Развитие авиационных агрегатов на примере полностью электрифицированного самолета

Развитие бортового оборудования летательных аппаратов (ЛА) до нынешнего времени осуществлялось в направлении увеличения безопасности полета ЛА за счет использования многосекционных рулевых поверхностей с 2, 3 – кратным дублированием, использования источников разных типов энергии, совмещения двух разных источников питания и резервирования в одном приводе. Со временем происходила смена поколений ЛА, но это не меняло существенно относительный вес бортового оборудования, обратные связи между экипажем и исполнительными механизмами (ИМ) так и продолжали быть ограниченными.

Можно увеличить эффективность ЛА новых поколений за счет использования адаптивных аэродинамических поверхностей и использования энергетических способов увеличения подъемной силы.

Развитие бортового оборудования и авиационных агрегатов будет выполняться по следующим направлениям:

• 1.    Уменьшение потребления энергии агрегатами и системами на базе принципиально новых схем, создания и использования агрегатов с увеличенными КПД, применения альтернативных источников энергии;

• 2.    Улучшения характеристик по удельному весу и КПД за счет применения принципиально новых рабочих тел (РТ) с варьируемыми физическими свойствами;

• 3.    Реализация систем с повышенным числом ИМ, а в будущем – слияния ИМ и линий подачи непосредственно в конструкции морфных поверхностей ЛА;

• 4.    Уменьшения массы бортового оборудования ЛА за счет использования композитных материалов;

• 5.    Снабжения ИМ датчиками состояния РТ, , определения наличия утечек и их местоположений.

В перспективе будет разработана технология создания бортового оборудования в системе полностью электрифицированного самолета.

Концепция полностью электрифицированного самолёта (ПЭС) предполагает замену гидравлической и пневматической систем на электрическую систему энергообеспечения.

Электрическая энергия в сравнении с пневматической и гидравлической энергиями обладает следующими преимуществами:

• 1.    Возможность преобразования в другие виды энергии с малыми потерями;

• 2.    Простота передачи на относительно большие расстояния;

• 3.    Возможность удовлетворительного управления, контроля, диагностики и локализации отказов.

Непосредственно в Российской Федерации планируется разработка облика       «электроэнергетического       комплекса       полностью электрифицированного самолета» (ЭЭК ПЭС), в итоге выполнения которой будут получены:

• 1.    Основные технические характеристики;

• 2.    Структура и состав;

• 3.    Структуры первичной и вторичной систем электроснабжения (СЭС);

• 4.    Концепция разработки и применения перспективных материалов и технологий;

Работы по созданию облика ЭЭК ПЭС будут расширены применением электрифицированных систем самолета:

• 1.    Системой наддува воздуха с электроприводными нагнетателями;

• 2.    Электрической противообледенительной системой;

• 3.    Системой нейтрального газа для предотвращения образования огнеопасных паров топлива;

• 4.    Особо гибкими, облегченными, огнестойкими бортовыми электрическими проводами.

Также должна быть начата разработка создания полноразмерного стенда испытаний агрегатов.

В дальнейшей перспективе планируется улучшение технологии, заключающееся в:

• 1.    Создании магнитоэлектрических стартёров, устанавливаемых прямо на валах двигателей, при этом сам авиационный двигатель не будет иметь коробку приводов;

• 2.    Создании принципиально новых топливных элементов (ТЭ) и электродвигателей с применением сверхпроводящих проводов.

ТЭ будут использоваться в качестве неосновных источников электропитания (вспомогательных и аварийных). На некоторых ЛА предполагается использовать ТЭ в качестве основного источника энергии для питания электродвигателя приводящего во вращение винт для создания тяги. Реализация вышеуказанных технологий улучшит массогабаритные характеристики, снизит затраты на обслуживание, минимизирует экологический вред за счет создания малошумных силовых установок без вредных выбросов.