Лайнер A320 не пройшов випробування розподіленої рухової установки

Фахівці з Аерокосмічного центру Нідерландів (NLR) і Делфтського технічного університету в рамках загальноєвропейської програми з модернізації авіаперевезень Clean Sky 2 провели дослідження можливості використання розподілених гібридних рухових установок на сучасних пасажирських лайнерах. За основу дослідники взяли модель пасажирського лайнера Airbus A320. За підсумками комп'ютерного моделювання дослідники з'ясували, що в нинішньому вигляді лайнер A320 і літаки подібної конфігурації непридатні для польотів з розподіленими гібридними руховими установками, інформує Ukr.Media.

Деякі розробники вважають гібридні літальні апарати найкращим компромісом між традиційними літаками з двигунами внутрішнього згоряння і перспективними електричними машинами. Передбачається, що саме гібридні літальні апарати володіють збалансованим співвідношенням між тривалістю, економічністю і екологічністю. Традиційні гібридні літальні апарати оснащуються двигуном внутрішнього згоряння, акумуляторною батареєю і електромоторами, які розкручують повітряні гвинти. У такій схемі двигун внутрішнього згоряння розкручує генератор, який вже заряджає акумулятори та живить електромотори. Двигун безпосередньої участі у приведенні рушіїв не бере.

Розподіленою гібридною руховою установкою називають систему, в якій електромотори з рушіями встановлюються в різних місцях планера літального апарата на відстані від генератора і акумуляторів. При цьому в деяких схемах таких установок генератор може брати пряму участь в обертанні рушіїв, безпосередньо приводячи їх за потреби. В цілому вважається, що розподілені установки дозволяють оптимізувати аеродинамічні характеристики літальних апаратів і точніше потрапити в його центрування.

В рамках свого дослідження голландські фахівці розробили 35 різних моделей A320 з розподіленою гібридною руховою установкою, після чого відібрали з них три, що найбільше підходять для сучасних швидкостей польоту пасажирських лайнерів. Перша відібрана фахівцями модель, умовно названа HS1, отримала зменшені двигуни турбовентиляторів, мотор-генератор і акумуляторні батареї. У цій схемі основний політ проходить з допомогою турбовентиляторних двигунів. На зльоті і при посадці, коли потрібна підвищена потужність двигунів, мотор-генератор перемикається в режим електромотора, передаючи додаткову потужність на редуктори вентиляторів турбовентиляторних двигунів.

У моделі, умовно названій HS2, двигуни турбовентиляторів під консолями крила замінено двома невеликими газотурбінними генераторами, що заряджають бортові акумуляторні батареї і живильні електромотори з невеликими повітряними гвинтами. Нарешті, модель HS3 отримала замість двох турбовентиляторних двигунів два газотурбінних генератора, по вісім електромоторів з повітряними гвинтами в загальних обтічниках в задній частині лівої і правої консолей крила і два великих електровентилятора у хвостовій частині замість традиційного стабілізатора.

Дослідники відзначають, що моделювання проводилося з великими допущеннями. Зокрема, щільність акумуляторних батарей в моделях становила 500 ват на кілограм (сучасні акумулятори мають щільність в середньому близько 350 ват на кілограм, але у деяких моделей цей показник досягає 435 ват на кілограм). Крім того, в розрахунках не враховувалася маса перетворювачів напруги, системи охолодження і проводки.

За підсумками моделювання з'ясувалося, що у моделі HS2 маса рухової установки виявилася на 600 відсотків більше маси традиційних турбовентиляторних двигунів. У моделі HS3 цей показник склав 730 відсотків. При цьому економії у витраті палива у гібридних рухових установках не вийшло: у моделей HS2 і HS3 вони порівняні звичайним A320 і споживали палива на 34 і 51 відсоток більше відповідно. Модель HS1 показала найкращі результати. Її рухова установка виявилася на 3 відсотки меншою від традиційної. При цьому її споживання палива в модельованому польоті виявилося на 10 відсотків менше аналогічного показника для традиційного A320.

Дослідники продовжують вести моделювання і розрахунки. Поки ж вони прийшли до висновку, що гібридні рухові установки можуть дати виграш в максимальній злітній масі і витраті палива тільки на невеликих літальних апаратах, наприклад, регіональних літаках з невеликим числом місць. На великих пасажирських літаках з місткістю більше 150 пасажирів розподілені гібридні установки, всупереч початковим очікуванням, дають лише збільшення максимальної злітної маси літальних апаратів і зростання витрати палива в польоті.