Trước hết, điều này áp dụng cho máy bay thương mại (dân dụng) loại nhỏ. Về một trong những phát triển của Nga trong lĩnh vực "động cơ thay thế" — theo tài liệu "Sputnik".
Thân thiện với môi trường và tiết kiệm
Các quy tắc áp dụng trong hàng không quân sự và dân dụng là khác nhau. Và mục đích cũng khác nhau. Không quân hoặc hàng không hải quân bất kỳ quốc gia nào đều tập trung vào việc thực hiện hiệu quả nhiệm vụ chiến đấu (tốt nhất là để không bị mất mát thiết bị hoặc phi công). Để thực hiện điều này, quân đội không quá tính đến chi phí, bao gồm nhiên liệu hay mức tiêu thụ. Và họ không từ chối sử dụng các giải pháp kỹ thuật đáng tin cậy, đã được chứng minh hiệu quả qua các hoạt động thực chiến và vận hành.
Hàng không thương mại lại khác. Vấn đề chính là vận chuyển hành khách hàng hóa với chi phí giảm thiểu, có lãi nhưng vẫn phải đảm bảo an toàn. Hơn nữa, hãy tính đến thực tế là nhiên liệu hàng không truyền thống sẽ dần không còn rẻ nữa. Và các yêu cầu về môi trường, khí thải và tiếng ồn động cơ, đặc biệt là gần các sân bay và thành phố lớn, sẽ được thắt chặt. Theo nghĩa này, các nhà sản xuất máy bay có điều gì đó để suy nghĩ. Kể cả tìm kiếm "hệ động lực thay thế".
Hầu hết tất cả các nhà sản xuất động cơ máy bay toàn cầu đều đang nghiên cứu vấn đề này. Thoạt nhìn, động cơ điện tỏ ra rất hấp dẫn - hầu như không gây tiếng ồn và không cần bảo dưỡng trong suốt vòng đời hoạt động. Tuy nhiên, các nguồn năng lượng “nhỏ gọn” hiện tại - pin lưu trữ, siêu tụ điện, pin năng lượng mặt trời - vẫn không thể đảm bảo an toàn cho việc vận chuyển, cũng như phạm vi và tốc độ bay hạn chế đối với máy bay chở khách hoặc trực thăng.
Sự thay thế thực sự
Do đó, khả năng thay thế duy nhất cho động cơ máy bay sử dụng nhiên liệu hydrocacbon trong tương lai gần chỉ có thể là các động cơ hỗn hợp (hybrid). Chúng kết hợp giữa động cơ tuabin khí truyền thống với nguồn cung cấp năng lượng đáng tin cậy và động cơ điện cánh quạt.
Tổng công ty Chế tạo thiết bị Hàng không Thống nhất (UEC) (thành viên «Rostec») đang tham gia vào một trong các dự án phát triển GSU, sản phẩm và mô hình đã được giới thiệu tại MAKS-2021.
Trong cuộc phỏng vấn với Sputnik, Mikhail Shemet - Phó Giám đốc chương trình «Những động cơ hứa hẹn» tại công ty «UEC-Klimov», cho biết:
“Chúng tôi hiện đang phát triển một động cơ hybrid quy mô hoàn chỉnh với công suất 500 kW. Sản phẩm cơ sở là động cơ trục turbo GTE (trực thăng) VK-650V, do công ty chúng tôi phát triển. Kết cấu được thực hiện theo sơ đồ "tuần tự". Một máy phát tốc độ cao được lắp đặt trên "tuabin tự do" của GTE, là nguồn phát điện chính. Nguồn phụ là pin ắc quy. Cả hai nguồn cung cấp năng lượng cho hai động cơ điện công suất 250 kW mỗi chiếc. Động cơ điện truyền động quay các cánh quạt chính (trên trực thăng) hoặc cánh quạt kéo ngang (máy bay cánh bằng). Không có hộp số trong kết cấu, và đây là đặc thù của sản phẩm”.
Vì là động cơ hybrid, nó sẽ hoạt động khác nhau ở các chế độ bay khác nhau. Mikhail Shemet nói rõ thêm:
“Phần dài nhất trong chuyến bay — bay hành trình trên độ cao lớn - sẽ sử dụng hoàn toàn động cơ tuabin khí - máy phát điện. Và những khi cần đến "công suất cực đại" - khi cất cánh - sẽ được cung cấp từ cả động cơ tuabin khí và pin điện. Chạy trên mặt đất - chỉ dùng pin điện. Lực điện cũng sử dụng trong trường hợp khẩn cấp, nếu động cơ tuabin khí bị hỏng. Năng lực của chúng phải đủ để phi hành đoàn tìm được bãi đáp an toàn hoặc tiếp cận sân bay, hạ cánh mà không gây rủi ro cho phương tiện và hành khách”.
Phát triển, chế tạo một động cơ máy bay tốt không phải là việc nhanh chóng
Đối với câu hỏi của "Sputnik", bao lâu nữa chúng ta có thể nhìn thấy sự xuất hiện của động cơ nguyên mẫu để bắt đầu thử nghiệm và sản xuất hàng loạt, đại diện công ty "UEC-Klimov" Mikhail Shemet trả lời:
“Công việc nghiên cứu đã được tiến hành. Hiện đang phát triển tài liệu thiết kế, sẽ hoàn thành vào cuối năm nay. Động cơ mẫu được lắp ráp vào giữa năm 2022 và bắt đầu các thử nghiệm trung gian ở công suất thấp (150 kW) vào cuối năm. Các cuộc kiểm tra theo toàn bộ công suất được lên kế hoạch vào cuối năm 2023 - đầu năm 2024. Sau đó, sẽ bắt đầu công việc xây dựng nguyên mẫu. Việc ra mắt thiết bị hàng loạt loạt dự kiến vào năm 2029. Tức là công việc phát triển, lắp ráp và xây dựng công nghệ sản xuất được ttiến hành song song. Chỉ bằng cách này, từng bước một, mới có thể đưa ra thị trường một sản phẩm có tính cạnh tranh thực sự”.
Theo kỹ sư, động cơ Nga sẽ được ứng dụng trên trực thăng đa năng hạng nhẹ, máy bay liên khu vực và UAV hạng nhẹ. UEC-Klimov đã tiến hành một cuộc đối thoại về kỹ thuật với tất cả các nhà sản xuất máy bay. Đến năm 2024, sẽ trở nên rõ ràng việc động cơ điện hỗn hợp sẽ được chế tạo cho loại máy bay cụ thể nào.
