Prospettive per l'industria russa dei motori aeronautici. Produzione di motori aeronautici in Russia o produzione non ebraica

I campioni sperimentali di motori a turbina a gas (GTE) apparvero per la prima volta alla vigilia della seconda guerra mondiale. Gli sviluppi iniziarono all'inizio degli anni Cinquanta: i motori a turbina a gas furono utilizzati attivamente nella costruzione di aerei militari e civili. Nella terza fase di introduzione nell'industria, i piccoli motori a turbina a gas, rappresentati dalle centrali elettriche a microturbina, iniziarono ad essere ampiamente utilizzati in tutti i settori industriali.

Informazioni generali sui motori a turbina a gas

Il principio di funzionamento è comune a tutti i motori a turbina a gas e consiste nel trasformare l'energia dell'aria compressa riscaldata in lavoro meccanico dell'albero della turbina a gas. L'aria che entra nella pala di guida e nel compressore viene compressa e in questa forma entra nella camera di combustione, dove viene iniettato il carburante e viene accesa la miscela di lavoro. I gas risultanti dalla combustione attraversano la turbina ad alta pressione e ne fanno ruotare le pale. Parte dell'energia di rotazione viene spesa per ruotare l'albero del compressore, ma la maggior parte dell'energia del gas compresso viene convertita in lavoro meccanico utile per ruotare l'albero della turbina. Tra tutti i motori combustione interna(ICE), le turbine a gas hanno la potenza maggiore: fino a 6 kW/kg.

I motori a turbina a gas funzionano con la maggior parte dei tipi di combustibile disperso, il che li distingue dagli altri motori a combustione interna.

Problemi di sviluppo di piccoli TGD

Al diminuire delle dimensioni del motore a turbina a gas, l'efficienza e la potenza specifica diminuiscono rispetto ai motori a turbogetto convenzionali. In cui valore specifico aumenta anche il consumo di carburante; le caratteristiche aerodinamiche delle sezioni di flusso della turbina e del compressore si deteriorano e l'efficienza di questi elementi diminuisce. Nella camera di combustione, a seguito di una diminuzione del flusso d'aria, diminuisce l'efficienza di combustione del gruppo combustibile.

Una diminuzione dell'efficienza dei componenti del motore a turbina a gas con una diminuzione delle sue dimensioni porta ad una diminuzione dell'efficienza dell'intera unità. Pertanto, quando modernizzano il modello, i progettisti prestano particolare attenzione all'aumento dell'efficienza dei singoli elementi, fino all'1%.

Per fare un confronto: quando l'efficienza del compressore aumenta dall'85% all'86%, l'efficienza della turbina aumenta dall'80% all'81% e l'efficienza complessiva del motore aumenta dell'1,7%. Ciò suggerisce che per un consumo di carburante fisso, la potenza specifica aumenterà della stessa quantità.

Motore a turbina a gas per aviazione "Klimov GTD-350" per l'elicottero Mi-2

Lo sviluppo del GTD-350 iniziò per la prima volta nel 1959 presso l'OKB-117 sotto la guida del designer S.P. Izotov. Inizialmente, il compito era sviluppare un piccolo motore per l'elicottero MI-2.

In fase di progettazione sono state utilizzate installazioni sperimentali ed è stato utilizzato il metodo di finitura nodo per unità. Nel processo di ricerca, sono stati creati metodi per il calcolo di dispositivi a pale di piccole dimensioni e sono state adottate misure costruttive per smorzare i rotori ad alta velocità. I primi campioni di un modello funzionante del motore apparvero nel 1961. I test aerei dell'elicottero Mi-2 con GTD-350 furono effettuati per la prima volta il 22 settembre 1961. Secondo i risultati del test, due motori dell'elicottero sono stati fatti a pezzi, riequipaggiando la trasmissione.

Il motore ha superato la certificazione statale nel 1963. La produzione in serie iniziò nella città polacca di Rzeszow nel 1964 sotto la guida di specialisti sovietici e continuò fino al 1990.

Mamma l Il secondo motore a turbina a gas GTD-350 di produzione nazionale ha le seguenti caratteristiche prestazionali:

— peso: 139 kg;
— dimensioni: 1385 x 626 x 760 mm;
— potenza nominale sull'albero libero della turbina: 400 hp (295 kW);
— velocità di rotazione libera della turbina: 24000;
— intervallo di temperatura operativa -60…+60 ºC;
— consumo specifico di carburante 0,5 kg/kW ora;
— carburante — cherosene;
— potenza di crociera: 265 cv;
— potenza al decollo: 400 CV.

Per motivi di sicurezza del volo, l'elicottero Mi-2 è dotato di 2 motori. La doppia installazione consente all'aereo di completare il volo in sicurezza in caso di guasto di una delle centrali elettriche.

GTD - 350 al pezzo questo momentoè moralmente obsoleto; i piccoli aerei moderni richiedono motori a turbina a gas più potenti, affidabili ed economici. Al momento, un nuovo e promettente motore domestico è l'MD-120, prodotto dalla società Salyut. Peso del motore - 35 kg, spinta del motore 120 kgf.

Schema generale

Il design del GTD-350 è alquanto insolito a causa della posizione della camera di combustione non immediatamente dietro il compressore, come nei modelli standard, ma dietro la turbina. In questo caso la turbina è collegata al compressore. Questa insolita disposizione dei componenti riduce la lunghezza degli alberi di potenza del motore, riducendo quindi il peso dell'unità e consentendo elevate velocità ed efficienza del rotore.

Durante il funzionamento del motore, l'aria entra attraverso il VNA, passa attraverso gli stadi del compressore assiale, lo stadio centrifugo e raggiunge la coclea di raccolta dell'aria. Da lì, attraverso due tubi, l'aria viene fornita alla parte posteriore del motore fino alla camera di combustione, dove inverte la direzione del flusso ed entra nelle ruote della turbina. I componenti principali del GTD-350 sono: compressore, camera di combustione, turbina, collettore di gas e cambio. Vengono presentati i sistemi motore: lubrificazione, controllo e antigelo.

L'unità è suddivisa in unità indipendenti, il che consente di produrre singoli pezzi di ricambio e di garantirne una rapida riparazione. Il motore viene costantemente migliorato e oggi la sua modifica e produzione viene effettuata da Klimov OJSC. La risorsa iniziale del GTD-350 era di sole 200 ore, ma durante il processo di modifica è stata gradualmente aumentata fino a 1000 ore. L'immagine mostra il collegamento meccanico generale di tutti i componenti e gli assiemi.

Piccoli motori a turbina a gas: ambiti di applicazione

Le microturbine vengono utilizzate nell'industria e nella vita quotidiana come fonti autonome di elettricità.
— La potenza delle microturbine è di 30-1000 kW;
— il volume non supera i 4 metri cubi.

Tra i vantaggi dei piccoli motori a turbina a gas ci sono:
— ampia gamma di carichi;
— basso livello di vibrazioni e rumore;
- lavorare per vari tipi carburante;
- dimensioni ridotte;
— basso livello di emissioni di gas di scarico.

Punti negativi:
— complessità del circuito elettronico (nella versione standard il circuito di potenza è realizzato con doppia conversione di energia);
— una turbina elettrica con un meccanismo di mantenimento della velocità aumenta significativamente i costi e complica la produzione dell'intera unità.

Oggi in Russia e nello spazio post-sovietico i turbogeneratori non sono così diffusi come negli Stati Uniti e in Europa a causa degli elevati costi di produzione. Tuttavia, secondo i calcoli, un'unica turbina a gas autonoma con una potenza di 100 kW e un'efficienza del 30% può essere utilizzata per fornire energia a 80 appartamenti standard con stufe a gas.

Un breve video sull'utilizzo di un motore turboalbero per un generatore elettrico.

Installando frigoriferi ad assorbimento, una microturbina può essere utilizzata come sistema di climatizzazione e per il raffreddamento simultaneo di un numero significativo di ambienti.

Industria automobilistica

I piccoli motori a turbina a gas hanno dimostrato risultati soddisfacenti durante le prove su strada, ma il costo del veicolo aumenta molte volte a causa della complessità degli elementi di progettazione. Motore a turbina a gas con una potenza di 100-1200 CV. hanno caratteristiche simili ai motori a benzina, ma la produzione in serie di tali auto non è prevista nel prossimo futuro. Per risolvere questi problemi è necessario migliorare e ridurre il costo di tutti i componenti del motore.

Le cose stanno diversamente nel settore della difesa. I militari non prestano attenzione ai costi; per loro la prestazione è più importante. I militari avevano bisogno di una centrale elettrica potente, compatta e senza problemi per i carri armati. E a metà degli anni '60 del 20 ° secolo, Sergei Izotov, il creatore della centrale elettrica per MI-2 - GTD-350, fu coinvolto in questo problema. L'Izotov Design Bureau iniziò lo sviluppo e alla fine creò il GTD-1000 per il carro armato T-80. Forse questa è l'unica esperienza positiva nell'utilizzo di motori a turbina a gas per il trasporto terrestre. Gli svantaggi dell'utilizzo del motore su un serbatoio sono la sua golosità e la pignoleria riguardo alla pulizia dell'aria che passa attraverso il percorso di lavoro. Di seguito è riportato un breve video del funzionamento del serbatoio GTD-1000.

Piccola aviazione

Oggi, l'alto costo e la bassa affidabilità dei motori a pistoni con una potenza di 50-150 kW non consentono alla piccola aviazione russa di allargare con sicurezza le ali. Motori come Rotax non sono certificati in Russia e i motori Lycoming utilizzati nell'aviazione agricola sono ovviamente troppo cari. Inoltre, funzionano con benzina, che non viene prodotta nel nostro Paese, il che aumenta ulteriormente i costi operativi.

È la piccola aviazione, come nessun altro settore, ad aver bisogno di piccoli progetti di motori a turbina a gas. Sviluppando l'infrastruttura per la produzione di piccole turbine, possiamo parlare con sicurezza del rilancio dell'aviazione agricola. All'estero, un numero sufficiente di aziende è impegnato nella produzione di piccoli motori a turbina a gas. Ambito di applicazione: aerei privati ​​e droni. Tra i modelli per aerei leggeri ci sono i motori cechi TJ100A, TP100 e TP180 e l'americano TPR80.

In Russia, sin dai tempi dell'URSS, sono stati sviluppati motori a turbina a gas di piccole e medie dimensioni principalmente per elicotteri e aerei leggeri. La loro risorsa variava dalle 4 alle 8mila ore,

Oggi, per le esigenze dell'elicottero MI-2, continuano a essere prodotti piccoli motori a turbina a gas dello stabilimento di Klimov, come: GTD-350, RD-33, TVZ-117VMA, TV-2-117A, VK-2500PS- 03 e TV-7-117V.

OJSC Ufa Engine-Building Production Association è il più grande sviluppatore e produttore di motori aeronautici in Russia. Qui lavorano più di 20mila persone. UMPO fa parte della United Engine Corporation.

Le attività principali dell'impresa sono lo sviluppo, la produzione, l'assistenza e la riparazione di motori aeronautici a turbogetto, la produzione e la riparazione di componenti per elicotteri e la produzione di attrezzature per l'industria del petrolio e del gas. (52 foto)

UMPO produce in serie motori turbojet AL-41F-1S per aerei Su-35S, motori AL-31F e AL-31FP per le famiglie Su-27 e Su-30, componenti individuali per elicotteri Ka e Mi, turbine a gas AL 31ST per stazioni di pompaggio del gas di OJSC Gazprom.

Sotto la guida dell'associazione è in corso lo sviluppo di un promettente motore per il caccia di quinta generazione PAK FA (complesso aeronautico avanzato dell'aviazione di prima linea, T-50). UMPO partecipa alla cooperazione per la produzione del motore PD-14 per il nuovissimo aereo passeggeri russo MS-21, al programma per la produzione dei motori per elicotteri VK-2500 e alla riconfigurazione della produzione di motori di tipo RD per MiG aereo.

