Концепція модернізації літаків Ан-26 і Ан-140 наоснові застосування гібридної силової установки

Автор(и)

  • Volodymyr Shmyrov Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-8617-7928
  • Vasyl Loginov Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070, Україна https://orcid.org/0000-0003-4915-7407
  • Sergii Fil Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-2252-2032
  • Andrii Khaustov Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-4439-5863
  • Olexander Bondarchuk Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-0582-7301
  • Andrii Kalashnikov Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-4540-3474
  • Glib Khmelnitskiy Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062, Україна https://orcid.org/0000-0002-8197-1436

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212150

Ключові слова:

модернизація, гібридна маршова силова установка, акумуляторна батарея, засоби керування і комутації

Анотація

Представлена концепція модернізації літаків Ан-26 і Ан-140 на основі застосування гібридної маршової силової установки (ГМСУ). В роботі об'єктом дослідження є літаки транспортної і пасажирської категорій у ваговій розмірності від 20 до 25 т. Аналіз шляхів модернізації показав, що в нових ринкових умовах актуальними стають два шляхи розвитку легкої авіатехніки "Антонов". Перший – модернізація існуючого парку літаків Ан-26, а другий - створення на базі літака Ан-140 рампового транспортного варіанту Ан-140Т. Одним із шляхів такої модернізації розглядається оснащення літаків гібридними маршовими силовими установками, що складаються з газотурбінного і силового електродвигуна, який приводить в обертання повітряний гвинт. Застосування ГМСУ дозволяє оптимізувати роботу газотурбінного двигуна на вузький тягово-швидкісний діапазон – лише на крейсерську ділянку польоту. Це дозволяє проектувати ГТД з високою паливною ефективністю і ваговою віддачею. При цьому шум і шкідливі викиди будуть суттєво нижчими.

Наведено аналіз існуючих авіаційних гібридних силових установок з формуванням рекомендацій щодо вибору оптимальної схеми для модернізації літаків Ан-26 і Ан-140. Рішення завдання пропонується шляхом вибору варіанта маршової силової установки з помірним ступенем гібридизації на базі двигуна ТВ3-117ВМА-СБМ1, який добре себе зарекомендував.

Це покращує дальність польоту Ан-26 і Ан-140 при вантажопідйомності 4,5–5 тони в 1,4–1,7 рази відповідно.

Отримані результати підтверджують правильність запропонованої концепції модернізації. Результати аналізу показують істотне поліпшення льотних характеристик літаків, а також відповідність сучасним і прогнозованим екологічним нормам. Отримані результати можна рекомендувати для практичної модернізації Ан-26 і Ан-140

Біографії авторів

Volodymyr Shmyrov, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Кандидат технічних наук, Віце-президент

Vasyl Loginov, Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" вул. Чкалова, 17, м. Харків, Україна, 61070

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Кафедра конструкції авіаційних двигунів

Sergii Fil, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Кандидат технічних наук, головний конструктор

Andrii Khaustov, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Заступник начальника відділу

Відділ двигунів

Olexander Bondarchuk, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Начальник сектору

Сектор електроприводів

Andrii Kalashnikov, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Начальник сектору

Сектор чисельних розрахунків

Glib Khmelnitskiy, Державне Прідприємство «Антонов» вул. Туполєва, 1, м. Київ, Україна, 03062

Провідний конструктор

Посилання

  1. Skol'ko stoit samolet? Available at: http://www.ato.ru/34/to05.html
  2. Pornet, C. (2015). Electric Drives for Propulsion System of Transport Aircraft. New Applications of Electric Drives. doi: https://doi.org/10.5772/61506
  3. Aigner, B., Nollmann, M., Stumpf, E. (2018). Design of a hybrid electric propulsion system within a preliminary aircraft design software environment. DeutscherLuft- und Raumfahrtkongress. doi: http://doi.org/10.25967/480153
  4. Airbus i Siemens budut sozdavat' elektricheskie i gibridnye aviatsionnye dvigateli. Available at: https://habr.com/ru/post/392869/
  5. sovremennyh tendentsiy v aerokosmicheskoy otrasli. Available at: https://www.soften.com.ua/blogs/ansys/5-sovremennykh-tendentsij-v-aerokosmicheskoj-otrasli.html
  6. Prapotnik Brdnik, A., Kamnik, R., Marksel, M., Božičnik, S. (2019). Market and Technological Perspectives for the New Generation of Regional Passenger Aircraft. Energies, 12 (10), 1864. doi: https://doi.org/10.3390/en12101864
  7. Palkin, V. A. (2019). Review of works in the USA and Europe on aero engines for civil aircraft of 2020…2040’s. Aviatsionnye dvigateli, 3 (4), 63–83.
  8. PressKit Paris Air Show 2019 - Safran and aviation's electric future. Available at: https://www.safran-group.com/sites/group/files/dp_safran_bourget_2019_safran_and_aviations_electric_future_en.pdf
  9. Makarenko, N. (2020). Gibridniy dvigatel' dlya samoleta: proryv ili otlozhennoe reshenie. Available at: https://naukatehnika.com/gibridnyj-dvigatel-dlya-samoleta.html
  10. Hoelzen, J., Liu, Y., Bensmann, B., Winnefeld, C., Elham, A., Friedrichs, J., Hanke-Rauschenbach, R. (2018). Conceptual Design of Operation Strategies for Hybrid Electric Aircraft. Energies, 11 (1), 217. doi: https://doi.org/10.3390/en11010217
  11. Strack, M., Pinho Chiozzotto, G., Iwanizki, M., Plohr, M., Kuhn, M. (2017). Conceptual Design Assessment of Advanced Hybrid Electric Turboprop Aircraft Configurations. 17th AIAA Aviation Technology, Integration, and Operations Conference. doi: https://doi.org/10.2514/6.2017-3068
  12. Kim, H. D., Perry, A. T., Ansell, P. J. (2018). A Review of Distributed Electric Propulsion Concepts for Air Vehicle Technology. 2018 AIAA/IEEE Electric Aircraft Technologies Symposium. doi: https://doi.org/10.2514/6.2018-4998
  13. Jansen, R., Bowman, C., Jankovsky, A., Dyson, R., Felder, J. (2017). Overview of NASA Electrified Aircraft Propulsion (EAP) Research for Large Subsonic Transports. 53rd AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. doi: https://doi.org/10.2514/6.2017-4701
  14. Lebreton, Th., Way, G., Ebenhoch, G. (2019). A Technology Roadmap for Future Aircraft Propulsion Systems. The 8th European Tandem Aeronautics Days. Bucharest.
  15. Gordin, M. V., Palkin, V. A. (2019). Concepts of aero engines for advanced civil aircraft. Aviatsionnye dvigateli, 3 (4), 7–16.
  16. Flight Fleet Forecast 2018–2037. Technical Report. FlightGlobal.
  17. Dieter, S. (2018). Evaluating Aircraft with Electric and Hybrid Propulsion. Electric & Hybrid Aerospace Technology Symposium 2018. Cologne. Available at: https://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/Scholz/Aero/SCHOLZ_DIETER-2018_PRE_EHA2018_EvaluatingAircraftWithHybridPropulsion_18-11-08.pdf
  18. Warwick, G. (2018). Zunum Picks Safran Turbine for Hybrid-Electric Airliner. Aviation Week & Space Technology.
  19. Warwick, G. (2019). UTC’S Elecktric Transfomation. Aviation Week & Space Technology, 56–58.
  20. Desaer has first order for ATL-100 turboprop. Available at: https://www.airway1.com/desaer-has-first-order-for-atl-100-turboprop/
  21. Meier, R. (2019). First Cessna SkyCourier has wings and fuselage joined. Available at: https://www.airway1.com/first-cessna-skycourier-has-wings-and-fuselage-joined/
  22. Norris, G. (2018). GE’s Catalyst Could Lead Way to Hybrid-Electric Power. Aviation Week & Space Technology, 24.
  23. Voskuijl, M., van Bogaert, J., Rao, A. G. (2017). Analysis and design of hybrid electric regional turboprop aircraft. CEAS Aeronautical Journal, 9 (1), 15–25. doi: https://doi.org/10.1007/s13272-017-0272-1
  24. Reimers, J. O. (2018). Introduction of Electric Aviation in Norway. Available at: https://avinor.no/contentassets/c29b7a7ec1164e5d8f7500f8fef810cc/introduction-of-electric-aircraft-in-norway.pdf
  25. Garrett-Glaser, B. (2019). Embraer and Brazilian Air Force to Study Joint Development of Hybrid-Electric Military Aircraft. Aviation Today. Available at: https://www.aviationtoday.com/2019/12/20/embraer-brazilian-air-force-study-joint-development-hybrid-electric-military-aircraft/

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-31

Як цитувати

Shmyrov, V., Loginov, V., Fil, S., Khaustov, A., Bondarchuk, O., Kalashnikov, A., & Khmelnitskiy, G. (2020). Концепція модернізації літаків Ан-26 і Ан-140 наоснові застосування гібридної силової установки. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(1 (107), 6–17. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.212150

Номер

Том 5 № 1 (107) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Volodymyr Shmyrov, Vasyl Loginov, Sergii Fil, Andrii Khaustov, Olexander Bondarchuk, Andrii Kalashnikov, Glib Khmelnitskiy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.