

Перспективная авионика

Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС) показал на МАКСе достижения в создании комплекса бортового оборудования самолета МС-21 и перспективные разработки в области гражданской авиации.

В частности, на авиасалоне представлена новейшая версия универсального стенда прототипирования кабины воздушного судна, где можно моделировать работу с системами управления самолетом и опробовать предлагаемые решения. В состав оборудования полностью интегрированы системы синтезированного и улучшенного видения (генерирующие изображение пространства за пределами кабины с помощью камер, снимающих в разных диапазонах), системы индикации на лобовом стекле и навигации по аэродрому.

Впервые показали и приложения для планшета пилота - например, электронный бортовой журнал воздушного судна, который должен полностью заменить бумажные носители, которые используют сейчас экипаж и обслуживающий персонал.

Также ГосНИИАС впервые представил прототип отечественной операционной системы реального времени JetOS, которая обеспечивает кибербезопасность авиационной техники.

Источник


[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => 2664 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => projects-hybrid-engine-for-aircraft-and-cargo-kranolta-presented-at-the-maks-2017 [EXTERNAL_ID] => 770 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) [4] => Array ( [ID] => 753 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => Михаил Гордин: "Сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера" [ACTIVE_FROM] => 21.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 11.04.2018 09:41:59 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

Интервью генерального директора ЦИАМ Михаила Гордина изданию Show Observer

— Михаил Валерьевич, вы возглавили ЦИАМ в декабре 2016 г. Какие цели сейчас преследует институт в составе НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского"?

— В зарубежных странах — лидерах авиастроения развитие авиационной науки координируется на уровне правительств. Например, в Евросоюзе этим занимается ACARE при Еврокомиссии, в США — National Science and Technology Council при администрации президента. Основанием для создания НИЦ "Институт им. Н. Е. Жуковского" в России стала осознанная на государственном уровне необходимость сконцентрировать в одной структуре потенциал ведущих НИИ в области авиастроения. Одна из главных функций ЦИАМ в составе НИЦ — это формирование опережающего научно-технического задела (НТЗ) для создания отечественных авиадвигателей. Институт прогнозирует облик двигателей будущего с учетом достижений мировой науки и техники. Мы определяем направления развития авиадвигателей, создаем НТЗ для их элементов и узлов, в том числе на основе применения инновационных материалов и технологий. Так, сегодня специалисты института ведут исследования по формированию облика двигателей 2025–2030 гг. и технологиям прорывного характера. Эти технологии призваны помочь достичь амбициозных целей по топливной эффективности, снижению шума и эмиссии вредных веществ. Другая наша важная функция — научно-техническое сопровождение создания авиадвигателей и проведение их испытаний в ходе опытно-конструкторских работ.

— Интересно. А на чем основывается работа по прогнозированию будущего?

— Формировать облик перспективных авиадвигателей нашим ученым помогают разработанные в ЦИАМ многодисциплинарные математические модели и вычислительные программы. И конечно, при проведении экспериментальных и теоретических исследований в работе по созданию и доводке авиадвигателей мы используем потенциал уникального научно-испытательного комплекса ЦИАМ (НИЦ ЦИАМ) — крупнейшего в Европе и одного из самых крупных в мире.

— А в чем его уникальность?

— В возможностях воспроизведения условий полета. На сегодняшний день некоторые из наиболее сложных и энергоемких видов обязательных испытаний двигателей, воспроизводящих реальные условия полета (высота, скорость, температура, влажность и др.), могут быть выполнены только на стендах НИЦ ЦИАМ.

— Работает ли ЦИАМ над выполнением коммерческих заказов?

— Безусловно. 87-летний опыт ЦИАМ востребован на рынке. Институту заказывают проведение испытаний двигателей на стендах в условиях, приближенных к реальным. ЦИАМ также разрабатывает системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов, которые можно использовать для любой техники, имеющей зубчатые передачи. Их применение позволяет на ранней стадии выявить и устранить неисправность, повысить безопасность и эффективность использования техники. Кроме того, институт выполняет различные коммерческие заказы на прочностные испытания деталей и конструкционных материалов.

— Как мировое научное сообщество оценивает роль ЦИАМ?

