Produksjon av flymotorer i Russland eller ikke-jødisk produksjon. Russland vil dyrke jetmotorer

Det er en vifte foran på jetmotoren. Den tar luft fra det ytre miljøet og suger den inn i turbinen. I rakettmotorer erstatter luft flytende oksygen. Viften er utstyrt med flere titanblader med spesiell form.

De prøver å gjøre vifteområdet stort nok. I tillegg til luftinntaket, deltar denne delen av systemet også i å kjøle motoren, og beskytter kamrene mot ødeleggelse. Bak viften er det en kompressor. Den tvinger luft inn i brennkammeret under høyt trykk.

En av de viktigste strukturelle elementene i en jetmotor er forbrenningskammeret. I den blandes drivstoff med luft og antennes. Blandingen antennes, ledsaget av sterk oppvarming av husdelene. Drivstoffblandingen ekspanderer under høy temperatur. Faktisk oppstår en kontrollert eksplosjon i motoren.

Fra forbrenningskammeret kommer en blanding av drivstoff og luft inn i turbinen, som består av mange blader. Jetstrømmen legger press på dem og får turbinen til å rotere. Kraften overføres til akselen, kompressoren og viften. Det dannes et lukket system, hvis drift bare krever en konstant tilførsel av drivstoffblandingen.

Den siste delen av en jetmotor er dysen. En oppvarmet strøm kommer inn her fra turbinen og danner en jetstrøm. Denne delen av motoren forsynes også med kald luft fra viften. Det tjener til å avkjøle hele strukturen. Luftstrømmen beskytter dysemansjetten mot de skadelige effektene av jetstrømmen, og forhindrer at deler smelter.

Hvordan fungerer en jetmotor?

Arbeidsvæsken til motoren er en jet. Hun er veldig høy hastighet renner ut av dysen. Dette genererer en reaktiv kraft som skyver hele enheten inn motsatt retning. Trekkkraften skapes utelukkende av strålens virkning, uten støtte fra andre kropper. Denne funksjonen til jetmotoren gjør at den kan brukes som kraftverk for raketter, fly og romfartøy.

Delvis er driften av en jetmotor sammenlignbar med virkningen av en vannstrøm som strømmer fra en slange. Under enormt trykk tilføres væsken gjennom slangen til den innsnevrede enden av slangen. Hastigheten på vannet som forlater dysen er høyere enn inne i slangen. Dette skaper en mottrykkskraft som gjør at brannmannen kun kan holde slangen med store vanskeligheter.

Produksjonen av jetmotorer er en spesiell gren av teknologi. Siden temperaturen på arbeidsvæsken her når flere tusen grader, er motordeler laget av høyfaste metaller og materialer som er motstandsdyktige mot smelting. Enkelte deler av jetmotorer er for eksempel laget av spesielle keramiske forbindelser.

Video om emnet

Funksjonen til varmemotorer er å omdanne termisk energi til nyttig energi mekanisk arbeid. Arbeidsvæsken i slike installasjoner er gass. Det legger kraft på turbinbladene eller stempelet, og får dem til å bevege seg. De enkleste eksemplene på varmemotorer er dampmotorer, samt forgasser- og dieselforbrenningsmotorer.

Bruksanvisning

Stempelvarmemotorer består av en eller flere sylindre, inne i hvilke det er et stempel. Varm gass ekspanderer i volumet av sylinderen. I dette tilfellet beveger stempelet seg under påvirkning av gass og utfører mekanisk arbeid. En slik varmemotor konverterer den frem- og tilbakegående bevegelsen til stempelsystemet til akselrotasjon. For dette formålet er motoren utstyrt med en sveivmekanisme.

Ekstern forbrenningsvarmemotorer inkluderer dampmotorer der arbeidsvæsken varmes opp når drivstoff brennes utenfor motoren. Oppvarmet gass eller damp under høyt trykk og høy temperatur mates inn i sylinderen. Samtidig beveger stempelet seg, og gassen avkjøles gradvis, hvoretter trykket i systemet blir nesten lik atmosfærisk trykk.

Eksosgassen fjernes fra sylinderen, hvor neste del umiddelbart tilføres. For å returnere stempelet til utgangsposisjonen, brukes svinghjul, som er festet til veivakselen. Slike varmemotorer kan gi enkel eller dobbel handling. I dobbeltvirkende motorer er det to trinn med stempelslag per akselomdreining i enkeltvirkende motorer, stempelet gjør ett slag på samme tid.

Forskjellen mellom forbrenningsmotorer og systemene beskrevet ovenfor er at den varme gassen her oppnås ved å brenne drivstoff-luftblandingen direkte i sylinderen, og ikke utenfor den. Forsyning av neste porsjon drivstoff og

Turbojet motor.

I denne artikkelen kommer vi tilbake til favorittmotorene mine. Jeg har allerede sagt at en turbojetmotor i moderne luftfart- grunnleggende. Og vi vil ofte nevne det i ett eller annet tema. Derfor er tiden inne for å endelig bestemme seg for utformingen. Selvfølgelig uten å fordype seg i all slags jungel og finesser :-). Så luftfart. Hva er hoveddelene av designet, og hvordan samhandler de med hverandre?

1. Kompressor 2. Forbrenningskammer 3. Turbin 4. Utløpsanordning eller jetdyse.

Kompressoren komprimerer luften til de nødvendige verdiene, hvoretter luften kommer inn i forbrenningskammeret, hvor den varmes opp til ønsket temperatur på grunn av forbrenning av drivstoff, og deretter kommer den resulterende gassen inn i turbinen, hvor den frigjør deler av energien ved å rotere den (og den i sin tur kompressoren), og den andre delen, med ytterligere akselerasjon av gassen i jetdysen, blir til en skyveimpuls, som skyver flyet fremover. Denne prosessen er ganske tydelig synlig i videoen i artikkelen om motoren som varmemotor.

Turbojetmotor med aksial kompressor.

Kompressorer kommer i tre typer. Sentrifugal, aksial og blandet. Sentrifugale er vanligvis et hjul, på hvis overflate det er kanaler som vrir seg fra senteret til periferien, det såkalte løpehjulet. Når det roterer, kastes luften gjennom kanalene med sentrifugalkraft fra senteret til periferien , når den er komprimert, akselererer den sterkt og går deretter inn i de ekspanderende kanalene (diffusor) og bremses ned og all akselerasjonsenergien blir også til trykk. Dette er litt som den gamle attraksjonen som pleide å være i parkene, når folk står langs kanten av en stor horisontal sirkel, lener ryggen mot spesielle vertikale ryggstøtter, roterer denne sirkelen og lener seg inn. forskjellige sider og folk faller ikke fordi de blir holdt (presset) av sentrifugalkraft. Prinsippet er det samme i en kompressor.

Denne kompressoren er ganske enkel og pålitelig, men for å skape en tilstrekkelig grad av kompresjon, er det nødvendig med en stor impellerdiameter, som fly, spesielt små, ikke har råd til. Turbojet motor det passer bare ikke inn. Derfor brukes den sjelden. Men på en gang ble den brukt på VK-1 (RD-45) motoren, som ble installert på den berømte MIG-15 jagerfly, så vel som på IL-28 og TU-14 fly.

Impelleren til en sentrifugalkompressor er på samme aksel som turbinen.

Sentrifugalkompressorhjul.

Motor VK-1. Tverrsnittet viser tydelig impelleren til sentrifugalkompressoren og deretter de to flammerørene til forbrenningskammeret.

