Водородный авиадвигатель для "Китенка" покажут на МАКС-2017

Институт проблем химической физики РАН (ИПХФ) разрабатывает вспомогательную силовую установку (ВСУ) для авиации. Изделие использует электрохимический способ получения энергии, основанный на водородно-воздушных топливных элементах. Проект реализуется в рамках концепции "Более электрического самолета" (БЭС). Первые испытания ВСУ на беспилотниках прошли успешно. Следующие состоятся на двухместном самолете МАИ-223 "Китенок".

"Испытания назначены на осень и зиму этого года. В случаи успеха элементы станут прототипом по созданию ВСУ для крупных гражданских и военных самолетов", – рассказал Военное.РФ разработчик Юрий Добровольский. Он уточнил, что электрический двигатель для "Китенка" закупили у чешской фирмы, но отказался указать ее название. Российские аналоги такой силовой установки не подходят по своим характеристикам.

МАИ-223 Китенок Википедия

Гидравлическая, пневматическая и энергетическая установки в самолетах забирают энергию с маршевого двигателя. В рамках концепции "БЭС" ведущие авиапредприятия создают альтернативные источники питания авиационных систем. Использование стандартных литий-ионных аккумуляторов нецелесообразно из-за большой массы и малого запаса мощности. Перспективной заменой им станут топливные элементы.

Топливным элементом называют источник питания, который вырабатывает электроэнергию из топлива, минуя процесс горения. Наиболее эффективно применение водорода. В топливном элементе водород ионизируется, переносится через мембрану и при контакте с воздухом, окисляясь, преобразуется в воду и электричество. Менее эффективные топливные элементы имеют КПД 40-50%, эффективные – более 70%. К примеру, средний КПД стандартного авиационного двигателя равен 20-30%. Сегодня наилучшие литий-полимерные аккумуляторы обладают емкостью 250 Вт*ч/кг. Топливные элементы позволят увеличить емкость в 4-8 раз и достигнуть показателей от 750 Вт*ч/кг до 1,5 кВт*ч/кг.

Во время испытаний, проведенных с марта 2015 по апрель 2016 года, октакоптер фирмы НЕЛК с водородно-воздушными топливными элементами сумел максимально продержаться в воздухе больше трех часов. Энергетическая система разработана ИПХФ совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения им. П.И. Баранова и Объединенной авиастроительной корпорацией. Беспилотник создали и протестировали в интересах силовых ведомств. Сейчас его адаптируют для гражданских целей на предприятии "Гиперкоптер" (резидент ИЦ "Сколково").

Аналогичные разработки сейчас ведут крупнейшие авиастроительные корпорации Boeing и Airbus. Ни одной из компаний пока не удалось заменить энергию, поступающую с маршевого двигателя самолета, на ВСУ с альтернативными источниками питания. Создание вспомогательной силовой установки на топливных элементах позволит снизить нагрузку на двигатель, удешевит обслуживание самолета и увеличит его экологичность.

Иван Балабанов