Будущее_авиацииАмелин,_Карасёв,_Лисицин,_Смирнов_А_,_Стародубов

1.

Будущее авиации :
электрические и
гибридные самолеты
Группа : ПАП-76
Амелин, Карасёв, Лисицин, Стародубов, Смирнов А.

2.

Гибридная авиация. В ЦАГИ рассказали
об электрических самолетах будущего
Центральному
аэрогидродинамическому институту
им. Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) в 2023
году исполняется 105 лет со дня
основания, и представители ведущего
научного центра авиационной науки
России рассказали о перспективных
проектах, над которыми сейчас
трудятся специалисты института.
Одно из направлений развития
авиационной техники касается
использования электрических
технологий.
Как же будут выглядеть
самолеты уже через 30 лет?

3.

Электрические системы самолетов
Развитие электрических технологий в авиации
— одно из трёх основных направлений работы
ЦАГИ.
Первое направление — вспомогательные
системы управления и исполнительные
приводы на электрической энергии, отказ от
пневматики и гидравлики (Airbus 350, Boeing
787).
Второе направление — исследования
электрических винтовых двигателей. Опыт
эксплуатации показал эффективность и
экономичность таких самолётов, но
возникают сложности с удержанием
мощности и решением проблем пожаров,
электролиза обшивки и замыканий.
В ЦАГИ разрабатывают электрические
самолёты и вертолёты с гибридными
силовыми установками на основе тепловых
машин с электрической компонентой,
используя передовые технологии, включая
низкотемпературную сверхпроводимость.

4.

Гибридные установки вместо реактивных
двигателей
Эксперты прогнозируют развитие
электрической авиации на основе
гибридных энергоустановок с
турбинами. Это повысит
эффективность и экономичность
самолётов, снижая энергопотребление.
Гибридные установки позволяют
двигателям работать в оптимальном
режиме, сохраняя энергию в
аккумуляторах. Самолёты будут
приводиться в движение винтовыми
моторами, которые можно
масштабировать и распределять по
крылу.

5.

Много пропеллеров
В электросамолётах планируется
разместить много электродвигателей
вдоль крыла и на его концах. Часть из
них будет использоваться на взлёте и
посадке, а маршевые двигатели — на
крейсерской скорости. Это уменьшит
размеры крыла, снизит вес и увеличит
грузоподъёмность. На взлёте при низкой
скорости потока электромоторы с
винтами дополнительно обдуют крыло,
создавая дополнительную подъёмную
силу. Такие схемы уже используются в
зарубежных проектах, например, в
проекте NASA X-57 Maxwell.
Демонстрационный самолёт оснащён 14
электромоторами вдоль крыла и на
законцовках. Электрические самолёты не
скоро появятся на регулярных рейсах, но
региональные самолёты могут начать
летать в 30-х годах XXI века, а
магистральные — в 50-х годах.

6.

Гибридные самолеты
Гибридные автомобили
существуют давно, но
применить эту технологию в
самолётостроении сложнее.
Гибридный самолёт находится
между традиционным
турбореактивным и
турбовинтовым самолётами и
новым электрическим. Он
экономичен и производит меньше
выбросов, но стоит дороже.
Гибриды имеют большую
дальность полёта и
грузоподъёмность, чем
электросамолёты, но последние
экологичнее и используют более
дешёвую электроэнергию. Все
три типа самолётов имеют
право на существование в своих
нишах.

7.

Гибридные самолеты
Гибридные автомобили
существуют давно, но
применить эту технологию в
самолётостроении сложнее.
Гибридный самолёт находится
между традиционным
турбореактивным и
турбовинтовым самолётами и
новым электрическим. Он
экономичен и производит меньше
выбросов, но стоит дороже.
Гибриды имеют большую
дальность полёта и
грузоподъёмность, чем
электросамолёты, но последние
экологичнее и используют более
дешёвую электроэнергию. Все
три типа самолётов имеют
право на существование в своих
нишах.

8.

Как устроен
гибридный самолет?
В авиации ещё не используют гибридные
установки. Boeing и Airbus продолжают
выпускать авиалайнеры с
традиционными двигателями.

9.

Как устроен
гибридный самолет?
В авиации ещё не используют такие
Региональный авиалайнер Maeve M80 был
силовые установки. Boeing и Airbus
одним из первых самолетов оснащённый
продолжают выпускать авиалайнеры с
гибридной силовой установкой. Вместо
традиционными двигателями.
традиционных турбовинтовых моторов на
каждом крыле установлены турбины и
электромоторы. Это позволяет
использовать менее мощные двигатели и
экономить топливо.
Maeve M80 расходует 2 литра топлива на
пассажира на 100 км, развивает
крейсерскую скорость 740 км/ч и может
перевозить от 76 до 84 пассажиров на
расстояние до 1500 км.
Стоимость полётов на гибридном
авиалайнере будет на 25 % меньше, чем на
турбореактивных региональных лайнерах, а
время полёта сократится на 20 %.

10.

Как устроен
гибридный самолет?
Региональный авиалайнер Maeve M80 был
одним из первых самолетов оснащённый
гибридной силовой установкой. Вместо
традиционных турбовинтовых моторов на
каждом крыле установлены турбины и
электромоторы. Это позволяет
использовать менее мощные двигатели и
экономить топливо.
Maeve M80 расходует 2 литра топлива на
пассажира на 100 км, развивает
крейсерскую скорость 740 км/ч и может
перевозить от 76 до 84 пассажиров на
расстояние до 1500 км.
Стоимость полётов на гибридном
авиалайнере будет на 25 % меньше, чем на
турбореактивных региональных лайнерах, а
время полёта сократится на 20 %.

11.

Что такое электросамолёт
Электросамолёт — это
электрифицированный летательный
аппарат. Различают три уровня
электрификации самолётов:
частично электрифицированный,
полностью электрический и
гибридный. Привычный самолёт
оснащён турбодвигателем или
винтовым двигателем внутреннего
сгорания, преобразующим
химическую энергию топлива в
механическую и создающим тягу.
Управление оборудованием в
современных самолётах выполняется
электроприводами с питанием от
системы электроснабжения.

12.

гибридных
ЧтоОтличия
такое электросамолёт
самолетов от других
Электросамолёт
— это
Гибридный
самолёт предполагает
электрифицированный
летательный
гибридную
силовую установку,
которая
аппарат. Различают
три уровня
преобразует
энергию дважды:
сначала в
электрификации
самолётов:
механическую
с помощью
ДВС, затем
частично
электрифицированный,
в электрическую
с помощью
полностьюЭлектрическая
электрическийчасть
и
генераторов.
гибридный.
Привычный
самолёт
«гибрида»
состоит
из
оснащён турбодвигателем
или
электродвигателя,
электрогенератора
винтовым
двигателем
внутреннего
и аккумуляторной
батареи.
ДВС
сгорания,
преобразующим
использует
химическое
топливо, но в
химическую
энергию
будущем
может
бытьтоплива
замененов на
механическую
и создающим
тягу. в
водородное.
Успехи
разработчиков
Управление
оборудованием
в
области
создания
полностью
современных
самолётах
электрических
машин с выполняется
двигателями,
электроприводами
питанием от
работающими отсэлектрической
системы
электроснабжения.
энергии
АКБ,
открывают новые
возможности для малой и
коммерческой авиации.

13.

Особенности
электропитания и
«заправки»
Правильная зарядка для
электросамолёта обеспечивает
долгую работу аккумуляторных
батарей и силовой установки.
Энергоёмкость — ключевой
параметр качества батареи. Чем
она выше, тем больше расстояние
полёта до следующей подзарядки.
Так как электросамолёт должен
обеспечивать высокий уровень
безопасности в воздухе, к его
системе электропитания
предъявляются повышенные
требования, в том числе к
аварийным батареям на борту.

14.

Особенности
электропитания и
«заправки»
Правильная
зарядка для как
Топливо
для электросамолёта,
электросамолёта
обеспечивает
и для электромобиля,
— это
долгую
работу аккумуляторных
электрический
ток. Его
батарей
и силовой
установки.
источником
служит
мощная
Энергоёмкость
ключевой
аккумуляторная—
батарея
на
параметр
качества
батареи. Чем
борту. Система
электропитания
онаработает
выше, тем
больше расстояние
аналогично
зарядке
полёта до следующей подзарядки.
автомобильных аккумуляторов от
Так как электросамолёт должен
генератора
ДВС.
Зарядка
АКБ
обеспечивать
высокий
уровень
происходит относительно
безопасности
в воздухе, к его
медленно
технических
системе из-за
электропитания
характеристик
предъявляются генераторов.
повышенные
требования, в том числе к
аварийным батареям на борту.

15.

Особенности
электропитания и
«заправки»
Любая АКБ
временем эксплуатации
Топливо
длясоэлектросамолёта,
как
ёмкость. Важно—
знать
итеряет
для электромобиля,
это
динамику
потерь и степень
электрический
ток.уменьшения
Его
ёмкости.
Условныйслужит
параметр
дальности
источником
мощная
полёта зависит отбатарея
качествана
и новизны
аккумуляторная
борту.
АКБ,
стиля полёта,
условий полёта,
Система
электропитания
погоды,
параметров
ЭС и его
силовой
работает
аналогично
зарядке
установки, температуры
окружающей
автомобильных
аккумуляторов
от
среды. Сравнивать
«пробег»АКБ
и
генератора
ДВС. Зарядка
периодичность
АКБ можно
происходитзарядки
относительно
только
условно.
соблюдении
медленно
из-заПри
технических
рекомендаций
производителя
по зарядке
характеристик
генераторов.
шансы сохранить энергоёмкость АКБ
на долгое время повышаются, что
отодвигает необходимость замены.

16.

Будущее небесного
такси Москвы

17.

Реализованные проекты
электросамолётов

18.

Реализованные проекты
электросамолётов

19.

Электросамолёт
Yuneec
International
E430

20.

Электросамолёт
Yuneec
International
E430

21.

Персональный
одноместный
электросамолёт
Heaviside

22.

Персональный
одноместный
электросамолёт
Heaviside

23.

Двухместный
электрический
самолёт
Velis Electro

24.

Двухместный
электрический
самолёт
Velis Electro

25.

Коммерческий
электросамолёт
Cessna
Caravan
208B

26.

Коммерческий
электросамолёт
Cessna
Caravan
208B

27.

Электросамолёт
Extra
330LE

28.

Электросамолёт
Extra
330LE

29.

Аппарат
«Сигма-4»

30.

Аппарат
«Сигма-4»

31.

Спасибо за внимание!