Этот пост добавлен читателем Naked Science в раздел «Сообщество». Узнайте как это сделать по ссылке.

02.12.2025, 08:48

Рейтинг: +766

Посты: 2335

Разработан новый гибридный двигатель для коммерческих сверхзвуковых полетов

Британская компания, специализирующаяся на электрических силовых установках, объединила усилия со стартапом из США в области сверхзвуковых технологий для создания нового гибридного двигателя, призванного сделать дальние сверхзвуковые перелеты доступными.

Сообщество

# авиация

# самолёты

# США

# технологии

Рендер будущего сверхзвукового самолета Astro Mechanica / © Astro Mechanica

Для разработки новой силовой установки Duality™ компания Helix из Милтон-Кинс (Великобритания) вступила в партнерство с калифорнийской Astro Mechanica. Эта комбинированная двигательная система спроектирована для обеспечения эффективного дальнего сверхзвукового полета на скорости 3600 километров в час при коммерчески приемлемых затратах. В отличие от традиционных реактивных двигателей, Duality™ объединяет турбогенераторное ядро с несколькими мощными электромоторами высокой плотности энергии, отделяя ступени компрессора и вентилятора от газовой турбины.

Система Duality™ предназначена для значительного повышения топливной эффективности, что решает одну из самых острых экономических проблем сверхзвуковых полетов, скорость которых превышает скорость звука.

Прототип двигателя четвертого поколения использует четыре электромотора SPX242-94 для привода двухступенчатого компрессора. Каждый двигатель весит всего 31,3 килограмма, но при этом выдает пиковую мощность до 400 киловатт. Эта исключительно высокая удельная мощность позволяет двигательной установке соответствовать экстремальным требованиям сверхзвукового воздушного потока.

Гибридно-электрическая архитектура позволяет переключаться между режимом турбовентиляторного двигателя на дозвуковых скоростях, турбореактивного — на низких сверхзвуковых и прямоточного воздушно-реактивного — на высоких сверхзвуковых скоростях. Эта гибкость помогает максимизировать эффективность в различных условиях полета, делая систему эффективной от взлета до сверхзвуковых скоростей.

Британская компания также разрабатывает специализированные моторы для двигательной установки Astro Mechanica пятого поколения. Они будут использоваться для питания турбогенератора в полноразмерном двигателе.

Новые двигатели будут выдавать 900 киловатт постоянной мощности как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. На пике производительности они могут достигать 950 киловатт при скорости вращения до 20 000 оборотов в минуту.

Помимо создания двигательной установки специалисты Astro Mechanica разрабатывают собственный сверхзвуковой самолет, способный совершать транстихоокеанские перелеты. Его рендер представлен выше, однако подробностей о размерах пока не приводится.

Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK

Дзен

Из новости следует, что в двигателе будет вентилятор, двухступенчатый компрессор и прямоточная часть. Двухступенчатый компрессор малоэффективен; две ступени не дадут высоких степеней сжатия. Возможно, речь идет о двухконтурном компрессоре: низконапорная часть образует вентилятор (создание тяги на лопатках), а высоконапорная собственно компрессор (сжатие воздуха для горячей части). Однако на сверхзвуковом режиме, особенно высоком сверхзвуке (заявленные ими 3600 км/ч это М=3,39 в нижней стратосфере, а именно там возможен такой крейсерский режим) вентилятор придётся убирать из проточной части, или закрывать эту часть от встречного потока, пуская его по другому каналу. Понадобится и управляемый воздухозаборник, без него никак. А так любопытно. Вместо вала между турбиной и компрессором и его механической передачей крутящего момента они используют электрическую передачу. Да, это гибче по режимам, вопрос в потерях на генерацию тока и в электродвигателях, к тому же способных на передачу большой мощности. Стоит последить за этим проектом, на мой взгляд. Спасибо, любопытно.

Ответить

—

Foxtrot Uniform

02.12.2025

Николай, рассуждения Ваши логичны, но, сдается мне, из этой смеси "бульдога с носорогом" не выйдет ни(чего). Убирающиеся лопатки компрессора либо "обводной" канал ВЗ?! Да одно это настолько усложнит, утяжелит, добавит объемов в конструкцию, что об экзотике вроде электропривода компрессора и говорить нет смысла))

Ответить

ещё комментарии

Николай Цыгикало

03.12.2025

Foxtrot, про оценку проекта как "смесь бульдога с носорогом" соглашусь, и раньше я был бы более безапеляционным в оценках. Однако с годами росло и общее число моих ошибок в оценках (увы, они неизбежны), что сделало меня более толерантным на ознакомительном этапе - мало ли кто чего придумает. Обводной канал не столь фатальная штука :) ближайший аналог по скорости, СР-71 (максимальная 3500 км/ч с копейками) имел именно такое решение: на крейсерской скорости 80 % воздуха в проточной части его двигателей не знали лопаток компрессора, и после сверхзвукового сжатия в воздухозаборнике напрямую (по обводному каналу) шли в форсажную камеру, естественно, находящуюся уже за турбиной. Таким образом, полностью минуя горячий тракт турбокомпрессора. И, кстати, компрессор его двигателей имел всего лишь 4 ступени, что тоже приближает его к 2 ступеням в этом проекте. Но всё же, как по мне интуитивно (а интуиция это обобщённый опыт), две ступени компрессора выглядят совсем уж куце, и не дадут достаточного для горения в камерах сжатия, даже если первая ступень компрессора будет сверхзвуковой (что, видимо, неминуемо). Хотя всегда допускаю, что могу ошибаться. Видимо, всё же речь о двух контурах, холодном (прямоточном) и горячем (турбокомпрессор). Часть моей писанины не влезла, отправлю второй частью )

Ответить

—

Foxtrot Uniform

03.12.2025

Николай: "...Обводной канал не столь фатальная штука :) ближайший аналог по скорости, СР-71 (максимальная 3500 км/ч с копейками) имел именно такое решение..." - вот именно, СР-71!! А это ДОРОГУЩАЯ и сложная хреновина, где побоку была пущена вся экономика, естественно. Там все было подчинено одной (понятно какой) цели. Для пассажирского лайнера это ОЧЕНЬ вряд ли пригодится)

Ответить

—

Николай Цыгикало

03.12.2025

Foxtrot, дорогущая, но при этом пустить воздух за воздухозаборником в форсажную камеру в обход горячего контура не видится сложным. Я привел пример СР-71 именно в этой части решения: разделения потока на две части, основная из которых работает в прямоточном режиме. Другое дело, что форсажный режим весьма неэкономичен по расходу топлива. Но со времён создания СР-71 прошло больше полувека. За это время технологии не стояли на месте. Допускаю возможность каких-то более эффективных решений на сегодняшней расчётной и технологической базе. Новое в технике время от времени возникает, этого нельзя отрицать. И иногда неожиданно, из чего оно выплывает.

Ответить

Николай Цыгикало

03.12.2025

Foxtrot, Про электропривод много вопросов, и нестыковок даже в этом тексте. "специализированные моторы... Они будут использоваться для питания турбогенератора в полноразмерном двигателе." Но турбогенератор не надо питать, он, напротив, генерирует ток. Питается он сжатым горячим газовым потоком, обеспечивающим работу газовой турбины, вращающей генератор. Это вопрос не к редактору-новостнику, а к авторам исходного текста. "исключительно высокая удельная мощность позволяет двигательной установке соответствовать экстремальным требованиям сверхзвукового воздушного потока." - к каким таким требованиям? Поток в двигателе уже дозвуковой после торможения в воздухозаборнике, он попадает и на вход компрессора дозвуковым, и в холодную прямоточную часть (холодную условно, температура потока за системой скачков в воздухозаборнике составит градусов 300-350 С). Двигатель никак не контактирует с забортным сверхзвуковым потоком. И в чем там такая экстремальность требований сверхзвукового потока? Мне этот пассаж про экстремальность физически непонятен. Вполне может быть, что успешное отгрызание денег группой разработчиков британского же проекта SABRE, в итоге закрытого из-за "смеси бульдога с носорогом", подвигло другую группу британских разработчиков повторить их инвестиционный фокус. Но посмотрим, вдруг там окажутся новые технические решения. Летает же ракета Электрон на электрических насосах вместо ТНА. А раньше это выглядело белибердой.

Ответить