Анализ энергобаланса перспективного регионального турбоэлектрического самолета

Авторы

Смирнов А. В.^*, Егошин С. Ф.^**

Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), ул. Жуковского, 1, Жуковский, Московская область, 140180, Россия

*e-mail: smirnov@tsagi.ru
**e-mail: sergey4791@yandex.ru

Аннотация

На основе метода сравнения потребной и располагаемой мощностей разработана математическая модель оценки энергоэффективности региональных самолетов. Построены зависимости потребной и располагаемой мощностей от полетной массы регионального самолета. Показаны преимущества использования в электросиловых установках самолетов высокотемпературных сверхпроводников по сравнению с обычными электротехническими материалами. Сформулированы условия, при соблюдении которых возможно существенное повышение энергоэффективности регионального турбоэлектрического самолета.

Ключевые слова

региональный самолет, турбоэлектрический самолет, гибридный самолет, гибридная силовая установка, высокотемпературные сверхпроводники

Библиографический список

1. Flightpath 2050. Europe's Vision for Aviation: Report of the High Level Group on Aviation Research. – European Commission, Luxembourg, 2011. – 28 p.

2. Fefermann Y., Maury C., Level C., Zarati K., Salanne J.-P., Pornet C., Thoraval B., Isikveren A.T. Hybrid-Electric Motive Power Systems for Commuter Transport Applications // 30th ICAS (International Council of the Aeronautical Sciences). Paper ICAS-2016-0438.

3. Davies K.M., Norman P.J., Jones C.E., Galloway S.J., Burt G.M. Fault behaviour of a superconducting turboelectric distributed propulsion aircraft network: A comprehensive sensitivity study // International Conference on Electric Systems for Aircraft, Railway, Ship Propulsion and Road Vehicles (ESARS). Aachen University, Germany, 3-5 March 2015. DOI: 10.1109/ESARS.2015.7101487

4. Dowdle A., Ilić M. Interconnected State-Space Modeling for Turboelectric Aircraft // North American Power Symposium (NARS), Morgantown, WV, USA, 17-19 Sept. 2017. DOI: 10.1109/NAPS.2017.8107349

5. Liu Ch., Xiayi S., Teng J., Ihiabe D. Method to Explore the Design Space of a Turbo-Electric Distributed Propulsion System // Journal of Aerospace Engineering. 2016. Vol. 29. No. 5. DOI: 10.1061/(ASCE)AS.1943-5525.0000617

6. Электронная энциклопедия авиационной техники, http://www.airwar.ru/

7. Isikveren A.T. Progress in Hybrid/Electric Transport Aircraft Design // More Electric Aircraft, Feb. 2017.

8. Геращенко А.Н., Махров В.П. На пути к эре электрической авиации // Вестник Московского авиационного института. 2015. Т. 22. № 2. С. 178-187.

9. Чернышев С.Л., Дунаевский А.И., Редькин А.В., Михайлов Ю.С. Формирование облика семейства легких многоцелевых самолетов для местных воздушных линий России // Полет. 2013. № 8. С. 72-79.

10. Эзрохи Ю.А., Каленский С.М., Морзеева Т.А., Рябов П.А., Исянов А.М. Определение рационального схемнотехнического облика силовых установок распределенных и гибридных схем для перспективных пассажирских самолетов // Основные результаты научно-технической деятельности ЦИАМ-2016 / Под общ. ред. В.И. Бабкина, А.И. Ланшина, М.Я. Иванова. – М.: ЦИАМ, 2016. С. 51-54.

11. Лазарев В.В. Концептуальное проектирование самолета. – М.: Изд-во МАИ, 2012. – 100 с.

12. Егер С.М., Мишин В.Ф., Лисейцев Н.К. и др. Проектирование самолетов: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1983. – 616 с.

13. Иноземцев А.А., Нихамкин М.А., Сандрацкий В.Л. Газотурбинные двигатели. Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. – М.: Машиностроение, 2007. – 232 с.

14. Грищенко А.В., Кручек В.А., Стрекопытов В.В. Электрические передачи локомотивов. – М.: Маршрут, 2003. – 310 с.

15. Егошин С.Ф., Смирнов А.В. Математическая модель силовой установки турбоэлектрического самолета // Техника воздушного флота. 2017. Т. XCI. № 4(729). С. 20-29.

16. Dezhin D., Ivanov N., Kovalev K., Kobzeva I., Semenihin V. System Approach of Usability of HTS Electrical Machines in Future Electric Aircraft // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 2018. Vol. 28. No. 4. DOI: 10.1109/TASC.2017.2787180

17. Габрелян А.С., Иванов Н.С., Кондрашов Д.А., Коренчук К.Ю. Сверхпроводниковая электрическая машина с кольцевой обмоткой якоря // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 2. С. 132-140.

18. Lakhno V.D. Superconducting Properties of 3D Low-Density Translation-Invariant Bipolaron Gas // Advances in Condensed Matter Physics. 2018. Article ID 1380986, 12 p. DOI: 10.1155/2018/1380986

19. Strategic Research & Innovation Agenda (SRIA). Vol. 1, 2. Materials of Advisory Council for Aviation Research and Innovation in Europe (ACARE), September 2012.

20. Региональный гибридный электрический самолет от Zunum Aero получил стартового заказчика, http://www.ato.ru/content/regionalnyy-gibridnyy-elektricheskiy-samolet-ot-zunum-aero-poluchil-startovogo-zakazchika

Скачать статью