Promremont34.ru

Авто мастеру
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Характеристики двигателя ал 31ф

Описание

Турбореактивный двигатель АЛ-31Ф, АЛ-31ФП, Р195, Р95Ш, Р25 – 300, Р29Б-300; Р29БС-300, Р13 – 300

Подробное описание:

АЛ-31Ф Турбореактивный двухконтурный двигатель с общей форсажной камерой. Параметры в земных условиях: тяга на полном форсированном режиме, кгс — 12500; расход воздуха, кг/с — 112

минимальный удельный расход топлива, кг/кг.ч — 0,67. Устанавливается на самолеты Су-27, Су-30МКК и другие модификации самолета Су-27. АЛ-31Ф — высокоэкономичный, высокотемпературный двухконтурный, турбореактивный двигатель с двухкаскадным компрессором, с теплообменником системы охлаждения турбины, со смешением потоков наружного и внутреннего контуров за турбиной, с форсажной камерой сгорания и сверхзвуковым всережимным регулируемым реактивным соплом, с внешними створками реактивного сопла, модульной конструкции. Эксплуатируется в широком диапазоне высот и скоростей полета, устойчиво работает на режимах глубокого помпажа воздухозаборника при М полета до 2, а также в условиях плоского и перевернутого штопора, обеспечивает уникальные маневренные характеристики самолета. Обладает высокой газодинамической устойчивостью и прочностью, что позволяет работать в экстремальных условиях по уровню неравномерности и пульсаций давления воздуха на входе. Занял достойное место в ряду передовых турбореактивных двигателей, превосходя по ряду характеристик лучшие зарубежные аналоги. Воплотил в себе самые передовые достижения науки и техники, позволив самолету Су-27 стать одним из лучших в мире истребителей 4-го поколения. Модульная схема двигателя, как и другие оригинальные конструкторские решения, дают возможность простоты его эксплуатации и замены элементов в аэродромных условиях. Двигатель состоит из 4-х ступенчатого компрессора низкого давления с регулируемым входным направляющим аппаратом, промежуточного корпуса с центральной коробкой приводов, 9-ступенчатого компрессора высокого давления с изменяемым углом установки лопаток входного направляющего аппарата первой ступени и направляющих аппаратов первых двух ступеней, наружного контура, кольцевой камеры сгорания, воздухо-воздушного теплообменника в системе охлаждения турбины, одноступенчатой охлаждаемой турбины высокого давления, одноступенчатой охлаждаемой турбины низкого давления, форсажной камеры со смешением потоков наружного и внутреннего контуров, сверхзвукового реактивного сопла, редуктора и агрегатов на верхней части двигателя. Двигатель поставляется с выносной коробкой агрегатов (ВКА), на которой устанавливаются самолетные приводные агрегаты и газотурбинный двигатель — энергоузел ГТДЭ-117-1, который обеспечивает раскрутку ротора двигателя при запуске на земле. Двигатель развивает стендовую тягу 12500 кгс на режиме «полный форсаж» и 7770 кгс — на режиме «максимал».Удельный расход топлива на максимальном режиме работы 0.75 кг/(кгс-ч), на форсаже — 1.92 кг/(кгс-ч), минимальный крейсерский удельный расход топлива составляет 0.67 кг/(кгс-ч). Высоконапорный двухкаскадный компрессор обеспечивает 23-кратное сжатие поступающего воздуха при расходе его 112 кг/с и степени двухконтурности около 0.56.

АЛ-31ФП Турбореактивный двухконтурный двигатель с общей форсажной камерой и поворотным реактивным соплом. Параметры в земных условиях: тяга на полном форсированном режиме, кгс – 12500; минимальный удельный расход топлива, кг/кгс.ч – 0,67; расход воздуха, кг/с – 112. Устанавливается на многофункциональ­ные истребители Су-30МКИ. АЛ-31ФП – двигатель, созданный на базе АЛ-31Ф и сохранивший все достоинства пред­шественника. Характерная конструктивная особенность АЛ-31ФП – поворотное осесимметричное сопло с отклоняемым в вертикальной плоскости вектором тяги в диапазоне углов ±15°, обеспечивающее режим сверхманевренности самолета. Управление поворотным соплом интегрировано с системой управления самолетом. Двигатель АЛ-31ФП устойчиво работает при всех возможных эволюциях летательного аппарата на режимах сверхманевренности, в том числе при околонулевых и отрицательных в динамике скоростях полёта. Отклоняемый вектор тяги имеет колоссальную эффективность, значительно превосходящую эффективность аэродинамических рулей самолёта. Системы ликвидации помпажа, автоматического запуска в полёте, встречного запуска основной и форсажной камер обеспечивают устойчивую работу силовой установки при применении бортового оружия.

