Устойчивая работа электрического двигателя

Модернизированный привод для ДС-3А на Кармановской ГРЭС

Кармановская ГРЭС — это самая мощная конденсационная тепловая электрическая станция в Башкортостане, входит в состав ООО «Башкирская генерирующая компания». Находится на северо-западе региона, в городе Нефтекамск, на реке Буй. Была спроектирована и построена с целью использования в качестве топлива местной высокосернистой нефти. Сейчас основным топливом на Кармановской ГРЭС является природный газ.

В составе электростанции шесть блоков, каждый из которых состоит из парового котла Пп-950-255ГМ производительностью 950 тонн пара в час и турбоагрегата К-300-240 мощностью 300 МВт. Вводя ежегодно по одному блоку мощностью 300 МВт, электростанция в 1973 году стала самой мощной в республике. Установленная электрическая мощность станции в настоящее время составляет 1 800 МВт, тепловая — 204 Гкал/ч.

Рис. 1 Кармановская ГРЭС

В рамках инвестиционной программы развития на 2016 год на Кармановской ГРЭС было принято решение о замене морально устаревшего и уже выработавшего свой ресурс электродвигателя дымососа ДАЗО-1910-12 (1700 кВт, 500 об/мин, 6 кВ).

Специалистам ЗАО «ЭнергоФронт» была поставлена задача найти оптимальный вариант по замене электродвигателя ДАЗО-1910-12 на современный аналог, при этом по желанию станции новый электродвигатель должен монтироваться на существующий фундамент, без замены кабеля.

После тщательного анализа вариантов, совместно с представителями Кармановской ГРЭС, было принято решение выбрать электродвигатель АДО-1700-6000-12У1 (1700 кВт, 500 об/мин, 6 кВ, с переходной плитой для установки на существующий фундамент ДАЗО-1910-12) (рис. 2) производства НПО «ЭЛСИБ» ПАО.

Рис. 2 Габаритная характеристика электродвигателя АДО-1700-6000-12У1 производства НПО «ЭЛСИБ» ПАО

С 1953 года НПО «ЭЛСИБ» ПАО известен как разработчик и изготовитель крупных высоковольтных асинхронных двигателей для нужд энергетики, перекачки нефти, угледобывающей промышленности и других отраслей. За эти годы выпущено более 60 тысяч крупных электродвигателей.

Двигатели серии АДО – асинхронные короткозамкнутые с воздухо-воздушным охлаждением, предназначены для привода тягодутьевого и мельничного оборудования тепловых электрических станций. Это дымососы и вентиляторы, молотковые и шаровые мельницы, угледробилки и другие механизмы, предъявляющие к приводным двигателям ряд серьезных требований:

— надежный пуск механизмов, имеющих большой момент инерции и высокий момент сопротивления при снижении напряжения в процессе пуска до 0,8 Uн;

— надежная работа при перегрузках до 150-200%;

— длительная устойчивая работа при повышенных вибрациях от разбалансировки роторов мельниц.

Двигатели выполняются с глубокопазными роторами и хорошим контактом стержней и железа зубца, что позволило снизить нагрев стержней в процессе пусков и гарантировать надежную работу двигателей с числом пусков за срок службы не менее 5 000 для особо тяжелых пусковых режимов и до 10 000 для тягодутьевого оборудования. Данные условия работы в пусковых режимах подтверждаются как расчетными данными, так и реальным опытом наработки электродвигателей на существующих электростанциях.

Рис 3. Электродвигатель АДО-1700-6000-12У1

Предлагаемый электродвигатель АДО-1700-6000-12У1 (Рис. 3) обладает рядом преимуществ перед существующим электродвигателем ДАЗО-1910-12, а именно:

— двигатель АДО имеет более высокий коэффициент полезного действия (КПД электродвигателя АДО 95,9 %, у электродвигателя ДАЗО – 94%), т. е. высокую энергетическую эффективность, что позволяет экономить потребление активной электрической энергии и, как следствие, экономить затраты на собственные нужды станции;

