Электрические машины на основе высокотемпературных сверхпроводниковых материалов с водородным охлаждением для системы электродвижения полностью электрических самолетов.

При выполнения данного этапа проекта была разработана численная автоматизированная методика оптимизации размеров активной зоны синхронной ВТСП электрической машины обращенной конструкции. Эта методика позволила выявить оптимальное сочетание основных параметров ВТСП электродвигателя для обеспечения минимальной массы при заданной мощности и скорости вращения. Методика оптимизации была создана на основе конечно-элементного анализа, что позволило обеспечить учет особенностей конструкции проектируемого ВТСП электродвигателя. При этом, численный оптимизационный расчет выполнялся с учетом зависимости критического тока в ВТСП лентах от температуры и величины магнитного поля в СП катушках ротора и статора. Также в рамках данного этапа был проведен оценочный расчет основных параметров системы охлаждения на основе жидкого водорода. Была построена численная одномерная модель системы криогенного обеспечения для исследования динамики процессов поведения жидкого водорода, используемого в качестве охладителя для сверхпроводникового оборудования. Проведенное численное моделирование позволило выявить некоторые специфические особенности при применении жидкого водорода в качестве хладагента и создать научный задел для проведения дальнейших научных исследований в этом направлении. Еще одним важным этапом выполненной работы было создание, отладка и проведение ряда численных расчетов на модели распределенной системы тяги, включающей в себя ВТСП генератор, ВТСП электродвигатели и силовые преобразователи. Эта модель позволила изучить динамические процессы, протекающие в системе тяги и ее узлах на различных этапах полета летательного аппарата. В конце работы были сформулированы основные выводы и рекомендаций для дальнейшего развития методик проектирования ВТСП систем тяги с охлаждением их жидким водородом.