Р195 Турбореактивный двигатель. Параметры в земных условиях: тяга на максимальном режиме, кгс — 4300; расход воздуха, кг/с — 66; минимальный удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,89. Предназначен для установки на самолеты Су-25Т, Су-25ТМ, Су-25ТК, Су-39. Двигатель выполнен по двухвальной схеме, является дальнейшим развитием двигателя Р95Ш с улучшенными тяговыми характеристиками и новой системой обеспечения энергосистем самолета. Отличается повышенной боевой живучестью и эксплуатационной технологичностью. Д436ТП, Д436Т1 Турбореактивные двухконтурные двигатели. Параметры двигателя на взлетном режиме:

тяга, кгс — 7500; удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,375. Параметры двигателя на максимальном крейсерском режиме Н=11000; М=0,75: тяга, кгс — 1500; удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,61. Предназначены для установки на транспортный самолет-амфибию Бе-200 и пассажирский самолет Ту-334.

Р95Ш Турбореактивный двигатель. Параметры в земных условиях на максимальном режиме:

тяга, кгс — 4100; расход воздуха, кг/с — 67; удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,86. Предназначен для установки на самолеты Су-25, Су-25УБ, Су-25УТГ. Обладает высокой боевой живучестью, подтвержденной в боевых условиях.

Р25 — 300 Турбореактивный двигатель с форсажной камерой. Параметры в земных условиях:

тяга на чрезвычайном режиме, кгс — 7100; тяга на полном форсированном режиме, кгс — 6850; тяга на номинальном режиме, кгс — 3400; расход воздуха, кг/с — 68,5; минимальный удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,91. Предназначен для установки на самолет МиГ-21БИС.

Р29Б-300; Р29БС-300 Турбореактивный двигатель с форсажной камерой. Параметры в земных условиях: тяга на полном форсированном режиме, кгс — 11500; расход воздуха, кг/с — 105; минимальный удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,78. Р29Б-300 Предназначен для установки на самолеты МиГ-23Б и МиГ-27. Р29БС-300 Предназначен для установки на самолеты СУ-22.

Р13 — 300 Турбореактивный двигатель с форсажной камерой. Параметры в земных условиях:

тяга на полном форсированном режиме, кгс — 6600; тяга на номинальном режиме, кгс — 3400;

расход воздуха, кг/с — 66; минимальный удельный расход топлива, кг/кгс.ч — 0,91. Предназначен для установки на истребители МиГ-21 различных модификаций и перехватчики Су-15М и Су-15ТМ

Первый реактивный

Как часто бывает с выдающимися изобретениями, двухконтурный турбореактивный двигатель Архипа Михайловича опередил время. Разработав его схему еще в конце 1930-х годов, конструктор смог заглянуть в будущее. Ведь в 1941 году, когда он получил патент на свое изобретение, даже одноконтурные ТРД ставились авиастроителями под сомнение, и впереди был многолетний путь по созданию первого реактивного авиадвигателя. Это достижение не зафиксировано в своде патентов, но оно также бесспорно принадлежит Архипу Люльке.

В 1937 году 29-летний сотрудник Харьковского авиационного института Архип Люлька вместе с группой энтузиастов начинает заниматься до той поры неизведанной темой – реактивным газотурбинным двигателем, который сначала называли ракетным. Первые встречи проходили на кухне в коммунальной квартире конструктора. Затем Люлька везет свой смелый проект в Москву, где получает одобрение крупного специалиста по газовым турбинам, профессора МВТУ им. Баумана Владимира Уварова и поддержку наркомата авиапромышленности.


