В ЦАГИ прошли испытания лёгкого конвертируемого самолёта на криогенном топливе

Новость опубликована: 27.06.2018

В Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского миновали испытания модели легкого конвертируемого самолета с внешним баком для криогенного топлива, установленным на профилированных стойках над фюзеляжем. Эксперименты проводились в аэродинамической трубе небольших скоростей ЦАГИ, сообщает пресс-служба института.

В ходе исследований ученые определили влияние бака на аэродинамические характеристики самолета, а также на эффективность вертикального оперения и руля курсы. Выявлено, что установка наружного бака вызывает ожидаемое снижение аэродинамического качества и путевой устойчивости, но в целом не требует изменения основных параметров компоновки.

В нынешних летательных аппаратах в качестве топлива используется авиационный керосин, выбросы которого загрязняют окружающую среду. Наиболее реальной альтернативой ему в условиях России может сделаться криогенное топливо — сжиженный природный газ. Но из-за его низкой температуры (-162°C) для хранения и транспортировки такого вида топлива необходимо использовать теплоизолированные цилиндрические или сферические баки. Концепция легкого конвертируемого самолета является идеальной перроном для реализации регионального летательного аппарата на криогенном топливе. Это воздушное судно может стать звеном в цепи работ по внедрению сжиженного природного газа на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, что позволит существенно сжать сроки внедрения и оптимизировать стоимость и состав НИОКР.

Ранее уже были проведены испытания модели криоплана с Н-образным оперением. Далее специалистам ЦАГИ предстоит выяснить воздействие бака на аэродинамические характеристики на режимах взлета и посадки, а также исследовать ряд модификаций по уменьшению негативного влияния внешнего бака на аэродинамику самолета.

Легковесный конвертируемый самолет может использоваться как для пассажирских, так и грузовых перевозок без изменения типовой конструкции. Летательный аппарат сможет перевозить до 50 пассажиров на дистанция 1500 км или 6 тонн груза на расстояние 1000 км, Его крейсерская скорость составляет 480 км/ч.

В нашей стране первые опыты с самолетами на криогенном топливе завязались в середине 80-х годов прошлого века. Тогда в конструкторском бюро А. Н.Туполева начали создавать самолет Ту-155, использующего в качестве топлива некрепкий водород. Он был разработан на базе серийного Ту-154Б с использованием турбореактивного двухконтурного двигателя НК-88.

Первый полет Ту-155 на жидком водороде состоялся 15 апреля 1988 года. Итого было выполнено пять испытательных полетов. После этого Ту-155 был доработан для полетов с использованием сжиженного природного газа.

Этот вид топлива по сравнению с водородом гораздо дешевле и доступнее, кроме того он в несколько раз дешевле керосина. Теплотворная способность его на 15% выше, чем у керосина. Кроме того, СПГ более экологичный и немного пожароопасный, и есть достаточный опыт поддержки в безопасном состоянии.

Первые полеты Ту-155 на сжиженном природном газе состоялись в январе 1989 года. Было выполнено почти 90 испытательных полетов. Все они показали, что расход топлива по сравнению с бензином уменьшается почти на 15% — аэроплан становится экономичнее и выгоднее.

В конце 90-х компания Газпром выступила с инициативой сооружения пассажирского самолета, который мог бы работать на СПГ. Самолет получил наименование Ту-156 и создавался на базе уже имеющегося Ту-155. На него должны бывальщины устанавливаться три новых двигателя НК-89. Это ТРДД, аналогичные НК-88, но имеют две независимые топливные системы: одну для керосина и другую для криогенного топлива (СПГ). Это было спокойно в том плане, что далеко не везде была возможность заправки газом, и самолет мог бы по мере необходимости переходить с одной системы питания на другую. На это разработанной технологии было необходимо всего пять минут. ПК-89 имел также теплообменник в затурбинном пространстве, где сжиженный газ переходил в газообразное состояние и затем поступал в камеру сгорания.


Ту-206 (Ту-204К)

Бывальщины проведены большие исследовательские и расчетные работы по перекомпоновка отсеков и расположение топливных баков. До 2000 года на Самарском авиационном заводе должны бывальщины быть выпущены три Ту-156 и начата их сертификация и опытная эксплуатация. Но работы были приостановлены по финансовым причинам.


Ту-136

Были разработки еще несколько проектов аэропланов, использующих криогенные топлива (СПГ): Ту-136 с турбовинтовыми двигателями, работающими на керосине, так и на сжиженном газе и широкофюзеляжный Ту-206 с турбореактивными двигателями, работающими на СПГ. Однако на этот момент все эти проекты остались не реализованы.