Первые российские «электросамолеты» покажут на МАКС 2021

Летающие лаборатории с гибридной и полностью электрической силовыми установками станут одними из главных экспонатов Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») на Международном авиационно-космическом салоне МАКС 2021. Крылатые машины будут представлены на единой экспозиции организаций, входящих в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».

Применение высокоэффективных, малошумных гибридных (ГСУ) и электрических силовых установок (ЭСУ) призвано улучшить экономические и экологические показатели летательных аппаратов. Помимо этого, оно позволит реализовывать принципиально новые архитектуры летательных аппаратов (например, вертикального или ультракороткого взлета и посадки). Последнее будет способствовать раскрытию новых качеств и требований к их транспортным, экономическим и экологическим характеристикам.

ЦИАМ одним из первых в России начал проводить комплексные исследования по оценке преимуществ применения ЭСУ и ГСУ на летательных аппаратах. Специалистами Института наработан опыт в области оценки эффективности таких установок для различных ЛА, разработки математических моделей, а также непосредственно в создании демонстраторов технологий ГСУ, ЭСУ и их испытаний.

Посетители МАКС 2021 смогут увидеть летающую лабораторию – самолет Як-40ЛЛ, оснащенный разработанной ЦИАМ гибридной силовой установкой. Наземные испытания ГСУ в составе самолета впервые прошли в феврале этого года в СибНИА (также входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). ГСУ, дополняющая два штатных турбореактивных двигателя самолета, состоит из электрического двигателя мощностью 500 кВт (680 л.с.), энергоузла для его питания, в который входят серийный турбовальный двигатель с подключенным к свободной турбине электрогенератором, а также блок аккумуляторных батарей. Уникальная особенность российского электромотора состоит в использовании высокотемпературных сверхпроводниковых технологий и криогенного охлаждения. Применение такой технологии на перспективных летательных аппаратах позволит получить экономию топлива на 5-30% по сравнению с традиционными техническими решениями.

Впервые вниманию широкой аудитории будет представлена и разработанная ЦИАМ полностью электрическая силовая установка для сверхлегкого пилотируемого самолета «Сигма-4». Этот самолет предназначен для обучения пилотированию, тренировочных и туристических полетов, аэрофотосъемки и других воздушных работ. Приводом является электрический двигатель максимальной мощностью 80 кВт (109 л.с.), его питание осуществляется от блока аккумуляторных батарей, состоящих из литий-ионных аккумуляторных ячеек. «Сигму-4» с электрической силовой установкой можно будет увидеть на объединенной экспозиции.

Тему «электричества» в двигателестроении продолжат еще несколько экспонатов Института. Например, ГСУ на базе двухсекционного турбированного роторно-поршневого авиационного двигателя с электрогенератором – ЭУ-РПД350Т. Этот перспективный двигатель предназначен для применения в составе ГСУ летательных аппаратов вертикального взлета и посадки.

Также на МАКС 2021 будет представлен концепт комплексного проекта «Силуэт», являющегося развитием темы применения технологий ВТСП и криогенных топлив в авиации. Его реализацию ЦИАМ планирует начать в 2022 году. В рамках сотрудничества с Фондом перспективных исследований и использования опыта разработки ГСУ мощностью 500 кВт (НИР «Электролет СУ-2020») планируется создать демонстратор технологий полностью сверхпроводящей ГСУ мощностью 2 МВт. Макет этой установки можно будет увидеть на экспозиции.

Разработка демонстраторов технологий реализуется ЦИАМ, как головным исполнителем НИР, по заказу Министерства промышленности и торговли Российской Федерации в широкой кооперации отечественных предприятий и является частью комплексного научно-технического проекта «Электрический ЛА», координирующая роль в котором принадлежит НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского».

– Разработанные в ЦИАМ гибридная и электрическая силовые установки уже находятся на этапе летных испытаний, Будем рады представить их общественности на МАКС 2021, – говорит Михаил Гордин, генеральный директор ЦИАМ. – Наша задача как головного института – получить новые знания в рамках формирования опережающего научно-технического задела, проверить «в железе» жизнеспособность новых технических решений и перспективных технологий. Эти знания и практический опыт, который мы передаем промышленности, значительно снижают риски и затраты на стадии опытно-конструкторских работ.

Напомним, что недавно ЦИАМ и АО «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Ростеха) стали партнерами по разработке демонстратора ГСУ мощностью до 500 кВт. Новая ГСУ последовательной схемы будет создана на базе двигателя ВК-650В. Потенциальными объектами применения СУ данного класса мощности являются легкие многоцелевые вертолеты, перспективные беспилотные (опционально пилотируемые) летательные аппараты взлетной массой 2-8 т, самолеты МВЛ, аэротакси, бизнес-авиация, летательные аппараты вертикального взлета и посадки.

– ОДК уверена в перспективности исследований в области гибридных и электрических силовых установок, – отмечает Юрий Шмотин, генеральный конструктор АО «ОДК». – Совместно с ЦИАМ плотно работаем над амбициозной задачей: создать такую установку, которая будет не уступать по характеристикам традиционным двигателям и выигрывать у них в плане экологии и экономии топлива.

МАКС-2021 пройдет с 20 по 25 июля 2021 года в г.о. Жуковский на территории ЛИИ им. М.М. Громова. Ознакомиться с перспективными разработками организаций НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» в области авиа- и двигателестроения можно будет в павильоне F3, стенд А9, и на статической экспозиции.