Инновации 17 августа 2023

Вертолет на водороде отрывается от земли

Компания «Аэромакс» представила первый российский беспилотный вертолет с водородным двигателем — воздушное судно SH-750. Презентация прошла на международной промышленной выставке «Иннопром» в Екатеринбурге
Вертолет на водороде отрывается от земли
Компания «Аэромакс» представила на «Иннопроме» первый российский беспилотный вертолет с водородным двигателем - воздушное судно SH-750
mos.ru

Летные испытания SH-750 запланированы на осень.

Взлетная масса беспилотного грузового вертолета — 700 кг, полезная нагрузка достигает 300 кг. Максимальная скорость — 200 км/ч, аналогов в России нет. Помимо доставки грузов беспилотник может быть использован при тушении природных и техногенных пожаров, для проведения сельскохозяйственных работ.

Как отмечают эксперты, по энергоемкости установки на водородных топливных элементах превосходят современные установки на литий-ионных аккумуляторах, эта технология стремится к показателям классических двигателей, которые работают на дизельном или бензиновом топливе. При этом они не производят вредных выбросов в атмосферу, бесшумны и просты в обслуживании.


ВЕРТ И ТОПЛВН ЭЛМНТ.jpg
По энергоемкости установки на водородных топливных элементах превосходят современные установки на литий-ионных аккумуляторах, эта технология стремится к показателям классических двигателей, которые работают на дизельном или бензиновом топливе
mos.ru

Разработкой водородной силовой установки по заказу «Аэромакса» занимается Центр водородных технологий (оба входят в АФК «Система»). Корреспондент «Стимула» побывал в ЦВТ, который располагается в Москве на территории знаменитого Электрозавода. От офисного здания до цехов постройки начала XX века, где производятся опытные образцы, автора этих строк довезли на водородном легковом автомобиле.

Вообще, у Центра водородных технологий четыре площадки, две из них — на этапе организации. В Черноголовке — исследовательский центр, где проводятся научные изыскания. Как только лабораторные технологии переходят в фазу, когда уже можно изготавливать опытные образцы, эти образцы производятся в цехах Электрозавода. Дальше необходимо опытное производство, но его пока нет. Вскоре оно появится в индустриальном парке «Руднево». «Массовое производство мы планируем организовать в Мордовии, в Саранске, — говорят в ЦВТ, — поскольку Москва для таких целей дорогой город. В Саранске уже готова площадка, и примерно через год мы ее начнем занимать».


ЭЛЕКТРОЗАВОД.jpg
Центр Водородных Технологий располагается в Москве на территории знаменитого «Электрозавода», опытные образцы техники на водородных топливных элементах производятся в цехах постройки начала XX века
Алексей Андреев

Новая жизнь старой технологии

«Большой авиационный транспорт на водородных топливных элементах построить еще никому не удалось, — рассказал “Стимулу” генеральный директор ЦВТ, доктор химических наук, профессор Юрий Добровольский. — И мы будем первые в мире, если нам удастся вместе с компанией “Аэромакс” поднять в воздух наш вертолет. Аккумуляторная машина такого типа может просто взлететь и сесть. А водородные еще от земли не отрывались».

magnifier.png «Большой авиационный транспорт на водородных топливных элементах построить еще никому не удалось. И мы будем первые в мире, если нам удастся вместе с компанией “Аэромакс” поднять в воздух наш вертолет»

В основе любого современного водородного транспортного средства — топливный элемент, который преобразует химическую энергию топлива в электрическую. Принцип работы достаточно простой: в электрохимической ячейке идет электрохимическое окисление водорода. Обычно в низкотемпературных топливных элементах используются водород со стороны анода и кислород со стороны катода. Вместо реакции горения происходит реакция электрохимического окисления без выделения тепла, и производится электроэнергия с высоким КПД.

«Первым топливным элементам примерно 150 лет, — рассказывает Юрий Добровольский. — Они уже летали в космос, работали на подводных лодках, использовались в другой военной технике, но до последнего времени были дороги. А сейчас их очень активно начинают внедрять во многих областях»


ДБРВСК.jpg
Генеральный директор Центра Водородных Технологий, доктор химических наук, профессор Юрий Добровольский
Алексей Андреев

Пламя на крыше и больше ничего

«Водородная технология — самая безопасная, — считает гендиректор ЦВТ. — Двигатель внутреннего сгорания гораздо опаснее. Вот он может взрываться, а электродвигатель — нет. Это, скорее, вопрос баллонов. Я могу сказать, что из всех углеводородных топлив, используемых традиционно (природный газ, пропан-бутан, бензин, керосин), водород наименее опасен. Из-за его легкости водород сложно использовать, но зато он безопасен за счет того, что его невозможно удержать практически ни в каком замкнутом пространстве, он сам улетучивается. Расчеты, проведенные в западных странах, показывают, что если бы в квартирах плиты были на водороде, а не на природном газе, то бытовых аварий, взрывов было бы примерно в десять раз меньше».

magnifier.png «Когда баллоны загораются, пламя идет вверх, и при правильной компоновке системы та часть, где сидят люди, просто не затрагивается. Если установить баллоны, к примеру, на крыше автобуса, то в случае аварии водород не взорвется, он просто загорится, на крыше будет пламя и больше ничего»

При внедрении водорода в гражданской сфере, особенно на транспорте, проблема была в опасности баллонов, в которых хранится водород. При высоком давлении баллоны могли в то время взрываться, это была фактически бомба. Но сейчас перешли с чугунных баллонов на углепластиковые. А углепластик не может разрываться на куски, он только мягко раскрывается и выпускает водород.

