Вертолёт, 2010 №02

Перспективные двигатели для вертолетов

Несмотря на последствия финансового кризиса, мировая вертолетостроительная отрасль в последние годы переживает расцвет. Традиционные производители наращивают объемы выпуска, а страны, интенсивно развивающие свою авиапромышленность, такие, как Индия, Китай и другие, активно создают собственные модели вертолетов.

По прогнозам компании Rolls-Royce, емкость мирового рынка только гражданских вертолетов на ближайшие 10 лет оценивается в 10300 машин общей стоимостью 38 млрд. долларов, из которых доля производителей двигателей составит 4,2 млрд. дол. Наиболее востребованными станут вертолеты легкого класса с газотурбинными двигателями, более дешевые по цене и по стоимости эксплуатации, чем тяжелые.

В прошедшем 2009 году предприятия холдинга «Вертолеты России» выпустили для российских и иностранных заказчиков 183 военных и гражданских вертолета (на 14 машин больше, чем в 2008 году). Подавляющее большинство этих вертолетов укомплектованы маршевыми и вспомогательными двигателями производства ОАО «Мотор Сич» или двигателями, собранными петербургским ОАО «Климов» из деталей и узлов, изготовленных на нашем предприятии.

Сегодня в рамках корпорации «НПО «А. Ивченко», объединяющей ОАО «Мотор Сич» и ГП «Ивченко-Прогресс», предприятие производит, разрабатывает самостоятельно или участвует в создании совместно с ГП «Ивченко-Прогресс» широкой гаммы вертолетных турбовальных двигателей мощностью на взлетном режиме от 400 до 11650 л.с.

Наш самый маленький вертолетный двигатель – это АИ-450, создаваемый совместно с ГП «Ивченко-Прогресс». В различных своих модификациях он может обеспечить мощность на взлетном режиме от 400 до 600 л.с. Модификация АИ-450М предназначена для ремоторизации ранее выпущенных вертолетов Ми-2, где она заменит двигатель ГТД-350.

По двигателю АИ-450М оформлено совместное решение между ОАО «Мотор Сич», ОАО «ВМЗ им. М.Л. Миля», ГП «Ивченко- Прогресс» и ОАО «Роствертол» о создании двигателя, изготовлении его опытной партии, а также о серийном производстве для вертолетов типа Ми-2М. Изготовлен макет двигателя АИ-450М, выполнено макетирование на вертолете, изготовлены четыре опытных образца, проводятся стендовые испытания опытных двигателей, два двигателя готовятся к отправке на ОАО «Роствертол» для установки на вертолет и проведения летных испытаний. На ОАО «Мотор Сич» надеются, что наличие в мире большого парка вертолетов Ми-2, значительную часть из которых будет экономически выгодно ремоторизировать, открывает хорошие перспективы производства АИ-450М.

ПРОЕКТЫ НОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Учитывая изменение конъюнктуры мирового вертолетного рынка, ОАО «Мотор Сич» ведет работы по созданию семейства двигателей нового поколения МС-500В в классе мощности 600-1000 л.с. для применения в двух- и однодвигательных маршевых силовых установках вертолетов малой и средней грузоподъемности. В августе 2009 года состоялась премьера этого двигателя на международном салоне МАКС-2009, где он вызвал интерес у представителей российских и зарубежных вертолетостроительных компаний.

Лидерным образцом модельного ряда МС-500В станет двигатель взлетной мощностью 630 л.с., разрабатываемый по техническому заданию ОАО «Казанский вертолетный завод» для вертолета типа «Ансат». Двигатель будет серийно производиться в кооперации с ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение». Необходимо отметить, что Правительство Республики Татарстан оказывает большую поддержку в реализации этой перспективной программы.

Сейчас ведутся стендовая отработка газодинамических параметров и доводочные работы на газогенераторах и полноразмерных двигателях. На ОАО «Мотор Сич» изготовлен также ряд специальных стендов для поузловой доводки и обеспечения проведения сертификационных работ. В настоящее время в мировой практике широко применяется принцип создания семейства двигателей на основе базового газогенератора, позволяющий создавать двигатели в более короткие сроки и при меньших затратах.

Двигатели МС-500В и АИ-450 имеют модульную конструкцию, что дает возможность на базе их газогенераторов создавать другие перспективные двигатели: турбовинтовые и двухконтурные двигатели для небольших административных самолетов и самолетов авиации общего назначения, вспомогательные двигатели, газотурбинные приводы и т.п. В настоящее время мы продолжаем выпускать и ремонтировать различные модификации двигателей-бестселлеров семейства ТВ3-117В, в том числе и ВК-2500.

С целью повышения летно-технических характеристик вертолетов и их боевой эффективности при эксплуатации в высокогорных районах стран с жарким климатом на ОАО «Мотор Сич» создан новый вертолетный двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В. По своим характеристикам двигатель соответствует современным техническим требованиям и имеет сертификат типа №СТ 267-АМД, выданный 5 сентября 2007 года Авиационным регистром Межгосударственного авиационного комитета (АР МАК).

