Что означает всу в самолете

Вспомогательная силовая установка самолета

Современные авиалайнеры оснащены многочисленными приборами, без которых воздушный транспорт не смог бы нормально функционировать. Далее в статье попробуем проанализировать что такое ВСУ в самолете и для чего анализируемый элемент предназначен.

Все о ВСУ

Принцип работы устройства объясняется так: агрегат предоставляет транспортным средствам дополнительную энергию, источником которой при стандартном оснащении является двигатель. Простыми словами можно сказать, что ВСУ не приводит технический транспорт в действие, а просто дополняет энергией транспортные средства. Установкой оснащают современные авиалайнеры и вертолеты, а также морской вид транспорта и наземную специализированную технику.

Однако наиболее востребована анализируемая установка именно в сфере авиации. Ведь чтобы наземные службы могли обслуживать технику, в первую очередь требуется электроэнергия, а также необходимый уровень давления в системах, предназначенных для кондиционирования и для активации работы двигателей авиалайнеров.

Не каждый аэровокзал в состоянии обеспечить воздушный транспорт всем необходимым, не имея для этого необходимого оснащения. При таких обстоятельствах решить возникшую проблему помогает именно силовой агрегат вспомогательного значения.

ВСУ воздушного транспорта

ВСУ в самолете – это небольшой двигатель (как турбовальный, так и газотурбинный). Он оснащен турбиной, которая вырабатывает полезную энергию, что в свою очередь активирует действие всех необходимых для работы полезных агрегатов, предоставляющих летательному аппарату дополнительную электроэнергию.

Вспомогательная силовая установка самолета оснащена еще одной довольно важной функцией. Если во время полета выйдет из строя один из самых важных элементов, к примеру, генератор, установка поможет запустить его в особом режиме, включающемся при аварийной ситуации, и будет перенаправлять на борт дополнительную электроэнергию до тех пор, пока воздушный транспорт не приземлится в аэропорту. Более того, при чрезвычайных ситуациях именно ВСУ поможет запустить основной двигатель, даже если самолет будет находиться в воздушном пространстве.

К примеру, вспомогательная силовая установка самолета ТА-6А, установленная на модели Ту-154, запускает в действие генератор, предоставляющий летательной технике электроэнергию через гидронасос. Также отобранный воздух из вспомогательного агрегата используется для следующих операций:

Практически на всех современных двигателях имеется ВСУ установленная возле турбостартера.Такое расположение выбрано обоснованно, ведь турбостартер связан с генераторам и гидронасосом через специальную приводную коробку. Поэтому ВСУ при активации помогает активировать работу рассматриваемых систем, причем даже в том случае, если воздушный транспорт находится на стоянке.

ВСУ вблизи турбостартера устанавливается на всех моделях Су-34, которые были выпущены после 2011 года, а также на МИГе-29 с двигателем РД-33.

Чаще всего ВСУ устанавливают в хвосте современных авиалайнеров. После окончания монтажных работ на корпусе отчетливо остаются видны незначительные по размеру отверстия, в которые входит поток воздуха и выходит газ. На транспортных воздушных средствах силовая вспомогательная установка может быть размещена на основной стойке шасси, вблизи гондолы.

Активировав работу вспомогательного силового элемента, удается поддержать функциональность всех систем авиалайнера, даже при выключенном двигателе. Воздушный транспорт, оснащенный рассматриваемым агрегатом, намного проще приземляется в недостаточно оборудованном аэровокзале. Например, если ВПП недостаточно освещается.

Вспомогательная силовая установка самолета в значительной степени повышает автономность воздушного транспорта и помогает обслуживать летательные аппараты наземным службам с минимальными затратами.

Как ранее уже было отмечено, ВСУ устанавливается не только на летательных аппаратах, но и на наземных специализированных средствах. К примеру, незначительный по размеру агрегат устанавливается на самоходной зенитной установке, для обеспечения непрерывного доступа электроэнергии к важным специальным системам.

Проанализировав принцип работы ВСУ, можно прийти к такому выводу: вспомогательная силовая установка используется не только в авиации и не рассматривается исключительно в качестве турбовального двигателя. Ведь агрегат может быть как паровым, так и дизельным или бензиновым. Устанавливается агрегат на различных специализированных транспортных средствах и даже на паровозах, но эта тема уже иной статьи, не связанной с авиацией.

Узнать немного больше о вспомогательной силовой установке вы можете из демонстрационного видео на примере ВСУ 120. Приятного просмотра!

Источник

Вспомогательная силовая установка

Вспомогательная силовая установка (ВСУ) — вспомогательный источник энергии на транспортном средстве, не предназначенный для приведения средства в движение. Во многих случаях назначением ВСУ является запуск основного двигателя, а также обеспечение средства энергией на стоянках. Различные виды ВСУ устанавливаются на самолёты, а также на некоторые большие наземные и морские транспорты.

Содержание

Самолеты

ВСУ самолета обычно представляет собой относительно небольшой газотурбинный двигатель, используемый для выработки электричества, создания давления в гидравлической системе и кондиционирования воздуха во время нахождения самолета на земле, запуска основных двигателей, обычно с помощью сжатого воздуха, отбираемого от компрессора ВСУ. Иногда применяется электрический запуск, в этом случае генератор ВСУ работает в форсированном режиме — так, например, действует турбоагрегат ТГ-16, установленный на самолетах Ан-12, Ил-18. Непосредственно сама установка запускается, как правило, с помощью электростартера. В более современном варианте в качестве ВСУ используется турбостартер на двигателе, который в режиме ВСУ работает на коробку приводов (на которой расположены генераторы и гидронасосы). Примером может служить разработанный ОАО «Климов» агрегат ГТДЭ-117 (газотурбинный двигатель энергоузел) силовой установки самолета МиГ-29 в составе двигателей РД-33 и КСА-2 и ГТДЭ-117-1 двигателя АЛ-31Ф самолёта Су-27.

Первым лайнером, использующим газотурбинный двигатель в качестве ВСУ, был Boeing 727 в 1963 году.

ВСУ позволяет поддерживать работоспособность самолётных систем и оборудования при выключенных двигателях в слабо оснащённых или необорудованных аэропортах, что резко повышает автономность и позволяет выполнять техническое обслуживание самолёта с минимальным привлечением аэродромных служб.

В современных реактивных самолетах ВСУ обычно располагается в хвостовой части. У большинства современных самолетов можно увидеть сопло ВСУ, выходящее из хвоста.

ВСУ самолёта Airbus (320 серии)

Панель управления ВСУ ТА-6 на Ту-144

ТА-6А — ВСУ Ту-154Б-2, вид со стороны турбины

ТА-6А — вид спереди, со стороны агрегатов

Хвост Ту-134 с открытой створкой забора воздуха ВСУ ТА-8 (под РН)

Турбоагрегат АИ-9 — запуск двигателей Як-40, Ми-8, Ка-50

Бронетехника

ВСУ используется на некоторых танках для выработки электроэнергии во время стоянок без значительных затрат топлива и демаскирующего теплового излучения, связанных с работой основного двигателя. Примером может служить танк М1 «Абрамс». Из советских/российских танков вспомогательной силовой установкой оснащены модернизированные Т-72, Т-80, Т-90.

Также газотурбинными ВСУ оснащаются некоторые боевые и специальные машины, например, ЗСУ-23-4 «Ши́лка».

«Буран»

В связи с тем, что космический корабль «Буран» после схода с орбиты совершает «безмоторный» планирующий полет, для работы органов аэродинамического управления требуется самостоятельный источник энергии, создающий давление в магистралях гидросистемы, функции которого в обычных самолетах выполняет коробка отбора мощностей в составе выносных агрегатов турбореактивного двигателя. Для орбитального корабля таким источником первичной энергии стала ВСУ, осуществляющая привод насосов гидравлической системы, обеспечивающих заданное давление рабочей жидкости в рулевых системах аэродинамических органов управления, в тормозной системе и системе выпуска шасси. Для обеспечения надежности на корабле установлены три автономные ВСУ в каждом из трех каналов гидросистемы, гарантирующие работу органов управления даже в случае отказа двух каналов из трех. [1]

На судах, не относящихся к категории маломерных, обычно используют отдельные дизель-генераторы, вырабатывающие трёхфазный ток 50 или 60 Гц, что позволяет использовать стандартное промышленное электрооборудование (например, стандартные асинхронные электродвигатели). На некоторых речных судах, например «Ярославец» используется бортовая сеть постоянного тока с напряжением 28В и дизель-генератор, вырабатывающий такое напряжение.

Локомотивы

На газотурбовозах (например, советских Г1 и ГП1) вспомогательная силовая установка применяется для запуска основного двигателя, производства манёвров и движения одиночного локомотива (это объясняется тем, что газотурбинный двигатель, в отличие от дизеля, при малой нагрузке резко снижает свой КПД).

На паровозах вспомогательные паровые машины или турбины, получающие пар от основного или вспомогательного котла, обеспечивают работу электрического генератора и воздушного компрессора.

Автомобили

При установке на автомобиле специального оборудования, требующего электрического питания при неработающем двигателе в качестве вспомогательных силовых установок используют, обычно, широко распространенные электроагрегаты (например, на военных автомобилях СССР использовались агрегаты серии «АБ»). Причем, на ряде спецмашин, выполненных на базе ЗИЛ-157 и имеющих в своем составе агрегат АБ, с его помощью был возможен запуск основного двигателя автомобиля с использованием специального селенового выпрямителя.

Источник

ВСУ в современных самолетах: принцип работы

Вспомогательная силовая установка или ВСУ в самолете — это устройство для снабжения энергией данного воздушного ТС. В качестве источника здесь выступают один или несколько моторов. Впервые авиалайнер, оборудованный турбинно-газовым движком с системой ВСУ, сконструировали в 1963 (Boeing 727). Он курсировал по маленьким аэропортам без потребности в наземном оборудовании.

Назначение

ВСУ применяются в самой разной технике (например, используются в самоходной «зенитке» ЗСУ-23-4). То есть развитие технологии связано не только с самолетостроением, но и с производством таких транспортных средств, как танки, машины военного назначения, паровозы и пр. Однако наибольшее распространение установки получили именно в авиастроении (на лайнерах и вертолетах). Причем чаще всего их ставят в воздушных ТС пассажирских и транспортных типов.

Кроме поддержки главных двигателей, ВСУ также используют для вырабатывания электричества во время наземных работ, для поддержания нужного уровня давления гидросистем, а также для кондиционеров. Ведь не каждое аэродромное техобслуживание обладает нужным для этого оборудованием.

Компрессоры ВСУ применяют и при воздушном снабжении рабочих механизмов в процессе стоянки — когда пассажиры занимают места в салоне, в авиалайнере уже включен свет и работают кондиционеры. На стоянке дополнительная силовая машина может работать как турбостартер, приводящий в действие гидронасосы и генераторные составляющие. Такая схема присуща самолетам СУ-27, оборудованным движками АЛ-31Ф, либо для МИГ-29, с установленными РД-33.

То есть главные задачи ВСУ:

Запуск двигателей

Мощности СУ используют при пуске двигателей. На новых самолетах ВСУ работает в качестве газотурбинных мини-двигателей, их еще называют турбовальными. При этом незадействованная турбина такого механизма функционирует для поддержания всех доступных устройств лайнера. Нужно сказать, что типы моторов могут различаться по способу функционирования — от турбовальных, дизельных и бензиновых до паровых агрегатов.

Для пуска с помощью СУ, мощности направляются на раскручивание ротора. От ВСУ к движку тянутся воздуховоды (с внешней стороны лайнера видны специальные люки для движения воздуха). Пилот при пуске отключает ВСУ от кондиционеров в салоне и направляет воздух к мотору. В результате воздушные массы стимулируют раскрутку турбин до требуемых оборотов, после чего поджигается смесь камеры сгорания, и движок запускается.

Альтернативный вариант: пуск главного мотора напрямую от генератора СУ. Генератор при этом функционирует в форсированных режимах. Таким способом запускается авиалайнер ИЛ-18 или, например, АН-12.

Функция подстраховки

ВСУ в самолете используют в качестве альтернативного источника энергии для наиболее важных систем, а значит, для большей безопасности пассажиров. Если во время полета выходят из строя генераторы либо другие энергетические агрегаты, ВСУ запускается в аварийном режиме: борт снабжается энергией вплоть до посадки самолета.

Устройство

ВСУ оборудована специальным генератором и компрессором — первый питает электрическую составляющую самолета, второй применяется для пуска движков и для работы кондиционеров. В левой нижней части расположен воздухозаборник, отверстие которого при отключении прикрывается специальной створкой. Справа выведена насадка для дренажа. Если происходит утечка топливных либо масляных жидкостей, лишняя консистенция сливается через насадку. Вверху и правее расположено отверстие выхода охлаждающего воздуха для воздушно-масляных радиаторов. Включается ВСУ при помощи электрического стартера.

Агрегат установлен в стальном огнеупорном корпусе — для защиты лайнера в случае возгорания. На новых машинах ВСУ находится в хвостовом отсеке. Если же это воздушное средство транспортного типа — в корпусе главной стойки шасси. Рассмотрим полный перечень мест, где может располагаться ВСУ:

В таблице указаны характеристики СУ отечественного производства.

Схема двигателя включает тип и количество ступенек компрессора и турбин; о — осевое, ц — центробежное.

Недостатки

Иногда давления для раскрутки турбин не хватает. Обычно все дело в следующем:

Для предотвращения возможных проблем, в крупных аэропортах предусмотрены наземные мобильные системы. Такие установки воздушного запуска (УВЗ) используют после двух-трех неудачных попыток пуска стандартными средствами. Экипаж сообщает о проблеме наземным службам, подъезжает УВЗ, и ее подключают к самолету через специальный воздушный тракт. После удачной попытки пуска, УВЗ отсоединяют, и следующий двигатель запускается уже от работающего мотора.

Источник

Вспомогательная силовая установка самолета

Под крылом или в хвосте? Оптимальное место для двигателей

Абсолютное большинство современных самолетов имеют двигатели, расположенные под крылом. Какие преимущества и недостатки несет за собой такая компоновка?

1. Вес двигателей создает на крыле изгибающий момент, противоположный изгибающему моменту, создаваемому подъемной силой — т.е. крыло разгружается от изгибающего момента, и можно сделать его силовой набор более легким.

2. Топливо по той же причине перевозится в кессон-баках крыла, и если двигатели расположены под крылом — можно чуть-чуть снизить вес коммуникаций топливной системы. Именно чуть-чуть, потому что киль самолета тоже обычно используется как балансировочный топливный бак, и топливные магистрали идут и в хвост независимо от расположения маршевых двигателей, да и ВСУ тоже располагается в хвосте.

3. Если двигатели располагаются под крылом, хвостовая часть может быть более легкой, тем более что не надо делать хвостовой оперение Т-образным.

Таким образом, компоновка с двигателями под крылом является в весовом отношении более совершенной, а значит — можно экономить керосин и делать себестоимость перевозок ниже.

Но есть у нее некоторые негативные нюансы — куда без них.

1) Отказ двигателя приводит к более существенному разворачивающему моменту, чем в схеме с двигателями в хвосте, потому что работающий двигатель получится дальше вынесенным от продольной оси самолета.

2) Увеличение тяги двигателя приводит к возникновении значительного кабрирующего момента (т.е. поднимающего нос), т.к. двигатели располагаются ниже центра тяжести, что требует перебалансировки самолета. Двигатели в хвосте располагаются почти по оси центра тяжести, и изменение их тяги не меняет балансировку самолета.

3) С некоторыми оговорками, но чем выше двигатель расположен, тем меньше вероятность попадания камней с полосы. Впрочем, при взлете с нормальной современной полосы это не является очень существенным.

4) «Чистое» (без двигателей) крыло обещает большее аэродинамическое качество для самолета с двигателями в хвосте (что, впрочем, не компенсирует весовое несовершенство).

Здравствуйте!

Выходной патрубок ВСУ самолета А380.

Сегодня совсем небольшая статья об агрегате отнюдь не маленького значения. Вспомогательная силовая установка (ВСУ). О ней я за короткий срок уже дважды упоминал на страницах своего сайта. Но она заслуживает того, чтобы ей была посвящена отдельная, пусть и короткая статья.

Дело в том, что вспомогательная силовая установка — агрегат достаточно важный и довольно широко применяемый сегодня на транспорте. Суть его в том, что он снабжает то или иное транспортное средство необходимой энергией, источником которой в обычном режиме выступает основная силовая установка, то есть попросту двигатель (или двигатели).

Наиболее широкое распространение ВСУ получили в авиации. Особенно это актуально для пассажирских самолетов и самолетов транспортной авиации. Для их наземного обслуживания необходима электроэнергия, часто требуется давление в гидросистемах и системах кондиционирования.

Да и для запуска основных двигателей тоже нужна энергия. Далеко не всегда все это можно получить с помощью средств наземного обеспечения, ведь не все аэродромы и аэропорты одинаково развиты в этом плане.

Вот тут-то положение и спасает вспомогательная силовая установка.

ВСУ ТА-6Р для ТУ-154Б-2 и ИЛ-76.

На современных самолетах ВСУ – это миниатюрный газотурбинный двигатель. Или по другому турбовальный. На этом двигателе свободная турбина работает «на благо» :-). Вся полезная энергия, срабатываемая на ней, уходит на приведение в действие

полезных агрегатов (впрочем, как и на любом турбовальном двигателе :-)). Чаще всего это бывают генераторы, снабжающие летательный аппарат электроэнергией, могут быть гидронасосы в гидравлической системе. Кроме того воздух, который отбирается от компрессора ВСУ может использоваться для работы системы кондиционирования на стоянке, либо для раскрутки ротора основного двигателя при его запуске.

Транспортный самолет С-160 Transall.

ВСУ самолета С-160 в мотогондоле шасси.

Может также осуществляться и электрический запуск основного двигателя от генератора вспомогательной силовой установки. В этом случае этот генератор работает в особом форсированном режиме. Так, например, происходит запуск на самолетах АН-12 и ИЛ-18

В статье о турбовальном двигателе я упомянул о его применении в качестве турбостартера для за пуска основного двигателя. Так вот на современных движках у турбостартера появилась функция ВСУ. Турбостартер через коробку приводов агрегатов связан с гидронасосами и генераторами и может на стоянке приводить их в действие. Это характерно для самолетов МИГ-29 с двигателями РД-33 и для самолетов СУ-27 с двигателями АЛ-31Ф.

ВСУ в хвостовой части А380.

Кроме того на современных лайнерах у ВСУ есть еще одна очень серьезная функция. В случае выхода из строя в полете важных энергоагрегатов (например генераторов), она может быть запущена в аварийном режиме и будет снабжать борт необходимой энергией до самой посадки. На мой взгляд – это отличная функция, крайне важная для безопасности полетов.

ВСУ в хвосте самолета ТУ-134.

ВСУ самолета Боинг- 737.

Вспомогательная силовая установка на современных лайнерах обычно устанавливается в хвостовой части. При этом достаточно хорошо видны специальные отверстия или лючки для входящего воздуха и выходящих газов. На транспортных самолетах ВСУ часто размещается в гондоле для основной стойки шасси.

Интересно, что ВСУ, как газотурбинный двигатель может устанавливаться не только на летательные аппараты. Например, на известной советской зенитной самоходной установке ЗСУ-23-4 «Ши́лка» установлен небольшой ГТД для обеспечения работы спецсистем электрооборудования.

Зенитная самоходная установка ЗСУ-23-4 «Ши́лка».

А вообще вспомогательная силовая установка – это необязательно авиация и необязательно турбовальный двигатель. Это вполне может быть дизельный, бензиновый или даже паровой агрегат и применяться он может на различных транспортных средствах от танков и специальных военных машин до паровозов и газотурбовозов. Однако это уже совсем не авиационная тема :-)…

До следующих встреч…

Как это устроено

Двигатели действительно играют в управлении воздушными судами очень важную роль. Кроме того, что они поднимают самолет с земли, заставляют двигаться с огромной скоростью в воздухе, они еще и обеспечивают слаженную работу всех систем самолета.

Речь будет идти об устройстве пассажирских лайнеров

У них в двигателях находятся системы подачи электричества – это важно и для работы бортовых компьютеров, и для обеспечения функций всех систем судна в полете. А еще насосы гидравлики – они тоже находятся в двигателях

Без них и шасси не уберется, и подкрылки не поднимутся.

Становится еще страшнее – получается, что от двигателей зависит все. Но самолет – это очень продуманная конструкция. Поэтому, если не будут работать генераторы – сработают запасные аккумуляторы. Есть системы, которые страхуют гидравлику. И есть запасная турбина.

Почему двигатели могут отказать?

Устройство

ВСУ оборудована специальным генератором и компрессором — первый питает электрическую составляющую самолета, второй применяется для пуска движков и для работы кондиционеров. В левой нижней части расположен воздухозаборник, отверстие которого при отключении прикрывается специальной створкой. Справа выведена насадка для дренажа. Если происходит утечка топливных либо масляных жидкостей, лишняя консистенция сливается через насадку. Вверху и правее расположено отверстие выхода охлаждающего воздуха для воздушно-масляных радиаторов. Включается ВСУ при помощи электрического стартера.

Агрегат установлен в стальном огнеупорном корпусе — для защиты лайнера в случае возгорания. На новых машинах ВСУ находится в хвостовом отсеке. Если же это воздушное средство транспортного типа — в корпусе главной стойки шасси. Рассмотрим полный перечень мест, где может располагаться ВСУ:

В таблице указаны характеристики СУ отечественного производства.

Схема двигателя включает тип и количество ступенек компрессора и турбин; о — осевое, ц — центробежное.

Силовая установка¶

Силовая установка вертолета состоит из двух турбовальных двигателей ТВ3-
117ВМ со свободными турбинами, установленных над потолком центральной
части фюзеляжа впереди главного редуктора.

Рис. 4.1. Силовая установка вертолета

Двигатели расположены симметрично относительно продольной оси вертолета
на расстоянии 600 мм друг от друга с наклоном вперед вниз под углом 4°30′ к
строительной горизонтали фюзеляжа. Задние выводные валы двигателей
подключаются к одному главному редуктору вертолета, который суммирует
мощности, и передает их потребителям.

Спаренная установка двух двигателей повышает безопасность эксплуатации
вертолета. При выходе из строя одного двигателя, второй обеспечивает
возможность продолжения полёта.

Рис. 4.2. Схема расположения агрегатов силовой установки (вид сбоку):

Основные ТТХ двигателя

Направление вращения роторов: левое

Сухая масса двигателя 285(+5,7) кг

Диапазон температур наружного воздуха при которых обеспечивается запуск

Время выхода на режим малого газа с момента нажатия на кнопку запуска не более 60 сек

Режимы и мощности двигателя

Макс. темп.
Температура
газов перед Частота
Мощность на °С
турбиной вращения
Режим выходном валу, Высота (м) (при
компрессора ротора ТК
кВт (л.с.) стандартных
по макс, %
условиях)
прибору,°С.

Чрезвычайный режим работы двигателя включается только при отказе другого
двигателя (т.е. никакими действиями экипажа для двух исправных двигателей его установить
невозможно). См. также Ограничения по двигателям и редукторам

Кто создает и тестирует электросамолеты сегодня

Разработчики по всему миру, включая Россию, работают над созданием электросамолетов. Мы собрали примеры нескольких успешных проектов.

