در آخرین نمایشگاه هوایی MAKS-2021 ، شرکت موتور متحد روسیه (UEC) تعدادی از پیشرفتهای امیدوار کننده را در جهات مختلف ارائه کرد. یکی از جالب ترین نمایشگاه های غرفه آن ، مدل نیروگاه ترکیبی (GSU) بود که برای اجرا در حمل و نقل هوایی توسعه داده شد. انتظار می رود چنین GSU بتواند در پروژه های مختلف هواپیما کاربرد پیدا کند و عملکرد بالایی را ارائه دهد.
جهت امیدوار کننده
کارخانه های ترکیبی بر اساس توربین گازی یا موتور پیستونی همراه با اجزای مختلف الکتریکی دارای تعدادی ویژگی و مزیت مهم نسبت به سیستم های سنتی هستند. این مزایا را می توان در زمینه های مختلف ، از جمله استفاده کرد. در هوانوردی در حال حاضر ، در چندین کشور به طور همزمان ، توسعه GSU های هوانوردی با ترکیب مختلف در حال انجام است. برخی از پروژه ها قبلاً به آزمون های میدانی و میدانی آورده شده اند.
در آگوست 2020 ، UEC روسیه پروژه مشابهی را راه اندازی کرد. JSC UEC-Klimov به عنوان توسعه دهنده اصلی تعیین شد. هدف پروژه جدید ایجاد یک مدار متوالی امیدوار کننده HSS با ظرفیت یا 500 کیلو وات است. این نصب بر اساس آخرین موتور توربوشفت VK-650V خواهد بود.
در حال حاضر ، مراحل اولیه پروژه به پایان رسیده و ظاهر کلی نصب مشخص شده است. علاوه بر این ، یک ماکت ساخته شد که در نمایشگاه اخیر MAKS-2021 نشان داده شد. در آینده نزدیک ، یک مدل نمایشی برای آزمایش نیمکت وجود خواهد داشت. طی سالهای آینده ، به حداکثر ظرفیت خود می رسد و امکان انتقال به مراحل جدید را فراهم می کند.
به گفته UEC ، در سال 2022 ، یک مدل نمایشی GSU باید قدرت 150 کیلووات را نشان دهد و از تأیید راه حل های ارائه شده اطمینان حاصل کند. سپس نهایی می شود و آزمایشات برای دستیابی به قدرت طراحی 500 کیلووات برای 2023 برنامه ریزی شده است. بر اساس نتایج این فعالیت ها ، در سال 2024 ، کار طراحی آزمایشی برای ایجاد یک GSU کامل برای استفاده در هواپیماها آغاز می شود. برنامه ریزی شده است که در سال 2028 تکمیل شود.
UEC قبلاً زمینه های کاربرد GSO امیدوار کننده را شناسایی کرده است. این سیستم را می توان در هواپیماها برای خطوط محلی ، در هلیکوپترهای چند منظوره سبک و پهپادهای تا وزن 8 تن استفاده کرد. همچنین می تواند در انواع مختلف تیک آف عمودی ، در "تاکسی های هوایی" وعده دهنده و غیره استفاده شود. یک سیستم مشابه برای قایق ها و کشتی ها بر اساس GSU هواپیمایی توسعه می یابد. ظرفیت 200-250 کیلووات را توسعه می دهد.
نگاه ماکت
در MAKS-2021 ، ماکت GSU در پیکربندی یک پهپاد از نوع هلیکوپتر با چهار روتور نشان داده شد. واحدهای نصب بر روی پایه ای قرار گرفتند که محصول مشابهی را شبیه سازی می کرد. این رویکرد به صفحه نمایش امکان ارزیابی اندازه GSU و ویژگی های قرارگیری آن در هواپیما را ممکن می سازد.
یک ژنراتور توربین گاز جمع و جور که بر اساس یک موتور موجود با قدرت کافی تنظیم شده بود ، بر روی یک بدنه معمولی قرار گرفت. یک پک باتری و قطعات الکترونیکی قدرت در کنار آن نصب شده بود. روی "بال" چهار موتور الکتریکی با روتور قرار داده شد. تمام اجزای GSU توسط کابل به هم متصل شدند.
طرح نشان دهنده طرح کلی و ترکیب GSU امیدوار کننده در رابطه با کوادروکوپتر است. هواپیماهای طرحها و کلاسهای دیگر با ترکیب و معماری متفاوت نصب خواهند شد.بنابراین ، می توان از تعداد متفاوتی از موتورهای الکتریکی ، تنظیمات مختلف باتری و غیره استفاده کرد.