— в электродвигателях АДО производства НПО «ЭЛСИБ» ПАО применяется усиленная изоляция обмотки статора типа «Монолит-4» на термореактивных связующих, обеспечивающая повышенную влагостойкость, механическую (монолитный сердечник статора имеет повышенную жесткость) и электрическую прочность. В результате применения данной технологии срок службы электродвигателя повышается на 50% и составляет от 30 лет;

— у электродвигателя производства НПО «ЭЛСИБ» ПАО имеется температурный запас по нагреву статора электродвигателя – F при работе в классе B;

— вес электродвигателя АДО-1700-6000-12У1 меньше электродвигателя ДАЗО-1910-12 на 3,5 тонны, как следствие будет снижена статическая и динамическая нагрузка на фундамент;

— высокая степень защиты IP54 электродвигателя ЭЛСИБ надежнее, позволяет эксплуатировать электродвигатель в сложных условиях;

— щитовая компоновка электродвигателя АДО, сопряжение узлов корпус-щиты-подшипник по заточке, значительно снижает вероятность задевания ротора и статора;

Анализ представленных данных подтверждает, что электродвигатель АДО-1700-6000-12У1 является лучшим решением для замены устаревшего электродвигателя ДАЗО-1910-12.

Рис. 4 Существующий электродвигатель ДАЗО-1910-12

Для обеспечения четкого соответствия разработанного варианта крепления двигателя через переходную плиту к фактической конструкции фундамента, специалистами сервисного департамента ЗАО «ЭнергоФронт» была проведена ревизия существующего фундамента (Рис 4) на станции и собраны исходные данные для изготовления переходной плиты и самого электродвигателя.

После поставки оборудования специалистами сервисного департамента ЗАО «ЭнергоФронт» будет оказан комплекс услуг по шеф-монтажу и шеф-наладке электродвигателя.

Ремонт и перемотка электродвигателей

• Услуги
  • Ремонт электродвигателей
  • Ремонт трансформаторов
  • Электромонтажные работы
  • Электротехническая лаборатория
  • Вызов электрика
• Консультация специалиста

Электродвигатель – это главная составляющая большинства современных механизмов. Такое устройство работает по принципу трансформации электрической энергии в механическую и, таким образом, приводит машину в действие. Как и другие агрегаты, электродвигатели подвержены поломкам, и важно доверить их починку надёжной и опытной организации.

ООО «ПроЭлектрика» предоставляет услуги по ремонту электродвигателей в Москве и Московской области. Мы работаем с 1999 года, и за это время заслужили репутацию профессионального и ответственного партнёра.

Компания осуществляет починку электрических двигателей как на собственной ремонтной площадке, так и с выездом на объект. Для проведения ремонтных работ ООО «ПроЭлектрика» использует только сертифицированные материалы и заводские запасные детали. Наши специалисты имеют огромный опыт выполнения срочного ремонта электродвигателей, однако Вы можете заказать у нас и плановую проверку оборудования. Услугами компании пользуются десятки юридических и физических лиц, поскольку мы неизменно обеспечиваем высокое качество и скорость ремонта.

Периодичность обслуживания

Будучи сложным и многоступенчатым устройством, электрический двигатель нуждается в регулярных проверках, по результатам которых может потребоваться его ремонт. Такие процедуры необходимы как для бытовых электродвигателей, так и для устройств мощностью свыше 100 кВт, используемых на промышленных объектах.

Ремонт промышленных электродвигателей проводится:

• на плановой основе в соответствии с графиком, утверждённым лицом, которое отвечает за состояние данного оборудования;
• при наличии сильного износа подшипников;
• при выходе из строя обмотки статора или ротора (якоря);
• в соответствии с регламентами, действующими на данном промышленном объекте.

Важно помнить, что перед проведением любого ремонта электромоторов прибор должен быть осмотрен специалистом на предмет выявления точной причины поломки и определения степени её сложности. Проведение такой процедуры позволяет в дальнейшем осуществить ремонт в максимально сжатые сроки, избежав при этом лишних денежных затрат.

