НК-93, Д-672, Д-527, Д-727, АИ-727-10 не пригодились, но идея была правильная.

Тема: НК-93, Д-672, Д-527, Д-727, АИ-727-10 не пригодились, но идея была правильная.

В журнале Двигатель была размещена статья.
ГП "Запорожское машиностроительное конструкторское
бюро "Прогресс" им. А.Г. Ивченко"
Игорь Федорович Кравченко, генеральный конструктор, руководитель, к.т.н.
Игорь Ювенальевич Степанов, начальник бригады
Александр Николаевич Хусточка.

В период с 1988 по 1995 годы в ГП "Ивченко-Прогресс" проведен большой комплекс научно-исследовательских и конструкторских работ по выявлению облика перспективных ГТД различного назначения на базе газогенератора ТВВД Д-27.

Были предложены проекты:
- турбовального ГТД Д-127 мощностью 14500 л.с.;
- ТВВД с толкающим высоконагруженным винтовентилятором Д-227 (с редукторным и безредукторным приводами);
- ТРДД со сверхвысокой степенью двухконтурности с приводом заднерасположенного соосного вентилятора от биротативной турбины Д-527;
- ТВВД с закапотированным соосным винтовентилятором, приводимым от дифференциального редуктора Д-627;
- ТРДД со сверхвысокой степенью двухконтурности (ТРДД СВ) с редукторным приводом малошумного широкохордного вентилятора Д-727 - тягой 10000 кгс;
- наконец, в 1995 г. для проекта ближне-среднего магистрального самолета Як-46 был разработан эскизный проект силовой установки с ТРДД Д-727М со степенью двухконтурности m = 13 и взлетной тягой 11500 кгс.

Для ТРДД СВ Д-727 были выполнены расчет и конструкция бесполочного широкохордного малошумного вентилятора, для двигателя Д-527 - расчет и конструкция биротативной турбины для непосредственного привода соосного вентилятора.
Главной особенностью, "визитной карточкой" двигателя нового поколения является очень высокая и сверхвысокая степень двухконтурности. Это позволяет радикально снизить удельный расход топлива в условиях, когда другие рычаги повышения эффективности двигателя, как тепловой машины (параметры термодинамического цикла, к.п.д. узлов), ограничены. С учетом многолетнего опыта эксплуатации двигателей с редукторами на ГП "Ивченко-Прогресс" был сделан вывод, что редукторный привод вентилятора в ТРДД СВ наиболее рационален. Поэтому достаточно большой объем исследований выполняется с целью создания легкого, надежного и эффективного редуктора.

Одной из негативных сторон ТРДД CВ является повышенный мидель мотогондолы и, как следствие, повышенное внешнее сопротивление. Для парирования указанного недостатка проведен комплекс конструкторских работ по созданию реверсивного устройства с подвижными отклоняющими решетками (уменьшение длины мотогондолы) и по размещению большей части агрегатов в подкапотном пространстве (уменьшение миделя и длины мотогондолы).
Ключевым узлом ТРДД СВ является малошумный широкохордный вентилятор. ГП "Ивченко-Прогресс" совместно с ОАО "Мотор Сич" и ЦИАМ уже несколько лет занимается разработкой такого вентилятора. В ЦИАМ выполнено аэродинамическое проектирование, в ОАО "Мотор Сич" изготовлена модель вентилятора, испытанная на стенде ЦИАМ.

Имеющийся на сегодняшний день в ГП "Ивченко-Прогресс" научно-технический задел позволяет также создать двигатель со степенью повышения давления более 40, широко использовать в его конструкции композитные материалы, надежные и эффективные безрасходные и щеточные уплотнения, максимально утилизировать тепловую энергию, выносимую из узлов двигателя горячим маслом, обеспечить летательному аппарату шум на местности на 10...15 EpNdb ниже требований Главы 4 ICAO, эксплуатировать двигатель по II и III стратегиям и обеспечить ему назначенный ресурс, соизмеримый с ресурсом самолета. Конечно, еще предстоит освоить ряд ключевых технологических процессов, внедрить в производство новые материалы, приобрести новое оборудование. Однако в целом ГП "Ивченко-Прогресс" в кооперации с партнерами в России и Украине вполне готово к созданию авиационного двигателя нового поколения.
================================================================

Как мы знаем, всё застряло на уровне Д-27 на Украине и НК-93 в России. Прочие двигатели не вышли за рамки исследований и демонстраторов.

