ДВИГАТЕЛИ ЗАПОРОЖСКОГО ОАО «МОТОР СИЧ»

Самое крупное предприятие на Украине по разработке и созданию авиационных двигателей - Запорожское предприятие ОАО «Мотор Сич». Запорожское открытое акционерное общество «Мотор Сич» - ведущее предприятие по разработке, производству, сопровождению в эксплуатацию и ремонту авиационных двигателей. Они успешно эксплуатируются в 94 странах мира. На предприятии созданы 43 типа и модификаций современных, надежных двигателей для 53 видов самолетов и вертолетов различного назначения.

ОАО «Мотор Сич» включает восемь машиностроительных заводов на территории Украины и осуществляет серийное производство двигателей Запорожского машиностроительного конструкторского бюро «Прогресс», возглавляемого вначале Генеральным конструктором А.Г. Ивченко, затем В.А. Лотаревым, Ф.М. Муравченко. Возглавляет правление ОАО «Мотор Сич» Генеральный директор В.А. Богуслаев.

Запорожское машиностроительное ОКБ было создано в 1945 г. В 1957 г. созданный им двигатель АИ-20 успешно прошел государственные испытания и был запущен в серийное производство.

Резервы, заложенные в конструкцию АИ-20 на этапе проектирования, позволили в дальнейшем создать целое семейство модифицированных двигателей мощностью от 4000 до 5180 л.с.

Почти 14 тысяч ТВД этого типа успешно эксплуатировались на турбовинтовых транспортных самолетах Дн-8 и Ан-12, пассажирских Ил-18 и Ан-10.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ АИ-20К

Ти п двигателя Турбовинтовой Направление вращения ротора и винта

(если смотреть по полету) Левое

Масса двигателя, кг 1080 Габариты двигателя, мм:

- длина 3096

- высота 1180

- ширина 842 Мощность турбины на взлетном режиме, л.с. 11 000 Мощность, подводимая к компрессору

на взлетном режиме, л.с. 7000

Мощность, передаваемая через редуктор

на взлетном режиме, л.с. 4000

Степень повышения давления воздуха

на номинальном режиме

(V = 8000 м и V = 175 м/сек) 8,5

Секундный расход воздуха, кг/сек 20,4

Наименование винта АВ-68И Тип винта

Тянущий винт изменяемого в полете шага с установкой лопастей во флюгерное положение и на упор промежуточного угла

Количество лопастей 4

Диаметр винта, м 4,5

Масса винта, кг 385

Дальнейшим развитием турбовинтового двигателя АИ-20К является двигатель АИ-20М, развивающий взлетную мощность 4250 л.с. Двигатель АИ-20М предназначен для установки на самолеты Ил-18Д, Ил-18Е, Ан-12, а также на Ан-32Б с увеличенной дальностью полета.

На основе АИ-20 с использованием теории подобия было создано семейство двигателей меньшей размерности АИ-24 мощностью от 2550 до 2820 л.с. С 1961 г. выпущено более 11 тысяч таких ТВД, которые устанавливались на пассажирских Ан-24, транспортных Ан-26, а также на Ан-30, предназначенных для аэрофотосъемки и других специальных работ.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ АИ-24

Тип двигателя Высотный,

турбовинтовой, одновальный, с осевым 10-ступенчатым компрессором с кольцевой камерой сгорания, с 3-ступенчатой газовой турбиной и нерегулируемым соплом Взлетная мощность, л.с. 2550

Сухой вес двигателя, кг 600

Габариты двигателя, мм:

- длина 2346

- высота 1075

- ширина 677 Расход топлива

на взлетном режиме, кг/час 675

Степень повышения давления

воздуха в компрессоре 6,7

Секундный расход воздуха,

кг/сек 12,7

Давление топлива перед рабочими форсунками

при взлете, кг/см Не более 80

Топливо для дви гателя ТС-1, Т - 2

Расход масла, кг/час Не более 0,85

Масло для двигателя МС-20

(или смесь 75% МК-8 и 25% МК-22)

Наименование винта АВ-72

Тип винта Тянущий,

флюгерный

Количество лопастей 4

Направление вращения

винта Левое

Диаметр винта, м 3,9

Вес винта, кг 242

Применение

(летательные аппараты) Ан-24,

Ан-26, Ан-30

Необходимость дальнейшего повышения летно-техни-ческих и эксплуатационных характеристик самолетов привела к созданию экономичных турбореактивных двухкон-турных двигателей (ТРДД). Первым двигателем этого типа на предприятии ОАО «Мотор Сич» стал созданный в 1967 г. двигатель АИ-25 тягой 1500 кг на взлетном режиме. Тремя такими двигателями оснащался широко известный самолет Як-40. Всего выпущено почти 6,5 тысяч ТРДД типа АИ-25.