1. Saldatura nella camera abitabile "Atmosphere-24". La fase più interessante della produzione del motore è la saldatura ad arco di argon dei componenti più critici nella camera abitabile, garantendo la completa tenuta e precisione della saldatura. Soprattutto per l'UMPO, l'Istituto “Prometheus” di Leningrado nel 1981 ha creato una delle più grandi sezioni di saldatura in Russia, composta da due impianti “Atmosphere-24”.

2. Di norme sanitarie un lavoratore non può trascorrere più di 4,5 ore al giorno in una cella. Al mattino viene effettuato il controllo delle tute, il controllo medico e solo dopo si può iniziare a saldare.

I saldatori vanno su Atmosphere-24 in tute spaziali leggere. Passano attraverso le prime porte della camera di equilibrio nella camera, ad essi sono collegati tubi con l'aria, le porte sono chiuse e l'argon viene fornito nella camera. Dopo aver spostato l'aria, i saldatori aprono la seconda porta, entrano nella camera e iniziano a lavorare.

3. La saldatura delle strutture in titanio inizia in un ambiente non ossidante di argon puro.

4. La composizione controllata delle impurità nell'argon consente di ottenere cuciture di alta qualità e aumentare la resistenza alla fatica delle strutture saldate e offre la possibilità di saldare nei luoghi più inaccessibili attraverso l'uso di torce di saldatura senza l'uso di una protezione ugello.

5. In piena marcia, un saldatore sembra davvero un astronauta. Per ottenere il permesso di lavorare in una camera abitabile, i lavoratori seguono prima un corso di formazione, si allenano in aria con l'attrezzatura completa; Di solito sono sufficienti due settimane per capire se una persona è adatta a tale lavoro o meno: non tutti possono sopportare il carico.

6. Sempre in contatto con i saldatori: uno specialista che monitora ciò che accade dal pannello di controllo. Comandi dell'operatore corrente di saldatura, monitora il sistema di analisi del gas e le condizioni generali della telecamera e del dipendente.

7. Nessun altro metodo di saldatura manuale fornisce risultati simili come la saldatura in una camera abitabile. La qualità della cucitura parla da sola.

8. Saldatura a fascio di elettroni. La saldatura a fascio di elettroni sotto vuoto è un processo completamente automatizzato. Presso UMPO viene effettuato utilizzando installazioni Ebokam. Vengono saldate due o tre cuciture contemporaneamente e con un livello minimo di deformazione e modifica della geometria della parte.

9. Uno specialista lavora contemporaneamente su diversi impianti di saldatura a fascio di elettroni.

10. Parti della camera di combustione, dell'ugello rotante e dei blocchi delle pale dell'ugello richiedono l'applicazione di rivestimenti termoprotettivi utilizzando il metodo al plasma. Per questi scopi viene utilizzato il complesso robotico TSZP-MF-P-1000.

11. Produzione di utensili. UMPO comprende 5 officine di utensili con una forza lavoro totale di circa 2.500 persone. Stanno producendo attrezzature tecnologiche. Qui vengono realizzate macchine utensili, stampi per la lavorazione a caldo e a freddo dei metalli, utensili da taglio, strumenti di misura e stampi per la fusione di leghe non ferrose e ferrose.

12. La produzione degli stampi per la fusione delle pale viene effettuata su macchine CNC.

13. Ora ci vogliono solo due o tre mesi per creare gli stampi, ma in precedenza questo processo richiedeva sei mesi o più.

14. Uno strumento di misurazione automatizzato rileva le più piccole deviazioni dalla norma. Le parti di un motore e gli strumenti moderni devono essere fabbricati con un'aderenza estremamente precisa a tutte le dimensioni.

15. Carburazione sotto vuoto. L’automazione dei processi implica sempre la riduzione dei costi e il miglioramento della qualità del lavoro svolto. Ciò vale anche per la cementazione sotto vuoto. Per la carburazione, ovvero la saturazione della superficie delle parti con carbonio e l'aumento della loro resistenza, vengono utilizzati forni a vuoto Ipsen.

Per la manutenzione della fornace è sufficiente un operaio. Le parti subiscono un trattamento chimico-termico per alcune ore, al termine del quale diventano perfettamente durevoli. Gli specialisti dell'UMPO hanno creato il proprio programma che consente di eseguire la cementazione con maggiore precisione.

16. Fonderia. La produzione in una fonderia inizia con la produzione dei modelli. I modelli per parti di diverse dimensioni e configurazioni vengono pressati da una massa speciale, seguita da una finitura manuale.

17. Nel settore in cui vengono realizzati i modelli a cera persa lavorano prevalentemente donne.

18. Il rivestimento dei blocchi modello e l'ottenimento di stampi ceramici è una parte importante del processo tecnologico di una fonderia.

19. Prima della colata, gli stampi in ceramica vengono calcinati nei forni.

21. Ecco come appare uno stampo in ceramica riempito con una lega.

22. “Vale tanto oro” parla di una lama con struttura monocristallina. La tecnologia per produrre una lama del genere è complessa, ma questa parte, costosa sotto tutti gli aspetti, dura molto più a lungo. Ogni lama viene “coltivata” utilizzando uno speciale seme in lega di nichel-tungsteno.

23. Area di lavorazione per una pala di ventola cava a corda larga. Per la produzione delle pale cave del ventilatore a corda larga del motore PD-14 - l'unità di propulsione del promettente aereo civile MS-21 - è stata creata una sezione speciale, dove taglio e lavorazione di pezzi grezzi da piastre di titanio, lavorazione finale del vengono eseguiti il ​​profilo della serratura e del profilo alare della pala, compresa la sua rettifica e lucidatura meccanica.

24. Lavorazione finale dell'estremità della lama.

25. Il complesso per la produzione di rotori di turbine e compressori (KPRTC) è la localizzazione delle capacità esistenti per la creazione dei componenti principali del jet drive.

26. Gruppo rotore della turbina- un processo ad alta intensità di manodopera che richiede qualifiche speciali degli artisti. La lavorazione ad alta precisione della connessione albero-disco-punta è garanzia di un funzionamento affidabile e a lungo termine del motore.

27. Il rotore multistadio è assemblato in una singola unità.

28. Il bilanciamento del rotore viene eseguito da rappresentanti di una professione unica, che può essere pienamente padroneggiata solo all'interno delle mura della fabbrica.

29. Produzione di condotte e tubi. Affinché tutti i componenti del motore funzionino correttamente (il compressore pompato, la turbina ruotata, l'ugello chiuso o aperto) è necessario impartire loro dei comandi. I “vasi sanguigni” del cuore dell’aereo sono considerati condotti: è attraverso di essi che viene trasmessa un’ampia varietà di informazioni. UMPO dispone di un'officina specializzata nella produzione di questi "recipienti": condutture e tubi di varie dimensioni.

30. La mini-fabbrica per la produzione di pipe richiede gioielli fatti a mano: alcune parti sono vere e proprie opere d'arte fatte a mano.

31. Molte operazioni di piegatura dei tubi vengono eseguite dalla macchina a controllo numerico Bend Master 42 MRV. Piega tubi in titanio e acciaio inox. Innanzitutto, la geometria del tubo viene determinata utilizzando la tecnologia senza contatto utilizzando uno standard. I dati ottenuti vengono inviati ad una macchina che esegue la piegatura preliminare, o nel linguaggio di fabbrica - piegatura. Successivamente vengono effettuate le regolazioni e viene effettuata la piegatura finale del tubo.

32. Ecco come appaiono i tubi già come parte di un motore finito: si intrecciano attorno ad esso come una tela di ragno e ciascuno svolge il proprio compito.

33. Assemblea finale. Nell'officina di assemblaggio, le singole parti e gli assiemi diventano un intero motore. Qui lavorano meccanici di assemblaggio meccanico delle più alte qualifiche.

34. Grandi moduli assemblati in diverse aree dell'officina vengono uniti dagli assemblatori in un unico insieme.

35. La fase finale dell'assemblaggio è l'installazione di riduttori con unità di controllo del carburante, comunicazioni e apparecchiature elettriche. Viene effettuato un controllo obbligatorio per l'allineamento (per eliminare possibili vibrazioni) e l'allineamento, poiché tutte le parti provengono da officine diverse.

36. Dopo le prove di presentazione, il motore viene restituito all'officina di assemblaggio per lo smontaggio, il lavaggio e l'individuazione dei difetti. Innanzitutto, il prodotto viene smontato e lavato con benzina. Quindi: ispezione esterna, misurazioni, metodi di controllo speciali. Alcune parti e unità di assemblaggio vengono inviate per la stessa ispezione alle officine di produzione. Quindi il motore viene riassemblato per il test di accettazione.

37. Un assemblatore assembla un modulo di grandi dimensioni.

38. I meccanici MSR assemblano manualmente la più grande creazione di ingegneria del 20° secolo - un motore a turbogetto - controllando rigorosamente la tecnologia.

39. Il Dipartimento di Controllo Tecnico è responsabile della qualità impeccabile di tutti i prodotti. Gli ispettori lavorano in tutte le aree, compresa l'officina di assemblaggio.

40. In un'area separata è assemblato l'ugello a getto rotante (RPS), un importante elemento di design che distingue il motore AL-31FP dal suo predecessore AL-31F.

41. La vita utile del PRS è di 500 ore e la vita del motore è di 1000, quindi è necessario realizzare il doppio degli ugelli.

42. Il funzionamento dell'ugello e delle sue singole parti viene controllato su uno speciale mini-supporto.

43. Un motore dotato di PRS fornisce all'aereo una maggiore manovrabilità. L'ugello stesso sembra piuttosto impressionante.

44. Nell'officina di assemblaggio c'è un'area in cui sono esposti campioni di riferimento di motori che sono stati e vengono prodotti negli ultimi 20-25 anni.

45. Prova del motore. Il test di un motore aeronautico è la fase finale e molto importante della catena tecnologica. In un laboratorio specializzato vengono effettuati test di presentazione e accettazione su stand dotati di moderni sistemi automatizzati di controllo del processo.

46. ​​​​Durante i test del motore viene utilizzato un sistema automatizzato di misurazione delle informazioni, costituito da tre computer combinati in uno solo rete locale. I tester monitorano i parametri del motore e del sistema di prova esclusivamente sulla base delle letture del computer. I risultati dei test vengono elaborati in tempo reale. Tutte le informazioni sui test eseguiti sono archiviate in un database informatico.

47. Il motore assemblato viene testato secondo la tecnologia. Il processo può richiedere diversi giorni, trascorsi i quali il motore viene smontato, lavato e difettoso. Tutte le informazioni relative ai test eseguiti vengono elaborate e rilasciate sotto forma di protocolli, grafici, tabelle, sia in formato elettronico che cartaceo.

48. Veduta esterna del laboratorio di collaudo: una volta il fragore dei test svegliava l'intero quartiere, ora fuori non penetra un solo suono.

49. L'officina n. 40 è il luogo da cui tutti i prodotti UMPO vengono inviati al cliente. Ma non solo: qui si svolgono l'accettazione finale dei prodotti, gli assemblaggi, l'ispezione in entrata, la conservazione e l'imballaggio.

Il motore AL-31F viene inviato per l'imballaggio.

50. Il motore attende un accurato avvolgimento a strati carta da imballaggio e polietilene, ma non è tutto.

51. I motori sono collocati in contenitori speciali ad essi destinati, contrassegnati in base al tipo di prodotto. Dopo l'imballaggio arriva il pacco di accompagnamento documentazione tecnica: passaporti, moduli, ecc.

52. Motore in azione!

Foto e testo

Dall'e-mail ricevuta (copia dell'originale):

“Caro Vitaly, potresti dirmi qualcosa di più

sui modellini di motori a turbogetto, cosa sono esattamente e con cosa vengono mangiati?

Cominciamo dalla gastronomia, i turbine non mangiano niente, si ammirano! O, per parafrasare Gogol stile moderno: “Ebbene, quale modellista di aerei non sogna di costruire un caccia a reazione?!”

