Что такое гибридная силовая установка? Это симбиоз газотурбинного двигателя и электромотора. КПД газотурбинного мотора, отвечающего за привод винтов самолетов и вертолетов, близок к своему пределу. Новая технология компенсирует недостаток мощности классической силовой установки электромотором, открывая немалые возможности для развития авиационной отрасли. Представленный на форуме макет ГСУ разработан петербургским предприятием Объединенной двигателестроительной корпорации Ростеха "ОДК-Климов". Демонстратор гибридной силовой установки мощностью 500 киловатт будет создан на базе вертолетного двигателя ВК-650В, пояснили разработчики.
О широком применении технологии говорили участники дискуссии, организованной недавно "ОДК-Климов". Двенадцать ведущих экспертов - представители структур, заинтересованных в создании ГСУ, поделились своим мнением о перспективах гибридизации.
Одним из объектов ее применения, отметили они, может стать воздушное судно со сверхкоротким взлетом и посадкой. Проект аппарата под названием "Партизан", способного взлетать и приземляться на пятидесятиметровой площадке, разработан НИИ имени С.А. Чаплыгина. Силовая установка включает восемь электродвигателей, обеспечивающих привод винтов для дополнительного обдува крыла, увеличивая тем самым подъемную силу. Другая экспериментальная новинка принадлежит исследовательскому центру института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова. Как объяснил его директор Антон Варюхин, она продемонстрирована на летающей лаборатории на базе Як-40.
Важнейшим преимуществом ГСУ, отметил представитель Фонда перспективных исследований Ян Чибисов, является возможность создания летательных аппаратов различной архитектуры. Например, это может быть циклолет, легкий аппарат с вертикальным взлетом и посадкой, беспилотник, которому предстоит стать полноразмерной летающей машиной, предназначенной в том числе для использования в интересах министерства обороны. Наличие аккумулятора в составе силовой установки значительно повышает безопасность полета, так как появляется резервный источник энергии на случай отказа газотурбинного двигателя, подчеркнул представитель НИИ имени Чаплыгина Дмитрий Смирнов. У ГСУ большой потенциал, полноценно раскрыть который можно только на новых летательных аппаратах, считает он.
Внедрение гибридных установок изменит сам подход к проектированию в авиастроении, полагает директор программ Национального центра вертолетостроения имени М.Л. Миля и Н.И. Камова Алексей Ефремов. ГСУ проектируется для конкретного летательного аппарата. Принципиально улучшить его характеристики помогут совместные усилия разработчиков двигателей и создателей воздушных судов.
Отдельная тема - создание мощных электрических машин для гибридных технологий. Как известно, энергоэффективность аккумуляторов уступает энергоэффективности углеродного топлива. Бак с керосином и газотурбинный двигатель легче, чем электрический с батареями, что важно для авиации. Директор НИИ "ЭТКиС" Вячеслав Вавилов считает, что энергозатраты электрических машин, входящих в ГСУ, должны составлять 10-15 киловатт на килограмм веса самолета. Необходим прорыв в аккумуляторных технологиях. Поиски решения ведутся в разных направлениях. Научный сотрудник Московского физико-технического института Дмитрий Семененко допускает идею использования водорода как наиболее энергоемкого вида топлива.
В новейших установках на легких самолетах в сегменте малой и региональной авиации есть большая заинтересованность. Как сообщил представитель Уральского завода гражданской авиации Сергей Радюк, предприятие готовит к выпуску аппарат "Байкал", призванный заменить Ан-2. Он является потенциальным объектом применения гибридных двигателей. Не за горами и развитие рынка аэротакси, активность которого прогнозируется к 2025 году. Двухдвигательный вертолет дороже однодвигательного, отмечает главный конструктор ГСУ компании "ВР-Технологии" Сергей Баранов, но гибридизация позволяет, повысив безопасность схемы, получить "полуторадвигательный" вертолет с внедрением электрической части всего на 10 процентов дороже. По мнению руководителя направления логистики Центра инноваций "Газпромнефть-Снабжение" Олега Егорова, беспилотники, оснащенные инновационными моторами, могли бы быть полезными при обеспечении нефтедобывающего производства в труднодоступных районах.
Проявляет интерес к силовой установке нового поколения и минобороны. Гибридный подход известен в конструкции субмарин. Но для воздушного флота тяжелые аккумуляторные батареи представляют собой проблему. По словам заместителя начальника 5-го управления НИИ кораблестроения и вооружения ВУНЦ ВМФ Игоря Максимова, в морской авиации ожидают от ГСУ топливной эффективности. Испытательная площадка министерства - ГЛИЦ имени В.П. Чкалова - готова подключиться к работе, если решение будет найдено, отметил заместитель начальника управления центра Владимир Париевский.
Как подчеркнул заместитель директора программы перспективных двигателей вертолетов "ОДК-Климов" Михаил Шемет, потенциальных объектов применения ГСУ немало - и в воздушном, и в морском, и в наземном транспорте. Но авиация может стать локомотивом в реализации нового проекта, для чего необходимо объединить усилия всех профессионально значимых сторон, определив точки внедрения инновации. Роль интегратора в этом процессе участники дискуссии отводят государству, способному поддержать инициативу с помощью комплексной целевой программы, как главному заинтересованному лицу в развитии нового направления отечественного двигателестроения.