Впервые в практике отечественного авиадвигателестрое-ния АИ-25 в составе самолета Як-40 был сертифицирован Авиационным регистром ФРГ и Италии на соответствие нормам летной годности.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ АИ-25

Тип двигателя Двухконтурный,

турбореакти вный, двухроторный

Тяга двигателя на взлетном режиме, кг 1500 Направление вращения роторов

компрессоров Левое

Масса двигателя, кг 384 Габаритные размеры двигателя, мм:

- длина 2140

- ширина 820

- высота 896 Часовой расход топлива

на взлетном режиме, кг/час 855 Удельный расход топлива

на взлетном режиме, кг топл./кг тягихчас 0,57

Применение (летательные аппараты) Як-40, М-15

Важной вехой в жизни ЗМКБ «Прогресс» стало создание в начале семидесятых годов турбовентиляторных двигателей. Наиболее типичный из них - Д-36. Он поднимает в небо самолеты Як-42, Як-42Д, Як-42-100, Як-142, Ан-72, Ан-74.

Двигатель Д-36 - трехвальной схемы, с одноступенчатым сверхзвуковым вентилятором, шестиступенчатым околозвуковым компрессором низкого давления и семиступенчатым дозвуковым компрессором высокого давления. Степень двухконтурности двигателя равна 5,34. Взлетная тяга - 6500 кг. Двигатель высокоэкономичен - на крейсерском режиме имеет расход всего 0,64-0,65 килограмма топлива на один килограмм тяги в час. Некоторые конструктивные решения сделали его малошумным.

Масса двигателя - 1100 кг, длина двигателя - 3324 мм, ширина двигателя - 1541 мм, высота двигателя - 1711 мм. Расход воздуха - 253 кг/сек.

Объединенными усилиями конструкторов Запорожского ОАО «Мотор Сич» и ЗМКБ «Прогресс» создаются очередные модификации ТРДД Д-36 серий 4А, 5А и 5АФ.

Их важнейшими особенностями будут повышенная высотность крейсерского режима и наличие реверса во втором контуре. Кроме того, двигатели серии 5АФ имеют чрезвычайный режим с увеличенной до 7100 кг тягой при температуре +30°С.

В 2001 г. в эксплуатации находилось более 800 двигателей семейства Д-36.

Одновременно с Д-36 в середине семидесятых годов создавался турбовальный двигатель Д-136 для тяжелого транспортного вертолета Ми-26Т. Мощность - Д-136 на максимальном взлетном режиме - 11 500 л.с, на номинальном - 8500 л.с, на крейсерском - 6100 л.с.

Двигатель Д-136 выполнен по схеме двухвального осевого двухкаскадного компрессора с тринадцатью ступенями.

Применение двухкаскадного компрессора позволило: достичь высокого коэффициента полезного действия; обеспечить необходимые запасы газодинамической устойчивости компрессора; осуществлять запуск двигателя пусковым устройством малой мощности.

Основные узлы двигателя: компрессор, промежуточный корпус с приводами агрегатов, камера сгорания, турбина, выходной тракт.

К 2001 году в эксплуатации находилось около 500 двигателей Д-136.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЯ Д-136

Тип двигателя Турбовальный

Начало серийного производства, год 1982

Мощность, л.с. 11 500

Масса, кг 1050

Габаритные размеры, м:

- длина 3,964

- ширина 1,67

- высота 1,161 Расход воздуха, кг/сек 35,5 Степень повышения давления 18,4 Температура газа перед турбиной, ° К 1516 Применение (летательные аппараты) Ми-26,

Ми-26Т

Кроме того, газогенератор двигателя Д-36 послужил основой для создания первого советского турбовинтовенти-ляторного двигателя (ТВВД) Д-236Т мощностью 10 900 л.с. с редуктором для привода соосных винтовентиляторов противоположного вращения. Эскизный проект его появился в 1981 г., а в 1985 г. уже начались испытания.

Здесь же запорожскими моторостроителями разработана модификация двигателя Д-36, получившая наименование Д-436Т.

Двигатели Д-436Т испытываются в двух вариантах: Д-436Т1 и Д-436Т2. Основные достоинства двигателя Д-436Т1:

- низкий удельный расход топлива и малая удельная масса;

- высокая надежность и простота обслуживания;

- модульная конструкция и наличие реверсивного устройства;

- эффективные устройства технического контроля и диагностики;

- низкие уровни эмиссии загрязняющих веществ и шума.

