Avtoargon.ru

АвтоАргон
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Самолет на батарейках

Самолет на батарейках. Как будет работать электрический двигатель, которые создают для российской авиации

В России создали прототип электрического авиационного двигателя. Уже в 2020 году самолет с таким агрегатом отправится в первый полет. Какое будущее у двигателей такого плана?

О создании прототипа электрического авиадвигателя сообщил генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) им. П. И. Баранова Михаил Гордин. Самолет «Сигма-4» с аккумулятором на 80 лошадиных сил планировали поднять в воздух еще в 2019 году, но во время эксперимента столкнулись с определенными трудностями. Впоследствии неудачный опыт учли и переделали систему.

«В этом году самолет должен полететь на аккумуляторе, а через год попробуем сделать это на топливном элементе. Этот мотор служит прототипом электрического авиационного двигателя», — сказал Гордин.

Электрический двигатель

Раньше россияне знали только два вида электрического транспорта — троллейбусы и трамваи. Но впоследствии начали появляться непопулярные в России электромобили, а потом на дороги выехали автобусы с электрическими двигателями. Например, за 2019 год на улицы Москвы вышло 300 электробусов, а в 2020-м обещали еще столько же.

Источник фото: сайт правительства Москвы

Разобрать потенциальные проблемы электрических авиадвигателей можно как раз на примере электробусов, принцип работы и обслуживания которых уже понятен.

У электробуса есть два главных плюса: экологичность и дешевизна обслуживания — он не требует регулярных вложений. Однако срок жизни батареи электробуса — 7,5 года. Так как электродвигатель не подлежит капитальному ремонту, его можно будет только заменять на совершенно новый, а стоить он будет около 11 миллионов рублей. Для сравнения: обычный новый автобус целиком стоит от 12 до 15 миллионов.

Безусловно, электробусы помогают экологии. В таких машинах нет двигателя внутреннего сгорания (ДВС), им не нужен бензин в качестве топлива, то есть он не выбрасывает в атмосферу вредные вещества.

У электрического двигателя самолета будет такой же принцип работы, что и у электробуса. У такого агрегата будут схожие плюсы и минусы. Старший редактор интернет-издания «Транспорт в России» Павел Яблоков по просьбе «360» объяснил, что аккумулятор не только очень тяжелый, но и занимает много места. Как это должно работать в самолете, тоже пока не понятно, но это лотерея, в которой нужно поучаствовать, считает специалист.

Источник фото: Pixabay

«До определенной поры развития техники не было никаких альтернатив [в вопросе выбора двигателя]. Сейчас эта альтернатива появляется. И она логичная, даже невзирая на плюсы и минусы. Просто попробовать заглянуть в это направление, а потом делать выводы», — подчеркнул Яблоков.

Эксперт отметил, что электрические двигатели считаются более долговечными, чем традиционные ДВС. Причина в том, что у батареи меньше изнашивающихся частей. То есть там почти никакие элементы двигателя не соприкасаются, никаких взрывов не происходит и бензин не влияет на работоспособность агрегата.

В этом очевидном плюсе есть минус — аккумулятор не поддается капитальному ремонту. Можно заменить лишь отдельные части, но «поставить на ноги» вышедший из строя электродвигатель невозможно — его нужно менять целиком. И здесь встает вопрос надежности.

«Когда работает электродвигатель, он должен иметь надежный источник энергии (например, провод или рельсы — прим. ред.). Для аккумуляторов [самолета] это не будет постоянной энергией, потому что у аккумуляторов один заряд. К концу полета, понятно, уровень заряда снизится. Вопрос в том, насколько этот „электрический бак“ сможет вывезти этот полет», — сказал Павел Яблоков.

Стоит помнить: дизельный самолет потребляет огромное количество топлива. То есть он будет требовать большой запас энергии, чтобы долететь из точки А в точку Б.

