Британский концерн «Роллс-Ройс» объявил о решающем этапе создания самого мощного и экономичного авиационного двигателя в мире. Насколько он будет хорош, покажут стендовые и лётные испытания. Специалисты уже говорят, что он определит курс двигателестроения на несколько десятилетий вперёд. У России был шанс пойти путём, который выбрали английские конструкторы. И задолго до того, как британским учёным эти прорывные идеи пришли в голову. В теме строительства скоростных вертолётов история та же – то, что сегодня уже испытывают европейцы и американцы, у нас фирма «Камов» начала в инициативном порядке тщательно прорабатывать ещё в конце 1990-х. А в начале нулевых уже стартовала работа над проектом скоростного вертолёта Ка-92 по заказу правительства России.
Игра в догонялки
На сегодняшний день самым мощным авиационным двигателем считается произведённый компанией «Дженерал Электрик» GE9Х с максимально зафиксированной тягой в 61 тонну. Но это рекордный показатель, установленный в процессе сертификации на стенде, на запредельных режимах, которые в реальной эксплуатации применяться не будут. «Гоняли» самый большой двигатель в мире в присутствии представителя «Книги рекордов Гиннесса», он и зафиксировал результат. Используют его только на последних модификациях широкофюзеляжного пассажирского «Боинга-777». И пока всё. Двигатель самый-самый: малошумный, минимальные выбросы оксида азота, сравнительно лёгкий за счёт 3D‑печати и лопаток вентилятора из композитных материалов. Между прочим, лопатка вентилятора его предшественника по линейке, двигателя GE90 115B, находится в экспозиции Музея современного искусства.
В принципе мощности всего двух таких двигателей вполне хватило бы для полётов нашего сверхтяжёлого военно-транспортного самолёта Ан-124-100 «Руслан». Штатные четыре двигателя «Руслана» выдают на фоне американца тягу в два с лишним раза меньшую – по 23, 5 тонны. Но двигатель-гигант подводят габариты, для сравнения: его диаметр равен диаметру фюзеляжа «Боинга-737». 17 декабря 2005 г. неполадки предшественника, не менее габаритного двигателя GE90-94B на самолёте Air France, летевшего из Сеулa в Париж, привели к экстренной посадке в Иркутске. Подменный двигатель был доставлен самолётом Ан-124, больше он никуда не помещался. В общем, специфический двигатель стоимостью около 70 млн долларов – для очень больших авиалайнеров.
Но в мире существует ещё один производитель сверхмощных авиадвигателей, наша Объединённая двигателестроительная корпорация пока им не конкурент, – «Роллс-Ройс». И англичане решили перехватить пальму первенства у американских коллег, начали сборку первого двигателя UltraFan (сверхвентилятор?), самого большого авиадвигателя в мире с диаметром переднего вентилятора 3, 56 метра (у GE9Х «всего» 3, 4 м)! Завершить работу планируют в конце текущего года, готовность изделия к испытаниям можно ожидать в начале следующего года. Испытательный стенд за 90 млн фунтов стерлингов уже построен. Скорее всего, это будет двигатель-демонстратор, платформа для нового семейства авиадвигателей, которые должны обеспечить 25%-ое повышение топливной эффективности по сравнению с предыдущим поколением турбореактивных двигателей семейства Trent с диаметром вентилятора 2, 95 м и тягой от 24 до почти 44 тонн. Заявленная тяга UltraFan умопомрачительная – от 60 тонн! Представить себе четырёхдвигательный самолёт с силовыми установками такой мощности трудновато, это должно быть что-то совсем монументальное. Самый большой в мире пассажирский двухпалубный самолёт «Эрбас А380», способный в одноклассной компоновке принять на борт 850 пассажиров, вполне устраивают двигатели с тягой около 35 тонн.
Конечно, двигатель UltraFan нафарширован самыми передовыми решениями: композиционные материалы с керамической матрицей, из которых изготовлены многие компоненты, повышают эффективность работы турбины высокого давления, и, что явилось неожиданностью, привод на громадный вентилятор с лопастями из титаноуглеродного волокна реализован через редуктор. Он позволил выбросить из конструкции турбину низкого давления и существенно облегчить конструкцию. Степень двухконтурности должна составить 15.