Виды ремонтных работ

ООО «ПроЭлектрика» выполняет полный комплекс работ по ремонту и перемотке электродвигателей в Москве. Проводимые работы позволяют обеспечивать безопасное и надёжное функционирование электромоторов в течение как можно более длительного времени.

Ремонт таких устройств бывает двух видов:

• Текущий. Это плановое техническое обслуживание, в ходе которого проводится разборка агрегата, чистка деталей, замена подшипников и ремонт изоляции. Как правило, такая процедура должна проводиться не реже чем раз в полгода.
• Капитальный. В данном случае речь идёт о полной разборке двигателя, замене подшипников, узлов и ремонт обмотки.

В свою очередь, электромоторы могут иметь один из двух типов обмотки:

• Всыпная (при выявлении поломки необходима полная замена проводов);
• Шинная (предполагает замену только тех участков, которые вышли из строя).

При выполнении ремонта обмотки электродвигателя и проведении изоляционных работ ООО «ПроЭлектрика» всегда использует материалы с надлежащими показателями надёжности и безопасности.

Стоимость и сроки работ

Цена и срок выполнения ремонта зависят, в первую очередь, от мощности устройства и от объёма необходимых ремонтных работ.

ООО «ПроЭлектрика» выполняет текущий, капитальный и экстренный ремонт электродвигателей в Москве на основе системы ценовых коэффициентов. Такие коэффициенты определяются маркой электродвигателя (зарубежное или отечественное производство), типом обмотки, степенью взрывоопасности и срочностью работы. Это позволяет максимально справедливо рассчитать стоимость проведения ремонта в каждом конкретном случае.

Плановый ремонт электромоторов силами нашей компании занимает 3-6 дней (мощность не более 30 кВт), 5-10 дней (мощность не более 90 кВт) и 10-90 дней (промышленные агрегаты мощностью более 90 кВт). Минимальные сроки проведения срочного ремонта составляют 1 день.

Устойчивая работа электрического двигателя

5 февраля 2021 г., AviaStat.ru – 5 февраля 2021 года на аэродроме новосибирского ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина» (входит в состав НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского») начался этап наземных отработок самолета-летающей лаборатории с демонстратором гибридной силовой установки (ГСУ), в состав которого входит сверхпроводящий электрический авиадвигатель. В ходе испытаний, включающих в себя запуски электрического двигателя и всех систем самолета, в т.ч. его штатных двигателей, была произведена проверка их устойчивой совместной работы. Об этом сообщает Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ).

Электрический двигатель — часть демонстратора гибридной силовой установки, которую разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского») в широкой кооперации отечественных предприятий в рамках госконтракта с Минпромторгом России. Инновационный электрический авиадвигатель на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП), мощностью 500 кВт создан компанией «СуперОкс» в рамках контракта с Фондом перспективных исследований (шифр «Контур»). До установки на самолет он прошел комплекс испытаний на наземных стендах в ЦИАМ.

Комментируя участие Фонда перспективных исследований (ФПИ) в работах по созданию высокотемпературного электродвигателя на сверхпроводниках, глава ФПИ Андрей Григорьев отметил, что проект стартовал в декабре 2016 года. «Реализуемые технологии открывают возможности по созданию полностью электрических летательных аппаратов. Мы всячески будем поддерживать эти проекты», — заявил Андрей Григорьев.

Председатель совета директоров ЗАО «СуперОкс» Андрей Вавилов отметил: «Наша компания занимает передовые позиции в мире в области ВТСП технологий. Примечательно, что они находят своё приложение в такой важной для России отрасли, как авиастроение».

Помимо электрического двигателя на ВТСП, в состав демонстратора ГСУ входит электрический генератор, разработанный и созданный в ЦИАМ совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом (УГАТУ). Генератор имеет выходную мощность 400 кВт, весит 100 кг и прошел как стендовые испытания, так и испытания в составе турбогенератора (на базе серийного турбовального авиадвигателя). Летающая лаборатория на базе самолета Як-40 разработана ФГУП «СибНИА им. С.А. Чаплыгина». Для испытаний электродвигатель с воздушным винтом был установлен в носовую часть самолета. В хвостовой части фюзеляжа вместо штатного двигателя АИ-25 установлен турбовальный газотурбинный двигатель с электрическим генератором. В центральной части фюзеляжа были установлены литий-ионные аккумуляторные батареи, которые также входят в состав ГСУ.

