Двигатель вертолета служит для вращения несущего винта. Если на вертолете имеется несколько несущих винтов, то они могут приводиться во вращение от одного общего двигателя или каждый от отдельного двигателя, но так, чтобы вращение винтов было строго синхронизировано.
Назначение двигателя на вертолете отличается от назначения двигателя на самолете, автожире, дирижабле, так как в первом случае он вращает несущий винт, посредством которого создает как тягу, так и подъемную силу, в остальных же случаях он вращает тянущий винт, создавая только тягу «ли силу реакции газовой струи (на реактивном самолете), также дающей только тягу.
Если на вертолете установлен поршневой двигатель, то в его конструкции должен быть учтен ряд особенностей, присущих вертолету.
Вертолет может летать при отсутствии поступательной скорости, т. е. висеть неподвижно относительно воздуха. В этом случае отсутствует обдув и охлаждение двигателя, водо-радиатора и маслорадиатора, в результате чего возможен перегрев двигателя и выход его из строя. Поэтому на вертолете целесообразней применять двигатель не водяного, а воздушного охлаждения, так как последний не нуждается в тяжелой и громоздкой системе жидкостного охлаждения, для которой на вертолете потребовались бы очень большие поверхности охлаждения.
Двигатель воздушного охлаждения, обычно устанавливаемый на вертолете в туннеле, должен иметь привод для вентилятора принудительного обдува, который обеспечивает охлаждение двигателя на режиме висения и при горизонтальном полете, когда скорость относительно невелика.
В этом же туннеле устанавливается маслорадиатор. Регулировка температуры двигателя и масла может осуществляться путем изменения величины входного или выходного отверстий туннеля при помощи подвижных заслонок, управляемых из кабины летчика вручную или автоматически.
Авиационный поршневой двигатель обычно имеет номинальное число оборотов порядка 2000 в минуту. Понятно, что полное число оборотов двигателя на винт передавать нельзя, так как при этом концевые скорости лопастей будут настолько велики, что вызовут возникновение скоростного срыва потока. Из этих соображений число М на концах лопастей должно быть не более 0,7-0,8. Кроме того, при больших центробежных силах несущий винт был бы тяжелой конструкции.
Подсчитаем, какова величина максимально допустимых оборотов несущего винта диаметром в 12 м, при которых число М концов лопастей не превышает 0,7 для высоты полета в 5000 м при скорости полета в 180 км/час,
Итак, двигатель для вертолета обязательно должен иметь редуктор с высокой степенью редукции.
На самолете двигатель всегда жестко соединен с винтом. Прочный, малого диаметра цельнометаллический винт легко выдерживает рывки, сопровождающие запуск поршневого двигателя, когда он резко набирает несколько сот оборотов. Винт вертолета, имеющий большой диаметр, далеко разнесенные от оси вращения массы п, следовательно, большой момент инерции, не рассчитан на резкие переменные нагрузки в плоскости вращения; при запуске может произойти повреждение лопастей от пусковых рывков.
Поэтому необходимо, чтобы в момент запуска несущий винт вертолета был отсоединен от двигателя, т. е. двигатель должен запускаться вхолостую, без нагрузки. Обычно это осуществляется введением в конструкцию двигателя фрикционной и кулачковой муфт.
Перед запуском двигателя муфты должны быть выключены, при этом вращение вала двигателя на несущий винт не передается.
Однако без нагрузки двигатель может развить очень большие обороты (дать раскрутку), которые вызовут его разрушение. Поэтому при запуске до включения муфт нельзя полностью открывать дроссельную заслонку карбюратора двигателя и превышать установленное число оборотов.
Когда двигатель уже запущен, необходимо соединить его с несущим винтом посредством фрикционной муфты.
В качестве фрикционной муфты может служить гидравлическая муфта, состоящая из нескольких металлических дисков, покрытых материалом, обладающим высоким коэффициентом трения. Часть дисков соединена с валом редуктора двигателя, а промежуточные диски соединены с приводом главного вала к несущему винту. До тех пор, пока диски не сжаты, они свободно проворачиваются относительно друг друга. Сжатие дисков осуществляется поршнем. Подача масла с высоким давлением под поршень заставляет поршень передвигаться и постепенно сжимать диски. При этом крутящий момент от двигателя передается на винт постепенно, плавно раскручивая винт.
Счетчики оборотов, установленные в кабине, показывают числа оборотов двигателя и винта. Когда обороты двигателя и винта равны, это означает, что диски гидравлической муфты плотно прижаты друг к другу и можно считать, что муфта соединена по типу жесткого сцепления. В этот момент может быть плавно (без рывков) включена кулачковая муфта.