А.М. Люлька с группой работников КБ и завода у макета первого отечественного ТРД ТР-1

Начинается работа над первым реактивным. Люльку назначают техническим руководителем проекта ТРД, переводят из Харькова в Ленинград и выделяют средства на опытный образец. Параллельно на волне интереса к ТРД Архип Михайлович добивается закрытия бесперспективного направления авиационных паровых установок, чтобы направить все силы на новый двигатель.

К устройству первого ТРД можно было применить поговорку «все гениальное – просто». Воздух засасывался в двигатель осевым компрессором, уставленным рядами лопаток, и перед камерой сгорания сильно уплотнялся. В камере за счет сгорания топлива воздух подогревался, и расширенный газ на огромной скорости подавался на лопатки турбины, которая, в свою очередь, вращала компрессор. Далее раскаленный газ вылетал наружу через сопло, а самолет двигался вперед. Скорость самолета зависела от массы и скорости выходящих газов. Неожиданной особенностью ТРД оказалось то, что этот тип двигателя эффективнее работал как раз на больших скоростях, для которых он и предназначался.

Читать еще:  Двигатель вся его работа в деталях

Нет предела совершенству

Несмотря на целый ряд преимуществ двигателя АЛ-31СТ, которые тот продемонстрировал уже в первые годы эксплуатации, его разработчики постоянно трудятся над повышением надежности и экологичности привода.

Газотурбинный привод для газоперекачивающих агрегатов АЛ-31СТ.

Одним из мероприятий по совершенствованию ГТД стало снижение уровня выброса вредных веществ, в первую очередь — оксидов азота и углерода. Результат первого проекта по созданию низкоэмиссионной камеры сгорания впечатлил как исследователей, так и заказчиков: он позволил довести уровень выбросов оксидов азота до 45. 55 ppm (исходный показатель — 150 ppm). В 2014 году стартовал инновационный проект «Чистая камера», к которому подключились ведущие академические институты страны. Задача — снизить выбросы оксидов азота до уровня менее 25 ppm.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Особенности конструкции
  • 3 Модификации
  • 3.1 АЛ-31Ф
  • 3.1.1 Характеристики

Проектирование двигателя началось в 1973 году, первые испытания прошли в 1977 году, государственные испытания завершились в 1985 году. С 1981 года двигатели АЛ-31 производятся на УМПО (г. Уфа) и «ММПП Салют» (г. Москва).

После смерти А. М. Люльки в 1984 году работы по двигателю и его модификациям возглавил генеральный конструктор В. М. Чепкин. В настоящее время ОКБ им. Люльки (г. Москва) является частью УМПО.

Ориентировочная стоимость одного двигателя АЛ-31Ф (по состоянию на 2008 год) составляет 96,4 млн рублей [2] .

С 2013 года двигатель собирается в рамках дивизиона ОДК «двигатели боевой авиации», за горячую часть отвечает НПЦ газотурбостроения «Салют», за холодную часть и сборку УМПО, ОМО. [ источник не указан 2696 дней ]

АЛ-31Ф

Базовый вариант двигателя используется на истребителях Су-27 и его модификациях. Первоначально назначенный ресурс серийных АЛ-31Ф составлял всего 100 часов, при требовании ВВС СССР в 300 часов, но затем со временем он был доведён до 1500 часов. Межремонтный ресурс на максимальных режимах работы составлял от 5 до 15 часов. Максимальное количество циклов запуска (TAC) — 300. Двигатели АЛ-31 производят предприятия УМПО и НПЦ газотурбостроения «Салют».

Характеристики

  • Длина: 4945 мм
  • Диаметр входа: 905 мм
  • Масса: 1488 кг
  • Стендовая тяга на форсаже: 12 500 кгс
  • Тяга на режиме максимал: 7770 кгс
  • Температура газов перед турбиной: 1665 К
  • Степень сжатия: 23:1
  • Степень двухконтурности: 0,56
  • Расход воздуха: 112 кг/с
  • Удельный расход топлива:
  • крейсерский режим: 0,67 кг·кгс/час
  • в режиме максимал: 0,75 кг·кгс/час
  • на режиме полный форсаж: 1,92 кг·кгс/час

На базе АЛ-31Ф разработано большое количество модификаций.

