Pada pertunjukan udara MAKS-2021 terakhir, Russian United Engine Corporation (UEC) memaparkan sejumlah perkembangan yang menjanjikan ke arah yang berbeza. Salah satu pameran yang paling menarik ialah model loji kuasa hibrid (GSU) yang dikembangkan untuk pelaksanaan dalam penerbangan. Diharapkan GSU seperti ini dapat mencari aplikasi dalam pelbagai projek pesawat terbang dan memberikan prestasi tinggi.
Arah yang menjanjikan
Loji hibrid berdasarkan turbin gas atau mesin omboh ditambah dengan pelbagai komponen elektrik mempunyai sejumlah ciri dan kelebihan penting berbanding sistem tradisional. Kelebihan ini boleh digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk dalam penerbangan. Pada masa ini, di beberapa negara sekaligus, pengembangan GSU penerbangan dengan komposisi yang berbeda sedang dilakukan. Beberapa projek telah dibawa ke ujian bangku dan ujian lapangan.
Pada bulan Ogos 2020, UEC Rusia melancarkan projek serupa. JSC UEC-Klimov dilantik sebagai pemaju utama. Matlamat projek baru adalah untuk membuat rangkaian HSS berurutan yang menjanjikan dengan kapasiti atau 500 kW. Pemasangan ini berdasarkan enjin turboshaft VK-650V terkini.
Pada masa ini, peringkat awal projek telah selesai dan penampilan umum pemasangan telah ditentukan. Sebagai tambahan, mock-up dibuat, ditunjukkan pada rancangan MAKS-2021 baru-baru ini. Dalam masa terdekat, akan ada model demonstrasi untuk ujian bangku. Pada tahun-tahun berikutnya, ia akan mencapai kapasiti maksimum dan akan membolehkan peralihan ke tahap baru.
Menurut UEC, pada tahun 2022, model demo GSU harus menunjukkan kekuatan 150 kW dan memastikan pengesahan penyelesaian yang telah ditetapkan. Kemudian ia akan dimuktamadkan, dan ujian dirancang untuk tahun 2023 dengan pencapaian kekuatan reka bentuk 500 kW. Berdasarkan hasil aktiviti ini, pada tahun 2024, kerja reka bentuk eksperimental akan mulai membuat GSU lengkap untuk digunakan di pesawat. Ia dirancang untuk siap pada tahun 2028.
UEC telah mengenal pasti bidang penerapan GSO yang menjanjikan. Sistem ini dapat digunakan di pesawat terbang untuk jalur lokal, helikopter serbaguna ringan dan UAV dengan berat hingga 8 ton. Sistem ini juga dapat digunakan pada berbagai kenderaan lepas landas menegak, dengan "teksi udara" yang menjanjikan, dll. Sistem serupa untuk kapal dan kapal akan dikembangkan berdasarkan GSU penerbangan. Ia akan mengembangkan kapasiti 200-250 kW.
Mock-up look
Pada MAKS-2021, mock-up GSU ditunjukkan dalam konfigurasi untuk UAV jenis helikopter dengan empat rotor. Unit pemasangan diletakkan di atas pendirian yang mensimulasikan produk serupa. Pendekatan tampilan ini memungkinkan untuk menilai ukuran GSU dan ciri-ciri penempatannya di pesawat.
Satu set generator turbin gas padat berdasarkan enjin yang ada dengan kekuatan yang cukup diletakkan pada pesawat konvensional. Pek bateri dan unit elektronik kuasa dipasang di sebelahnya. Di "sayap" diletakkan empat motor elektrik dengan rotor. Semua komponen GSU dihubungkan dengan kabel.
Tata letak menggambarkan skema umum dan komposisi GSU yang menjanjikan berkaitan dengan quadrocopter. Pesawat skema dan kelas lain akan menerima pemasangan komposisi dan seni bina yang berbeza. Oleh itu, adalah mungkin untuk menggunakan sebilangan motor elektrik, konfigurasi bateri yang berbeza, dll.
Prinsip pengoperasian GSU baru agak mudah. Enjin turboshaft dengan penjana menghasilkan kuasa elektrik untuk elektronik kuasa. Yang terakhir ini bertanggungjawab untuk mengawal motor elektrik yang bertanggungjawab untuk penerbangan, dan juga mengisi bateri. Mod operasi pemasangan dari UEC belum ditentukan.
Kesukaran dan kelebihan
Loji hibrid berdasarkan mesin turboshaft dan komponen elektrik mempunyai sejumlah kelebihan tersendiri berbanding sistem tradisional. Pada masa yang sama, terdapat juga kekurangan dari pelbagai jenis. Jelas sekali, pendekatan yang betul untuk reka bentuk GSU itu sendiri dan pemilihan pesawat untuknya akan membolehkan anda mendapatkan pulangan maksimum dengan kekurangan minimum.
Sistem turbin gas merangkumi sejumlah komponen yang tidak sama, itulah sebabnya ia berbeza dengan sistem turbin gas tradisional dalam kerumitan dan kos yang lebih besar. Di samping itu, pemasangan hibrid mempunyai jumlah dan jisim yang lebih besar, yang membataskan pengembangan pesawat pengangkut. Pada masa yang sama, unit GSU tidak memerlukan hubungan mekanikal yang kaku antara satu sama lain, dan jaraknya dapat melintasi jumlah yang tersedia, yang mempermudah susun atur pesawat.
Tumbuhan hibrid dapat menunjukkan kecekapan bahan bakar yang tinggi. Untuk melakukan ini, mesin turboshaft mesti beroperasi pada mod optimum yang memberikan penggunaan bahan bakar minimum, dan sistem kawalan diberi kepercayaan untuk menyebarkan elektrik antara motor dan bateri dengan betul sesuai dengan mod penerbangan saat ini. Pada masa yang sama, ciri-ciri lain juga diperbaiki: sumber bertambah dan pelepasan berbahaya dikurangkan.
Penerbangan peranti dengan GSU dilakukan oleh motor elektrik yang dikawal oleh elektronik. Ini membolehkan anda mengekalkan mod operasi yang diperlukan dengan lebih berkesan, serta mengubahnya dengan cepat dengan mengambil kira keadaan yang berubah. Khususnya, ia akan memastikan pelepasan cepat ke daya maksimum.
Bergantung pada komposisi dan prinsip pengurusan, GSU secara teorinya mampu beroperasi dalam beberapa mod, termasuk. tanpa penggunaan enjin turboshaft - hanya kerana bateri. Mod ini akan meningkatkan kebolehpercayaan dan keselamatan: sekiranya kerosakan enjin dan penjana utama, pesawat akan dapat meneruskan penerbangannya.
Rancangan untuk masa depan
Berkat satu atau kelebihan lain, loji kuasa hibrid dari seni bina yang berbeza dapat memperoleh tempat dalam penerbangan dan mendorong sistem tradisional. GSO berminat dalam konteks pengembangan lebih lanjut pesawat dan helikopter berawak dan tanpa pemandu. Walau bagaimanapun, walaupun seseorang tidak boleh mengharapkan bahawa dalam masa yang tepat mereka akan dapat sepenuhnya menggantikan pilihan lain untuk loji janakuasa.
Potensi GSO secara semula jadi menarik pemaju dan pelanggan dari pelbagai negara, dan sejak tahun lalu industri Rusia telah terlibat rapat dalam topik ini. Karya-karya pertama telah dilaksanakan, prinsip umum proyek yang menjanjikan telah dibentuk dan bidang aplikasi mereka di masa depan telah dikenal pasti. Sebagai tambahan, model produk masa depan ditunjukkan dan acara untuk tahun-tahun mendatang diumumkan.
Kerja pembangunan loji kuasa 500 kW berdasarkan enjin VK-650V akan berlangsung pada tahun 2024-28. Oleh itu, sudah pada pertengahan dekad ini atau pada awal paruh kedua, seseorang dapat menjangkakan kemunculan projek pesawat penuh pertama untuk penerbangan domestik GSU. Projek untuk memperkenalkan modifikasi tentera lautnya juga harus muncul.
Tidak diketahui bagaimana pesawat dan kapal dengan loji kuasa hibrid itu. Namun, jelas bahawa arah ini berpotensi besar dan membolehkan anda mendapat peluang yang sangat menarik. Ia harus dikembangkan dengan memperhatikan aplikasi praktikal. Inilah yang telah dilakukan oleh UEC sejak tahun lalu - dan sudah siap untuk menunjukkan hasil pertama.
