Российская оборонная промышленность продолжает работу над перспективным истребителем пятого поколения Су-57 / Т-50 / ПАК ФА. На данный момент в рамках программы решается ряд задач, связанных с созданием того или иного оборудования, а также нового вооружения. Одной из главных целей в настоящее время является проверка нового двигателя «Изделие 30». Проект перспективного двигателя уже прошел ряд важнейших этапов, и теперь силовая установка готова к проверке вместе с самолетом. На днях состоялся первый испытательный полет опытной машины Су-57 с двигателями «Изделие 30».
С 2010 года и до настоящего времени опытные машины программы «Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации» Т-50, теперь известные как Су-57, использовали турбореактивные двигатели АЛ-41Ф1. В контексте всей программы они также носили условное обозначение «двигатели первого этапа». Эти изделия, построенные по двухконтурной схеме, оснащенные форсажной камерой и соплом с управлением вектором тяги, позволили самолету получить желаемые возможности и заметным образом повысили характеристики в сравнении с существующей техникой. Параллельно велась разработка совершенно нового двигателя с рабочим названием «Изделие 30». Также его именовали двигателем второго этапа.
Проектирование и отработка двигателя второго этапа заняли несколько лет. По известным данным, в течение нескольких последних месяцев опытные «Изделия 30» проверялись на стенде. К настоящему времени двигатели нового типа были подготовлены к полноценным испытаниям вместе с носителем. Первый полет опытного самолета с прототипами двигателей новой модели состоялся несколько дней назад.
Истребитель пятого поколения Су-57 с бортовым номером 052 (второй летный образец своего типа), оснащенный двигателем «Изделие 30», совершил свой первый полет в минувшую среду, 6 декабря. Исходя из соображений безопасности, самолет оснастили смешанной силовой установки в виде двигателей АЛ-41Ф1 и «Изделия 30». Первые подобные испытания провели на аэродроме Летно-исследовательского центра им М.М. Громова в г. Жуковский Московской области. Управлял опытной машиной с новой силовой установкой шеф-пилот компании «Сухой» герой России Сергей Богдан.
По очевидным причинам, разработчики проекта и испытатели не стали раскрывать большую часть информации о первом испытательном полете и ограничились лишь рядом самых общих сведений. По официальным данным, первый полет с использованием «Изделия 30» продолжался 17 минут. За это время опытный Т-50 под управлением летчика-испытателя выполнил полетное задание. Полет прошел штатно и в соответствии с полученным заданием. Вскоре авиационная промышленность опубликовала фотографии и видео первого испытательного полета техники в новой конфигурации.
Проект двигателя «Изделие 30» все еще достаточно далек от начала серийного производства и эксплуатации техники в войсках, но уже сейчас удостаивается самых высоких оценок. Так, комментируя проект ПАК ФА и новый двигатель для такого самолета, министр промышленности и торговли Денис Мантуров отметил, что новые самолеты являются доказательством высокого потенциала отечественного авиастроения. Отрасль доказала свою способность создавать высокоинтеллектуальные передовые системы, такие как уникальный планер, инновационное цифровое оборудование и новейшие двигатели.
Начало летных испытаний нового двигателя «Изделие 30» является важнейшей вехой в отечественного двигателестроения. Дело в том, что впервые за долгие годы турбореактивный двигатель для боевого самолета разрабатывался с нуля и не должен был стать очередным вариантом глубокой модернизации одного из существующих образцов. Фактически «Изделие 30» стало первой полноценной разработкой своего рода в современной истории отечественной промышленности. При этом уникальность проекта заключается не только в подходах к конструированию. Отказ от использования готовых базовых проектов позволил применить новые идеи и решения, заметным образом повлияв на итоговые характеристики и возможности.
Согласно ранее публиковавшимся данным, новое «Изделие 30» создавалось в рамках кооперации нескольких предприятий из состава Объединенной двигателестроительной корпорации. Такая организация работ позволила ряду ведущих организаций отрасли объединить усилия и использовать самые лучшие свои наработки. В проекте использовались самые новые идеи и решения конструктивного и технологического характера. Правильное сочетание перспективных и известных решений привело к требуемым результатам.
К сожалению, большая часть сведений о турбореактивном двигателе «Изделие 30» пока не подлежит разглашению. Тем не менее, уже были объявлены основные особенности конструкции и характерные преимущества новой разработки. Как утверждается, одним из способов повышения характеристик стало применение новых материалов и архитектур отдельных агрегатов. В частности, двигатель получил совершенно новый компрессор высокого давления. Несколько новшеств было внедрено в конструкцию турбины. В первую очередь, в ее деталях применили новые жаропрочные сплавы никеля.
Более эффективные компрессор и турбина в сочетании с другими инновациями, такими как новая электронная система управления, дали двигателю «Изделие 30» определенные преимущества перед существующими изделиями. Ранее неоднократно указывалось, что основными преимуществами нового двигателя станут сниженный расход топлива при выросшей тяге. Кроме того, двигатель комплектуется соплом с системой управления вектором тяги, что позволяет резко повысить маневренность самолета.
