Автор: Александр Гомберг
Опубликовано: 29.06.2010, 09:51
Комментариев: 159
 

Двигатели для легкомоторной авиации: старые проблемы и новые перспективы


В последнее время в России можно наблюдать два процесса, противоположные по направлению. С одной стороны, в частной собственности становится все больше авиатехники различных классов и типов, в основном импортного производства, разрабатываются и строятся отечественные самолеты, упрощаются организационные процедуры производства полетов. А с другой стороны, сокращается количество аэродромов для любительских и тренировочных полетов (особенно вблизи крупных городов), растут цены на авиатехнику. В целом, можно констатировать, что развитие легкомоторного бизнеса в России сильно отстает от европейских государств и США и Канады.

При этом специфика нашей страны с ее огромными пространствами, недостаточно развитыми сетями автомобильных дорог и значительных малонаселенных территорий диктует необходимость в легких ЛА. На государственном уровне этот вопрос периодически всплывает, но дальше деклараций дело не двигается. Частная инициатива сводится в основном к появлению центров обучения пилотов любителей на основе импортной техники, небольших аэроклубов и авиакомпаний локального или ведомственного характера.

Основой для успешного развития легкомоторной техники является наличие и доступность двигателей различного класса, приспособленных к условиям эксплуатации на просторах нашей Родины. А условия эти сильно отличаются от развитых зарубежных стран, и прежде всего отсутствием авиационных бензинов. Впрочем, авиатехника с газотурбинными двигателями и некоторыми дизельными, работающими на реактивном топливе (керосине) вроде бы этой проблемой не озадачена. А зря! Ведь легкие ЛА в основе своей техника внеаэродромного базирования, и наличие и доступность авиационного керосина весьма условна, ведь у дачи или коттеджа склад ГСМ не организуешь, а и при полетах на максимальные расстояния по пути и в конечной точке маршрута аэродрома может и не встретится! Вот и получается, что популярные ныне вертолеты "Робинсон 44" летают вокруг "бочки с бензином LL100". Да и организовать серьезные коммерческие перевозки при цене этого бензина в 50 руб. за литр, а скажем, в Якутии его цена доходит до 100 руб. за литр. Многочисленные Ан 2 стоят на приколе. Стоимость летного часа на четырехместном вертолете "Робинсон 44" с одним поршневым мотором почти вдвое превышает стоимость летного часа восьмиместного Ми 2 с двумя ГТД 350, и это при том, что удельный расход топлива этих двигателей просто ужасающий по современным меркам 1 кг топлива на 1 кВт мощности в час!

Стоит ли убеждать кого либо в том, что нам нужна отечественная авиатехника, а без отечественных же двигателей эти перспективы весьма сомнительны. Что же реально можно сделать сегодня по авиационным моторам?

Освоение в массовом производстве легких и мощных электродвигателей, особенно бесколлекторного типа, а также основных комплектующих (аккумуляторные батареи большой емкости, контроллеры и системы управления) привело к бурному развитию БПЛА самолетного и вертолетного типа (взлетной массой до 10 кг) и систем на их основе во всех промышленно развитых странах мира, и широкому их применению в военной и гражданской областях. Эти двигатели кроме других привлекательных характеристик, имеют также и привлекательные цены. Производители в основном Китай и страны Юго Восточной Азии.

По малоразмерным двухтактным (и четырехтактным) двигателям то же: массовое производство двигателей привело к появлению большого количества БПЛА (ДПЛА) взлетной массой до 100 кг. В России БПЛА "ШМЕЛЬ", "ТИПЧАК" и др. Топливом является двухтактная смесь бензин масло (в пропорции 40/1).

Малоразмерные (авиамодельные) ГТД (даже в варианте ТВД и ТВлД) тягой до 20 кг уже представлены на рынке. Также могут использоваться не только в авиамоделях, но и в малоразмерных БПЛА.

Это основные двигатели для пилотируемой любительской авиации, наиболее популярные во всем мире. Имеют массовый спрос, однако отличаются монопольно высокими ценами, что сильно ограничивает их применение в нашей стране. Типичные представители ХИРТ, РОТАКС 503, РОТАКС 582.

В нашей стране в 1990 1995 гг. были разработаны конкурентоспособные двигатели ДД700/45Р (45 л.с.) и ИЖ МОТИВ700 (60 л.с.) Серийное производство могло бы разбить монополию зарубежных производителей их качество и основные характеристики были на необходимом уровне, а по ресурсу, эксплуатационным характеристикам и ремонтопригодности они были лучше приспособлены к условиям эксплуатации в России и странах СНГ. Стоимость для потребителя могла быть втрое ниже, чем у зарубежных конкурентов!

