18 декабря 2020 года в расположенном в Новосибирске Сибирском научно-исследовательском институте авиации имени С.А. Чаплыгина (СибНИА, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») на летательный аппарат был установлен электрический двигатель на сверхпроводниках и выполнены его пробные запуски с воздушным винтом. Работы выполняются в рамках подготовки к летным испытаниям.
Электродвигатель является частью демонстратора гибридной силовой установки, которую разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, также входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского»). Инновационный электродвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках мощностью 500 кВт (679 л.с.) создан компанией «СуперОкс». Ранее он, как и другие узлы и системы демонстратора гибридной силовой установки, прошел комплекс испытаний на специальных наземных стендах. Теперь на очереди следующий важный этап – летные испытания. Для них на базе самолета Як-40 создается летающая лаборатория. Летные испытания запланированы на 2021 год. Но перед этим у команды исследователей еще много работы. Необходимо провести всесторонние проверки работы электродвигателя на специально созданной для него мотораме на всех режимах работы, определить его влияние на оборудование самолета.
– Этой работой ЦИАМ реализует один из важнейших проектов в современной авиации. Мы создаем и испытываем технологию будущего – гибридную силовую установку на базе высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), – поясняет генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин. – Ее использование призвано решить ряд технологических вопросов, с которыми уже сейчас сталкивается воздушный транспорт. ЦИАМом и компанией «СуперОкс» проведен большой объем исследовательских, проектных и экспериментальных работ, теперь все разработанные научные и инженерные решения и их заявленные параметры и характеристики будут проверены летным экспериментом.
– Наши разработки опираются на многолетние исследования и испытания: у нас за плечами сотни изготовленных прототипов обмоток и около десяти изготовленных и испытанных образцов двигателей разной мощности. Российские ученые первыми в мире могут начать испытания электрического авиационного двигателя на ВТСП, за которым, мы верим, будущее всей авиационной индустрии, – говорит Андрей Вавилов, председатель совета директоров «СуперОкс».
Масштабная модель летающей лаборатории и натурный образец электродвигателя на высокотемпературных сверхпроводниках демонстрировались на стенде ЦИАМ на Международном аэрокосмическом салоне МАКС-2019. Экспонаты привлекли внимание официальной делегации во главе с Президентом России Владимиром Путиным.
– Энергоэффективный двигатель для авиации – это то, над чем сегодня работают все ведущие авиаконцерны мира. Мы были первые, кто создал такой двигатель с применением ВТСП-технологии, первые показали его высокую эффективность. И сегодня мы первые собираемся приступить к испытаниям в составе летающей лаборатории. ВТСП позволяет в разы снизить массу электрических машин. Применение электродвижения в авиации снизит шум и потребление топлива. В перспективе 15-20 лет по мере усовершенствования технологий экономия может составить до 75%, – комментирует генеральный директор «СуперОкс» Сергей Самойленков.
– Комплекс испытаний, в том числе летных, проводимых ЦИАМ и «СуперОкс», станет тем опережающим научно-техническим заделом, который позволит начать внедрение электротехнологий в авиацию и в перспективе ускорить создание летательных аппаратов с гибридными силовыми установками, – отмечает начальник отдела «Гибридные (электрические) силовые установки, системы и летательные аппараты» ЦИАМ Антон Варюхин.
Электрический двигатель на сверхпроводниках разработан компанией «СуперОкс» на средства гранта Фонда перспективных исследований. На основе этого электродвигателя ЦИАМ создает демонстратор гибридной силовой установки по контракту с Минпромторгом России. Институт также является ключевым участником комплексного научно-технического проекта «Электрический ЛА» (ЛА — летательный аппарат, прим. ред.), ведущая и координирующая роль в котором принадлежит НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», объединяющему основные научно-исследовательские центры авиационной промышленности.
Путь к гравилётам.
Не менее достойной для приложения многолетних сил исследователей была бы задача - сделать двигатель на конной тяге. Но они справедливо решили, что это был бы уровень прошлого века, даже с учётом изобретения энергетического нанооовса и выведения под него пород коней с нужным типом челюстей и пищевода.
А в общем - решались бы те же поразительные задачи: как быть с катастрофическим падением мощности при приближении к критической температуре и где выгуливать коней в процессе путешествия - равносильны задачам о хранении хладоагента в сосудах Дьюара или решение вопроса с ядерным реактором для питания холодильника.
Главное - чтобы академиков уважали и финансировали, а век определяет, какими задачами они будут заниматься.
