Российские инженеры создали и испытали прототип авиационного двигателя, использующего высокотемпературную сверхпроводимость. Разработка не имеет аналогов в мире.
Напомним, что в сверхпроводящем состоянии электрическое сопротивление вещества строго равно нулю, а значит, не происходит потерь энергии в проводах. Электрический ток течёт по таким "артериям" свободно и непринуждённо, не отвлекаясь на препятствия. Учёные давно поняли, что это открывает дорогу к созданию необычайно энергоэффективных устройств.
Однако заставить материал перейти в сверхпроводящее состояние совсем непросто. Для этого нужно очень сильное охлаждение.
Сверхпроводимость, достигаемую при температурах выше отметки -230 °C, называют высокотемпературной. Сверхпроводники, применяемые сегодня в технике, работают при температуре около -200 – -180 °C. Некоторые вещества сохраняют сверхпроводимость и при более высоких температурах, но для этого нужны другие экзотические условия (например, колоссальное давление).
С учётом затрат на систему охлаждения сделать сверхпроводниковый электродвигатель более рентабельным, чем обычный – задача не из лёгких. Однако специалисты российской компании "СуперОкс" при поддержке Фонда перспективных исследований справились с ней.
Инженеры разработали единую платформу, объединяющую авиационный электродвигатель, кабель и токоограничивающее устройство. Все три элемента созданы на основе высокотемпературных сверхпроводников, охлаждаемых жидким азотом до температуры -201 °C. По утверждению представителей компании, подобная система испытана впервые в мире.
Вся конструкция питается от специально для неё созданной литий-ионной батареи высокой мощности. Существует два варианта двигателя: мощностью 50 и 500 киловатт.
В ходе лабораторных испытаний инженеры имитировали взлёт и посадку самолёта, разрядку и зарядку батареи в полёте, а также аварийные режимы работы двигателя. Конструкция успешно функционировала во всех опробованных режимах.
Как сообщается в пресс-релизе Фонда перспективных исследований, новый электродвигатель войдёт в состав гибридной силовой установки (ГСУ), разрабатываемой Центральным институтом авиационного моторостроения имени Баранова. Система будет сочетать в себе сверхпроводниковый электродвигатель и классический двигатель внутреннего сгорания.
Испытания ГСУ на борту летающей лаборатории запланированы уже на 2020–2021 годы.
К слову, ранее Вести.Ru рассказывали о сверхпроводниковом авиадвигателе, который создаётся немецкими инженерами. Писали мы и об испытаниях самого большого коммерческого электрического самолёта.