Molte persone sognano, ma non osano. Tante cose nuove, cose ancora più incomprensibili, tante domande. Leggi spesso in vari forum come rappresentanti di rinomati LII e istituti di ricerca instillano astutamente la paura e cercano di dimostrare quanto sia difficile! Difficile? Sì, forse, ma non impossibile! E la prova di ciò sono centinaia di modelli fatti in casa e migliaia di modelli industriali di microturbine per il modellismo! Devi solo affrontare questo problema con filosofia: tutto ciò che è geniale è semplice. Ecco perché è stato scritto questo articolo, nella speranza di ridurre le paure, sollevare il velo di incertezza e darti più ottimismo!

Cos'è un motore a turbogetto?

Un motore a turbogetto (TRE) o azionamento di una turbina a gas si basa sul lavoro di espansione del gas. A metà degli anni Trenta, un intelligente ingegnere inglese ebbe l'idea di creare un motore aeronautico senza elica. A quel tempo questo era semplicemente un segno di follia, ma tutti i moderni motori a turbogetto funzionano ancora secondo questo principio.

Ad un'estremità dell'albero rotante è presente un compressore che pompa e comprime l'aria. Rilasciata dallo statore del compressore, l'aria si espande e poi, entrando nella camera di combustione, viene riscaldata dal combustibile in combustione e si espande ancora di più. Poiché quest'aria non ha nessun altro posto dove andare, si sforza di lasciare lo spazio chiuso con grande velocità, infilandosi nella girante della turbina situata all'altra estremità dell'albero e facendola ruotare. Poiché l'energia di questo flusso d'aria riscaldata è molto maggiore di quella richiesta dal compressore per il suo funzionamento, la sua parte rimanente viene rilasciata nell'ugello del motore sotto forma di un potente impulso diretto all'indietro. E più l'aria si riscalda nella camera di combustione, più velocemente tende a lasciarla, accelerando ancora di più la turbina, e quindi il compressore situato all'altra estremità dell'albero.

Tutti i turbocompressori per motori benzina e diesel, sia a due che a quattro tempi, si basano sullo stesso principio. I gas di scarico accelerano la girante della turbina, facendo ruotare l'albero, all'altra estremità del quale si trova la girante del compressore, che fornisce aria fresca al motore.

Il principio di funzionamento non potrebbe essere più semplice. Ma se solo fosse così semplice!

Il motore a turbogetto può essere chiaramente diviso in tre parti.

• UN. Stadio compressore
• B. La camera di combustione
• IN. Stadio della turbina

La potenza di una turbina dipende in gran parte dall'affidabilità e dalle prestazioni del suo compressore. Esistono fondamentalmente tre tipologie di compressori:

• UN. Assiale o lineare
• B. Radiale o centrifuga
• IN. Diagonale

A. Compressori lineari multistadio avuto esteso solo negli aerei moderni e nelle turbine industriali. Il fatto è che è possibile ottenere risultati accettabili con un compressore lineare solo se si installano più stadi di compressione in serie, uno dopo l'altro, e questo complica notevolmente la progettazione. Inoltre, è necessario soddisfare una serie di requisiti per la progettazione del diffusore e delle pareti del canale dell'aria per evitare interruzioni e sovratensioni del flusso. Ci sono stati tentativi di creare modelli di turbine basati su questo principio, ma a causa della complessità della produzione, tutto è rimasto allo stadio di esperimenti e prove.

B. Compressori radiali o centrifughi. In essi, l'aria viene accelerata da una girante e, sotto l'influenza delle forze centrifughe, viene compressa, compressa nel sistema raddrizzatore-statore. Fu con loro che iniziò lo sviluppo dei primi motori a turbogetto funzionanti.

La semplicità del design, la minore suscettibilità alle interruzioni del flusso d'aria e la potenza relativamente elevata di un solo stadio erano vantaggi che in precedenza avevano spinto gli ingegneri a iniziare lo sviluppo con questo tipo di compressore. Attualmente, questo è il tipo principale di compressore nelle microturbine, ma ne parleremo più avanti.

B. Diagonale, oppure un tipo misto di compressore, solitamente monostadio, simile nel principio di funzionamento a quello radiale, ma presente abbastanza raramente, solitamente nei dispositivi di turbocompressione per motori a combustione interna a pistoni.

Sviluppo di motori a turbogetto nel modellismo aeronautico

Si discute molto tra i modellisti di aerei su quale turbina sia stata la prima nella modellistica di aerei. Per me, il primo modello di turbina di aereo è l'americano TJD-76. La prima volta che vidi questo dispositivo fu nel 1973, quando due guardiamarina mezzi ubriachi cercavano di collegare una bombola di gas ad un congegno rotondo, di circa 150 mm di diametro e 400 mm di lunghezza, legato con un normale filo di ferro ad una barca radiocomandata. , un setter di obiettivi per il Corpo dei Marines. Alla domanda: "Cos'è questo?" hanno risposto: “È una mini mamma! Americano... figlio di puttana, non inizierà..."

Molto più tardi seppi che si trattava di un Mini Mamba, del peso di 6,5 kg e con una spinta di circa 240 N a 96.000 giri al minuto. È stato sviluppato negli anni '50 come motore ausiliario per alianti leggeri e droni militari. La particolarità di questa turbina è che utilizzava un compressore diagonale. Ma non ha mai trovato ampia applicazione nel modellismo aeronautico.

Il primo motore volante “popolare” è stato sviluppato in Germania dal capostipite di tutte le microturbine, Kurt Schreckling. Avendo iniziato a lavorare più di vent'anni fa sulla creazione di un motore turbogetto semplice, tecnologicamente avanzato ed economico da produrre, ha creato diversi esemplari che sono stati costantemente migliorati. Ripetendo, integrando e migliorando i suoi sviluppi, i produttori su piccola scala hanno formato l'aspetto e il design moderni del modello di motore a turbogetto.

Ma torniamo alla turbina di Kurt Schreckling. Design eccezionale con girante del compressore in legno rinforzato con fibra di carbonio. Una camera di combustione anulare con un sistema di iniezione evaporativa, dove il carburante veniva fornito attraverso una serpentina lunga circa 1 m. Ruota turbina fatta in casa in lamiera da 2,5 mm! Con una lunghezza di soli 260 mm e un diametro di 110 mm, il motore pesava 700 grammi ed erogava una spinta di 30 Newton! È ancora il motore turbogetto più silenzioso al mondo. Perché la velocità del gas in uscita dall'ugello del motore era di soli 200 m/s.

Sulla base di questo motore sono state create diverse versioni di kit per l'autoassemblaggio. Il più famoso era l'FD-3 della compagnia austriaca Schneider-Sanchez.

Solo 10 anni fa, un modellista di aerei dovette affrontare una scelta seria: girante o turbina?

Le caratteristiche di trazione e accelerazione delle turbine del primo modello di aereo lasciavano molto a desiderare, ma avevano un vantaggio incomparabile rispetto alla girante: non perdevano spinta all'aumentare della velocità del modello. E il suono di una simile spinta era già una vera e propria “turbina”, che venne subito molto apprezzata dai copisti, e soprattutto dal pubblico, sicuramente presente a tutti i voli. Le prime turbine Shreckling sollevavano facilmente in aria 5-6 kg di peso del modello. La partenza è stata il momento più critico, ma nell'aria tutti gli altri modelli sono passati in secondo piano!

Un modello di aereo con microturbina poteva quindi essere paragonato a un'auto che si muove costantemente in quarta marcia: era difficile accelerare, ma del resto un modello del genere non aveva eguali né tra le giranti né tra le eliche.

Va detto che la teoria e gli sviluppi di Kurt Schreckling hanno contribuito al fatto che lo sviluppo dei progetti industriali, dopo la pubblicazione dei suoi libri, ha preso la strada della semplificazione della progettazione e della tecnologia dei motori. Il che, in generale, ha portato al fatto che questo tipo di motore è diventato disponibile per una vasta cerchia di modellisti di aerei con un portafoglio medio e un budget familiare!

I primi campioni di turbine per modellini di aerei di serie furono la JPX-T240 della società francese Vibraye e la giapponese J-450 Sophia Precision. Erano molto simili sia nel design che nell'aspetto, avendo uno stadio di compressore centrifugo, una camera di combustione anulare e uno stadio di turbina radiale. Il JPX-T240 francese funzionava a gas e aveva un regolatore di fornitura del gas incorporato. Sviluppava una spinta fino a 50 N, a 120.000 giri al minuto, e il peso del dispositivo era di 1700 g. I campioni successivi, T250 e T260, avevano una spinta fino a 60 N. Il Sophia giapponese, a differenza del francese, funzionava con carburante liquido. All'estremità della sua camera di combustione c'era un anello con ugelli spruzzatori questa è stata la prima turbina industriale che trovò posto nei miei modelli.

Queste turbine erano molto affidabili e facili da usare. L'unico inconveniente erano le loro caratteristiche di overclocking. Il fatto è che il compressore radiale e la turbina radiale sono relativamente pesanti, cioè hanno una massa maggiore e, quindi, un momento di inerzia maggiore rispetto alle giranti assiali. Pertanto, hanno accelerato lentamente da tutto gas a tutto gas, circa 3-4 secondi. Di conseguenza il modello ha reagito al gas ancora più a lungo e di questo si è dovuto tenere conto durante il volo.

Il piacere non fu economico, la sola Sofia costò 6.600 nel 1995 Marchi tedeschi ovvero 5.800 “presidenti sempreverdi”. E dovevi avere ottimi argomenti per dimostrare a tua moglie che una turbina per un modello è molto più importante di una nuova cucina, e che una vecchia auto di famiglia può durare un paio d'anni in più, ma con una turbina non puoi aspettare .

Un ulteriore sviluppo di queste turbine è la turbina R-15, venduta da Thunder Tiger.

La sua differenza è che la girante della turbina ora è assiale anziché radiale. Ma la spinta è rimasta entro i 60 N, poiché l'intera struttura, lo stadio del compressore e la camera di combustione, sono rimasti al livello dell'altro ieri. Anche se al suo prezzo è una vera alternativa a tanti altri modelli.

Nel 1991, due olandesi, Benny van de Goor e Han Jenniskens, fondarono la società AMT e nel 1994 produssero la prima turbina della classe 70N: Pegasus. La turbina aveva uno stadio di compressore radiale con una girante del turbocompressore Garret, di 76 mm di diametro, oltre ad una camera di combustione anulare molto ben progettata e uno stadio di turbina assiale.

Dopo due anni di attento studio del lavoro di Kurt Schreckling e numerosi esperimenti, hanno raggiunto le prestazioni ottimali del motore, stabilendo mediante prove le dimensioni e la forma della camera di combustione e il design ottimale della girante della turbina. Alla fine del 1994, in uno degli incontri amichevoli, dopo i voli, la sera in una tenda davanti a un bicchiere di birra, Benny strizzò l'occhio maliziosamente in una conversazione e riferì in confidenza che il prossimo modello di produzione del Pegasus Mk-3 “fa saltare ” già di 10 kg, ha una velocità massima di 105.000 ed un grado di compressione di 3,5 con una portata d'aria di 0,28 kg/s ed una velocità di uscita dei gas di 360 m/s. Il peso del motore con tutte le unità era di 2300 g, la turbina aveva un diametro di 120 mm e una lunghezza di 270 mm. A quel tempo, queste cifre sembravano fantastiche.

In sostanza, tutti i modelli odierni copiano e ripetono, in un modo o nell'altro, le unità incorporate in questa turbina.

Nel 1995 è stato pubblicato il libro di Thomas Kamps “Modellstrahltriebwerk” (Model Jet Engine), con calcoli (per lo più presi in prestito in forma abbreviata dai libri di K. Schreckling) e disegni dettagliati di una turbina per l'autoproduzione. Da quel momento in poi, il monopolio delle aziende manifatturiere sulla tecnologia di produzione dei modelli di motori a turbogetto finì completamente. Sebbene molti piccoli produttori semplicemente copino senza pensarci le unità turbina Kamps.

