Вертолетные двигатели прошли завершающий этап испытаний на обледенение

Произошло знаковое событие в нашем вертолетостроении. Фото с сайта www.rostec.ru

Успешное завершение нового этапа испытаний вертолетного двигателя ТВ7‑117В в последних числах июля 2019 года подтвердила госкорпорация «Ростех». Пресс‑центр Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) госкорпорации «Ростех» сообщил, что входящий в ее структуру санкт‑петербургский «ОДК‑Климов» провел испытания мотора ТВ7‑117В в условиях обледенения.

УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ

На больших высотах с понижением температуры воздуха и в условиях высокой влажности возможно образование ледяной пленки на поверхности воздушного судна, а также попадание кусков льда в двигатель, что влияет на возможность выполнения функциональных задач и безопасность полетов.

В соответствии с сертификационными требованиями проверка авиационной техники при непрерывном и перемежающемся обледенении является обязательной процедурой.

В ходе программы испытаний ТВ7‑117В, которые проводились в научно‑испытательном центре Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ), были созданы критические условия, имитирующие полет летательного аппарата при низких температурах с классическим обледенением.

ЦИАМ является научно‑исследовательской организацией, входящей в Научно‑исследовательский центр «Институт имени Н.Е. Жуковского», и осуществляет комплексные научные исследования и научное сопровождение разработок в области авиационного двигателестроения. На его стендах проходили испытания и осуществляли доводку до требуемых показателей все отечественные авиамоторы.

Изучение защищенности двигателя от обледенения и возникающих вследствие этого вибраций, падения тяги, а также исследование последствий от прямого попадания льда, птиц позволяет разрабатывать меры и предпринимать попытки противостоять стихийным природным явлениям и непредсказуемым событиям во время полета.

СТЕНДЫ ЦИАМа

С целью создания классического обледенения воздушных аппаратов стенды ЦИАМа оборудованы водораспылительными коллекторами, в которых имитируется естественное воздействие влаги на воздушное судно. Вода в кучевых и дождевых облаках находится в переохлажденном состоянии и имеет температуру ниже 0 °С, при соприкосновении с поверхностью летательного аппарата и двигателем она превращается в лед. В институте создана экспериментальная установка с морозильной камерой и генератором кристаллов – устройством для дробления льда, что позволяет рассматривать сложнейшую проблему – попадание в двигатель кусков льда. Кроме того, проводятся испытания крупным и шквальным градом, то есть ледяными шарами диаметром 25 и 50 мм. Для проверки защиты от птиц создана пневматическая пушка.

В начале текущего года на стенде ЦИАМа были успешно проведены испытания ТВ7‑117В по программе «Определение эффективности защиты двигателя от попадания птиц и града». Тестирование проводилось специальными последовательными выстрелами в область защитного экрана градом к оси двигателя со скоростью 83 м/с и предметами с массой 1, 85 кг, сопоставимой с массой птиц, к оси двигателя с такой же скоростью. А в июле 2019 года проведены исследования параметров эффективного функционирования двигателя ТВ7‑117В в условиях классического обледенения при температуре до минус 30 °С и на высотах до 4 тыс. м, в результате которых подтверждена работа силовой установки на всех эксплуатационных режимах с сохранением расчетных характеристик, заложенных конструкторами.

НОВЫЙ МОТОР

Год назад, в июле 2018 года, двигатель ТВ7‑117В получил сертификат Федерального агентства воздушного транспорта РФ № FATA‑01027E. Условия эксплуатации изделия в диапазоне температур на входе в двигатель от минус 60 °С до плюс 50 °С были определены соответствующим документом – Одобрением главного изменения, – выдаваемым держателю сертификата образца авиационной техники. В декабре 2018 года Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация) выдало официальное подтверждение расширения диапазона температур эксплуатации от минус 60 °С до плюс 50 °С. Испытания по температурному диапазону, подходящему для использования двигателя, проходили также в ЦИАМе, где моделировались предельные температуры.

Турбовальный двигатель ТВ7‑117В со свободной турбиной разработан и серийно выпускается АО «ОДК‑Климов», входит в ОДК «ГК «Ростех». Он обладает высокими летно‑техническими характеристиками: мощность на взлетном режиме – 2800 л.с. (при чрезвычайном режиме – 3750 л.с.), назначенный ресурс основных деталей по системе управления ресурсом составляет 2110 полетных циклов. Двигатель обеспечивает максимальную скорость полета – 320 км/ч, крейсерскую– 295 км/ч, дальность полета – 1300 км, и практический потолок – 5100 м.

В этом классе двигателей не существует аналогов по топливной экономичности и взлетной мощности. Конструкция и электронная система автоматического управления и контроля с полной ответственностью типа FADEC (Full Authority Digital Engine Control system) обеспечивает высокую мощность при низком расходе топлива и повышенную надежность полетов.

Мотор предназначен для установки на многоцелевые вертолеты максимальной взлетной массой 15‑18 т, к которым относятся Ми‑38 и его модификации.