К сожалению, серийное производство организовать не удалось. Отечественные производители и эксплуатанты вынуждены платить непомерно высокую цену за двигатели, что сдерживает развитие легких ЛА. Сегодня обеспечить серийный выпуск этих моторов не представляется возможным, так как производитель основных комплектующих (ИЖМАШ) производство мотоциклетных двигателей закрыл, а других подходящих деталей цилиндропоршневой группы у нас нет.

Наиболее популярными двигателями для любительской авиации сегодня являются четырехтактные четырехцилиндровые двигатели комбинированного охлаждения оппозитные ROTAX 912 (90…115 л.с.) и ROTAX 914 (120…135 л.с.) Эти двигатели по конструкции являются более менее удачным компромиссом между авиационными и автомобильными, обладают приемлемыми характеристиками. Но для профессиональной авиатехники не используются. Цены на них также можно считать монопольно высокими, так что потребители ищут возможные замены: от Limbach до переделки автомобильных Subaru. Появились также двигатели Jabiru (80 л.с.). Однако полноценной замены на рынке пока нет. Отечественных разработок в этом классе нет, и скорее всего не будет, так как отсутствуют подходящие детали цилиндро поршневой группы, а налаживать с нуля их серийное производство нерентабельно. О совместном или лицензионном производстве фирма Rotax переговоры вести отказывается!

В классе мощности 120…300 л.с. доминируют четырехтактные "Лайкоминг" и "Теледайн Континентал" (теперь это одна фирма) воздушного и комбинированного охлаждения. Эти моторы уже относятся к категории профессиональных, и серьезная авиатехника (самолеты, вертолеты) используют их повсеместно. Однако для условий нашей страны из за отсутствия авиационных бензинов их применение весьма ограничено (учебные полеты в зоне аэродрома).

Для российских условий необходимы двигатели профессионального класса, работающие на отечественных автомобильных бензинах, обладающие высокой степенью надежности. Такими двигателями являются моторы "ЛОМ ПРАГА" (Чехия). Модификации М332С и М337С имеют хорошие весовые характеристики, прекрасные потребительские качества и применяются на отечественных самолетах (Аэроволга ЛА 8, Су 38Л, "Фермер" и др.) и дирижаблях Ау 30. Есть целый ряд проектов новых ЛА, включая вертолеты и экранопланы, а также хорошие перспективы по ремоторизации классических образцов импортной техники. Самолет "Цессна 172ЛОМ" уже 7 лет летает в России. Для более широкого применения необходимо создание сервисно ремонтных центров в России, есть планы по организации серийного производства двигателей "ЛОМ ПРАГА" М332С, М337С и воздушных винтов V 541 V 546 на базе ЭМЗ им. Мясищева. Предполагается совместная разработка двигателя М440 мощностью 280…320 л.с. Там же планируется производство некоторых ЛА с этими двигателями.

Так как в России практически полностью утеряны "секреты" разработки и производства поршневых авиадвигателей, участие чешских партнеров в создании такого производства единственная возможность возродить отечественное двигателестроение и создать базу для разработки и производства отечественных пилотируемых и тяжелых беспилотных ЛА.

Знаменитый двигатель М 14П (и модернизация М9Ф) в небольших количествах еще выпускаются на ВМЗ, однако сегодняшним требованиям для транспортных (коммерческих) ЛА он уже не удовлетворяет. Однако остается непревзойденным для спортивной авиации. Можно надеяться, что его производство сохраниться, а качество не будет ухудшено при модернизациях!

Газотурбинные двигатели все больше применяются для ЛА взлетной массой до 5 т. Наиболее востребованные из них на сегодняшний день PT 6 и Walter M601 в многочисленных исполнениях, однако их мощность великовата для современных потребностей рынка. Необходимы турбовинтовые и турбовальные двигатели мощностью 300…450 л.с. с хорошими показателями надежности и ресурса, а также низкой массой и высокой топливной эффективности. Так, для вертолета

"Робинсон 66" фирмой "Ролс Ройс" разрабатывается двигатель RR300 мощностью 300 л.с. и уже находиться в опытной эксплуатации.

Предприятием "Мотор Сич" и КБ "Прогресс" (Украина) много лет разрабатывается двигатель АИ 450 мощностью до 500 л.с., однако серийно пока не выпускается. Выпускается его версия в качестве ВСУ с заниженными параметрами. Такой двигатель был бы востребован в России для пилотируемой и беспилотной авиатехники.

В нашей стране в конце 80 х годов на базе двигателя МД 120 ("Гранит", "Салют") были начаты работы по турбовинтовому и турбовальному двигателям, были созданы и испытаны натурные образцы, однако работы прекратились.

