UEC의 항공 하이브리드 발전소
지난 MAKS-2021 에어쇼에서 러시아 연합 엔진 공사(UEC)는 다양한 방향에서 여러 유망한 개발을 발표했습니다. 그녀의 스탠드에서 가장 흥미로운 전시 중 하나는 하이브리드 발전소(GSU) 모델로, 항공... 이러한 GSU는 다양한 항공기 프로젝트에 적용되어 고성능을 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
원근법 방향
다양한 전기 부품과 결합된 가스터빈 또는 피스톤 엔진을 기반으로 하는 하이브리드 플랜트는 기존 시스템에 비해 많은 중요한 기능과 이점을 가지고 있습니다. 이러한 장점은 다음을 포함한 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 항공에서. 현재 여러 국가에서 동시에 다른 구성의 항공 GSU 개발이 진행되고 있습니다. 일부 프로젝트는 이미 벤치 및 현장 테스트를 받았습니다.
2020년 500월, 러시아 UEC는 유사한 프로젝트를 시작했습니다. JSC UEC-Klimov가 수석 개발자로 임명되었습니다. 새 프로젝트의 목표는 전력 또는 650kW의 유망한 순차 발전소를 만드는 것입니다. 이 설치는 최신 VK-XNUMXV 터보샤프트 엔진을 기반으로 합니다.
지금까지 프로젝트의 초기 단계가 완료되었으며 설치의 일반적인 모양이 결정되었습니다. 또한 최근 MAKS-2021 전시회에서 선보인 목업도 제작했다. 가까운 장래에 벤치 테스트를 위한 데모 모델이 있을 것입니다. 향후 몇 년 동안 최대 용량에 도달하고 새로운 단계로의 전환을 허용할 것입니다.
UEC에 따르면 2022년에 GSU의 데모 샘플은 150kW의 전력을 보여야 하며 제시된 솔루션의 검증을 보장해야 합니다. 그런 다음 2023kW의 설계 출력을 달성하여 500년에 마무리되고 테스트가 계획됩니다. 이러한 활동의 결과를 바탕으로 2024년에는 본격적인 항공기용 GSU를 만들기 위한 실험적 설계 작업이 시작된다. 2028년에 완공될 예정입니다.
UEC는 이미 유망한 GSO의 적용 분야를 식별했습니다. 이 시스템은 로컬 노선용 비행기, 경량 다목적 헬리콥터 및 최대 8톤의 UAV에 사용할 수 있으며 다양한 수직 이착륙 차량, 유망한 "에어 택시" 등에 사용할 수 있습니다. 항공 GSU를 기반으로 보트 및 선박에 대한 유사한 시스템이 개발됩니다. 그것은 200-250kW의 용량을 개발할 것입니다.
목업 모습
MAKS-2021에서 XNUMX개의 로터가 있는 헬리콥터 유형 UAV의 구성에서 GSU의 목업이 시연되었습니다. 설치 장치는 유사한 제품을 시뮬레이션하는 스탠드에 배치되었습니다. 디스플레이에 대한 이러한 접근 방식을 통해 GSU의 크기와 항공기에 배치하는 기능을 평가할 수 있습니다.
기존 동체에 충분한 출력의 기존 엔진을 기반으로 한 소형 가스터빈 발전기 세트를 배치했습니다. 배터리 팩과 전력 전자 장치가 옆에 설치되었습니다. "날개"에는 로터가있는 XNUMX 개의 전기 모터가 배치되었습니다. GSU의 모든 구성 요소는 케이블로 연결되었습니다.
레이아웃은 쿼드로콥터와 관련하여 유망한 GSU의 일반적인 구성과 구성을 반영합니다. 다른 계획 및 클래스의 항공기는 다른 구성 및 아키텍처의 설치를 받게 됩니다. 따라서 다른 수의 전기 모터, 다른 배터리 구성 등을 사용할 수 있습니다.
새로운 GSU의 작동 원리는 매우 간단합니다. 발전기가 있는 터보샤프트 엔진은 전력 전자 장치를 위한 전력을 생성합니다. 후자는 비행을 담당하는 전기 모터를 제어하고 배터리를 충전하는 역할도 합니다. UEC의 설치 작동 모드는 아직 지정되지 않았습니다.
어려움과 장점
터보샤프트 엔진과 전기 부품을 기반으로 하는 하이브리드 플랜트는 기존 시스템에 비해 여러 가지 독특한 장점이 있습니다. 동시에 다양한 종류의 단점도 있습니다. GSU 자체의 설계와 항공기 선택에 대한 올바른 접근 방식을 통해 최소한의 단점으로 최대의 수익을 얻을 수 있다는 것은 분명합니다.
가스터빈 시스템은 서로 다른 많은 구성요소를 포함하고 있는데, 이것이 전통적인 가스터빈 시스템과 훨씬 더 복잡하고 비용이 많이 드는 이유입니다. 또한 하이브리드 설치는 더 큰 총 부피와 질량을 가지므로 항공모함 개발에 제약이 따릅니다. 동시에 GSU 장치는 서로 단단한 기계적 연결이 필요하지 않으며 사용 가능한 볼륨에 걸쳐 간격을 둘 수 있으므로 항공기 레이아웃이 단순화됩니다.
하이브리드 플랜트는 높은 연비를 보여줄 수 있습니다. 이를 위해 터보샤프트 엔진은 최소한의 연료 소비를 제공하는 최적의 모드에서 작동해야 하며, 제어 시스템은 현재 비행 모드에 따라 모터와 배터리 간에 전기를 올바르게 분배하는 작업을 위임받습니다. 동시에 자원이 증가하고 유해한 배출량이 감소하는 다른 특성도 개선됩니다.
GSU가있는 장치의 비행은 전자 장치로 제어되는 전기 모터에 의해 수행됩니다. 이를 통해 필요한 작동 모드를보다 효과적으로 유지하고 변화하는 조건을 고려하여 신속하게 변경할 수 있습니다. 특히, 최대 전력으로의 빠른 해제를 보장합니다.
구성 및 관리 원칙에 따라 GSU는 이론적으로 다음을 포함한 여러 모드에서 작동할 수 있습니다. 터보 샤프트 엔진을 사용하지 않고 배터리로 인해. 이 모드는 신뢰성과 안전성을 높여줍니다. 주 엔진과 발전기가 고장난 경우 항공기는 계속해서 비행할 수 있습니다.
앞으로의 계획
하나 또는 다른 이점 덕분에 서로 다른 아키텍처의 하이브리드 발전소가 항공 분야에서 자리를 찾고 기존 시스템을 밀어낼 수 있습니다. GSO는 유인 및 무인 항공기 및 헬리콥터의 추가 개발과 관련하여 관심이 있습니다. 그러나 합리적인 시간에 발전소에 대한 다른 옵션을 완전히 대체할 수 있을 것이라고 기대해서는 안 됩니다.
GSO의 잠재력은 자연스럽게 다른 국가의 개발자와 고객을 끌어들이고 작년부터 러시아 산업계는 이 주제에 밀접하게 참여했습니다. 첫 번째 작업이 이미 수행되었으며 유망한 프로젝트의 일반 원칙이 형성되었으며 향후 적용 영역이 확인되었습니다. 또한 미래 제품의 모델이 표시되고 향후 몇 년 동안의 이벤트가 발표됩니다.
VK-500V 엔진을 기반으로 하는 650kW 발전소에 대한 개발 작업은 2024-28년에 진행됩니다. 따라서 이미 XNUMX 년 중반 또는 하반기 초에 국내 항공 GSU를위한 최초의 본격적인 항공기 프로젝트의 등장을 기대할 수 있습니다. 해군 수정 도입을 위한 프로젝트도 등장해야 합니다.
하이브리드 발전소가 장착된 항공기와 보트가 무엇인지는 알려지지 않았습니다. 그러나 이 방향이 큰 잠재력을 가지고 있으며 매우 흥미로운 기회를 얻을 수 있다는 것은 분명합니다. 실제 적용을 염두에 두고 개발해야 합니다. 이것은 UEC가 작년부터 해온 일이며 이미 첫 번째 결과를 보여줄 준비가 되어 있습니다.
정보