НК-93 был первым
Только у одного двигателя в истории она была выше – у самарского НК-93 степень двухконтурности была 16, 6. А это реальная экономия топлива около 15%, способность выдать большую мощность, конкретно у НК‑93 до 23, 5 тонны. Звоню в Самару доктору технических наук Владимиру Зрелову, профессору кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов. Он один из создателей Центра истории авиационных двигателей Самарского университета им. академика С.П. Королёва. Здесь за 30 лет собрана самая большая в мире коллекция отечественных авиадвигателей. Главный вопрос: как ему нравятся новости от «Роллс-Ройса»?
– Всё закономерно. Они фактически взяли и реализовали схему НК-93, редуктор, сверхвысокую степень двухконтурности, реверс за счёт поворота лопастей вентилятора. Если в конце 80-х мы опережали по этой тематике всех, в 2000-м у нас была фора в 20 лет, двигатель-то был готов, десять экземпляров для стендовых и лётных испытаний. Оставалось довести его до ума. А сегодня они уже ушли вперёд. Новые материалы, новые технологии! Американцы тоже идут по этому пути.
Самое интересное – как генеральный конструктор Николай Дмитриевич Кузнецов смог так точно предвидеть, какие двигатели начнут подминать под себя мировой авиарынок, и создать свой шедевр? Гений и практик!
“Ведь именно коллектив – сотни конструкторов и тысячи рабочих нашего завода – именно они, а не я, решают успех дела. А если говорить о серийных заводах, которые выпускают наши двигатели, то и их коллективы, насчитывающие десятки тысяч рабочих и инженеров, в конечном итоге определяют уровень моторостроения. “И никакой генеральный конструктор никогда ничего не сделает, если не будет опираться на коллектив”, – часто говорил Николай Дмитриевич.
Есть люди, к которым питаешь глубокое уважение не только за большие заслуги перед Отечеством, но и за удивительную человечность и мудрую простоту, которые присущи истинно талантливым людям. Таким был Н.Д. Кузнецов.
А сам он был на редкость скромным человеком, никогда и нигде не говорил: “Я решил”, “Я предложил”, всегда: “Коллектив решил”, “Коллектив предложил”.
Николай Дмитриевич является одним из самых одарённых конструкторов, создавшим со своим высокопрофессиональным и талантливым коллективом 57 оригинальных и модифицированных газотурбинных двигателей для самолётов различного назначения и экранопланов, жидкостных ракетных двигателей для ракетно-космических комплексов, двигателей для привода нагнетателей газоперекачивающих агрегатов и электрогенераторов…
Двигатель для «Спасателя». Забытое возродить
В недавней презентации конструкторского бюро им. Р.Е. Алексеева была продемонстрирована новая модель экраноплана А-700 «Спасатель», который предположительно будет работать на двигателях НК-93. Сказать, насколько достоверна информация, пока нельзя. Однако на компьютерной модели представлен именно этот двигатель.
«Технические характеристики двигателях НК-93:
- тяга на взлётном режиме (Н=0, М=0,САУ) — 18 тонн(максимально до 32,5 тонн);
- удельный расход топлива на крейсерском режиме — 0,49 кг/(кгс⋅ч);
- степень двухконтурности — 16,6;
- степень повышения давления — 37;
- диаметр винтовентилятора — 2900 мм;
- длина — 5972 мм;
- сухая масса — 3500 кг;
- поставочная масса — 6364 кг;
- ресурс: назначенный — 15 000 ч, до первого капитального ремонта — 7500 ч.
НК-93 начали разрабатывать в конце 1980-х годов, а в 1993-м предполагалось ввести его в эксплуатацию».
Сам экраноплан «Спасатель» предназначен для доставки глубоководного спасательного аппарата. По предполагаемой информации А-700 будет иметь следующие характеристики:
- крейсерская скорость — 450 – 500 км/ч;
- высота полета — до 3000 метров;
- мореходность — 6 баллов;
- максимальный взлетный вес — 700 тонн;
- максимальная полезная нагрузка — 200 тонн.
Полезная нагрузка:
- глубоководный аппарат «Бестер»;
- оборудование для глубоководных погружений;
- команда водолазов-спасателей.