Двигатель разработан на базе серийного турбовинтового двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1 с использованием его газогенератора и свободной турбины. При разработке вертолетного двигателя внедрены конструктивные решения, направленные на обеспечение более высоких параметров и ресурсов, которые были отработаны на двигателе-прототипе. Так, применение турбины компрессора с двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1 позволило исключить использование имеющих ограничение по ресурсу покрывающих дисков, применяемых в двигателях семейства ТВ3-117В, в том числе и ВК-2500.

Эти конструктивные решения позволяют установить двигателю ТВ3-117ВМА- СБМ1В ресурсы до первого капитального ремонта и межремонтный – 4000 часов/ циклов и назначенный ресурс – 12000 часов/циклов. Двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В имеет такие же массово-габаритные характеристики и присоединительные размеры, что и двигатели, находящиеся в эксплуатации на вертолетах «Ми» и «Ка».

Система автоматического управления (САУ) двигателя отличается от применяемой на двигателях семейства ТВ3-117В незначительными изменениями, не требующими доработки бортовых систем вертолета, и позволяет, в зависимости от типа вертолета, настраивать значение взлетной мощности в диапазоне от 2000 л.с. (поддерживается до 51°С) до 2500 л.с. (поддерживается до 35°С). При одном неработающем двигателе предусмотрены режимы 2,5-минутной мощности, равной 2800 л.с., и режим 30-минутной мощности, равной мощности взлетного режима. 16 сентября 2009 года АР МАК выдал дополнение к Сертификату типа СТ 267-АМД/Д-02 на введение режима продолжительной взлетной мощности, предусматривающего при необходимости непрерывное использование взлетного режима до 30 минут с целью сокращения времени набора высоты вертолетом.

Для применения в проектах новых вертолетов разрабатывается модификация двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1В серии 1 с САУ типа FADEC. Использование этой САУ приведет к дальнейшему улучшению характеристик двигателя вертолета. Более высокие характеристики по поддержанию взлетной мощности по температуре наружного воздуха и высотности запуска, заложенные при создании двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1В, были подтверждены при проведении комплекса испытаний в термобарокамере ФГУП «ЦИАМ имени П.И. Баранова». Во время испытания двигатель обеспечил устойчивый запуск до высоты 6000 метров и устойчивую работу на высоте 9000 метров во всем диапазоне возможных температур наружного воздуха.

При проведении на Конотопском авиаремонтном заводе «Авиакон» совместно с Государственным научно-испытательным центром Вооруженных сил Украины (г. Феодосия) испытаний вертолета Ми-24 с двигателями ТВ3-117ВМА-СБМ1В было установлено, что с новыми двигателями вертолет выходит на статический потолок 5 км за 7 минут, в то время как со старыми двигателями он поднимался на эту высоту за 25 минут.

Сейчас на «Авиаконе» начаты испытания вертолета Ми-8МТ с двигателями ТВ3-117ВМА-СБМ1В. Первые результаты обнадеживают: 19 мая этот вертолет поднялся на рекордную для Ми-8МТ высоту полета 8,1 км. Таким образом, установка двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1В при незначительных затратах дает возможность существенно улучшить характеристики новых и ранее выпущенных вертолетов, особенно при их эксплуатации в условиях высокогорья и жаркого климата, а также повысить полезную нагрузку и обеспечить высокую безопасность завершения полета при эксплуатационном повреждении одного из двигателей. В 2009 году после успешных Государственных испытаний двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В и вертолет Ми-24 с ним приняты на вооружение МО Украины.

Посещение советником Премьер-министра Республики Татарстан Н.Т. Киреевым стенда по испытанию двигателя МС-500В

Сегодня на ГП «Ивченко-Прогресс» начаты работы над проектом двигателя АИ-8000В, который будет реализован при участии ОАО «Мотор Сич». Этот двигатель имеет мощность на взлетном режиме 8250 л.с., а на чрезвычайном режиме – 9300 л.с. Двигатель предназначен для установки на тяжелые транспортные и многоцелевые вертолеты типа Ми-46. АИ-8000В создан на базе газогенератора двухконтурного двигателя АИ-222-25.

Как было упомянуто ранее, самым большим вертолетным двигателем производства ОАО «Мотор Сич» является двигатель Д-136. Он обеспечивает мощность на максимальном взлетном режиме 11400 л.с. (при ^=15"С) и по этому параметру не имеет конкурентов в мире. Д-136 эксплуатируется на самых грузоподъемных в мире вертолетах Ми-26ТС.

В настоящее время конструкторами ГП «Ивченко-Прогресс» разрабатывается проект модернизации двигателя Д-136. Новый двигатель получил обозначение Д-136 серии 2 и будет обеспечивать мощность на максимальном взлетном режиме 11650 л.с. и ее поддержание до tH =50 °С. Введен также чрезвычайный режим с мощностью 12500 л.с. Д-136 серии 2 предназначен для использования в проекте модернизации вертолетов Ми-26Т и в проектах создания новых тяжелых вертолетов.

Большая номенклатура выпускаемых и перспективных вертолетных двигателей корпорации «НПО «А. Ивченко», объединяющей ГП «Ивченко-Прогресс» и ОАО «Мотор Сич», позволяет реализовать практически любой проект создания нового вертолета или ремоторизации находящихся в эксплуатации вертолетов, выпускаемых предприятиями Российской Федерации.

ОАО «Мотор Сич»