"Зеленая авиация": новая разработка учёных МАИ позволит строить тихие и экологичные самолёты

, 10 февраля 2023 года

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 учёных позволит строить самолёты, которые имеют сниженное потребление топлива и, соответственно, уменьшенное влияние на атмосферу.

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. Всё 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 ещё 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 расчёта 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.

По словам учёного, на данный момент демонстратор прошёл все запланированные испытания. Полученные экспериментальные данные в дальнейшем позволят увеличить надежность и эффективность сверхпроводниковых систем, так как при работе сверхпроводящей системы даже любая мелочь — будь то всплеск тока, колебание температуры, чрезмерные вибрации — может привести к нештатной ситуации.

Следующий глобальный шаг — переход к опытной эксплуатации. Маёвские разработчики в первую очередь смотрят в сторону авиационных систем. Потенциальными заказчиками следующего этапа работ могут стать научно-исследовательские институты соответствующего направления.

Для себя мы ставим задачу постановки подобных систем в опытную эксплуатацию. Это сложная задача. И в первую очередь она связана именно с определением законов взаимного влияния устройств в системе. Кроме того, очень важно разработать методы предиктивного анализа (мониторинга состояния) сверхпроводниковых устройств,— уточняет Николай Иванов.
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 учёных составляет порядка 150 человек. Это опытные специалисты, доктора и кандидаты наук, а также молодые учёные, 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 тесном сотрудничестве с отраслевыми институтами, такими как ЦАГИ, ЦИАМ, ГОСНИИАС. Кроме того, постоянный диалог о перспективах разработки и внедрения гибридных силовых установок ведется с ОДК.




Сообщения компаний:

Ликвидация авиационной ситуации на аэродроме – тактико-специальные учения в Международном аэропорту «Казань»
АО "Международный аэропорт "Казань"

В МАИ разрабатывают компьютерную модель для виртуальных испытаний композитов на трещиностойкость
Московский авиационный институт

Около 200 тысяч рублей ежемесячно возвращают пассажирам благодаря сотрудникам Единого диспетчерского центра Аэроэкспресса
ООО "Аэроэкспресс"

В Санкт-Петербурге прошел Международный авиатопливный форум RuCORS
АО "Газпромнефть-Аэро"

МАИ обновил введение в специальность для будущих инженеров авиационной и ракетно-космической отраслей
Московский авиационный институт

«Газпром нефть» создаст российскую систему сертификации экологичного биотоплива
АО "Газпромнефть-Аэро"

Ростех объединил науку и промышленность для развития «темных производств»
Госкорпорация Ростех

Пропускная способность международного терминала аэропорта «Якутск» вырастет вдвое благодаря реконструкции
Пресс-центр Республики Саха (Якутия) в Москве

Utair снизил цены на рейсы Тюмень — Анталья на 70%
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Образовательный квадрокоптер с ИИ «Геоскан Пионер Мини 2» получил сертификат «Сделано в России»
ГК «Геоскан»

Более 200 единиц техники, около 4 тысяч литров масел и антифриза: в аэропорту Иркутска готовятся к осенне-зимнему периоду
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Ростех повысил надежность авиасообщения одного из удаленных районов Чукотки
Госкорпорация Ростех

«Вертолеты России» представили импортозамещенный «Ансат» на выставке в Набережных Челнах
Холдинг "Вертолеты России"

Доцент МАИ Павел Щур стал лауреатом XI ежегодной премии имени Владимира Ревунова
Московский авиационный институт

20 лет бок о бок со студентами: в МАИ появился памятник кошке Мусе
Московский авиационный институт

Аэроэкспресс проводит необычную информационную кампанию по вежливости в поездах
ООО "Аэроэкспресс"

Команда аэровокзала «Южно-Сахалинск» по максимуму обеспечит безопасность полётов в осенне-зимний период
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Студенты «Крыльев Ростеха» освоили бережливое производство на «Фабрике процессов» ОДК-Кузнецов
АО "ОДК"

Волонтеры «Газпром нефти» провели экоакцию на берегу Анадырского лимана
АО "Газпромнефть-Аэро"

В Москве прошла премия «Человек Ростеха – 2026»
Госкорпорация Ростех