Стартап Kitty Hawk — персональный электросамолет

В 2017 году стартап Kitty Hawk, в который инвестирует сооснователь Google Ларри Пейдж, показал прототип первого персонального электросамолета Heaviside. Одноместный аппарат может вертикально взлетать и садиться, причем для этого ему достаточно площадки размером примерно 10х10 м.

Heaviside может преодолеть на одном заряде батареи до 160 км — примерно как от Москвы до Твери

Pipistrel — двухместный электросамолет

Компания Pipistrel представила двухместный электрический самолет Velis Electro, который прошел сертификацию Европейского агентства авиационной безопасности EASA. Аппарат получает энергию от двух аккумуляторов, развивает скорость до 181 км/ч и может находиться в воздухе до 50 мин.

Pipistrel уже запустила серийное производство Velis Electro: сертификат типа EASA позволяет эксплуатировать самолет в коммерческих целях

MagniX и AeroTEC — самый крупный коммерческий самолет

В 2020 году компании MagniX и AeroTEC испытали самый большой коммерческий самолет Cessna Caravan 208B с электрическим двигателем. По словам исполнительного директора Роя Ганзарски, самолет может перевозить 4–5 пассажиров на расстояние до 160 км.

Разработчики рассчитывают, что когда электродвигатель Cessna Caravan 208B пройдет сертификацию, самолет сможет выполнять рейсы с полной загрузкой из девяти пассажиров

Siemens — электросамолет с максимальной скоростью

Компания Siemens запустила самолет Extra 330LE с электродвигателем на аккумуляторных батареях. Аппарат побил рекорд среди аналогов: во время полета в 2017 году он достиг максимальной скорости 340 км/ч.

Siemens планируют использовать разработки Extra 330LE для производства (в партнерстве с компанией Airbus) региональных авиалайнеров, работающих на гибридных двигательных установках

ЦИАМ — первый пилотируемый российский электросамолет

На международной авиационной выставке МАКС-2021 Центральный институт авиационного моторостроения имени Баранова (ЦИАМ) представил первый полностью электрический пилотируемый российский самолет «Сигма-4». Он развивает максимальную скорость до 100 км/ч и рассчитан на полеты дальностью 100 км — это примерная протяженность МКАД.

Электродвигатель «Сигма-4» питается от аккумуляторных литий-ионных батарей. По словам главы ЦИАМ Михаила Гордина, летные испытания самолета запланированы на вторую половину 2021 года

ЦИАМ — летающая лаборатория с уникальной гибридной силовой установкой

На МАКС-2021 ЦИАМ также представил летающую лабораторию Як-40ЛЛ. В носовой части аппарата установлен воздушный винт, который приводится в движение электродвигателем. А электроэнергию он получает от генератора, который вращается двигателем внутреннего сгорания.

Незаметные истребители и универсальные скафандры: новинки МАКС-2021

Электродвигатель создан по уникальной технологии — на высокотемпературных сверхпроводниках (ВТСП). При определенной температуре ВТСП проводят электрический ток без сопротивления и потери энергии

Это позволит увеличивать КПД двигателей: наращивать мощность и при этом снижать их массу и габариты, что важно при строительстве самолетов. Разработку двигателя проводили в рамках совместного проекта Фонда перспективных исследований и ЗАО «СуперОкс»

Во время выставки МАКС-2021 летающая лаборатория совершила первый полет, в процессе которого был включен электродвигатель.

Ученые надеются, что к 2030 году технологии позволят создать региональный самолет на гибридной схеме, как у Як-40ЛЛ

(Фото: НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского»)

Турбовинтовые двигатели: почему их больше не ставят на хвост самолета

Если сравнить пассажирские лайнеры второй половины XX века с современными, то самые внимательные товарищи заметят, что у старых самолётов куда чаще можно наблюдать парочку двигателей в хвостовой части машины. При этом в современной авиации данный метод компоновки не применяется. В чем же причина такого решения инженеров и конструкторов?

Почему турбовинтовые двигатели перестали ставить на хвост самолета? Строго говоря их не перестали ставить, а вообще никогда не ставили. Двигатели, которые устанавливают на пассажирские лайнеры в хвостовую часть, правильно называются турбовентиляторные. Турбовинтовые двигатели же ставились всегда только под крылья.

Авиационная промышленность Украины имеет в своем составе следующие предприятия:

Посмотреть все военные самолеты и вертолеты Украиныу тут.

Самым легендарным творением отечественного самолетостроения считается продукт АНТК – Ан-225 «Мрия». Это транспортник, обладающий сверхбольшой грузоподъемностью. Его спроектировали и построили в период с 1984 по 1988 год. За свои способности и собственную величину «Мрия» относится к уникальным самолетам.