АЛ-31ФП

Основное отличие от базового двигателя АЛ-31Ф — управляемый вектор тяги, значительно повышающий манёвренные характеристики самолёта. Изменение вектора возможно на угол до ±15° в вертикальной плоскости. Два двигателя устанавливаются с поворотом каждого наружу вокруг продольной оси для всеракурсного изменения суммарного вектора тяги. ФП — означает форсажный поворотный. Двигатель разработан в НПО Сатурн, производится на УМПО.

Двигатели АЛ-31ФП устанавливаются на истребители Су-30СМ, Су-30МКИ.

  • Длина 4942 мм
  • Входной диаметр 905 мм
  • Наружный диаметр 1277 мм
  • Масса 1520 кг

Форсированный двигатель АЛ-31Ф для рекордного самолёта П-42, созданного на базе Су-27. Форсажная тяга двигателя была повышена до 13600 кгс.

АЛ-31Ф3

Вариант двигателя АЛ-31Ф для палубного истребителя Су-33. В отличие от базового АЛ-31Ф имеет дополнительный особый режим (ОР) с тягой 12800 кгс, кратковременно используемый при взлёте самолёта с палубы с полной боевой нагрузкой или при экстренном уходе на второй круг.

АЛ-31ФН

Модификация АЛ-31Ф с нижним расположением коробки агрегатов для китайского истребителя Chengdu J-10. Имеет повышенную на 200 кгс силу тяги по сравнению с базовым вариантом. Разработан в ММПП Салют. КНР закупила в общей сложности 399 единиц АЛ-31ФН на сумму 500 млн долларов в 2013 [3] .

Контракт на проведение НИОКР между Китаем и Россией был подписан в 1992 году, финансирование так же осуществлялось со стороны Китая. В 1994 году двигатель был окончательно спроектирован.

Первоначально двигатель разрабатывался совместно НПО Сатурн с ММПП Салют, но после 1998 года ММПП Салют разработал документацию и наладил серийное производство АЛ-31ФН самостоятельно. В 1999 году при Министерстве юстиции было создано Федеральное агентство по защите результатов интеллектуальной деятельности (ФАПРИД). Стремясь делегитимизировать права разработчика, генеральный директор ММПП Салют Юрий Елисеев сумел подписать с ФАПРИД лицензионный договор (№ 1-01-99-00031), который стал самым первым договором такого рода, заключённым вновь созданным агентством. Ссылаясь на него, Салют рассматривает лицензионный договор 1998 году с Сатурном как ничтожный.

АЛ-31Ф М1

Модернизированный двигатель АЛ-31Ф ММПП Салют с четырёхступенчатым компрессором низкого давления КНД-924-4 с увеличенным с 905 до 924 мм диаметром, обеспечивающим на 6 % больший расход воздуха, а также более совершенной цифровой системой автоматического управления (степень сжатия 3,6). Температура газов перед турбиной у этого двигателя повышена на 25°С. Двигатель двухконтурный, первый контур проходит через «рубашку» для охлаждения, затем смешивается за турбиной с горячим вторым контуром двухвальный.

Первый полёт 25 января 2002 года, серийно производится с 2006 года для истребителей семейства Су-27 [4] , устанавливается без доработок в любые истребители, в том числе ранних годов выпуска, также на Су-27СМ/СМ2. Принят на вооружение ВВС РФ в 2007 году [5] . Имеет повышенную силу тяги (13 300 кгс на режиме форсаж), межремонтный ресурс 1000 часов [6] , назначенный ресурс 2000 часов при сохранении габаритных размеров и веса. Удельный расход топлива был снижен. Имеет модификацию с управляемым вектором тяги, с ресурсом 800 часов [6] .