MIG-15 jagerfly

For det meste brukes nå en aksialkompressor. I den, på en roterende akse (rotor), er metallskiver montert (de kalles en impeller), langs kantene som de såkalte "arbeidsbladene" er plassert på. Og mellom kantene på de roterende arbeidsbladene er det felger av stasjonære blader (de er vanligvis montert på det ytre dekselet), dette er den såkalte ledevingen (stator). Alle disse bladene har en viss profil og er noe vridd, deres arbeid ligner på en viss måte arbeidet til samme vinge eller helikopterblad, men bare i motsatt retning. Nå er det ikke lenger luften som virker på bladet, men bladet på det. Det vil si at kompressoren utfører mekanisk arbeid (på lufta :-)). Eller enda tydeligere :-). Alle kjenner vifter som blåser så behagelig i varmen. Her går du, viften er løpehjulet til en aksialkompressor, bare det er selvfølgelig ikke tre blader, som i en vifte, men flere.

Omtrent slik fungerer en aksialkompressor.

Selvfølgelig er det veldig forenklet, men det er egentlig slik det er. Arbeidsbladene "fanger" uteluften, kaster den inn i motoren, hvor bladene til ledeskovlene leder den på en bestemt måte til neste rad med arbeidsblad, og så videre. En rad med arbeidsblader, sammen med en rad ledeskovler som følger dem, danner en scene. På hvert trinn skjer kompresjon med en viss mengde. Aksialkompressorer kommer i forskjellige antall trinn. Det kan være fem av dem, eller kanskje 14. Følgelig kan kompresjonsgraden være forskjellig, fra 3 til 30 enheter og enda mer. Alt avhenger av typen og formålet med motoren (og flyet).

Aksialkompressoren er ganske effektiv. Men det er også veldig komplekst både teoretisk og konstruktivt. Og den har også en betydelig ulempe: den er relativt lett å skade. Som de sier tar han på seg alle fremmedlegemer fra betongveien og fugler rundt flyplassen, og dette er ikke alltid uten konsekvenser.

Brennkammeret . Den omgir motorrotoren etter kompressoren med en kontinuerlig ring, eller i form av separate rør (de kalles flammerør). For å organisere forbrenningsprosessen i kombinasjon med luftkjøling, er det hele "hull". Det er mange hull, de har forskjellige diametre og former. Drivstoff (flyparafin) tilføres flammerørene gjennom spesielle dyser, hvor det brenner og går inn i et høytemperaturområde.

Turbojetmotor (seksjon). 8-trinns aksialkompressor, ringformet forbrenningskammer, 2-trinns turbin og utløpsanordning er godt synlig.

Deretter kommer den varme gassen inn i turbinen. Den ligner på en kompressor, men den fungerer i motsatt retning, for å si det sånn. Den spinner varm gass på samme prinsipp som luftspinn en lekepropell for barn. De faste bladene i den er ikke plassert bak de roterende arbeiderne, men foran dem og kalles dyseapparatet. Turbinen har få trinn, vanligvis fra ett til tre eller fire. Det er ikke behov for mer, fordi det er nok til å drive kompressoren, og resten av gassenergien brukes i dysen for akselerasjon og generering av skyvekraft. Driftsforholdene til turbinen er mildt sagt «forferdelige». Dette er den mest belastede enheten i motoren. Turbojet motor har en svært høy rotasjonshastighet (opptil 30 000 rpm). Kan du forestille deg sentrifugalkraften som virker på bladene og skivene! Ja, pluss en lommelykt fra forbrenningskammeret med en temperatur på 1100 til 1500 grader Celsius. Generelt, helvete :-). Det er ingen annen måte å si det på. Jeg var vitne til da et turbinblad på en av motorene brøt av under start av et Su-24MR-fly. Historien er lærerik, jeg vil definitivt fortelle deg om den i fremtiden. Moderne turbiner bruker ganske komplekse kjølesystemer, og de selv (spesielt rotorbladene) er laget av spesielle varmebestandige og varmebestandige stål. Disse stålene er ganske dyre, og hele turbojeten er svært kostbar i forhold til materialer. På 90-tallet, i en tid med generell ødeleggelse, tjente mange uærlige mennesker, inkludert militæret, på dette. Mer om dette senere også...

Etter turbinen - jetdyse. Det er faktisk her skyvekraften til en turbojetmotor oppstår. Dyser kan være rett og slett avsmalnende, eller de kan avsmalne-ekspandere. I tillegg er det ukontrollerte (som dysen i figuren), og det er kontrollerte, når diameteren deres endres avhengig av driftsmodus. Dessuten er det nå dyser som endrer retningen til skyvevektoren, det vil si at de ganske enkelt dreier i forskjellige retninger.

Turbojet motor- et veldig komplekst system. Piloten styrer den fra cockpiten med bare én spak - motorkontrollspaken (EC). Men faktisk, ved å gjøre dette setter han bare regimet han trenger. Og resten tar motorautomatikken seg av. Dette er også et stort og komplekst kompleks og, vil jeg også si, veldig genialt. Da jeg fortsatt studerte automasjon som kadett, ble jeg alltid overrasket over hvordan designerne og ingeniørene kom på alt dette :-), og håndverkerne klarte det. Vanskelig... men interessant 🙂 ...

Fly strukturelle elementer.

En interessant artikkel om fortiden, nåtiden og fremtiden til rakettindustrien vår og utsiktene for romfart.

Skaperen av verdens beste væske rakettmotorer Akademiker Boris Katorgin forklarer hvorfor amerikanerne fortsatt ikke kan gjenta våre prestasjoner på dette området og hvordan de kan opprettholde den sovjetiske forspranget i fremtiden.

21. juni 2012 ble vinnerne av Global Energy Prize delt ut på St. Petersburg Economic Forum. En autoritativ kommisjon bestående av industrieksperter fra forskjellige land valgte ut tre søknader fra de 639 innsendte og kåret vinnerne av 2012-prisen, som allerede ofte kalles "Nobelprisen for energiingeniører." Som et resultat ble det delt ut 33 millioner bonusrubler i år kjent oppfinner fra britisk professor RodneyJohnAllam og to av våre fremragende vitenskapsmenn - akademikere ved det russiske vitenskapsakademiet BorisKatorgin Og ValeryKostyuk.

Alle tre er relatert til etableringen av kryogen teknologi, studiet av egenskapene til kryogene produkter og deres bruk i ulike kraftverk. Akademiker Boris Katorgin ble tildelt "for utviklingen av svært effektive flytende rakettmotorer som bruker kryogent brensel, som sikrer pålitelig drift av romsystemer ved høye energiparametere for fredelig bruk av rommet." Med direkte deltakelse fra Katorgin, som viet mer enn femti år til OKB-456-bedriften, nå kjent som NPO Energomash, ble det opprettet flytende rakettmotorer (LPRE), hvis ytelsesegenskaper nå regnes som de beste i verden. Katorgin var selv involvert i utviklingen av ordninger for organisering av arbeidsprosessen i motorer, blandingsdannelsen av drivstoffkomponenter og eliminering av pulsering i forbrenningskammeret. Hans grunnleggende arbeid med kjernefysiske rakettmotorer (NRE) med høy spesifikk impuls og utvikling innen feltet for å lage kontinuerlige kjemiske lasere med høy effekt er også kjent.

Under de vanskeligste tidene for russiske vitenskapsintensive organisasjoner, fra 1991 til 2009, ledet Boris Katorgin NPO Energomash, og kombinerte stillingene som daglig leder og generell designer, og klarte ikke bare å redde selskapet, men også å skape en rekke nye motorer. Mangelen på en intern ordre på motorer tvang Katorgin til å lete etter en kunde på det utenlandske markedet. En av de nye motorene var RD-180, utviklet i 1995 spesifikt for å delta i et anbud organisert av det amerikanske selskapet Lockheed Martin, som valgte en rakettmotor med flytende drivstoff til Atlas bærerakett, som da ble modernisert. Som et resultat signerte NPO Energomash en avtale om levering av 101 motorer og hadde allerede i begynnelsen av 2012 levert mer enn 60 flytende drivstoffmotorer til USA, hvorav 35 ble operert med suksess på Atlas ved oppskyting av satellitter til forskjellige formål.