Thomas Kamps, attraverso esperimenti e prove, a partire dalla turbina Schreckling, creò una microturbina in cui riunì tutte le conquiste allora acquisite in questo campo e, volenti o nolenti, introdusse uno standard per questi motori. La sua turbina, meglio conosciuta come KJ-66 (KampsJetengine-66mm). 66 mm – diametro della girante del compressore. Oggi puoi vedere vari nomi di turbine, che quasi sempre indicano la dimensione della girante del compressore 66, 76, 88, 90, ecc., O la spinta - 70, 80, 90, 100, 120, 160 N.

Da qualche parte ho letto molto buona interpretazione il valore di un Newton: 1 Newton è una barretta di cioccolato da 100 grammi più il relativo imballaggio. In pratica, il valore in Newton viene spesso arrotondato a 100 grammi e la spinta del motore viene convenzionalmente determinata in chilogrammi.

Progettazione di un modello di motore a turbogetto

1. Girante del compressore (radiale)
2. Sistema di raddrizzatore del compressore (statore)
3. La camera di combustione
4. Sistema raddrizzatore a turbina
5. Ruota della turbina (assiale)
6. Cuscinetti
7. tunnel del pozzo
8. Ugello
9. Cono dell'ugello
10. Copertura anteriore del compressore (diffusore)

Da dove cominciare?

Naturalmente, il modellista ha immediatamente delle domande: Da dove cominciare? Dove prendere? Quanto costa?

1. Puoi iniziare con i kit. Quasi tutti i produttori oggi offrono una gamma completa di pezzi di ricambio e kit per la costruzione di turbine. I più comuni sono i set che ripetono KJ-66. I prezzi dei set, a seconda della configurazione e della qualità della lavorazione, vanno da 450 a 1800 euro.
2. Puoi acquistare una turbina già pronta se te lo puoi permettere e riuscirai a convincere il tuo coniuge dell'importanza di tale acquisto senza portare al divorzio. I prezzi per i motori finiti partono da 1500 Euro per le turbine senza avvio automatico.
3. Puoi farlo da solo. Non dirò che questo sia il metodo più ideale; non è sempre il più veloce ed economico, come potrebbe sembrare a prima vista. Ma per gli amanti del fai da te è la cosa più interessante, a patto che ci sia un'officina, una buona base per tornitura e fresatura e sia disponibile anche un dispositivo per la saldatura a resistenza. La cosa più difficile nelle condizioni di produzione artigianale è l'allineamento dell'albero con la girante del compressore e la turbina.

Ho iniziato con l'autocostruzione, ma all'inizio degli anni '90 semplicemente non esisteva una tale selezione di turbine e kit per la loro costruzione come ce ne sono oggi, ed è più conveniente comprendere il funzionamento e le complessità di un'unità del genere quando la si realizza da soli .

Ecco le fotografie di parti autoprodotte per una turbina di un modello di aereo:

Per chi volesse approfondire la progettazione e la teoria del Micro-TRD, non posso che consigliare i seguenti libri, con disegni e calcoli:

• Kurt Schreckling. Strahlturbine fur Flugmodelle im Selbstbau. ISDN3-88180-120-0
• Kurt Schreckling. Modellturbinen im Eigenbau. ISDN 3-88180-131-6
• Kurt Schreckling. Triebwerk turboelica. ISDN3-88180-127-8
• Thomas Kamps Modellstrahltriebwerk ISDN 3-88180-071-9

Oggi conosco le seguenti aziende che producono turbine per modellini di aerei, ma ce ne sono sempre di più: AMT, Artes Jet, Behotec, Digitech Turbines, Funsonic, FrankTurbinen, Jakadofsky, JetCat, Jet-Central, A. Kittelberger, K. Koch, PST-Jets, RAM, Raketeturbine, Trefz, SimJet, Simon Packham, F.Walluschnig, Wren-Turbines. Tutti i loro indirizzi possono essere trovati su Internet.

Pratica di utilizzo nel modellismo aeronautico

Partiamo dal fatto che hai già una turbina, quella più semplice, come controllarla adesso?

Esistono diversi modi per far funzionare il tuo motore a turbina a gas in un modello, ma è meglio costruire prima un piccolo banco di prova come questo:

Avvio manualeinizio) - il modo più semplice per controllare una turbina.

1. Utilizzando aria compressa, un asciugacapelli e un avviatore elettrico, la turbina viene accelerata fino a una velocità operativa minima di 3000 giri al minuto.
2. Il gas viene fornito alla camera di combustione e la tensione viene fornita alla candeletta, il gas si accende e la turbina raggiunge una modalità compresa tra 5000 e 6000 giri al minuto. In precedenza, accendevamo semplicemente la miscela aria-gas sull'ugello e la fiamma “sparava” nella camera di combustione.
3. A velocità operative, il regolatore di velocità è acceso, controllando la velocità della pompa del carburante, che a sua volta fornisce carburante alla camera di combustione: cherosene, gasolio o olio combustibile.
4. Quando si verifica un funzionamento stabile, l'alimentazione del gas si interrompe e la turbina funziona solo con combustibile liquido!

I cuscinetti vengono solitamente lubrificati utilizzando carburante a cui viene aggiunto olio per turbine, circa il 5%. Se il sistema di lubrificazione dei cuscinetti è separato (con pompa dell'olio), allora è meglio accendere la pompa prima di fornire gas. È meglio spegnerlo per ultimo, ma NON DIMENTICARE di spegnerlo! Se pensi che le donne siano il sesso debole, guarda cosa diventano quando vedono un flusso di olio scorrere sulla tappezzeria del sedile posteriore di un'auto familiare dall'ugello del modellino.

Lo svantaggio di questo modo semplice gestione - praticamente completa assenza informazioni sul funzionamento del motore. Per misurare la temperatura e la velocità sono necessari strumenti separati, almeno un termometro elettronico e un tachimetro. A livello puramente visivo è possibile determinare approssimativamente la temperatura solo in base al colore della girante della turbina. L'allineamento, come per tutti i meccanismi rotanti, si controlla sulla superficie della cassa con una moneta o un'unghia. Appoggiando l'unghia sulla superficie della turbina è possibile percepire anche le più piccole vibrazioni.

Le schede tecniche del motore indicano sempre la velocità massima, ad esempio 120.000 giri/min. Questo è il valore massimo consentito durante il funzionamento, da non trascurare! Dopo che nel 1996, la mia unità fatta in casa è volata in pezzi proprio sul cavalletto e la ruota della turbina, strappando l'involucro del motore, ha perforato la parete di compensato da 15 millimetri di un container a tre metri dal cavalletto, sono giunto alla conclusione che fosse sarebbe impossibile accelerare senza dispositivi di controllo, le turbine fatte in casa sono pericolose per la vita! I calcoli della resistenza successivi hanno mostrato che la velocità di rotazione dell'albero avrebbe dovuto essere entro 150.000. Quindi era meglio limitare la velocità operativa a tutto gas a 110.000 - 115.000 giri/min.

Un altro punto importante. Al circuito di controllo del carburante NECESSARIAMENTE La valvola di chiusura di emergenza, controllata tramite un canale separato, deve essere attivata! Questo viene fatto in modo che in caso di atterraggio forzato, atterraggio non programmato di carote e altri problemi, la fornitura di carburante al motore venga interrotta per evitare un incendio.

Inizia ccontrollo(Avvio semiautomatico).

Affinché i guai sopra descritti non avvengano sul campo, dove (ci mancherebbe!) ci sono anche gli spettatori in giro, si utilizza un metodo abbastanza collaudato Inizia il controllo. Qui, il controllo dell'avvio - apertura del gas e fornitura di cherosene, monitoraggio della temperatura e della velocità del motore viene effettuato da un'unità elettronica ECU (E elettronico- U nit- C controllo) . La bombola del gas, per comodità, può essere già posizionata all'interno del modello.

A tale scopo all'ECU sono collegati un sensore di temperatura e un sensore di velocità, solitamente ottico o magnetico. Inoltre, la ECU può fornire indicazioni sul consumo di carburante, salvare i parametri dell'ultimo avviamento, letture della tensione di alimentazione della pompa carburante, della tensione della batteria, ecc. Tutto questo può poi essere visualizzato su un computer. Per programmare la ECU e recuperare i dati accumulati, utilizzare il Terminale Manuale (terminale di controllo).

Ad oggi, i due prodotti concorrenti più utilizzati in questo settore sono Jet-tronics e ProJet. Quale dare la preferenza spetta a ognuno decidere da solo, dal momento che è difficile discutere su quale sia migliore: Mercedes o BMW?

Funziona tutto così:

1. Quando si svolge l'albero della turbina ( aria compressa/asciugacapelli/avviamento elettrico) fino al regime di funzionamento, l'ECU controlla automaticamente l'alimentazione del gas alla camera di combustione, l'accensione e l'alimentazione del cherosene.
2. Quando si sposta l'acceleratore sul telecomando, la turbina passa prima automaticamente alla modalità operativa, quindi monitora i parametri più importanti dell'intero sistema, dalla tensione della batteria alla temperatura e alla velocità del motore.

Autoinizio(Avvio automatico)

Per i più pigri la procedura di avvio è stata semplificata al limite. La turbina viene avviata anche dal pannello di controllo tramite ECU un interruttore. Non avrai più bisogno dell'aria compressa, dello starter o dell'asciugacapelli!

1. Giri l'interruttore sul radiocomando.
2. L'avviamento elettrico fa girare l'albero della turbina alla velocità operativa.
3. ECU controlla l'avvio, l'accensione e il portare la turbina in modalità operativa con successivo monitoraggio di tutti gli indicatori.
4. Dopo aver spento la turbina ECU fa ruotare automaticamente l'albero della turbina più volte utilizzando un avviatore elettrico per ridurre la temperatura del motore!

Più ultima conquista nel campo dell'avviamento automatico è diventato Kerostart. Inizia con il cherosene, senza preriscaldare il gas. Installando un diverso tipo di candeletta (più grande e più potente) e modificando minimamente l'alimentazione del carburante nel sistema, siamo riusciti ad abbandonare completamente il gas! Questo sistema funziona secondo il principio del riscaldamento dell'auto, come sugli Zaporozhets. In Europa, finora solo un'azienda converte le turbine dall'avviamento a gas a quello a cherosene, indipendentemente dal produttore.

Come hai già notato, nei miei disegni nello schema sono incluse altre due unità, queste sono la valvola di controllo del freno e la valvola di controllo della retrazione del carrello di atterraggio. Queste non sono opzioni obbligatorie, ma molto utili. Il fatto è che nei modelli “normali”, durante l'atterraggio, l'elica a basse velocità agisce come una sorta di freno, ma nei modelli a reazione non esiste tale freno. Inoltre, la turbina ha sempre una spinta residua anche al regime “minimo”, e la velocità di atterraggio dei modelli a reazione può essere molto superiore a quella dei modelli ad “elica”. Pertanto, i freni della ruota principale sono molto utili per ridurre la corsa del modello, soprattutto su aree brevi.

Sistema di alimentazione carburante

Il secondo attributo strano nelle immagini è il serbatoio del carburante. Mi ricorda una bottiglia di Coca-Cola, vero? Così com'è!

Questo è il serbatoio più economico e affidabile, a condizione che vengano utilizzate bottiglie riutilizzabili e spesse e non quelle usa e getta spiegazzate. Il secondo punto importante è il filtro all'estremità del tubo di aspirazione. Articolo richiesto! Il filtro non viene utilizzato per filtrare il carburante, ma per impedire l'ingresso di aria nel sistema di alimentazione! Più di un modello è già andato perduto a causa dello spegnimento spontaneo della turbina in aria! I filtri delle motoseghe di marca Stihl o simili in bronzo poroso si sono dimostrati i migliori qui. Ma funzioneranno anche quelli normali in feltro.

Dato che stiamo parlando di carburante, possiamo subito aggiungere che le turbine hanno molta sete e il consumo di carburante è in media di 150-250 grammi al minuto. Il consumo maggiore, ovviamente, si verifica alla partenza, ma poi la leva del gas raramente va oltre 1/3 della sua posizione in avanti. Per esperienza possiamo dire che con uno stile di volo moderato tre litri di carburante sono sufficienti per 15 minuti. tempo di volo, mentre nei serbatoi c'è ancora riserva per un paio di avvicinamenti all'atterraggio.

