«Не из фантастики, а из будущего»: Константин Ковалёв о разработках МАИ на «АТОМЭКСПО»

С 30 мая по 1 июня в Москве проходит VIII Международный форум «АТОМЭКСПО 2016», который организовывает Госкорпорация «Росатом». На мероприятии, посвящённом развитию атомной энергетики и высоких технологий мирного атома, Московский авиационный институт представит свои новейшие разработки.

О том, как их внедрение повлияет на нашу жизнь, рассказал заведующий кафедры №310 «Электроэнергетические, электромеханические и биотехнические системы» Константин Ковалёв.

- Константин Львович, давайте начнём наш разговор, так сказать, с основ – а точнее, с нового направления, которое вы развиваете.

- Ну, новым его назвать никак нельзя. Оно - электромеханические преобразователи и накопители энергии на основе эффекта сверхпроводимости - заложено во время образования кафедры 310 в 1952 году. Наша кафедра в принципе создавалась не только как учебное подразделение вуза, но и как достаточно большой коллектив разработчиков, нацеленный на создание новых электроэнергетических комплексов разного назначения. И не могу не отметить, что актуальность этого направления понимают на государственном уровне. Наши работы проводились в рамках проекта Госкорпорации «Росатом» «Сверхпроводниковая индустрия» в составе программы «Инновационная энергетика» по направлению «Энергоэффективность» при президенте РФ. В целях сокращения отставания России в этой сфере он предполагает разработку опытных образцов подобных устройств - двигатели, генераторы, токоограничители, трансформаторы.

- Что создаёт МАИ?

- Из перечисленных МАИ отвечает за двигатели, генераторы и кинетические накопители. Работы по их созданию мы завершили в конце 2015 года вместе с нашими партнёрами – АО «НИИЭМ», МГТУ им. Баумана, ИФВЭ, АО «ВПО «ТОЧМАШ» и ГУАП. Ну и, конечно, нашими подразделениями – кафедрами №202 «Ракетные двигатели», №203 «Конструкция и проектирование двигателей», №204 «Авиационно-космическая теплотехника», №702 «Системы приводов авиационно-космической техники» и РВЦ 3/9.

- И в чём же актуальность и необходимость этих сверхпроводников?

- Сверхпроводники – это те материалы, которые обладают нулевым сопротивлением при достаточно низких температурах. Таким образом возникает возможность создавать устройства существенно меньших габаритов и с повышенным КПД. На основе этого эффекта создаются электрические машины, а также системы магнитного подвеса. Например, на основе бесконтактного магнитного подвеса созданы кинетические накопители энергии. Эффект магнитной левитации применяется при организации бесконтактных подшипников. Потери в любом агрегате на трение существенны, а здесь – только на трение воздуха, ну а если поместить в вакуум – то вообще отсутствуют.

- Как это работает на практике?

- На магнитных опорах вывешивается ротор, его раскручивает до определённых оборотов с помощью мотор-генератора. А поскольку потерь практически никаких, то кинетическая энергия сохраняется, и при переводе мотор-генератора в генераторный режим вы получаете электрическую энергию.

- Хорошо, но как это можно использовать в нашей обыденной жизни?

- Поверьте, очень широко. Такой генератор необходим для тех же больниц в качестве аварийного источника питания. Пригодится он и для химического производства, где отключение на 10 минут равняется потере годовой выручки, и для атомных электростанций, где отключение того же насоса может спровоцировать взрыв. Мы, кстати, помимо макета на 0,5 МДж, сделали опытный образец на 5 МДж, который прошёл испытания и удовлетворяет требованиям по аварийному питанию насосов атомной отрасли. Впрочем, до некоторых пор у нас была серьёзная проблема, мешавшая разработкам.

- Какая?

- Охлаждение. Системы были такими, что потеря в габаритах нивелировалась полностью – в чём смысл установки рядом с маленьким агрегатом огромного холодильника? Но мы, а точнее, кафедры №201 «Теория воздушно-реактивных двигателей», №203 «Конструкция и проектирование двигателей» и №204 «Авиационно-космическая теплотехника», её решили. Они уже создали компактную систему замкнутого криообеспечения для сверхпроводникового кабеля, а их последняя разработка – система криогенного обеспечения для сверхпроводниковых генераторов и двигателей.

Кстати, насчёт использования – наши электрогенераторы имеют военное и гражданское применение и предназначены для космических аппаратов, подводных лодок и батискафов, а также для ветроэнергетики.

- Что МАИ презентует форуме «АТОМЭКСПО 2016»?

- Основное применение систем магнитного подвеса – высокоскоростной транспорт. Да, все широкомасштабные идеи по созданию высокоскоростных магистралей, соединяющих московские аэропорты, относятся к этой сфере. Путь от одного до другого занимал бы десять-пятнадцать минут. У нас есть небольшая модель на пять-семь метров. Так что это реальный проект, реализация которого требует волевого решения. Если посмотреть на наших восточных соседей, то у них уже есть проект Пекин-Шанхай – они на корню скупили все немецкие технологии.

Экономически мы эту идею пока не продумывали, но мы видим мировую тенденцию – тот же новый «Шёлковый путь». Самое дорогое в нашем проекте – путевая структура, на неё уйдёт 80%, 15% - энергообеспечение. Всё остальное – стоимость подвижного состава, инфраструктуры.

На форуме, где мы будем представлять мини-модель магистрали, будут продемонстрированы не только её технические возможности, но и то, как она вписывается в архитектурный ансамбль и ландшафт. Так что идея транспорта, который может двигаться со скоростью 1000 км/ч – не из фантастики, а из будущего.

Фото: официальный сайт VIII Международного форума «АТОМЭКСПО 2016»