Før utdelingen av prisen snakket "Expert" med akademiker Boris Katorgin om tilstanden og utsiktene for utviklingen av flytende rakettmotorer og fant ut hvorfor motorer basert på utviklingen for førti år siden fortsatt anses som innovative, og RD-180 kunne ikke gjenskapes på amerikanske fabrikker.

— Boris Ivanovich, V hvordan nøyaktig din bragd V opprettelse innenlands væske reaktive motorer, Og Nå ansett den beste V verden?

— For å forklare dette til en ikke-spesialist, trenger du nok en spesiell ferdighet. For flytende rakettmotorer utviklet jeg forbrenningskamre og gassgeneratorer; generelt overvåket opprettelsen av selve motorene for fredelig utvikling verdensrommet. (I forbrenningskamrene oppstår blanding og forbrenning av drivstoff og oksidasjonsmiddel, og det dannes et volum av varme gasser, som deretter slynges ut gjennom dysene og skaper selve strålen; i gassgeneratorer brennes også drivstoffblandingen, men for drift av turbopumper, som pumper drivstoff og oksidasjonsmiddel under enormt trykk inn i samme forbrenningskammer. — « Ekspert".)

— Du snakke O fredelig utvikling rom, Selv om åpenbart, Hva Alle motorer trekkraft fra flere dusinvis opptil 800 tonn, hvilken ble opprettet V NGO " Energomash", tiltenkt før Total Til militær behov.

"Vi trengte ikke å slippe en eneste atombombe, vi leverte ikke et eneste atomstridshode på våre missiler til målet, og takk Gud." All militær utvikling gikk inn i fredelig rom. Vi kan være stolte av det enorme bidraget fra rakett- og romteknologien vår til utviklingen av menneskelig sivilisasjon. Takket være astronautikk ble hele teknologiske klynger født: romnavigasjon, telekommunikasjon, satellitt-TV, sensorsystemer.

— Motor Til interkontinentale ballistisk raketter R-9, ovenfor hvilken Du jobbet, Deretter ligg ned V basis litt om Ikke alle vår bemannet programmer.

— Tilbake på slutten av 1950-tallet utførte jeg beregningsmessig og eksperimentelt arbeid for å forbedre blandingsdannelsen i forbrenningskamrene til RD-111-motoren, som var beregnet på den samme raketten. Resultatene av arbeidet brukes fortsatt i modifiserte RD-107- og RD-108-motorer for den samme Soyuz-raketten, om lag to tusen romflyvninger, inkludert alle bemannede programmer.

— To årets tilbake Jeg tok intervju på din hans Kollegaer, prisvinner Global energi" akademiker Alexandra Leontyev. I samtale O lukket Til bred offentlig spesialister, hvem Leontyev meg selv Når- At var, Han nevnt Vitaliy Ievleva, Samme mye av hvem gjorde Til vår rom industri.

— Mange akademikere som jobbet for forsvarsindustrien ble holdt hemmelig - det er et faktum. Nå er mye avklassifisert – dette er også et faktum. Jeg kjenner Alexander Ivanovich veldig godt: han jobbet med å lage beregningsmetoder og metoder for avkjøling av forbrenningskamrene til forskjellige rakettmotorer. Å løse dette teknologiske problemet var ikke lett, spesielt da vi begynte å presse ut den maksimale kjemiske energien til drivstoffblandingen for å oppnå maksimal spesifikk impuls, og økte blant annet trykket i forbrenningskamrene til 250 atmosfærer. La oss ta vår kraftigste motor - RD-170. Drivstofforbruk med oksidasjonsmiddel - parafin med flytende oksygen som passerer gjennom motoren - 2,5 tonn per sekund. Varmestrømmene i den når 50 megawatt per kvadratmeter - dette er enorm energi. Temperaturen i forbrenningskammeret er 3,5 tusen grader Celsius. Det var nødvendig å komme opp med en spesiell kjøling for brennkammeret slik at det kunne fungere skikkelig og tåle det termiske trykket. Alexander Ivanovich gjorde nettopp det, og jeg må si, han gjorde en god jobb. Vitaly Mikhailovich Ievlev - tilsvarende medlem av det russiske vitenskapsakademiet, doktor i tekniske vitenskaper, professor, som dessverre døde ganske tidlig - var en vitenskapsmann med den bredeste profilen, besatt av encyklopedisk lærdom. I likhet med Leontiev jobbet han mye med metoder for å beregne sterkt belastede termiske strukturer. Arbeidet deres overlappet noen steder, ble integrert i andre, og som et resultat ble det oppnådd en utmerket teknikk som kan brukes til å beregne den termiske intensiteten til alle forbrenningskamre; Nå kan kanskje enhver student gjøre dette ved å bruke det. I tillegg tok Vitaly Mikhailovich Aktiv deltakelse i utviklingen av atom- og plasmarakettmotorer. Her krysset våre interesser seg i de årene da Energomash gjorde det samme.

— I vår samtale Med Leontyev Vi berørt emne salg Energomashevsky motorer RD-180 V USA, Og Alexander Ivanovich fortalte Hva i på mange måter dette motor - resultat utviklingen, hvilken var ferdig Hvordan en gang på opprettelse RD-170, Og V noen At føle hans halv. Hva dette - egentlig resultat omvendt skalering?

— Enhver motor i en ny dimensjon er selvfølgelig en ny enhet. RD-180 med en skyvekraft på 400 tonn er egentlig halvparten av størrelsen på RD-170 med en skyvekraft på 800 tonn. RD-191, beregnet på vår ny rakett"Angara", skyvekraften er 200 tonn. Hva har disse motorene til felles? De har alle en turbopumpe, men RD-170 har fire forbrenningskamre, den "amerikanske" RD-180 har to, og RD-191 har ett. Hver motor krever sin egen turbopumpeenhet - tross alt, hvis en enkeltkammer RD-170 bruker omtrent 2,5 tonn drivstoff per sekund, som det ble utviklet en turbopumpe med en kapasitet på 180 tusen kilowatt, mer enn to ganger større enn, for for eksempel kraften til reaktoren til atomisbryteren "Arktika" , så er tokammer RD-180 bare halvparten, 1,2 tonn. Jeg deltok direkte i utviklingen av turbopumper for RD-180 og RD-191 og overvåket samtidig opprettelsen av disse motorene som helhet.

— Kamera forbrenning, Midler, på alle disse motorer en Og at samme, bare mengde deres Diverse?

— Ja, og dette er hovedprestasjonen vår. I et slikt kammer med en diameter på bare 380 millimeter forbrennes litt mer enn 0,6 tonn drivstoff per sekund. Uten overdrivelse er dette kammeret et unikt, svært varmebelastet utstyr med spesielle beskyttelsesbelter mot kraftige varmestrømmer. Beskyttelse utføres ikke bare på grunn av ekstern avkjøling av kammerveggene, men også takket være en genial metode for å "fore" en film av drivstoff på dem, som, når den fordamper, avkjøler veggen. På grunnlag av dette enestående kameraet, som ikke har noen like i verden, produserer vi våre beste motorer: RD-170 og RD-171 for Energia og Zenit, RD-180 for den amerikanske Atlas og RD-191 for den nye russiske raketten "Angara".

— « Angara" må var erstatte " Proton- M" mer noen år tilbake, Men skapere raketter kolliderte Med seriøs problemer, først flyr tester gjentatte ganger ble utsatt Og prosjekt som ville fortsetter slip.