  • Длина 4,945 м
  • Максимальный внешний диаметр 1,14 м
  • Масса 1520 кг

АЛ-31Ф М2

Двигатель АЛ-31ФМ2 — турбореактивный двухконтурный двигатель на базе АЛ-31Ф. Лопатки турбины с перфорацией по кромкам, изготавливаются литьём, температура перед входом в турбину увеличена на 100°С в сравнении с АЛ-31Ф. Тяга двигателя на особом режиме 14 500 кгс [7] , на режиме полный форсаж 14 100 кгс [8] . Назначенный ресурс модернизированного двигателя превышает 3 000 часов. Двигатель имеет минимальные отличия от серий 3, 20 и 23. Повышены тяговые характеристики при снижении удельных расходов топлива, в том числе и на бесфорсажных режимах. Не требует доработки борта самолёта при постановке на самолёты типа Су-27, Су-30, Су-34, в отличие от двигателей других серий. В 2012 двигатель впервые показан на 2-м Международном форуме «Технологии в машиностроении-2012 (ТВМ-2012) [9] . СЛИ запланированы с 2013 года.

АЛ-31Ф М3

3-й этап модернизации АЛ-31Ф ММПП Салют, дополнительно устанавливается новый трёхступенчатый КНД с широкохордными лопатками пространственного профилирования и увеличенной степенью повышения давления до 4.2 (КНД-924-3), что позволяет увеличить тягу до 15 300 кгс в режиме форсаж (получено на статических испытаниях). Лопатки и диск 3-х ступенчатого КНД представляют собой единое целое (блиск), вместо 9 ступеней КВД планируется уменьшить число до 6 [10] . С 2002 года двигатель находился на стендовых испытаниях.

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя рено меган

АЛ-41Ф1С (Изделие 117С)

Двигатель «первого этапа» для истребителя поколения 4++ Су-35БМ, принятому на вооружение ВВС РФ (ныне ВКС) под обозначением Су-35С, с тягой 14 000 кгс на полном форсаже (14500 в чрезвычайном режиме) [11] [12] . Создан на основе двигателей АЛ-31Ф, АЛ-31ФП и АЛ-41Ф. Несмотря на схожую с АЛ-31Ф схему, двигатель на 80 % состоит из новых деталей [13] . От предшественников его отличает повышенная тяга на режиме форсаж (14000 [14] кгс против 12500 у АЛ-31Ф), полностью цифровая система управления, плазменная система зажигания, новый компрессор большего диаметра, значительно повышенный ресурс (4000 часов против 1000 у АЛ-31Ф) и улучшенные расходные характеристики [13] . Коробка агрегатов расположена сверху двигателя. Стоимость разработки составила 3 млрд руб [15] .

Прирост тяги получен за счёт увеличения диаметра компрессора с 905 до 932 мм [16] . Длина двигателя увеличена до 4990 мм. Тяга на чрезвычайном режиме — 14 500, на максимале — 8800 кгс.

НПО Сатурн в 2008 году провёл 200-часовые испытания, в том числе 16 часов — «горячие» [17] .

АЛ-31СТ

«Наземная» стационарная модификация АЛ-31Ф мощностью 16 МВт [18] для применения в качестве привода газоперекачивающих станций.

Плазменный мотор

N + 1 поговорил с разработчиком «Изделия 30» для истребителя Су-57

Российские воздушно-космические силы в 2018 году приняли в опытно-боевую эксплуатацию перспективные истребители Су-57 пятого поколения, а до конца 2019 года планируется принять эти самолеты на вооружение. На первом этапе эти машины будут поступать в войска с «упрощенными» силовыми установками АЛ-41Ф1, похожими на те, что устанавливаются на истребители Су-35С четвертого поколения. С середины 2020-х годов Су-57 получат двигатели уже пятого поколения, больше известные сегодня под обозначением «Изделие 30». Чтобы разобраться в поколениях реактивных двигателей боевых самолетов, особенностях разработки новых силовых установок и перспективах двигателестроения, мы обратились за помощью к генеральному конструктору ОКБ имени А. Люльки и разработчику двигателя пятого поколения для Су-57 Евгению Марчукову.

Предварительная проработка проекта истребителя пятого поколения Су-57 велась с начала 2000-х годов. В 2005 году начался этап проектирования нового российского боевого самолета. Летные испытания проводятся с 2010 года. В целом, информация по проекту перспективного истребителя засекречена. Известно только, что новые самолеты смогут нести во внутренних отсеках вооружения ракеты и бомбы общей массой до 4,2 тонны. Кроме того, истребители будут оснащены восемью внешними точками подвески для авиационного вооружения.

