В МАИ испытали сверхпроводниковый двигатель для перспективного самолёта

15 октября 2019 года впервые в России молодыми учёными кафедры 310 «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» Московского авиационного института (национального исследовательского университета) успешно была испытана полностью сверхпроводниковая электрическая машина. Её роторные и статорные обмотки изготовлены из современных высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) лент. Вся работа проводилась при поддержке Российского научного фонда.

Электрическая машина предназначена для применения на борту перспективных летательных аппаратов — прежде всего, полностью электрических самолётов. Массовое распространение электродвигателей позволит снизить объём вредных выбросов в атмосферу, сократить расходы на содержание авиапарка и увеличить КПД.

Испытания показали высокое соответствие экспериментальных данных расчётным характеристикам, заложенным при проектировании. В дальнейшем полученные результаты могут быть использованы при разработке новых электрических машин для перспективных силовых установок.

Константин Львович Ковалёв, д.т.н., заведующий кафедры 310 МАИ: «Технологию можно назвать прорывной, так как аналогов в России и практически во всём мире не существует. Были попытки сделать машины, где есть только обмотка якоря (на переменном токе статора), но они не увенчались успехом. Нам же удалось сделать полностью сверхпроводниковую машину.

Сверхпроводники, хорошо зарекомендовавшие себя в работе на постоянном токе, до сих пор применялись только в обмотках роторов, индукторов. Комплекс наших экспериментальных исследований показал, что при температурах жидкого азота даже на переменном токе сверхпроводники обладают малыми потерями (а также что их использование возможно в обмотках якоря). Применение сверхпроводниковых материалов способно повысить удельную мощность электродвигателей при охлаждении азотом выше 10 кВт/кг. А при более низкой температуре охлаждения — поднять её вплоть до 30-50 кВт/кг, что делает реальным создание полностью электрического самолёта. Имеется в виду организация системы электродвижения и привода воздушных винтов (генераторы, двигатели). Конкретно этот экземпляр, конечно, пока рано ставить в самолёт, но он показал свою работоспособность».

Стоит отметить, что команда учёных широко известна в мире и занимает одну из лидирующих позиций в прикладной сверхпроводимости. Несколько лет назад они создали электрогенераторы для ветроэнергетики и морского транспорта, сверхпроводниковый двигатель для электротранспорта, а также кинетический накопитель энергии с бесконтактными магнитными подшипниками на основе ВТСП. За данные работы коллектив разработчиков отмечен премиями Правительства РФ в области науки и техники.