Как известно, одним из признаков истребителя пятого поколения является возможность полета со сверхзвуковой скоростью без использования форсажной камеры. По известным данным, двигатели первого этапа для ПАК ФА – АЛ-41Ф1 – уже позволяли получить такие возможности. Новое «Изделие 30», отличаясь более высокими техническими характеристиками, позволит решать подобные задачи с большей эффективностью, в том числе с уменьшенным расходом горючего.
Точные характеристики нового двигателя пока официально не публиковались. Пока известны только различные оценки, сделанные на основе доступных сведений о существующих двигателях отечественной разработки. Максимальная тяга «Изделия 30» без использования оценивается в 10-11 тыс. кгс. Форсажная должна достигать 16-18 тыс. кгс. Подобные оценки основываются, прежде всего, на том предположении, что двигатель второго этапа должен иметь заметные преимущества перед существующими изделиями.
Из таких оценок следует, что тяга двух двигателей новой модели, работающих на форсаже, должна, как минимум, на 10-15% превышать нормальную взлетную массу самолета. При максимальном взлетном весе тягооворуженность так же должна быть больше единицы, хотя ее запас в таком случае может серьезным образом сократиться. Тем не менее, в данной ситуации некоторое сокращение тяговооруженности компенсируется увеличением запаса топлива и боекомплекта.
Истребитель Су-57 / Т-50 с двигателями первого этапа уже имел возможность более энергичного маневрирования за счет системы управления вектором тяги, построенной на основе управляемых сопел. Как сообщается, двигатель «Изделие 30» тоже оснащается средствами контроля реактивной струи, благодаря чему самолет сохраняет имеющиеся возможности в контексте маневренности при повышении прочих летных данных.
Начало полетов с новым двигателем является важным этапом в истории всей программы ПАК ФА. Оно приближает момент успешного завершения работ, однако до получения желаемых результатов достаточно далеко. Пока на самолете-носителе испытывается только одно «Изделие 30». В ближайшем будущем должны будут начаться полеты с полноценной силовой установкой в составе двух двигателей. Испытания Т-50 с двумя двигателями запланированы на следующий год.
Согласно ранее публиковавшимся планам, летные испытания двигателя второго этапа должны были стартовать в 2017 году и продолжаться в течение двух лет. К концу десятилетия военные и промышленность намеревались завершить отработку «Изделий 30», по результатам которой новый двигатель можно было бы ставить в серию. Как показывают последние , программа ПАК ФА пока идет в соответствии с графиком. Как и планировалось, первый полет с новым двигателем состоялся в 2017 году, что позволит в следующем году поднять в воздух истребитель в окончательной конфигурации.
Удастся ли участникам программы ПАК ФА уложиться в указанные сроки – будет ясно в ближайшем будущем. К настоящему времени они смогли реализовать ряд этапов программы и весь ход последней, в целом, может являться поводом для оптимизма. Пока нет никаких оснований сомневаться в возможности успешного завершения работ в установленные сроки.
Летом этого года командование воздушно-космических сил и руководство авиастроительной промышленности огласили планы на ближайшее будущее, затрагивающие серийное производство и поставки истребителей Су-57. Утверждается, что в 2018-19 годах армия получит установочную партию из 12 таких машин. 10 самолетов из 12, предназначенных для опытной эксплуатации, получат двигатели первого этапа – АЛ-41Ф1. Две другие машины должны будут соответствовать облику серийного истребителя. По всей видимости, слова о серийном облике подразумевали в том числе и двигатели «Изделие 30».
Необходимо отметить, что в рамках программы ПАК ФА разрабатывается значительное число новых проектов, и новые идеи реализуются не только в сфере силовых установок. В настоящее время продолжается работа над новыми радиоэлектронными системами, ведется разработка различных авиационных средств поражения и т.д. Как и в случае с проектом «Изделие 30», работы в этих направлениях должны будут завершиться в ближайшие годы, вследствие чего войска смогут получить полноценные боевые самолеты в полной комплектации, предусматриваемой существующим проектом.
В последнее время с завидной регулярностью появляются сообщения о тех или иных работах и успехах программы «Перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации». Кроме того, приближаются указанные сроки завершения опытно-конструкторских работ и начала серийного производства для поставок техники вооруженным силам. Начало испытаний опытного самолета Т-50 / Су-57 с новым двигателем затрагивает ключевые аспекты всей программы, и потому является одной из главных новостей последнего времени.
Авиационная промышленность продолжает доводку перспективного истребителя пятого поколения и регулярно отчитывается о своих успехах в этом деле. Последние новости о старте испытаний опытного самолета Су-57 с новым двигателем «Изделие 30» продолжают эту замечательную традицию и, безусловно, оказываются новым поводом для гордости и оптимизма.
По материалам сайтов:
http://uacrussia.ru/
http://ria.ru/
http://tass.ru/
http://vz.ru/
http://rg.ru/
В настоящее время продолжается подготовка к серийному производству перспективных истребителей Су-57. Как и в случае с прототипами, серийная техника будет комплектоваться двигателями двух моделей. Первые серийные образцы получат существующие двигатели АЛ-41Ф1 (они же «двигатели первого этапа»), а затем их в серии сменят более новые «Изделия 30». С конца 2017 года перспективные турбореактивные двигатели «Изделие 30» испытываются в воздухе, и в будущем ожидается освоение их производства в интересах серийного выпуска самолетов. ТРДДФ типа «Изделие 30», или «двигатель второго этапа», является одной из главных тем в контексте проекта ПАК ФА / Т-50 / Су-57. При этом эта тема является одной из самых закрытых.
Впрочем, к настоящему времени разработчик в лице НПО «Сатурн», а также официальные лица из Министерства обороны и других структур успели раскрыть часть данных и составить примерную картину. Стоит ожидать, что в будущем продолжится поступление новой информации, и промышленность раскроет новые подробности интереснейшего проекта.
Двигатель пятого поколения
Истребитель Су-57 относят к условному пятому поколению, что говорит о наличии ряда характерных требований. Одно из главных таких требований – обеспечение крейсерской сверхзвуковой скорости, в том числе без использования форсажных камер. Существующие серийные двигатели не позволяют получить такие характеристики, в связи с чем требуется совершенно новая силовая установка. Перспективный двигатель, предназначенный для Су-57, как и сам самолет, относят к условному пятому поколению – однако уже в сфере моторостроения.
Самолет Су-57 с двигателями “первого этапа” - АЛ-41Ф1. Фото ОАК / uacrussia.ru
Считается, что разница между поколениями турбореактивных двигателей проявляется в изменении основных параметров. Резкий рост удельной тяги или сокращение удельного расхода топлива, достигнутые в новом проекте, позволяют относить его к следующему поколению. Новейший ТРДДФ «Изделие 30» по этим показателям выгодно отличается от существующих систем, что позволяет его разработчикам говорить о создании двигателя поколения «5» или «5+».
Высокие характеристики нового двигателя достигаются, в первую очередь, за счет применения самых современных технологий, материалов и решений. При этом используются и уже освоенные идеи. Так, «Изделие 30» продолжает линейку отечественных двигателей со штатным соплом, имеющим средства управления вектором тяги.
Впрочем, от некоторых современных решений пришлось отказаться. К примеру, в 2013 году НПО «Сатурн» показало перспективную конструкцию лопатки для компрессора высокого давления, изготовленную из алюминида титана. Появились сообщения о возможном внедрении такого материала в конструкцию турбины. Однако позже от алюминида титана в составе «Изделия 30» отказались. Экономия массы оказалась незначительной, а стойкость к повышенным механическим и тепловым нагрузкам, характерным для двигателей военного назначения, – недостаточной.
Технические подробности
По известным данным, «Изделие 30» представляет собой двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой. На уровне некоторых основных идей он имеет сходство с более старыми двигателями семейств АЛ-31 и АЛ-41, но все его агрегаты разрабатывались заново и с применением современных наработок. Результатом этого стал заметный рост всех основных характеристик, позволяющий относить «Изделие 30» к следующему поколению ТРДДФ.
Двигатель имеет обычную для своего класса архитектуру с многоступенчатыми компрессорами высокого и низкого давления, камерой сгорания и многоступенчатыми турбинами. Позади турбин находятся форсажная камера и сопло с УВТ. На внешней поверхности двигателя помещены необходимые агрегаты того или иного назначения. Разработчики «Изделия 30» не спешат раскрывать все подробности конструкции, но часть особенностей нового проекта уже известна.
Компрессор обеспечивает сжатие поступающего воздуха со степенью 6,7, обеспечивая расход воздуха до 20-23 кг/с. Камера сгорания оснащается плазменной системой зажигания, устанавливаемой прямо на форсунках. Такие средства обеспечивают воспламенение топлива сразу после его попадания в камеру сгорания. Благодаря этому поддерживается оптимальный режим горения, а также исключается т.н. факеление – неправильное сгорание топлива, скопившегося в двигателе. Температура газов перед турбиной находится в пределах от 1950 до 2100°K. Для сравнения, у серийного двигателя АЛ-31Ф этот параметр не превышает 1700°K.
Опытный Су-57 с двигателем “Изделие 30”. Фото Nickolay Krasnov / russianplanes.net
Двигатель «30» комплектуется новым соплом, имеющим функции управления вектором тяги. Этот агрегат заметно меньше использовавшихся ранее и имеет иные обводы. В частности, задняя кромка сопла, образуемая отдельными створками, получает неровную форму.
Важной особенностью конструкции, обеспечивающей получение новых возможностей, является изменение степени двухконтурности. Также проект учитывал необходимость сокращения заметности двигателя и самолета в целом для радиолокационных и инфракрасных систем наблюдения. Такие задачи решались путем создания оптимальных конструкций воздухозаборника и сопла.
Для нового двигателя создана оригинальная электронно-цифровая система управления с полной ответственностью. Она принимает данные с множества различных датчиков и следит за работой всех компонентов двигателя. Получая команды от летчика, система управления выполняет их с учетом текущих параметров и различных факторов. Автоматика управления двигателем упрощает работу летчика, а также облегчает настройку силовой установки для работы в тех или иных условиях.