Су-57 будет принят на вооружение в два этапа. На первом этапе в войска начнут поступать боевые самолеты с двигателями АЛ-41Ф1 («изделие 117») — похожие двигатели устанавливаются сегодня на истребители Су-35С. На втором этапе Су-57 получат двигатели уже пятого поколения, сегодня обозначаемые как «изделие 30».

Поколения и контуры

В реактивной авиации условно выделяют пять поколений турбореактивных двигателей. «Родовые» ветки этих силовых установок разделены на боевые и гражданские, и к ним предъявляются совершенно разные требования.

Например, гражданские двигатели должны иметь высокий ресурс и относительно небольшой расход топлива, а их техническое обслуживание не должно быть дорогостоящим, иначе они будут экономически невыгодными в эксплуатации. Значительная часть этих требований для военных авиационных двигателей может быть в той или иной степени принесена в жертву высоким характеристикам — большой скорости полета или наименьшему времени выхода на режим максимальной тяги.

Современные авиационные двигатели состоят из двух частей. Одна из них — внутренний контур, состоящий из газогенератора и сопловой части. В состав газогенератора входят компрессор высокого давления, камера сгорания и турбина высокого давления.

В полете воздух затягивается и немного сжимается вентилятором — самым большим и самым первым винтом по ходу полета. Затем часть этого воздуха поступает в компрессор и сжимается еще сильнее, после чего попадает в камеру сгорания, где смешивается с топливом. После сгорания топливной смеси газы из камеры сгорания попадают на турбину высокого давления и вращают ее, а та, в свою очередь, приводит в движение компрессор.

Схема турбовентиляторного двигателя Volvo RM12

Вторая часть военного авиационного двигателя — внешний контур — представляет собой компрессор низкого давления, направляющий аппарат и воздуховод (во многих гражданских двигателях компрессор низкого давления в состав внешнего контура не входит). Во время полета часть немного сжатого вентилятором и компрессором воздуха, не попавшая во внутренний контур, попадает в направляющий аппарат, где тормозится. Из-за торможения давление в воздушном потоке повышается. После этого сжатый воздух поступает в воздуховод, а затем — в сопло и формирует остаток тяги.

В современных турбовентиляторных двигателях гражданских самолетов основная часть тяги — до 80 процентов — формируется вентилятором. В двигателях истребителей бóльшая часть проходящего через двигатель воздушного потока проходит через внутренний контур. Это позволяет несколько повысить «отзывчивость» двигателя на управление и уменьшить его поперечные размеры, благодаря чему силовая установка способна обеспечивать сверхзвуковую скорость полета.

Совокупность удельных параметров

«Разница между двигателями разных поколений проявляется, прежде всего, в их удельных параметрах. Основных параметров несколько: это удельный вес, удельная тяга и удельный расход топлива на килограмм тяги в час. Смена поколений происходит при одновременном улучшении всех этих характеристик. „Изделие 30“ в этом плане можно даже отнести к поколению „5+“, так как этот двигатель создан с учетом отечественного и зарубежного опыта в разработке и эксплуатации двигателей пятого поколения. В СССР, а затем в России таким двигателем было „Изделие 20“. Его планировали установить на разрабатывавшийся корпорацией „МиГ“ истребитель Миг-1.44 МФИ. Затем появилось „Изделие 30“», — рассказал N + 1 Марчуков.

В двигателе второго этапа для Су-57 разработчики применили ряд новых конструкторских подходов и технологий, благодаря чему «Изделие 30» по удельному расходу топлива примерно соответствует двухконтурному двигателю АЛ-31Ф (670 граммов на килограмм-силы в час в крейсерском режиме), однако превосходит его по показателю удельной тяги. АЛ-31Ф и его варианты являются одними из самых экономичных двигателей для боевых самолетов в мире; такие двигатели ставятся на истребители Су-27, Су-30 и Су-34, а также на китайский истребитель пятого поколения J-20.