— Оно высоко ценит научно-технический потенциал института, качество и уровень его фундаментальных и прикладных исследований, уникальный экспериментальный комплекс. Мы сотрудничаем с научно-исследовательскими центрами и институтами ближнего зарубежья, Европы, Азии и Америки, аэрокосмическими и двигателестроительными корпорациями. Ученые ЦИАМ представляют Россию в ICAO и в авторитетных зарубежных научных обществах, таких как ISABE, ICAS, ASME, AIAA, SAE.

Институт привлекается к участию в исследовательских проектах рамочных программ Евросоюза. Цели у этих программ общие и актуальные для всех стран — пользователей рынка авиауслуг, например: исследование проблем экологии авиатранспорта, снижение времени и стоимости разработки, производства и эксплуатации авиационной техники, обеспечение защиты самолета и пассажиров, разработка новых идей и технологий для авиационного транспорта будущего и др.

Выступая в качестве партнера, субконтрактора или эксперта, институт принимает участие в проектах, финансируемых Еврокомиссией, и кооперационных проектах. Это, например, такие международные проекты, как AGILE, HEXAFLY-INТ, COBRA и многие другие. ЦИАМ отвечает в них за исследования узлов перспективных двигателей, удовлетворяющих целевым индикаторам ЕС, приведенным в Vision 2020 и FlightPath 2050.

— В последнее время все чаще говорят о применении аддитивных технологий в двигателестроении. Действительно ли их внедрение так необходимо?

— Применение в производстве аддитивных технологий (АТ) позволило совершить революционный прорыв в авиадвигателестроении. Их использование — один из ярких примеров того, как новые технологии могут улучшить традиционные процессы проектирования и производства. С помощью аддитивных технологий можно изготовить изделие на основе компьютерной 3D-модели послойно, "вырастить" его наплавкой из расходного материала, изначально заложив желаемые свойства. Основные преимущества применения АТ — это оптимизация технических характеристик объектов: улучшение топливной экономичности и экологических характеристик, повышение надежности, снижение массы, экономия материалов. С помощью АТ можно производить конструктивные узлы и детали, которые не могут быть изготовлены стандартными способами, — например, со сложной геометрией. Возможно и создание принципиально новых конструкторских решений. Многие известные зарубежные компании уже освоили производство различных деталей двигателей с применением АТ. Специалисты ЦИАМ сегодня тоже активно работают над их освоением. Основная наша задача заключается в разработке конструктивно-технологических решений, позволяющих максимально использовать АТ для повышения характеристик газотурбинной техники.

— Что представляет ЦИАМ на МАКС-2017 и какие цели участия преследует?

— В рамках МАКСa ЦИАМ традиционно показывает новейшие разработки ученых в области создания перспективных отечественных авиадвигателей. Ключевое место среди экспонатов занимает макет части силовой установки для перспективного "электрического" самолета. Он представляет собой фрагмент крыла и мотогондолу ВС с электроприводным винтом. Особенностью разработки является широкое использование композиционных материалов и электротехнического оборудования на основе эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. Эти работы, кстати, ведутся в широкой кооперации в рамках НИЦ "Институт имени Н. Е. Жуковского" и с привлечением компании "СуперОкс". Кроме того, на стенде мы показываем образцы деталей авиадвигателей, созданные на основе применения новейших материалов и технологий, а также наши бортовые системы диагностики редукторов и трансмиссий вертолетов.
В рамках деловой программы ЦИАМ примет участие в ряде отраслевых мероприятий и рабочих встреч, нацеленных на развитие сотрудничества с российскими и зарубежными компаниями.


19 июля 2017
Серафима Чернова

Ato.ru [DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_PICTURE] => 2697 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => today-specialists-of-the-institute-conduct-research-on-the-shape-of-the-engines-2025-2030-and-techno [EXTERNAL_ID] => 753 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) [5] => Array ( [ID] => 772 [IBLOCK_ID] => 10 [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => State-owned lab unveils Russia's first turboelectric engine concept [ACTIVE_FROM] => 20.07.2017 [TIMESTAMP_X] => 06.10.2017 11:53:39 [DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/#ELEMENT_CODE#/ [LIST_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/press-center/news-partners-and-cm/ [DETAIL_TEXT] =>

A state-owned research institute revealed plans at the MAKS air show to build Russia’s first turboelectric aircraft engine using lightweight semiconductors provided by a Russian start-up company. 

While waiting for a funding go-ahead decision later this year by the federal government, the Central Institute of Aviation Motors (CIAM) displayed a mock-up of the 500kW-class concept engine. 

