Новости
Персонал
Гостевая
Контактная информация

В настоящее время в ведущих промышленно развитых странах (США, Япония, странах Европейского содружества и др.) разработаны национальные программы и ведутся интенсивные исследования в области создания сильноточного оборудования для наземной и автономной энергетики, перспективных транспортных и аэрокосмических систем. На первом этапе этих работ (1998 - 2010 гг.) в США и Японии планируется создание опытных образцов сильноточного сверхпроводникового оборудования (СП генераторов, двигателей, СП кабелей и т. д.), а на втором (начиная с 2010 г.) - внедрение новой техники в национальные энергетические и транспортные системы. Программы и результаты работ по сильноточному применению сверхпроводимости (в США, Японии и др.) неоднократно докладывались на международных конференциях 1997 г. (International Workshop on Superconductivity, Hawaii, USA, EUCAS'97, Netherlands, 2-nd Workshop on Power Application of Superconductivity, Barcelona и др.).

В России работы по исследованию и созданию сильноточного сверхпроводникового оборудования для электроэнергетики выполняются в рамках проектов РНТП по направлению 'Сверхпроводимость', международных и российских контрактов. Ряд отечественных разработок в этой области получили широкое признание, как в России, так и за рубежом. К ним в первую очередь следует отнести исследования сверхпроводниковых синхронных генераторов и двигателей с встроенными криорефрижераторами (НИИ Электромаш, г. С.-Петербург, руководитель работ, член-корр. РАН Л.И. Чубраева), а также разработки новых типов электрических машин с объемным высокотемпературным сверхпроводниковым ротором (МАИ, г. Москва, руководитель работ профессор, д.т.н. Ковалев Л.К.). Важно отметить, что уровень разработок сильноточных сверхпроводниковых устройств позволяет уже сейчас приступить к созданию первых опытных макетных образцов нового электротехнического оборудования. Учитывая ограниченный объем финансирования и фундаментальный характер проектов направления 'Сверхпроводимость' РНТК 'Актуальные направления в физике конденсированных сред', дальнейшее развитие работ по созданию нового сильноточного сверхпроводникового оборудования для энергетики и транспорта требует принятия соответствующих решений.

В МАИ на кафедре 310 в лаборатории 'Сверхпроводниковых электрических машин и устройств', основанной заслуженным деятелем науки и техники профессором, д.т.н. А.И. Бертиновым, ведутся разработки электротехнического оборудования с использованием явления сверхпроводимости, начиная с 1963 года. В 1970 -  1985 г. с участием МАИ разработаны, созданы и испытаны уникальные образцы низкотемпературных сверхпроводниковых униполярных генераторов мощностью 0,5 Мвт (руководитель работ - профессор, д.т.н. Б.Л. Алиевский) и бортовых синхронных генераторов мощностью 0,7 Мвт (руководитель работ - профессор, д.т.н. А.И. Бертинов), а также выполнен ряд проектов бортовых криогенных энергетических установок мощностью 10 -  30 Мвт (руководители работ - профессора, д.т.н Д.А. Бут и Л.К. Ковалев).

С 1990 г. в лаборатории 'Сверхпроводниковых электрических машин и устройств' (руководитель работ - профессор, д.т.н. Л.К. Ковалев) проводятся работы по созданию принципиально нового класса электрических машин с объемными высокотемпературными сверхпроводниками (ВТСП). В 1990 -  1997 гг. эти исследования проводились по программе ГКНТ 'Актуальные направления в физике конденсированных сред' (направление 'Сверхпроводимость'). С 1995 г. при поддержке Миннауки России и Германии начаты работы по созданию первых опытных образцов ВТСП двигателей. Для выполнения этих работ при поддержке и непосредственном участии член-корр. РАН Н.А. Черноплекова были созданы Российско-Германская и Российско-Английская кооперации в составе: МАИ - головной разработчик, ВНИИ НМ им. Бочвара, НИИ ЭМ (г. Истра) ВЭИ, ИФТТ (г. Черноголовка) и IPHT (г. Йена, Германия), электротехническая фирма "Освальд" (г. Милтенберг), IEMA (г. Штутгарт), Дрезденский университет, Оксфордский университет (Англия).

В результате работ, проведенных в 1990 -  2002 гг., были получены следующие основные результаты:

-  В период 1995 -  1999 гг. созданы первые в мире серии гистерезисных ВТСП двигателей мощностью 100 Вт, 500 Вт, 1 кВт и 4 кВт, работающих в среде жидкого азота. Показано, что эти двигатели превосходят в 4 -  5 раз по массогабаритным параметрам электрические машины традиционного исполнения.