По мнению Яблокова, будущее за использованием различных видов топлива в зависимости от условий, в которых эксплуатируется тот или иной транспорт.

Тренд развития

Управляющий директор журнала «Авиатранспортное обозрение» Максим Пядушкин в беседе с «360» отметил, что электродвигатели в самолетах — один из трендов развития мировой авиации. Специалисты отрасли пытаются перейти на электрические двигатели, потому что они меньше весят, более эффективные, тратят меньше топлива. Но пока авиация в начале пути.

Созданный прототип Пядушкин назвал слабым, так как 80 лошадиных сил способны поднять в воздух очень маленький самолет, который даже вряд ли сможет везти одного человека. В то же время не факт, что в будущем такие агрегаты будут исключительно на электричестве. Вероятно, инженеры будут работать над гибридной установкой. Это значит, что ДВС будет крутиться, двигать самолет и одновременно заряжать аккумулятор.

До времен, когда большие пассажирские самолеты будут оснащены полностью электрическим двигателем, еще очень далеко

По мнению специалиста, самолеты с такими агрегатами будут пользоваться популярностью только в частной, любительской и спортивной авиации либо такие двигатели будут ставить на беспилотники.

Как мы чуть не сожгли Лёху было дело.

Стоявшие на вооружении в нашем полку истребители-бомбардировщики Су-17М3 оснащались турбореактивным двигателем АЛ-21Ф-З, который делали на Омском моторостроительном заводе. От производства к полку был прикомандирован представитель, который выполнял различные доработки по бюллетеням промышленности, какие-то проверки и все такое прочее. Нашего представителя звали Лёха, было ему лет 35, имел в наличии жену и ребенка, которые жили с ним в городке в выделенной квартире.

На аэродроме он сидел в своей комнатке на территории ТЭЧ, пользовался большой популярностью у местного народа, т.к. получал спирт на свои доработки. Его, понятное дело, Лёха просто так не раздавал от доброты душевной, имея с этого живительного источника много всяческих выгод.

Собственно, тогда время такое было — спирт был самой ходовой валютой, доллАры тогда еще запрещены были, а рублями никого не удивишь.

Читать еще:  Двигатель 22 квт 1500 об какой ток

Выглядел Лёха довольно своеобразно: рыжий, зубы немного торчали вперед, когда улыбался — получалось глуповато. Когда я первый раз смотрел вторую часть «Безумного Макса» и увидел там этого чудика на автожире — то долго и радостно смеялся — он был копией нашего Лёхи

В общем и целом, человеком доработчик Лёха был неплохим и общительным. Ну и свои обязанности представителя промышленности выполнял вполне добросовестно. Когда на технике выявлялись какие-то неполадки по двигателю, которые не получалось устранить силами группы — созывался консилиум инженеров полка, так же выдергивали представителя из его каморки, чтобы коллективным разумом пробовать решить проблему.

Однажды, после очередной газовки — что это такое, я уже раньше рассказывал — я, осматривая двигатель, заглянул в сопло и увидел, что в форсажной камере, в районе воспламенителя — что-то горит. Двигатель при этом, естественно не работал — иначе бы мне просто не удалось заглянуть внутрь — сдуло бы за отбойник ) Честно говоря, я перепугался, схватил стоявший рядом огнетушитель и залил этот не санкционированный огонек. Конечно, непорядок, когда в форкамере неработающего двигателя что-то само по себе горит. С другой стороны, при работе его температура газов перед турбиной достигает 1100 градусов, а на форсаже — в самой камере — еще больше. Так что этот фитилек, по большому счету был не опасен. Но — что сделано — то сделано.

;На этом фото — как раз видно ту самую злополучную форсажную камеру авиадвигателя АЛ-21Ф-3 (кстати, буквы АЛ в его названии — инициалы его конструктора — Архип ЛюлькА), «маленький» нюанс — вид сзади, т.е. со стороны сопла принадлежит самолету Су-24, тоже оборудованному этим двигателем, как и Су-17. но — в количестве двух штук. Фотки с соплом Су-17 я не нашел, простите.

Но, поскольку, как уже было сказано, движок — один и тот же — фото вполне дает представление, о том, вокруг чего мы все скакали. Ну, а, чтобы представить размеры — могу сказать, что в это сопло вашему покорному слуге приходилось залезать неоднократно, хоть и не в полный рост, но и не ползком. Зачем залезал? Поспать после обеда. Шучу. Хотя, кроме шуток, был у меня такой деятель в группе — механник-«сверчок» (сверхсрочник). Снятый — как правило, по выработке ресурса — двигатель до его упаковки в контейнер для отправки на ремзавод, некоторое время стоит на специальных тележках в ангаре — движок отдельно, форсажная труба — отдельно. Телеги, чтобы не мешали работать — откатывали в дальний угол ангара. Вот этим и попытался воспользоваться хитрожопый механик, но был через некоторое время взят за эту самую свою хитрую часть.

Но вернемся к злосчастному воспламенителю. На фото, в передней части форкамеры — дальней от нас — видны стабилизаторы пламени, стойки которых на предмет люфта мне приходилось периодически проверять — вот для чего я туда забирался. За стабилизаторами уже не видны, но они там есть, как тот суслик — металлические топливопроводы с форсунками. И в верхней части есть пара (тоже «невидимых») воспламенителей, один их которых и стал причиной всей этой суеты.

А, кстати, я ведь не уточнил, кто же исполнял ритуальные танцы вокруг злополучной железяки. На тот момент я, будучи стартехом группы, исполнял обязанности начальника группы. Инженер группы был новенький — бывший стартех из группы СС (самолетных систем, на самом деле)), на него надежды не было. Что делать?

Пошел я за помощью к зам. начальника ТЭЧ, бывшему нашему начгруппы — тому самому, который когда-то чуть не засосал на опробовании двигателя тогдашнего инженера группы Игорёшу. Виталий пришел на газовочную площадку, на которой стоял самолет, залез в кабину, по старой памяти с удовольствием сам отгазовал движок, выключил. Пошли смотреть форкамеру. Огонек горит. Снова тушить не стали. Тем более что при опробовании все параметры были в норме, ничего подозрительного.

Позвали начальника ТЭЧ, инженера полка по СД и снова газанули. Горит. Причем, сами понимаете, после газовки в камеру-то не залезешь посмотреть, что именно там горит — запечешься, как окорок в духовке. Но по месту расположения пришли к выводу, что на одном из воспламенителей не отсекается топливо, керосин потихоньку подтекает и загорается из-за высокой остаточной температуры в КС.

Пошли смотреть схему топливной системы двигателя, нашли клапан, который, скорее всего, был виноват в этом безобразии. Тут вспомнили про доработчика, послали за ним гонца. Лёха пришел сонный, посмотрел на фитилек, согласился с нашей версией и полез под самолет смотреть, как добраться до этого вредного клапана.

Сначала — два небольших технических пояснения. Первое. Когда двигатель стоит на самолете — добраться до него можно снизу — через два больших откидных люка, которые открываются, как вспоротое брюхо кита и — через пару небольших лючков сверху фюзеляжа. Понятно, что эти люки во время полета, ну и обычной эксплуатации самолета закрыты, открываются они для выполнения регламентных работ, а, так же — при газовке двигателя — для контроля герметичности всех систем, etc.

Второе. Как запускается авиационный двигатель? Подается топливо к форсункам основной КС (камеры сгорания), пусковыми воспламенителями поджигается топливо-воздушная смесь и т.д. и т.п. Но предварительно его надо, условно говоря, раскрутить — чтобы от компрессора в ОКС пошел мощный поток воздуха. Для этой цели используется турбостартер, который представляет собой, по сути, такой же турбореактивный двигатель, только маленький, где-то около метра в длину. И уже он через привод раскручивает вал основного двигателя. Сам турбостартер запускается от электростартера, а уже тот — либо от мощного бортового аккумулятора, либо от наземного источника.