Il carburante stesso è solitamente cherosene per aviazione, noto in Occidente come Jet A-1.

Naturalmente è possibile utilizzare gasolio o olio per lampade, ma alcune turbine, come quelle della famiglia JetCat, non lo tollerano bene. Inoltre, ai motori a turbogetto non piace il carburante poco raffinato. Lo svantaggio dei sostituti del cherosene è la grande formazione di fuliggine. I motori devono essere smontati più spesso per la pulizia e l'ispezione. Ci sono casi di turbine funzionanti a metanolo, ma conosco solo due di questi appassionati che producono metanolo da soli, quindi possono permettersi un simile lusso. L'uso della benzina, in qualsiasi forma, dovrebbe essere categoricamente abbandonato, non importa quanto possano sembrare allettanti il ​​prezzo e la disponibilità di questo carburante! Questo è letteralmente giocare con il fuoco!

Manutenzione e durata

Quindi la domanda successiva è sorta da sola: servizi e risorse.

Servizio dentro In misura maggiore consiste nel mantenere il motore pulito, nell'ispezione visiva e nel controllo delle vibrazioni all'avviamento. La maggior parte dei modellisti di aerei equipaggiano le loro turbine con una sorta di filtro dell'aria. Un normale setaccio metallico davanti al diffusore di aspirazione. Secondo me è parte integrante della turbina.

I motori mantenuti puliti e con un adeguato sistema di lubrificazione dei cuscinetti funzionano senza problemi per 100 o più ore di funzionamento. Anche se molti produttori consigliano di inviare le turbine per la manutenzione del controllo dopo 50 ore di lavoro, questo è più che altro per schiarirsi la coscienza.

Primo modello di jet

Brevemente sul primo modello. È meglio se è un "allenatore"! Ci sono molti trainer a turbina oggi sul mercato, la maggior parte dei quali modelli con ala delta.

Perché delta? Perché questi sono modelli molto stabili di per sé e se nell'ala viene utilizzato il cosiddetto profilo a forma di S, la velocità di atterraggio e la velocità di stallo sono minime. L'allenatore deve, per così dire, volare da solo. E dovresti concentrarti sul nuovo tipo di motore e sulle funzionalità di controllo.

Il pullman deve avere dimensioni decenti. Dato che sui modelli a reazione la velocità è di 180-200 km/h, il vostro modello si allontanerà molto rapidamente per distanze considerevoli. Pertanto, è necessario fornire un buon controllo visivo del modello. È meglio se la turbina sul pullman è montata aperta e non è molto alta rispetto all'ala.

Un buon esempio di che tipo di allenatore NON DOVREBBE essere è l'allenatore più comune: "Canguro". Quando FiberClassics (oggi Composite-ARF) ordinò questo modello, l'idea si basava principalmente sulla vendita delle turbine Sofia e, come argomento importante per i modellisti, che rimuovendo le ali dal modello, questo avrebbe potuto essere utilizzato come banco di prova. Quindi in generale lo è, ma il produttore ha voluto mostrare la turbina come se fosse in mostra, quindi la turbina è montata su una sorta di “podio”. Ma poiché il vettore di spinta si è rivelato molto più alto del baricentro del modello, è stato necessario sollevare l'ugello della turbina. Le qualità portanti della fusoliera furono quasi completamente divorate da questo, così come la piccola apertura alare, che gravava su un grande carico sull'ala. Il cliente rifiutò altre soluzioni di layout allora proposte. Solo l'utilizzo del profilo TsAGI-8, compresso al 5%, ha dato risultati più o meno accettabili. Chiunque abbia già volato con un Kangaroo sa che questo modello è per piloti molto esperti.

Tenendo conto delle carenze del Kangaroo, è stato creato un trainer sportivo per voli più dinamici, "HotSpot". Questo modello presenta un'aerodinamica più sofisticata e Ogonyok vola molto meglio.

Un ulteriore sviluppo di questi modelli è stato il “BlackShark”. È stato progettato per voli tranquilli, con un ampio raggio di sterzata. Con la possibilità di una vasta gamma di acrobazie e, allo stesso tempo, con buone qualità di volo. Se la turbina si guasta, questo modello può atterrare come un aliante, senza nervi.

Come puoi vedere, lo sviluppo dei trainer ha seguito il percorso dell'aumento delle dimensioni (entro limiti ragionevoli) e della riduzione del carico sull'ala!

Il set austriaco in balsa e schiuma Super Reaper può fungere anche da eccellente allenatore. Costa 398 euro. Il modello sembra molto bello in aria. Ecco il mio video preferito della serie Super Reaper: http://www.paf-flugmodelle.de/spunki.wmv

Ma il campione del prezzo basso oggi è Spunkaroo. 249 euro! Costruzione molto semplice in balsa rivestita in fibra di vetro. Per controllare il modello in aria bastano solo due servi!

Dato che stiamo parlando di servi, dobbiamo subito dire che i servi standard da tre chilogrammi non hanno nulla a che fare con tali modelli! I carichi sulle ruote sterzanti sono enormi, quindi le auto devono essere installate con una forza di almeno 8 kg!

Riassumere

Naturalmente ognuno ha le proprie priorità, per alcuni il prezzo, per altri il prodotto finito e il risparmio di tempo.

Più in modo veloce Prendere possesso di una turbina significa semplicemente comprarla! I prezzi oggi per le turbine finite della classe di spinta da 8 kg con elettronica partono da 1525 Euro. Se si considera che un motore del genere può essere messo in funzione immediatamente senza problemi, questo non è affatto un brutto risultato.

Set, kit. A seconda della configurazione, di solito un set composto da un sistema di raddrizzatura del compressore, una girante del compressore, una girante della turbina non forata e uno stadio di raddrizzatura della turbina costa in media 400-450 euro. A questo bisogna aggiungere che tutto il resto deve essere acquistato o realizzato da soli. Inoltre l'elettronica. Il prezzo finale potrebbe addirittura essere superiore a quello della turbina finita!

A cosa devi prestare attenzione quando acquisti una turbina o dei kit: è meglio se è la varietà KJ-66. Tali turbine si sono dimostrate molto affidabili e il loro potenziale di aumento di potenza non è ancora stato esaurito. Quindi, sostituendo spesso la camera di combustione con una più moderna, oppure cambiando i cuscinetti e installando sistemi raddrizzatori di tipo diverso, si può ottenere un aumento di potenza da diverse centinaia di grammi a 2 kg, e le caratteristiche di accelerazione sono spesso molto migliorate. Inoltre, questo tipo di turbina è molto facile da utilizzare e riparare.

Riassumiamo quali dimensioni tascabili sono necessarie per costruire un moderno modello di jet ai prezzi più bassi europei:

• Turbina assemblata con elettronica e minuteria - 1525 Euro
• Allenatore con buone doti di volo - 222 Euro
• 2 servi 8/12 kg - 80 Euro
• Ricevitore 6 canali - 80 Euro

In totale, il tuo sogno: circa 1900 euro ovvero circa 2500 presidenti verdi!

Secondo le statistiche, solo un volo su 8 milioni finisce in un incidente con perdita di vite umane. Anche se salissi ogni giorno su un volo a caso, impiegheresti 21.000 anni per morire in un incidente aereo. Secondo le statistiche, camminare è molte volte più pericoloso che volare. E tutto ciò è in gran parte dovuto alla straordinaria affidabilità dei moderni motori aeronautici.

Il 30 ottobre 2015 sono iniziati i test del nuovissimo motore aeronautico russo PD-14 sul laboratorio di volo Il-76LL. Si tratta di un evento di eccezionale importanza. 10 fatti interessanti sui motori turbogetto in generale e sul PD-14 in particolare ti aiuteranno ad apprezzarne il significato.

Un miracolo della tecnologia

Ma un motore a turbogetto è un dispositivo estremamente complesso. La sua turbina funziona nelle condizioni più difficili. Il suo elemento più importante è la spatola, con la quale energia cinetica il flusso di gas viene convertito in energia di rotazione meccanica. Una pala, e ce ne sono circa 70 in ogni stadio della turbina di un aereo, sviluppa una potenza pari a quella del motore di un'auto di Formula 1, e ad una velocità di rotazione di circa 12mila giri al minuto, una forza centrifuga pari a Su di esso agiscono 18 tonnellate, pari al carico sulla sospensione di un autobus londinese a due piani.

Ma non è tutto. La temperatura del gas con cui la lama entra in contatto è quasi la metà della temperatura della superficie del Sole. Questo valore è di 200 °C superiore al punto di fusione del metallo di cui è composta la lama. Immagina questo problema: devi evitare che un cubetto di ghiaccio si sciolga in un forno riscaldato a 200 °C. I progettisti riescono a risolvere il problema del raffreddamento della lama utilizzando canali d'aria interni e rivestimenti speciali. Non sorprende che una spatola costi otto volte di più dell'argento. Per creare proprio questa piccola parte che sta nel palmo di una mano, è necessario sviluppare più di una dozzina di tecnologie complesse. E ciascuna di queste tecnologie è protetta come il più importante segreto di stato.

Le tecnologie TRD sono più importanti dei segreti atomici

Oltre alle società nazionali, solo le società statunitensi (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Inghilterra (Rolls-Royce) e Francia (Snecma) possiedono tecnologie per l'intero ciclo di creazione di moderni motori a turbogetto. Cioè, ci sono meno paesi che producono moderni motori a turbogetto per aviazione rispetto ai paesi che hanno armi nucleari o lanciano satelliti nello spazio. Gli sforzi decennali della Cina, ad esempio, finora non sono riusciti a raggiungere il successo in questo settore. I cinesi copiarono e equipaggiarono rapidamente il caccia russo Su-27 con i propri sistemi, rilasciandolo con la denominazione J-11. Tuttavia, non sono mai stati in grado di copiare il suo motore AL-31F, quindi la Cina è ancora costretta ad acquistare questo non più moderno motore a turbogetto dalla Russia.

PD-14: il primo motore aeronautico domestico di quinta generazione

Il progresso nella produzione di motori aeronautici è caratterizzato da diversi parametri, ma uno dei principali è la temperatura del gas davanti alla turbina. Il passaggio a ogni nuova generazione di motori a turbogetto, e ce ne sono cinque in totale, è stato caratterizzato da un aumento di questa temperatura di 100-200 gradi. Pertanto, la temperatura del gas dei motori turbogetto di 1a generazione, apparsi alla fine degli anni '40, non superava i 1150 °K, nella 2a generazione (anni '50) questa cifra salì a 1250 °K, nella 3a generazione (anni '60) questo parametro salì a 1450 °K; per i motori della 4a generazione (1970-1980) la temperatura del gas raggiunse i 1650 °K. Le pale delle turbine dei motori di quinta generazione, i cui primi esemplari sono apparsi in Occidente a metà degli anni '90, funzionano ad una temperatura di 1900 °K. Attualmente solo il 15% dei motori in uso nel mondo sono di quinta generazione.

L'aumento della temperatura del gas, nonché nuovi schemi di progettazione, principalmente a doppio circuito, hanno permesso di ottenere progressi impressionanti nel corso di 70 anni di sviluppo dei motori a turbogetto. Ad esempio, il rapporto tra la spinta del motore e il suo peso è aumentato durante questo periodo di 5 volte e nei modelli moderni ha raggiunto 10. Il grado di compressione dell'aria nel compressore è aumentato di 10 volte: da 5 a 50, mentre il numero di stadi del compressore è diminuito di metà - in media da 20 a 10. Il consumo specifico di carburante dei moderni motori a turbogetto è stato dimezzato rispetto ai motori di prima generazione. Ogni 15 anni, il volume del traffico passeggeri nel mondo raddoppia, mentre il consumo totale di carburante della flotta aerea mondiale rimane pressoché invariato.

