Son MAKS-2021 hava fuarında, Russian United Engine Corporation (UEC), farklı yönlerde bir dizi umut verici gelişme sundu. Standının en ilgi çekici sergilerinden biri, havacılıkta uygulanmak üzere geliştirilmekte olan bir hibrit enerji santrali (GSU) modeliydi. Böyle bir GSU'nun çeşitli uçak projelerinde uygulama bulması ve yüksek performans sağlaması beklenmektedir.
umut verici yön
Çeşitli elektrikli bileşenlerle birleştirilmiş bir gaz türbini veya pistonlu motora dayalı hibrit tesisler, geleneksel sistemlere göre bir dizi önemli özellik ve avantaja sahiptir. Bu avantajlar, dahil olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılabilir. havacılıkta. Şu anda, aynı anda birkaç ülkede, farklı bileşimdeki havacılık GSU'larının geliştirilmesi gerçekleştirilmektedir. Bazı projeler zaten tezgah ve saha testlerine getirildi.
Ağustos 2020'de Rus UEC benzer bir proje başlattı. JSC UEC-Klimov baş geliştirici olarak atandı. Yeni projenin amacı, kapasite veya 500 kW ile gelecek vaat eden bir sıralı HSS devresi oluşturmaktır. Bu kurulum, en yeni VK-650V turboşaft motorunu temel alacaktır.
Şuana kadar projenin ilk etapları tamamlanmış olup, tesisatın genel görünümü belirlenmiştir. Ayrıca, son MAKS-2021 fuarında gösterilen bir maket yapıldı. Yakın gelecekte, tezgah testi için bir tanıtım modeli olacaktır. Önümüzdeki yıllarda maksimum kapasitesine ulaşacak ve yeni aşamalara geçişi sağlayacak.
UEC'ye göre, 2022'de GSU'nun bir demo modeli 150 kW'lık bir güç göstermeli ve ortaya konulan çözümlerin doğrulanmasını sağlamalıdır. Daha sonra nihai hale getirilecek ve 500 kW'lık tasarım gücünün elde edilmesiyle 2023 yılı için testler planlanıyor. Bu faaliyetlerin sonuçlarına dayanarak, 2024 yılında, uçaklarda kullanılmak üzere tam teşekküllü bir GSU oluşturmak için deneysel tasarım çalışmaları başlayacaktır. 2028 yılında tamamlanması planlanmaktadır.
UEC, gelecek vaat eden GSO'nun uygulama alanlarını zaten belirlemiştir. Bu sistem, yerel hatlar için uçaklarda, hafif çok amaçlı helikopterlerde ve 8 tona kadar olan İHA'larda kullanılabildiği gibi, çeşitli dikey kalkış araçlarında, gelecek vaat eden "hava taksilerinde" vb. Tekneler ve gemiler için benzer bir sistem, havacılık GSU'su temelinde geliştirilecektir. 200-250 kW kapasite geliştirecek.
maket görünüm
MAKS-2021'de, dört rotorlu helikopter tipi bir İHA konfigürasyonunda bir GSU maketi gösterildi. Kurulum üniteleri benzer bir ürünü simüle eden bir stand üzerine yerleştirildi. Ekrana bu yaklaşım, GSU'nun boyutunu ve uçağa yerleştirilmesinin özelliklerini değerlendirmeyi mümkün kılar.
Yeterli güce sahip mevcut bir motora dayanan kompakt bir gaz türbini jeneratör seti, geleneksel bir gövdeye yerleştirildi. Yanına bir pil takımı ve güç elektroniği birimleri yerleştirildi. "Kanatlara" rotorlu dört elektrik motoru yerleştirildi. GSU'nun tüm bileşenleri kablolarla bağlandı.
Düzen, gelecek vaat eden GSU'nun quadrocopter ile ilgili genel şemasını ve bileşimini yansıtır. Diğer şemaların ve sınıfların uçakları, farklı bir kompozisyon ve mimarinin kurulumunu alacaktır. Böylece farklı sayıda elektrik motoru, farklı akü konfigürasyonları vb. kullanmak mümkündür.
Yeni GSU'nun çalışma prensipleri oldukça basittir. Jeneratörlü bir turboşaft motoru, güç elektroniği için elektrik enerjisi üretir. İkincisi, uçuştan sorumlu elektrik motorlarının kontrolünden sorumludur ve ayrıca pilleri şarj eder. UEC'den gelen kurulumun çalışma modları henüz belirtilmemiştir.