Все новые идеи и решения предназначаются для повышения основных характеристик двигателя. Согласно открытым данным, максимальная тяга двигателя «Изделие 30» достигает 11000 кгс, форсажная – 18000 кгс. Для сравнения, двигатель первого этапа АЛ-41Ф1 имеет тягу 9500 и 15000 кгс соответственно. Таким образом, самолет Су-57 даже при максимальной взлетной массе, превышающей 35 т, будет иметь тяговооруженность более единицы. При нормальном взлетном весе этот параметр достигнет 1,15-1,2.
Удельные параметры нового двигателя либо улучшились, либо остались на уровне предшествующих изделий. Так, руководство НПО «Сатурн» указывает, что удельный расход топлива у «Изделия 30» остался на уровне двигателя АЛ-31Ф – около 0,67 кг кгс/час. Одновременно повысилась удельная тяга, но точное значение этого параметра не называется. При таких параметрах, по своим габаритам и массе двигатель «30» почти не отличается от серийных отечественных ТРДДФ.
Оптимизация основных параметров приводит к повышению летно-технических характеристик самолета. По разным оценкам, крейсерская сверхзвуковая скорость самолета Су-57 без применения форсажа, обеспечиваемая двумя двигателями с тягой по 11000 кгс, может достигать М=1,5. Наличие сопла с УВТ значительно улучшает маневренность на всех режимах.
Планы на будущее
Пока перспективный ТРДДФ «Изделие 30» остается на стадии летных испытаний и проверяется на опытных самолетах Т-50 / Су-57. К настоящему времени изготовлено около двух десятков опытных двигателей, предназначенных для проверок на земле и в воздухе. Летные испытания двигателей продолжаются больше года и требуют еще времени. Так, в начале прошлого года сообщалось, что весь цикл летных испытаний может занять три года.
Двигатель “30” в сборочном цеху (предположительно). Фото Militaryrussia.ru
Согласно нынешним планам, в ближайшие годы российские воздушно-космические силы получат несколько первых серийных истребителей Су-57. Первые машины этого типа будут оснащаться т.н. двигателями первого этапа – ТРДДФ АЛ-41Ф1. В 2020 году должен появиться второй контракт на поставку серийной техники. На этот раз речь идет о внедрении новых двигателей. Часть истребителей второй серии будет оснащаться «Изделиями 30». Серийное производство таких двигателей будет освоено предприятием «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение». В дальнейшем, ориентировочно в середине двадцатых годов, новый двигатель станет стандартным для всех серийных Су-57.
Параллельно с испытаниями и доводкой «Изделия 30» в его существующей версии ведутся работы по созданию новых агрегатов для такого двигателя. Осуществляется разработка плоского сопла, способного снизить заметность самолета в разных спектрах. Вместо штатного сопла за двигателем планируется помещать изогнутый канал, на котором должны устанавливаться две подвижные плоские створки.
S-образный канал прикрывает лопатки турбины от излучения радиолокаторов, а прямоугольное сечение сопла сокращает инфракрасное излучение от реактивных газов. В то же время, такие агрегаты создают дополнительное сопротивление движению газов, что приводит к небольшому сокращению технических характеристик двигателя. Новое сопло пока находится на ранних стадиях, и пока неизвестно, внедрят ли его при проведении будущих модернизаций Су-57. Впрочем, с помощью такого проекта российские двигателестроители получают важный опыт.
Также сообщается о проработке вопросов создания двигателя «шестого поколения». Для дальнейшего повышения основных и удельных характеристик предлагается добавить третий контур в дополнение к двум существующим. Однако такие идеи пока остаются на стадиях самых ранних исследований, и потому их вряд ли можно рассматривать в контексте дальнейшей доработки истребителей Су-57.
Пока основной задачей двигателестроителей в рамках программы ПАК ФА является доводка «Изделия 30» с последующим запуском его производства и внедрением в серийный выпуск истребителей Су-57. По всей видимости, в серию пойдет двигатель в его нынешней конфигурации – с рядом особых технических решений, повышающих общие характеристики. При этом кардинальные переработки, такие как установка нового сопла, пока не планируются.
Главным результатом проекта под рабочим обозначением «30» является создание ТРДДФ с высокими характеристиками для новейшего российского истребителя. При этом не стоит забывать и о других важных моментах. Завершив работы по «Изделию 30» и доведя его до эксплуатации в войсках, российское двигателестроение в очередной раз покажет свой потенциал и подтвердит свои лидирующие позиции.
Пришло подтверждение утреннему сообщению про двигатель для Т-50 (см: Первый полёт 7-го экземпляра Т-50. Первый запуск стендового образца двигателя-демонстратора "изделие 30" ). Здесь Вы можете ознакомиться с развернутой инфой по теме
Россия продвинулась еще на один шаг в создании уникального инженерного продукта - «двигателя второго этапа» для новейшего истребителя Т-50. Произвести такое изделие в чем-то даже сложнее, чем космический корабль, и делать это умеют только считанные страны в мире. Во многом благодаря именно новому двигателю российский Т-50 будет конкурировать с американским F-22.
В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки состоялся первый запуск стендового образца «изделия 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА (Т-50).
«В советское время преподаватели авиационных вузов полушутя обещали студентам Ленинскую премию, если они придумают, как повысить термостойкость лопаток турбины на 100 градусов»
«В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки (Москва, филиал ПАО «УМПО») состоялся первый запуск стендового образца двигателя-демонстратора «изделие 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА, в подтверждение чему приводится соответствующий плакат», – говорится в блоге bmpd, выходящем под эгидой Центра анализа стратегий и технологий (Центр АСТ), в «Живом Журнале». Блогеры уточняют, что запуск состоялся 11 ноября, и ссылаются на информацию с веб-ресурса paralay.iboards.ru.
Буквально в начале сентября стало известно, что этот двигатель (так называемое изделие 30) готов в «металле». Теперь начались стендовые испытания. Буквально месяц назад были названы планы по старту полетных испытаний нового двигателя, важнейшего и уникального инженерного сооружения. Гендиректор Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) Александр Артюхов заявил, что двигатель второго этапа для ПАК ФА должен приступить к испытаниям в составе комплекса только в четвертом квартале 2017 года. Остальные работы по двигателю ПАК ФА, по его словам, будут развернуты в период с 2018 по 2020 год с прохождением госиспытаний в 2020 году.
Переходная ступень
Единственной страной, которая имеет в своем арсенале истребитель пятого поколения (и соответствующие двигатели для него) – это США. И Россия намерена стать второй страной, имеющей двигатель такого высокого класса. Именно отсутствие нового современного двигателя было одним из аргументов тех, кто отказывался называть истребитель Т-50 машиной пятого поколения.
Сейчас ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации) оснащают так называемым двигателем первого этапа, который является промежуточным звеном. Двигатель первого этапа – это также значительное достижение. Однако он является всего лишь модернизированным агрегатом, в котором были опробованы ряд современных наработок. Создание подобного промежуточного звена - обычная поэтапная работа, характерная для любых высокотехнологичных продуктов.
«В Советском Союзе многие перспективные самолеты взлетали на двигателях от предшественников, на переходных движках. Это было нужно, чтобы начать испытания и отрабатывать узлы, не зависящие от двигателя. Однако выполнение всех требований, предъявляемых истребителю пятого поколения, возможно только при использовании двигателя второго этапа», - говорит газете ВЗГЛЯД главный редактор «Авиапорта» Олег Пантелеев.
Создание двигателя второго этапа эксперт оценивает крайне высоко.
«Это означает, что российская авиационная наука и промышленность совершит качественный переход. Были заявления, что двигатель второго этапа по своим характеристикам не будет уступать тем, что стоят на американском F-22. Надеюсь, что это состоится», - говорит Олег Пантелеев.
Уникальность инженерного чуда
По понятным причинам, детальной информации о конструктивных решениях, примененных в двигателе, нет. Однако предъявляемые к нему требования известны.
Во-первых, это определенный уровень энерговооруженности – возможность совершать длительные полеты на сверхзвуковой скорости без форсажа. Сейчас истребители ходят на крейсерской скорости (дозвуковой), а на сверхзвук переходят только на форсаже. Переход на сверхзвук без форсажа дает принципиально новые боевые возможности. По различным оценкам, двигатель второго этапа (тип 30) эффективнее, чем двигатель АЛ-41Ф1 «тип 117» на 20-25%.
Во-вторых, это повышенные удельные показатели, в частности, тяги, приходящейся на единицу массы двигателя.
В-третьих, повышенное требование к обеспечению малой заметности различного диапазона.
«Плюс высокая надежность, контролепригодность благодаря встроенной мощной системе диагностики. Наконец, некоторое упрощение конструкции, то есть меньшее количество узлов и меньшие в пересчете на тягу габариты», - добавляет Пантелеев.
Все дело в лопатках
Исторически в создании двигателей большой тяги для истребителей преуспели только две державы – СССР и США. В этой гонке выигрывала то одна, то другая сторона. При этом, догнать Россию и США до сих пор так никому не удалось, хотя, безусловно, многие страны пытались и тратили на это огромные усилия. Например, китайцы хотели сделать подобный двигатель для своего аналога истребителя Су-30.
«Китайские разработки в значительной степени ориентировались на доступный им уровень технологий, который они могли изучить на поставляемых в Китай самолетах. Другими словами, что подсмотрели, то и смогли воспроизвести. Причем, судя по некоторым замечаниям, вопрос обеспечения надежности и высокого ресурса двигателей в полной мере решить китайской стороне так и не удалось», - уверяет Олег Пантелеев.
«Невозможно получить те же параметры, просто скопировав внешние размеры и облик. Если раньше достаточно было тщательно обмерить и сделать продукт по таким же чертежам, то сегодня и материалы, и технологии изготовления деталей из этих материалов позволяют на десятки процентов, а иногда и в разы изменить характеристики узла. Плюс нанесение различного рода покрытий. Все это является большой тайной и предметом серьезных научных изысканий российских и американских производителей», - добавляет собеседник газеты ВЗГЛЯД.
Например, одной из уникальных разработок российских инженеров для двигателя второго этапа являются композитные металлокерамические лопатки турбины. Они сделаны из особо жаропрочных сплавов и имеют крайне сложную конструкцию. Воссоздать такой элемент, просто увидев и скопировав двигатель, конечно, нельзя. Секрет не только в составе уникальных сплавов, который узнать несложно - но и в технологии литья. В советское время преподаватели авиационных вузов полушутя обещали студентам Ленинскую премию, если они придумают, как повысить термостойкость лопаток турбины на 100 градусов. От этого параметра напрямую зависит эффективность двигателя.
Известно, что из уникальных разработок кроме лопаток двигателя, используется также т.н. «плазменная форсажная камера» (система зажигания), которая обеспечивает высокую надежность розжига пламени в форсажной камере на больших высотах. Иными словами, это позволяет осуществлять бескислородный запуск двигателя на больших высотах, что повышает выживаемость истребителя.
Также мотор будет иметь хорошие характеристики по газодимаческой устойчивости. «Это позволит самолету выполнять все без исключения маневры, включая фигуры высшего пилотажа», - поясняет Пантелеев.
Двигатель второго этапа также получит высокую приемистость, что позволит, принимая оперативно решения о выполнении того или иного маневра, повышать тягу до требуемых значений. Наконец, для него будет использована полностью цифровая система управления, имеющая при этом высочайшую степень надежности и безотказности.
Двигателестроение
«Триумф» и «Триумфатор» получили сверхмощные дизели 8493.10-34. Продукция ТМЗ. Цикл Моторостроение России 13.10.16
Воронежское ОКБМ впервые за 20 лет сертифицировало новый авиадвигатель М-14В26В1, последний из линейки двигателей М-14. Моторостроение России 08/09/16
На Урале запущено производство линейки универсальных дизельных двигателей нового поколения ДМ-185. Видео. 15.07.16 ..
Авиация будущего: какими будут новейшие российские авиадвигатели. + Як-152 планируется в серию с весны 2017г. 26.06.16...
Корвет "Гремящий" оснастили двигателем производства РФ 20/05/16..
В России начато производство двигателей для вертолетов взамен украинских. Больше самолетов и вертолетов, хороших и разных! 23/06/16
Россия продвинулась еще на один шаг в создании уникального инженерного продукта – «двигателя второго этапа» для новейшего истребителя Т-50. Произвести такое изделие в чем-то даже сложнее, чем космический корабль, и делать это умеют только считаные страны в мире. Во многом благодаря именно новому двигателю российский Т-50 сможет конкурировать с американским F-22.
В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки состоялся первый запуск стендового образца «изделия 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА (Т-50).
«В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки (Москва, филиал ПАО «УМПО») состоялся первый запуск стендового образца двигателя-демонстратора «изделие 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА, в подтверждение чему приводится соответствующий плакат», – говорится в блоге bmpd, выходящем под эгидой Центра анализа стратегий и технологий (Центр АСТ) в «Живом Журнале». Блогеры уточняют, что запуск состоялся 11 ноября, и ссылаются на информацию с веб-ресурса paralay.iboards.ru.
Буквально в начале сентября стало известно, что этот двигатель (так называемое изделие 30) готов «в металле». Теперь начались стендовые испытания. Буквально месяц назад были названы планы по старту полетных испытаний нового двигателя, важнейшего и уникального инженерного сооружения. Гендиректор Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) Александр Артюхов заявил, что двигатель второго этапа для ПАК ФА должен приступить к испытаниям в составе комплекса только в четвертом квартале 2017 года. Остальные работы по двигателю ПАК ФА, по его словам, будут развернуты в период с 2018 по 2020 год с прохождением госиспытаний в 2020 году.
Переходная ступень
Единственная страна, которая имеет в своем арсенале истребитель пятого поколения (и соответствующие двигатели для него), – это США. И Россия намерена стать второй страной, имеющей двигатель такого высокого класса. Именно отсутствие нового современного двигателя было одним из аргументов тех, кто отказывался называть истребитель Т-50 машиной пятого поколения.
Сейчас ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации) оснащают так называемым двигателем первого этапа, который является промежуточным звеном. Двигатель первого этапа – это также значительное достижение. Однако он является всего лишь модернизированным агрегатом, в котором были опробованы ряд современных наработок. Создание подобного промежуточного звена – обычная поэтапная работа, характерная для любых высокотехнологичных продуктов.
«В Советском Союзе многие перспективные самолеты взлетали на двигателях от предшественников, на переходных движках. Это было нужно, чтобы начать испытания и отрабатывать узлы, не зависящие от двигателя. Однако выполнение всех требований, предъявляемых истребителю пятого поколения, возможно только при использовании двигателя второго этапа», – говорит главный редактор «Авиапорта» Олег Пантелеев.
Создание двигателя второго этапа эксперт оценивает крайне высоко.
«Это означает, что российская авиационная наука и промышленность совершит качественный переход. Были заявления, что двигатель второго этапа по своим характеристикам не будет уступать тем, что стоят на американском F-22. Надеюсь, что это состоится», – говорит Олег Пантелеев.
Уникальность инженерного чуда
По понятным причинам детальной информации о конструктивных решениях, примененных в двигателе, нет. Однако предъявляемые к нему требования известны.
Во-первых, это определенный уровень энерговооруженности – возможность совершать длительные полеты на сверхзвуковой скорости без форсажа. Сейчас истребители ходят на крейсерской скорости (дозвуковой), а на сверхзвук переходят только на форсаже. Переход на сверхзвук без форсажа дает принципиально новые боевые возможности. По различным оценкам, двигатель второго этапа (тип 30) эффективнее, чем двигатель АЛ-41Ф1 (тип 117), на 20–25%.