Читать еще:  Датчик массового расхода воздуха двигатель змз 406

Фишка в том, что у ТС (если точнее — ТС-21 — именно такой устанавливался на АЛ-21Ф-3) после его камеры сгорания и турбины также образовывается реактивная струя. Поскольку, в отличие от основного движка, ее направлять назад некуда (там находится другое оборудование), да и незачем — конструкторы через выхлопной кожух направили ее тупо вниз, на бетонку. При этом стоять рядом на запуске не рекомендовалось — турбостартер работал хоть и недолгое время — порядка 30 секунд, но температура струи была 760 градусов (заброс на запуске — до 1000).

Итак, ситуация. Вокруг самолета стоит куча народу: весь состав нашей доблестной группы ДРиААД во главе с вашим покорным, начальник ТЭЧ с замом, инженер полка по СД, даже зам командира полка по ИАС подъехал. Доработчик Леха (их еще так в полках называли, т.к. те работы, которые они выполняли по выпускаемым промышленностью бюллетеням — официально назывались «доработки») сидит снизу под самолетом и задумчиво смотрит в распахнутые люки на двигатель и даже пытается там что-то ковырять.

Тем временем инженер по СД Валера Дубинин — кажется, это был он — залезает в кабину и решает еще раз газануть двигатель.

Вы все, наверное слышали ставшее крылатым выражение «От винта!» и, наверное, не подозреваете, что это отнюдь не аналог гагаринского «Поехали!», а вполне официальная предварительная команда, которая обязательно подается при запуске винтовых двигателей. И, пока запускающий не услышит ответную команду: «Есть — от винта!» (которую подаст тот, кто убедится, что в зоне винта никого и ничего нет) — он не подаст следующую: «Запуск» и не нажмет на кнопку пуска, не услышав предварительно «Есть — запуск!». Аналогично — на турбореактивных двигателях: «От двигателя!» — «Есть от двигателя!»

Такие вещи доводятся до автоматизма, но, к сожалению, иногда это может сыграть злую шутку. Так и случилось в этот раз. Возможно, еще куча произведенных пусков как-то притупили нашу бдительность. Валера в кабине кричит: «От двигателя», ему отвечает дружный хор стоящих рядом с самолетом — «Есть от двигателя!» «Запуск!» — «Есть запуск!»

За 2 секунды до запуска ТС всегда раздается сильный характерный треск — это производится так называемая «тренировка» свечей зажигания — на них предварительно подается электропитание, прежде чем запустится турбостартер. Этот треск и услышал Леха, сидящий на корточках аккурат под выхлопным кожухом.

Я никогда не видел, чтобы человек так быстро бегал на четвереньках. И таких огромных глаз — тоже никогда у Лехи не видел. Красота повествования требовала бы написать: и такого мата никогда не слышал, но этого, честно скажу — не было. Леха изумленно-обиженно смотрел на нас своими распахнутыми глазами и повторял, заикаясь: «Ввввыы, чччто — оооохххх&ели?»

Блинннн, Леха. Все кинулись, кто — обнимать, другие — трясти, третьи — участливо трогать за рукава чудом спасшегося доработчика.

Валере показали скрещенные руки — «Стоп». Он заглушил двигатель, вылез из кабины, вник в ситуацию и они вдвоем с начальником ТЭЧ повели Леху отпаивать казенным спиртом. Леха был человеком отходчивым и простил нас. И, кстати, хорошо, что зам по ИАС уехал незадолго до этого — звездюлей всем бы хватило. За дело, впрочем.

Ну а движок мы потом сняли и отправили на ремзавод, ибо такие дефекты в условиях ТЭЧ АП не устранялись.

Зачем нужны двойной выжим и перегазовка?

