СибНИА представил летающую лабораторию на базе самолета ЯК-40 с электродвигателем

В состав ГСУ входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель. 5 февраля специалисты в ходе испытаний самолета-летающей лаборатории произвели запуски электродвигателя и всех систем самолета, в том числе его штатных двигателей, чтобы проверить их устойчивую совместную работу.

Гибридную силовую установку разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ) в рамках госконтракта с Минпромторгом России.

Инновационный электрический авиадвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП) мощностью 500 кВт создала компания «СуперОкс» в рамках контракта с Фондом перспективных исследований (шифр «Контур»). До установки на самолет он прошел комплекс испытаний на наземных стендах в ЦИАМ. Проект стартовал в декабре 2016 г. Технологии открывают возможности по созданию полностью электрических летательных аппаратов.

Это историческое событие, потому что на сегодняшний день в гражданской авиации практически все технологии традиционной авиации исчерпаны, идет жесткая конкурентная борьба за будущее авиации — за зеленую авиацию, за новые виды топлива. И мы демонстрируем тот прорыв, который у нас получилось сделать — это первый шаг к созданию электрического самолета. Такая авиация, по всем мировым планам, должна появиться где-то в районе 2030 г. Такой разработки нигде в мире больше пока нет. Сейчас к нам обращаются и Airbus, и Siemens, чтобы сотрудничать с нами в этой области. Это значительный прорыв. Надеюсь, что финансирование продолжится, и следующая летающая лаборатория, на базе ИЛ-114, будет создана через два года — этот самолет будет летать уже сам, с помощью только электрических двигателей, — рассказал генеральный директор ФГБУ «НИЦ «Институт имени Н.E. Жуковского» Андрей Дутов.

Помимо электрического двигателя на высокотемпературных сверхпроводниках, в состав демонстратора ГСУ входит электрический генератор, разработанный и созданный в ЦИАМ совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом (УГАТУ). Генератор имеет выходную мощность 400 кВт, весит 100 кг и прошел как стендовые испытания, так и испытания в составе турбогенератора (на базе серийного турбовального авиадвигателя).

Летающая лаборатория на базе самолета Як-40 разработана ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина». Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом был установлен в носовую часть самолета. В хвостовой части фюзеляжа вместо штатного двигателя АИ-25 установлен турбовальный газотурбинный двигатель с электрическим генератором. В центральной части фюзеляжа были установлены литий-ионные аккумуляторные батареи, которые также входят в состав ГСУ.

Скорость пробежки сегодня составила 135-140 км/ч. Турбины работали очень хорошо, был достигнут режим 1200-1250 оборотов, никаких наводок не обнаружено. Основная задача этой летающей лаборатории — подобрать наиболее оптимальный вариант преобразования электрической энергии в тягу двигателя. Поэтому здесь стоит мощный генератор, который должен саккумулировать энергию в аккумуляторы, и дальше мы это должны реализовать через тот самый электрический двигатель с максимальным КПД. Это большая научная задача. При этом все должно функционировать бесперебойно. Большие токи имеют особенность создавать наводки и влиять на самолетные системы. Сегодня все было отработано нормально и плавно, — отметил директор ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина» Владимир Барсук.

Решение использовать самолет Як-40 было принято в 2018 г. В том же году была создана и испытана аэродинамическая модель летающей лаборатории в аэродинамической трубе. Для оснащения электродвигателем Як-40 был ремоторизирован (два из трех маршевых двигателей были заменены на современные, с большей тягой), доработана конструкция планера, произведены детали и сборочные единицы, с помощью которых демонстратор устанавливается на борт летающей лаборатории.

В конце 2020 г. СибНИА совместно с ЦИАМ и ЗАО «СуперОкс» установили оборудование демонстратора технологий на борт и выполнили первые пробные запуски электрического двигателя с воздушным винтом.

Результатом работы, которую планируется завершить в 2022 г., будут летные испытания демонстратора гибридной силовой установки. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений.

Видео и фоторепортаж — Егора Тиммермана