Электровертолёт – электрический вертолёт работающий на аккумуляторах

 

Уже не за горами то время, когда вертолёты будут летать на аккумуляторах, первые опытные экземпляры уже поднялись в воздух. Преимущество таких машин против классических в их бесшумности, экологичности, но самое главное в экономичности. Стоимость жидкого топлива только растёт (не зависимо от того дорожает нефть или дешевеет), в то время как электроэнергия весьма дешёвая. Опять же двигатели внутреннего сгорания, особенно авиационные достаточно дороги что в сборке, что в обслуживании, тогда как электродвигатели существенно дешевле и быстрее в производстве и обслуживании, да и весят они куда меньше и места занимают тоже. Ажиотаж аккумуляторных технологий даёт миру с каждым годом всё более ёмкие аккумуляторные батареи.

Вертолеты с электрическими двигателями и большим запасом автономности — мечта многих авиаконструкторов. Если лет десять назад реальность их появления вызывала много скепсиса, то в свете появления компактных и мощных электродвигателей и емких аккумуляторов перспектива более оптимистичная. Концептуальные модели разработаны во многих странах мира и может случиться такая же история, как с электромобилями — из области фантастики они быстро переходят в разряд серийных изделий.

Один из первых удачных опытов создания электровертолета — конструкция А.Г.Иосифьяна, инженера-электрика, работающего во Всесоюзном электротехническом институте. Он создал вполне работоспособную модель привязного вертолета массой 28 кг. Из всей массы конструкции 11 кг приходилось на достаточно массивный электродвигатель. Для полета в радиусе длины кабеля питания необходимы были компактные двигатели мощностью до 30 кВт, которых на то время еще не было.

Отказавшись от идеи использования одного силового агрегата, инженер разработал принципиально новую схему с использованием трех небольших электромоторов с вертикальными пропеллерами, установленными на концах большого горизонтального трехлопастного винта. Тяга двигателей приводила во вращение подъемный винт и вертолет взлетал.

Машина оказалась вполне работоспособной. Ее основные параметры:

• диаметр винта — 11 м;

• диаметр пропеллеров — 0,4 м;

• мощность двигателей 3Х8 кВт;

• частота вращения несущего винта — 75 об/мин;

• частота вращения пропеллеров — 9000 об/мин;

• масса полетная — 320 кг.

Учитывая большую массу двигателей, по 8,3 кг, и создаваемые ими нагрузки на лопасти, винт получился тяжелым. Это вызывало сильные вибрации при оборотах свыше 45 в минуту. На двигатели также приходилась высокая рабочая нагрузка, ограничивающая время непрерывной работы в 5 – 10 мин. Моторы перегревались, что вызывало угрозу выхода из строя.

Но электровертолет летал. Правда невысоко (до 1 м) и недолго — несколько минут. После одного старта лопасти сломались, и работы по дальнейшему усовершенствованию были прекращены. Но разработки остались. Попытки их реализации начались спустя несколько десятков лет после первого полета.

Перспективы новых разработок

Конструкторов в идее А.Г. Иосифьяна привлекло несколько моментов:

• отсутствие тяжелого редуктора;

• замена трансмиссии к хвостовому винту на легкий электрокабель;

• упрощение управления и возможность полной автоматизации полета.

Первыми в серию пошли беспилотные электровертолеты, ярким примером которых служит корейский EHANG-184-AAV (эксплуатируется как городское такси в Дубае). Он может лететь автономно в течение 30 минут со скоростью 100 км/ч (при максимальной в 160 км/ч).при собственном весе 250 кг, машина поднимает 100 кг полезного груза. Рассчитана машина на одного пассажира с небольшим объемом багажа.

Пока это пилотный проект, но он полностью доказал жизнеспособность идеи. Проблема, как и раньше, состоит в компактных мощных электромоторах и малогабаритных аккумуляторах высокой емкости. Отечественные конструкторские бюро пока идут путем замены отдельных агрегатов серийных вертолетов электродвигателями. Но зарубежные компании, в частности Boeing, NASA и Европейское космическое агентство уже на пути разработки полностью электрических машин.

В отдельных конструкциях, например, сверхлегкой машине француза Паскаля Кретьена (Pascal Christian), использованы разработки Игоря Сикорского. В машине отсутствует хвостовой винт, вместо него использованы несущие, вращающиеся в противофазе. Такие идеи уже реализованы во многих моделях военных и гражданских геликоптеров, например КБ Камова, теперь очередь за электровертолетами. Машина Кретьена уже взлетела (правда всего на 2 минуты) и находится в стадии дальнейшей доработки.

На современном этапе вертолетостроения перед конструкторами пока стоит основная проблема — наличие надежных источников энергии. В отличие от самолета, который потребляет максимум энергии на взлете, вертолет расходует электричество по максимуму на протяжении всего пути — роль несущих крыльев выполняет постоянно вращающийся винт. При современной скорости прогресса ждать появления аккумуляторов с требуемыми характеристиками осталось уже недолго. Кстати, уже имеется классический вертолёт работающий на электроэнергии — это электровертолёт Volta.

Великий русский учёный Михаил Ломоносов ещё в 18-м веке сконструировал аэродинамическую машину, которая поднялась на 20 метров. Дальше

 

Кто создал первый вертолёт в СССР

На главную страницу сайта