Испытания двигателя Д-436Т1 идут по программе Т2. Эти две модификации имеют одинаковые размеры, весовые характеристики. Главное отличие Д-436Т2 и Д-436Т1 заключается в том, что температура будет поднята на 15-20 градусов. Тяга двигателя модификации Д-436Т2 будет доведена до 8000 кг.

Данные силовые установки изготовляются по кооперации, кроме Запорожья, в Самаре, Москве и Уфе.

Высокоэкономичные и надежные двигатели нового поколения Д-436 Т1/Т2 предназначены для новых пассажирских авиалайнеров Ту-334-100/200/300 и модифицированных Ту-134М, Як-142, Ан-74-300, а также «морская» модификация Д-436ТП для самолета-амфибии Бе-200.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ Д-43*Т1

Длина двигателя, мм 4156,6

Максимальная ширина, мм 1655

Максимальная высота, мм 1904

Сухая масса двигателя, кг 1450

Степень двухконтурности 4,95

Степень повышения давления 25,2

Тяга двигателя при взлетном режиме, кг 7500

Удельный расход топлива, кг/кг х час 0,375 Тяга на максимальном крейсерском режиме

(Н= 11000, М=0,75), кг 1500

Удельный расход топлива, кг/кг х час 0,61

В настоящее время в серийном производстве предприятия «Мотор Сич» находится двигатель Д-18Т, устанавливаемый на четырехдвигательном самолете Ан-124 «Руслан» и шестидвигательном самолете Ан-225 «Мрия». Взлетная тяга двигателя - 23 400 кг, степень двухконтурности на крейсерском режиме полета при М = 0,75 и Н = 10 980 м составляет 5,7, обшая степень повышения давления - 27,5. Расход топлива на крейсерском режиме - около 0,58 килограмма на килограмм тяги в час. Расход воздуха - 760 кг/сек. Двигатель оборудован средствами раннего обнаружения неисправностей.

Масса двигателя - 4100 кг, длина двигателя - 4792 мм, ширина двигателя - 2650 мм, высота двигателя - 2765 мм.

Двухконтурный турбореактивный двигатель Д-18ТМ, планируемый для установки на самолете Ан-218, - трех-вальный, с большой степенью двухконтурности, с электронной системой регулирования. Взлетная тяга - 25 000 кг. Конструкция двигателя - модульная, каждый модуль (кроме главного) может быть заменен на двигателе без разборки соседних модулей в условиях авиационно-технических баз. Это обеспечивает эксплуатацию двигателя до выработки назначенного ресурса без капитального ремонта.

Запорожским машиностроительным КБ «Прогресс» разработан и создан впервые в мире турбовинтовентиляторный двигатель Д-27, развивающий взлетную мощность 14 000 л.с, сухая масса двигателя - 1650. Этот двигатель предназначен для транспортного самолета Ан-70Т и пассажирского Ан-180. Особенностью Д-27 является соосный винтовентилятор диаметром 4,5 м, причем передний винт имеет восемь, а задний шесть лопастей саблевидной формы. Такие двигатели, обладающие удельным расходом топлива, не уступающим лучшим ТВД, позволяют тем не менее достигать высоких крейсерских чисел М = 0,7-0,75. Во время испытаний Д-27 был получен на крейсерском режиме удельный расход 0,18 кг/л.с.хчас. По оценкам специалистов, двигатели этого типа могут повысить топливную эффективность гражданских самолетов более чем на 30%.

Винтовентилятор обеспечивает двукратное приращение подъемной силы крыла на этапах влета и посадки, а также высокую крейсерскую скорость при низком уровне шума. Разработанный ЗМКБ «Прогресс» двигатель Д-27 вобрал в себя последние достижения отечественного авиа двигателе-строения.

Основные достоинства турбовинтовентиляторного двигателя Д-27:

- высокая экономичность,

- надежность и безотказность,

- низкая трудоемкость обслуживания,

- непрерывный контроль комплекса параметров по алгоритмам, оценивающим техническое состояние двигателя и винтовентилятора,

- малые эмиссии загрязняющих веществ,

- низкий уровень шума.

Объединенными усилиями разработчиков - ЗМ КБ «Прогресс» и ГУП «Завод им. В.Я. Климова», а также специалистами ОАО «Мотор Сич» создан турбовинтовой двигатель ТВЗ-117ВМА-СБМ1, взлетной мощностью 2500 л.с. на чрезвычайном режиме - 2800 л.с, предназначенный для пассажирского самолета местных воздушных линий Ан-140.