«Конечно, мелкие аварии на транспорте бывают, — говорит Юрий Добровольский. — Но я еще не знаю ни одной аварии на водородном транспорте, а его достаточно много, он двадцать лет эксплуатируется, которая привела к жертвам. Можно сравнить с электромобилями, которые периодически горят, горят аккумуляторы, и их невозможно погасить. А у водорода еще один плюс: когда баллоны загораются, пламя идет вверх, и при правильной компоновке системы та часть, где сидят люди, просто не затрагивается. Если установить баллоны, к примеру, на крыше автобуса, то в случае аварии водород не взорвется, он просто загорится, на крыше будет пламя и больше ничего. Но таких случаев за все время эксплуатации еще ни разу не было».


ТОПЛИВН ЭЛЕМЕНТ.jpg
Водородный топливный элемент, разработанный специалистами Центра Водородных Технологий
Алексей Андреев

Быстрая заправка, долгая езда

Долгое время команда Юрия Добровольского занималась маленькими, воздухоохлаждаемыми топливными элементами. Они проще и легче, сфера применения — робототехника, в том числе летательные аппараты: коптеры, самолеты. Но появились новые задачи — создать топливные элементы для сфер, где водород может быть выгоден уже сейчас. Это крупный транспорт — водный, воздушный, железнодорожный — все виды, которые предназначены для перевозки большого количества людей или грузов и должны долго обходиться без зарядки.

По словам Юрия Добровольского, рынок водородных технологий пока в стадии развития, пока он не функционирует так, как рынки стали, нефти. Но с другой стороны, есть ниши, где водород уже применяется, и в первую очередь это средства передвижения. Расчеты показывают, что электрический транспорт на водороде во многих случаях гораздо эффективнее, чем на аккумуляторах.

«Для легкового автомобиля водород выгоднее аккумуляторов, но он там избыточен, — поясняет Юрий Добровольский. — Этот газ активно используется в тех сферах, где нужно много ездить или возить много людей. Чем хороши автомобили на топливных элементах? Один из основных плюсов — быстрая зарядка. Аккумуляторный транспорт заряжается самое быстрое за десятки минут, нормальная зарядка — это шесть-восемь часов. А водород в баллоны поступает через обычный пистолет примерно столько же времени, сколько газ или бензин, то есть считаные минуты. Легковой автомобиль заряжается всего за две минуты».

magnifier.png «Аккумуляторный транспорт заряжается самое быстрое за десятки минут, нормальная зарядка — это шесть-восемь часов. А водород в баллоны поступает через обычный пистолет примерно столько же времени, сколько газ или бензин, то есть считаные минуты»

Выигрышность водорода можно показать на примере московского электробуса. В среднем он проходит один маршрут, это несколько десятков километров, и становится на зарядку на 20 минут. В результате электробусов надо больше, чем на этом же маршруте автобусов или троллейбусов. Электробусов сейчас фактически ходит удвоенное количество. Кроме того, место в Москве стоит дорого, подключение электроэнергии тоже дорогое, то есть эксплуатация такой зарядной станции обходится весьма недешево. А простейшие расчеты, да и западный опыт, показывают, что те же самые электробусы на водородных топливных элементах будут заряжаться в течение шести минут, то есть весь парк можно заправить за ночную смену. Причем достаточно одной заправки в автобусном парке, чтобы ездить по Москве целые сутки. Нормальный пробег водородного автобуса — 450‒500 км, это намного больше, чем у аккумуляторного транспорта.

«Легко посчитать, откуда возникает выгода, — говорит Юрий Добровольский. — Количество инфраструктуры резко уменьшается, снижается нагрузка на сеть внутри Москвы, и дорогие московские места для зарядки в центре города уже не нужны. Аналогичная ситуация и с водным транспортом».

Кстати, Центр водородных технологий при поддержке АФК «Система» проектирует водородное судно. «По Москве-реке начали ходить электрические речные трамвайчики, — говорит гендиректор ЦВТ. — В их производстве участвует компания “Эмпериум”, она входит в АФК “Система”. И мы пришли к выводу, что водородное судно может быть гораздо выгоднее, чем такое же на аккумуляторах».

Темы: Инновации

Еще по теме:
19.07.2024
В Южно-Уральском университете создали инновационный протез-трансформер. Протез нижних конечностей можно легко приспособи...
05.07.2024
В начале XIX века во Франции появилась революционная промышленная технология — полуавтоматизированный станок для точного...
04.07.2024
Российские ученые разработали инновационный способ тушить пожары. Исследователи Томского политехнического университета &...
03.07.2024
Отказ в венчурном финансировании — один из главных страхов начинающего предпринимателя. Каковы могут быть причины для от...
Наверх