JAK-40 – Wiedergeburt als Elektroflugzeug?

das Foto zeigt eine umgebaute JAK-40 Maschine, die zukünftig als Testlabor für Hybridantriebe dienen soll.

Am 5. Februar 2021 begannen auf dem Flugplatz des Chaplygin Siberian Aviation Research Institute (SibNIA, Teil des Nationalen Forschungszentrums „Zhukovsky Institute“) in Nowosibirsk, Russland, Bodentests eines Demonstrators für ein Hybridtriebwerk (HPP), das mit einem supraleitenden Elektrotriebwerk für Flugzeuge ausgestattet ist. Verwendet wurde dafür ein umgebautes JAK-40 Flugzeug.

Die Tests, zu denen das Starten des Elektromotors und der Flugzeugsysteme gehörte, bestätigten die korrekte Leistung der verbundenen Systeme.

Der Elektromotor ist dabei Teil des HPP-Demonstrators, der vom Zentralinstitut für Luftfahrtmotoren (CIAM, ebenfalls Teil des Nationalen Forschungszentrums „Schukowski-Institut“) in enger Zusammenarbeit mit russischen Unternehmen im Rahmen eines Staatsvertrags entwickelt wird, zusammen mit dem russischen Ministerium für Industrie und Handel.

Das innovative 500-Kilowatt-Elektroflugzeugtriebwerk, das den Effekt der Hochtemperatursupraleitung nutzt, wurde von der Firma SuperOx entwickelt. Vor dem Einbau in das Flugzeug wurde das Triebwerk bei CIAM einer Reihe von Tests in Probeständen unterzogen.

Neben dem HTSC-Elektromotor enthält der Demonstrator einen elektrischen Generator, der am CIAM entwickelt und hergestellt wurde. Der Generator hat eine Ausgangsleistung von 400 kW, wiegt 100 kg und hat sowohl Prüfstandstests als auch Tests als Teil eines Turbinengenerators (basierend auf einem seriellen Turbowellen-Flugzeugtriebwerk) bestanden.

Das auf einem Yak-40-Flugzeug basierende Fluglabor wurde von FSUE SibNIA im entwickelt. Zum Testen wurde ein Elektromotor mit Propeller in die Nase des Flugzeugs eingebaut. Im Heckbereich des Rumpfes ist anstelle des Standard-AI-25-Triebwerks ein Turbowellen-Gasturbinentriebwerk mit elektrischem Generator installiert. Im zentralen Teil des Rumpfes wurden Lithium-Ionen-Batterien installiert, die ebenfalls Teil der Demonstrators sind.

Um das Yak-40-Flugzeug mit einem Elektromotor auszustatten, wurde es remotorisiert, zwei der drei Haupttriebwerke wurden durch moderne Motoren mit höherem Schub ersetzt.

Ende 2020 installierte SibNIA zusammen mit CIAM und ZAO SuperOx die Technik des Demonstrator in der Yak-40. Gleichzeitig wurden die ersten Testläufe des Elektromotors mit Propeller durchgeführt.

Die Arbeiten, die 2022 abgeschlossen sein sollen, werden zu Flugtests des Demonstrators mit einem Hybridtriebwerk führen. Sie ermöglichen es dann, die konstruktiven Ansätze zur Schaffung solcher Triebwerke zu überprüfen und die Wirksamkeit der angewandten technischen Lösungen zu bewerten.

Der Trend in Richtung geräuscharmer und umweltfreundlicher Hybrid- und Elektroantriebssysteme ist eine der wegweisenden Technologien für die Zukunft der Luftfahrt. Der Vorteil von Hybridantriebssystemen besteht darin, dass sie einerseits von energieeffizienten, umweltfreundlichen elektrischen Technologien profitieren und andererseits eine akzeptable Gewichtseffizienz durch Optimierung des Designs und der Betriebsmodi von Gasturbinen- oder Kolbenflugzeugtriebwerken aufrechterhalten können .

Quelle: CIAM (aus dem russischen übersetzt)