Во-вторых, это повышенные удельные показатели, в частности, тяги, приходящейся на единицу массы двигателя.
В-третьих, повышенное требование к обеспечению малой заметности различного диапазона.
«Плюс высокая надежность, контролепригодность благодаря встроенной мощной системе диагностики. Наконец, некоторое упрощение конструкции, то есть меньшее количество узлов и меньшие в пересчете на тягу габариты», – добавляет Пантелеев.
Все дело в лопатках
Исторически в создании двигателей большой тяги для истребителей преуспели только две державы – СССР и США. В этой гонке выигрывала то одна, то другая сторона. При этом догнать Россию и США до сих пор так никому и не удалось, хотя, безусловно, многие страны пытались и тратили на это огромные усилия. Например, китайцы хотели сделать подобный двигатель для своего аналога истребителя Су-30.
«Китайские разработки в значительной степени ориентировались на доступный им уровень технологий, который они могли изучить на поставляемых в Китай самолетах. Другими словами, что подсмотрели, то и смогли воспроизвести. Причем, судя по некоторым замечаниям, вопрос обеспечения надежности и высокого ресурса двигателей в полной мере решить китайской стороне так и не удалось», – уверяет Олег Пантелеев.
«Невозможно получить те же параметры, просто скопировав внешние размеры и облик. Если раньше достаточно было тщательно обмерить и сделать продукт по таким же чертежам, то сегодня и материалы, и технологии изготовления деталей из этих материалов позволяют на десятки процентов, а иногда и в разы изменить характеристики узла. Плюс нанесение различного рода покрытий. Все это является большой тайной и предметом серьезных научных изысканий российских и американских производителей», – добавляет собеседник.
Например, одной из уникальных разработок российских инженеров для двигателя второго этапа являются композитные металлокерамические лопатки турбины. Они сделаны из особо жаропрочных сплавов и имеют крайне сложную конструкцию. Воссоздать такой элемент, просто увидев и скопировав двигатель, конечно, нельзя. Секрет не только в составе уникальных сплавов, который узнать несложно, но и в технологии литья. В советское время преподаватели авиационных вузов полушутя обещали студентам Ленинскую премию, если они придумают, как повысить термостойкость лопаток турбины на 100 градусов. От этого параметра напрямую зависит эффективность двигателя.
Известно, что из уникальных разработок кроме лопаток двигателя используется также т. н. плазменная форсажная камера (система зажигания), которая обеспечивает высокую надежность розжига пламени в форсажной камере на больших высотах. Иными словами, это позволяет осуществлять бескислородный запуск двигателя на больших высотах, что повышает выживаемость истребителя.
Также мотор будет иметь хорошие характеристики по газодинамической устойчивости. «Это позволит самолету выполнять все без исключения маневры, включая фигуры высшего пилотажа», – поясняет Пантелеев.
Двигатель второго этапа также получит высокую приемистость, что позволит, принимая оперативно решения о выполнении того или иного маневра, повышать тягу до требуемых значений. Наконец, для него будет использована полностью цифровая система управления, имеющая при этом высочайшую степень надежности и безотказности.
Генеральный директор Комсомольского-на-Амуре авиационного завода им. Гагарина Александр Пекарш сообщил в интервью ТАСС что, двигатель второго этапа для многоцелевого истребителя пятого поколения Т-50 ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации) готов. И что в настоящее время проводятся его испытания. Таким образом, серийный выпуск самолета, намеченный на конец 2017 года, будет производиться именно с этим двигателем. Опасения, что первые образцы Т-50 начнут поступать в ВВС с предыдущей, менее эффективной, модификацией двигателя не оправдались. В серию самолет пойдет со всеми предусмотренными при конструировании системами и агрегатами, специально для него создающимися.
Первый прототип истребителя, созданный в ОКБ Сухого, поднялся в воздух в 2010 году. К настоящему моменту летают уже восемь, и еще четыре строятся в Комсомольске-на-Амуре в составе первой установочной партии. Если все срастется, и серийное производство, рассчитанное на 50 машин, будет запущено в конце следующего года, то ОКБ Сухого станет мировым рекордсменом по темпам разработки современных истребителей. От первого полета до поступления самолета в строевые части пройдет всего лишь 7 лет.
Это совсем мало. Дело в том, что первый в мире истребитель пятого поколения — F-22 Raptor — компания Lockheed Martin вела от первого полета до внедрения в части ВВС США с 1990 года по 2005 год. На второй — F-35 Lightning II — та же компания потратила примерно столько же времени. Однако самолет оказался настолько сырым, что все еще находится в опытной эксплуатации.