Другие разработки пока находятся на "бумажной" стадии и их реальные перспективы совершенно неопределенные. Такие работы ведутся в КБ ПР "Салют" и в КБ "Аэросила". Двигатели такого класса могут быть востребованы отечественными и зарубежными потребителями и работы в этом направлении проводить совершенно необходимо. В отличие от ситуации с поршневыми моторами, где обойтись без зарубежного опыта сегодня невозможно, для успешной разработки и последующего производства ГТД в нашей стране есть все необходимое. Пока мы можем констатировать, что отсутствуют даже серьезно проработанные ТТ и ТЗ. Так, например, одной из важных особенностей таких двигателей должна быть возможность работы на дизельном топливе!

Заключение

С 1 апреля 2010 г. в центральном регионе России действует уведомительный принцип организации полетов легких ЛА, что открывает перспективы развития легкомоторной авиации. Необходимым условием для этого является серийное производство отечественных авиадвигателей в тех классах и типоразмерах, где возможно рентабельное производство.

А это поршневые авиадвигатели 140…250 л.с. "ЛОМ ПРАГА" и новые ГТД мощностью 250…450 л.с.

 
Ссылки по теме:
Дайджест прессы за 29 июня 2010 года | Дайджест публикаций за 29 июня 2010 года
Авторские права на данный материал принадлежат журналу «Двигатель». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.
Связи: МОТОР СИЧ, МВЕН-2, Т-517, Самолетостроение, МОТОР СИЧ, Мотор Сич (Motor Sich Airlines) (в процессе тестирования)

Комментарии к новости

Немножко поискал и таки нашёл:
http://aviadocs.net/MAK/AD/IO_540_AB1A5/N249_AMD.pdf
Итак, IO-540-AB1A5 сухой вес 179,17 (230 л.с.)
Выходит по удельной массе "сегодняшний" день буржуев разработка таки должна обогнать. Осталось посмотреть, что там будет с ресурсами, техподдержкой и доступностью запчастей...
http://news.ngs.ru/more/53403541/
19.01.2018
https://static.ngs.ru/news/99/preview/8df793137de952a2e7d747c63b87a8be02886e8e_900.jpg
Инженеры-конструкторы НГТУ собрали первый в мире авиадвигатель из алюминия — работа над ним велась четыре года.
«Этот двигатель разрабатывался для самолёта Як-52 по заказу от фонда возрождения отечественной авиации, который базируется на аэродроме в Мочище», — сообщил НГС.НОВОСТИ профессор кафедры самолето- и вертолетостроения факультета летательных аппаратов НГТУ Илья Зверков.
https://youtu.be/9fUydOqfz6o
По словам Зверкова, работа над двигателем велась четыре года — столько времени понадобилось от зарождения идеи до запуска агрегата команде из пяти инженеров.
«Двигатель начали делать ещё до того, как узнали о технологии модификации поверхности алюминиевых сплавов. Чтобы эффективно применить эту технологию, нам фактически заново пришлось переработать многие узлы двигателя», — поделился собеседник.
Во время работы над двигателем инженеры НГТУ использовали разработку Института неорганической химии СО РАН. Конструкторам помогали учёные Алексей Рогов и Ольга Терлеева.
«Уникальность этого двигателя в том, что он на 90 процентов сделан из алюминиевых сплавов, в том числе, такие классические элементы для двигателя, как коленчатый вал и главный редуктор двигателя. Широкое применение алюминиевых сплавов даёт уменьшение веса двигателя при сохранении той же мощности на 40–50 процентов», — объяснил Илья Зверков.
Запуск двигателя прошёл успешно, но испытания находятся только в самом начале, подчеркнул Зверков. Работает агрегат на автомобильных бензинах.
http://tass.ru/obschestvo/4894247
НОВОСИБИРСК, 23 января. /ТАСС/. Полностью алюминиевый авиадвигатель создали в Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ). По данным министерства образования, науки и инновационной политики Новосибирской области, это первый подобный двигатель в мире.

"Первый в мире полностью алюминиевый авиадвигатель удалось создать конструкторам опорного Новосибирского государственного технического университета. Из алюминия изготовлены даже те части, которые подвергаются самым высоким нагрузкам: коленчатый вал, гильзы и маховик", - говорится в сообщении.

По словам разработчиков, ранее все детали изготавливались из стали. Заменить их на алюминий удалось благодаря особой технологии, в результате которой на алюминиевых деталях появляется тонкий слой оксида алюминия, обладающий высокой твердостью. В итоге новый двигатель стал легче своего предшественника на 50 кг и весит около 200 кг, при этом мощность выросла на 10%, а расход топлива снизился сразу на 15%. Как уточняет пресс-служба НГТУ, работать двигатель будет на обычном топливе.

"Двигатель будет использовать обычный автомобильный бензин АИ-95. Также на него будет устанавливаться автономная система подогрева. Предполагается, что в серийном производстве двигатель будет вдвое дешевле современных аналогов", - поясняет пресс-служба университета.