اصول عملکرد GSU جدید بسیار ساده است. موتور توربوشفت با ژنراتور قدرت الکتریکی را برای قطعات الکترونیکی قدرت تولید می کند. دومی مسئول کنترل موتورهای الکتریکی مسئول پرواز است و همچنین باتری ها را شارژ می کند. حالت های عملکرد نصب از UEC هنوز مشخص نشده است.
مشکلات و مزایا
یک کارخانه ترکیبی بر اساس موتور توربوشفت و اجزای الکتریکی دارای چندین مزیت متمایز نسبت به سیستم های سنتی است. در عین حال ، معایب انواع مختلفی نیز وجود دارد. بدیهی است که رویکرد صحیح در طراحی خود GSU و انتخاب هواپیما برای آن به شما امکان می دهد حداکثر بازدهی را با حداقل معایب بدست آورید.
سیستم های توربین گازی شامل تعدادی از اجزای متفاوت هستند ، به همین دلیل است که از نظر پیچیدگی و هزینه بیشتر با سیستم های توربین گاز سنتی متفاوت است. علاوه بر این ، نصب و راه اندازی هیبرید حجم و جرم کل بیشتری دارد ، که محدودیت هایی را در توسعه هواپیماهای حامل ایجاد می کند. در عین حال ، واحدهای GSU نیازی به اتصال مکانیکی سفت و محکم با یکدیگر ندارند و می توان آنها را در حجم های موجود قرار داد ، که این امر چیدمان هواپیما را ساده می کند.
کارخانه های هیبریدی می توانند راندمان سوخت بالایی را نشان دهند. برای انجام این کار ، موتور توربوشفت باید در حالتهای بهینه که حداقل مصرف سوخت را دارند کار کند و سیستم های کنترل وظیفه دارند که برق را بین موتورها و باتری ها مطابق حالت پرواز فعلی توزیع صحیح کنند. در عین حال ، سایر ویژگی ها نیز بهبود می یابند: منابع افزایش می یابد و انتشارات مضر کاهش می یابد.
پرواز دستگاه با GSU توسط موتورهای الکتریکی کنترل شده توسط وسایل الکترونیکی انجام می شود. این به شما امکان می دهد حالت عملکرد مورد نیاز را به طور مثرتری حفظ کنید و همچنین با در نظر گرفتن شرایط متغیر ، آن را به سرعت تغییر دهید. به طور خاص ، انتشار سریع تا حداکثر قدرت را تضمین می کند.
بسته به اصول ترکیب و مدیریت ، GSU از لحاظ تئوری قادر است در چندین حالت ، از جمله. بدون استفاده از موتور توربوشفت - فقط به دلیل باتری. این حالت قابلیت اطمینان و ایمنی را افزایش می دهد: در صورت خرابی موتور اصلی و ژنراتور ، هواپیما می تواند پرواز خود را ادامه دهد.
برنامه ها برای آینده
به لطف مزیت های دیگر ، نیروگاه های ترکیبی با معماری های مختلف می توانند در حمل و نقل هوایی جایی پیدا کرده و سیستم های سنتی را بیرون راند. GSO ها در زمینه توسعه بیشتر هواپیماها و هلیکوپترهای سرنشین دار و بدون سرنشین مورد توجه هستند. با این حال ، در حالی که نباید انتظار داشت که در یک زمان معقول بتوانند گزینه های دیگر نیروگاه ها را به طور کامل جابجا کنند.
پتانسیل GSO به طور طبیعی توسعه دهندگان و مشتریان کشورهای مختلف را به خود جذب می کند و از سال گذشته صنعت روسیه از نزدیک درگیر این موضوع شده است. اولین کارها قبلاً انجام شده است ، اصول کلی پروژه های امیدوار کننده شکل گرفته و زمینه های بعدی کاربرد آنها مشخص شده است. علاوه بر این ، یک مدل از محصول آینده نشان داده می شود و رویدادهای سالهای آینده اعلام می شود.
کار توسعه نیروگاه 500 کیلوواتی بر اساس موتور VK-650V در سالهای 2024-28 انجام می شود. بنابراین ، در اواسط دهه یا در آغاز نیمه دوم آن ، می توان انتظار داشت اولین پروژه های هواپیمای کامل برای GSU هوانوردی داخلی ظاهر شود. پروژه هایی برای معرفی تغییرات دریایی آن نیز باید ظاهر شود.
معلوم نیست هواپیماها و قایق های دارای نیروگاه ترکیبی چه خواهند بود. با این حال ، واضح است که این جهت دارای پتانسیل بالایی است و به شما امکان می دهد فرصت های بسیار جالبی بدست آورید. باید با توجه به کاربرد عملی توسعه داده شود. این همان کاری است که UEC از سال گذشته انجام می دهد - و در حال حاضر آماده است تا اولین نتایج را نشان دهد.
