Sa huling palabas sa hangin na MAKS-2021, ang Russian United Engine Corporation (UEC) ay nagpakita ng maraming promising development sa iba't ibang direksyon. Ang isa sa mga pinaka-kagiliw-giliw na eksibit ng paninindigan nito ay isang modelo ng isang hybrid power plant (GSU) na binuo para sa pagpapatupad sa aviation. Inaasahan na ang naturang GSU ay makakahanap ng aplikasyon sa iba't ibang mga proyekto sa sasakyang panghimpapawid at magbigay ng mataas na pagganap.
Nangangako na direksyon
Ang mga halamang hybrid batay sa isang gas turbine o piston engine na isinama sa iba't ibang mga de-koryenteng sangkap ay may bilang ng mga mahahalagang tampok at kalamangan kaysa sa tradisyunal na mga sistema. Ang mga kalamangan na ito ay maaaring magamit sa iba't ibang mga larangan, kasama ang. sa paglipad. Sa kasalukuyan, sa maraming mga bansa nang sabay-sabay, isinasagawa ang pagbuo ng mga aviation GSU na may iba't ibang mga komposisyon. Ang ilang mga proyekto ay dinala na sa mga pagsubok sa bench at field.
Noong Agosto 2020, ang Russian UEC ay naglunsad ng isang katulad na proyekto. Ang JSC UEC-Klimov ay hinirang na pangunahing developer. Ang layunin ng bagong proyekto ay upang lumikha ng isang promising sunud-sunod na HSS circuit na may kapasidad o 500 kW. Ang pag-install na ito ay batay sa pinakabagong VK-650V turboshaft engine.
Sa ngayon, ang mga unang yugto ng proyekto ay nakumpleto na at ang pangkalahatang hitsura ng pag-install ay natutukoy. Bilang karagdagan, isang mock-up ang ginawa, ipinakita sa kamakailang palabas sa MAKS-2021. Sa malapit na hinaharap, magkakaroon ng isang modelo ng pagpapakita para sa pagsubok sa bench. Sa mga susunod na taon, maaabot nito ang maximum na kapasidad nito at papayagan ang paglipat sa mga bagong yugto.
Ayon sa UEC, noong 2022, ang isang modelo ng demo ng GSU ay dapat magpakita ng lakas na 150 kW at matiyak ang pagpapatunay ng mga inilatag na solusyon. Pagkatapos ito ay tatapusin, at ang mga pagsubok ay pinlano para sa 2023 na may tagumpay ng disenyo ng lakas na 500 kW. Batay sa mga resulta ng mga aktibidad na ito, sa 2024, ang gawaing pang-eksperimentong disenyo ay magsisimulang lumikha ng isang ganap na GSU para magamit sa sasakyang panghimpapawid. Plano itong makumpleto sa 2028.
Natukoy na ng UEC ang mga lugar ng aplikasyon ng promising GSO. Ang sistemang ito ay maaaring magamit sa mga eroplano para sa mga lokal na linya, sa mga light multipurpose helicopters at sa mga UAV na may timbang na hanggang 8 tonelada. Maaari din itong magamit sa iba't ibang mga patayong sasakyan na naka-take-off, sa mga nangangakong "air taxi", atbp. Ang isang katulad na sistema para sa mga bangka at barko ay bubuo batay sa aviation GSU. Bubuo ito ng kapasidad na 200-250 kW.
Pagmamaktol na tingin
Sa MAKS-2021, isang mock-up ng isang GSU ang ipinakita sa isang pagsasaayos para sa isang uri ng helicopter na UAV na may apat na rotors. Ang mga yunit ng pag-install ay inilagay sa isang stand na simulate ng isang katulad na produkto. Ang pamamaraang ito sa display ay ginagawang posible upang masuri ang laki ng GSU at ang mga tampok ng paglalagay nito sa sasakyang panghimpapawid.
Ang isang compact gas turbine generator na itinakda batay sa isang mayroon nang engine ng sapat na lakas ay inilagay sa isang maginoo na fuselage. Ang isang baterya pack at power electronics unit ay na-install sa tabi nito. Sa "mga pakpak" ay inilagay ang apat na mga de-kuryenteng motor na may rotors. Ang lahat ng mga bahagi ng GSU ay konektado sa pamamagitan ng mga cable.
Sinasalamin ng layout ang pangkalahatang pamamaraan at komposisyon ng promising GSU na may kaugnayan sa quadrocopter. Ang sasakyang panghimpapawid ng iba pang mga iskema at klase ay makakatanggap ng pag-install ng ibang komposisyon at arkitektura. Kaya, posible na gumamit ng iba't ibang bilang ng mga de-kuryenteng motor, iba't ibang mga pagsasaayos ng baterya, atbp.
Ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng bagong GSU ay medyo simple. Ang isang turboshaft engine na may isang generator ay bumubuo ng elektrikal na lakas para sa elektroniko ng kuryente. Ang huli ay responsable para sa pagkontrol ng mga de-koryenteng motor na responsable para sa paglipad, at din recharges ang mga baterya. Ang mga operating mode ng pag-install mula sa UEC ay hindi pa tinukoy.
Mga kahirapan at kalamangan
Ang isang hibreng halaman na nakabatay sa isang turboshaft engine at mga de-koryenteng sangkap ay may isang bilang ng mga natatanging kalamangan sa mga tradisyunal na system. Sa parehong oras, mayroon ding mga disadvantages ng iba't ibang mga uri. Malinaw na, ang tamang diskarte sa disenyo ng GSU mismo at sa pagpili ng sasakyang panghimpapawid para sa ito ay magbibigay-daan sa iyo upang makuha ang maximum na pagbabalik na may kaunting mga dehado.
Ang mga system ng turbine ng gas ay may kasamang isang bilang ng mga hindi magkatulad na mga sangkap, na kung bakit ito naiiba mula sa tradisyunal na mga gas turbine system na higit na kumplikado at gastos. Bilang karagdagan, ang pag-install ng hybrid ay may isang mas malaking kabuuang dami at masa, na nagpapataw ng mga paghihigpit sa pagpapaunlad ng sasakyang panghimpapawid ng sasakyang panghimpapawid. Sa parehong oras, ang mga yunit ng GSU ay hindi nangangailangan ng isang matibay na koneksyon sa makina sa bawat isa, at maaari silang maibagay sa mga magagamit na dami, na nagpapadali sa layout ng sasakyang panghimpapawid.
Ang mga halaman na hybrid ay maaaring magpakita ng mataas na kahusayan sa gasolina. Upang gawin ito, ang turboshaft engine ay dapat na gumana sa pinakamainam na mga mode na nagbibigay ng pinakamaliit na pagkonsumo ng gasolina, at ang mga control system ay ipinagkatiwala sa gawain ng tamang pamamahagi ng kuryente sa pagitan ng mga motor at baterya alinsunod sa kasalukuyang mode ng paglipad. Sa parehong oras, ang iba pang mga katangian ay napabuti din: ang mapagkukunan ay lumalaki at ang nakakapinsalang emissions ay nabawasan.
Ang paglipad ng aparato gamit ang GSU ay isinasagawa ng mga de-kuryenteng motor na kinokontrol ng electronics. Pinapayagan ka nitong mas mahusay na mapanatili ang kinakailangang mode ng pagpapatakbo, pati na rin mabilis na mabago ito isinasaalang-alang ang mga kundisyon ng pagbabago. Sa partikular, titiyakin nito ang isang mabilis na paglabas sa maximum na lakas.
Nakasalalay sa mga prinsipyo ng komposisyon at pamamahala, ang GSU ay may kakayahang teoretikal na gumana sa maraming mga mode, kasama na. nang walang paggamit ng isang turboshaft engine - dahil lamang sa mga baterya. Ang mode na ito ay tataas ang pagiging maaasahan at kaligtasan: sa kaso ng kabiguan ng pangunahing engine at generator, ang eroplano ay maaaring ipagpatuloy ang paglipad nito.
Plano para sa kinabukasan
Salamat sa isa o ibang kalamangan, ang mga hybrid power plant ng iba't ibang mga arkitektura ay maaaring makahanap ng isang lugar sa aviation at itulak ang mga tradisyunal na system. Ang mga GSO ay interesado sa konteksto ng karagdagang pagpapaunlad ng mga manned at unmanned na sasakyang panghimpapawid at mga helikopter. Gayunpaman, habang ang isa ay hindi dapat asahan na sa isang makatwirang oras magagawa nilang ganap na ilipat ang iba pang mga pagpipilian para sa mga planta ng kuryente.
Ang potensyal ng GSO natural na umaakit sa mga developer at customer mula sa iba't ibang mga bansa, at mula noong nakaraang taon ang industriya ng Russia ay malapit na nakikibahagi sa paksang ito. Ang mga unang gawa ay natupad na, ang mga pangkalahatang prinsipyo ng mga nangangako na proyekto ay nabuo at ang mga hinaharap na lugar ng kanilang aplikasyon ay nakilala. Bilang karagdagan, ang isang modelo ng hinaharap na produkto ay ipinapakita at ang mga kaganapan para sa hinaharap na taon ay inihayag.
Ang gawaing pag-unlad sa isang 500 kW planta ng kuryente batay sa VK-650V engine ay magaganap sa 2024-28. Sa gayon, nasa kalagitnaan ng dekada o sa simula ng ikalawang kalahati nito, maaasahan ng isa ang paglitaw ng mga unang ganap na proyekto ng sasakyang panghimpapawid para sa domestic aviation GSU. Ang mga proyekto para sa pagpapakilala ng nabago naval na ito ay magkakaroon ding lumitaw.
Hindi alam kung ano ang sasakyang panghimpapawid at mga bangka na may isang hybrid power plant. Gayunpaman, malinaw na ang direksyon na ito ay may malaking potensyal at nagbibigay-daan sa iyo upang makakuha ng mga kagiliw-giliw na pagkakataon. Dapat itong binuo gamit ang isang mata sa praktikal na aplikasyon. Ito ang ginagawa ng UEC mula pa noong nakaraang taon - at handa na itong ipakita ang mga unang resulta.