Как правильно было замечено есть проблемы с созданием редуктора и его надёжности и чем выше мощность, тем сомнительнее топливный выигрыш.
Тем болен, "..Как отметил Главный конструктор ЗМКБ "Прогресс" Игорь Кравченко, на базе Д-27 уже разработано предложение по созданию двигателя АИ-727-10 в классе тяги 10-11 тонн. Готовность этой силовой установки составляет 70%, и она может быть установлена, например, "на крыло" Ту-334, вместимостью 130 пассажирских мест. В этом случае самолет составит серьезную конкуренцию продукции Bombardier, которую в данный момент только планируют продвигать на рынок. "Сейчас идет перестройка всей мировой авиации на новое поколение двигателей: от удельного расхода топлива около 0, 58-0, 6 кг/кгс*ч к удельным расходам порядка 0, 51-0, 54 кг/кгс*ч. Д-27 может быть прекрасной платформой для двигателя в классе тяги 10-15 тонн. Он позволяет иметь отличную экономику, удельный расход топлива на уровне около 0, 53 кг/кгс*ч.", - пояснил И.Кравченко. Ту-334-200, по его словам, достаточно оснастить двумя АИ-727-10 тягой 10, 5 тонн каждый. ЦИАМ подтверждает, что все характеристики АИ-727-10 реальны, удельный расход проработан, специалисты института выразили готовность к участию в разработке широкохордного малооборотного вентилятора и осевого компрессора с большим КПД, то есть тех узлов, которые планируется улучшить уже в этом году. Для доведения этих моторов до ГСИ потребуется, по расчетам экспертов, два-три года, создание же нового двигателя займет не менее 7-8 лет".

Экономичность этих проектов не впечатляет и в принципе никому неинтересна.
Однако и вторая упомянутая проблема, увеличенное аэродинамическое сопротивление, а от себя добавлю и снижение эффективности биротативного винтовентилятора на высоких крейсерских скоростях, не позволяет использовать на магистральных авиалайнерах.

Однако все проблемы могут быть решены на двигателях значительно меньшей тяги, от 1,5 до 5 тонн, мощности двигателя, где и редукторы хорошо отработаны, пример вертолётные, и скорости региональные, хотя и М 0,7 вполне достойная скорость, хотя и не магистральная.

Дело в том, что РД такой тяги прямым ходом из 50-ых, и поэтому априори не экономичны, особенно на крейсерских режимах. Ренесанс турбопропов из-за аномального повышения цен на нефть, затормозил прогресс двигателей малой тяги Даже новые газогенераторы этих двигателей не дают нового качества.

СМ-100 это военный двигатель, но на его основе гражданский вариант может стать массовым, для этого сверхвысокая двухконтурность или биротативный винтовентилятор обеспечит экономичность на уровне самых современных двигателей 14-30 тонн тяги, именно за счёт увеличения относительного диаметра двигателя и более низких эксплуатационных скоростей.

То что было препятствием для внедрения широкохордного малооборотного вентилятора будет драйвером.

Конечно, только конструкторам решать каким будет двигатель, однако для чго этот двигатель, доожен быть точный госзаказ на основе предложений.

Как видим формально все части двигателя исследованы и промчитаны, и даде пусть не пугает украинозависимое участие, носителей идей не так уж и много.

Конечно, только конструкторам решать каким будет двигатель, однако для чего этот двигатель, должен быть точный госзаказ на основе предложений.

Как видим формально все части двигателя исследованы и просчитаны, и даже пусть не пугает украинозависимое участие, носителей идей не так уж и много.

На страницах информационного ресурса Defense Aerospace сообщает о начале лётных испытаний в США крупнейшего в мире авиационного турбовентиляторного двигателя (ТВРД). Речь идёт о реактивной силовой установке GE9X, которая была установлена на так называемую летающую лабораторию, созданную на базе самолёта Boeing 747.

Общие габаритные характеристики GE9X: диаметр вентилятора – 3,4 м, диаметр воздухозаборника – 4,5 м. (!) Это вполне сопоставимо с диаметром фюзеляжа авиалайнеров.
https://topwar.ru/uploads/posts/2018-03/1521257099_200.jpg

Bauhaus Luftfahrt, контрольный пакет акций которого принадлежит европейскому авиастроительному концерну Airbus, представил проект гибридной авиационной силовой установки. Согласно сообщению института, новый двигатель внешне похож на турбовентиляторную реактивную авиационную силовую установку, однако внутри имеет существенное от нее отличие — замещенный поршневым двигателем газогенератор. По оценке разработчиков, такое конструктивное решение позволит уменьшить расход топлива самолетом.

https://nplus1.ru/images/2018/05/30/21119bb9a958edc9d035dd0a14413732.jpg

Bauhaus Luftfahrt предложили заменить газогенератор поршневым двигателем, который будет вращать вентилятор и зону компрессоров. Предполагается, что сжатый воздух из зоны компрессоров будет использоваться для нужд поршневого двигателя, повышая эффективность сгорания топлива в нем и, соответственно, мощность. Разработчики утверждают, что использование поршневого двигателя вместо газогенератора позволит увеличить пропускную способность внешнего контура и снизить массу силовой установки.