Решение использовать самолет Як-40 было принято в 2018 году. В том же году была создана и испытана аэродинамическая модель летающей лаборатории в аэродинамической трубе. Для оснащения электродвигателем Як-40 был ремоторизирован (два из трех маршевых двигателей были заменены на современные с большей тягой), доработана конструкция планера, произведены детали и сборочные единицы, с помощью которых демонстратор устанавливается на борт летающей лаборатории. В конце 2020 года СибНИА совместно с ЦИАМ и ЗАО «СуперОкс» установили оборудование демонстратора технологий на борт. Тогда же были выполнены первые пробные запуски электрического двигателя с воздушным винтом. Результатом работы, которую планируется завершить в 2022 году, будут летные испытания демонстратора гибридной силовой установки. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений, уточнили в ЦИАМ.

«В НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» сформирована комплексная научно-техническая платформа «Электрический ЛА» (ЛА — летательный аппарат), в рамках которой все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности – ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА совместно создают новейшие технологические решения», — заявил генеральный директор НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» Андрей Дутов.

Направление малошумных и экологичных гибридных и электрических силовых установок – одна из определяющих технологий для будущего авиации. Их исследованием, прежде всего для перспективных серийных самолетов малой и региональной авиации, занимаются все авиаконцерны мира и профильные научные центры. Преимущество гибридных силовых установок состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой – сохранить приемлемую весовую эффективность за счет оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.

«Применение гибридных технологий в авиации позволит уменьшить расход топлива до 70% и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в связи с тем, что авиационные требования к технологиям наиболее жесткие, это дает возможность их использования в других отраслях промышленности при создании новой техники. И именно здесь прикладная наука является драйвером высоко интеллектуальных и сложных инновационных технологий», — отметил Андрей Дутов.

Со сверхпроводящим движком на борту

У никальный электрический авиадвигатель мощностью 500 кВт разработан специалистами компании — национального чемпиона ЗАО «СуперОкс», одного из мировых лидеров в технологиях высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП), в рамках контракта с Фондом перспективных исследований. Наземные отработки прошли на аэродроме новосибирского ФГУП «СибНИА им. С. А. Чаплыгина» (входит в состав НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского»).

В ходе испытаний, включающих в себя запуски электрического двигателя и всех систем самолета, была произведена проверка их устойчивой совместной работы.

«Испытания прошли в полном соответствии с программой, — рассказал “Стимулу” заместитель генерального директора ЗАО “СуперОкс” Алексей Воронов. — Была совершена пробежка самолета по полосе. Тягу самолету сообщали как штатные двигатели, так и испытуемый ВТСП-электродвигатель. Для испытаний нового двигателя в составе летающей лаборатории традиционно первые запуски проводятся в режиме пробежки по полосе без отрыва от земли. Необходимо убедиться, что новые системы не вносят помех в работу существующих, отработать совместное взаимодействие и согласованное управление испытуемого двигателя со штатными двигателями самолета. Необходим также ряд технических доработок самолета для его соответствия требованиям для допуска к полету».

На самолет — летающую лабораторию ВТСП-электродвигатель установили впервые в мире. Все вспомогательное оборудование было сделано в компактном исполнении, это позволило разместить его на мотораме в носу летательного аппарата.

«Мы продемонстрировали подход к использованию более высокого класса напряжения на борту летательного аппарата — 800 вольт (сейчас — 270 вольт только в перспективе!) — отметил Алексей Воронов. — ВТСП-материалы позволяют повысить эффективность электроэнергетического тракта одновременно со снижением массогабаритных характеристик агрегатов. Применение сверхпроводимости также имеет высокий синергетический эффект с использованием криогенного топлива, такого как жидкий водород: он может быть использован для охлаждения ВТСП, что не создает потребности в дополнительной криогенной системе. Россия сейчас лидирует в области разработки электрического криосамолета будущего».

