Перспективный малоразмерный ГТД низкой стоимости и ...
Компания: ЦИАМ
Отечественной малой авиации нужны современные двигатели российского производства. В Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского") исследуются и прорабатываются технологии перспективных малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД) и авиационных поршневых двигателей (АПД) в обеспечение создания серийных моторов для легких самолетов, вертолетов и БЛА гражданского назначения.
Итоги пятого, предпоследнего этапа научно-исследовательской работы "Демонстраторы МГТД и АПД", заказчиком которой выступает Минпромторг России, были подведены на научно-техническом совете в ЦИАМ в августе этого года.
Трехлетняя НИР планируется к завершению в конце 2022 года. Результатом этой работы станет создание и испытание пяти демонстраторов: "более электрического" сухого малоразмерного МГТД, перспективного МГТД низкой стоимости, демонстраторов технологий свободнопоршневых и турбокомпаундных АПД, демонстратора высотной малоразмерной камеры сгорания, а также ряда экспериментальных объектов: рабочего колеса компрессора из полимерного композиционного материала, соплового аппарата турбины из алмаз-карбидкремниевого композиционного материала, полого диска турбины МГТД и др. Разработанные и испытанные в ЦИАМ "в железе" демонстраторы технологий и экспериментальные объекты станут базой для разработки нового поколения отечественных малоразмерных газотурбинных и поршневых двигателей.
В перспективных российских авиамоторах планируется внедрить целый ряд инноваций. Так, встроенный электрогенератор "более электрического" двигателя будет обеспечивать питание электроприводов его агрегатов. Это позволяет уйти от механической коробки приводов и улучшить эксплуатационные характеристики, снизить массу и стоимость конструкции, повысить надежность двигателя. "Сухим" демонстратор называется потому, что в нем применены опоры с газодинамическими подшипниками, не требующими масляного охлаждения. Это уменьшит объем техобслуживания при эксплуатации, а также снизит массу и стоимость двигателя.
"В основе перспективного МГТД низкой стоимости ТРДД-200 лежит концепция унифицированного газогенератора, в котором до минимума сокращено число деталей, объединены функции конструктивных элементов, - говорит руководитель НИР, начальник отдела ЦИАМ Юрий Фокин. - За счет оптимизации технологии изготовления, предполагающей применение ресурсосберегающих методов и материалов, по стоимости такой двигатель обойдется существенно дешевле традиционных. Его плановый межремонтный ресурс - 2000 часов. Это пока еще не ОКР, но наша задача - уже на этапе НИР максимально приблизить двигатель к серийному, "деловому" образцу".
Демонстратор перспективных технологий АПД представляет собой турбокомпаундный двигатель - комбинацию поршневого и газотурбинного двигателя.
"К поршневому мотору добавляется турбокомпаундный модуль, который использует энергию выхлопных газов АПД в турбине и преобразует ее в механическую энергию, увеличивая тем самым мощность двигателя, - поясняет Юрий Фокин. - Турбокомпаундный модуль разрабатывается в составе демонстратора в паре с базовым поршневым двигателем мощностью 100 л.с., но в дальнейшем он сможет применяться с разными АПД для беспилотников и самолетов малой авиации".
Дополнительно характеристики поршневого мотора повышаются за счет применения нагнетателя воздуха объемного типа, входящего в состав демонстратора перспективных технологий АПД.
Особенность свободнопоршневого двигателя в том, что в его конструкции отсутствует механизм-преобразователь возвратно-поступательных движений поршней во вращение выводного вала. Это упрощает конструкцию двигателя, снижает его массу, повышает надежность силовой установки. Такие двигатели предполагается использовать в паре с линейным электрогенератором в составе силовых установок для легкомоторных "более электрических" самолетов.
В рамках пятого этапа НИР были изготовлены и испытаны демонстраторы и экспериментальные объекты на основе разработанных на предыдущих этапах конструкций и решений. Результаты подтвердили соответствие изделий требованиям технических заданий на их разработку.
ФАУ "ЦИАМ им. П.И. Баранова" (входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского") - единственная в стране научно-исследовательская организация, осуществляющая комплексные научные исследования и научное сопровождение разработок в области авиадвигателестроения - от фундаментальных исследований физических процессов до совместной работы с ОКБ по созданию, доводке и сертификации новых двигателей и наземных газотурбинных установок. Все отечественные авиационные двигатели создавались при непосредственном участии института и проходили доводку на его стендах.
Национальный исследовательский центр "Институт им. Н.Е. Жуковского" (далее - Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года № 326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 г. № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.
Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.
В состав ФГБУ "НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" входят следующие предприятия: ФАУ "ЦАГИ" (г. Жуковский, Московская область); ФАУ "ЦИАМ им. П.И. Баранова" (г. Москва); ФАУ "ГосНИИАС" (г. Москва); ФАУ "СибНИА им. С. А. Чаплыгина" (г. Новосибирск); ФКП "ГкНИПАС" (пос. Белозерский, Московская область).