кандидат технических наук, доцент, доктор электротехники, главный конструктор,
Москва
PhD, Associate Professor, Chief Designer,
Moscow
доктор технических наук, профессор, генеральный директор,
Москва
Doctor of Science, Professor, Director General,
Moscow
доктор технических наук, старший научный сотрудник, главный научный сотрудник,
Москва
Doctor of Science, Senior Researcher, Chief Researcher,
Moscow
Исследования в области перспектив развития авиации показывают, что наиболее приемлемым с точки зрения экологичности и энергоэффективности является переход к полностью электрическому самолету. Электрификация идет в первую очередь по пути повышения эффективности наиболее энергоемких элементов летательного аппарата. В первую очередь это силовая установка и система кондиционирования. Актуальной задачей, решаемой в данной статье, является разработка методики проектирования энергокомплекса летательного аппарата (ЛА) с электрической тягой. Именно наличие электрической силовой установки и расширяет понятие электроэнергетического комплекса ЛА. В статье рассмотрена двухуровневая информационно-энергетическая технология проектирования энергосистем современных летательных аппаратов. На энергетическом уровне оптимизируются потоки энергии, а на информационном - синтезируются законы управления, обеспечивающие выполнение ограничений и минимизацию потерь при заданном уровне надежности всей системы. Наиболее приемлемым с точки зрения экологичности и энергоэффективности является переход к полностью электрическому самолету. Предлагаемая информационно-энергетическая методика дает возможность разрабатывать электрические и гибридные летательные аппараты с оптимальными массогабаритными и энергетическими характеристиками за счет: оптимизации циклограммы потребления электроэнергии с помощью перераспределения моментов включения потребителей, что обеспечивает более равномерный режим энергопотребления, который позволяет при одном и том же наборе потребителей уменьшить номинальные мощности генераторов и, как следствие, снизить полетную массу; управления распределенной системой генерации электроэнергии, что обеспечивает возможность использования разнородных источников энергии; управления отказобезопасностью на основе оперативного изменения топологии силовой сети; управления рекуперацией энергии; диагностирования состояния источников, преобразователей, потребителей (входные цепи) и силовой сети в режиме реального времени.
Research in the field of aircraft development shows that from the point of view of sustainability and energy efficiency the most acceptable approach is the transition to all-electric aircraft (AEC). Electrification is aimed primarily on the aircraft most energy-intensive elements efficiency enhancing. Primarily these are power plant and air conditioning system. The actual problem discussed in this article is the development of methodology for the design of aircraft power complex with electric propulsion. The electric power plant literally extends the concept of aircraft power complex. The article considers two-level energy-informational design technology of the aircraft power complex. On the energetic level, the energy flows are optimized, and on the information level, the control laws that ensure restrictions compliance and loss minimization for a given level of entire system reliability are synthesized. From the point of view of sustainability and energy efficiency, the most acceptable is the transition to AEC. The proposed information-energy technique provides an opportunity to develop electric and hybrid aircraft with optimal weight and size and energy characteristics due to: electricity consumption timeline optimization through the redistribution of electric end users switch on moments, which provides a more uniform power mode, allowing the same set of electric users to reduce generator rated power, and as a result reduce the flight weight; manage a distributed system of electricity generation that provides the ability to use diverse energy sources; faul tsafety management based on rapid changes in the power network topology; energy recovery control; the sources, converters and users (input circuit) and power network real-time diagnostic operations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.