По оценке разработчиков, замена газогенератора поршневым двигателем позволит создать гибридный двигатель, который будет потреблять на 50 процентов меньше топлива, чем турбовентиляторные двигатели 2000-х годов разработки. Предполагается, что если проект гибридного двигателя, получивший название CCE (Composite Cycle Engine, двигатель смешанного цикла), получит финансирование и будет успешно завершен, первые новые силовые установки могут поступить в серийное производство в 2050 году.

В октябре прошлого года стало известно французская компания Safran приступила к испытаниям нового турбовинтовентиляторного реактивного двигателя с открытым винтовентилятором, разрабатываемого в рамках проекта Open Rotor. Испытания нового авиадвигателя проекта Open Rotor проводятся Safran на предприятии во французском Истре. Разработка Open Rotor ведется с 2008 года, а сборкой первого прототипа силовой установки Safran занималась с ноября 2015 года.

Прототип новой силовой установки собран на базе газогенератора турбореактивного двухконтурного двигателя с форсажной камерой M88. Такие силовые установки используются на истребителях Rafale. С вала, раскручиваемого турбиной двигателя, через редуктор будет приводится открытый винтовентилятор с роторами диаметром около 420 сантиметров. Лопатки винтовентилятора могут изменять угол атаки. Частота вращения винтовентилятора составляет около 800 оборотов в минуту. Двигатель с открытым вентилятором, разрабатываемый Safran, сможет развивать тягу в 111 килоньютонов.

В период 2011–2015 гг. в ЦИАМ проводились комплексные исследования, направленные на определение возможных схем СУ самолетов гражданской авиации с началом эксплуатации в 2025–2030 гг. Турбовинтовентиляторный двигатель (ТВВД) с безредукторным или редукторным приводом биротативного винтовентилятора («открытый ротор») дает определенные преимущества при использовании на перспективных региональных самолетах. ТВВД привлекает своей высокой топливной экономичностью, но обладает повышенным уровнем шума по сравнению с традиционным ТРДД. Одним из путей решения этой проблемы является проектирование толкающего биротативного винтовентилятора с разными диаметрами переднего и заднего винтов. В ЦИАМ был разработан винтовентилятор COMBY, который в условиях крейсерского полета обеспечил КПД 0,85 и позволил увеличить тягу на взлетном режиме на 13% относительно исходного варианта без повышения уровня шума. Модель ТВВД с открытым толкающим биротативным вентилятором представлена на стенде ЦИАМ.
http://www.arms-expo.ru/upload/.../81f/81ff74eadff54e36b60a7405b1edae2b.jpg

Два коммента.
1. Д-27 неработоспособен по ресурсу (см. мои посты 15-летней давности)
2. Двигатель типа СМ-100 имеет отношение к военной технике только при наличии форсажой камеры. В качестве прототипа те же 20 лет назад (да-да-да) был взят на "Салюте" двигатель Дв-2, проданный с потрохами по лицензии в Чехословакию. Кстати, прорекламированная на форуме позиция "Салюта" по двум базовым темам С-500 и СМ-100 это плевок в сторону ОДК, хотя эти дыры можно и нужно было заткнуть 15 лет назад, для чего и создавалось КБПР.
Даже у своих вызывает оторопь позиция ОДК в части обеспечения самолетов и ветолетов хотя бы гражданскими двигателями.
Серия Сам-146 сиянием с вершины закрывает ужасающее положение двигателестроения. В части гражданской авиации работы ведет только Пермское КБ, и серию оно тоже пытается разместить рядом, отдавая в Уфу на существено более продвинутый завод "болты и гайки". Остальные КБ и заводы загружены кто чем, только "выхлопа" нет. И также будет построена работа по ПД-35. Поэтому и до исходной модели наше поколение не дотянет, а уж клоны меньшей тяги - журавль в небе. Я бы начал с меньших тяг, по мере технологического продвижения увеличивая базовую стендовую тягу.
Напомним, что форумяне в курсе роли двигателей в авиационных проектах.

Д-27 и создавался как военный, поэтому априори низкоресурсный.

СМ-100 создаётся для Як-130, набор вариантов и тяг ещё рано рассматривать, однако гражданский вариант с тягой до 5 тонн планировался.

SaM-146 уже безнадёжно устарел, а из перспектив только Бе-200, для МС-21-75 нужен на 5 тонн тяги.

ПД-35 уже ненужен, драйвер проекта Рогозин ушёл торговать землёй, поэтому заведомо устаревший проект ПД-35 никому не нужен, наивно думать что через десять лет будет хоть какой то спрос на то что ненужно даже сегодня.
Нет планеров денег на новые планеры и спроса.

Однако продолжать работу в этом направлении нужно, оптимально начать с инновационных двигателей со сверхвысокой степенью двухконтурности и тягой 1,5-5 тонн, особенно интересен на 1,5 тонны, как альтернатива турбопропам, и без революционного снижения расхода топлива альтернативы не будет.