Новый двигатель можно устанавливать на двухместные самолеты Як-52, старые двигатели которых уже выработали свой ресурс. В НГТУ уточняют, что наземные испытания двигателя 19 января прошли успешно, на очереди - проверка заявленного ресурса двигателя в 2 тыс. часов и летные испытания.
Молодцы, новосибирцы! То, что они слепили пока не позволяет моему богатому воображению даже представить себе что это чудо представляет собой!

Кажется в этом произведениии творческой мысли собраны все навороты и понты от виртуального интернет- моторостроения, о которых авторы упели прочитать в перерывах между запоями!

Будем наблюдать за дальнейшими ПИАР-вбросами ! Хорошо, что испытания они все таки проводят на земле. Может быть к концу этой эпопеи разработчики станут понимать, как же на самом деле должны выглядеть нормальные моторы.

4 ошибки в слове "ЕЩЕ"?

Ничего страшного, только продолжают происходить процессы, которые не позволяют нам получить настоящие авиационные поршневики, на которых можно безопасно и долго летать!
http://dumskaya.net/news/na-tairova-poyavilas-staya-delfinov-odesskiy-avi_-082799/
Выбор силовой установки для нового самолетика был неоригинальным для одесситов – как и сто лет назад, они отдали предпочтение надежному французскому мотору. Экономичный дизельный 230-сильный Safran, работающий на авиационном керосине, способен разогнать воздушную парту до максимальных 420 км в час, а на крейсерской скорости в 350 км/час он может пролететь свыше 1300 километров. Полет до Харькова или Полтавы займет не более двух часов, а малый расход топлива позволит без дозаправки вернуться в Одессу.
http://dumskaya.net/pics/a4/picturepicture_15192394539407171213025_41593.jpg
http://dumskaya.net/pics/a5/picturepicture_151923943583171921213021_12592.jpg
http://dumskaya.net/pics/a3/picturepicture_151923945325161297213023_61560.jpg
https://www.smaengines.com/our-product/sr305-230er
SMA develops and manufactures piston engines burning Jet fuels, purposely-designed for the general aviation market, for single and multi-engine aircraft.

SMA is currently making production of the SR305-230E, its 4-cylinder engine of 230 hp. A new 6-cylinder engine is under development with power over 300 hp.

SMA engines technology emphasizes reliability and robustness, with the same ease of operation as with turboprop models.

The current 230 hp version SR305-230E designed for the general aviation market, specifically for jet fuels aircraft, has been certified by EASA and FAA in 2011 The SR305-230E is intended for OEM's integration programs. It is designed for single or multi-engine application, and for professional as well as private use.

The SR305-230E offers the following advantages: use of jet fuels available around the world, fuel cost savings by over 30% compared to Avgas engines, optimized aircraft operation, and no lead exhaust.

Four cylinders
Certified ceiling : 20,000 ft
Critical altitude : 10,000 ft
Constant speed of propeller : 2,200 rpm

The SR305-230E has been selected by Cessna for the Turbo Skylane JT-A, as well as by Odessa aircraft plant (Ukraine) for the DELFIN aircraft.

In order to meet market needs, SMA is currently studying more powerful version of the current engine.

https://www.smaengines.com/sites/snecma_sma/files/fiche_sma_sr_305_engine_bat_0.pdf

CHARACTERISTICS
Power (SR305-230E) 227 hp
Critical altitude 10,000 ft
Certifi ed ceiling 20,000 ft
Displacement 5 liters (305 cu. Inch.)
Fuels Jet-A, Jet-A1, Russian TS-1, Chinese N° 3, JP-8
Brake S.F.C. 0.36 (lb/hr/hp)
Diesel oil Aeroshell
Engine speed 2,200 rpm
Weight 455 lb
TBO 2,400 hours

https://www.smaengines.com/sites/snecma_sma/files/ajaris/SAF2012_0010047.JPG
https://www.smaengines.com/sites/snecma_sma/files/ajaris/SAF2012_0010052-R.jpg
https://www.smaengines.com/our-product/sr460

SMA is currently developping a six-cylinder engine with power of over 300 hp, based on the same technology as the current 4-cylinder SR305- 230E.

The new engine will be for OEM's new programs of single or multi-engine aircraft, for professional or private applications.

https://www.smaengines.com/sites/snecma_sma/files/ajaris/SAF2015_0174128.jpg
https://safran-a.akamaihd.net/mm/flvmedia/5075/u/w/0/uw0jsw0o_i8f16r7t_h264_5565440K.mp4
От всех этих тарахтелок, пора отказываться, и процесс пошёл...
https://www.siemens.com/press/de/feature/2015/corporate/2015-03-electromotor.php?content[]=Corp
сафранова тарахтелка наилютейший трэш...
Шумит изрядно - виде как Дельфин летает над моей дачей.