Ученые приближают эру электрической авиации

Электрическая машина полностью собрана из отечественных материалов. Кадр из видео телеканала БСТ

В современном авиастроении идет постоянная борьба за экологичность и топливную эффективность. Революционный способ достижения этих целей – использование электрических самолетов: они не создают выхлопа (а авиация – крупный источник выбросов парниковых газов) и позволяют экономить на главной статье расходов на полет – моторном топливе. Пока в силу неразвитости технологий электросамолеты в мире распространены слабо, но ведь и электромобили тоже когда-то казались экзотикой. Приближением эпохи электрической авиации занимается национальный проект «Наука и университеты» и Передовая инженерная школа «Моторы будущего» Уфимского университета науки и технологий (УУНиТ).

Молодые исследователи давно и успешно участвуют в амбициозном проекте по созданию полностью электрического самолета – все его системы, в том числе двигатели, будут электрифицированы. Одно из направлений разработок «Моторов будущего» – криомедные и криоалюминиевые электрические машины. Это низкотемпературное оборудование, которое является ключевой составляющей летательных аппаратов, полностью работающих на электроэнергии.

По сути, это традиционные электронные блоки, которые при этом охлаждаются за счет жидкостных систем со специальным веществом, что позволяет улучшить теплоотвод от силовых полупроводниковых ключей и увеличивает мощность аппарата в целом. Они способны долгое время работать при перегрузках, когда самолет летит на форсажных режимах, а также обеспечивать работу летательных аппаратов в режимах с повышенной подачей топлива, то есть при взлете и маневрировании.

Разработка студентов Передовой инженерной школы превосходит аналоги по устойчивости к потере охлаждения, обладает меньшей стоимостью и проще в изготовлении. Удельная мощность криоэлектрических машин выше, чем у существующих лучших мировых образцов электрических машин. В перспективе такие машины будут применяться для создания полностью электрических самолетов. Использование криомашин на летательных аппаратах способствует повышению их экологичности и эффективности, позволяет повысить мощность минимум вдвое.

«Наши талантливые, увлеченные ребята постоянно генерируют новаторские по смыслу и исполнению идеи. Одно из таких инновационных решений – создание криоэлектрических машин открывает перспективы для высокоэффективных летательных аппаратов нового поколения с высокой топливной эффективностью и экологичностью», – прокомментировал ректор УУНиТ Вадим Захаров.

Криогенный двигатель, разработанный Передовой инженерной школой УУНиТ, полностью собран из отечественных материалов. Электрическая машина охлаждается азотом, температура которого достигает минус 196 градусов. Он будет выпускаться в серийном производстве для летательных аппаратов будущего. «Чтобы увеличить мощность, нужно увеличивать размеры. Но в авиации идет борьба за массогабаритные показатели. Поэтому было решено применять криогенное охлаждение: при тех же габаритных размерах возможно увеличение мощности», – рассказывал журналистам инженер-испытатель «Моторов будущего» Денис Альмухаметов.

«Моторы будущего» созданы в Уфимском университете науки и технологий по федеральному проекту «Передовые инженерные школы». Их задача – создание научно-технических решений в области гибридных, электрических и электрифицированных силовых установок, обеспечивающих развитие российской авиации. «Моторы будущего» выпустят для авиационной отрасли инженерные кадры, способные разрабатывать, осваивать, производить и эксплуатировать такие установки. Заинтересованные в получении такой профессии абитуриенты могут подать документы через сервис «Поступление в вуз онлайн» на портале «Госуслуги».

«У нас к работе активно привлекаются студенты, магистранты и аспиранты, – отметил инженер «Моторов будущего» Руслан Уразбахтин. – Они не только изучают дисциплины на теоретическом уровне, но вживую смотрят, как все делается, и проходят полный путь – расчеты, конструирование, изготовление электрических машин. Средний возраст коллектива не превышает 32 лет».