Поколение, выученные в советских автошколах или шоферов работавших на старом отечественном автопроме, подобный вопрос не поставит в тупик. Они прекрасно знают что такое двойной выжим, что такое перегазовка и как тормозить двигателем. Это основные вопросы, которые должен был освоить водитель на первых ступенях обучения.

В современном мире эти вопросы не актуальны, так как машин, работающих на таких принципах, становится все меньше и меньше. До сих пор они функционируют у деревенских фермеров, в наших общеобразовательных школах в качестве наглядного примера на уроках труда, училищах, техникумах и конечно в армии.

Однако, данные вопросы необходимо знать любому водителю, так как это была основа основ и в случае, не дай бог, катаклизмов вселенского масштаба и если земля превратится в безлюдную пустыню, аля «Безумный макс», то они будут актуальны. Почему? Потому что единственная техника, которая будет функционировать — старые зилки с газонами, полуторки, армейский броневики и прочие монстры эпохи холодной войны. Ультрасовременные машины с коробками типтроник, вариаторами и роботизированной трансмиссией канут в лету как сладкий сон, которому не суждено будет сбыться и товарищи, которые привыкли ездить в положении «D», либо переучатся, либо будут бегать пешком. Подойдем ближе к сути.

Что такое двойной выжим и перегазовка?

Что такое синхронизаторы?

Двойной выжим требуется не только, когда отсутствуют синхронизаторы, но и когда они неисправны или коробка откровенно мертва.

Сам процесс двойного выжима, это переключение на повышенную передачу путем двойного нажатия на педаль сцепления. Зачем это нужно? Поясняю. Это нужно для того, что бы обороты двигателя уровнялись с валами и шестернями, в противном случает вторые разлетятся или заклинят, кому как повезет. Как это происходит? Вы едите на первой скорости, раскручиваете двигатель до 3000 оборотов и планируете перейти на вторую, вам необходимо бросить газ, нажать на сцепление и перевести рычаг на нейтраль, опустить сцепление и ждать, пока упадут обороты двигателя до 2000 и вновь нажать сцепление, что переключится на вторую. Тем самым вы уравниваете обороты первичного и вторичного вала. Коробка в порядке и можно двигаться дальше.

Читать еще:  Двигатель ваз 21124 что где находиться

Перегазовка — это обратный процесс, при котором вы стараетесь понизить передачу не умертвив КПП. Происходит это следующим образом. Вы приближаетесь к повороту, на котором вам не удастся пройти на четвертой передаче. Вы притормаживаете и если вы не понизите передачу, то рискуете заглохнуть, так как не хватит оборотов, чтоб раскрутить коробку двигателем. Вы плавно бросаете газ и выжимаете сцепление, снимете со скорости и переводите в нейтральное положение. Далее происходит следующее, вам необходимо набрать оборотов, так как у шестерни пониженной передачи передаточное число выше. Вам необходимо поработать педалью газа или как говорят сделать перегазовку, чтоб поднять обороты двигателя. Обороты поднялись, они синхронизировались с валом и можно нажать на сцепление и переключится на пониженную передачу и дальше продолжать на ней движение.

Главное в процессе соблюсти паузу перегазовки, при нейтральной передаче. Это как новичок, который садится впервые за руль авто и не понимает как можно поймать правильный момент сцепления при троганье, чтоб машина не клевала и не заглохла. Особых секретов тут нет, умение появляется с опытом.

Зачем это нужно, если современные машины с МКПП снабжены синхронизаторами? На это есть простой ответ. Представьте, что у вас пикап или небольшой грузовичок, типа Газель и Валдай и вы перевозите какой-либо груз. Дорога ведь не всегда ровная и прямая, встречаются спуски и подъемы или участки пересеченной местности с гравийной дорогой, а там ухабы, овраги, через которые она проходит. Ну так вот, что эти самые синхронизаторы не приказали долго жить после первого же подъема, нужно использовать перегазовку. Идете вы в подъем и понимаете, что на данной передаче авто не вытянет, не хватит оборотов, вы делаете перегазовку, переходя на пониженную и машине под уклоном не составляет труда переключится, не потеряв необходимой инерции.

