Гибридная силовая установка с использованием электрического двигателя и двигателя внутреннего сгорания с общим приводом на воздушный винт

DOI: 10.34759/vst-2022-4-172-185

Авторы

Сычёв А. В.^*, Балясный К. В.^**, Борисов Д. А.^***

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: saavia@mail.ru
**e-mail: Balyasnyi.k.v@gmail.com
***e-mail: dimaavia98@mail.ru

Аннотация

Рассмотрена гибридная силовая установка (ГСУ) на базе двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и электрической силовой установки (ЭСУ) суммарной мощностью 75 л.с. с непосредственным приводом на воздушный винт. Проведён анализ удельных характеристик ГСУ. Сделан выбор и анализ частей и агрегатов ГСУ — ДВС, ЭСУ, контроллера, аккумуляторной батареи (АКБ). Рассмотрены режимы работы ГСУ и ручки управления двигателем РУД. Показан изготовленный испытательный стенд ГСУ, и описаны параметры работы ГСУ, исследуемые на стенде.

Ключевые слова:

гибридный двигатель, гибридная силовая установка, система управления гибридным двигателем

Библиографический список

1. Арасланов С.А. Авиадвигатели // Авиация общего назначения. 2015. № 6. С. 33-41.
2. Буров М.Н. Электрические и гибридные авиационные двигатели. Шаг в будущее или фантастика?
   // Автоматизация проектирования. 2017. № 3-4. С.72-74.
3. Халютин С.П. Электрический самолёт: прошлое, настоящее, будущее // Авиапанорама. 2016.
   № 6(120). С. 42-51.
4. Арепьев А.Н. Проектирование лёгких пассажирских самолётов. — М.: Изд-во МАИ, 2006. — 640 с.
5. Двигатель РМЗ-500 C40500500-06ЗЧ, https://rmdetal.ru/catalog/dlya-snegokhoda/modelnyy-ryad-tayga/tayga-varyag-500-klassika/dvigateli-rmz-500/dvigatel-rmz-500-c40500500-06zch.html
6. Сычёв А.В., Балясный К.В. Небесный электролёт // Моделист-конструктор. 2021. № 7. URL: https://modelist-konstruktor.com/razrabotki/nebesnyj-elektrolet
7. Сычёв А.В., Балясный К.В. Вопросы применения электрического двигателя на сверхлёгком самолёте // Двигатель. 2020. № 4-6(130-132). С. 48-49.
8. Варюхин А.Н., Захарченко В.С., Гелиев А.В. и др. Формирование обликов электрической силовой установки для сверхлегкого пилотируемого самолета // Авиационные двигатели. 2020. № 3(8).
   С. 5-14. DOI: 10.54349/26586061_2020_3_5
9. Югов О.К., Селиванов О.Д. Согласование характеристик самолёта и двигателя. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Машиностроение, 1980. — 200 с.
10. А вместо сердца ледяной мотор // За науку. URL: https://zanauku.mipt.ru/2021/12/23/a-vmesto-serdtsa-ledyanoj-motor/
11. Алексеев Г.П., Мазовер И.С. Справочник конструктора-машиностроителя: В 2 ч. — Л.: Судпромгиз, 1961. — Ч. 1. Рабочие таблицы. — 328 с.
12. Кондратьев В.П., Янпольский Л.Ф. Самолёт своими руками. — М.: Патриот, 1993. — 208 с.
13. Бадягин А.А., Мехамедов Ф.А. Проектирование легких самолетов. — М.: Машиностроение, 1978. — 207 с.
14. Макаров Ю.В. Летательные аппараты МАИ: Очерки по истории развития конструкций и систем летательных аппаратов. — М.: Изд-во МАИ, 1994. — 254 с.
15. Вислов И.П. Эскизное проектирование лёгких самолётов: Учебное пособие. — Самара: Изд-во СГАУ, 2006. — 81 с.
16. Ткаченко А.Ю., Кузьмичёв В.С., Филинов Е.П., Авдеев С.В. Влияние целевого назначения самолёта на оптимальные параметры рабочего процесса и схемы силовой установки // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 2. С. 112-122. DOI: 10.34759/vst-2020-2-112-122
17. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Морзеева Т.А., Кизеев И.С. Анализ концепции распределенной силовой установки с газовым приводом вынесенного вентиляторного модуля // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 31-41.
18. Скибин В.А., Солонин В.И., Палкин В.А. Работы ведущих авиастроительных компаний в обеспечение создания перспективных авиационных двигателей (аналитический обзор): монография. — М.: Изд-во ЦИАМ, 2010. — 676 с.
19. Sahoo S., Zhao X., Kyprianidis K. A Review of Concepts, Benefits, and Challenges for Future Electrical Propulsion-Based Aircraft // Aerospace. 2020. Vol. 7. No. 4: 44/ DOI: 10.3390/aerospace 7040044
20. Finger D.F., de Vries R., Vos C. et al. A Comparison of Hybrid-Electric Aircraft Sizing Methods // AIAA Scitech 2020 Forum (6-10 January 2020; Orlando, FL). AIAA 2020-1006. DOI: 10.2514/6.2020-1006
21. Romeo G., Borello F., Correa G., Cestino E. ENFICA-FC: Design of transport aircraft powered by fuel cell & flight test of zero emission 2-seater aircraft powered by fuel cells fueled by hydrogen // International Journal of Hydrogen Energy. 2013. Vol. 38. No. 1, pp. 469–479. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2012.09.064
22. Производитель контроллеров KELLI, https://kellycontroller.com/
23. Авиагамма. Габаритно-установочные чертежи двигателей и агрегатов ROTAX. Руководства по эксплуатации двигателей ROTAX, http://www. aviagamma.ru/drawings.html
24. В России продолжаются испытания гибридной летающей лаборатории со сверхпроводящим электроавиадвигателем // СибНИА. 2021, https://sibnia.ru/institut/news/detail.php?IBLOCK_ ID=4&ID=646