Оборудование от чемпиона

В июле 2020 года «СуперОкс» испытала свой перспективный сверхпроводниковый авиационный электродвигатель на стенде, изготовленном специалистами компании.

«На стенде ЗАО “СуперОкс” впервые собрана вся цепочка агрегатов электрической силовой установки с токонесущими элементами на основе ВТСП: генератор, кабельная система, токоограничительное устройство и двигатель, а также коммутационное оборудование, большая буферная аккумуляторная батарея и единая система криогенного обеспечения, — рассказал Алексей Воронов. — Таким образом, на нашем стенде имеется возможность отработать их совместное использование, что позволяет делать оценки для силовой установки целиком, а не только для отдельных ее частей. Это уникальный стенд, к созданию аналогичного отдельные компании за рубежом только приступают».

На самолет — летающую лабораторию ВТСП-электродвигатель установили впервые в мире. Все вспомогательное оборудование было сделано в компактном исполнении, это позволило разместить его на мотораме в носу летательного аппарата

По словам замгендиректора «СуперОкс», в ходе июльских испытаний ВТСП-электродвигатель показал расчетные характеристики. Доработки были связаны с необходимостью перенести двигатель и его обеспечивающие системы с «земли» на борт летательного аппарата. В частности, потребовалось разработать и изготовить компактную и высокопроизводительную систему криообеспечения для установки на летающую лабораторию. Ряд доработок касался замены крепежных и коммутационных элементов на соответствующие авиационным стандартам.

Об этих испытаниях, а также об устройстве, уникальных характеристиках и возможностях электродвигателя разработки ЗАО «СуперОкс» мы уже писали .

Всероссийская кооперация

Электрический двигатель — часть демонстратора гибридной силовой установки, которую разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова (ЦИАМ, входит в состав НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского») в широкой кооперации отечественных предприятий в рамках госконтракта с Минпромторгом России.

Помимо ВТСП-электродвигателя в состав демонстратора ГСУ входит электрический генератор, разработанный и созданный в ЦИАМе совместно с Уфимским государственным авиационным техническим университетом (УГАТУ). Генератор имеет выходную мощность 400 кВт, весит 100 кг и прошел как стендовые испытания, так и испытания в составе турбогенератора (на базе серийного турбовального авиадвигателя).

Как рассказал «Стимулу» ведущий инженер-конструктор СибНИА им. С. А. Чаплыгина Дмитрий Ожгибесов, электродвигатель выполняет роль привода воздушного винта и установлен в обновленную носовую часть самолета. В носовой части также расположена криогенная система охлаждения. В средней части фюзеляжа расположены аккумуляторы, питающие электродвигатель, силовая электроника и система управления ГСУ.

На стенде ЗАО «СуперОкс» впервые собрана вся цепочка агрегатов электрической силовой установки с токонесущими элементами на основе ВТСП: генератор, кабельная система, токоограничительное устройство и двигатель, а также коммутационное оборудование, большая буферная аккумуляторная батарея и единая система криогенного обеспечения

«Что касается хвостовой части самолета, — отметил Дмитрий Ожгибесов, — то предварительно была проведена работа по ремоторизации самолета с целью оснащения его двумя двигателями TFE-731 с большей тягой, чем штатные. Это позволило обеспечить летное состояние самолета не с тремя двигателями, а уже с двумя, при этом открыв возможность для установки турбогенератора на место среднего двигателя».

Турбогенератор имеет две важные составляющие: турбовальный газотурбинный двигатель ТВ2-117 является приводом генератора высокой мощности. «На первый взгляд вся эта цепочка преобразования энергии выглядит нерационально, — говорит Дмитрий Ожгибесов. — По сути, в этой установке энергия сгорания углеводородного топлива преобразуется в электрическую энергию, затем электрическая энергия поступает в электродвигатель, где происходит дополнительное преобразование в механическую энергию. При этом мы еще должны учитывать потери энергии на проводах, аккумуляторах и необходимость питания систем управления всей установкой. Такая цепочка кажется неоправданно громоздкой, и возникает резонный вопрос: зачем? Ответ на него прост: отработка технологий».

По словам специалиста, на сегодняшний день камнем преткновения на пути к созданию полностью электрической авиации является емкость аккумуляторных батарей. Энергоемкость одного килограмма литий-ионных аккумуляторов меньше энергоемкости килограмма керосина в десятки раз, а значит, брать их с собой на борт для совершения полета по коммерческим маршрутам нужно больше в десятки раз, и это непозволительная роскошь для авиации.

«Однако сейчас мы имеем экспериментальные образцы ранее недоступных устройств, которым только предстоит найти место в авиации, автомобилестроении, судостроении. Поэтому наша летающая лаборатория — первый шаг на пути отработки технологий установки этого оборудования на летательные аппараты, а также отработки взаимной увязки радиоэлектронного оборудования с электрическими агрегатами подобной мощности. Во всем мире разработчики аккумуляторных батарей бьются над задачей увеличения энергоемкости своих продуктов, и когда этот показатель достигнет приемлемых для авиации значений, наш опыт по установке электродвигателей и генераторов высокой мощности пригодится современникам», — считает Дмитрий Ожгибесов.

Летающая лаборатория

Летающую лабораторию на базе самолета Як-40 разработали специалисты СибНИА им. С. А. Чаплыгина. Решение использовать самолет Як-40 было принято в 2018 году. В том же году была создана и испытана аэродинамическая модель лаборатории в аэродинамической трубе.

Летающая лаборатория представляет собой испытательный стенд для анализа поведения экспериментального оборудования в условиях, максимально приближенных к реальным эксплуатационным. С точки зрения конструкции фюзеляжа этот летательный аппарат не несет в себе чего-то принципиально нового. По словам Дмитрия Ожгибесова, опыт создания летающей лаборатории подобного вида был в Чехословакии в конце 1980-х. Тогда необходимо было провести испытания двигателя М-602 с воздушным винтом В-518, которые также были установлены в носовую часть самолета Як-40.

Работу планируется завершить в 2022 году, ее результатом будут летные испытания демонстратора ГСУ. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений

«На первый взгляд может показаться, что устанавливать винтовой движитель на реактивный самолет (маршевые двигатели которого априори обладают большим запасом мощности, чем экспериментальный образец) — бессмысленная затея, но этому есть свои причины. С точки зрения чистоты эксперимента хорошо бы подошел самолет по типу Ан-28, но, когда работа только начиналась, мы до конца не знали, как в конечном виде будет выглядеть гибридная силовая установка, сколько потребуется аккумуляторов, какие будут аккумуляторы, какой конечный вес, габариты установки и так далее. Все эти вопросы важны, но, так как сама установка экспериментальная, не все идет по задуманным заранее планам: у природы свой взгляд на все процессы, которые происходят в оборудовании, а у людей — свой, следовательно, приходится что-то менять на ходу. По этим причинам, — говорит Дмитрий Ожгибесов, — было принято решение использовать самолет с большим запасом максимального взлетного веса».

Будущее авиации

Работу планируется завершить в 2022 году, ее результатом будут летные испытания демонстратора ГСУ. Они позволят проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок, оценить эффективность применяемых технических решений.

Направление малошумных и экологичных гибридных и электрических силовых установок — одна из определяющих технологий для будущего авиации. Их исследованием, прежде всего для перспективных серийных самолетов малой и региональной авиации, занимаются все авиаконцерны мира и профильные научные центры. Преимущество гибридных силовых установок состоит в возможности, с одной стороны, получить выгоду от энергоэффективных, экологически чистых электрических технологий, с другой — сохранить приемлемую весовую эффективность за счет оптимизации конструкции и режимов работы газотурбинных или поршневых авиационных двигателей.

