Tools

Site ExplorerSite Explorer
Close site explorer

Airbus, Rolls-Royce и Siemens разработают демонстрационную авиамодель электрического пассажирского самолёта

4 декабря 2017 г.

E-Fan X

Siemens, Airbus и Rolls-Royce впервые испытают гибридный электродвигатель на сравнительно крупном воздушном судне. Об этом сегодня объявили представители компаний. Планируется, что испытательная воздушная платформа на базе 100-местного самолёта BAe146 совершит свой первый полёт в 2020 году. Об этом революционном проекте в интервью журналу Siemens рассказали доктор Фрэнк Энтон, глава Siemens eAircraft — подразделения, в котором компания объединила всю свою деятельность по разработке электросамолётов, — и Вульф Рошер, руководитель проекта E-Fan X в Siemens eAircraft.

Три крупные компании вместе работают над созданием демонстрационной версии гибридного электрического пассажирского самолёта E-Fan X, первый полёт которого запланирован на 2020 год. В рамках этого проекта Siemens разрабатывает электрическую силовую установку мощностью 2 МВт, которая, как ожидается, побьёт рекорды существующих легковесных приводных систем. Совместный проект Airbus и Siemens по разработке силовой установки был начат в 2016 году. Однако воздушное судно E-Fan X будет разработано вне этого контекста.

Какое значение этот проект имеет для Siemens в свете текущей деятельности eAircraft?

Фрэнк Энтон: Создание крупной демонстрационной авиамодели стало логическим продолжением нашего сотрудничества с Airbus, которое началось в 2016 году, и важным шагом для eAircraft на пути к гибридным электродвигателям будущего. Испытав модель и двигатель в полёте, мы сможем лучше понять, как использовать эту инновацию в авиационной сфере.

Мы уже работаем с авиацией и производим приводные системы для дронов, сверхлёгких и лёгких спортивных воздушных судов. Недавно мы также представили прототип двигателя для CityAirbus — городского летающего такси.

Сейчас мы используем опыт, накопленный при разработке этих двигателей, чтобы создать первый в своём роде коммерческий авиалайнер с гибридным электродвигателем вместимостью от 50 до 100 пассажиров. Так мы сможем сделать пассажирские самолёты тише и экологичнее.

Serial Hybrid architecture

Что именно вы планируете делать?

Вульф Рошер: Электрические двигательные установки, которые eAircraft разработала на сегодняшний день, к примеру, наша «приводная система-рекордсмен», обладают выходной мощностью до четверти мегаватта (МВт). Сейчас же мы разрабатываем двухмегаваттную электрическую силовую систему для региональных воздушных судов, которая будет примерно в восемь раз мощнее, чем на нашем самолёте Extra 330LE. Четыре-восемь таких двигателей на крыльях регионального самолёта могут приводить в действие его пропеллеры или винты. В нашей демонстрационной модели электрическая силовая установка будет запитана от генератора, который будет питаться от турбины в фюзеляже. Взлёт и набор высоты будут осуществляться при поддержке литий-ионных батарей мощностью по 700 киловатт каждая.

Энтон: Мы хотим заменить одну из четырёх реактивных турбин испытательного самолёта на двухмегаваттную электрическую силовую установку и в 2020 году провести первый полёт. Впервые электродвигатель такой мощности будет приводить в движение самолёт! Мы предполагаем, что во время последующих испытаний мы заменим на электродвигатель ещё одну турбину.

Разве такая мощная приводная система не будет много весить и занимать огромное пространство? Несмотря на все преимущества электродвигателей, будет ли такая приводная система эффективной?

Рошер: Мы провели обширные исследования в сфере облегчённых конструкций и высокотехнологичных материалов и думаем, что сможем значительно уменьшить размер и вес наших приводных систем. Хотя длительная выходная мощность нашего предыдущего двигателя-рекордсмена достигла 5,2 кВт на кг массы двигателя, мы хотим существенно превзойти этот показатель в новом двигателе 2 МВт.

Энтон: Секрет заключается не в материалах или конфигурации. Подобные сверхлёгкие силовые установки можно разработать и создать только с помощью SimcenterTM — программного обеспечения для дискретного моделирования Siemens PLM, которое учитывает все известные физические и технические эффекты. Используя эту технологию, мы создаём множество итераций цифрового двойника и оптимизируем свои прототипы в виртуальной среде. Это позволяет нам не только ускорить разработку, но и создавать более мощные двигатели.

Какую роль в проекте играют партнёры?

Энтон: Airbus отвечает за общую интеграцию и испытательные полёты, а также поставку систем хранения энергии. Rolls-Royce поставит турбину мощностью 2,5 МВт и встроенный генератор, который будет обеспечивать нашу силовую установку электроэнергией. Помимо электродвигателя для инвертора Siemens обеспечит систему распределения энергии. Я считаю, что партнёрство трёх крупных компаний позволит создать демонстрационную модель, которая приблизит нас к моему видению будущего — полётам по Европе на гибридных электрических пассажирских самолётах!

Д-р Фрэнк Энтон

Д-р Фрэнк Энтон: Его карьера началась в раннем возрасте, когда он стал одним из победителей конкурса молодых исследователей в Германии. Он изучал физику в Бохуме, Бонне и Гренобле. В Siemens он внёс свой вклад в развитие технологий как разработчик ускорителя частиц, начальник отдела разработки в сфере магнитно-резонансной томографии, управляющий директор подразделения хирургических рентгеновских систем, начальник отдела продаж медицинских технологий и руководитель подразделения тяговых силовых установок. Теперь он возглавляет стартап eAircraft, что как нельзя лучше соответствует его натуре, ведь он увлечённый авиатор, который любит летать на электрических испытательных платформах.

Вульф Рошер

Вульф Рошер — инженер-электрик, который работает в Siemens уже 23 года. За это время он занимал различные должности в сфере автоматизации и приводных систем. Вот уже год он является руководителем проекта по разработке высокомощных приводных систем в eAircraft. Для него этот многообещающий проект — нечто большее, чем просто работа. Он считает его плацдармом для масштабного снижения зависимости экономики от ископаемого топлива и серьёзным вкладом в оздоровление планеты и её сохранение для будущих поколений. В этом контексте он каждый день делает личный вклад в достижение этой цели: ездит на работу на велосипеде.