helimen (helimen) wrote,
helimen
helimen

Categories:

РЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ИЗ ТУССЮ-ЛЕ-НОБЛЬ

d7.gif
К сожалению, материалов по авиационным двигателям очень мало, поэтому мы обращаем внимание на любое упоминание. Интервью с основателем и генеральным директором Turbotech Дэмиеном Фове и директором по продажам Мари-Клер в eVTOL Insider, как подарок…

Несмотря на то, что многие разработчики eVTOL говорят, что они смогут предложить реальные аппараты, используя только аккумуляторные батареи, ряд производителей ищут гибридные решения, чтобы расширить ассортимент своей продукции и продолжительность полета. Французская компания Turbotech, базирующаяся в Туссю-ле-Нобль, недалеко от Парижа, предлагает решение на основе регенеративного газотурбинного двигателя (РГТД). У компании две линейки продуктов: турбовинтовой TP-R90 и турбогенератор TG-R55/TG-R90.

Принцип работы заключается в использовании теплообмена для возвращения тепла, которое теряется с выхлопными газами. РГТД появились около 50 лет назад. Они уже довольно распространены в промышленности, например, на электростанциях. Даже боевой танк M1 Abrams использует регенеративный двигатель, а также некоторые большие корабли.
Однако было немало попыток сделать РГТД для самолетов и вертолетов, которые закончились неудачей, главным образом потому, что теплообменник, состоящий из тысяч микро-трубок, был технически очень сложным и дорогостоящим в производстве. Turbotech удалось разработать запатентованный теплообменник, который может быть изготовлен по разумной цене и имеет практический срок службы.

Фото Турботех. Turbotech TG-R55
Анализ рынка показывает, что начинать нужно с несертифицированного двигателя, потому что потребность в двигателях для экспериментальных и сверхлегких самолетов в диапазоне от 100 до 200 л.с., на порядок больше, чем для сертифицированных. В ближайшие три года Turbotech будет разрабатывать технологии и параллельно готовить сертификацию. Ведется подготовительную работу с EASA, чтобы в будущем производить полностью сертифицированный двигатель мощностью от 260 до 300 л.с. Стратегия заключается в подготовке организации со всеми необходимыми шагами сертификации, такие как часть 21, что требует времени, и что будет частично финансироваться за счет доходов от несертифицированных двигателей. На начальном этапе большинство eVTOL будет работать в соответствии с разрешением на полеты, потому что процесс сертификации все еще развивается. По сути, компания разрабатывает два разных типа двигателей: турбовинтовой и турбогенераторный. Есть возможность сертифицировать первый под CS-E, а турбогенератор – в соответствии с CS-APU или недавно выпущенным EASA SC E-19, который может позволить устанавливать несертифицированные двигатели. Это было бы идеальным решением, поскольку даст возможность собрать больше данных в эксплуатации, чтобы помочь переходу от несертифицированных к сертифицированным двигателям, тем более, что оба двигателя имеют те же основные компоненты.

Что касается использования различных топлив (Jet-A1, дизельное топливо, авгаз и биотопливо), разработчик собирается использовать криогенный водород, а не водород высокого давления. С криогенным водородом в четыре-пять раз больше энергии. Оба типа двигателей имеют общую систему впрыска и распыления топлива, поэтому практически любое жидкое топливо может быть использовано без потери мощности. Компания нацелена на то, чтобы к концу следующего года иметь работающий демонстратор.

Фото Турботех. Основные компоненты двигателя Turbotech
Помимо плотности энергии нужно смотреть на энерговооруженность, даже для четырех-пятиместного eVTOL потребуется от 400 до 500 кВт во время взлета и посадки, где батарея будет в конце цикла разряда. В чисто электрическом VTOL потребуется много энергии от большой, тяжелой батареи и, возможно, глубокие циклы разряда, которые наносят ущерб сроку службы батареи. Гибридная система может смягчить разряды и увеличить срок службы.
Двигатель Turbotech тише, чем большинство поршневых. Уровень шума 68 дБ в 10 м, от «голого» двигателя (без капотов), очень низкий уровень шума. Расход топлива несколько лучше, чем ожидалось. Для модели TG-R55, на крейсерском режиме ожидается от 15 до 22 л/час Jet A1, сопоставимые с основным двигателем. Для TG-R90, также на крейсерском режиме, т.е. между 60 и 70 кВт производства, будет от 20 до 22 л/час Jet A1 на одну треть веса ответного двигателя. При этом цена TG-R55 будет около 80000 евро и TG-R90 – в районе 140000 евро (это включает в себя двигатель, генератор, контроллер генератора и FADEC). Для первой интеграции взимается разовая плата в размере 60000 евро. Каждая гибридная архитектура уникальна, общая стоимость будет сопоставима с взаимными двигателями. И хотя стоимость будет примерно такой же, это решение более чем на 60% легче и не нуждается в сложной системе охлаждения ответного двигателя, так что, здесь преимущество. Turbotech не будет производителем аккумуляторов, основной бизнес останется в качестве производителей двигателей. Но, тем не менее, сможет предложить полное гибридное решение для eVTOL.

Фото Турботех. Испытательная стенд Turbotech
Компания работает десятком клиентов на разных стадиях сотрудничества, с одними находится в стадии исследования, с другими – есть твердые даты поставки для аппаратов, которые полетят в следующем году. Сегодня многие компании eVTOL начинают свою работу как чистые электрические проекты. Однако, когда начинают летать прототипы или демонстраторы, они начинают понимать диапазон и продолжительность в реальных условиях применения. Это тот момент когда некоторые приходят к регенеративным ГТД в качестве второго шага развития, поскольку они должны получить коммерчески осуществимый диапазон. Мало кто достигает полезного времени полета с практической полезной нагрузкой. Другим важным фактором, влияющим на стоимость, является время автономной работы. Операторы не могут позволить себе менять батареи через каждые несколько сотен полетов. И хотя многие проекты eVTOL по-прежнему публично заявляют, что они привержены полному электрическому решению, есть уверенность, что мы увидим более широкое использование гибридных решений.
Сегодня Turbotech может предоставить предсерийные двигатели в течение примерно восьми месяцев, которые вы можете использовать для тестирования прототипов и интеграции систем. После того, как двигатели первой серии сойдут с линии, они заменят предсерийные. Как только компания выйдет на полный объем производства, время от заказа до поставки составит около шести месяцев, это должно начаться в следующем году.

Изначально будет более высокий спрос на турбовинтовой вариант для обычных самолетов. Что касается турбогенераторов, предназначенных для рынка eVTOL, в ближайшие два-три года спрос будет постепенно наращиваться. Тем не менее, ожидается всплеск спроса примерно через пять лет для этого типа гибридного решения. На данный момент требование составляет от 200 до 300 турбогенераторов в год. По мере дальнейшего развития рынка к концу десятилетия потенциально можем увидеть всплеск потребного количества. На сегодняшний день завод имеет потенциал для производства 500 двигателей в год.  Если потребуется больше, есть возможности для увеличения этого уровня…
Tags: evtol, turbotech, гтд, двигатель, регенеративный
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments