Ќа главную
–Э–Ю–Т–Ю–Х –Т –†–Р–Ч–Ф–Х–Ы–Х –§–Ю–Ґ–Ю–У–†–Р–§–Ш–Ш:
–§–Ю–Ґ–Ю–У–†–Р–§–Ш–Ш –°–Р–Ь–Ю–Ы–Х–Ґ–Р –Ґ—Г-70>>>
Ќа главную
Ќовости»нформаци€ћедиагалере€—сылкиѕользователю

"“ќѕЋ»¬ќ ƒЋя Ћ≈“ј“≈Ћ№Ќџ’ јѕѕј–ј“ќ¬ XXI ¬≈ ј" ¬.јндреев, ¬.—олозобов "Ќаука и жизнь" є03 2001г.
¬ерси€ дл€ печати ¬ерси€ дл€ печати

“ќѕЋ»¬ќ ƒЋя Ћ≈“ј“≈Ћ№Ќџ’ јѕѕј–ј“ќ¬ XXI ¬≈ ј

¬ канун третьего тыс€челети€ вновь заговорили о криогенной авиационной технике. ¬озможности ее должны намного превзойти характеристики сегодн€шних самолетов, летающих на нефт€ном топливе.  акие перспективы открывает перевод гражданских самолетов с авиационного керосина на криогенное топливо?  ак обсто€т дела в этой области в –оссии? — какими трудност€ми сталкиваютс€ проектировщики криогенных топливных систем?

¬ конце только что ушедшего ’’ века нефт€ное топливо уступило первенство газовому. ƒол€ нефти в мировой энергетике снизилась до 35 процентов, а дол€ газа превысила 50-процентный рубеж. ѕо современным представлени€м геологов, потенциальные запасы газа на планете в дес€тки раз превосход€т запасы угл€ и нефти, вместе вз€тые. ¬ –оссии, занимающей первое место в мире по разведанным запасам природного газа, на газовую энергетику приходитс€ более 52 процентов всей производимой энергии.

ѕриродный газ давно стал распространенным автомобильным топливом. —егодн€ ученые думают об использовании его на речном, морском и железнодорожном транспорте. ¬плотную зан€лись этой проблемой и авиастроите ли.

¬ середине 1980-х годов у специалистов ќјќ "“уполев" по€вилась возможность создать самолет, работающий на сжиженном газовом топливе. ≈го еще называют криогенным (kryos - холод, genes - рожденный). Ќа базе пассажирского лайнера “у-154 они построили летающую лабораторию “у-155 (см. "Ќаука и жизнь" є 1, 1989 г.). ¬ качестве авиационного топлива был использован жидкий водород. Ёто почти идеальное экологически чистое топливо выдел€ет при сгорании в основном воду и незначительное количество окислов азота. ѕо теплотворной способности водород втрое превосходит традиционный авиационный керосин.

¬ летающей лаборатории “у-155 впервые был установлен авиационный двигатель, работающий на жидководородном топливе.
Ѕыли и другие аргументы в пользу этого выбора. ѕолным ходом шла работа над созданием космического корабл€ многоразового использовани€ "Ѕуран". (ќн совершил свой первый и единственный полет 15 но€бр€ 1988 года.) “опливной парой одной из ступеней ракеты-носител€ космического челнока служили жидкие кислород и водород. ¬ ———– уже были разработаны технологии и оборудование дл€ производства и хранени€ водородного компонента. ѕредполагалось, что производство постав€т на промышленную основу, и с топливом не будет проблем.

¬ то же врем€ водород взрывоопасен, хранить и транспортировать его можно только в жидком состо€нии при очень низких температурах, близких к абсолютному нулю (минус 273о—). » это представл€ет очень серьезную проблему.

ѕроектировщикам летающей лаборатории пришлось существенно изменить компоновку самолета и решить целый р€д сложнейших технических задач. ¬ хвостовой части фюзел€жа, где был пассажирский салон, оборудовали герметичный отсек и установили в нем криогенный бак на 20 мз жидкого водорода с экранно-вакуумной теплоизол€цией, котора€ долгое врем€ сохран€ет в баке температуру ниже минус 253о—. ѕравый двигатель самолета заменили модифицированным Ќ -88, работающим на жидководородном топливе. ƒл€ его подачи вместо привычного насоса установили высоконапорный турбонасосный агрегат, наподобие тех, что используютс€ в ракетных двигател€х.

„тобы обеспечить надежную взрыво- и пожаробезопасность самолета, из отсека с криогенным баком убрали почти всю электропроводку - источник возможного образовани€ искры. —проектировали и смонтировали дренажную систему, котора€ отводит из бака пары водорода на безопасное рассто€ние от двигателей и источников электричества. ¬сего было сконструировано более 30 дополнительных бортовых систем.

ѕереоборудованный таким образом “у-155 впервые подн€лс€ в воздух 15 апрел€ 1988 года. ≈го пилотировал летчик-испытатель ¬.ј.—еванькаев. Ќо довольно скоро работа над силовой установкой на жидком водороде была остановле на. –азработчики переключились на более удобный в эксплуатации сжиженный природный газ (—ѕ√) - самое чистое и дешевое ископаемое топливо.  ак и водород, —ѕ√ значительно меньше загр€зн€ет окружающую среду, его теплотворна€ способность на 15 процентов выше, чем у авиационного керосина. ƒа и хранить —ѕ√ в жидком виде гораздо проще (температура может быть около минус 160о—, что почти на 100 градусов выше, чем при хранении водорода).

Ћетающую лабораторию оснастили криогенным двигателем, работающим на —ѕ√, в €нваре 1989 года. ѕервые же полеты показали, что по сравнению с керосином удельный расход топлива снижаетс€ примерно на 15 процентов, а экономичность воздушного лайнера существенно возрастает, поскольку себе-стоимость —ѕ√ в несколько раз ниже, чем керосина.

Ёкспериментальные полеты “у-155 дали бесценный опыт дл€ дальнейшего усовершенствовани€ авиационных криогенных топливных систем. —ейчас создаетс€ новый самолет на криогенном топливе - “у-156, предназначенный не дл€ испытаний, а дл€ коммерческой эксплуатации. ” этой машины уже по€вилс€ потенциальный заказчик. ≈го собираетс€ использовать на региональных авиалини€х √азпром.

¬ отличие от своего предшественника (серийного самолета “у-154ћ), “у-156 оснащаетс€ трем€ двигател€ми Ќ -89 с раздельными топливными системами (одна штатна€ - дл€ керосина, друга€ - криогенна€ - дл€ —ѕ√).  ак и Ќ -88, новый двигатель оборудован турбонасосным агрегатом, его приводит в действие воздух, который поступает из компрессора турбореактивного двигател€. «а турбиной находитс€ теплообменник. ¬ нем жидкий газ нагреваетс€, переходит в газообразное состо€ние и поступает в камеру сгорани€ двигател€, где установлены газовые и керосиновые форсунки. ¬се криогенные краны и клапаны снабжены электроприводами. Ќа криогенных баках и трубопроводах установлена аппаратура дл€ измерени€ количества и уровн€ топлива, его температуры и давлени€. Ќа правом и левом бортах смонтированы заправочный и дренажный штуцеры. ¬рем€ полной заправки самолета - всего 30 минут.

—тро€щийс€ самолет “у-156 дл€ перевозки коммерческих грузов с трем€ криогенными двигател€ ми Ќ -89, работающими на сжиженном природном газе.


ѕроектировщики “у-156 рассмотрели множество вариантов размещени€ топливного бака (под крылом, на фюзел€же, в других местах) и выбрали тот, при котором не нарушаетс€ аэродинамика, сохран€ютс€ устойчивость и управл€емость машины. ќсновной криогенный бак емкостью 13 тонн, диаметром больше 3 м и длиной почти 5,5 м разместили на месте заднего пассажирского салона, а центровочный (на 3,8 тонны) - в переднем багажном отделении под полом кабины пилотов. ќсновную же часть пассажирского салона превратили в грузовой отсек.

“опливные баки дл€ —ѕ√ изготовили из алюминиевого сплава и покрыли теплоизол€цией из пенополиуре тана толщиной около 50 мм. “акие баки не только сохран€ют низкую температуру (минус 162о—), но и выдерживают избыточное давление до 0,2 ћѕа.  ак и в летающей лаборатории, криогенные баки “у-156 оборудуютс€ дренажной системой, сбрасывающей пары метана в нештатных и аварийных ситуаци€х. ѕри нормальной работе давление паров не превышает допустимое.

ѕроблема особой важности - взрыво- и пожаробезопасность. Ќа воздушных судах, работающих на —ѕ√, она имеет свою специфику. ≈сли нарушаетс€ герметичность топливной системы самолета, заправленного традиционным горючим - керосином, он, как слабоиспар€юща€с€ жидкость, заполн€ет сравнительно малый объем, и хот€ обнаружить утечку очень трудно, опасность пожара или взрыва не столь велика. Ќа самолетах, работающих на —ѕ√, все гораздо серьезнее. ¬ случае утечки газа из топливной системы он быстро заполн€ет отсеки планера. „тобы избежать возможного воспламенени€ метана, из них убирают все искрообразующее электрооборудование и устанавливают газоаналитические датчики, сигнализирующие об аварийной ситуации.  роме этого в отсеках предусмотрена принудительна€ вентил€ци€.

ѕри таком компоновочном решении грузоподъемность “у-156 снизилась с 18,8 тонны (у базового “у-154—) до 14 тонн. Ќо конструкторы не исключают и другие, более экономически выгодные решени€. ƒальность перевозки груза, по расчетам, будет не меньше 2600 км при работе на —ѕ√, а на —ѕ√ и керосине - 3200 км. Ѕлагодар€ двум раздельным топливным системам (дл€ керосина и —ѕ√) “у-156 сможет заправитьс€ газом, совершить полет в аэропорт, где пока нет оборудовани€ дл€ его производства и хранени€, и улететь оттуда на керосине. ¬ нештатной ситуации перейти с одного вида топлива на другой можно всего за 5 секунд. Ёти преимущества повышают безопасность полетов и делают авиалайнеры на —ѕ√ более мобильными.

Ѕортовой пульт криогенных систем самолета “у-156 (макет).
≈ще три года назад —амарский авиационный завод должен был выпустить три самолета “у-156, провести их сертификацию и начать опытную эксплуатацию. »з-за нехватки средств машины эти до сих пор не построены. ћежду тем именно на них предстоит отработать не только проектно-конструкторские решени€, но и технологию эксплуатации и обслуживани€ самолетов на криогенном топливе. «авершение этих работ даст толчок к началу более широкого применени€ сжиженного природного газа в авиации. Ќо уже сейчас разрабатываютс€ модификации современных самолетов, которые смогут летать на —ѕ√, в их числе пассажирский лайнер нового поколени€ “у-204.

јэродромный комплекс заправки самолетов сжиженным природным газом.
„тобы полеты самолетов на —ѕ√ стали регул€рными, нужно создавать в аэропортах наземную инфраструктуру. Ёто прежде всего установки дл€ сжижени€ газа и газозаправочное оборудование. ј поскольку большинство аэропортов располагаетс€ вблизи магистральных газопроводов, где газ находитс€ под высоким давлением, нужны также газоперекачивающие и газораспределительные станции. —ейчас ведутс€ работы по переводу —ѕ√ в жидкое состо€ние без затрат дополнительной энергии.

¬ марте прошлого года коллективы ќјќ "“уполев", —Ќ“  имени Ќ.ƒ. узнецова и их смежники за вклад в развитие криогенной авиационной техники получили специальную правительственную премию. —ейчас работы идут в рамках финансируемой ‘едеральной программы "–азвитие криогенной аэрокосмической и другой транспортной техники". ≈сли ее удастс€ реализовать, решитс€ проблема нехватки в стране авиационного топлива и, что очень важно, снизитс€ стоимость авиаперевозок. Ќаконец, криогенные технологии начнут использовать не только в аэрокосмической, но и в других отрасл€х.


 андидаты технических наук ¬.јЌƒ–≈≈¬, главный конструктор,
и ¬.—ќЋќ«ќЅќ¬, директор ÷ Ѕ (ќјќ "“уполев").


—сылки по теме:

  • —јћќЋ≈“ “у-156





  • реклама:

    ”частник TOP.SVAVIA.RU

    ‘ирменный интернет-магазин U.S.WINGS

    это интересно:



    AVIATION TOP 100 - www.avitop.com

    новости | информаци€ | медиагалере€ | classifieds | посетител€м

    реклама:


      наверхнаверх
    ѕоиск по сайту:



    ѕроект: —ажин ¬.ј. ƒизайн: ”шаков ћ.ј. ¬се права защищены. © 2000-2013   


    новости
  • сегодн€
  • происшестви€
  • пресс-релизы
  • архив новостей
  • рассылка новостей


  • информаци€
  • нормативные документы
  • производственные показатели
  • библиотека
  • справочник
  • архив fido7.ru.aviation


  • медиагалере€
  • фотогалереи
  • аудиоматериалы
  • видеоматериалы
  • трехмерные изображени€


  • classifieds
  • органы регулировани€ √ј –‘
  • авиакомпании
  • аэропорты
  •  Ѕ и Ќ»»
  • заводы, производство
  • сервис
  • учебные заведени€
  • агентства
  • авиационные ресурсы
  • международные организации


  • посетител€м
  • поиск на сервере
  • карта сервера
  • подписка на новости
  • контакты