Смотришь заключения различных экспертных советов уважаемых институтов, отписки Минпромторга и ОАК, и диву даёшься. То двигатель «слишком большой по размерам», то «под НК-93 нет самолёта», «применение НК-93 с достигнутыми характеристиками привело бы к уменьшению дальности полёта Ту-214 и Ил-96‑300 на 7… 8% по сравнению с применением на них ПС‑90А». При этом на «Ильюшине» отрабатывали его установку на Ил-96, изготовили пилон, подвесили под крыло его макет, на графиках у конструкторов Ил‑96 с НК-93 летел дальше, чем даже с американскими двигателями. А где средний военно-транспортный Ту-330 на замену старику Ан-12? Или тяжёлый самолёт военно-транспортной авиации Ил-106, под который специально и делался НК-93? Самолёт мог бы уже давно летать, и не пришлось бы без конца латать и делать бог знает какие по счёту ремонты двигателей Д-18Т для «Русланов» ВКС России – на Украину их в сегодняшней ситуации не отправить и новые оттуда не получить. О том, сколько бортов Ан-124 из-за отсутствия работоспособных двигателей «давят бетон», говорить не хочется.
Страна вложилась в ПД-14, сейчас идут работы над ПД-8 и ПД-35, но что у них с пресловутой двухконтурностью? У ПД-14 показатель достаточно скромный – 8, 5. Традиционные двухконтурные турбореактивные двигатели подошли к своему пределу, дальше только винтовентиляторные, как сейчас делает «Роллс-Ройс» и делал Николай Кузнецов. e_SClB
Ставка на скорость
Скоростные вертолёты – не прихоть плейбоев и гонщиков. Первыми это поняли американские военные. На скорости вошёл в зону применения оружия, отстрелялся по цели – и быстро унёс ноги. Или высадил десант. Скорость переброски, время подлёта да и жизнь раненых тоже зависят от быстроты и дальности. 250 км в час или почти 500 – разница почти двукратная. И американцы объявили конкурс на скоростной вертолёт. В апреле в арсенале «Редстоун» носился экспериментальный скоростной вертолёт S-97 Raider – разработка концерна «Боинг-Сикорский». Стремительные обводы, два соосных несущих винта с широкими жёсткими лопастями, схематически, как у вертолётов фирмы «Камов», и толкающий винт в хвостовой части. S‑97 Raider – уже второй летающий демонстратор фирмы «Сикорский», и это явное преимущество перед остальными участниками тендера. Армии США будет предложен, конечно, не демонстратор возможностей, а полноценный многоцелевой вертолёт Defiant-X. По техническому заданию он должен развивать скорость не менее 463 км/ч с 12 десантниками на борту. Масса вертолёта – 13, 6 тонны, соосная схема и толкающий винт уже стали его визитной карточкой. Что интересно, машину на конкурс и демонстратор-прототип спроектировали и построили быстро, работы начались в 2015 году. В случае победы и заключения контракта Defiant должен заменить вертолёты-ветераны UH-60 Black Hawk. А это огромный заказ. Шансы высокие, к требуемой максимальной скорости вертолёт уже подобрался вплотную.
А я вспоминаю, как на выставке HeliRussia 2009 нарезал круги вокруг макета вертолёта Ка-92 той же схемы, что сейчас демонстрирует американец.
По проекту это пассажирский 30-местный вертолёт, с дальностью под 1500 километров и скоростью до 500 км/ч. Для вертолёта классической схемы эта скорость недостижима. Есть и другие проекты, до 90 пассажиров и с теми же скоростными характеристиками. Но Ка-92 обещали поднять в 2018-м, а сейчас 2021-й. И тишина…
Источник:
По теме: Oпередивший время НК-93
Скоростной вертолет КБ Миля, его нелегкая судьба ждет
По теме: Битва за CR929: Rolls-Royce потягается с ПД-35 за место в новом авиалайнере
Мнение: С автором статьи полностью солидарен. Перевелись гении авиации, которые боролись бы душой и телом за авиацию, а иных просто задвинули – умом не далёкие в авиации “свои” “топ-менеджеры” и для которых бизнес на госзаказе как средство наживы, а не интересы коллектива и государства в целом. По ширмой оптимизации пытаются прибрать всё в одни руки и делиться между “своими”.
Вновь испечённые авиаторы мечется из одной крайности в другую, где бы повыгодней продать или купить, а воз и ныне там…
Приходится констатировать из анализа: роль “догоняющего” российского авиапрома, ранние разработки “утекают” зарубеж…