Специально для самолета Ан-140 разработан еще один двигатель АИ9-ЗБ, который используется в качестве вспомогательной силовой установки для запуска маршевых двигателей ТВЗ-117ВМА-СБМ1, привода электрогенератора питания бортовой сети и подачи воздуха в систему кондиционирования самолета на стоянке при неработающих маршевых двигателях.

Прорабатывается возможность использования турбовинтового двигателя ТВЗ-117ВМА-СБМ1 (АИ-30 первой серии) на российский грузопассажирский самолет МиГ-110. Возможно также применение АИ-30 первой серии для переоснащения самолетов Ан-24, Ан-26, Ан-30, имеющих значительный остаток ресурса, с целью повышения их топливной экономичности и улучшения летных харакгери-стик.

Создается двухвальный турбореактивный с большой степенью двухконтурности двигатель АИ-22 для пассажирского регионального самолета Ту-324 и его административной модификации, а также для административного самолета Як-48 в кооперации с ОАО «Казанское моторостроительное производственное объединение».

Двигатель АИ-22 имеет большой ресурс, высокую надежность и признан специалистами самым перспективным, отвечающим всем мировым авиационным стандартам по шуму и выбросу вредных веществ. Экологически безупречный двигатель АИ-22 позволит пассажирскому региональному самолету Ту-324 и его административной модификации летать без проблем в любую зарубежную страну.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ДВУХКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ АИ-22

Тяга на взлетном режиме, кг 3755

Тяга на максимальном чрезвычайном режиме, кг 4200

Тяга на максимальном крейсерском режиме, кг 840 Удельное потребление топлива

при крейсерском режиме, кг/кгхчас 0,63

Степень повышения давления 19,04

Сухая масса, кг 765

Диаметр вентилятора, мм 1020

Длина, мм 3060

Для использования в качестве маршевой силовой установки двухдвигательных вертолетов Ка-226, Ка-228, Ка-115, Ми-34, Ми-2 различного применения в классе грузоподъемности 1500-4000 кг разработан турбовальный газотурбинный двигатель АИ-450. Двигатель АИ-450 развивает мощность 465 л.с. с перспективой в ходе поэтапной модернизации ее увеличения до 650-700 л.с.

Первый запуск двигателя АИ-450 мощностью 465 л.с. состоялся в январе 2002 г.

ОСНОВНЫЕ ДАННЫЕ ТУРБОВАЛЬНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ АИ-450

Взлетная мощность двигателя, л.с. 465

Удельный расход топлива, г/л.с.хчас 260

Расход воздуха, кг/сек 1,72

Степень повышения давления за компрессором 7,33

Масса двигателя, кг 110

Частота вращения ротора турбокомпрессора,

п об/мин 50 000

Частота вращения ротора свободной турбины,

п об/мин 39 000

Частота вращения выводного вала редуктора,

п об/мин 6000

Высота полета, м 6000

По конструкции двигатель представляет собой три модуля:

- газогенератор;

- коробку приводов с редуктором;

- силовую турбину.

В настоящее время ОАО «Мотор Сич» осваивает производство двигателя Д-436-148 для семейства новых региональных самолетов Ан-148. Д-436-148 создан на базе лучших конструкторских решений, отработанных и проверенных многолетним опытом эксплуатации серийно выпускаемых двигателей - прототипов семейства Д-36 и Д-436. По своим характеристикам Д-436-148 не уступает находящемуся в разработке двигателю-конкуренту SaM-146. Настройка системы автоматического управления, соответствующая варианту самолета (ближний, дальний), обеспечивает получение взлетной тяги двигателя Д-436-148 от 6400 до 6830 кг. В 2004 г. были изготовлены два двигателя Д-436-148 для летных испытаний опытного самолета Ан-148. 17 декабря 2004 г. состоялся первый вылет Ан-148.

Нелишне отметить, что все указанные двигатели (ПС-90А, НК-93, Д-436Т1/Т2, Д-27) для гражданских самолетов по экологическим характеристикам отвечают международным требованиям. Дальнейший путь развития турбореактивных двигателей для транспортных и пассажирских самолетов стоит в решении таких важнейших проблем, как дальнейшее увеличение тяги двигателей с одновременным снижением удельного веса и расхода топлива, повышение надежности и ресурса, резкое снижение шумности и дымления двигателей.

Оглавление