-  В 1997 -  1998 гг. МАИ разработаны, изготовлены и испытаны новые типы реактивных синхронных ВТСП двигателей мощностью 0,5 кВт, 2 кВт, 5 кВт и 10 кВт с композитным ВТСП ферромагнитным ротором, работающих при температурах жидкого азота. Уникальные свойства YBCO керамик и современных электротехнических сталей дали возможность реализовать на практике высокую анизотропию магнитных свойств роторов реактивных двигателей (близкую к диамагнитным в одном направлении и ферромагнитным в другом). Последнее позволило существенно повысить (в 3 -  4 раза) эффективность разрабатываемых ВТСП двигателей.

-  На базе разработок МАИ в 1999 г. на фирме OSWALD Elektromotoren GmbH (г. Милтенберг) совместно с МАИ созданы и испытаны реактивные ВТСП двигатели с азотным охлаждением мощностью 20 и 38 кВт.

-  На основе проведенных экспериментальных и теоретических работ в МАИ были разработаны основы теории, расчета и проектирования новых типов ВТСП двигателей с объемными элементами из текстурированной YBCO керамики. Получен Российский патент на новый класс электрических ВТСП машин.

-  В ходе работ над проектами реализован первый этап работ по отработке новых технологических методов получения и контроля объемных ВТСП элементов для ВТСП электрических машин повышенной мощности (свыше 5 -  20 кВт). Указанные работы выполнялись в следующих организациях: IPHT (г. Йена, руководитель работ В. Гавалек), ВНИИ НМ им. Бочвара (руководители работ Л.К. Шиков и И.И. Акимов) и ВЭИ (руководители работ Л.М. Фишер и В.В. Александров).

- На совещаниях в АНТК им. А.А. Туполева и IPHT (г. Йена) были рассмотрены и одобрены работы МАИ по созданию высокооборотных ВТСП двигателей мощностью 0,5 -  5 кВт для перспективных самолетов типа "Криоплан" на водородном топливе.

- С 2000 г. в рамках нового Германо-Российского проекта 'HTS Motor < 500 kW' в МАИ совместно с ВНИИ ЭМ им. Бочвара и НИИ ЭМ (г. Истра) ведутся конкретные работы по созданию 100 кВт и более реактивного ВТСП двигателя. В рамках той же кооперации в 2000 г. начаты также работы по созданию бортового крионасоса с ВТСП двигателем (совместно с ОАО 'Туполев').

- В ноябре 2001 г. в МАИ успешно проведены технологические испытания 1-ой секции реактивного 100 кВт ВТСП двигателя (в 1/4 длины машины) (рис. 2). Подписан протокол испытаний секции макетного ВТСП двигателя мощностью 30 кВт представителями МАИ (Россия) и IPHT (Йена, Германия). В мае 2002 г. создан и прошел первые испытания полномасштабный ВТСП двигатель мощностью 100 кВт.

- В мае 2002 г. в МАИ совместно с объединением 'Спецремонт и новые технологии' создан первый в России макет высокоскоростного транспорта на магнитном подвесе с использованием объемных ВТСП.

Лидирующие позиции разработчиков в области создания новых типов электрических машин на основе объемных ВТСП являются общепризнанными как в России, так и за рубежом (Германия, Англия, Испания, США и др.). Работы по созданию ВТСП двигателей отмечены Премиями Совета РАН по проблемам ВТСП в 1994 и 1995 гг., Дипломами Международной конференции по сверхпроводимости, Гавайи, США, 1995 г. и 1997 г., Золотыми медалями выставок по новейшим технологиям в Брюсселе (2000 г.) и Париже (2001 г.), премией Правительства РФ в области науки и техники за 2002 г..

Руководитель 'Центра сверхпроводниковых

электрических машин и устройств' МАИ,

профессор, д.т.н. Л.К. Ковалев

 

Контактные реквизиты:

Адрес: 'МАИ', Волоколамское шоссе, 4, Москва, А-80, ГСП-3, 125993, каф. 310

Телефоны для связи: 150-00-10, 158-45-67

FAX: (095) 360-27-50, 158-45-67

Е-mail: kovalev@mail.sitek.net

 Copyright © SC-Labkovalev@mail.sitek.net 
BOXMAIL.BIZ - Конструктор сайтов
WOL.BZ - Бесплатный хостинг, создание сайтов
RIN.ru - Russian Information Network 3