UEC的航空混合动力装置
MAKS-2021 的布局概览
在上一届 MAKS-2021 航展上,俄罗斯联合发动机公司 (UEC) 展示了许多不同方向的有希望的发展。 她的展台上最有趣的展品之一是混合动力装置 (GSU) 模型,该模型是为在 航空... 预计这样的 GSU 将能够在各种飞机项目中找到应用并提供高性能。
透视方向
与传统系统相比,基于燃气轮机或活塞发动机以及各种电气部件的混合动力装置具有许多重要的特征和优势。 这些优势可用于各种领域,包括。 在航空方面。 目前,多个国家正在同时开展不同组成的航空GSU的开发。 一些项目已经进行了台架和现场测试。
2020 年 500 月,俄罗斯 UEC 启动了一个类似的项目。 JSC UEC-Klimov 被任命为首席开发人员。 新项目的目标是创建一个容量为 650 kW 的有前途的顺序 HSS 电路。 该安装将基于最新的 VK-XNUMXV 涡轮轴发动机。
目前,项目前期工作已经完成,安装的总体外观已经确定。 此外,还制作了一个模型,并在最近的 MAKS-2021 展会上展示。 在不久的将来,将出现用于台架测试的演示模型。 在接下来的几年里,它将达到其最大容量,并将允许过渡到新的阶段。
涡轮轴发动机和发电机
根据 UEC 的说法,到 2022 年,GSU 的示范样本应显示 150 kW 的功率,并确保对制定的解决方案进行验证。 然后定型,计划在2023年进行测试,达到500千瓦的设计功率。 根据这些活动的结果,到 2024 年,实验设计工作将开始创建用于飞机的成熟 GSU。 计划于2028年完工。
UEC 已经确定了有前途的 GSO 的应用领域。 该系统可用于地方航线的飞机、轻型多用途直升机和重达8吨的无人机,也可用于各种垂直起飞车辆、有前途的“空中出租车”等。 将在航空 GSU 的基础上开发类似的船舶和船舶系统。 它将开发200-250千瓦的容量。
样机外观
在 MAKS-2021 上,GSU 的模型在具有四个旋翼的直升机型无人机的配置中进行了演示。 装置的单元被放置在模拟类似产品的支架上。 这种显示方法可以评估 GSU 的大小及其在飞机上的放置特征。
一个基于现有足够功率发动机的紧凑型燃气轮发电机组被放置在传统机身上。 旁边安装了电池组和电力电子装置。 在“机翼”上放置了四个带有转子的电动机。 GSU 的所有组件都通过电缆连接。
负责配电的电力电子模块
布局反映了与四轴飞行器相关的有前途的 GSU 的总体方案和组成。 其他计划和级别的飞机将安装不同的组成和架构。 因此,可以使用不同数量的电动机、不同的电池配置等。
新 GSU 的操作原理非常简单。 带有发电机的涡轮轴发动机为电力电子设备提供电力。 后者负责控制负责飞行的电动机,并为电池充电。 UEC 安装的操作模式尚未指定。
难点与优势
与传统系统相比,基于涡轮轴发动机和电气部件的混合动力装置具有许多独特的优势。 同时,也有各种各样的缺点。 显然,正确地设计 GSU 本身和为其选择飞机将使您以最小的缺点获得最大的回报。
燃气轮机系统包括许多不同的组件,这就是它与传统燃气轮机系统在更大的复杂性和成本方面不同的原因。 此外,混合动力装置的总体积和质量都较大,这对舰载机的发展造成了限制。 同时,GSU 单元之间不需要刚性机械连接,它们可以跨可用体积隔开,这简化了飞机的布局。
可充电电池
混合动力装置可以显示出高燃料效率。 为此,涡轮轴发动机必须在油耗最低的最佳模式下运行,并且控制系统的任务是根据当前的飞行模式在电机和电池之间正确分配电力。 同时,其他特性也得到改善:资源增长和有害排放减少。
带有 GSU 的设备的飞行由由电子设备控制的电动机执行。 这使您可以更有效地维护所需的操作模式,并根据不断变化的条件快速更改它。 特别是,它将确保快速释放到最大功率。
根据组成和管理原则,GSU 理论上能够以多种模式运行,包括不使用涡轮轴发动机 - 仅由于电池。 这种模式将增加可靠性和安全性:在主机和发电机发生故障的情况下,飞机将能够继续飞行。
未来的计划
由于一个或另一个优势,不同架构的混合动力装置可以在航空领域找到一席之地并压制传统系统。 GSO 对有人驾驶和无人驾驶飞机和直升机的进一步发展很感兴趣。 然而,虽然人们不应期望在合理的时间内它们将能够完全取代发电厂的其他选择。
双引擎飞机 GSU 的布局变体
GSO 的潜力自然吸引了来自不同国家的开发商和客户,自去年以来,俄罗斯工业界一直在密切关注这个话题。 第一批工作已经开展,有前景的项目的一般原则已经形成,其未来的应用领域也已经确定。 此外,还展示了未来产品的模型,并宣布了未来几年的活动。
基于 VK-500V 发动机的 650 千瓦发电厂的开发工作将于 2024-28 年进行。 因此,已经在十年的中期或下半年的开始,人们可以期待国内航空GSU的第一个成熟的飞机项目的出现。 引入其海洋改造的项目也必须出现。
目前尚不清楚配备混合动力装置的飞机和船只将是什么。 但是,很明显,这个方向具有很大的潜力,可以让您获得非常有趣的机会。 它应该着眼于实际应用而开发。 这是 UEC 自去年以来一直在做的事情 - 它已经准备好展示第一个结果。
- 里亚博夫基里尔
- UEC
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