– Det var virkelig problemer. Beslutningen er nå tatt om å skyte opp raketten i 2013. Det særegne ved Angara er at det, basert på dens universelle rakettmoduler, er mulig å lage en hel familie av bæreraketter med en nyttelastkapasitet på 2,5 til 25 tonn for å skyte ut last i lav jordbane basert på den universelle oksygen-parafinmotoren RD-191. "Angara-1" har én motor, "Angara-3" har tre med en total skyvekraft på 600 tonn, "Angara-5" vil ha 1000 tonn skyvekraft, det vil si at den vil kunne sette mer last i bane enn "Proton". I tillegg, i stedet for den svært giftige heptylen, som brennes i protonmotorer, bruker vi miljøvennlig drivstoff, som etter forbrenning kun gjenstår vann og karbondioksid.

— Hvordan skjedde, Hva At samme RD-170, hvilken ble laget mer V midten av 1970- X, før disse siden da rester Av i bunn og grunn, nyskapende produkt, EN hans teknologier er brukt V kvalitet grunnleggende Til ny Flytende rakettmotor?

— En lignende historie skjedde med flyet som ble opprettet etter andre verdenskrig av Vladimir Mikhailovich Myasishchev (langdistanse strategisk bombefly av M-serien, utviklet av Moskva OKB-23 på 1950-tallet. « Ekspert"). På mange måter var flyet omtrent tretti år forut for sin tid, og elementer av designet ble senere lånt av andre flyprodusenter. Det er det samme her: RD-170 har mange nye elementer, materialer og designløsninger. Etter mitt skjønn vil de ikke bli foreldet på flere tiår. Dette skyldes først og fremst grunnleggeren av NPO Energomash og dens generelle designer Valentin Petrovich Glushko og korresponderende medlem av det russiske vitenskapsakademiet Vitaly Petrovich Radovsky, som ledet selskapet etter Glushkos død. (Merk at verdens beste energi- og driftsegenskaper til RD-170 i stor grad oppnås takket være Katorgins løsning på problemet med å undertrykke høyfrekvent forbrenningsstabilitet gjennom utvikling av anti-pulsasjonsskillevegger i samme forbrenningskammer. - « Ekspert".) Og hva med RD-253 første trinns motor for Proton bærerakett? Den ble adoptert tilbake i 1965, og er så perfekt at den ennå ikke har blitt overgått av noen. Dette er nøyaktig hvordan Glushko lærte oss å designe - på grensen av det mulige og nødvendigvis over verdensgjennomsnittet. En annen viktig ting å huske på er at landet har investert i sin teknologiske fremtid. Hvordan var det i Sovjetunionen? Departementet for generell ingeniørvitenskap, som særlig hadde ansvaret for romfart og raketter, brukte 22 prosent av sitt enorme budsjett på FoU alene - på alle områder, inkludert fremdrift. Forskningsfinansieringen er mye lavere i dag, og det sier mye.

— Ikke midler om oppnåelse disse LRE noen perfekt kvaliteter, og Det skjedde Dette et halvt århundre tilbake, Hva rakett motor Med kjemisk kilde energi V noen At føle er i ferd med å bli foreldet meg selv: grunnleggende funn ferdig Og V ny generasjoner rakettmotor, Nå tale kommer raskere O Så kalt støttende innovasjon?

- Definitivt ikke. Flytende rakettmotorer er etterspurt og vil være etterspurt i svært lang tid, fordi ingen annen teknologi er i stand til mer pålitelig og økonomisk å løfte last fra jorden og plassere den i lav bane rundt jorden. De er trygge fra et miljøsynspunkt, spesielt de som går på flytende oksygen og parafin. Men flytende rakettmotorer er selvfølgelig helt uegnet for flyreiser til stjerner og andre galakser. Massen til hele metagalaksen er 1056 gram. For å akselerere på en rakettmotor med flytende drivstoff til minst en fjerdedel av lyshastigheten, trenger du en helt utrolig mengde drivstoff - 103200 gram, så det er dumt å tenke på det. Flytende rakettmotorer har sin egen nisje - fremdriftsmotorer. Ved å bruke flytende motorer kan du akselerere transportøren til den andre flukthastigheten, fly til Mars, og det er det.

— Neste scene - kjernefysisk rakett motorer?

- Absolutt. Om vi ​​vil leve for å nå noen stadier er ukjent, men mye er gjort for å utvikle kjernefysiske fremdriftsmotorer allerede i sovjetisk tid. Nå, under ledelse av Keldysh Center, ledet av akademiker Anatoly Sazonovich Koroteev, utvikles en såkalt transport- og energimodul. Designerne kom til den konklusjon at det var mulig å lage en gasskjølt atomreaktor som var mindre stressende enn i Sovjetunionen, som ville fungere både som kraftverk og som energikilde for plasmamotorer når du beveger deg i rommet. En slik reaktor blir for tiden designet ved NIKIET oppkalt etter N. A. Dollezhal under ledelse av korresponderende medlem av RAS Yuri Grigorievich Dragunov. Kaliningrad designbyrå "Fakel" deltar også i prosjektet, hvor elektrisk jetmotorer. Som i sovjettiden vil det ikke være mulig å klare seg uten Voronezh Chemical Automatics Design Bureau, hvor det skal produseres gassturbiner og kompressorer for å drive kjølevæsken - gassblandingen - i en lukket krets.

— EN Ha det la oss fly på Flytende rakettmotor?

— Selvfølgelig, og vi ser helt klart utsikter for videreutvikling av disse motorene. Det er taktiske, langsiktige oppgaver, det er ingen grenser: introduksjonen av nye, mer varmebestandige belegg, nye komposittmaterialer, redusere vekten av motorer, øke deres pålitelighet, forenkle kontrollkretsen. En rekke elementer kan introduseres for å overvåke slitasjen på deler og andre prosesser som skjer i motoren nærmere. Det er strategiske oppgaver: for eksempel utvikling av flytende metan og acetylen sammen med ammoniakk eller ternært brensel som brennbare materialer. NPO Energomash utvikler en tre-komponent motor. En slik rakettmotor med flytende drivstoff kan brukes som motor for både første og andre trinn. I det første trinnet bruker den velutviklede komponenter: oksygen, flytende parafin, og hvis du legger til omtrent fem prosent mer hydrogen, vil den spesifikke impulsen, en av motorens hovedenergiegenskaper, øke betydelig, noe som betyr at mer nyttelast kan sendes ut i verdensrommet. I det første trinnet produseres all parafin med tilsetning av hydrogen, og i den andre bytter den samme motoren fra å kjøre på tre-komponent drivstoff til to-komponent drivstoff - hydrogen og oksygen.

Vi har allerede laget en eksperimentell motor, om enn av liten størrelse og en skyvekraft på bare rundt 7 tonn, utført 44 tester, laget fullskala blandeelementer i dysene, i gassgeneratoren, i forbrenningskammeret, og funnet ut at det er mulig å først jobbe med tre komponenter, og deretter jevnt bytte til to. Alt ordner seg, høy forbrenningseffektivitet oppnås, men for å gå videre trenger vi en større prøve, vi må modifisere stativene for å sette inn i forbrenningskammeret komponentene vi skal bruke i en ekte motor: flytende hydrogen og oksygen, samt parafin. Jeg synes dette er en veldig lovende retning og et stort skritt fremover. Og jeg håper å få tid til å gjøre noe i løpet av livet.

— Hvorfor amerikanere, har mottatt Ikke sant på avspilling RD-180, Ikke kan gjøre hans allerede mye av år?

