Криогенный двигатель для автотранспорта и беспилотных летательных аппаратов, который будет использовать в качестве топлива жидкий азот или сжиженный природный газ начали разрабатывать в лаборатории криогенной техники Самарского национального исследовательского университета имени Королева, сообщили в пресс-службе СНИУ. По словам разработчиков, двигатель даст возможность БПЛА оставаться невидимыми для средств инфракрасного слежения, т.к. он не оставляет в небе тепловых следов.
Основная задача лаборатории — изучение возможностей использования энергии холода, заложенной в криогенных веществах и продуктах. В настоящее время идет серия испытаний одного из главных элементов двигателя — системы хранения криогенного топлива. Она создана на основе емкости с криогенной заправкой специальной конструкции, оснащенной различными датчиками и клапанами. В ходе лабораторных испытаний отрабатываются технологические процессы хранения криотоплива и использования низкопотенциальной энергии криопродуктов.
«Жидкий азот, закачанный в баллон, нагревается благодаря теплоте окружающей среды и, превратившись в газ высокого давления, совершает полезную работу в расширительной машине. Кроме того, дополнительную энергию за счет перепада температур между криогенным рабочим телом и окружающей средой позволяет получить используемый в системе хранения каскад термоэлектрических генераторов», — рассказали в университете.
«У данной системы хранения оригинальная конструкция, защищённая патентами на изобретение. Этот баллон уникален тем, что обычно подобные емкости предназначены для хранения либо газов высокого давления, либо криогенных рабочих тел в жидком состоянии. Наша же разработка позволяет нам хранить рабочие вещества или в жидком состоянии, или в газообразном (в зависимости от задачи данной системы) и дает возможность управлять временем регазификации для получения необходимых параметров состояния рабочего тела», — рассказал заместитель директора Института двигателей и энергетических установок Самарского университета, доцент кафедры теплотехники и тепловых двигателей и научный руководитель лаборатории криогенной техники Дмитрий Угланов.
По его словам, создание криогенного двигателя займет 3-4 года. Благодаря своей исключительной экологичности его можно будет применять на транспортных средствах, предназначенных для использования в природных заповедниках, а также возможность использования в разработках специального назначения. Беспилотник с двигателем на криогенном топливе не будет оставлять тепловой след в небе и его нельзя будет отследить в темное время суток с помощью средств инфракрасного слежения в отличие от летательных аппаратов, использующих для создания тяги двигатели внутреннего сгорания или электродвигатели.
Исследования в области применения криогенного топлива в авиации ведутся в Самаре с 60-х годов. В куйбышевском двигателестроительном конструкторском бюро под руководством академика Николая Дмитриевича Кузнецова (сейчас ПАО «ОДК-Кузнецов») был создан уникальный двигатель НК-88, работающий на жидком водороде. В основной состав инженеров, работавших над этим двигателем, вошли выпускники Куйбышевского авиационного института (сейчас СНИУ имени академика С.П.Королева).
Водород существенно превосходит авиационный керосин по теплотворной способности, при этом он абсолютно экологичен. Двигатель НК-88 был установлен на экспериментальном самолете Ту-155, впервые поднявшемся в воздух 15 апреля 1988 года. Первый в мире самолет, использовавший водородное топливо, успешно прошел комплекс испытаний, совершив несколько перелетов по Европе, в том числе в немецкий Ганновер на конференцию по проблемам использования криогенного топлива в авиации.
Позднее был разработан проект самолета Ту-156 на двигателях НК-89, работавших на сжиженном природном газе, но из-за возникших сложностей в финансировании программа использования криогенного топлива в авиации была прекращена. В настоящее время двигатель НК-88 является экспонатом Центра истории авиационных двигателей Самарского университета.
