Мощность новой модели роторно-поршневого двигателя (РПД) из композитных материалов, созданного российскими учеными, в два раза превышает мощность предыдущих подобных устройств. Двигатель позволит повысить грузоподъемность небольших летательных аппаратов - как беспилотных, так и управляемых. При этом установка таких РПД возможна на уже существующие летательные аппараты без значительного изменения их конструкции.

Ученые из Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова создали РПД на основе материалов нового поколения - интеркерамоматричных и металлокерамоматричных композитов. Работа велась в рамках совместного проекта с Фондом перспективных исследований.

Основным направлением исследований было создание односекционного экспериментального роторно-поршневого двигателя, на базе которого можно изготовить модельный ряд авиационных РПД мощностью от 100 до 400 л.с.

В результате проведения стендовых испытаний двигателя-демонстратора подтверждена работоспособность деталей и покрытий из керамических композитных материалов на основе карбонитрида титана и карбида кремния. Их применение в совокупности с качественной проработкой конструктивных решений позволило снизить удельный вес двигателя на 15-20 %, а также решить основную проблему роторно-поршневых двигателей, повысив ресурс уплотнений. Высокотемпературная керамика в камере сгорания двигателя позволила применить более бедные топливовоздушные смеси и за счет этого добиться низкого удельного расхода топлива. Система турбонаддува и электронная система управления двигателем позволили значительно улучшить удельные мощностные характеристики и расширить возможность применения двигателя на различных летательных аппаратах.

Интегрирование в систему шумоглушения картриджа из высокотемпературного пористого композитного материала на основе карбида кремния позволило снизить уровень шума.

При этом часть элементов системы турбонаддува была изготовлена с помощью технологий 3D-печати с применением отечественного сырья. Также практически с нуля разработана электронная система управления двигателем.

Однако мощность - не единственная важная характеристика двигателя. Одним из важных параметров является малый удельный расход топлива. По сообщению разработчиков, удельный расход топлива на созданном РПД не превышает 217 г на лошадиную силу в час (295 г на 1 кВт). И хотя он выше, чем у лучших современных поршневых двигателей такой же мощности, зато такой двигатель в два-три раза компактнее и имеет значительно меньший вес.

Пока разработчики планируют применять созданные небольшие РПД для легкой авиации - как беспилотников, так и управляемых аппаратов. Примененные технические решения позволят существенно повысить грузоподъемность летательных аппаратов, а также длительность нахождения их в воздухе. Важно, что установка таких двигателей возможна также на уже существующие машины без значительной модернизации конструкции и задействованных в работе самолета систем.

Повышение экономичности при одновременном увеличении ресурса - задачи следующего этапа испытаний. Также планируется проведение испытаний в термобарокамере высотно-климатического стенда с имитацией высоты полета до 10 000 метров. В дальнейшем модульная конструкция РПД позволит разработать модификации двигателя для применения в наземных и робототехнических изделиях.

Прошло уже достаточно много времени, когда опытный образец успешно прошел испытания по определению технических характеристик. Но когда он появится в серийном производстве и будет установлен на летательных аппаратах?...