В Британии испытали 100‑киловаттный криогенный двигатель для электросамолетов
В лаборатории прикладной сверхпроводимости (ASL) Стратклайдского университета в Глазго построили и испытали опытный образец электрического авиадвигателя мощностью 100 кВт. Это одна из первых в мире попыток разработать полностью сверхпроводящий аксиальный двигатель для самолета.
И ротор, и статор двигателя выполнены из высокотемпературных сверхпроводников, а железа почти нет — из-за сильного магнитного поля оно там не нужно (да и не очень эффективно — входило бы в насыщение), к тому же это сильно облегчает конструкцию. Благодаря этому достигнута гораздо бо́льшая удельная мощность, чем у обычных электромашин, — а это главное требование для будущих водородно-электрических и полностью электрических самолетов.
«Сверхпроводниковые технологии открывают путь к гораздо более легким и эффективным двигательным установкам, но одновременно ставят серьезные инженерные проблемы — криогенное охлаждение, защиту и интеграцию в единую систему», — говорит профессор Мин Чжан, возглавляющая ASL.
Все познается в сравнении, и высокотемпературные сверхпроводники называются так только на фоне обычных, сопротивление которых обнуляется при охлаждении жидким гелием до −269 °C. Примененный в двигателе редкоземельный оксид бария-меди ReBCO требует температуры 20–77 К (от −196 до −253 °C).
В опытном образце ротор охлаждается до 50 K и не оказывает текущему через него току никакого сопротивления, остуженный до 65 K статор вносит незначительные потери.
«Мы доказали, что полностью сверхпроводящие авиамоторы — уже не просто теория. Объединив сверхпроводящие обмотки, бесщеточное возбуждение и криогенное охлаждение, мы создали платформу, которая поможет разрабатывать силовые установки следующего поколения мегаваттного класса», — подчеркивает Чжан.
Авиастроительные компании все активнее изучают криогенные двигательные установки на жидком водороде. Поскольку жидкий водород и так нужно хранить при очень низких температурах, он может служить и топливом, и хладагентом.
«Это важный шаг на пути к созданию будущих сверхпроводящих машин мегаваттного класса, которые потребуются для более крупных самолетов», — добавляет Людовик Ибанез, который руководит разработкой будущего двухмегаваттного криогенного двигателя Cryoprop в Airbus UpNext.
