Приоритет 2030: Поршневые и гибридные силовые установки малой авиации и наземного транспорта

Цель стратегического технологического проекта – обеспечение национальной безопасности в области разработки и производства поршневых двигателей и гибридных силовых установок для пилотируемой и беспилотной авиации, наземного транспорта и энергетики.

Описание

УУНиТ обладает существенным заделом в области подготовки инженерных кадров, способных разрабатывать и осваивать авиационные двигатели и электроагрегаты, в области повышения квалификации и переподготовки работников организаций отрасли. Университет ведет подготовку кадров высшей квалификации, инженеров, бакалавров и магистров в области поршневых двигателей и электроагрегатов со дня своего основания. Университет в числе профильных вузов - участников образовательной программы «Крылья Ростеха». Университет выступил с инициативой распространения программы Крылья Ростеха в область авиационного поршневого двигателестроения. Проект находится в стадии согласования с ОДК. Реализована программа повышения квалификации работников организаций ОДК в области исследований и проектирования авиационных поршневых двигателей.

Научно-технический задел университета в области авиационного двигателестроения и агрегатостроения реализуется в проектах, выполненных и выполняемых в интересах индустриальных партнеров университета, таких как ПАО «ОДК-УМПО», ПАО «Интер РАО», АО «ОДК Авиадвигатель», АО ГЯМЗ «АГАТ», АО ОКБ им. А. Люльки, АО «Технодинамика», ПАО «КАМАЗ», НПА «Технопарк АТ», АО «УЗГА», ООО «Двигатели для авиации», и других.

Основные задачи стратегического технологического проекта

  • создание отечественного программного комплекса для моделирования поршневых двигателей и гибридных силовых установок, его интеграция в комплексные продукты моделирования летательных аппаратов, наземных транспортных средств и энергоустановок;

  • системная интеграция и трансфер технологий электродвижения с обеспечением единства технологической базы для двигателей и гибридных силовых установок различного назначения, с использованием эффекта масштабирования;

  • внедрение прорывных НИОКР в рабочий процесс изготовления и проектирования авиационных электромеханических преобразователей энергии для достижения физических пределов электроагрегатов поршневых двигателей и гибридных силовых установок по КПД и удельной мощности;

  • обеспечение импортозамещения производства и элементной базы электроагрегатов поршневых двигателей и гибридных силовых установок.

  • устранение критической зависимости отечественной авиации от импортных поршневых двигателей и гибридных силовых установок;

  • разработка новых подходов к организации рабочего процесса поршневых двигателей для получения прорывных показателей качества как двигателей, так и летательных аппаратов, наземных транспортных средств и энергоустановок;

Команда стратегического технологического проекта

  • Описание изображения

    Еникеев Рустэм Далилович

    руководитель стратегического технологического проекта «Поршневые и гибридные силовые установки малой авиации и наземного транспорта»

  • Описание изображения

    Гарипов Марат Данилович

    руководитель проекта «Разработка модельного ряда поршневых двигателей малой и беспилотной авиации».

  • Фазуллин Ильнур Ильдарович

    руководитель проекта «Преобразователи энергии для гибридных силовых установок»

Направленность проекта

В контексте направлений деятельности университета и достижения его целевой модели стратегический технологический проект направлен

  • в образовательной деятельности – на подготовку инженерных кадров, способных разрабатывать и осваивать поршневые двигатели авиационного и иного назначения, их ключевые электромеханические компоненты и гибридные силовые установки в целом;

  • в области исследований и разработок – на исследования и разработку рабочих процессов и технологий, создание специализированных программных продуктов, разработку новых, модернизацию и реверсинжиниринг поршневых двигателей, гибридных силовых установок и их электромеханических компонентов.

Научно-технический задел университета по областям

  • Научно-технический задел университета в области исследований

    Разработан принципиально новый рабочий процесс поршневых двигателей, допускающий их работу на авиационном керосине. Разработана система моделирования процессов в поршневых двигателях ALLBEA, не имеющая аналогов в РФ. Выполнено моделирование рабочего процесса и теплонапряженного состояния авиационных поршневых двигателей компаний АО ГЯМЗ «АГАТ» и ПАО «ОДК-УМПО». Разработана концепция интегрированных электромеханических преобразователей, применение которых позволяет перейти к гибридизации поршневым двигателей.

