Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») принимает участие в международной выставке-форуме «Россия» на ВДНХ.
В рамках своей экспозиции институт представляет гостям выставочного комплекса последние достижения в области разработки перспективных малоразмерных двигателей разного типа и назначения. Их применение в будущем способно выполнить возрастающие с каждым годом требования к летательным аппаратам по ресурсу, мощности, экономичности, экологичности и др.
Посетители экспозиции ЦИАМ смогут увидеть поршневой двигатель-демонстратор АПД-500. Это одна из наиболее известных современных разработок института, которая представляет комплекс технических решений, позволяющих создать на базе современного автомобильного двигателя версию авиационного поршневого двигателя.
Эта тематика развивалась в институте в рамках научно-исследовательской работы (НИР) «Адаптация-2020». На базе автомобильного двигателя V-8 НАМИ-4123 специалистами ЦИАМ была разработана авиационная версия двигателя-демонстратора АПД-500 мощностью 500 л.с., для которого были проведены доработки, связанные с особенностью авиационного применения и обеспечением выполнения требований авиационных правил АП-33. Двигатель прошел комплекс наземных и отдельных видов летных испытаний в составе самолета Як-18Т.
Полученный задел станет основой для продолжения поршневой тематики: к 2027 году в рамках опытно-конструкторской работы планируется разработать авиационный бензиновый поршневой двигатель мощностью 500 л.с., который будет применяться на учебно-тренировочных самолетах Як-152, Як-118 и самолетах сельхозназначения.
С открытия экспозиции большой интерес посетителей стенда ЦИАМ вызывает демонстратор электроэнергетического комплекса с применением технологии высокотемпературной сверхпроводимости для авиационной гибридной силовой установки (ГСУ).
В 2017 году Фонд перспективных исследований запустил проект по созданию электрического двигателя с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости мощностью 500 кВт, охлаждаемого жидким азотом (температура 77 К). Исполнитель проекта – компания «СуперОкс». В ЦИАМ на протяжении нескольких лет проводились теоретические исследования, посвященные применению гибридных и электрических силовых установок в составе летательных аппаратов. В ходе этих работ было показано, что в перспективе гибридизация позволит существенно снизить расход топлива и вредные выбросы летательных аппаратов, увеличив при этом их надежность и безопасность. Была сформирована концепция демонстратора ГСУ с применением прорывных технологий.
На основе сверхпроводящего электрического двигателя мощностью 500 кВт, разработанного «СуперОкс», в рамках НИР «Электролет СУ-2020» в ЦИАМ был разработан демонстратор гибридной силовой установки. Кроме электродвигателя, в её состав вошли турбовальный газотурбинный двигатель, электрический генератор, блоки аккумуляторных батарей, система управления и система электроснабжения. После всесторонних стендовых испытаний демонстратор был установлен на летающую лабораторию Як-40ЛЛ. В 2021 году состоялись первые в мире летные испытания сверхпроводящего авиационного электрического двигателя. В 2022 году были проведены испытания демонстратора уже дополнительно со сверхпроводящим электрогенератором и силовым кабелем.
Работы в этом направлении продолжаются. В ближайшем будущем ученые ЦИАМ планируют разработать новую конструкцию электрического двигателя и генератора с применением эффекта высокотемпературной сверхпроводимости, в которой в качестве хладагента будет использоваться жидкий водород (температура 20 К). Более низкая температура хладагента позволит кратно увеличить электрический ток, а, следовательно, и мощность машин. Кроме этого, водород будет использован в качестве топлива для турбовального газотурбинного двигателя и водородных топливных элементов. Такое решение позволит создать авиационную силовую установку с нулевыми выбросами углекислого газа.
Отдельного внимания заслуживает макет турбореактивного авиационного двигателя ТРДД-200, созданный учеными ЦИАМ в рамках разработки семейства малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД) на основе базового унифицированного газогенератора.
Сегодня, в условиях импортозамещения и оснащения летательных аппаратов малой авиации перспективными двигателями, необходима разработка линейки МГТД разных типов и назначений. Основополагающим принципом концепции их создания является унификация, а именно – разработка семейства двигателей различного назначения на основе базового газогенератора. Это позволяет существенно сократить сроки создания двигателей и уменьшить затраты на их разработку и производство.
ТРДД-200 создан на основе базового унифицированного газогенератора и представляет собой двухконтурный турбореактивный двигатель с редукторным приводом вентилятора. Зона применения – малая авиация. Основой дальнейшего развития концепции станет малоразмерный турбовальный авиационный двигатель (ТВаД) мощностью 250 л.с., который может рассматриваться в качестве основного двигателя для легких вертолетов и самолетов, автономной энергоустановки, привода перспективного энергоузла в качестве ВСУ электрифицированного гражданского самолета.
Авиационное двигателестроение – сфера, в которой всегда работают на опережение. Экспозиция ЦИАМ на конкретных примерах показывает некоторые результаты исследований ученых, неизменно нацеленных на то, чтобы российская авиация оставалась современной, доступной, конкурентоспособной и надежной.
С экспозицией ЦИАМ можно ознакомиться в часы работы выставки до 12 апреля 2024 года.