— Amerikanerne er veldig pragmatiske. Helt på 1990-tallet, helt i begynnelsen av arbeidet med oss, innså de at på energiområdet var vi langt foran dem, og vi trengte å ta i bruk disse teknologiene fra oss. For eksempel kunne vår RD-170-motor i én lansering, på grunn av sin større spesifikke impuls, bære to tonn mer nyttelast enn deres kraftigste F-1, noe som betydde en gevinst på 20 millioner dollar på den tiden. De annonserte en konkurranse om en motor med en skyvekraft på 400 tonn for deres Atlas, som ble vunnet av vår RD-180. Da trodde amerikanerne at de skulle begynne å jobbe med oss, og om fire år skulle de ta teknologiene våre og reprodusere dem selv. Jeg fortalte dem umiddelbart: du vil bruke mer enn en milliard dollar og ti år. Fire år har gått, og de sier: ja, vi trenger seks år. Flere år gikk, sa de: nei, vi trenger åtte år til. Sytten år har gått og de har ikke reprodusert en eneste motor. De trenger nå milliarder av dollar bare for benkeutstyr. På Energomash har vi stands hvor den samme RD-170-motoren, hvis jeteffekt når 27 millioner kilowatt, kan testes i et trykkkammer.

— Jeg Ikke feilhørt - 27 gigawatt? Dette mer etablert makt alle NPP " Rosatom".

— Tjuesju gigawatt er kraften til jetflyet, som utvikler seg relativt en kort tid. Når den testes på en benk, slukkes strålens energi først i et spesielt basseng, deretter i et dissipasjonsrør med en diameter på 16 meter og en høyde på 100 meter. For å bygge et slikt stativ, som huser en motor som skaper slik kraft, må du investere mye penger. Amerikanerne har nå forlatt dette og tar ferdig produkt. Som et resultat selger vi ikke råvarer, men et produkt med enorm merverdi, som det er investert svært intellektuelt arbeid i. Dessverre, i Russland er dette et sjeldent eksempel på høyteknologisk salg i utlandet i et så stort volum. Men dette beviser at hvis vi stiller spørsmålet riktig, er vi i stand til mye.

— Boris Ivanovich, Hva nødvendig gjøre, til Ikke å tape forsprang, skrevet sovjetisk rakett motorbygging? Kan være, unntatt mangel på finansiering FoU Veldig smertefullt Og annen problem - personale?

— For å forbli på verdensmarkedet må vi hele tiden gå videre og skape nye produkter. Tilsynelatende, helt til vi ble helt presset og torden slo ned. Men staten må innse at uten ny utvikling vil den befinne seg i marginene til verdensmarkedet, og i dag, i denne overgangsperioden, mens vi ennå ikke har modnet til normal kapitalisme, må den, staten, først og fremst investere. i nye ting. Deretter kan du overføre utviklingen for utgivelsen av serien privat selskap på vilkår til fordel for både stat og næringsliv. Jeg tror ikke det er umulig å komme opp med fornuftige metoder for å skape nye ting uten dem, det er nytteløst å snakke om utvikling og innovasjon.

Det er rammer. Jeg leder avdelingen ved Moscow Aviation Institute, hvor vi utdanner både motor- og laseringeniører. Gutta er smarte, de vil gjøre jobben de lærer, men vi må gi dem en normal startimpuls slik at de ikke går, som mange gjør nå, for å skrive programmer for distribusjon av varer i butikker. For å gjøre dette er det nødvendig å skape et passende laboratoriemiljø og gi en anstendig lønn. Bygg den riktige strukturen for samhandling mellom vitenskap og Kunnskapsdepartementet. Det samme vitenskapsakademiet løser mange spørsmål knyttet til opplæring av personell. Faktisk, blant de nåværende medlemmene av akademiet og tilsvarende medlemmer er det mange spesialister som administrerer høyteknologiske bedrifter og forskningsinstitutter, kraftige designbyråer. De er direkte interessert i at avdelingene som er tildelt organisasjonene deres trener de nødvendige spesialistene innen teknologi, fysikk og kjemi, slik at de umiddelbart mottar ikke bare en spesialisert universitetsutdannet, men en ferdiglaget spesialist med litt liv og vitenskapelig og teknisk erfaring. Slik har det alltid vært: de beste spesialistene ble født i institutter og bedrifter der det fantes utdanningsavdelinger. Hos Energomash og ved NPO Lavochkin har vi avdelinger i MAI-grenen "Kometa", som jeg leder. Det er gammelt personell som kan gi erfaring videre til de unge. Men det er veldig lite tid igjen, og tapene vil være ugjenkallelige: for å bare gå tilbake til nåværende nivå, må du bruke mye mer styrke enn det som trengs i dag for å opprettholde det.

Her er noen ganske ferske nyheter:

Samara-bedriften Kuznetsov har inngått en foreløpig avtale om å forsyne Washington med 50 NK-33-kraftverk utviklet for det sovjetiske måneprogrammet.

Et alternativ (tillatelse) for levering av det spesifiserte antallet motorer frem til 2020 ble inngått med det amerikanske selskapet Orbital Sciences, som produserer satellitter og bæreraketter, og Aerojet-selskapet, en av de største produsentene av rakettmotorer i USA. Dette er en foreløpig avtale, siden opsjonsavtalen innebærer rett, men ikke plikt, for kjøperen til å foreta et kjøp på forhåndsbestemte betingelser. To modifiserte NK-33-motorer brukes på den første fasen av Antares bærerakett (prosjektnavn Taurus-2), utviklet i USA under en kontrakt med NASA. Transportøren er designet for å levere last til ISS. Den første lanseringen er planlagt i 2013. NK-33-motoren ble utviklet for N1-raketten, som skulle ta sovjetiske kosmonauter til månen.

Det var også noen ganske kontroversielle opplysninger på bloggen som beskrev

Den originale artikkelen er på nettsiden InfoGlaz.rf Link til artikkelen som denne kopien ble laget fra -

I følge statistikken ender kun én flytur av 8 millioner i en ulykke med tap av liv. Selv om du gikk ombord på et tilfeldig fly hver dag, ville det ta deg 21 000 år å dø i en flyulykke. I følge statistikk er det mange ganger farligere å gå enn å fly. Og alt dette skyldes i stor grad den fantastiske påliteligheten til moderne flymotorer.

30. oktober 2015 begynte testingen av den nyeste russiske flymotoren PD-14 på flylaboratoriet Il-76LL. Dette er en begivenhet av eksepsjonell betydning. 10 interessante fakta om turbojetmotorer generelt og PD-14 spesielt vil hjelpe deg å sette pris på betydningen.

Et mirakel av teknologi

Men en turbojetmotor er en ekstremt kompleks enhet. Turbinen opererer under de vanskeligste forholdene. Dens viktigste element er spatelen, med hvilken kinetisk energi gassstrømmen omdannes til mekanisk rotasjonsenergi. Ett blad, og det er omtrent 70 av dem i hvert trinn i en flyturbin, utvikler en kraft lik kraften til en Formel 1-bilmotor, og ved en rotasjonshastighet på omtrent 12 tusen omdreininger per minutt, en sentrifugalkraft lik 18 tonn virker på den, som tilsvarer belastningen på opphenget av en todekker London-buss.

Men det er ikke alt. Temperaturen på gassen som bladet kommer i kontakt med er nesten halvparten av temperaturen på overflaten av solen. Denne verdien er 200 °C høyere enn smeltepunktet til metallet som bladet er laget av. Se for deg dette problemet: du må forhindre at en isbit smelter i en ovn oppvarmet til 200 °C. Designere klarer å løse problemet med å kjøle bladet ved hjelp av interne luftkanaler og spesielle belegg. Det er ikke overraskende at en slikkepott koster åtte ganger mer enn sølv. For å lage akkurat denne lille delen som passer i håndflaten din, er det nødvendig å utvikle mer enn et dusin komplekse teknologier. Og hver av disse teknologiene er beskyttet som den viktigste statshemmeligheten.

