В зависимости от скорости двигатель может работать как турбовентиляторный, турбореактивный или прямоточный воздушно-реактивный двигатель.
Британская компания, специализирующаяся на электрических силовых агрегатах, недавно объединилась с американским стартапом в области сверхзвуковой аэрокосмической техники для создания нового гибридно-электрического двигателя, предназначенного для обеспечения доступных сверхзвуковых полетов на большие расстояния.
Для создания гибридно-электрической силовой установки DualityTM компания Helix, головной офис которой находится в Милтон-Кинсе, сотрудничала с калифорнийской компанией Astro Mechanica. Эта силовая установка с комбинированным циклом разработана для обеспечения эффективного сверхзвукового полёта на большой дальности со скоростью около 3 Махов по коммерчески выгодной цене.
В отличие от обычных реактивных двигателей, DualityTM объединяет сердечник турбогенератора с несколькими мощными электродвигателями и отделяет ступени компрессора и вентилятора от газовой турбины.
«Мы невероятно гордимся тем, что наши электродвигатели приводят в действие DualityTM, учитывая его потенциал изменить авиацию и аэрокосмическую отрасль», — заявил Дерек Джордану-Бейли, главный инженер аэрокосмической отрасли компании Helix.
Сверхзвуковой двигатель следующего поколения
Система DualityTM предназначена для повышения топливной эффективности, решая одну из самых острых экономических проблем в сверхзвуковых полетах, скорость которых превышает скорость звука и превышает 760 миль в час на уровне моря.
Прототип четвёртого поколения использует четыре электродвигателя SPX242-94 для привода двухступенчатого компрессора. Каждый весит всего 69 фунтов (31,3 кг), но при этом обеспечивает пиковую мощность до 400 киловатт (кВт) и крутящий момент 470 ньютон-метров (Нм).
Необычайно высокое соотношение мощности к массе позволяет движителю соответствовать экстремальным требованиям сверхзвукового воздушного потока. Двигатели способны непрерывно поддерживать мощность 300 кВт и крутящий момент 286 Н·м, обеспечивая стабильную тягу в широком диапазоне рабочих режимов.
«На протяжении десятилетий компания Helix работала на переднем крае технологий электрических силовых агрегатов и теперь является важнейшим фактором, способствующим электрификации многих высокотехнологичных секторов», — пояснил Дерек Джордану-Бейли.
Гибридно-электрическая архитектура позволяет переключаться между турбовентиляторным двигателем на дозвуковых скоростях, турбореактивным двигателем на низких сверхзвуковых скоростях и прямоточным воздушно-реактивным двигателем на сверхзвуковых скоростях. Эта гибкость помогает максимизировать эффективность в различных условиях полета, делая ее эффективной от взлета до скоростей выше 3 Маха.
Британская компания также разрабатывает специальные двигатели для пятого поколения двигательной установки Astro Mechanica. Они будут использоваться для питания турбогенератора в этом полномасштабном двигателе.
Сверхзвуковая реальность стала реальностью
Новые двигатели будут обеспечивать 900 кВт постоянной мощности как в генераторном, так и в пропульсивном режиме. В пиковом режиме они могут достигать 950 кВт при частоте вращения до 20 000 оборотов в минуту (об/мин).
Он также сможет развивать максимальный крутящий момент 575 ньютон-метров. По данным Helix, для обеспечения надёжной работы в экстремальных условиях была разработана новая система изоляции двигателя, специально предназначенная для работы на большой высоте.
Джордану-Бейли заявил, что двигатели Helix с радиальным потоком являются критически важной технологией для двигательной системы Astro Mechanica. Благодаря своей исключительной удельной мощности эти двигатели позволяют турбогенератору и движителю работать с эффективностью, необходимой для реализации инновационного потенциала двигателя DualityTM в авиации.
«Двигатель Astro Mechanica показывает, что наша непревзойденная плотность мощности способна полностью преобразить инженерию и экономику целых отраслей», — заключил Джордану-Бейли в пресс-релизе.
Используя передовую конструкцию планера, компания Astro Mechanica разрабатывает первый в мире сверхзвуковой самолёт, способный пересечь Тихий океан. Цель — сделать высокоскоростные и дальние полёты коммерчески выгодными.
Sourse: interestingengineering.com