Средние многоцелевые вертолеты типа Ми‑38 применяются для перевозки грузов и пассажиров, проведения поисково‑спасательных операций в широком диапазоне природных условий. Начало их разработки относится к 80‑м годам прошлого века, предполагалось, что новый вертолет заменит легендарный Ми‑8 с силовой установкой ТВ3‑117ВМ, летающий начиная с 1961 года и до наших дней. Его модификации закупаются как российскими, так и зарубежными эксплуатантами. Есть секрет Ми‑8, продлевающий его век, это двигатель ТВ3‑117, разработанный еще в советской стране конструкторским бюро «Климов», а производство его в те годы разместили в братской Украине. Ми‑8 и сегодня востребован, более 100 стран мира, то есть почти половина государств Земли, летает на этих винтокрылых машинах. Однако, по мнению экспертов, Ми‑38 из‑за увеличенной по сравнению с Ми‑8 грузоподъемностью до 5 тыс. кг, у Ми‑8 – 3 тыс. кг, имеет большие перспективы как для использования в военных целях, так и для других задач. Новый вертолет – универсал.

ПРОЕКТ МИ‑38

При этом Ми‑38 – это не просто Ми‑8, увеличенный в 1, 25 раза. 38‑й создается с учетом современных международных требований, обеспечивая пожаробезопасность топливной системы, большие иллюминаторы могут использоваться как аварийные выходы, а энергопоглащающие шасси способны обезопасить падение с высоты 15 м. Он имеет новые несущие винты, целиком изготовленные из композиционных материалов, и высокие летно‑технические характеристики. Профиль лопастей позволяет не только летать с большей скоростью, но и снизить уровень шума и вибрации.

Максимальная перегоночная дальность Ми‑38 – 1300 км, и это лидирующие показатели по сравнению с другими двигателями. У Ми‑8 она не превосходит 800 км, у Airbus Helicopters H225 – 1135 км. Управлять машиной может экипаж в составе одного, двух или трех человек.

А его двигатель ТВ7‑117В не уступает в мощности ни двигателям Pratt&Whitney, ни моторам Ми‑8.

Вертолет Ми‑38 до запуска в производство – а его серийное производство осуществляет Казанский вертолетный завод – прошел непростой путь. Он попал в перестроечный период и последовавший за ним развал Советского Союза, и все дальнейшие исторические изменения, коснувшиеся государства, затронули судьбу вертолета. В СССР заводы по выпуску винтокрылых машин работали в кооперации с заводами, производящими двигатели, и после распада Союза вертолетное производство осталось в России, а заводы, выпускавшие двигатели, – на территории Украины. Все это отодвинуло создание первого опытного образца Ми‑38, который, несмотря на все перипетии, все же поднялся в воздух в 2003 году. Версия Ми‑38‑1 была оснащена силовой установкой с двумя двигателями PW127XS канадской фирмы Pratt&Whitney, что значительно увеличило стоимость, и машина стала в несколько раз дороже Ми‑8. Ми‑38‑2, второй опытный образец, поднялся в воздух в 2010 году опять же на импортных двигателях. 29 ноября 2013 года состоялся полет третьего опытного образца, четвертый экспериментальный вариант полетел в 2014 году, и оба были оснащены двигателями ТВ7‑117В производства «ОДК‑Климов». Сейчас государственная программа «Вертолет Ми‑38» финансируется правительством РФ, головным разработчиком Ми‑38 определен холдинг «Вертолеты России», входящий в госкорпорацию «Ростех».

Министерство обороны России из‑за большого числа импортных комплектующих не включало в начале 2000‑х в свои планы приобретение этих машин, но курс страны, ориентированный на переход на комплектующие отечественного производства, изменил ситуацию.

НОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ

В настоящее время в интересах военного ведомства РФ предусматривается создание транспортно‑десантных, поисково‑спасательных и эвакуационно‑реанимационных вариантов. Планируется производство специализированных «арктических» вертолетов с возможным использованием их как постановщиков помех и для работы в составе арктической группировки войск.

Для МО РФ важны определенные характеристики машин, и холдинг «Вертолеты России» работает над уменьшением времени подготовки к вылету, изменением в сторону увеличения дальности применения вооружения, и даже корректируется конструкция. «В этой работе задействована большая кооперация холдингов «Ростеха», – сообщил директор «Вертолетов России» Андрей Богинский в ноябре прошлого года на выставке в Китае, где было продемонстрировано «первое висение борта Ми‑38, сделанного для военных».

Транспортно‑десантный вертолет Ми‑38Т, создаваемый по заданию Минобороны РФ, совершил первый полет 3 ноября 2018 года, сообщал ТАСС.

Такая версия вертолета имеет отличия по сравнению с базовым Ми‑38. Модификация Ми‑38Т собирается полностью из комплектующих российского производства, с топливной системой, защищенной от взрыва, дополнительными баками для повышения дальности полета, специальными средствами связи. Он имеет интегрированный цифровой пилотажно‑навигационный комплекс с индикацией на пяти ЖК‑дисплеях, что позволяет пилотировать вертолет даже одному летчику, и новейшие системы спутниковой связи, кроме того, созданы дополнительные опоры на шасси для посадки на мягкий грунт и снег. Вертолет оснащен новыми высокоэкономичными отечественными двигателями ТВ7‑117В с чрезвычайными режимами мощности от 2800 до 3750 л.с.

Двигатель ТВ7‑117В выполнен по модульному типу, и его ремонт возможен даже в полевых условиях.

В целом же создание нового вертолетного двигателя и успешное проведение его испытаний является знаковым событием в отечественном двигателе – и вертолетостроении.