The engine would be configured with a gas turbine to supply power to an electric motor, which drives a six-bladed propeller, says Mikhail Gordin, general director of CIAM. A back-up battery would supply power if the gas turbine or motor fails. 

Although the configuration is relatively conventional, the design of the power distribution would be unique. Most aerospace companies working on electric engines have avoided superconductors, due to concerns about weight and potential electromagnetic interference effects on other electronics. 

But the CIAM project intends to use a new superconductor material produced by SuperOx, a Russian-based start-up. The SuperOx material is lightweight but scaleable to high-power operations, Gordin says. It should also be possible to mitigate interference effects, but that needs to be tested in the demonstration programme, he adds.

If funded later this year, CIAM hopes to test the 500kW demonstrator on a flying testbed within three years, followed by a demonstration of a 2MW-class system to power a 19-seat aircraft, Gordin says. The power output could be provided by four 500kW engines or a single 2MW system, he adds.

Source

[DETAIL_TEXT_TYPE] => html [PREVIEW_TEXT] => [PREVIEW_TEXT_TYPE] => text [PREVIEW_PICTURE] => 2671 [LANG_DIR] => / [SORT] => 500 [CODE] => state-owned-lab-unveils-russia-s-first-turboelectric-engine-concept [EXTERNAL_ID] => 772 [IBLOCK_TYPE_ID] => content [IBLOCK_CODE] => partners-news [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => s1 ) ) [arReplacedAliases] => [arResultAdd] => [bNavStart] => 1 [bShowAll] => [NavNum] => 1 [NavPageCount] => 5 [NavPageNomer] => 4 [NavPageSize] => 6 [NavShowAll] => [NavRecordCount] => 28 [bFirstPrintNav] => 1 [PAGEN] => 4 [SIZEN] => 6 [SESS_SIZEN] => [SESS_ALL] => [SESS_PAGEN] => [add_anchor] => [bPostNavigation] => [bFromArray] => [bFromLimited] => 1 [sSessInitAdd] => [nPageWindow] => 5 [nSelectedCount] => 28 [arGetNextCache] => Array ( [ID] => [IBLOCK_ID] => [IBLOCK_SECTION_ID] => [NAME] => [ACTIVE_FROM] => [TIMESTAMP_X] => [DETAIL_PAGE_URL] => [LIST_PAGE_URL] => [DETAIL_TEXT] => 1 [DETAIL_TEXT_TYPE] => [PREVIEW_TEXT] => 1 [PREVIEW_TEXT_TYPE] => [PREVIEW_PICTURE] => [LANG_DIR] => [SORT] => [CODE] => [EXTERNAL_ID] => [IBLOCK_TYPE_ID] => [IBLOCK_CODE] => [IBLOCK_EXTERNAL_ID] => [LID] => ) [bDescPageNumbering] => [arUserFields] => [usedUserFields] => [SqlTraceIndex] => [DB] => CDatabase Object ( [db_Conn] => mysqli Object ( [affected_rows] => 9 [client_info] => 5.1.73 [client_version] => 50173 [connect_errno] => 0 [connect_error] => [errno] => 0 [error] => [error_list] => Array ( ) [field_count] => 14 [host_info] => Localhost via UNIX socket [info] => [insert_id] => 0 [server_info] => 5.1.73 [server_version] => 50173 [stat] => Uptime: 89735168 Threads: 1 Questions: 36925256 Slow queries: 0 Opens: 417586 Flush tables: 1 Open tables: 64 Queries per second avg: 0.411 [sqlstate] => 00000 [protocol_version] => 10 [thread_id] => 3856205 [warning_count] => 0 ) [version] => [escL] => ` [escR] => ` [alias_length] => 256 [DBName] => ciam [DBHost] => localhost [DBLogin] => ciam [DBPassword] => WlymfM9wqBUvIeLM8qgo [bConnected] => 1 [debug] => [DebugToFile] => [ShowSqlStat] => [db_Error] => [db_ErrorSQL] => [result] => [type] => MYSQL [column_cache] => Array ( ) [bModuleConnection] => [bNodeConnection] => [node_id] => [obSlave] => [cntQuery] => 0 [timeQuery] => 0 [arQueryDebug] => Array ( ) [sqlTracker] => ) [NavRecordCountChangeDisable] => [is_filtered] => [nStartPage] => 1 [nEndPage] => 5 [resultObject] => ) )

Подписаться на новости


*