Zorluklar ve avantajlar
Bir turboşaft motoruna ve elektrikli bileşenlere dayalı bir hibrit tesisin, geleneksel sistemlere göre bir dizi ayırt edici avantajı vardır. Aynı zamanda, çeşitli türlerin dezavantajları da vardır. Açıkçası, GSU'nun tasarımına ve bunun için uçak seçimine doğru yaklaşım, minimum dezavantajla maksimum getiri elde etmenizi sağlayacaktır.
Gaz türbini sistemleri bir dizi farklı bileşen içerir, bu nedenle geleneksel gaz türbini sistemlerinden daha fazla karmaşıklık ve maliyet bakımından farklıdır. Ek olarak, hibrit kurulumun daha büyük bir toplam hacmi ve kütlesi vardır, bu da taşıyıcı uçağın geliştirilmesine kısıtlamalar getirir. Aynı zamanda, GSU üniteleri birbirleriyle katı bir mekanik bağlantıya ihtiyaç duymazlar ve mevcut hacimler arasında yerleştirilebilirler, bu da uçağın yerleşimini basitleştirir.
Hibrit tesisler yüksek yakıt verimliliği gösterebilir. Bunun için turboşaft motorunun minimum yakıt tüketimi sağlayan optimum modlarda çalışması gerekir ve mevcut uçuş moduna uygun olarak motorlar ve piller arasında elektriği doğru bir şekilde dağıtma görevi kontrol sistemlerine emanet edilir. Aynı zamanda, diğer özellikler de iyileştirilir: kaynak büyür ve zararlı emisyonlar azalır.
Cihazın GSU ile uçuşu, elektronik tarafından kontrol edilen elektrik motorları tarafından gerçekleştirilir. Bu, gerekli çalışma modunu daha etkin bir şekilde korumanıza ve değişen koşulları dikkate alarak hızla değiştirmenize olanak tanır. Özellikle, maksimum güce hızlı bir şekilde serbest bırakılmasını sağlayacaktır.
Kompozisyon ve yönetim ilkelerine bağlı olarak, GSU teorik olarak aşağıdakiler dahil olmak üzere çeşitli modlarda çalışabilir. turboşaft motoru kullanılmadan - sadece piller nedeniyle. Bu mod, güvenilirliği ve güvenliği artıracaktır: ana motor ve jeneratörün arızalanması durumunda, uçak uçuşuna devam edebilecektir.
Gelecek için planlar
Farklı mimarilerdeki hibrit enerji santralleri şu veya bu avantaj sayesinde havacılıkta kendine yer bulabiliyor ve geleneksel sistemlerin dışına çıkabiliyor. GSO'lar, insanlı ve insansız uçak ve helikopterlerin daha da geliştirilmesi bağlamında ilgi çekicidir. Bununla birlikte, makul bir süre içinde, santraller için diğer seçenekleri tamamen değiştirebileceklerini beklememek gerekir.
GSO'nun potansiyeli doğal olarak farklı ülkelerden geliştiricileri ve müşterileri cezbetmektedir ve geçen yıldan beri Rus endüstrisi bu konuyla yakından ilgilenmektedir. İlk çalışmalar yapılmış, gelecek vaat eden projelerin genel ilkeleri oluşturulmuş ve gelecekteki uygulama alanları belirlenmiştir. Ayrıca geleceğin ürününün bir modeli de gösterilir ve gelecek yıllar için etkinlikler duyurulur.
VK-650V motora dayalı 500 kW'lık bir elektrik santrali üzerinde geliştirme çalışmaları 2024-28'de gerçekleşecek. Bu nedenle, zaten on yılın ortasında veya ikinci yarısının başında, yerli havacılık GSU'su için ilk tam teşekküllü uçak projelerinin ortaya çıkması beklenebilir. Deniz modifikasyonunun tanıtımı için projelerin de ortaya çıkması gerekecek.
Hibrit santralli uçak ve teknelerin ne olacağı bilinmiyor. Ancak, bu yönün büyük bir potansiyele sahip olduğu ve çok ilginç fırsatlar elde etmenizi sağladığı açıktır. Pratik uygulama göz önünde bulundurularak geliştirilmelidir. UEC geçen yıldan beri bunu yapıyor ve şimdiden ilk sonuçları göstermeye hazır.
