Немецкий проектный институт Bauhaus Luftfahrt, контрольный пакет акций которого принадлежит европейскому авиастроительному концерну Airbus, представил проект гибридной авиационной силовой установки. Согласно сообщению института, новый двигатель внешне похож на турбовентиляторную реактивную авиационную силовую установку, однако внутри имеет существенное от нее отличие — замещенный поршневым двигателем газогенератор. По оценке разработчиков, такое конструктивное решение позволит уменьшить расход топлива самолетом.
Современные турбовентиляторные двигатели состоят из двух частей. Одна из них — внутренний контур, состоящий из газогенератора и сопловой части. В состав газогенератора входят зона компрессоров, камера сгорания и турбина высокого давления. В полете воздух затягивается и немного сжимается вентилятором — самым большим и самым первым винтом по ходу полета. Затем часть этого воздуха поступает в компрессор и сжимается еще сильнее, после чего попадает в камеру сгорания, где смешивается с топливом.
После сгорания горючего газы из камеры сгорания попадают на турбину высокого давления и вращают ее, а та, в свою очередь, приводит в движение компрессор. После турбины высокого давления газы попадают на турбину низкого давления, приводящую вентилятор. После турбин газовый поток попадает в сопло и истекает из него, формируя часть тяги двигателя. Вторая часть двигателя — внешний контур — представляет собой направляющий аппарат, воздуховод и, в некоторых случаях, собственное кольцевое сопло.
Во время полета часть немного сжатого вентилятором воздуха, не попавшая во внутренний контур, попадает в направляющий аппарат, где тормозится. Из-за торможения давление в воздушном потоке повышается. Затем сжатый воздух поступает в воздуховод, а затем — в сопло и формирует остаток тяги. В современных турбовентиляторных двигателях гражданских самолетов основная часть тяги — до 80 процентов — формируется вентилятором.
Разработчики из Bauhaus Luftfahrt предложили заменить газогенератор поршневым двигателем, который будет вращать вентилятор и зону компрессоров. Предполагается, что сжатый воздух из зоны компрессоров будет использоваться для нужд поршневого двигателя, повышая эффективность сгорания топлива в нем и, соответственно, мощность. Разработчики утверждают, что использование поршневого двигателя вместо газогенератора позволит увеличить пропускную способность внешнего контура и снизить массу силовой установки.
По оценке разработчиков, замена газогенератора поршневым двигателем позволит создать гибридный двигатель, который будет потреблять на 50 процентов меньше топлива, чем турбовентиляторные двигатели 2000-х годов разработки. Предполагается, что если проект гибридного двигателя, получивший название CCE (Composite Cycle Engine, двигатель смешанного цикла), получит финансирование и будет успешно завершен, первые новые силовые установки могут поступить в серийное производство в 2050 году.
В октябре прошлого года стало известно французская компания Safran приступила к испытаниям нового турбовинтовентиляторного реактивного двигателя с открытым винтовентилятором, разрабатываемого в рамках проекта Open Rotor. Испытания нового авиадвигателя проекта Open Rotor проводятся Safran на предприятии во французском Истре. Разработка Open Rotor ведется с 2008 года, а сборкой первого прототипа силовой установки Safran занималась с ноября 2015 года.
Прототип новой силовой установки собран на базе газогенератора турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой M88. Такие силовые установки используются на истребителях Rafale. С вала, раскручиваемого турбиной двигателя, через редуктор будет приводится открытый винтовентилятор с роторами диаметром около 420 сантиметров. Лопатки винтовентилятора могут изменять угол атаки. Частота вращения винтовентилятора составляет около 800 оборотов в минуту. Двигатель с открытым вентилятором, разрабатываемый Safran, сможет развивать тягу в 111 килоньютонов.
Василий Сычёв