Attualmente, la Russia produce l'unico motore aeronautico civile di quarta generazione: il PS-90. Se confrontiamo il PD-14 con esso, i due motori hanno pesi simili (2950 kg per la versione base PS-90A e 2870 kg per PD-14), dimensioni (il diametro della ventola per entrambi è 1,9 m), rapporto di compressione (35,5 e 41) e spinta al decollo (16 e 14 tf).

In questo caso il compressore alta pressione Il PD-14 è composto da 8 stadi e il PS-90 da 13 con un rapporto di compressione totale inferiore. Il rapporto di bypass del PD-14 è due volte più alto (4,5 per il PS-90 e 8,5 per il PD-14) con lo stesso diametro della ventola. Di conseguenza, il consumo specifico di carburante nel volo di crociera per il PD-14 diminuirà, secondo le stime preliminari, del 15% rispetto ai motori esistenti: a 0,53-0,54 kg/(kgf h) contro 0,595 kg/(kgf h) ) a PS-90.

Il PD-14 è il primo motore aeronautico creato in Russia dopo il crollo dell'URSS

Quando Vladimir Putin si è congratulato con gli specialisti russi per l'inizio dei test del PD-14, ha affermato che l'ultima volta che un evento del genere si è verificato nel nostro paese è stato 29 anni fa. Molto probabilmente, ciò significava il 26 dicembre 1986, quando ebbe luogo il primo volo dell'Il-76LL nell'ambito del programma di test PS-90A.

L’Unione Sovietica era una grande potenza aeronautica. Negli anni '80, in URSS operavano otto potenti uffici di progettazione di motori aeronautici. Spesso le aziende erano in concorrenza tra loro, poiché esisteva la pratica di affidare lo stesso compito a due uffici di progettazione. Ahimè, i tempi sono cambiati. Dopo il crollo degli anni '90, tutte le forze del settore dovettero riunirsi per realizzare il progetto di creazione di un motore moderno. In realtà, la creazione nel 2008 della United Engine Corporation (UEC), con molte delle cui imprese VTB Bank collabora attivamente, mirava a creare un'organizzazione capace non solo di preservare le competenze del paese nella costruzione di turbine a gas, ma anche di competere con i maggiori produttori mondiali aziende leader.

L'appaltatore principale del progetto PD-14 è l'Aviadvigatel Design Bureau (Perm), che, tra l'altro, ha sviluppato anche il PS-90. La produzione in serie è organizzata presso lo stabilimento di Perm Motor, ma parti e componenti saranno fabbricati in tutto il paese. La cooperazione coinvolge la Ufa Engine Production Association (UMPO), NPO Saturn (Rybinsk), NPCG Salyut (Mosca), Metallist-Samara e molti altri.

PD-14 - motore per aerei a lungo raggio del 21° secolo

Uno dei progetti di maggior successo nel settore aviazione civile L'URSS aveva un aereo a medio raggio Tu-154. Prodotto in 1.026 unità, per molti anni ha costituito la base della flotta dell'Aeroflot. Purtroppo, il tempo passa e questo gran lavoratore non soddisfa più i requisiti moderni né in termini di efficienza né di ecologia (rumore ed emissioni nocive). Il principale punto debole del Tu-154 sono i motori D-30KU di terza generazione con un elevato consumo specifico di carburante (0,69 kg/(kgf·h).

Il Tu-204 a medio raggio, che ha sostituito il Tu-154 con motori PS-90 di quarta generazione, nelle condizioni del collasso del Paese e del libero mercato, non ha potuto resistere alla concorrenza con produttori stranieri anche nella lotta per l'aria nazionale portatori. Intanto, il segmento degli aerei a fusoliera stretta a medio raggio, dominato dai Boeing 737 e Airbus 320 (solo nel 2015 ne sono stati consegnati 986 alle compagnie aeree di tutto il mondo), è il più diffuso e la sua presenza è condizione necessaria preservazione dell’industria aeronautica civile nazionale. Pertanto, all'inizio degli anni 2000, è stata individuata l'urgente necessità di creare un motore turbogetto competitivo di nuova generazione per un aereo a medio raggio con 130-170 posti. Un aereo di questo tipo dovrebbe essere l'MS-21 (Mainline Aircraft of the 21st Century), sviluppato dalla United Aircraft Corporation. Il compito è incredibilmente difficile, poiché non solo il Tu-204, ma nessun altro aereo al mondo potrebbe resistere alla concorrenza di Boeing e Airbus. È per MS-21 che è in fase di sviluppo il PD-14. Il successo di questo progetto sarà simile a un miracolo economico, ma tali imprese sono l'unica via per realizzarlo Economia russa scendere dall'ago dell'olio.

PD-14 - design di base per la famiglia di motori

Le lettere "PD" stanno per motore avanzato e il numero 14 sta per spinta in tonnellate. Il PD-14 è il motore base della famiglia dei motori turbogetto con una spinta da 8 a 18 tf. L'idea imprenditoriale del progetto è questa tutti questi motori sono creati sulla base di un generatore di gas unificato di alto grado di perfezione. Il generatore di gas è il cuore di un motore a turbogetto, costituito da un compressore ad alta pressione, una camera di combustione e una turbina. Sono le tecnologie di produzione di questi componenti, in primis la cosiddetta parte calda, ad essere cruciali.

La famiglia di motori basata sul PD-14 consentirà di equipaggiare quasi tutti gli aerei russi con moderni propulsori: dal PD-7 per il Sukhoi Superjet 100 a corto raggio al PD-18, che può essere installato sui l'ammiraglia dell'industria aeronautica russa: l'Il-96 a lungo raggio. Sulla base del generatore di gas PD-14, si prevede di sviluppare un motore per elicotteri PD-10V per sostituire il D-136 ucraino sul più grande elicottero Mi-26 del mondo. Lo stesso motore potrà essere utilizzato anche sull'elicottero pesante russo-cinese, il cui sviluppo è già iniziato. Sulla base del generatore di gas PD-14 possono essere creati impianti di pompaggio del gas e centrali a turbina a gas con una capacità da 8 a 16 MW, così necessari per la Russia.

PD-14 comprende 16 tecnologie critiche

Per il PD-14, con il ruolo guida del Central Institute of Aviation Engine Engineering (CIAM), il principale istituto di ricerca del settore e dell'Aviadvigatel Design Bureau, sono state sviluppate 16 tecnologie critiche: pale di turbina monocristalline ad alta pressione con un promettente sistema di raffreddamento, utilizzabile con temperature del gas fino a 2000 °K, pala della ventola cava a corda larga in lega di titanio, grazie alla quale è stato possibile aumentare l'efficienza dello stadio della ventola del 5% rispetto a PS-90, basso camera di combustione ad emissione in lega intermetallica, strutture fonoassorbenti in materiali compositi, rivestimenti ceramici sulle parti calde, pale cave di turbina bassa pressione e così via.

PD-14 continuerà a essere migliorato. Al MAKS 2015 si poteva già vedere il prototipo di una ventola a corda larga in fibra di carbonio, creata al CIAM, la cui massa è pari al 65% della massa della pala cava in titanio attualmente utilizzata. Allo stand CIAM si poteva anche vedere un prototipo del cambio che dovrebbe essere equipaggiato con la modifica del PD-18R. Il cambio consentirà di ridurre la velocità della ventola, grazie alla quale, non legata alla velocità della turbina, funzionerà in modo più efficiente. Si prevede un aumento della temperatura del gas davanti alla turbina di 50 °K. Ciò aumenterà la spinta del PD-18R a 20 tf e ridurrà il consumo specifico di carburante di un altro 5%.

PD-14 contiene 20 nuovi materiali

Durante la creazione del PD-14, gli sviluppatori fin dall'inizio hanno fatto affidamento su materiali domestici. Era chiaro aziende russe in nessun caso forniranno l’accesso a nuovi materiali di fabbricazione straniera. Qui, l'Istituto panrusso dei materiali per l'aviazione (VIAM) ha svolto un ruolo di primo piano, con la partecipazione del quale sono stati sviluppati circa 20 nuovi materiali per il PD-14.

Ma creare il materiale è metà dell’opera. A volte i metalli russi sono di qualità superiore a quelli stranieri, ma il loro utilizzo in un motore aeronautico civile richiede la certificazione secondo gli standard internazionali. Altrimenti, il motore, non importa quanto sia buono, non potrà volare fuori dalla Russia. Le regole qui sono molto rigide perché si parla di sicurezza delle persone. Lo stesso vale per il processo di produzione dei motori: le aziende del settore richiedono la certificazione secondo gli standard dell'Agenzia europea per la sicurezza aerea (EASA). Tutto ciò ci costringerà a migliorare gli standard di produzione ed è necessario riattrezzare il settore per accogliere le nuove tecnologie. Lo sviluppo del PD-14 stesso è avvenuto utilizzando una nuova tecnologia digitale, grazie alla quale la settima copia del motore è stata assemblata a Perm utilizzando la tecnologia di produzione di massa, mentre in precedenza veniva prodotto un lotto pilota in quantità fino a 35 copie.

PD-14 dovrebbe portare l’intero settore a un nuovo livello. Che dire, anche il laboratorio volante dell'Il-76LL, dopo diversi anni di inattività, aveva bisogno di essere equipaggiato con attrezzature. È stato trovato lavoro anche per gli esclusivi supporti CIAM, che consentono di simulare le condizioni di volo a terra. In generale, il progetto PD-14 salverà più di 10.000 posti di lavoro altamente qualificati per la Russia.

Il PD-14 è il primo motore domestico a competere direttamente con la sua controparte occidentale

Lo sviluppo di un motore moderno richiede 1,5-2 volte più tempo dello sviluppo di un aereo. Sfortunatamente, i produttori di aeromobili si trovano ad affrontare una situazione in cui il motore non ha il tempo di iniziare a testare l'aereo a cui è destinato. Il lancio del primo esemplare dell'MS-21 avverrà all'inizio del 2016, mentre sono appena iniziati i test del PD-14. È vero, il progetto prevedeva fin dall'inizio un'alternativa: i clienti dell'MS-21 possono scegliere tra il PD-14 e il PW1400G di Pratt & Whitney. È con il motore americano che l'MC-21 effettuerà il suo primo volo, ed è con esso che il PD-14 dovrà competere per un posto sotto l'ala.

Rispetto al suo concorrente, il PD-14 ha un'efficienza leggermente inferiore, ma è più leggero, ha un diametro notevolmente più piccolo (1,9 m contro 2,1) e quindi meno resistente. E un'altra caratteristica: gli specialisti russi hanno deliberatamente optato per una certa semplificazione del design. Il PD-14 di base non utilizza un riduttore nella trasmissione della ventola e inoltre non utilizza un ugello regolabile del circuito esterno; ha una temperatura del gas più bassa davanti alla turbina, il che facilita il raggiungimento di affidabilità e durata indicatori. Pertanto, il motore PD-14 è più economico e, secondo le stime preliminari, richiederà minori costi di manutenzione e riparazione. A proposito, in un contesto di calo dei prezzi del petrolio, sono i costi operativi inferiori, e non l'efficienza, a diventare il fattore trainante e il principale vantaggio competitivo di un motore aeronautico. In generale, i costi operativi diretti dell'MS-21 con PD-14 possono essere inferiori del 2,5% rispetto a quelli della versione con motore americano.

Ad oggi sono stati ordinati 175 MS-21, di cui 35 con motore PD-14

Un articolo interessante sul passato, presente e futuro della nostra industria missilistica e sulle prospettive dei voli spaziali.

Il creatore dei migliori motori a razzo a propellente liquido del mondo, l'accademico Boris Katorgin, spiega perché gli americani non riescono ancora a ripetere i nostri risultati in questo settore e come mantenere in futuro il vantaggio sovietico.

Il 21 giugno 2012, al Forum economico di San Pietroburgo, sono stati premiati i vincitori del Global Energy Prize. Un'autorevole commissione di esperti del settore da paesi diversi ha selezionato tre domande tra le 639 presentate e ha nominato i vincitori del premio 2012, che già comunemente viene chiamato “Premio Nobel per i lavoratori dell’energia”. Di conseguenza, quest'anno sono stati divisi 33 milioni di rubli bonus famoso inventore dal professore del Regno Unito RodneyJohnAllam e due dei nostri eccezionali scienziati: accademici dell'Accademia delle scienze russa BorisKatorgin E ValerioKostyuk.