Его создание подразумевало решение сложных задач, связанных с перевозкой грузов широкого назначения с общим весом до 250 тонн. Ан-225 способен перевезти до 200 т в беспосадочном режиме внутри континента и 150 т между континентами. Самолет считается базой для проектирования авиационно-космических систем. Грузовая кабина вмещает внутри себя 16 десятитонных УАК-10, три самолета «Боинг» со снятыми крыльями, 50 легковых автомобилей.

Недостатки

Иногда давления для раскрутки турбин не хватает. Обычно все дело в следующем:

Для предотвращения возможных проблем, в крупных аэропортах предусмотрены наземные мобильные системы. Такие установки воздушного запуска (УВЗ) используют после двух-трех неудачных попыток пуска стандартными средствами. Экипаж сообщает о проблеме наземным службам, подъезжает УВЗ, и ее подключают к самолету через специальный воздушный тракт. После удачной попытки пуска, УВЗ отсоединяют, и следующий двигатель запускается уже от работающего мотора.

Как устроен самолет

Вот как называются части самолета:

Это несущая часть воздушного судна. Его главное назначение — образование аэродинамических сил, а второстепенное — установочное. Он служит основой, на которую устанавливают все остальные части.

Фюзеляж

Если говорить о частях самолета и их названиях, то фюзеляж — одна из самых важных его составляющих. Само название происходит от французского слова “fuseau”, которое переводится, как “веретено”.

Планер можно назвать “скелетом” самолета, а фюзеляж — его “телом”. Именно он связывает крылья, хвост и шасси. Здесь размещается экипаж лайнера и все оборудование.

Он состоит из продольных и поперечных элементов и обшивки.

Крылья

Как устроено крыло самолета? Оно собирается из нескольких частей: левая или правая полуплоскости (консоли) и центроплан. Консоли включают наплыв крыла и законцовки. Последние могут быть разными у отдельных видов пассажирских лайнеров. Есть винглеты и шарклеты.

На крыло устанавливают меньшие консоли для улучшения их работы. Это элероны, закрылки, предкрылки и т.д. Внутри крыльев расположены топливные баки.

На работу крыла влияет его геометрическая конструкция — площадь, размах, угол, направление стреловидности.

Хвостовое оперение

Оно располагается в хвостовой или носовой части фюзеляжа. Так называют целую совокупность аэродинамических поверхностей, которые помогают пассажирскому лайнеру надежно держаться в воздухе. Они разделяются на горизонтальные и вертикальные.

К вертикальным относят киль или два киля. Он обеспечивает путевую устойчивость воздушного судна, по оси движения. К горизонтальным — стабилизатор. Он отвечает за продольную устойчивость самолета.

Шасси

Это те самые устройства, которые помогают самолету взлетать или садиться, рулить по взлетно-посадочной полосе. Это несколько стоек, которые оборудованы колесами.

Вес пассажирского лайнера напрямую влияет на конфигурацию шасси. Чаще всего используется следующая: одна передняя стойка и две основных. У Аэробуса А320 именно так располагаются шасси. У воздушных судов семейства Боинг 747 — на две стойки больше.

В колесные тележки входит разное количество пар колес. Так у Аэробуса А320 — по одной паре, а у Ан-225 — по семь.

Во время полета шасси убираются в отсек. Когда самолет взлетает или садиться. Они поворачиваются за счет привода к передней стойке шасси или дифференциальной работы двигателей.

Двигатели

Говоря о том, как устроен самолет и как он летает, нельзя забывать о такой важной части самолета, как двигатели. Они работают по принципу реактивной тяги

Они могут быть турбореактивными или турбовинтовыми.

Их крепят к крылу самолета или его фюзеляжу. В последнем случае его помещают в специальную гондолу и используют для крепления пилон. Через него подходят к двигателям топливные трубку и приводы.

У самолета обычно по два двигателя.

Количество двигателей различается в зависимости от модели самолета. О двигателях более подробно написано в этой статье.

Авионика

Это все те системы, которые обеспечивают бесперебойную работу самолета в любых погодных условиях и при большинстве технических неисправностях.

Сюда относят автопилот, противообледенительная система, система бортового электроснабжения и т.д.

Назначение

ВСУ применяются в самой разной технике (например, используются в самоходной «зенитке» ЗСУ-23-4). То есть развитие технологии связано не только с самолетостроением, но и с производством таких транспортных средств, как танки, машины военного назначения, паровозы и пр. Однако наибольшее распространение установки получили именно в авиастроении (на лайнерах и вертолетах). Причем чаще всего их ставят в воздушных ТС пассажирских и транспортных типов.

Кроме поддержки главных двигателей, ВСУ также используют для вырабатывания электричества во время наземных работ, для поддержания нужного уровня давления гидросистем, а также для кондиционеров. Ведь не каждое аэродромное техобслуживание обладает нужным для этого оборудованием.