Комментарии
Экипажи можно менять методом подсадки через канат, которым будет заменён топливозаправочный шланг летающих цистерн. Как раз эти летающие цистерны (после переоборудования) и пригодятся. А отработавшие свою смену экипажи легко и непринуждённо покидают стратег с АЭС с помощью банальных парашютов, с выброской сразу в курортную зону.
А че сразу на самолет то? Может быть он мог бы пригодиться на каких нибудь аэросанях сначала? И гонять можно и земля ближе.
Так его и испытают сначала на мотораме, как раз по зиме на полозьях покатают кусок фезюляжа. А просто для аэросаней технология избыточна, там вес двигла не критичен.
КПД электродвигателя и так достигает 90-95%, зачем сверхпроводимость? только усложняет эл. двигатель.
Масса и габариты.
Может быть электродвигатель со сверхпроводимостью будет иметь большую массу чем обычный двигатель. Слишком сложна система низких температур, а без них пока сверхпроводимость не возможна.
ВТСП, а речь про неё, возможна при температуре жидкого азота. -100 градусов. Это недорого.
при давлении в 10 килоатмосфер. Это дорого.
Нет. при обычном комнатном давлении. И я видел это, сам, своими глазами, прямо после того, как выписали Нобелевку за это дело. Провода из того материала было делать сложно, но 30 лет народ не зря корпел.
Не нужно это. При высокотемпературной сверхпроводимости на уровне жидкого азота используют криостаты с испарением (простые и лёгкие дьюары).
Жидкого азота берут на один полёт, как и топлива. А наливают азот "из чайника" по цене 40 рублей за литр.
На мой взгляд там проблема в другом. Высокотемпературные сверхпроводниковые материалы деградируют со временем. Вот эта деградация и пути её преодоления и есть причина и цель опытов.
Сколько его с собой возить надо и система подачи нужна. Боюсь что потенциальный выигрыш будет сожран усложнением и утяжелением.
Можно и без лишних сложностей решить. Испаряющийся хладагент, который охлаждают заранее. Сосуд Дьюара на 30-50 литров и жидкий гелий, например. На несколько часов полёта хватит.
Вот когда катушек из под шасси, или птичка попадут в контур охлаждения, и двигатель моментально загорится/взорвется, вот тогда и скажут, - извините, это - путь в никуда. Тупик. И закроют программу.
Фигасе, в укрсми такое не напишут.
И пусть не пишут.
Это всего лишь концепт, а они нужны только для корректировки инженерных расчётов.
Собственно как и любой концепт. Подобные концепты в серию не идут никогда.
В реальности если это и будет когда то, то наверно через 1000 лет, если конечно не найдут сверхпроводники которые работают и при "комнатных" температурах.
Это уже не концепт ;) концепт это на бумаге
Это скорее экспериментальная модель
Может быть это на Як-152? Учебному самолёту не нужна большая продолжительность полёта, а вот минимальная цена лётного часа- очень даже...
Да не, посмотрите на фото, диметр лопастей.
Каким образом достигнута сверхпроводимость?
Скорее всего большая военная тайна.
Сверхпроводимость при высоких температурах на нобелевку тянет. А мы ее засекретили и пустили в гражданское самолетостроение?
Скорее, журналист изнасиловал ученого.
UPD. Почитал. Статор до -250 охлаждается, скорее всего, как у немцев.
И я почитал, там температура жидкого азота. И у этого СуперОкс есть промышленное оборудование со своими ВТСП которое уже работает.
*зевает*, высокотемпературную сверхпроводимость нам показывали в 89 или 90-м году, в качестве опыта по физике на лекции в Госуниверситете. образец охлаждался в обычном тривиальном жидком азоте, которого всегда достаточно в любом НИИ, где есть установка по его получению. (Фишка дискотек у физиков, в том, что, парогенераторов у нас не было, а вот жидкого азота было в достатке. Мы могли притащить дьюар с жидким азотом на дискотеку и просто вылить его на пол для спецэффектов, к дикому восторгу юных физиков и физинь. 1) по ногам не жжёт - вообще, никогда. 2) дыханию не мешает)
При этом прилагалась байка, что в Новосибе сумели первыми получить высокотемпературный образец, только там не смогли объяснить хоть как-нибудь понятно, почему так. И, самое важное, не сумели воспроизвести его повторно. Вроде как первый удачный варился в одной лабе, второй - уже после того как лаба переехала из днищ подвалов, в красивые и светлые помещения, и вот тут-то и таилось "фиаско, братан". В новой лабе не сумели сделать ни одного ВТСП образца. Уже потом, как Нобелевку за это получили совершенно другие ребята (а тут работы идут часто ноздря в ноздрю), все посмотрели на состав образцов, вспомнили про медь, которая могла просачиваться из старых стен. И тут-то все хлопнули себя по лбу, сказали "А-а-а-а-а-а!" но Нобелевка уже проехала мимо.
