Электродвигатель на сверхпроводниках испытан на стенде МАИ

Сверхпроводники в самолетных двигателях.

Пока испытания на стендах, но не далеко и до опытных образцов. Российские ученые одними из первых применили сверхпроводящие при относительно высокой температуре материалы в перспективных электрических двигателях высокой мощности. На первый взгляд это выглядит не очень умно. Раскрутить газовую турбину и вместо того, чтобы к её валу присоединить винт, мы включаем между турбиной и винтом трех посредников: электрический генератор, кабель, электрический двигатель. И при этом парадоксально выигрываем в удельной мощности.

Не только в мощности дело

Такие авиационные двигатели имеют и другие достоинства, меньше шумят, более экологичны, так что имеют все шансы заменить широко распространенные реактивные. Объяснение этому есть. Мы не можем расположить турбину в передней части самолета по многим причинам, а передача момента на винты с редукцией оборотов это и шум и потери мощности и снижение надежности. А если момент надо раздать на два и более винта, расположенные впереди?

У нас, к стати, со сверхпроводящим кабелями все в порядке

А с электрическими потерями в кабелях при больших токах вполне справятся российские сверхпроводники, которые у нас производятся серийно, даже на Адронный коллайдер их заказали европейцы. Да и в обмотках катушек двигателя/генератора возможно частичное использование таких проводников. Исследователям из МАИ (Московский авиационный институт) удалось достичь на испытательных стендах большей удельной мощности электро-двигателя на сверхпроводниках по сравнению с таковой реактивного двигателя, что без сверхпроводников было просто утопией. Самое лучшее, на что можно было при этом рассчитывать, это на 5 кВт/кг удельной мощности, используя современные электродвигатели, применяемые в самолетостроении. При этом реактивные двигатели развивают удельную мощность в полтора раз больше.

С надеждой на успех

Достигнутый на испытательном стенде МАИ при использовании сверхпроводящих материалов уровень мощности 10кВт/кг не просто дает надежду, а вселяет уверенность в успехе проекта. При этом надо иметь в виду еще и криогенное обеспечение (жидкий азот). Так что такие инновации потребуют от конструкторов определенной смелости, которая им, как правило, не свойственна. Вопросы безопасности для них всегда на первом месте.

Что ждет валы и датчики крутящего момента?

Возможно, им придется, немного потесниться, особенно там, где большие мощности, а значит, большие токи.

Описанные выше инновационные тренды требуют от разработчиков оборудования для испытательных стендов и создателей испытательных установок для двигателей, систем сбора данных с датчиков "держать ухо востро". Если зациклиться на датчиках крутящего момента и не расширять свой кругозор, то можно упустить такое развитие измерительной техники, когда валы уступят место криогенным кабелям. И это не только в авиации, но и в автомобилестроении, водном и морском транспорте.