TRD-teknologier er viktigere enn atomhemmeligheter

I tillegg til innenlandske selskaper er det bare amerikanske selskaper (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), England (Rolls-Royce) og Frankrike (Snecma) som har teknologier for hele syklusen med å lage moderne turbojetmotorer. Det vil si at det er færre land som produserer moderne luftfartsturbojetmotorer enn land som har atomvåpen eller sender ut satellitter ut i verdensrommet. Kinas tiår lange innsats har for eksempel så langt ikke lykkes på dette området. Kineserne kopierte raskt og utstyrte det russiske jagerflyet Su-27 med sine egne systemer, og ga det ut under betegnelsen J-11. Imidlertid var de aldri i stand til å kopiere AL-31F-motoren, så Kina er fortsatt tvunget til å kjøpe denne ikke lenger den mest moderne turbojetmotoren fra Russland.

PD-14 - den første innenlandske flymotoren i 5. generasjon

Fremskritt innen produksjon av flymotorer er preget av flere parametere, men en av de viktigste er temperaturen på gassen foran turbinen. Overgangen til hver ny generasjon turbojetmotorer, og det er fem av dem totalt, var preget av en økning i denne temperaturen med 100-200 grader. Dermed oversteg ikke gasstemperaturen til 1. generasjons turbojetmotorer, som dukket opp på slutten av 1940-tallet, 1150 °K, i 2. generasjon (1950-tallet) økte dette tallet til 1250 °K, i 3. generasjon (1960-tallet) denne parameteren steg til 1450 °K for motorer av 4. generasjon (1970-1980) nådde gasstemperaturen 1650 °K. Turbinblader til 5. generasjons motorer, hvor de første eksemplene dukket opp i Vesten på midten av 90-tallet, opererer ved en temperatur på 1900 °K. For øyeblikket er bare 15 % av motorene som er i bruk på verdensbasis av 5. generasjon.

En økning i gasstemperaturen, samt nye designordninger, primært dobbeltkrets, har gjort det mulig å oppnå imponerende fremgang i løpet av de 70 årene med utvikling av turbojetmotorer. For eksempel økte forholdet mellom motorkraft og masse 5 ganger i løpet av denne tiden og for moderne modeller nådde 10. Graden av luftkompresjon i kompressoren økte 10 ganger: fra 5 til 50, mens antall kompressortrinn ble halvert - i gjennomsnitt fra 20 til 10. Det spesifikke drivstofforbruket til moderne turbojetmotorer ble halvert sammenlignet med 1. generasjon motorer. Hvert 15. år dobles volumet av passasjertrafikk i verden mens det totale drivstofforbruket til verdens flyflåte forblir nesten uendret.

For øyeblikket produserer Russland den eneste 4. generasjons sivile flymotoren - PS-90. Hvis vi sammenligner PD-14 med den, har de to motorene lignende vekt (2950 kg for grunnversjonen PS-90A og 2870 kg for PD-14), dimensjoner (viftediameter for begge er 1,9 m), kompresjonsforhold (35,5 og 41) og take-off thrust (16 og 14 tf).

Samtidig består høytrykkskompressoren PD-14 av 8 trinn, og PS-90 - av 13 med et lavere totalt kompresjonsforhold. Bypass-forholdet til PD-14 er dobbelt så høyt (4,5 for PS-90 og 8,5 for PD-14) med samme viftediameter. Som et resultat vil det spesifikke drivstofforbruket i cruiseflyging for PD-14, ifølge foreløpige estimater, falle med 15 % sammenlignet med eksisterende motorer: til 0,53-0,54 kg/(kgf h) mot 0,595 kg/(kgf h) ) på PS-90.

PD-14 er den første flymotoren som ble opprettet i Russland etter Sovjetunionens kollaps

Da Vladimir Putin gratulerte russiske spesialister med starten på å teste PD-14, sa han at forrige gang en slik hendelse skjedde i vårt land var for 29 år siden. Mest sannsynlig betydde dette 26. desember 1986, da den første flyvningen til Il-76LL fant sted under testprogrammet PS-90A.

Sovjetunionen var en stor luftfartsmakt. På 1980-tallet opererte åtte kraftige designbyråer for flymotorer i USSR. Ofte konkurrerte firmaer med hverandre, siden det var en praksis med å gi samme oppgave til to designbyråer. Akk, tidene har endret seg. Etter kollapsen på 1990-tallet måtte alle industrikrefter samles for å gjennomføre prosjektet med å lage en moderne motor. Egentlig var dannelsen i 2008 av United Engine Corporation (UEC), med mange av deres virksomheter VTB Bank samarbeider aktivt, rettet mot å skape en organisasjon som ikke bare var i stand til å bevare landets kompetanse innen gassturbinbygging, men også konkurrere med verdens ledende selskaper.

Hovedentreprenøren for PD-14-prosjektet er Aviadvigatel Design Bureau (Perm), som for øvrig også utviklet PS-90. Serieproduksjon er organisert ved Perm Motor Plant, men deler og komponenter vil bli produsert over hele landet. Samarbeidet involverer Ufa Engine Production Association (UMPO), NPO Saturn (Rybinsk), NPCG Salyut (Moskva), Metallist-Samara og mange andre.

PD-14 - motor for langdistansefly fra det 21. århundre

Et av de mest vellykkede prosjektene i området sivil luftfart USSR hadde et mellomdistansefly Tu-154. Produsert i en mengde på 1026 stykker, den lange år dannet grunnlaget for Aeroflots flåte. Akk, tiden går, og denne harde arbeideren oppfyller ikke lenger moderne krav verken når det gjelder effektivitet eller økologi (støy og skadelige utslipp). Hovedsvakheten til Tu-154 er 3. generasjons D-30KU-motorer med høyt spesifikt drivstofforbruk (0,69 kg/(kgf·h).

Den mellomdistanse Tu-204, som erstattet Tu-154 med 4. generasjons PS-90-motorer, under forholdene under landets sammenbrudd og det frie markedet, kunne ikke motstå konkurranse med utenlandske produsenter selv i kampen om innenlandske flyselskaper. I mellomtiden er segmentet med smalkroppsfly med mellomdistanse, som domineres av Boeing 737 og Airbus 320 (bare i 2015 ble 986 av dem levert til flyselskaper rundt om i verden), og dets tilstedeværelse er nødvendig tilstand bevaring av den innenlandske sivile flyindustrien. På begynnelsen av 2000-tallet ble det derfor identifisert et presserende behov for å skape en konkurransedyktig ny generasjon turbojetmotor for et mellomdistansefly med 130-170 seter. Et slikt fly bør være MS-21 (Mainline Aircraft of the 21st Century), utviklet av United Aircraft Corporation. Oppgaven er utrolig vanskelig, siden ikke bare Tu-204, men heller ingen andre fly i verden kunne tåle konkurransen med Boeing og Airbus. Det er for MS-21 at PD-14 utvikles. Suksess i dette prosjektet vil være beslektet med et økonomisk mirakel, men slike forpliktelser er den eneste måten russisk økonomi gå av oljenålen.

PD-14 - grunnleggende design for motorfamilien

Bokstavene "PD" står for avansert motor, og tallet 14 står for skyvekraft i tonnkraft. PD-14 er basismotoren for familien av turbojetmotorer med en skyvekraft fra 8 til 18 tf. Forretningsideen til prosjektet er det alle disse motorene er laget på grunnlag av en enhetlig gassgenerator med høy grad av perfeksjon. Gassgeneratoren er hjertet i en turbojetmotor, som består av en høytrykkskompressor, et forbrenningskammer og en turbin. Det er produksjonsteknologiene til disse komponentene, først og fremst den såkalte varme delen, som er kritiske.

Familien av motorer basert på PD-14 vil gjøre det mulig å utstyre nesten alle Russiske fly: fra PD-7 for kortdistansen Sukhoi Superjet 100 til PD-18, som kan installeres på flaggskipet til den russiske flyindustrien - den langdistanse Il-96. Basert på PD-14-gassgeneratoren er det planlagt å utvikle en PD-10V-helikoptermotor for å erstatte den ukrainske D-136 på verdens største Mi-26-helikopter. Den samme motoren kan også brukes på det russisk-kinesiske tunge helikopteret, hvis utvikling allerede har begynt. På grunnlag av PD-14-gassgeneratoren kan det opprettes gasspumpeinstallasjoner og gassturbinkraftverk med en kapasitet på 8 til 16 MW, som er så nødvendige for Russland.