Так гласят легенды. Тут манасчи заканчивает бренчать одна палка-одна струна и рассказывать Манас про высокотемпературные проводники. Эпос тоже заканчивается. Все забивают трубку и смотрят на закат.
P.S. А работы с той поры не заканчивались, и сейчас мы имеем вот это. Молодцы, вообще, ребята! Особенно, вон те. Дайте я вас обниму.
Как обычно: генерал приказал достигнуть - ее и достигли:)
В тоталитарном мордоре, управляемым коварным властелином, разве подругому бывает?
сначала ученые достигли проводимости. Потом - ибу-ибу дальше, но уже, как вы верно заметили выше, в основном, журналисты.
Обучением электронов ходить строем.
А вот интересно, если науку прорвет и научатся делать сверхмалые АКБ, то это что же, назад к винтам? прощай сверхзвук?
От задачи же зависит.
думал, может, чего пропустил, и сверхпроводимость уже при комнате получают, но вроде нет еще. В лучшем случае 200 К и давление в гигапаскали. Из Вики:
Тема
сисекобеспечения СП не раскрыта.Ссылку надо не на педивикию приводить, а на какой-нибудь источник.
Вики и есть какой-нибудь источник.
Высокотемпературные сверхпроводники, это которые работают при температуре жидкого азота, это 77 градусов Кельвина. В градусах Цельсия это жутчайший минус.
это при нормальном давлении. Вот, товарищи рапортуют про Тс=260 К, почти комната, правда давление нужно 1Мбар.
В более правильной интерпретации, то высокотемпературные сверхпроводники это те которые работают выше температуры жидкого гелия, если я правильно помню.
Просто в реальной жизни в технике используют высокотемпературные сверхпроводники которые работают уже при жидком азоте. И промышленность их производит в количествах для науки и для специальных технологических процессов.
терминология. Коллеги как-то рассказывали, один товарищ перешел из низкотемпературной плазмы (десятки тысяч К) в высокотемпературную сверхпроводимость (десятки К). Было забавно.
Этот товарищ падал на охлаждённую до несколько Кельвин небольшую нейтронную звезду ?
почти. В соседнюю лабораторию переместился.
От мощнейшего высокотемпературного взрыва (например от мощного электрического разряда) влетел в криогенный сосуд с гелием ?
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
- В военное время сверхпроводимость может достигаться при температуре кипения воды, а именно при 90°.
- Товарищ полковник, вода же при ста градусах кипит.
- Извините, с прямым углом перепутал.
Ого! Полковник и в геометрии сечёт, не только в физике.
Блин, испытывают двигатель! Не самолет, а только двигатель. Потом сделают силовую установку и испытают уже в связке. Что бы что то сделать нужны практические данные. Их эта летающая лаборатория и будет получать. А потом будут считать, что надо сделать , что бы вся эта фигня оказалась рентабельной и безаварийно обслуживаемой и возможно ли это вообще на данном уровне развития.
Такие движки будут по месту на гелиевых дережаблях плоской формы, в виде тарелок, из углерода (чёрное крыло МС-21), крыша фотопанельная. Мло ли надо буровую на соседнюю делянку перетащить или бульдозер из грязи выдернуть.
А жидким азотом мне медсестра, открыв пробку в китайском термосе, бородавку на руке удаляла. В году эдак в 65-м
Может чего высокотемпературной сверхпроводимости прикрутят. Теория, она практикой поверяется.
В китайском термосе. В 65м. Ага.
Как сейчас помню на Горького недалеко от Белорусского вокзала. В то время из китайского было термоса, разной ёмкости, кеды - два мяча и ракетки для настольного тенниса. У медсестры термос был маленький, на поллитра и пробковая пробка. Взяла длинную палочку, на конце ватка намотана, Опустила в открытый термос а потом этой ваткой придавила бородавку. На этом месте образовалась ямка, и никакой боли. Потом образовался пузырь, который лопнул и на ошметке кожи та бородавка с корнями
В 1865-м, наверное...
А молодые в интернете могут посмотреть когда жидкий азот начали применять в косметике
Страницы