Компрессоры ВСУ применяют и при воздушном снабжении рабочих механизмов в процессе стоянки — когда пассажиры занимают места в салоне, в авиалайнере уже включен свет и работают кондиционеры. На стоянке дополнительная силовая машина может работать как турбостартер, приводящий в действие гидронасосы и генераторные составляющие. Такая схема присуща самолетам СУ-27, оборудованным движками АЛ-31Ф, либо для МИГ-29, с установленными РД-33.

То есть главные задачи ВСУ:

Запуск двигателей

Мощности СУ используют при пуске двигателей. На новых самолетах ВСУ работает в качестве газотурбинных мини-двигателей, их еще называют турбовальными. При этом незадействованная турбина такого механизма функционирует для поддержания всех доступных устройств лайнера. Нужно сказать, что типы моторов могут различаться по способу функционирования — от турбовальных, дизельных и бензиновых до паровых агрегатов.

Для пуска с помощью СУ, мощности направляются на раскручивание ротора. От ВСУ к движку тянутся воздуховоды (с внешней стороны лайнера видны специальные люки для движения воздуха). Пилот при пуске отключает ВСУ от кондиционеров в салоне и направляет воздух к мотору. В результате воздушные массы стимулируют раскрутку турбин до требуемых оборотов, после чего поджигается смесь камеры сгорания, и движок запускается.

Функция подстраховки

ВСУ в самолете используют в качестве альтернативного источника энергии для наиболее важных систем, а значит, для большей безопасности пассажиров. Если во время полета выходят из строя генераторы либо другие энергетические агрегаты, ВСУ запускается в аварийном режиме: борт снабжается энергией вплоть до посадки самолета.

Работа двигателя ТА-6А

Во время работы вспомогательной силовой установки атмосферный воздух будет всасываться при помощи компрессора через сетку и радиально-круговой вход. В компрессоре имеется три ступени, после прохождения которых воздух сжимается и подается в кожух газосборника. Отсюда основная масса отобранного вещества поступает в камеру сгорания. Оставшаяся часть может перепускаться в улитку выхлопного патрубка и через выхлопной патрубок выводиться обратно в атмосферу, а может и поставляться потребителю.

Стоит отметить, что воздух, который поставляется в камеру сгорания, разделяется на два потока — первичный и вторичный. Что касается первичного потока, то он поступает в зону горения через испарительные трубки, а также отверстия в головке жаровой трубы. Через эти же испарительные трубки подается также и топливо из пускового коллектора.

Второстепенный поток следует через определенное количество отверстий. После их прохождения он попадает в тот же отсек, что и вещество с первого потока. В этой емкости происходит смешение этих потоков с газом, что позволяет добиться нужного температурного режима всего газового потока, входящего непосредственно в турбину. Стоит также отметить, что в стенках камеры имеются щели. Через них небольшое количество воздуха проходит внутрь и используется там для того, чтобы охлаждать стенки камеры.

Крыло

Крыло — это собственно тот элемент конструкции, который помогает самолету взлететь. Сила, поднимающая самолет в воздух, образуется за счет разности давлений на нижнюю и верхнюю поверхности его крыла. А эта разность возникает из-за того, что длина верхнего профиля крыла больше, чем длина нижнего, и за равный промежуток времени верхнему потоку приходится преодолевать большее расстояние, чем нижнему. Верхний поток как бы «растягивается», становиться разреженным, и плотность его уменьшается. При уменьшении плотности верхнего потока уменьшается и сила, давящая на верхнюю часть крыла. Сила же, давящая на нижнюю часть крыла, по-прежнему остается большой, поэтому крыло как бы выталкивает вверх. Сила, возникающая за счет разности сил, давящих на нижнюю и верхнюю часть крыла, называется подъемной силой.

Схема распределения воздушных потоков по профилю крыла: 1 — угол атаки; 2 — направление воздушного потока; 3 — хорда крыла; 4 — профиль крыла

Величина этой силы зависит от очень многих факторов, начиная от площади крыла и заканчивая его профилем. Линия, которая соединяет две точки крыла, находящиеся на наибольшем удалении друг от друга, называется хордой крыла. Хорда крыла образует с потоком воздушных частиц, направленных навстречу крылу, особый угол — угол атаки. Его величина в значительной степени влияет на подъемную силу. Чем она больше, тем выше подъемная сила.

Крыло самолета может быть прямым, стреловидным, треугольным, трапециевидным, эллиптическим, с обратной стреловидностью и т. д. Каждое из них имеет свои достоинства и недостатки. Так, прямое крыло характеризуется высоким коэффициентом подъемной силы, но оно непригодно для сверхзвуковых скоростей из-за сильного лобового сопротивления потокам воздуха, а треугольное, отличаясь пониженным лобовым сопротивлением, имеет невысокую несущую способность.

Разновидности крыла самолета: а — прямое; б — стреловидное; в — с наплывом; г — сверхкритическое; д — треугольное; е — трапециевидное; ж — эллиптическое; з — с обратной стреловидностью

Источник