  • Научно-технический задел университета в области разработок

    Разработаны авиационные поршневые двигатели различного типа в диапазоне мощностей от 4 до 160 л.с. Двигатели разработаны совместно с ПАО «ОДК-УМПО» и компанией «Двигатели для авиации». Двигатели прошли испытания на стендах университета. Двигатели мощностью 4 л.с. и 50 л.с. переданы для испытаний в составе летательных аппаратов производителям БАС вертолетного и самолетного типов. Двигатель мощностью 4 л.с. находится в стадии освоения в серийном производстве в компании «Двигатели для авиации». Совместно с этой компанией налажена кооперация в масштабах РФ по производству компонентов двигателей. Для ПАО «Интер РАО» разработана и внедрена система подавления детонации газопоршневого двигателя, разработана и внедрена система волновой очистки теплообменников газопоршневых и газотурбинных двигателей, выполнено импортозамещение систем газопоршневого двигателя.

    Выполнена разработка технологии и изготовлены высокоудельные электрические машины для гибридной силовой установки с композитными элементами, изготовлены элементы приводных двигателей для гибридной силовой установки частично из композитных материалов, что позволило снизить металлоемкость изделия, повысить удельные показатели мощности более 4 кВт/кг и освоить новые технологии производства корпусных элементов гибридной силовой установки. На данный момент разработаны интегрированные стартер-генераторы, обеспечивающие момент до 900 Н и мощности до 300 кВт. Разработана технология аддитивной печати обмоток из меди и алюминия с полыми проводниками для жидкостного охлаждения. Изготовлены и испытаны опытные образцы: модульной отказоустойчивой машины для авиации и автомобильный интегрированный стартер-генератор с моментом 500 Н·м. Подтверждено увеличение удельной мощности в 1,4 раза за счёт применения внешнего ротора. Результаты интегрируются в разработки для ПД-35 и перспективных моделей электротранспорта.

    УУНиТ – постоянный участник международных выставок и форумов МАКС, АРМИЯ, HELIRUSSIA с разработками в области авиационных поршневых двигателей и электроагрегатов. На авиасалоне МАКС-2021 разработки университета в этой области победили в номинации «Импортозамещение».

Проекты

  • Проект 1. «Разработка модельного ряда поршневых двигателей малой и беспилотной авиации» (руководитель Гарипов М.Д.).

    Разработка выполняется в интересах отечественных производителей летательных аппаратов малой и беспилотной авиации, производителей авиационных поршневых двигателей. Ключевым преимуществом разработки является возможность работы двигателей с искровым зажиганием на авиационных керосинах, что является критически важным для ряда применений вследствие логистики и безопасности. Основным партнером разработки является ООО «Двигатели для авиации».

  • Проект 2. «Преобразователи энергии для гибридных силовых установок» (руководитель Фазулин И.И.).

    Разработка направлена на создание технологической платформы отказоустойчивых электрических машин для гибридных силовых установок, пилотируемой и беспилотной авиации, наземного транспорта и энергетических объектов. Основными преимуществами является высокая удельная мощность и интегрированное исполнение, обеспечиваемое выполнением преобразователей с внешним ротором и аддитивными обмотками.

В рамках проектов СТП планируется реализовать бизнес-модели в формате B2B

  • для проекта «Разработка модельного ряда поршневых двигателей малой и беспилотной авиации» - прямые продажи РИД (лицензии), производство готового образца и передача индустриальному партнеру для серийного производства;

  • для проекта «Преобразователи энергии для гибридных силовых установок» - производство (при поддержке партнеров) отдельных узлов и передача готовых образцов индустриальному партнеру для серийного производства, разработка соответствующего программно-аппаратного комплекса и продажа лицензий.

Ключевые результаты стратегического технологического проекта

В результате реализации проекта будут:

  • разработана технология изготовления высокоудельных электрических машин для гибридной силовой установки с композитными элементами

  • разработана технология изготовления прессованных катушечных групп для стартер-генераторов авиационных двигателей

  • разработаны поршневые двигатели и гибридные силовые установки для малой и беспилотной авиации

  • разработан программный комплекс для моделирования процессов в поршневых двигателях и гибридных силовых установках

  • разработана концепции отказоустойчивости в электрических машинах за счет модульной конструкции статора

  • разработана технологии аддитивной печати обмоток электрических машин для авиационных двигателей нового поколения