Существует еще один момент, которые должен знать каждый водитель — торможение двигателем. Зачем же он ужен, если у меня есть четыре бравых колеса, которые все сделают. Нужен, особенно когда тормоза отказали, гололед или крутой спуск в горной местности. В этих случаях умение тормозить двигателем просто необходимо. Как же это происходит? Заподозрив, что ваши тормоза не справляются, переключитесь на пониженную передачу, обороты двигателя возрастут, а скорость на трансмиссии упадет, так как вы переключитесь на пониженную. Машина начнет замедляться. Далее таким же способом переключаетесь до момента, пока опасность минует и можете либо продолжать движение, либо использовать тормозную систему, чтобы остановиться. Но это на МКПП, а как тормозить с автоматом? Необходимо перевести коробку в овердрайв и постепенно снижать скорость, когда скорость упадет до 90 км/ч перевести на вторую и ждать кода скорость упадет до 50 км/ч потом переключит на L. Все просто. Однако, большинство современных автоматов не требуют таких телодвижений и сами подстраиваются под вашу манеру, если вы в определенный момент бросили газ, то из-за нехватки оборотов, она сама будет снижать передачу, тормозя всю конструкцию.

Сколько самолет может пролететь на одном двигателе

Сейчас есть новые модели самолетов, способные летать до 6 часов на одном двигателе. Это существенно расширяет возможности авиакомпаний.

  1. Почему нужно несколько двигателей в самолете?
  2. Правило «90 минут»
  3. Новые модели с более мощными двигателями

Почему нужно несколько двигателей в самолете?

Ранее, чтобы самолет смог пролететь большое расстояние, его оснащали несколькими двигателями. Обычно их было 3-4. Также такое количество необходимо, потому что всегда есть риск, что какой-то из приборов откажет. В этом случае воздушное судно благополучно долетит на оставшихся двигателях.

Однако устанавливать в одном самолете сразу 3-4 двигателя — это стоит много денег, поэтому совершенно неэкономично.

К счастью, авиация не стоит на месте, производство двигателей тоже стремительно развивается. Теперь самолеты оснащают только двумя устройствами. Если один отказывает, судно успешно работает дальше на втором благодаря тому, что современные двигатели обладают огромной мощностью.

Правило «90 минут»

В советское время власти ввели правило, по которому самолеты с двумя моторами допускались к полету только по таким маршрутам, при которых в случае отказа одного двигателя судно смогло долететь до ближайшего аэропорта за час. Затем 60 минут заменили на 90 минут.

На данный момент это правило также соблюдается. Отталкиваясь от него, производят выбор рейсов для конкретной модели самолета. Так, двухмоторным транспортам дают прямые маршруты, которые занимают не более 1,5 часа, либо такие, где можно во внештатной ситуации быстро долететь до любого аэродрома.

В дальнейшем подобное правило стало действовать и для воздушных суден, которые имеют 3-4 двигателя, только время полета существенно увеличено.

Новые модели с более мощными двигателями

Сейчас есть новые модели самолетов, которые имеют всего два двигателя, но при этом могут спокойно летать при условии одного отказавшего мотора свыше 120 минут. К примеру, Boeing 777 способен поддерживать полет на одном двигателе 180 минут.

Также есть наиболее продвинутый самолет модели Airbus A350, который легко пролетит в случае отказа одного мотора в течение 6 часов!

Благодаря появлению таких выносливых воздушных суден авиакомпаниям удается расширить возможности относительно рейсов, вариантов маршрутов становится все больше и больше. Особенно такие самолеты важны для перелетов через океаны.

Также удается выпрямить некоторые маршруты, что положительно сказывается на продолжительности полета и расходе топлива.

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен и ставьте палец вверх!

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector