Airbus, Rolls-Royce и Siemens создают гибридно-электрический самолёт
Первый полёт гибридно-электрического демонстратора E-Fan X ожидается в 2020 году
Как и в автомобильной индустрии, авиационная промышленность тоже постепенно готовится к переходу на электрические двигатели. Здесь тоже на первом этапе появляются гибридные силовые установки, потому что современные аккумуляторы и близко не могут сравниться по энергетической плотности с химическим топливом. Например, у литий-ионных аккумуляторов энергетическая плотность 100–150 Вт∙ч/кг, у литий-полимерных — 150–200 Вт∙ч/кг. Для сравнения, у бензина — 11000 Вт∙ч/кг, у водорода — 33000 Вт∙ч/кг. Так что сначала будут гибриды: с бензином и электродвигателями. Некоторые специалисты авиационной индустрии считают, что будущее авиации — однозначно за гибридно-электрическими машинами, а уже потом за чисто электрическими. Здесь траектория развития такая же, как у автомобилей.
Интересный эксперимент в этой области проводят Airbus, Rolls-Royce и Siemens. Эти компании образовали партнёрство для разработки демонстратора, который станет важным шагом на пути к гибридно-электрической коммерческой авиации.
О создании альянса с привлечением «одних из лучших в мире экспертов по электрическим технологиям и силовым установкам» объявлено на мероприятии Королевского аэронавигационного общества в Лондоне.
Первый полёт гибридно-электрического демонстрационного самолёта E-Fan X ожидается в 2020 году после тщательных наземных испытаний, где в качестве «испытательного стенда» используют BAe 146, коммерческий среднеразмерный реактивный самолёт, производившийся British Aerospace (Великобритания) в 1983–2003 гг.
Во время испытаний один из его турбовентиляторных реактивных двигателей BAe 146 заменят на двухмегаваттный электродвигатель Siemens. Когда система докажет свою жизнеспособность, будет предпринята попытка заменить ещё одну «турбину».
Каждой из трёх компаний в альянсе предназначена своя зона ответственности. Airbus отвечает за общую интеграцию всех компонентов, систему управления гибридно-электрической установкой и батареями, а также интеграцию с органами управления полётом. Rolls-Royce предоставит турбовальный двигатель со свободной турбиной, двухмегаваттный генератор и электронику системы питания. Вместе с Airbus они будут работать над приспособлением вентилятора с существующей гондолой и электродвигателем Siemens. Соответственно, Siemens предоставит двухмегаваттный электродвигатель и источник питания для него, а также инвертор, DC-DC преобразователь и систему распределения мощности.
Главный технический директор Airbus Пол Ерёменко говорит, что E-Fan X станет важным шагом на пути к гибридно-электрической коммерческой авиации и продолжит славную историю предыдущих демонстрационных моделей, на которых испытывали электрическую тягу: начиная от Cri-Cri, e-Genius, E-Star и заканчивая самым последним испытательным самолётом E-Fan 1.2. У компании Airbus большая история испытания электрических самолётов по программе Airbus E-Fan, а с 2016 года Airbus сотрудничает с Siemens по программе E-Aircraft Systems House.
Испытательная машина E-Fan X поможет изучить проблемы, которые возникают в гибридно-электрических силовых установках большой мощности: тепловые эффекты, управление электрической тягой, воздействие высоты и скорости на электрические системы, а также проблемы электромагнитной совместимости. Эта программа одновременно поможет воспитать новое поколение инженеров и дизайнеров, которые определят лицо авиации будущего. Пол Ерёменко уверен, что будущее авиации — однозначно за гибридно-электрическими машинами.
Похоже, что с ним согласны и другие специалисты. В том числе из России. Например, на июльском авиашоу МАКС-2017 российский НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» впервые продемонстрировал части модели гибридно-электрической силовой установки, в мотогондоле которой находится электрический мотор, вращающийся винт и система его управления. Как сообщается, главная особенность разрабатываемой силовой установки — «применение электрического оборудования с эффектом высокотемпературной сверхпроводимости». Планируемая номинальная мощность перспективной гибридно-электрической силовой установки — 500 кВт. На первом этапе усилия планируется разработать гибридно-электрическую силовую установку на сверхпроводниках. Затем на его основе — серийного электрического двигателя для самолета на 9–19 пассажиров. Программа рассчитана на три года.