Удельный расход топлива в значительной степени влияет на боевые возможности самолета. При равной боевой нагрузке низкий расход дает больший боевой радиус (расстояние, которое самолет может пролететь от точки старта до цели и обратно, включая время, необходимое на выполнение боевой задачи) или бóльшую боевую нагрузку при сохранении боевого радиуса. При сохранении же неизменными радиуса и боевой нагрузки самолету потребуется взять на борт меньше топлива, что сделает массу летательного аппарата меньше и заметно повысит его летные характеристики.

Например, во время Корейской войны 1950-1953 годов в затяжных воздушных боях американские истребители F-86 Sabre и советские МиГ-15 становились более верткими и быстрыми по мере расходования топлива, и с каждой минутой бой становился все более динамичным.

Читать еще:  Двигатель z22se какое масло лить

«Удельный расход топлива оппонирует с удельной тягой. Самый лучший расход топлива получается на гражданских двухконтурных двигателях, но у них меньше всего удельная тяга за счет высокой степени двухконтурности. У одноконтурных двигателей — наоборот, удельная тяга высока, но и расход высокий. За счет применения новых конструкций и технологий в «Изделии 30» удельный расход остался на прежнем уровне, но удельная тяга увеличилась», — рассказал Марчуков.

«Изделие 30»

Двигатель поколения «4+» АЛ-41Ф1, пока что устанавливаемый на истребители Су-57, конструктивно похож на АЛ-31Ф и АЛ-41Ф1С, но имеет несколько серьезных отличий. В частности, силовая установка оснащена плазменной системой зажигания и управлением вектором тяги в вертикальной плоскости. По словам Марчукова, система плазменного зажигания встроена в сами топливные форсунки двигателя, благодаря чему зажигание плазменной дуги происходит одновременно с подачей керосина. Помимо прочего, такое техническое решение позволяет избегать факеления, выброса огненного столба из двигателя из-за переизбытка топлива в камере сгорания при запуске.

Если говорить в общем, то электронно-цифровая система позволяет еще больше упростить управление самолетом благодаря тому, что она полностью отвечает за регулирование впрыска топлива, подачу воздуха, зажигание и управление некоторыми другими параметрами работы силовой установки. Благодаря этому от летчика требуется только отдавать управляющие указания.

Двигатель пятого поколения «Изделие 30» будет отличаться от АЛ-41Ф1 повышенной топливной эффективностью и меньшей стоимостью жизненного цикла.

«По сравнению с двигателями четвертого поколения в пятом добавилась возможность крейсерского сверхзвукового движения — для этого двигатель должен обладать изменяемой степенью двухконтурности. Это требование добавило еще один удельный параметр — удельный расход топлива на крейсерском сверхзвуке. Также у двигателя должна быть значительно меньшая заметность в инфракрасном и радиоволновом диапазоне. Это достигается специальной конструкцией сопла и воздухозаборника. Серьезным аспектом нового двигателя является также снижение стоимости жизненного цикла машины — меньше расхода на обслуживание, больше межремонтный ресурс», — рассказал о новых силовых установках Марчуков.

Сопла и лопатки

Для нового двигателя, который будет устанавливаться на истребители Су-57 с середины 2020-х годов, сегодня разрабатывается плоское сопло. Обычно такой аппарат представляет собой две подвижные пластины, установленные на S-образном канале на выходе реактивного двигателя. В частности, так сделано на американском истребителе F-22 Raptor пятого поколения.

Такое сопло, вместе с S-образным каналом скрывающее раскаленные лопатки турбины двигателя, позволяет снизить инфракрасную заметность боевого самолета для систем наблюдения, в том числе и инфракрасных поисково-следящих систем. Однако это же техническое решение вводит дополнительное сопротивление для истекающих газов, из-за чего характеристики двигателя ухудшаются в среднем на 2-3 процента.

Будет ли плоское сопло входить в состав двигательной установки с «Изделием 30» в основе, пока неизвестно. Сегодня этот двигатель испытывают с обычным соплом.

В 2013 году разработчики показали лопатки компрессора высокого давления для двигателя второго этапа, предназначенного к установке на Су-57. Они были изготовлены из алюминида титана — сплава титана и алюминия. В СМИ появлялась информация и о том, что этот же сплав может быть использован для изготовления лопаток турбины низкого давления «Изделия 30». Но позднее все эти работы были приостановлены. По словам Марчукова, алюминид титана не подходит для военного двигателя.

