НАСА приступит к созданию первого в мире мягкого гибридно-электрического двигателя для самолетов

Несмотря на то, что авиация существует уже более ста лет, а конструкция двигателей постоянно совершенствуется, только в последние годы внимание отрасли перешло на то, чтобы сделать эти аппаратные средства более экономичными и менее вредными для окружающей среды.

Есть несколько способов, с помощью которых крупные игроки отрасли делают это, но метод НАСА не похож ни на что другое, что делается в настоящее время. Это потому, что агентство стремится уменьшить размер ядра двигателя, сохранив при этом ту же тягу. Крепкий орешек, но агентство добивается цели.

Сердечник – одна из важнейших частей двигателя. Именно там сжатый воздух смешивается с топливом и воспламеняется, придавая самолету поступательное движение. Это также место, откуда можно получить значительную экономию топлива. Лучший способ сделать это — обеспечить гораздо более высокую степень двухконтурности, чем это возможно в современных двигателях.

Степень двухконтурности — это число, которое описывает взаимосвязь между тем, сколько воздуха проходит через активную зону двигателя, используемого для сгорания, и какая его часть движется вокруг активной зоны и преобразуется в тягу.

На момент написания статьи самолетом с лучшей степенью двухконтурности является Boeing 787 Dreamliner, который имеет приличную цифру 9. В переводе на слова это означает, что самолет позволяет превратить в тягу в девять раз больше воздуха вокруг активной зоны. , чем количество воздуха, подаваемого для горения.

НАСА планирует увеличить это соотношение до 15. Это будет означать, что для работы самолета потребуется меньше топлива, уровни тяги останутся прежними, и все будут довольны.

Существует несколько способов увеличения степени двухконтурности, в том числе за счет увеличения размера вентилятора и, следовательно, двигателя. Однако подход НАСА противоположен этому, поскольку оно будет использовать ядро ​​двигателя меньшего размера.

Самой большой проблемой, которую агентству пришлось преодолеть на пути к воплощению HyTEC в реальность, было найти подходящие материалы для двигателя. Видите ли, меньшее ядро ​​и одинаковые уровни тяги приводят к большему внутреннему давлению и более высоким температурам. Пришлось также учитывать размеры всего остального и даже новой аэродинамики.

НАСА запустило программу HyTEC еще в 2021 году, и большая часть работы, проведенной с тех пор, была сосредоточена на поиске подходящих материалов. Они нашли их в виде композитов с керамической матрицей.

В конце 2023 года американское космическое агентство объявило о завершении первой фазы программы HyTEC, направленной на выбор компонентов, которые войдут в двигатель. Тогда было объявлено о втором этапе программы, но должно было пройти несколько месяцев, прежде чем НАСА фактически приступило к этому этапу программы.

Официальное начало второй фазы HyTEC было объявлено на прошлой неделе. Именно сейчас инженеры изучат реальную конструкцию двигателя и начнут его создавать. Но самое главное, вскоре мы станем свидетелями первых реальных испытаний двигателя, которые будут проводиться совместно с партнером GE Aerospace.

Нам не сообщили о специфике теста, кроме того, что это будет пробный запуск. Его результаты имеют решающее значение, поскольку они покажут, может ли такая конструкция быть принята для использования в реальном мире.

НАСА надеется, что программа HyTEC приведет к созданию силовой установки, которая сможет обеспечить десятипроцентное снижение расхода топлива по сравнению с сегодняшними двигателями аналогичной мощности, а также сокращение расхода топлива.

Неясно, насколько именно это будет ниже, но, учитывая, что двигатель сделан совместимым с экологически чистым авиационным топливом (SAF), а также пригоден для гибридизации, это, вероятно, будет много.

НАСА называет двигатель HyTEC первым в мире мягким гибридно-электрическим двигателем и планирует разрешить его использование для обеспечения питания других систем на борту самолета. Это происходит уже сегодня, когда на это используется около пяти процентов мощности двигателя (по крайней мере, в вышеупомянутом Dreamliner), но агентство надеется довести это число как минимум до 20 процентов.

НАСА реализует программу HyTEC в рамках Национального партнерства по устойчивым полетам и планирует подготовить ее к использованию в отрасли уже к 2030 году. Если это удастся, конструкция двигателя станет первой гибридно-электрической трансмиссией любого типа, которая будет реализована. используется в реальных авиалайнерах.

Мы будем следить за дополнительной информацией по этой теме, поскольку нас особенно волнует возможность впервые увидеть двигатель в металле, а также предстоящие наземные испытания.