Истребитель пятого поколения должен удовлетворять целому ряду критериев. И два из них обеспечивает силовая установка, то есть двигатель. Самолет, во-первых, должен обладать сверхманевренностью. Во-вторых, иметь крейсерскую скорость в бесфорсажном режиме, превышающую скорость звука. Сверхманевренность всегда была сильной стороной отечественной авиации. И Т-50 эту традицию не нарушил. Собственно, его «младший брат» — Су-35 поколения 4++ - по этой характеристике не только сравним, но и превышает возможности F-22 и F-35. На нем установлен турбореактивный двухконтурный двигатель разработки НПО «Сатурн» АЛ-41Ф1С со всеракурсно изменяемым вектором тяги. Он попроще, чем двигатель для Т-50 первой очереди АЛ-41Ф1. Но в нескольких компьютерных моделированиях ближних боев между Су-35 и двумя «американцами» старшего поколения он в 95% случаев выходил победителем именно за счет высочайшей маневренности.
Что же касается сверхзвуковой бесфорсажной скорости, то у F-35 в этом отношении совсем плохо. В технических характеристиках бесфорсажная скорость околозвуковая. И лишь президент Lockheed Martin на пресс-конференциях уверяет въедливых журналистов, что она равна 1,2 М. У Су-35 максимальная бесфорсажная скорость — 1,1 М, у Т-50 — 2,2 М, у F-22 — 1,7 М. Такая тихоходность «эталона пятого поколения», каковым считается F-35, объясняется тем, что с целью создания универсального самолета — и для ВВС, и для ВМС — планер «располнел», у него получилось чрезмерное лобовое сопротивление.
Как было сказано выше, наши первые 8 прототипов летают на двигателе первой очереди АЛ-41Ф1 «тип 117». Но даже с ним Т-50 превосходит по скоростным характеристикам F-35. Двигатель абсолютно новый, созданный специально для этого самолета. В нем впервые применена полностью электронная система управления. Благодаря чему удалось повысить эффективность использования горючего, увеличить ресурс, а также тягу. Единственный механический элемент управления — центробежный регулятор, который включается в случае полного отказа электроники в случае применения против самолета мощного электромагнитного импульса, например, при взрыве ядерного заряда. Регулятор в этом случае позволит привести самолет на аэродром на пониженном режиме работы двигателя.
Также впервые в реактивном двигателестроении используется плазменная система зажигания. Это позволило реализовать бескислородный запуск двигателя на больших высотах, что существенно повысило живучесть самолета.
Двигателю второй очереди пока еще не присвоили наименование. Пока он значится под заводским номером «тип 30». К его разработке в рыбинском НПО «Сатурн» приступили в 2012 году, основываясь на полученных на АЛ-41Ф1 результатах. И вот сейчас он уже готов. Вопреки утверждениям скептиков, которые утверждали, что эта разработка плавно перейдет в 20-е годы.
«Тип 30» сохранил и плазменное зажигание, и электронную систему управления. Но при этом его силовые характеристики возросли. По различным оценкам новый двигатель эффективнее, чем АЛ-41Ф1 «тип 117», на 20−25%. Прежде всего это относится к развиваемой двигателем тяге. Соотношения тут такие:
— тяга в бесфорсажном режиме, кгс: 8800 (тип 117) — 11000 (тип 30);
— тяга на форсаже, кгс: 15000 (тип 117) — 18000 (тип 30).
Прирост характеристик стал возможен, прежде всего, за счет использования новых инженерных идей. Что позволило достигнуть примерного равенства в массо-габаритных параметрах двух двигателей.
Практически все остальные системы истребителя уже готовы, опробованы и дожидаются этапа государственных испытаний в составе всего комплекса. Однако есть позиция, по которой работы продолжаются — это ракетное вооружение. Оно в значительной степени также создается под новый истребитель.
Поскольку истребитель многоцелевой, то и вооружение для него создается с таким учетом, чтобы оно решало весь спектр задач, возлагающихся на фронтовую авиацию. То есть Т-50 должен быть и истребителем, и перехватчиком, и штурмовиком, и бомбардировщиком. Поэтому самолет может использовать ракеты «воздух-воздух», ракеты «воздух-поверхность», работающие как по наземным, так и по надводным целям, корректируемые авиабомбы. В арсенале Т-50 ракеты малой, средней, большой и сверхбольшой дальности.
Повышенные требования предъявляются к чувствительности головки самонаведения, к помехозащищенности и к способности противостоять радиоэлектронному противодействию, к маневрированию, к малозаметности и к скорости.
О количестве новых боеприпасов существуют противоречивые сведения, дозированно распространяемые разработчиками. Так, генеральный директор корпорации «Тактическое ракетное вооружение» Борис Обносов сказал в августе: «Т-50 получит к 2017 году шесть принципиально новых ракет, к 2020 году — еще шесть. Четыре образца ракет внутрифюзеляжного размещения уже созданы и проходят испытания».
Предполагается, что в качестве дальнобойной ракеты «воздух-воздух» будет использоваться КС-172, проходящая доводку в КБ «Новатор», входящем в корпорацию «Алмаз-Антей». Ее дальность — 400 км, а скорость поражаемых целей может достигать 4000 км/ч. Американские истребители оснащаются ракетами такого же класса, но имеют вдвое меньшую дальность.
Что же касается скоростных ракет «воздух-поверхность», с легкостью преодолевающих ПРО противника, то можно предположить, что в обозримом будущем появится гиперзвуковая ракета «Брамос-2» не только морского, но и воздушного базирования. Ее скорость будет превышать 5 М.