Новая разработка ученых МАИ позволит строить тихие и экологичные самолеты
Специалисты Московского авиационного института создали и испытали уникальный маломасштабный демонстратор сверхпроводниковой системы. Такие системы нужны для создания экологически нейтральных летательных аппаратов с количеством пассажиров более 70 человек. Разработка ученых позволит строить самолеты, которые имеют сниженное потребление топлива и, соответственно, уменьшенное влияние на атмосферу. Об этом сообщает AVIA.RU.
Демонстратор представляет собой канал генерирования постоянного тока напряжением 540 В и является системой, состоящей из пяти устройств: сверхпроводящего генератора, сверхпроводящего кабеля, выпрямительного устройства, накопителя энергии и системы криогенного охлаждения. Все это разработки различных подразделений Московского авиационного института.
"Таких систем в мире пока нет. Конкурентом можно считать проект Ascend, который реализует Airbus. По заявлениям разработчиков, первые испытания этой системы должны начаться в 2023 году. Можно сказать, что мы немного обгоняем наших западных коллег", – говорит начальник НИО-310 «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» МАИ Николай Иванов.
Со слов разработчиков, особенность системы еще и в том, что каждое из пяти упомянутых устройств само по себе уникально. Например, выпрямительное устройство имеет криогенное охлаждение: исследованием подобных устройств в мире занимаются всего несколько научных групп. Сверхпроводниковый кабель имеет уникальную конструкцию, которая призвана повысить его рабочие характеристики. Система криогенного охлаждения замкнутого типа позволяет производить непрерывное длительное охлаждение устройств. Генератор имеет сверхпроводниковую обмотку якоря, которая стала предметом исследований — например, до сих пор нет сложившейся теории и методики расчета потерь в ней.
Разработанный прототип сверхпроводниковой системы — это элемент системы электроснабжения, или электродвижения будущих летательных аппаратов. Его расположение на борту летательного аппарата будет существенно зависеть от компоновки аппарата, от передаваемой мощности, уровня температуры и других параметров. При этом снижение уровня вредных выбросов будет реализовано в первую очередь за счёт снижения потребления топлива газотурбинным двигателем и оптимального распределения мощности между тепловой и электрической энергией.
На данный момент демонстратор прошел все запланированные испытания. Следующий глобальный шаг — переход к опытной эксплуатации.
Проект был запущен в 2020 году, он стал одним из победителей конкурса Минобрнауки России на предоставление грантов в форме субсидий на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития. Коллектив ученых составляет порядка 150 человек. Это опытные специалисты, доктора и кандидаты наук, а также молодые ученые, аспиранты и студенты МАИ. К работе также привлечены специалисты Института теплофизики СО РАН, выполняющие исследования в области создания высокоэффективных и реализуемых на практике методов интенсификации теплообмена и повышения предельно отводимых тепловых потоков при кипении и свободной конвекции в криогенном хладагенте, в разработке современных методов тепловой стабилизации энергетических систем, основанных на эффекте сверхпроводимости с использованием ВТСП-элементов, а также исследования комплекса теплофизических свойств сверхпроводящих лент, электроизоляционных материалов и нового поколения теплоносителей.
В ходе выполнения проекта опубликовано более 20 научных статей в зарубежных и российских журналах, зарегистрировано более 15 результатов интеллектуальной деятельности. Проект выполнен в сотрудничестве с отраслевыми институтами, такими как ЦАГИ, ЦИАМ, ГОСНИИАС. Кроме того, постоянный диалог о перспективах разработки и внедрения гибридных силовых установок ведется с ОДК.
