Американская компания United Technologies и британская Rolls-Royce по заказу NASA занялись эскизным проектированием реактивных авиационных двигателей с гибридной архитектурой. Как пишет Aviation Week, в таких двухконтурных двигателях турбинная часть будет приводиться в движение выхлопными газами, в то время как вентилятор и компрессор низкого давления будут раскручиваться при помощи электромотора. По оценке разработчиков, такое решение позволит создать экономичную силовую установку.
Проектированием занимаются LibertyWorks, подразделение британской компании, и UTRC, исследовательский центр американской. По условиям соглашения с NASA, эскизное проектирование должно завершиться к октябрю 2016 года. По мере проектирования, разработчикам предстоит решить ряд технических и конструкторских задач, включая пересчет степени двухконтурности двигателей с учетом добавления в конструкцию электрической части, а также отвод тепла, расположение батарей и электромотора и развесовка элементов.
Разработчики полагают, что в существующем виде некоторые технологии не подходят для реализации гибридной архитектуры, поскольку выгода от ее использования на самолетах будет практически нулевой. В первую очередь из-за соотношения массы и емкости аккумуляторных батарей. По оценке UTRC, использование электропривода компрессора низкого давления и вентилятора на взлете и при наборе высоты, а также крейсерском полете позволит сэкономить около десяти процентов топлива. Расчет не учитывает горючее, потраченное на зарядку батарей.
Для нормальной работы двигателей с гибридной архитектурой на самолет придется установить системы охлаждения, проводку и аккумуляторные батареи общей массой 13,6 тонны, при массе самих батарей около 9,9 тонны. Это можно будет сделать либо уменьшив полезную нагрузку самолета, либо увеличив максимальную взлетную массу. По оценке UTRC, в любом случае это приведет к тому, что сэкономленное топливо все равно придется сжечь, чтобы самолет смог нести дополнительный груз в виде батарей.
Расчеты производились для текущей емкости батарей в 120-200 ватт-часов на килограмм массы. По данным разработчиков, об эффективности двигателей с гибридной архитектурой можно будет говорить в том случае, если емкость батарей достигнет по меньшей мере тысячи ватт-часов на килограмм массы. В таком случае масса аккумуляторных батарей составит всего 2,3 тонны, что позволит добиться пятипроцентной экономии топлива при взлете, наборе высоты и крейсерском полете. При этом батареи должны держать высокие токи разряда и температуру.
В свою очередь, по данным LibertyWorks, использование технологии плавающего цикла работы двигателей с гибридной архитектурой, при котором вклад электрической и топливной частей установки будет варьироваться в зависимости от условий полета, позволит добиться по меньше мере 15 процентной экономии топлива по сравнению с обычными турбовентиляторными реактивными двухконтурными двигателями. Такая экономия будет возможна при емкости батарей в 750 ватт-часов на килограмм.
В обычном турбовентиляторном двухконтурном двигателе истекающие из камеры сгорания газы раскручивают турбины высокого и низкого давления. В свою очередь турбины через редукторы приводят несколько вспомогательных агрегатов, включая генераторы, а также компрессоры низкого и высокого давления и вентилятор. Компрессоры сжимают воздух для подачи в камеру сгорания, в то время как вентилятор нагнетает воздух во внешний контур, по которому он минует компрессоры, камеру сгорания и турбины и поступает сразу в сопло.
В турбовентиляторных двигателях в зависимости от конструкции вклад вентилятора в формирование тяги составляет от 70 до 85 процентов. Именно благодаря переводу этой важной с точки зрения тяги части двигателя на электропривод конструкторы и рассчитывают добиться экономии топлива. От турбин не будет отбираться мощность на вентилятор и компрессор низкого давления, а значит потребуется сжигать меньше топлива для их раскрутки.
В начале февраля 2016 года немецкий проектный институт Bauhaus Luftfahrt объявил о намерении к 2022 году провести испытания «более электрического самолета» с гибридной тягой. В испытаниях примет участие уменьшенная беспилотная модель самолета, оснащенная двумя турбовентиляторными двигателями с ультравысокой степенью двухконтурности и одним электрическим вентиляторным двигателем. Реактивные двигатели будут частично формировать общую тягу силовых установок и обеспечивать электричеством вентиляторный движок.
Вклад электрического двигателя в формирование общей тяги всех силовых установок составит 23 процента. В сравнительном моделировании участвовал самолет проекта DISPURSAL пассажировместимостью 340 человек и с дальностью полета 8,9 тысячи километров. Его сравнивали с современным пассажирским самолетом Airbus A330-300. При моделировании самолеты совершали перелет на скорости 0,78 числа Маха (963 километра в час). Экономичность DISPURSAL по сравнению с A330-300 составила 38,3 процента.
Их погребения раскопали в Испании
Палеогенетики секвенировали ДНК почти 250 человек, которых похоронили на территории современной Испании во II–VIII веках нашей эры. Помимо того, что ученые выяснили, как менялся генетический ландшафт на Пиренейском полуострове во времена римского господства и в эпоху Великого переселения народов, они обнаружили родных брата и сестру, которые принадлежали к древней германской элите и были похороне…