PD-14 er 16 kritiske teknologier

For PD-14, med den ledende rollen til Central Institute of Aviation Engine Manufacturing (CIAM), det ledende forskningsinstituttet i industrien og Aviadvigatel Design Bureau, ble 16 kritiske teknologier utviklet: monokrystallinske høytrykksturbinblader med en lovende kjølesystem, som kan brukes ved gasstemperaturer opp til 2000 °K, hult vifteblad med bred akkord laget av titanlegering, takket være hvilket det var mulig å øke effektiviteten til viftetrinnet med 5 % sammenlignet med PS-90, lav- emisjonsforbrenningskammer laget av intermetallisk legering, lydabsorberende strukturer laget av komposittmaterialer, keramiske belegg på de varme delene, hule lavtrykksturbinblader og etc.

PD-14 vil fortsette å bli forbedret. På MAKS 2015 kunne man allerede se prototypen til et vifteblad med bred akkord laget av karbonfiber, laget på CIAM, hvis masse er 65 % av massen til det hule titanbladet som brukes i dag. På CIAM-standen kunne man også se en prototype av girkassen som skal være utstyrt med modifikasjonen av PD-18R. Girkassen vil tillate deg å redusere viftehastigheten, på grunn av hvilken den, ikke bundet til turbinhastigheten, vil fungere i en mer effektiv modus. Det forventes å heve gasstemperaturen foran turbinen med 50 °K. Dette vil øke skyvekraften til PD-18R til 20 tf, og redusere spesifikt drivstofforbruk med ytterligere 5 %.

PD-14 er 20 nye materialer

Da de lagde PD-14, stolte utviklerne helt fra begynnelsen på innenlandske materialer. Det var klart det russiske selskaper under ingen omstendigheter vil de gi tilgang til nye utenlandsproduserte materialer. Her spilte All-Russian Institute of Aviation Materials (VIAM) en ledende rolle, hvor det ble utviklet rundt 20 nye materialer for PD-14.

Men å lage materialet er halve kampen. Noen ganger er russiske metaller overlegne i kvalitet enn utenlandske, men deres bruk i en sivil flymotor krever sertifisering i henhold til internasjonale standarder. Ellers får ikke motoren, uansett hvor god den er, fly utenfor Russland. Reglene her er veldig strenge fordi vi snakker om folks sikkerhet. Det samme gjelder for motorproduksjonsprosessen: bedrifter i industrien krever sertifisering i henhold til standardene til European Aviation Safety Agency (EASA). Alt dette vil tvinge oss til å forbedre produksjonsstandardene, og det er nødvendig å ruste industrien på nytt for å imøtekomme nye teknologier. Utviklingen av selve PD-14 skjedde ved hjelp av ny, digital teknologi, takket være hvilken den 7. kopien av motoren ble satt sammen i Perm ved hjelp av masseproduksjonsteknologi, mens tidligere en pilotbatch ble produsert i mengder på opptil 35 eksemplarer.

PD-14 må trekkes ut nytt nivå hele bransjen. Hva kan jeg si, selv flylaboratoriet Il-76LL, etter flere år med inaktivitet, måtte ettermonteres med utstyr. Det er også funnet arbeid for de unike CIAM-stativene, som tillater simulering av flyforhold på bakken. Generelt vil PD-14-prosjektet redde mer enn 10 000 høyt kvalifiserte jobber for Russland.

PD-14 er den første innenlandsmotoren som konkurrerer direkte med sin vestlige motpart

Utviklingen av en moderne motor tar 1,5-2 ganger lengre tid enn utviklingen av et fly. Dessverre står flyprodusenter overfor en situasjon hvor motoren ikke rekker å begynne å teste flyet den er beregnet for. Utrullingen av den første kopien av MS-21 vil finne sted i begynnelsen av 2016, og testingen av PD-14 har akkurat begynt. Riktignok ga prosjektet helt fra begynnelsen et alternativ: MS-21-kunder kan velge mellom PD-14 og PW1400G fra Pratt & Whitney. Det er med den amerikanske motoren MC-21 skal ut på sin første flyvning, og det er med den PD-14 må konkurrere om en plass under vingen.

Sammenlignet med konkurrenten er PD-14 noe dårligere i effektivitet, men den er lettere, har en merkbart mindre diameter (1,9 m mot 2,1), og derfor mindre motstand. Og en funksjon til: Russiske spesialister gikk bevisst for en forenkling av designet. Den grunnleggende PD-14 bruker ikke en girkasse i viftedriften, og bruker heller ikke en justerbar dyse på den eksterne kretsen den har en lavere gasstemperatur foran turbinen, noe som gjør det lettere å oppnå pålitelighet og levetid indikatorer. Derfor er PD-14-motoren billigere og vil ifølge foreløpige estimater kreve lavere vedlikeholds- og reparasjonskostnader. I sammenheng med fallende oljepriser er det forresten lavere driftskostnader, og ikke effektivitet, som blir den drivende faktoren og det viktigste konkurransefortrinnet til en flymotor. Generelt kan de direkte driftskostnadene til MS-21 med PD-14 være 2,5 % lavere enn for versjonen med den amerikanske motoren.

Til dags dato er 175 MS-21 bestilt, hvorav 35 er med PD-14-motoren

Eksperimentelle prøver av gassturbinmotorer (GTE) dukket først opp på tampen av andre verdenskrig. Utviklingen kom til liv på begynnelsen av femtitallet: gassturbinmotorer ble aktivt brukt i militær og sivil flykonstruksjon. På det tredje stadiet av introduksjonen i industrien begynte små gassturbinmotorer, representert av mikroturbinkraftverk, å bli mye brukt i alle industriområder.

Generell informasjon om gassturbinmotorer

Driftsprinsippet er felles for alle gassturbinmotorer og består i å transformere energien til komprimert oppvarmet luft til mekanisk arbeid i gassturbinakselen. Luften som kommer inn i ledevingen og kompressoren komprimeres og kommer i denne formen inn i forbrenningskammeret, hvor drivstoff injiseres og arbeidsblandingen antennes. Gasser dannet som følge av forbrenning er under høytrykk passere gjennom turbinen og rotere bladene. En del av rotasjonsenergien brukes på å rotere kompressorakselen, men mesteparten av energien til den komprimerte gassen omdannes til nyttig mekanisk arbeid med å rotere turbinakselen. Blant alle forbrenningsmotorer (ICE) har gassturbinenheter størst effekt: opptil 6 kW/kg.

Gassturbinmotorer opererer på de fleste typer dispergert drivstoff, noe som gjør at de skiller seg ut fra andre forbrenningsmotorer.

Problemer med å utvikle små TGDer

Ettersom størrelsen på gassturbinmotoren reduseres, reduseres effektiviteten og spesifikk kraft sammenlignet med konvensjonelle turbojetmotorer. Samtidig øker også det spesifikke drivstofforbruket; de aerodynamiske egenskapene til strømningsseksjonene til turbinen og kompressoren forringes, og effektiviteten til disse elementene reduseres. I forbrenningskammeret, som et resultat av en reduksjon i luftstrømmen, reduseres forbrenningseffektiviteten til drivstoffet.

En reduksjon i effektiviteten til gassturbinmotorkomponenter med en reduksjon i dimensjonene fører til en reduksjon i effektiviteten til hele enheten. Derfor, når de moderniserer modellen, legger designere spesielt vekt på å øke effektiviteten til individuelle elementer, opptil 1%.

