МАКС-2019: бесшумный электросамолёт с водородным двигателем
На авиасалоне МАКС — 2019 будет показан российский экологически чистый и практически бесшумный...
Ту-155 летающая лаборатория с двигателями на криогенном топливе
Работу по применению альтернативных топливных технологий в авиации инициировали власти Советского Союза еще в 70-е годы XX века во время нефтяного кризиса. Предлагалось использовать криогенное топливо: жидкий водород (ЛГ) и сжиженный природный газ (СПГ).
Конструкторское бюро Кузнецова произвела модификацию двигателя НК-8 в версию НК-88, что позволило ему снабжаться газом (СПГ или ЛГ) и обычным топливом.
Один из первых, построенных Ту-154 был выбран в качестве летающего испытательного стенда криогенного двигателя НК-88, который заменил оригинальный НК-82 с правого борта. Вид антенны в верхней части дрейфа (на самом деле система вентиляции) позволяет отличить этот пробный экземпляр от его сородичей.
Ту-155 — экспериментальный самолет, работающий на сжиженном газе (водород и природный газ)
Изменения, видимые снаружи, касались воздухозаборника, который должен был соответствовать другим требованиям к потоку в двигателе НК-88. Также было уделено внимание дополнительному элементу в верхней части хвоста и над центральным двигателем, который являлся частью системы вентиляции помещений, где были установлены топливные баки.
Основные изменения произошли внутри самолета. В пассажирском салоне были установлены несколько десятков взаимосвязанных криогенных резервуаров, способных поддерживать температуру -253 °С, в которых хранилось 18 м3 сжиженного водорода. Также использовались новые топливные насосы, а для нетипичного топлива требовались новые системы безопасности. Топливная система между баком и двигателем была проложена за пределами фюзеляжа в специально сформированных и вентилируемых обтекателей. Был использован десяток датчиков, информирующих о возможной утечке газа. В случае обнаружения утечки, подача топлива в двигатель была бы прервана. Самолет был оснащен 30 новыми системами и установками.
Очевидной проблемой было отсутствие подходящих устройств для дозаправки жидкого газового топлива в аэропортах. На аэродроме Раменское была создана экспериментальная установка для дозаправки сжиженного газа. Заправка самолета осуществлялась из специально оборудованных грузовиков. По соображениям безопасности весь процесс контролировался дистанционно.
Самолет поднялся в воздух 18 апреля 1988 года. Двигатель на водороде испытывался на высоте до 7000 м и со скоростью до 900 км / ч. В полете имитировались отказы двигателя, и проверялась работа противопожарной системы.
В сумме самолет совершил всего пять полетов. Решение о прекращении разработки этого типа привода было принято из-за высокой стоимости жидкого водорода и полного отсутствия инфраструктуры для дозаправки этого топлива во всех крупных аэропортах.
Ту-155 с видимыми в задней части кожухами, скрывающими линии подачи газа к правому двигателю
Природный газ был более перспективным топливом из-за большей доступности и снижения затрат, но требовал изменений в топливной системе по сравнению с решениями для жидкого водорода.
Плотность сжиженного природного газа (СПГ) составляет всего 1/6 плотности сжиженного водорода. Это потребовало использования более эффективных насосов, которые могли бы обеспечить достаточное количество топлива для запуска двигателя.
Другой проблемой было кипение сжиженного природного газа, вызывающее большие колебания в потоке топлива. Проблемы были решены, и летные испытания начались 18 января 1989 года. Испытания этого решения продолжались в общей сложности пять лет. Было выполнено более 80 рейсов. Были проверены все летные характеристики самолета до высоты 13000 м. Также испытывалось переключение типа питания двигателя в полете (с СПГ на традиционное авиационное топливо и наоборот). Вся процедура длилась всего 5 секунд.
Ту-155 с видимым резервуаром СПГ
Самолет-летающая лаборатория, с двигателем, работающим на криогенном топливе, получил обозначение Ту-155.
Ту-155 самолет, который был показан в авиасалонах в Ницце (октябрь 1989 года), Ганновере (июль 1990 года) и Берлине (июль 1991 года). Технические и летные характеристики Ту-155, с учетом использования криогенного топлива, вызывали ажиотаж и дискуссии вокруг самолета на выставках.
Один из самолетов Ту-154Б планировалось переоборудовать в версию, в которой все двигатели работали бы на газовом топливе. В результате этой работы была разработана версия Ту-156, но из-за распада Советского Союза проект был заброшен.
В перспективе также предусматривалось введение мощности авиационных двигателей, работающих на природном газе или сжиженном газе. Газовое топливо должно было храниться в подвешенных под крыльями цилиндрических баках. Дополнительное аэродинамическое сопротивление, возникающее в результате их применения, должно было быть нивелировано большей эффективностью нового топлива. Это означало, что дальность полета новых самолетов не будет меньше, а стоимость перелета будет намного ниже. В 1995 году планировалось запустить производство специальных планеров для самолетов, работающих на газовом топливе.
В начале XXI в., после стабилизации экономической ситуации, в России вернулись к испытаниям авиационных двигателей на сжиженном газовом топливе.
Работы начались в 2002 году с использованием самолета Ту-204к. Проект был на 50% профинансирован из государственного бюджета, а программа советского Ту-156 считалась промежуточным этапом исследований и разработок этого самолета. Большой интерес к проекту проявлял Газпром, который видел применение для таких самолетов на Крайнем Севере и Дальнем Востоке России, где газ является очень распространенным топливом.
