31 октября 2018 года Diamond Aircraft Industries GmbH в сотрудничестве с Siemens AG объявило о первом полете
совместно разработанного многомоторного гибридного электрического самолета названного HEMEP (Hybrid Electric Multi Engine
Plane).
Ожидается, что рост авиаперевозок продолжится со скоростью до 5% в год. Использование только современных технологий приведет к увеличению выбросов и истощению
запасов ископаемого топлива. Таким образом, для сохранения устойчивости полетов в будущем необходимы инновации. Это включает в себя разработку высокоэффективных
приводных систем, которые будут способствовать снижению расхода топлива и, следовательно, защите окружающей среды.
По этой причине Siemens AG и Diamond Aircraft Industries объединились для разработки многомоторного гибридного электрического самолета. Основная цель этого
проекта - разработать самолет с меньшим расходом топлива (более высокой эффективностью), а также с меньшим уровнем шума. Гибридная трансмиссия позволит
использовать все возможности электрического взлета (без дополнительного шума и загрязнения двигателя внутреннего сгорания).
Чтобы продемонстрировать эту серийно-гибридную технологию, самолет DA40 был переконфигурирован для поддержки гибридной электрической трансмиссии. В этой системе
один двигатель внутреннего сгорания питает две независимые системы электропривода, каждая из которых состоит из одного двигателя, аккумулятора и инвертора. На
переднем утке добавлены два электродвигателя Siemens, которые в совокупности могут генерировать взлетную мощность 150 кВт.
Дизель-генератор Austro Engine AE 300 расположен в носовой части
самолета и может обеспечить мощность до 110 кВт. Две батареи по 12 кВтч каждая установлены в задней части салона и действуют как буфер для хранения энергии. С
помощью специального рычага мощности пилот может контролировать поток энергии между генератором, батареями и двигателем. Пилот может выбрать либо чисто
электрический режим (генератор выключен), либо крейсерский режим (генератор обеспечивает всю мощность двигателя), либо режим зарядки (генератор заряжает
батареи). Полностью электрический, самолет имеет запас хода около 30 минут. Гибридная система продлевает этот срок до 5 часов.
Это первый летающий испытательный стенд, который позволяет получить опыт работы с гибридной силовой установкой, состоящей из одного генератора и нескольких
электродвигателей, а также системной архитектуры с распределенными приводами.
Дублированная архитектура силовой установки с двумя электродвигателями, работающими независимо, позволяет повысить безопасность самолета. Более того, в этой
установке производство энергии, накопление энергии и выработка тяги локально разделены - эта концепция распределенной силовой установки позволит
авиаконструкторам думать в новых направлениях в самом начале процесса проектирования.
«Это первый в мире серийно-гибридный электрический самолет с двумя воздушными винтами с электроприводом и одним двигателем внутреннего сгорания.
Архитектура
распределенной силовой установки открывает совершенно новые возможности для проектирования высокоэффективных самолетов - и теперь мы доказали ее техническую
осуществимость », - говорит д-р Франк Антон, исполнительный вице-президент eAircraft в Siemens AG.
Проект стартовал в 2013 году и осуществляется под контролем и финансированием Bundesministerium für Wirschaft und Energie (BMWi, Министерство экономики
Германии) и Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT, Австрийское министерство транспорта, инноваций и технологий. ).Проект разделен на
два основных рабочих пакета.
Siemens AG отвечал за проектирование и разработку электрической трансмиссии. Это было сделано в рамках немецкой программы LuFo. Diamond Aircraft отвечала за
реконфигурацию самолета и установку гибридно-электрической трансмиссии. Для этого Diamond сотрудничал с TERA Group и Университетом Иоганна Кеплера в Линце.
Группа TERA выполнила проектирование и динамический анализ привода генератора. Компания JKU Linz выполнила аэродинамический анализ и смоделировала взаимодействие
потока между винтом и планером для достижения высокой общей эффективности. Партнеры консорциума по проекту HEMEP играют новаторскую роль в области авиации в
области систем электропривода, тем самым позволяя участвующим компаниям стать технологическими лидерами в будущем.
За 20 минут первого полета самолет продемонстрировал все режимы работы. Это включало чистый гибрид, полет с зарядкой и полет на полностью электрическом.
В этой
последней конфигурации самолет мог летать только на электричестве и производил нулевые выбросы. Кроме того, был продемонстрирован полный электрический взлет,
что привело к значительному снижению шума.
Ингмар Майербух, руководитель отдела летных испытаний Diamond Aircraft Industries GmbH, пилотировавший самолет: «Первый полет превзошел все наши ожидания.
Сочетание гибридной трансмиссии и конфигурации самолета просто идеальное. Мы достигли 130 узлов на средней мощности и поднялись на высоту 3000 футов.”
Целью будущих летных испытаний будет определение точного повышения эффективности, достигнутого по сравнению с аналогичными неэлектрическими самолетами. Также
будет определен шумовой след. Кроме того, будущие испытания позволят собрать знания о практической эксплуатации гибридных самолетов. Будут испытаны различные
гибридные режимы работы, и будет определено их влияние на эффективность, дальность действия и потребление энергии.
«Последовательно-гибридные электрические силовые установки и распределенные силовые установки для нас являются ключом к более устойчивому будущему полета, в том
числе и в более высоких классах мощности.«Летающий стенд Diamond» поможет нам понять требования, предъявляемые к этим новым двигательным технологиям, и
подготовиться к вызовам крупномасштабных приложений », - говорит Антон.
Это не первый гибридный электрический самолет, разработанный в сотрудничестве Siemens и Diamond. В 2009 году успешная реализация гибридной трансмиссии уже была
продемонстрирована в DA36 E-Star. Этот первоначальный проект продемонстрировал возможности этой гибридной технологии в авиации. Уроки, извлеченные из этого
проекта, были использованы для улучшения силовых установок в течение последних нескольких лет. Этот шаг обучения был важен и привел к успеху этого проекта.
современная авиация
HEMEP
ЛТХ
24premier. Diamond Aircraft. Первый полет многомоторного гибридного электрического
самолета
Уголок неба. 2022