Til sammenligning: når kompressoreffektiviteten øker fra 85 % til 86 %, øker turbineffektiviteten fra 80 % til 81 %, og den totale Motoreffektivitetøker umiddelbart med 1,7 %. Dette antyder at for et fast drivstofforbruk vil den spesifikke effekten øke like mye.

Luftfartsgassturbinmotor "Klimov GTD-350" for Mi-2-helikopteret

Utviklingen av GTD-350 begynte først i 1959 ved OKB-117 under ledelse av designeren S.P. Izotov. I utgangspunktet var oppgaven å utvikle en liten motor for MI-2-helikopteret.

På designstadiet ble det brukt eksperimentelle installasjoner, og node-for-unit finishing-metoden ble brukt. I prosessen med forskning ble det laget metoder for å beregne små blader, og konstruktive tiltak ble iverksatt for å dempe høyhastighetsrotorer. De første prøvene av en fungerende modell av motoren dukket opp i 1961. Lufttester av Mi-2-helikopteret med GTD-350 ble først utført 22. september 1961. I følge testresultatene ble to helikoptermotorer revet i stykker, og utstyret girkassen på nytt.

Motoren besto statlig sertifisering i 1963. Serieproduksjon åpnet i den polske byen Rzeszow i 1964 under ledelse av sovjetiske spesialister og fortsatte til 1990.

Ma l Den andre innenlandsproduserte gassturbinmotoren GTD-350 har følgende ytelsesegenskaper:

— vekt: 139 kg;
— dimensjoner: 1385 x 626 x 760 mm;
— merkeeffekt på den frie turbinakselen: 400 hk (295 kW);
— fri turbinrotasjonshastighet: 24000;
— driftstemperaturområde -60…+60 ºC;
— spesifikt drivstofforbruk 0,5 kg/kW time;
— brensel — parafin;
— marsjfart: 265 hk;
— starteffekt: 400 hk.

Av flysikkerhetsgrunner er Mi-2-helikopteret utstyrt med 2 motorer. Tvillinginstallasjonen gjør at flyet trygt kan fullføre flyvningen i tilfelle feil på et av kraftverkene.

GTD - 350 pr dette øyeblikket er moralsk foreldet moderne småfly krever kraftigere, pålitelige og billigere gassturbinmotorer. På det nåværende tidspunkt er en ny og lovende innenlandsmotor MD-120, produsert av Salyut-selskapet. Motorvekt - 35 kg, motortrykk 120 kgf.

Generell ordning

Utformingen av GTD-350 er noe uvanlig på grunn av plasseringen av forbrenningskammeret ikke umiddelbart bak kompressoren, som i standardmodeller, men bak turbinen. I dette tilfellet er turbinen festet til kompressoren. Dette uvanlige arrangementet av komponenter reduserer lengden på motorens kraftaksler, og reduserer derfor vekten på enheten og gir mulighet for høye rotorhastigheter og effektivitet.

Under motordrift kommer luft inn gjennom VNA, passerer gjennom aksialkompressortrinnene, sentrifugaltrinnet og når luftoppsamlingsrullen. Derfra, gjennom to rør, tilføres luft til baksiden av motoren til forbrenningskammeret, hvor den snur strømningsretningen og går inn i turbinhjulene. Hovedkomponentene til GTD-350 er: kompressor, forbrenningskammer, turbin, gassoppsamler og girkasse. Motorsystemer presenteres: smøring, kontroll og anti-ising.

Enheten er delt inn i uavhengige enheter, noe som gjør det mulig å produsere individuelle reservedeler og sikre rask reparasjon. Motoren blir stadig forbedret og i dag utføres modifikasjonen og produksjonen av Klimov OJSC. Den opprinnelige ressursen til GTD-350 var bare 200 timer, men i løpet av modifikasjonsprosessen ble den gradvis økt til 1000 timer. Bildet viser den generelle mekaniske koblingen av alle komponenter og sammenstillinger.

Små gassturbinmotorer: bruksområder

Mikroturbiner brukes i industri og hverdagsliv som autonome kilder elektrisitet.
— Effekten til mikroturbiner er 30-1000 kW;
— volum ikke overstiger 4 kubikkmeter.

Blant fordelene med små gassturbinmotorer er:
- bredt utvalg av laster;
— lavt vibrasjons- og støynivå;
- arbeide for forskjellige typer brensel;
- små dimensjoner;
— lavt nivå av eksosutslipp.

Negative poeng:
- kompleksitet elektronisk krets(i standardversjonen utføres strømkretsen med dobbel energikonvertering);
— en kraftturbin med en hastighetsvedlikeholdsmekanisme øker kostnadene betydelig og kompliserer produksjonen av hele enheten.

Til dags dato har ikke turbogeneratorer fått så bred distribusjon i Russland og i Russland post-sovjetiske rom, som i USA og Europa på grunn av de høye produksjonskostnadene. Men ifølge beregninger kan en enkelt autonom gassturbinenhet med en effekt på 100 kW og en virkningsgrad på 30 % brukes til å levere energi til standard 80 leiligheter med gassovner.

En kort video av bruken av en turboakselmotor for en elektrisk generator.

Ved å installere absorpsjonskjøleskap kan en mikroturbin brukes som luftkondisjoneringssystem og for samtidig kjøling av et betydelig antall rom.

Bilindustri

Små gassturbinmotorer har vist tilfredsstillende resultater under veitester, men kostnadene for kjøretøyet øker mange ganger på grunn av kompleksiteten til designelementene. Gassturbinmotor med en effekt på 100-1200 hk. har egenskaper som ligner bensinmotorer, men masseproduksjon av slike biler forventes ikke i nær fremtid. For å løse disse problemene er det nødvendig å forbedre og redusere kostnadene for alle komponenter i motoren.

Ting er annerledes i forsvarsindustrien. Militæret tar ikke hensyn til kostnadene; Militæret trengte et kraftig, kompakt, problemfritt kraftverk for stridsvogner. Og på midten av 60-tallet av det 20. århundre var Sergei Izotov, skaperen av kraftverket for MI-2 - GTD-350, involvert i dette problemet. Izotov Design Bureau begynte utviklingen og opprettet til slutt GTD-1000 for T-80-tanken. Kanskje er dette den eneste positive erfaringen med å bruke gassturbinmotorer til bakketransport. Ulempene med å bruke en motor på en tank er dens fråtsing og kresenhet med hensyn til renheten til luften som passerer gjennom arbeidsbanen. Nedenfor presenteres kort video drift av tanken GTD-1000.

Liten luftfart

I dag tillater ikke de høye kostnadene og den lave påliteligheten til stempelmotorer med en effekt på 50-150 kW russisk liten luftfart med selvtillit å spre vingene. Motorer som Rotax er ikke sertifisert i Russland, og Lycoming-motorer som brukes i landbruksflyging er åpenbart overpriset. I tillegg kjører de på bensin, som ikke produseres i vårt land, noe som øker driftskostnadene ytterligere.

Det er liten luftfart, som ingen annen industri, som trenger små gassturbinmotorprosjekter. Ved å utvikle infrastrukturen for produksjon av små turbiner, kan vi trygt snakke om gjenopplivingen av landbruksluftfart. I utlandet er et tilstrekkelig antall selskaper engasjert i produksjon av små gassturbinmotorer. Anvendelsesområde: privatfly og droner. Blant modellene for lette fly er de tsjekkiske motorene TJ100A, TP100 og TP180, og den amerikanske TPR80.

I Russland, siden Sovjetunionens tid, har små og mellomstore gassturbinmotorer blitt utviklet hovedsakelig for helikoptre og lette fly. Ressursen deres varierte fra 4 til 8 tusen timer,

I dag, for behovene til MI-2-helikopteret, fortsetter det å produseres små gassturbinmotorer fra Klimov-anlegget, for eksempel: GTD-350, RD-33, TVZ-117VMA, TV-2-117A, VK-2500PS- 03 og TV-7-117V.