Ассоциация «Электропитание» и итоги научно-практической конференции «Электропитание».

Ассоциация «Электропитание» объединяет разработчиков, производителей и потребителей средств электропитания. Существует с 1991 года и является сегодня одной из важных структур по формированию единой научно-технической политики и объединению потенциала предприятий промышленности, отраслевых институтов, академической и вузовской науки в обеспечении разработки и выпуска современных систем и средств электропитания. Ассоциация объединяет в своих рядах предприятия и организации различных отраслей промышленности, которые по своей тематике охватывают большую часть вопросов из области систем электропитания.

В 2020 году в ассоциации принята программа «Электродвижение», которая создает новые возможности для членов ассоциации и заинтересованных организаций для продвижения своей продукции на отечественном и мировых рынках гражданского сектора экономики. Проблемы реализации программы «Электродвижение» с 2020 года широко обсуждаются участниками конференции и принимаются решения о ее совершенствовании.

Принятию программы предшествовала работа по анализу возможности унификации комплектующих при разработке новых систем электродвижения. Было показано, что для водного, наземного и воздушного транспорта существует достаточно общих элементов (рис. 1), что позволяет избежать разработки лишних однотипных изделий, и тем самым сократить общие затраты.

Базовым принципом, положенным в основу реализации программы «Электродвижение», было широкое использование платформенных технологий – технологических, технических, цифровых, экономических, юридических, социальных и др. (рис. 2).

Реализация платформ в виде стандартов должна позволить предприятиям – членам Ассоциации «Электропитание» проще интегрировать свою продукцию в единую систему, позволяющую на единых принципах создавать системы электродвижения воздушного, наземного и водного транспорта.

Программа «Электродвижение» легла в основу созданного ассоциацией совместно с Академией наук авиации и воздухоплавания (АНАиВ) и Ассоциацией выпускников и сотрудников академии имени Н.Е. Жуковского Объединенного молодежного научного конструкторского бюро имени Н. Е. Жуковского (ОМНКБ).

Одним из ключевых ежегодных мероприятий, которые проводит ассоциация, является проведение научно-практической конференции «Электропитание». В 2024 году всероссийская научно-практическая конференция «Электропитание-2024» проходила в г. Подольске Московской области на базе предприятия АО «Электропровод». В этом году кроме АО «Электропровод» соорганизаторами конференции также стали Секция «Научные проблемы электропитания» Научного совета «Электрофизика, электроэнергетика и электротехника» РАН, Академия электротехнических наук РФ, Академия наук авиации и воздухоплавания и Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова (ЦИАМ). Информационными партнёрами конференции выступили научно-технический журнал «Электропитание», Издательский дом Академии имени Н. Е. Жуковского, а также журнал «Крылья Родины».

На открытии конференции со вступительным словом выступил президент ассоциации «Электропитание» Халютин Сергей Петрович, рассказал о направлениях деятельности ассоциации, о взаимодействии с Академией авиации и воздухоплавания в рамках совместно созданного ОМНКБ, а также о ключевом проекте Ассоциации – программе «Электродвижение».

С приветствием выступил генеральный директор АО «Электропровод» Васильев Роман Евгеньевич, рассказал об истории предприятия и об инновационных проектах и перспективах его развития.

Директор ассоциации «Электропитания», академик АНАиВ Давидов Альберт Оганезович также выступил с приветственным словом к участникам конференции и пожелал им успешной работы и успехов в научно-практической деятельности, рассказал о программе мероприятий конференции.

Пленарное заседание началось с доклада главного конструктора ОМНКБ Халютина С. П., котором он рассказал об общей концепции по реализации проектов в Объединенном молодежном научном конструкторском бюро имени профессора Н. Е. Жуковского, о целях, задачах, технологии в рамках программы «Электродвижение», а также о распределении работ между участниками.

При создании средств электродвижения используется платформенный принцип, в котором предполагается использование цифровых паспортов оборудования для идентификации подключаемых устройств, а также единых стандартов информационного взаимодействия (рис.3).

Данная технология является развитием научного направления НПО НаукаСофт по созданию цифровых интеллектуальных систем распределения электроэнергии (ИРУ), в которой расширяются функциональные возможности системы распределения энергии в плане технологии сборки и диагностирования. Этот принцип позволяет существенно сократить время на создание новых систем электродвижения и использовать для создания транспортных средств продукцию разных производителей, поддерживающих платформенный стандарт. Предполагается, что стандартизация должна затронуть и процесс информационного взаимодействия, и аппаратные интерфейсы связи между элементами системы.

Далее с пленарными докладами выступили наставники ОМНКБ, академики АНАиВ Давидов Альберт Оганезович из Московского государственного технического университета гражданской авиации (МГТУ ГА) и Харитонов Сергей Александрович, представляющий Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), в которых рассказали о состоянии и дальнейших перспективах проектирования и изготовления в рамках программы «Электродвижение» химических источников тока, приводных двигателях и полупроводниковых преобразователях электроэнергии. Давидов А.О. в совместном докладе с Гавриленковым Станиславом Ивановичем показал, как при известных требованиях к времени полета и потребляемой мощности разрабатываемого летательного аппарата получить оптимальную конфигурацию литийионной аккумуляторной батареи и выбрать наилучшую электрохимическую систему. Харитонов С.А. ознакомил участников конференции с последними достижениями Института силовой электроники НГТУ и предложил для новых систем электродвижения использовать перспективные гибридные технологии создания полупроводниковых устройств, полученные в рамках реализации программы Приоритет-2030.

Наставник ОМНКБ академик АНАиВ Бондарев Валерий Георгиевич (Военно-воздушная Академия им. профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина) в своем пленарном докладе представил результаты технологии формирования закона управления движением электротранспортного средства с учетом платформенной технологии «Электродвижение». Возможность создания унифицированного алгоритма управления движением обусловлена тем, что все команды управления включенными в систему приводными узлами нормализованы и приведены к единому виду в протоколе взаимодействия. При этом приводной узел состоит из 2-х устройств (привод вращения винта и сервопривод поворота вектора тяги), которые управляются по одному каналу, задавая необходимое значение тяги и ее направления. Зная координаты пространственного положения приводного узла и его инерционные свойства, которые передаются при монтаже через цифровой паспорт, алгоритм управления в каждый момент времени выдает на каждый приводной узел соответствующие команды, обеспечивающие в целом движение летательного аппарата по заданной траектории.

Научный сотрудник ВВА им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина (ВВА) Роголенко Олег Николаевич доложил о выборе интерфейса информационного взаимодействия между системой технического зрения электротранспортной системы и автопилотом. Доцентом кафедры ВВА Дмитриевым Владимиром Михайловичем сделан доклад о возможности применения нейросетевых технологий для аппроксимации аналитических решений нелинейных дифференциальных уравнений, полученных методом математического прототипирования энергетических процессов.

В докладе доцента МГТУ ГА Демченко Алексея Геннадьевича рассмотрены вопросы моделирования электроэнергетической системы воздушного судна средствами отечественной системы моделирования SimInTech. Он показал, как моделирование отказов в системах электроснабжения позволяет на основе анализа изменения формы выходного напряжения переменного тока формировать алгоритмы диагностики.

Пленарный доклад коммерческого директора АО «Электропровод» Дуйнова Максима Владимировича был посвящен современным технологиям АО «Электропровод» и перспективам создания кабелей и проводов для электротранспорта.

После пленарного заседания участники конференции посетили производственные площадки по производству кабельной продукции, их ознакомили с производственными возможностями, новыми технологиями, а также с испытательной базой, которая обеспечивает качество выпускаемой продукции.

На второй день конференции «Электропитание» в рамках запланированных АНАиВ научных мероприятий было проведено заседание круглого стола «Электрические и гибридные летательные аппараты. Технологические возможности и перспективы», которое прошло в Центральном институте авиационного моторостроения им. П. И. Баранова. Был заслушан доклад заместителя генерального директора – директора Исследовательского центра «Гибридные и электрические силовые установки» ЦИАМ Варюхина Антона Николаевича, который рассказал о наработках ЦИАМ в области разработки гибридных и электрических силовых установок, в том числе о подходе к проектированию магнитоэлектрических двигателей и электрохимических генераторов, осуществляющих прямое преобразование энергии водорода в электрическую.

В докладе Халютина С. П. рассмотрены вопросы технологических возможностей и ограничений при создании летательных аппаратов на электрической тяге. Предложено в качестве критерия сравнения различных вариантов энергосистем и оценки преимуществ гибридных и электрических силовых установок использовать удельную энергию системы, выраженную через удельные свойства ее элементов. Показано, что на современном уровне развития электромеханических и полупроводниковых преобразователей, а также источников электроэнергии, создание гибридных и электрических летательных аппаратов ограниченно малыми летательными аппаратами, ввиду неэффективности автономных источников электроэнергии.

Академик АНАиВ Старостин Игорь Евгеньевич, также являющийся наставником ОМНКБ, в своем докладе предложил применить единый энергетический подход для моделирования физических и химических систем – использовать метод математического прототипирования энергетических процессов. Он показал, что использование методов машинного обучения может позволить упростить процедуру получения аналитических решений, приспособленных для использования в цифровых двойниках электроэнергетических систем летательных аппаратов.

После докладов участникам круглого стола продемонстрировали макеты разработанных в ЦИАМ силовых установок для гибридных и электрических летательных аппаратов.