«Применение гибридных технологий в авиации позволит уменьшить расход топлива до 70 процентов и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в связи с тем, что авиационные требования к технологиям наиболее жесткие, это дает возможность использовать их в других отраслях промышленности при создании новой техники»

«Применение гибридных технологий в авиации позволит уменьшить расход топлива до 70 процентов и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в связи с тем, что авиационные требования к технологиям наиболее жесткие, это дает возможность использовать их в других отраслях промышленности при создании новой техники. И именно здесь прикладная наука является драйвером высокоинтеллектуальных и сложных инновационных технологий», — отметил директор НИЦ «Институт им. Н. Е. Жуковского» Андрей Дутов.

По его словам, в Институте имени Жуковского сформирована комплексная научно-техническая платформа «Электрический ЛА» (летательный аппарат), в рамках которой все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности — ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА — совместно создают новейшие технологические решения.

Национальная экспериментальная база

В 1953 г. в подмосковном Тураево был организован филиал ЦИАМ, испытательная база, которая с годами превратилась в крупнейший в Европе экспериментальный комплекс авиационных двигателей, – Научно-испытательный центр (НИЦ) ЦИАМ. В НИЦ действуют восемь стендов для натурных испытаний двигателей. Для испытаний узлов и систем двигателей доступно 50 стендов и установок, более 100 стендов и установок задействованы в испытаниях на прочность.

Любые замыслы ученых могут проверяться в Центральном институте авиационного моторостроения как на экспериментальных установках при проведении тонких физических экспериментов, так и на мощных стендах при испытаниях полноразмерных авиационных двигателей в реальных условиях эксплуатации.

Уникальная по своим возможностям воспроизведения условий полета экспериментальная база ЦИАМ формировалась в течение многих десятилетий. Все виды испытаний натурных двигателей, их узлов и систем можно проводить на ее стендах. Наиболее сложные и энергоемкие виды обязательных испытаний авиационных двигателей, воспроизводящие натурные условия эксплуатации (высота, скорость, температура, влажность и др.), могут быть выполнены в России только на стендах Научно-испытательного центра ЦИАМ.

Комплекс стендов НИЦ ЦИАМ с потребляемой суммарной электрической мощностью установленного оборудования 734 МВт обеспечивает при испытаниях двигателей имитацию высотно-скоростных условий полета в диапазоне высот 0–27 км, чисел Маха 0–4 для ВРД взлетной тягой до 25 тс, чисел Маха до 7 для крупномасштабных моделей гиперзвуковых прямоточных воздушно-реактивных двигателей гражданских высокоскоростных самолетов будущего, а также автономные испытания камер сгорания, компрессоров, турбин, форсажных камер сгорания, прямоточных ВРД.

Экспериментальные исследования

Научно-исследовательские работы, выполняемые на определенном этапе разработки перспективных двигателей для ГЛА, требуют проведения большого количества экспериментальных исследований моделей, демонстраторов и опытных образцов в условиях, максимально приближенных к натурным. Кроме того, высотные испытания двигателей летательных аппаратов на наземных стендах являются обязательным видом испытаний при отработке любого вида двигателей для летательных аппаратов (ЛА) и предваряют летные испытания, являющиеся завершающим этапом всей программы разработки изделий.

На исследовательских испытательных стендах и установках Центрального института авиационного моторостроения в процессе экспериментальных работ решаются следующие научные задачи:

исследование новых принципиальных схем двигателей и узлов ЛА;

изучение рабочих процессов в двигателях и влияния различных условий на эти процессы;

исследование процессов горения и воспламенения в камерах сгорания;

исследование процессов охлаждения стенок камер сгорания;

изучение способов улучшения равномерности полей газодинамических параметров в двигателях;

исследование новых видов топлива;

исследование запасов устойчивой работы двигателя и воздухозаборника при их совместной работе;

проверка запасов несущей способности отдельных узлов ЛА при действии статических и динамических нагрузок;

исследование условий обеспечения совместной работы частей и узлов ЛА;

исследование новых материалов;

исследование характеристик работоспособности в высокоэнтальпийном потоке конструкций узлов ЛА и двигателя;

изучение проблем применения теплозащиты;

уточнение и валидация математических моделей и методик расчетов;

отработка новых, более совершенных средств и методов измерений;

отработка новых, более совершенных конструктивных решений стендового технологического оборудования;

отработка систем автоматического управления стендами и процессами испытания.