«Лопатки из алюминида титана используются в самых последних ступенях турбины низкого давления на гражданских самолетах, где температура газов относительно низка. Это дает значительную экономию по массе, так как в гражданских двигателях турбины многоступенчатые. В военном двигателе температура газов даже перед турбиной низкого давления значительно выше, и алюминид титана в этих условиях просто неприменим», — пояснил генеральный конструктор ОКБ имени А. Люльки.

Какие двигатели он заменит?

По словам Семивеличенко, установить двигатель можно будет на истребители Су-27, Су-30, Су-35. В настоящий момент на эти самолеты ставятся три двигателя: на Су-27 — АЛ-31Ф, на Су-30 — АЛ-31ФП и на Су-35 — АЛ-41Ф1С.

АЛ-31 — базовый двигатель серии авиационных высокотемпературных турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажными камерами. Его проектирование началось еще в 1973 году. С 1985 года двигатели семейства АЛ-31 производятся на Уфимском моторостроительном производственном объединении (УМПО) и московском АО «„ОДК“ Производственный Комплекс „Салют“»

АЛ-31Ф — это базовый вариант двигателя. Его длина составляет 4945 мм, диаметр входа — 905 мм, масса — 1488 кг, стендовая тяга на форсаже — 12 500 кгс, тяга на режиме максимал — 7770 кгс, температура газов перед турбиной — 1665 К, степень сжатия — 23:1, степень двухконтурности — 0,56, расход воздуха — 112 кг/с, удельный расход топлива в крейсерском режиме — 0,67 кг·кгс/час, в режиме максимал — 0,75 кг·кгс/час, на режиме полный форсаж — 1,92 кг·кгс/час.

На базе АЛ-31Ф производится большое количество модификаций. Например, АЛ-31ФП (форсажный поворотный), предназначенный для истребителей Су-30СМ и Су-30МКИ, в отличие от базового АЛ-31Ф, имеет управляемый вектор тяги, который повышает маневренные характеристики самолета. Его масса несколько больше чем у АЛ-31Ф: 1520 кг.

АЛ-41Ф1С также известен как изделие 117С. Это двигатель «первого этапа» для истребителя Су-35С. Он был создан на основе АЛ-31Ф, АЛ-31ФП и АЛ-41Ф. Двигатель на 80% состоит из новых деталей, от предшественников его отличает повышенная тяга на режиме форсаж (14000 кгс (14500 в чрезвычайном режиме) против 12500 у АЛ-31Ф), полностью цифровая система управления, плазменная система зажигания, новый компрессор большего диаметра, повышенный ресурс (4000 часов против 1000 у АЛ-31Ф), а также улучшенные расходные характеристики.

Двигатель для ПАК ФА

После долгих дискуссий и борьбы за право быть головным разработчиком двигателя для ПАК ФА решением руководства страны этот мотор создается в рамках Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) с распределением зон ответственности. «Салют», не входящий в корпорацию, является соисполнителем ОДК.

Два главных конкурента разрабатывали свои параллельные прототипы двигателя для истребителя пятого поколения – «Енисейск-А» вел «Сатурн», «Енисейск-Б» – «Салют». Окончательный победитель официально объявлен не был.

Пока же опытные образцы Т-50 проходят испытания на АЛ-41Ф1 – «изделии 117» совместной разработки ОАО «НПО «Сатурн», ОАО «УМПО» и ОАО «ОКБ Сухого». В его основе все тот же АЛ-31Ф. Некоторые элементы заимствованы из наработок по созданию «изделия 117С» (АЛ-41Ф1С) для истребителя поколения «4++» Су-35. Тяга мотора «117» первого этапа для ПАК ФА достигает 15 тонн, у него турбина с увеличенным диаметром, всеракурсное управление вектором тяги, цифровая система автоматического управления. Полноценный двигатель пятого поколения будет иметь более высокую тягу и меньший удельный вес. Точные параметры, как и собственно сам процесс разработки, держатся в секрете. Во всяком случае, по официальным заявлениям, «Салют» и «Сатурн» работают над проектом в тесном контакте.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector