«Русский самолет Су-2020 поставит весь авиационный мир на уши»

На сайте Минпромторга России появилась информация, что ведомство Мантурова подвело итоги конкурса по разработке российского самолета «Электролет Су-2020» на гибридной силовой установке (ГСУ). Победителем, как и ожидалось, стал Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, входящий в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского.

«НИР „Электролет Су-2020“ рассчитана на три года и является продолжением НИР „Электролет Су“, которая была успешно завершена в 2019 году наземными испытаниями, — сообщает Минпромторг. —  Уровень отечественных технологий в этой области (ГСУ) соответствует, а по некоторым направлениям и превосходит общемировой».

Речь идет о высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) системах электродвижения самолетов, включающих в себя двигатели, генераторы, кабельные системы, накопители энергии и системы защиты, что позволят кратно повысить топливную эффективность.

Как известно, электрическая сверхпроводимость возможна лишь при очень низких температурах. Просто под низкотемпературными понимают сверхпроводники гелиевого уровня, обеспечивающие сверхпроводимость при минус 268 градусов по Цельсию. А высокотемпературными считают ВСТП азотного уровня, работающие при минус 190 градусов и выше.

Иначе говоря, без надежной и компактной системы охлаждения статора и ротора не обойтись, что, по мнению инженеров немецкой компании Oswald Elektromotoren (реализующих европейскую программу Horizon 2020, аналог «Электролет Су-2020») является очень серьезным технологическим препятствием.

Позиции российских ученых в области ВТСП находятся на достойном мировом уровне. Во всяком случае, Центральный институт авиационного моторостроения уже презентовал работающие образцы ВТСП-электродвигателей мощностью до 500 кВт, что делает возможным испытание их на летающих лабораториях уже в 2021—2022 годах.

Концептуально это будет выглядеть так: в хвосте самолета смонтируют углеводородный электрогенератор, ток от которого и запитает ВТСП-электродвигатели с винтами, установленными на крыльях. Расчет показывает, что экономия топлива может достичь 15% по сравнению с лучшими современными лайнерами. В перспективе, если удастся решить все технические проблемы, себестоимость перевозки одного пассажира снизится на 75%. Но — главное повысится надежность и комфортность самолетов.

Что касается заграницы, то зарубежные аэрокосмические тяжеловесы также работают проектами и технологиями, которые могли бы сделать реальностью пассажирские электролеты. Как пишет Грег Николс, эксперт по высоким технологиям, «электрически полет становится реальностью, но никто не знает, когда он состоится, если иметь в виду коммерческие перевозки».

Разработчики, однако, смотрят на ситуацию с оптимизмом. «Мы успешно построили и продемонстрировали инверторы на уровне земли, которые отвечают требованиям к мощности, размерам и эффективности электрического полета. Следующий шаг — построить и продемонстрировать самолет», — говорит Конрад Вебер, главный инженер по электроэнергии в General Electric Research.

Компания GE работает над ВТСП технологиями более двух десятков лет, пытаясь использовать сверхпроводники и для производства чипов, поскольку теоретически они более привлекательны, чем кремневая электроника. Правда, дальше образцов идти не получается, разве что высокотемпературные сверхпроводники используются для высоковольтных силовых установок в армии США.

В ноябре 2017 года и авиастроительный концерн Airbus объявил о готовности к летным испытаниям электрического самолета Vahana для перевозки одного пассажира или небольшого груза в городских условиях. А до этого в 2015 году электропланер Airbus E-Fan сумел перелететь Ла-Манша. Но, похоже, новаторство европейского гиганта также сталкивается с серьезными технологическими трудностями.

Не отстает от Airbus корпорация Boeing, которая совместно с фирмой JetBlue Technology Ventures из Силиконовой долины инвестировала средства в стартап Zunum Aero для постройки гибридно-электрического самолета Zunum для 12 пассажиров.

В сентябре 2017 года еще один американский стартап Wright Electric создал партнерство с европейским лоукостером EasyJet для разработки полностью электрического авиалайнера на 120 кресел, способного летать на расстояние до 500 км.

Интерес понятен: создание таких самолетов станет полноценной альтернативой автобусным и автомобильным путешествиям, поскольку для небольших винтовых самолетов требуются самые скромные взлетно-посадочные полосы, а себестоимость перевозок ниже, чем у реактивных лайнеров. Значит, емкость заказов может исчисляться сотнями миллиардов долларов.

Отметим, что и старенькие турбовинтовые самолеты сегодня в полной мере справляются с задачами и могут садиться на небольшие аэропорты, расположенные внутри городов. Наружный шум не критичен для жителей близлежащих домов, не то, что у реактивной авиации, чьи аэропорты находятся далеко за городами.

Как пишет портал Aviationweek, специализирующий на авиационных технологиях и новинках, традиционные турбовинтовые самолеты по этой причине уже трансформируются в гибридно-электрические фидерлайнеры. Для этого требуется минимальная модернизация при сохранении фюзеляжа и салона. Правда, подобные работы пока еще проводят для небольших машин вместимостью до 10 пассажиров. Например, американский турбовинтовой перевозчик Cessna 208 Caravan поменял свой традиционный движок на электродвигатель MagniX с гибридной силовой установкой.

Таким образом, облик авиации может кардинально измениться в ближайшие десять лет — в срок, который, по мнению западных аналитиков, является вполне достаточным, чтобы довести винтовые ВТСП движки до ума. Тогда гиганты Airbus и Boeing, создавшие свои электролеты, могут стать мировыми монополистами.

На этом фоне новость о том, что Россия начала заново серийно выпускать традиционные турбовинтовые фидерлайнеры Ил-114−300, не претендует на сенсацию. Тем более что первый полет этого самолета состоялся еще в 1990 году. В тоже время именно Ил-114−300 может стать основой для российской гибридной авиации. Конечно, если в России появится своя ГСУ на сверхпроводниках.

Именно тогда сбудутся предсказания некоторых ура-патриотов, что «русский самолет Су-2020 поставит весь авиационный мир на уши». Ну, а пока остается надеяться, что у специалистов Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова все получится, а российские боингоманы из властных структур не потопят важный проект.

---

Наука и техника: Boeing испытала новый пассажирский лайнер