Хибридно-електрически реактивен двигател – това може да звучи толкова абсурдно, колкото „цепелин, теглен от коне“, но един от най-големите производители в момента тества наземно нов хибриден турбовитлов двигател от мегаватов клас и неговото пълно задвижване, което е достатъчно мощно, за да вдигне в небето теснофюзелажен самолет със среден обсег.
Аерокосмическите инженери полагат много усилия за разработване на електрически задвижващи системи за самолети, но дори след повече от половин век работа те продължават да се натъкват на пречки. Електродвигателите, въпреки всичките си предимства, зависят от външен източник на енергия, за да функционират. И тук нещата се оказват трудни.
Ако самолет, задвижван от електрически двигатели, се захранва например от батерии, това е истински проблем. Батериите имат енергийна плътност, която е 1/50 от авиационното гориво, така че са необходими 50 кила батерии, за да се извърши работата на един килограм авиационно гориво.
Освен това с изгарянето на авиационното гориво самолетът става по-лек. Самолет, задвижван от батерии, запазва същото тегло от излитане до кацане.
Това е причината, поради която GE Aerospace е разработила хибридно-електрически реактивен двигател. Той е достатъчно голям, за да бъде инсталиран в Boeing 737. Електрическият компонент на силовото предаване е предназначен да допълни турбовитловия двигател, а не да го замести, уточняват създателите на машината.
Разработен като част от проекта на НАСА за демонстрация на полети с електрифицирана силова установка, новият дизайн включва компоненти, които действат едновременно като двигатели и генератори в сърцевината на реактивния двигател. Те са свързани с вала на двигателя и могат да се използват както за завъртане на турбовитловата система, така и за зареждане на батерии и захранване на бордовите електрически системи.
Тази конструкция елиминира необходимостта от спомагателен двигател или отвеждане на въздух за генериране на електричество. Според инженерите, това чудо работи в редица различни режими.
Режимът на генериране се използва във фази на полета с ниско натоварване, като например спускане или рулиране. По това време електродвигателите/генераторите (ЕМГ) генерират високоволтов постоянен ток за презареждане на бордовите батерии и за работа на подсистемите.
Режимът на двигател се задейства по време на излитане и издигане в небето. Тогава ЕМГ използват съхранена енергия, за да помогнат за завъртане на вала на двигателя, за да увеличат въртенето на витлата и компресора, без да използват допълнително гориво.
В най-новите наземни тестове, използващи модифициран турбовитлов двигател, системата беше подложена на натоварването на различните режими. Освен това машината беше поставена в условия на така наречената „репликирана полетна среда“, за да се гарантира, че електрическите системи могат да се справят с термичните и вибрационните натоварвания, с които ще се сблъскат по време на реална експлоатация.
„Хибридното електрическо задвижване е от основно значение за начина, по който GE Aerospace предефинира бъдещето на полетите“, каза Арджан Хегеман, вицепрезидент „Бъдеще на полетите“ в GE Aerospace.
„Последният ни етап успешно демонстрира архитектура на хибриден електрически двигател с тесен корпус, която не изисква съхранение на енергия за работа. Това е критична стъпка към превръщането на хибридните електрически полети в реалност за търговската авиация с технологии, които отговарят на нуждите на клиентите за по-голяма ефективност, издръжливост и обхват“, заяви Хегеман.
