Французы занялись разработкой гибридного вертолета
Французская компания Safran приступила к разработке гибридного вертолета, в котором дополнительная мощность на вал несущего винта в режиме висения и в критической ситуации будет передаваться от электромотора. Как пишет Aviation Week, в компании полагают, что использование гибридной силовой установки позволит сократить потребление топлива новым вертолетом на 10-15 процентов по сравнению с обычными летательными аппаратами такого класса.
Современные вертолеты одно- и многодвигательные спроектированы с учетом принципа избыточности. Это сделано на случай непредвиденного падения мощности силовой установки в однодвигательном варианте машины или отказа одной из них в случае версии с двумя и более двигателями. Несмотря на то, что принцип избыточности позволяет подстраховаться на случай аварии, он же приводит к избыточному увеличению массы вертолетов, неполному использованию мощности силовых установок и перерасходу топлива.
Например, многоцелевой вертолет Airbus Helicopters H215 Super Puma оснащен двумя турбовальными двигателями Makila 1A2 мощностью 1,9 тысячи лошадиных сил (1,4 мегаватта) каждый. В компании Safran полагают, что если на базе H215 сделать гибридный вертолет, то для его нормальной эксплуатации хватило бы одного двигателя Ardiden 3 мощностью 1,4 тысячи лошадиных сил. При этом для режима висения или на случай отказа турбовального двигателя за приведение несущего винта будет отвечать электромотор.
В гибридной версии также планируется использовать электрический привод хвостового стабилизирующего винта. За питание электрической системы будет отвечать генератор, приводимый основным двигателем и небольшой газотурбинной силовой установкой. В совокупности использование газотурбинной силовой установки, генератора и электромоторов совместно с основным турбовальным двигателем позволит существенно уменьшить общую массу вертолета H215 за счет отказа от части трансмиссии и оптимизации остающейся части.
Предполагается, что газотурбинная установка будет работать в режиме «старт-стоп», останавливаясь, когда она не нужна, и запускаясь, если нужно задействовать электромотор для передачи дополнительной мощности на несущий винт. Прежде компания проводила разработку такой системы для обычного двухдвигательного вертолета. В рамках этого проекта при переходе в крейсерский горизонтальный полет второй двигатель вертолета отключался и включался только при переходе в режим висения или отказе основной силовой установки.
В середине прошлого года европейский авиастроительный концерн Airbus и немецкая компания Siemens занялись совместной разработкой семейства авиационных гибридных двигателей мощностью от ста киловатт до десяти и более мегаватт. Такие двигатели могут быть установлены на ближне- и среднемагистральные пассажирские самолеты вместимостью менее ста кресел, вертолеты и беспилотные летательные аппараты. На первом этапе проекта компании намерены доказать эффективность и экономичность использования гибридных силовых установок.
Работы в рамках первого этапа планируется завершить к 2020 году. Все работы ведутся в новом конструкторском бюро E-Aeircraft System Home в Оттобруне в Германии.
Василий Сычёв
Также компания рассказала об архитектуре двигателя Symphony
На прошедшем Международном авиакосмическом салоне в Ле-Бурже американская компания Boom Supersonic рассказала о внутренней конструкции своего будущего сверхзвукового самолета Overture — кроме трех основных компьютеров на борту будет находиться резервный четвертый, а топливная система будет изменять центр тяжести воздушного судна в зависимости от дозвукового или сверхзвукового режима полета. Также компания рассказала подробности о разрабатываемом для самолета двигателе Symphony. Компания Boom Supersonic из Колорадо представила концепт пассажирского сверхзвукового самолета Overture в 2016 году. В текущей версии проекта длина фюзеляжа составляет 61 метр, размах крыла 18 метров, а взлетная масса 77 тонн. Самолет оснастят четырьмя двигателями, размещенными в отдельных мотогондолах под крылом. Крыло оживальной формы с дополнительным изгибом вдоль продольной оси фюзеляжа (крыло чайки). В конструкции широко используются композитные материалы для снижения массы и расхода топлива. Overture сможет перевозить от 65 до 80 пассажиров со сверхзвуковой крейсерской скоростью 1,7 Маха на расстояние до 7870 километров без применения форсажного режима двигателей. Специально для самолета разрабатывают двигатель Symphony, который работает на синтетическом топливе. Перед постройкой полноразмерного прототипа самолета компания планирует отработать ряд технологий на прототипе XB-1 Baby Boom — уменьшенной версии самолета с двуместной кабиной. Размах крыла XB-1 составляет 5 метров, а взлетный вес около 6 тонн. В отличие от полноразмерного прототипа, демонстратор имеет только три двигателя в хвостовой части. Выкатка готового прототипа демонстратора технологий произошла в 2020 году, а первый полет планируется в середине 2023 года. На недавно завершившемся Международном аэрокосмическом салоне в Ле-Бурже компания Boom Supersonic отчиталась о текущем прогрессе проекта и представила информацию о ключевых деталях конструкции самолета и двигателя. Например, топливная система Overture позволит контролировать положения центра тяжести за счет перераспределения топлива в зависимости от дозвукового или сверхзвукового режима полета. Она будет полностью совместима с синтетическим топливом, которое планируется использовать для двигателей Symphony. Гидравлическая система получит тройное резервирование. Управлять самолетом будущему экипажу придется с помощью боковых ручек (сайдстики). Помимо трех основных компьютеров, ответственных за управление на борту будет также резервный четвертый. На этапах взлета и посадки для улучшения обзора, которому мешает длинный заостренный нос самолета, будет использоваться вспомогательная видеосистема, входящая в комплекс бортовой авионики. Шасси самолета позволит использовать взлетно-посадочные полосы большинства современных аэропортов. https://www.youtube.com/watch?v=x6hk9ct9rpw Также на выставке представили новую информацию о внутреннем устройстве турбовентиляторного двигателя Symphony. Двигатель без форсажной камеры и имеет среднюю степень двухконтурности. Его оснастят вентилятором диаметром 183 сантиметра. Компрессор и турбина низкого давления имеют по три ступени, а компрессор высокого давления — шесть. Турбина высокого давления одноступенчатая. Максимальная тяга, развиваемая двигателем, составит около 160 килоньютонов. https://www.youtube.com/watch?v=0Vzt5l3DgHg&t=1s Согласно текущим скорректированным планам компании первый полет Overture должен произойти в 2027 году. Получение сертификата типа запланировано в 2029 году. В данный момент продолжается строительство помещений цеха в Северной Каролине, где планируется производить сборку. К самолету проявляют интерес крупные авиаперевозчики. Так, о своих планах на приобретение в общей сложности нескольких десятков Overture уже заявили такие авиакомпании как American Airlines, United Airlines и Japan Airlines. Подробнее о перспективах нового поколения сверхзвуковых самолетов читайте в нашем материале «Включите сверхзвук».