Tutti e tre sono legati alla creazione della tecnologia criogenica, allo studio delle proprietà dei prodotti criogenici e al loro utilizzo in varie centrali elettriche. L’accademico Boris Katorgin è stato premiato “per lo sviluppo di motori a razzo liquidi altamente efficienti che utilizzano combustibili criogenici, che garantiscono un funzionamento affidabile dei sistemi spaziali con parametri energetici elevati per l’uso pacifico dello spazio”. Con la partecipazione diretta di Katorgin, che ha dedicato più di cinquant'anni all'impresa OKB-456, ora nota come NPO Energomash, sono stati creati motori a razzo liquido (LPRE), le cui caratteristiche prestazionali sono ora considerate le migliori al mondo. Lo stesso Katorgin è stato coinvolto nello sviluppo di schemi per l'organizzazione del processo di lavoro nei motori, nella formazione della miscela di componenti del carburante e nell'eliminazione delle pulsazioni nella camera di combustione. Sono noti anche i suoi lavori fondamentali sui motori a razzo nucleare (NRE) ad alto impulso specifico e gli sviluppi nel campo della creazione di laser chimici continui ad alta potenza.

Durante i periodi più difficili per le organizzazioni russe ad alta intensità scientifica, dal 1991 al 2009, Boris Katorgin ha diretto la NPO Energomash, unendo le posizioni di direttore generale e progettista generale, ed è riuscito non solo a salvare l'azienda, ma anche a creare una serie di nuove motori. La mancanza di un ordine interno di motori ha costretto Katorgin a cercare un cliente sul mercato estero. Uno dei nuovi motori era l'RD-180, sviluppato nel 1995 appositamente per partecipare ad una gara d'appalto indetta dalla società americana Lockheed Martin, che stava scegliendo un motore a razzo a propellente liquido per il veicolo di lancio Atlas, allora in fase di ammodernamento. Di conseguenza, NPO Energomash ha firmato un accordo per la fornitura di 101 motori e all'inizio del 2012 aveva già fornito più di 60 motori a propellente liquido negli Stati Uniti, 35 dei quali sono stati utilizzati con successo su Atlas durante il lancio di satelliti per vari scopi.

Prima di consegnare il premio, l'"Esperto" ha parlato con l'accademico Boris Katorgin dello stato e delle prospettive di sviluppo dei motori a razzo liquidi e ha scoperto perché i motori basati sugli sviluppi di quarant'anni fa sono ancora considerati innovativi e l'RD-180 non può essere ricreato nelle fabbriche americane.

— Boris Ivanovic, V Come esattamente il tuo merito V creazione domestico liquido reattivo motori, E Ora considerato il migliore V il mondo?

— Per spiegarlo a un non specialista, probabilmente hai bisogno di un'abilità speciale. Per i motori a razzo a liquido ho sviluppato camere di combustione e generatori di gas; in generale, ha supervisionato la creazione dei motori stessi per l'esplorazione pacifica dello spazio. (Nelle camere di combustione avviene la miscelazione e combustione del combustibile e dell'ossidante e si forma un volume di gas caldi che, poi espulsi attraverso gli ugelli, creano la spinta del getto stesso; nei generatori di gas viene bruciata anche la miscela di combustibili, ma per il funzionamento di turbopompe che, sotto un'enorme pressione, pompano carburante e ossidante nella stessa camera di combustione. — « Esperto".)

— Voi parlare O tranquillo sviluppo spazio, Sebbene ovviamente, Che cosa Tutto motori trazione da parecchi dozzine fino a 800 tonnellate, Quale furono creati V ONG" Energomash", destinato Prima Totale Per militare esigenze.

"Non abbiamo dovuto sganciare una sola bomba atomica, non abbiamo sganciato una sola testata nucleare sui nostri missili sull'obiettivo, e grazie a Dio." Tutti gli sviluppi militari sono andati nello spazio pacifico. Possiamo essere orgogliosi dell’enorme contributo della nostra tecnologia missilistica e spaziale allo sviluppo della civiltà umana. Grazie all'astronautica sono nati interi cluster tecnologici: navigazione spaziale, telecomunicazioni, televisione satellitare, sistemi di rilevamento.

— Motore Per intercontinentale balistico razzi R-9, Sopra Quale Voi lavorato, Poi stendersi V base un po' se Non Tutto Nostro presidiato programmi.

— Alla fine degli anni '50, ho svolto un lavoro computazionale e sperimentale per migliorare la formazione della miscela nelle camere di combustione del motore RD-111, destinato allo stesso razzo. I risultati del lavoro vengono ancora utilizzati nei motori RD-107 e RD-108 modificati per lo stesso razzo Soyuz: su di essi sono stati effettuati circa duemila voli spaziali, compresi tutti i programmi con equipaggio;

— Due dell'anno Indietro IO preso colloquio A tuo suo Colleghi, vincitore Globale energia" accademico Alessandra Leontiev. IN conversazione O Chiuso Per Largo pubblico specialisti, chi Leontiev me stessa Quando- Quello era, Lui menzionato Vitalità Ievleva, Stesso molti chi ha fatto Per Nostro spazio industria.

— Molti accademici che hanno lavorato per l’industria della difesa sono stati tenuti segreti – questo è un dato di fatto. Ora molto è stato declassificato: anche questo è un dato di fatto. Conosco molto bene Alexander Ivanovich: ha lavorato alla creazione di metodi di calcolo e metodi per raffreddare le camere di combustione di vari motori a razzo. Risolvere questo problema tecnologico non è stato facile, soprattutto quando abbiamo iniziato a spremere la massima energia chimica dalla miscela di carburante per ottenere il massimo impulso specifico, aumentando, tra le altre misure, la pressione nelle camere di combustione a 250 atmosfere. Prendiamo il nostro motore più potente: RD-170. Consumo di carburante con ossidante - cherosene con ossigeno liquido che passa attraverso il motore - 2,5 tonnellate al secondo. I flussi di calore al suo interno raggiungono i 50 megawatt per metro quadrato: si tratta di un'energia enorme. La temperatura nella camera di combustione è di 3,5 mila gradi Celsius. È stato necessario realizzare un raffreddamento speciale per la camera di combustione affinché potesse funzionare correttamente e resistere alla pressione termica. Alexander Ivanovich ha fatto proprio questo e, devo dire, ha fatto un ottimo lavoro. Vitaly Mikhailovich Ievlev - membro corrispondente dell'Accademia delle scienze russa, dottore in scienze tecniche, professore, che, sfortunatamente, morì abbastanza presto - era uno scienziato dal profilo più ampio, dotato di erudizione enciclopedica. Come Leontiev, lavorò molto sui metodi per il calcolo delle strutture termiche altamente sollecitate. Il loro lavoro si è sovrapposto in alcuni punti, è stato integrato in altri e di conseguenza è stata ottenuta un'eccellente tecnica che può essere utilizzata per calcolare l'intensità termica di eventuali camere di combustione; Ora, forse, usandolo, qualsiasi studente può farlo. Inoltre, ha preso Vitaly Mikhailovich Partecipazione attiva nello sviluppo di motori a razzo nucleari e al plasma. Qui i nostri interessi si sono incrociati in quegli anni in cui Energomash faceva la stessa cosa.

— IN Nostro conversazione Con Leontiev Noi ricercato argomento saldi Energomashevskij motori RD-180 V STATI UNITI D'AMERICA, E Alessandro Ivanovich detto Che cosa In in molti modi Questo motore - risultato sviluppi, Quale erano Fatto Come una volta A creazione RD-170, E V Alcuni Quello senso il suo metà. Che cosa Questo - Veramente risultato inversione ridimensionamento?

— Qualsiasi motore in una nuova dimensione è, ovviamente, nuovo dispositivo. L'RD-180 con una spinta di 400 tonnellate è in realtà la metà dell'RD-170 con una spinta di 800 tonnellate. L'RD-191, destinato al ns nuovo razzo“Angara”, la spinta è di 200 tonnellate. Cosa hanno in comune questi motori? Hanno tutti una turbopompa, ma l'RD-170 ha quattro camere di combustione, l'RD-180 "americano" ne ha due e l'RD-191 ne ha una. Ogni motore richiede la propria unità turbopompa - dopo tutto, se un RD-170 a camera singola consuma circa 2,5 tonnellate di carburante al secondo, per il quale è stata sviluppata una turbopompa con una capacità di 180 mila kilowatt, più di due volte maggiore di, per esempio, la potenza di un reattore rompighiaccio nucleare"Artico", quindi l'RD-180 a due camere è solo la metà, 1,2 tonnellate. Ho partecipato direttamente allo sviluppo delle turbopompe per RD-180 e RD-191 e allo stesso tempo ho supervisionato la realizzazione di questi motori nel loro complesso.

— Telecamera combustione, Significa, SU tutti questi motori uno E Quello Stesso, soltanto quantità loro varie?

- Sì, e questo è il nostro risultato principale. In una di queste camere con un diametro di soli 380 millimetri vengono bruciate poco più di 0,6 tonnellate di carburante al secondo. Senza esagerare, questa camera è un'apparecchiatura unica, altamente sollecitata dal calore, con speciali cinture di protezione contro potenti flussi di calore. La protezione viene effettuata non solo grazie al raffreddamento esterno delle pareti della camera, ma anche grazie ad un ingegnoso metodo di “rivestimento” su di esse di una pellicola di combustibile che, evaporando, raffredda la parete. Sulla base di questa straordinaria fotocamera, che non ha eguali al mondo, produciamo i nostri migliori motori: RD-170 e RD-171 per Energia e Zenit, RD-180 per l'Atlas americano e RD-191 per il nuovo razzo russo "Angara".

— « Angara" dovere era sostituire " Protone- M" Di più Alcuni anni Indietro, Ma creatori razzi si è scontrato Con serio i problemi, Primo volare test ripetutamente sono stati rinviati E progetto Piace volevo continua scontrino.

— Ci sono stati davvero dei problemi. Ora è stata presa la decisione di lanciare il razzo nel 2013. La particolarità dell'Angara è che, sulla base dei suoi moduli missilistici universali, è possibile creare un'intera famiglia di veicoli di lancio con una capacità di carico utile da 2,5 a 25 tonnellate per il lancio di merci nell'orbita terrestre bassa basata sul motore universale a ossigeno-kerosene RD-191. "Angara-1" ha un motore, "Angara-3" ne ha tre con una spinta totale di 600 tonnellate, "Angara-5" avrà 1000 tonnellate di spinta, cioè sarà in grado di mettere in orbita più carico di il “Protone”. Inoltre, al posto dell'eptile, molto tossico, che viene bruciato nei motori Proton, utilizziamo carburante ecologico, dopo la combustione del quale rimangono solo acqua e anidride carbonica.

— Come accaduto, Che cosa Quello Stesso RD-170, Quale è stata creata Di più V metà 1970- X, Prima questi da allora resti Di essenzialmente, innovativo Prodotto, UN il suo tecnologie sono usati V qualità di base Per nuovo Motore a razzo liquido?

— Una storia simile è accaduta con un aereo creato dopo la seconda guerra mondiale da Vladimir Mikhailovich Myasishchev (a lungo raggio bombardiere strategico Serie M, sviluppata da Mosca OKB-23 negli anni '50. — « Esperto"). Sotto molti aspetti, l'aereo era circa trent'anni in anticipo sui tempi e gli elementi del suo design furono successivamente presi in prestito da altri produttori di aerei. Anche qui è lo stesso: l’RD-170 ha molti nuovi elementi, materiali e soluzioni di design. Secondo me non diventeranno obsoleti prima di diversi decenni. Ciò è dovuto principalmente al fondatore della NPO Energomash e al suo progettista generale Valentin Petrovich Glushko e al membro corrispondente dell’Accademia delle scienze russa Vitaly Petrovich Radovsky, che ha guidato l’azienda dopo la morte di Glushko. (Si noti che le migliori caratteristiche energetiche e operative al mondo dell'RD-170 sono in gran parte ottenute grazie alla soluzione di Katorgin al problema della soppressione dell'instabilità della combustione ad alta frequenza attraverso lo sviluppo di partizioni antipulsazioni nella stessa camera di combustione. - « Esperto".) E che dire del motore RD-253 del primo stadio per il veicolo di lancio Proton? Adottato nel lontano 1965, è così perfetto che non è stato ancora superato da nessuno. Questo è esattamente il modo in cui Glushko ci ha insegnato a progettare: al limite del possibile e necessariamente al di sopra della media mondiale. Un’altra cosa importante da ricordare è che il Paese ha investito nel suo futuro tecnologico. Com’era in Unione Sovietica? Il Ministero dell'ingegneria generale, responsabile in particolare dello spazio e dei razzi, ha speso il 22% del suo enorme budget solo in ricerca e sviluppo, in tutti i settori, compresa la propulsione. Oggi i finanziamenti alla ricerca sono molto più bassi, e questo la dice lunga.

— Non significa se risultato questi LRE Alcuni perfetto qualità, E È successo Questo mezzo secolo Indietro, Che cosa missile motore Con chimico fonte energia V Alcuni Quello senso sta diventando obsoleto me stessa: di base scoperte Fatto E V nuovo generazioni motore a razzo, Ora discorso in arrivo più veloce O COSÌ chiamato supporto innovazione?

- Sicuramente no. I motori a razzo liquidi sono richiesti e lo saranno per molto tempo, perché nessun'altra tecnologia è in grado di sollevare carichi dalla Terra in modo più affidabile ed economico e di posizionarli nell'orbita terrestre bassa. Sono sicuri dal punto di vista ambientale, soprattutto quelli che funzionano con ossigeno liquido e cherosene. Ma i motori a razzo liquidi, ovviamente, sono del tutto inadatti ai voli verso le stelle e altre galassie. La massa dell'intera metagalassia è di 1056 grammi. Per accelerare su un motore a razzo a propellente liquido fino ad almeno un quarto della velocità della luce, sarà necessaria una quantità assolutamente incredibile di carburante: 103.200 grammi, quindi è stupido anche solo pensarci. I motori a razzo liquido hanno la loro nicchia: i motori di propulsione. Usando i motori liquidi, puoi accelerare la portaerei alla seconda velocità di fuga, volare su Marte e il gioco è fatto.

— Prossimo palcoscenico - nucleare razzo motori?

- Certamente. Non è noto se vivremo abbastanza per raggiungere alcune fasi, ma molto è stato fatto per sviluppare già i motori di propulsione nucleare Tempo sovietico. Ora, sotto la guida del Centro Keldysh, guidato dall'accademico Anatoly Sazonovich Koroteev, è in fase di sviluppo il cosiddetto modulo di trasporto ed energia. I progettisti giunsero alla conclusione che era possibile creare un reattore nucleare raffreddato a gas, meno stressante rispetto all'URSS, che avrebbe funzionato sia come centrale elettrica che come fonte di energia per i motori al plasma durante i viaggi nello spazio. Un tale reattore è attualmente in fase di progettazione presso il NIKIET intitolato a N. A. Dollezhal sotto la guida del membro corrispondente della RAS Yuri Grigorievich Dragunov. Al progetto partecipa anche l'ufficio di progettazione di Kaliningrad “Fakel”, dove vengono creati motori a reazione elettrici. Come in epoca sovietica, non sarà possibile fare a meno del Voronezh Chemical Automatics Design Bureau, dove verranno prodotte turbine a gas e compressori per far funzionare il liquido di raffreddamento - la miscela di gas - in un circuito chiuso.

— UN Ciao voliamo SU Motore a razzo liquido?

— Certamente, e vediamo chiaramente le prospettive per l'ulteriore sviluppo di questi motori. Ci sono compiti tattici a lungo termine, non ci sono limiti: l'introduzione di nuovi rivestimenti più resistenti al calore, nuovi materiali compositi, riduzione del peso dei motori, aumento della loro affidabilità, semplificazione del circuito di controllo. È possibile introdurre una serie di elementi per monitorare più da vicino l'usura delle parti e altri processi che si verificano nel motore. Ci sono compiti strategici: ad esempio, lo sviluppo di metano liquefatto e acetilene insieme ad ammoniaca o combustibile ternario come materiali combustibili. NPO Energomash sta sviluppando un motore a tre componenti. Un tale motore a razzo a propellente liquido potrebbe essere utilizzato come motore sia per il primo che per il secondo stadio. Nella prima fase utilizza componenti ben sviluppati: ossigeno, cherosene liquido e se aggiungi circa il 5% in più di idrogeno, l'impulso specifico aumenterà in modo significativo: uno dei principali caratteristiche energetiche motore, il che significa che è possibile inviare nello spazio più carico utile. Nella prima fase viene prodotto tutto il cherosene con l'aggiunta di idrogeno e nella seconda lo stesso motore passa dal funzionamento con carburante a tre componenti a carburante a due componenti: idrogeno e ossigeno.

Abbiamo già realizzato un motore sperimentale, seppur di piccole dimensioni e con una spinta di sole 7 tonnellate circa, effettuato 44 prove, realizzato elementi di miscelazione a grandezza naturale negli ugelli, nel generatore di gas, nella camera di combustione, e scoperto che è possibile lavorare prima su tre componenti e poi passare agevolmente a due. Tutto funziona, si ottiene un'elevata efficienza di combustione, ma per andare oltre abbiamo bisogno di un campione più ampio, dobbiamo modificare i supporti per lanciare nella camera di combustione i componenti che utilizzeremo in un motore reale: l'idrogeno liquido e ossigeno, così come cherosene. Penso che questa sia una direzione molto promettente e grande passo inoltrare. E spero di avere tempo per fare qualcosa durante la mia vita.

— Perché americani, avendo ricevuto Giusto SU riproduzione RD-180, Non Potere Fare il suo Già molti anni?

— Gli americani sono molto pragmatici. Negli anni '90, proprio all'inizio della collaborazione con noi, si sono resi conto che nel campo energetico eravamo molto più avanti di loro e che dovevamo adottare queste tecnologie da noi. Ad esempio, il nostro motore RD-170 in un lancio, grazie al suo maggiore impulso specifico, poteva trasportare due tonnellate in più di carico utile rispetto al loro più potente F-1, il che significava all'epoca un guadagno di 20 milioni di dollari. Hanno indetto un concorso per un motore con una spinta di 400 tonnellate per i loro Atlas, che è stato vinto dal nostro RD-180. Poi gli americani hanno pensato che avrebbero iniziato a lavorare con noi e in quattro anni avrebbero preso le nostre tecnologie e le avrebbero riprodotte da soli. Ho detto subito loro: spenderete più di un miliardo di dollari e dieci anni. Sono passati quattro anni e dicono: sì, ci vogliono sei anni. Passarono altri anni, dissero: no, ci vogliono altri otto anni. Sono passati diciassette anni e non hanno riprodotto un solo motore. Ora hanno bisogno di miliardi di dollari solo per le attrezzature da banco. A Energomash abbiamo degli stand dove lo stesso motore RD-170, la cui potenza del getto raggiunge i 27 milioni di kilowatt, può essere testato in una camera a pressione.

— IO Non sentito male - 27 gigawatt? Questo Di più stabilito energia tutti centrale nucleare" Rosatom".

— Ventisette gigawatt è la potenza del getto, che si sviluppa in maniera relativa poco tempo. Nella prova su banco, l'energia del getto viene prima spenta in un'apposita vasca, poi in un tubo di dissipazione del diametro di 16 metri e dell'altezza di 100 metri. Per costruire uno stand del genere, che ospita un motore che crea tale potenza, è necessario investire molti soldi. Gli americani ora lo hanno abbandonato e stanno prendendo il prodotto finito. Di conseguenza, non vendiamo materie prime, ma un prodotto con un enorme valore aggiunto, nel quale è stato investito un lavoro altamente intellettuale. Sfortunatamente, in Russia questo è un raro esempio di vendite di prodotti high-tech all'estero in un volume così grande. Ma ciò dimostra che, se poniamo correttamente la domanda, siamo capaci di molto.

— Boris Ivanovic, Che cosa necessario Fare, A Non perdere vantaggio, digitato sovietico missile costruzione del motore? Forse, tranne mancanza finanziamento Ricerca e sviluppo Molto doloroso E altro problema - personale?

— Per rimanere sul mercato mondiale dobbiamo costantemente andare avanti e creare nuovi prodotti. Apparentemente, finché non siamo stati completamente pressati e il tuono ha colpito. Ma lo Stato deve rendersi conto che senza nuovi sviluppi si ritroverà ai margini del mercato mondiale, e oggi, in questo periodo di transizione, anche se non siamo ancora maturi al capitalismo normale, lo Stato deve prima di tutto investire nel nuovo. Quindi puoi trasferire lo sviluppo per il rilascio della serie compagnia privata a condizioni vantaggiose sia per lo Stato che per le imprese. Non credo che sia impossibile trovare metodi ragionevoli per creare cose nuove; senza di essi è inutile parlare di sviluppo e innovazione.

Ci sono cornici. Dirigo il dipartimento dell'Istituto di aviazione di Mosca, dove formiamo ingegneri sia motoristi che laser. I ragazzi sono intelligenti, vogliono fare il lavoro che stanno imparando, ma bisogna dare loro un normale impulso iniziale affinché non vadano, come fanno molti adesso, a scrivere programmi per la distribuzione delle merci nei negozi. Per fare ciò è necessario creare un ambiente di laboratorio adeguato e garantire uno stipendio dignitoso. Costruire la corretta struttura di interazione tra scienza e Ministero dell'Istruzione. La stessa Accademia delle Scienze risolve molte questioni legate alla formazione del personale. Infatti, tra gli attuali membri dell'Accademia e i membri corrispondenti ci sono molti specialisti che gestiscono imprese e istituti di ricerca high-tech, potenti uffici di progettazione. Sono direttamente interessati a che i dipartimenti assegnati alle loro organizzazioni formino gli specialisti necessari nel campo della tecnologia, della fisica e della chimica, in modo da ricevere immediatamente non solo un laureato specializzato, ma uno specialista già pronto con un po' di vita e scienza e esperienza tecnica. È sempre stato così: i migliori specialisti sono nati in istituti e imprese dove esistevano dipartimenti educativi. Alla Energomash e alla NPO Lavochkin abbiamo i dipartimenti della filiale MAI “Kometa”, di cui sono direttore. Ci sono personale anziano che può trasmettere l'esperienza ai giovani. Ma resta pochissimo tempo e le perdite saranno irrevocabili: per tornare semplicemente al livello attuale, dovrai compiere sforzi molto più grandi di quelli necessari oggi per mantenerlo.

Ecco alcune notizie piuttosto recenti:

L'impresa Kuznetsov con sede a Samara ha stipulato un accordo preliminare per la fornitura a Washington di 50 centrali elettriche NK-33 sviluppate per il programma lunare sovietico.

Un'opzione (autorizzazione) per la fornitura del numero specificato di motori fino al 2020 è stata conclusa con la società americana Orbital Sciences, che produce satelliti e veicoli di lancio, e con la società Aerojet, uno dei maggiori produttori di motori a razzo negli Stati Uniti. Riguarda di un accordo preliminare, poiché l'accordo di opzione implica il diritto, ma non l'obbligo, dell'acquirente di effettuare un acquisto a condizioni predeterminate. Due motori NK-33 modificati vengono utilizzati sul primo stadio del veicolo di lancio Antares (nome del progetto Taurus-2), sviluppato negli Stati Uniti nell'ambito di un contratto con la NASA. Il vettore è progettato per consegnare merci alla ISS. Il suo primo lancio è previsto per il 2013. Il motore NK-33 fu sviluppato per il veicolo di lancio N1, che avrebbe dovuto portare i cosmonauti sovietici sulla Luna.

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