Наконец, для обеспечения возможности самовращения, несущего винта надо, чтобы винт автоматически отключался от двигателя. До тех пор, пока двигатель работает и вращает винт, кулачковая муфта находится в зацеплении. При отказе же двигателя его обороты быстро уменьшаются, но несущий винт некоторое время по инерции продолжает вращение с тем же числом оборотов; в этот момент кулачковая муфта выходит из зацепления.
Несущий винт, отсоединенный от двигателя, может продолжать затем вращение на режиме самовращения.
Полет на режиме самовращения с учебными целями производится при выключенном двигателе или при работающем двигателе, в последнем случае обороты его уменьшаются настолько, чтобы винт (с учетом редукции) делал большее число оборотов, чем коленчатый вал двигателя.
После посадки вертолета обороты двигателя сначала уменьшаются, выключается муфта сцепления, а затем останавливается двигатель. При стоянке вертолета винт всегда должен быть заторможен, иначе он может начать вращаться от порывов ветра.
Мощность двигателя вертолета расходуется на преодоление сопротивления вращения несущего винта, на вращение рулевого винта (6-8%), на вращение вентилятора (4-6%) и на преодоление потерь в трансмиссии (5-7%).
Таким образом, несущий винт использует не всю мощность двигателя, а только часть ее. Использование винтом мощности двигателя учитывается коэффициентом, который показывает, какую часть мощности двигателя использует несущий винт. Чем выше этот коэффициент, тем более совершенна конструкция вертолета. Обычно = 0,8, т. е. винт использует 80 % мощности двигателя:
Мощность поршневого двигателя зависит от весового заряда воздуха, всасываемого в цилиндры, или от плотности окружающего воздуха. В связи с тем, что с поднятием на высоту плотность окружающего воздуха уменьшается, постоянно падает также мощность двигателя. Такой двигатель носит название невысотного. С поднятием на высоту 5000-6000 м мощность такого двигателя уменьшается примерно вдвое.
Для того чтобы до определенной высоты мощность двигателя не только падала, а даже увеличивалась, на магистрали всасывания воздуха в двигатель ставят нагнетатель, повышающий плотность всасываемого воздуха. За счет нагнетателя мощность двигателя до определенной высоты, называемой расчетной, возрастает, а затем падает так же, как у невысотного.
Нагнетатель приводится во вращение от коленчатого зала двигателя. Если в передаче от коленчатого вала к нагнетателю имеются две скорости, причем при включении второй скорости увеличиваются обороты нагнетателя, то с поднятием на высоту можно дважды обеспечивать повышение мощности. Такой двигатель имеет уже две расчетные высоты.
На вертолетах, как правило, устанавливаются двигатели с нагнетателями.
Для тех, кто интересуется моторами в целом и их авиационными моделями в частности, турбовальный двигатель в первую очередь ассоциируется с вертолетами, недаром их называют «вертолетными ГТД». Именно здесь ТВаД нашли наибольшее применение и уже не один десяток лет с успехом используются. Но вертолеты – не предел их возможностей, многие другие отрасли машино- и судостроения взяли на вооружение этот тип двигателей, но обо всем по порядку.
Итак, турбовальный двигатель принадлежит славному семейству газотурбинных двигателей (ГТД) наравне с турбореактивными (ТРД) и турбовинтовыми (ТВД). ГТД представляет собой тепловую машину, в упрощенной схеме состоящую из компрессора и турбины, работающей за счет сжигания топлива в камере сгорания. Наиболее простой его разновидностью является турбореактивный двигатель, в котором энергия от сжигания топлива идет только на вращение компрессора через турбину, а излишек энергии выходит через сопло в виде газов под высоким давлением, образуя реактивную тягу. Но эта энергия может не только «вылетать в трубу», но и выполнять полезную работу, вращая воздушный винт (турбовинтовой двигатель) или вал (турбовальный двигатель). Это и является принципиальной разницей между всеми вышеотмеченными видами моторов семейства ГТД – способ использования свободной энергии.
Устройство и принцип работы двигателя
Строение турбовального двигателя в общих чертах напоминает строение ТРД. Основными составляющими являются комрессор, турбина, камера сгорания и вал. В отличие от других газотурбинных двигателей ТВаД совсем не имеет реактивной тяги – вся свободная энергия расходуется на вращение вала, поэтому и сопла, как такового, у него нет, а есть только каналы (своеобразные выхлопные трубы), по которым отводятся отработанные газы. Еще одна особенность ТВаД – наличие не одной, а двух турбин, не связанных между собой механически. Одна турбина приводит в движение компрессор, а вторая – рабочий вал. Между собой они связаны газодинамически. Некоторые модели турбовинтовых двигателей также имеют схожую конструкцию, но не обязательно. В случае с ТВаД турбин всегда две.
Две основные схемы устройства ТВаД с описание расположенных механизмов. Картинки кликабельны.
 |
Принцип работы турбовального двигателя тоже не сильно отличается от ТРД или ТВД. Компрессор, приводимый в движение турбиной, нагнетает воздух в камеру сгорания, где он перемешивается с впрыснутым через форсунки топливом. Топливный заряд воспламеняется и сгорает, в результате чего образуются газы с большим запасом энергии. Расширяясь, они вращают турбины, приводя в движение компрессор и вал, а отработанные газы выводятся наружу.
Компрессор турбовального двигателя имеет несколько ступеней и может быть центробежным, осевым или комбинированным. Комбинированные компрессоры сочетают в себе и центробежные, и осевые ступени.
Обязательным конструктивным элементом ТВаД, как, впрочем, и турбовинтового двигателя, является редуктор, установленный между турбиной и валом. Сама турбина вращается с угловой скоростью, достигающей 20 000 об/мин. Понятно, что винт, закрепленный на валу и создающий тягу, не сможет работать при такой скорости и выполнять свои функции, ведь тогда ему придется вращаться со сверхзвуковой скоростью. Редуктор, установленный перед валом, понижает обороты и увеличивает крутящий момент, так что скорость вращения лопастей винта вертолета значительно меньше скорости вращения турбины.
Если турбовинтовые двигатели, которые используются на самолетах, должны иметь компактные размеры, а вал турбины и вал винта у них устанавливаются параллельно в одном корпусе, то к габаритам турбовальных двигателей таких жестких требований нет. Рабочий вал у них может находиться впереди турбины или за ней, в одном корпусе с ней или отдельно. Это объясняется тем, что мотор спрятан в конструкции кабины, где его можно расположить в любом удобном положении. Различают цельные моторы и модульные, состоящие из отдельных модулей, связанных между собой механически. Часто в одном модуле расположены компрессор и турбины, а в другом – рабочий вал, связанный с валом турбины редуктором.
Легкий американский вертолет AH-6j Little Bird
Применение
Нашел себе применение турбовальный двигатель и на земле. Правильнее даже говорить, что именно на земле он изначально и использовался, и только после появления авиации, как таковой, «переселился» на небо. Его можно встретить и на транспорте, и на различных магистральных станциях, где он обычно используется, как альтернатива дизельного двигателя. В сравнении с дизелем ТВД более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера.
В промышленности и народном хозяйства
ТВаД успешно используется в качестве нагнетателя природного газа на газоперекачивающих станциях. Его нередко можно увидеть на крупных газовых магистралях. Одна из последних разработок газовая турбина T16, мощностью 16 МВт. Короткое видео с применением турбовального двигателя в электроэнергетики.
Основные показатели:
- 16,5 МВт - мощность на валу.
- 37% - КПД, механический привод.
- 36% - КПД, электрический (простой цикл).
- 80% - КПД, комбинированное производство электроэнергии и тепла
- 200 000 часов - полный жизненный цикл
- выбросы NOx - не более 25 ppm.
Турбовальные двигатели используются в мобильных электростанциях для привода генератора. Электростанции с данным двигателем занимают меньший объем, аналогичной электростанции с традиционными двигателями.
В транспортной сфере
Несмотря на то, что в большинстве случаев турбовальные двигатели описываются, как силовые установки вертолетов, их применение не ограничено только ими. Частенько ТВаД играет роль не основного движителя, а вспомогательной установки. Такими установками обычно оснащаются самолеты, а используются они для питания энергией основных систем судна при его наземном обслуживании. То есть, когда самолет находится на земле, не обязательно запускать его основные моторы для получения электричества или создания давления в гидросистемах, для этого достаточно запуска такой небольшой установки. Также ТВаД используется в качестве пускового агрегата, который проворачивает ротор турбины при запуске. В этом случае он имеет название турбостартер.
Вид железнодорожного транспорта, на который устанавливается ТВаД, носит название газотурбовоз. Принцип его работы заключается в том, что турбовальный двигатель вращает вал генератора, вырабатывающего электрический ток. Ток поступает на электромоторы, которые, по сути, и являются основной силовой установкой. История газотурбовозов началась в 60-е годы, когда были сконструированы первые опытные образцы, правда, потом они уступили место более известным сейчас электровозам. Вместе с тем с 2007 года возобновились работы по созданию газотурбовозов, и даже был создан пробный экземпляр, работающий на сжиженном газе. Его испытания прошли успешно, так что в скором будущем, возможно, он будет выпускаться серийно.
Не обошли стороной ТВаД и создатели военной наземной техники. Некоторые танки, в том числе и отечественный Т-80 и американский М1 Abrams, оснащены ТВаД. Короткое видео разработки, внедрения и применения турбовального двигателя на танке.
Турбовальные двигатели также используются и на водном транспорте, называемом газотурбоходами. К ним относятся суда на воздушной подушке или на подводных крыльях. Наиболее известным отечественным газотурбоходом является военное судно «Зубр» — наиболее крупный десантный корабль на воздушной подушке. Этот гигант известен далеко за пределами России и является мировым рекордсменом среди суден на воздушной подушке по своим габаритам. А вот с отечественными пассажирскими газотурбоходами как-то не сложилось. Судно «Циклон», сконструированное в 80-хх годах, не пережило перестройки и со временем забылось, а новые пассажирские суда, оснащенные ТВаД пока не появились.
Танк Т-80 с газотурбинным двигателем
Десантное судно «Зубр»
Преимущества и недостатки
Основным преимуществом турбовального двигателя является то, что по сравнения с поршневыми двигателями он более легкий по весу, менее шумный и более мощный, если брать двигатели одного размера. Вся суть турбовального двигателя и заключается, чтоб максимально использовать энергию сгорающего топлива, по сравнению с поршневыми двигателями это реализуется лучшим образом. Тем самым в одном килограмме двигателя можно реализовать конструкцию, более мощную своих цилиндрических сородичей, которая с каждого килограмма топлива будет забирать тепловую энергию и преобразовывать ее в механическую.
Есть у турбовального двигателя и недостатки. Первый из них – сравнительно большой расход топлива и, соответственно, низкий КПД, несмотря на высокие показатели мощности. Именно этот недостаток объясняет его ограниченное применение на наземном транспорте, где его можно заменить более эффективными силовыми установками. Второй недостаток – чувствительность к загрязнениям. Компрессор, втягивая воздух в камеру сгорания, заодно всасывает и пыль, и посторонние предметы, что сказывается на качестве работы двигателя и на его исправность в целом. На высоких оборотах даже незначительные твердые частички могут повредить лопасти турбины. Поэтому ТВаД нуждается в надежной системе тщательной очистки воздуха, а расходы на нее далеко не всегда оправданы – в большинстве случаев намного проще и дешевле использовать традиционный дизель. Это еще одна причина, по которой эти двигатели в основном используются в воздухе: там и грязи меньше, и птицы летают ниже высоты полета, так что нормальной работе компрессора и турбины ничего не мешает. Зато масса ТВаД намного меньше любого поршневого двигателя, а это в авиации немаловажно.
Турбовальные двигатели – это действительно в первую очередь «сердца» вертолетов, а уж потом все остальное. Именно эти стальные «стрекозы» дают возможность оценить основные преимущества ТВаД, ну а недостатки в этом случае совсем незначительны.
Будущее российской авиации без Мотор Сич оказалось не так печально как прогнозировала Украина.
Московское Машиностроительное Предприятие им. В.В. Чернышева приступила к серийному производству новых двигателей ТВ7-117В , разработанных АО «Климов» для вертолетов Ми-38. Турбовинтовые модификации могут применяться также на региональном самолете Ил-114 и легком военно-транспортном самолете Ил-112В. Появление этих двигателей позволит провести полное импортозамещение продукции в стратегически важном для безопасности государства военном сегменте.
В России нашли замену украинским авиадвигателям >>
По показателям экономичности, ресурсов, надежности базовый двигатель стоит в ряду лучших мировых образцов данного класса. Всего до 2020 года планируется изготовить не менее двухсот различных модификаций для вертолетов и самолетов.
До этого двигатели для наших гражданских и боевых машин производились только украинским предприятием «Мотор-Сич ». Вот только некоторые заголовки украинских СМИ на эту тему:
«Россия зависит от Украины в производстве вертолётов, двигателей для вертолётов и другой техники от Мотор Сич »
«Роль Мотор Сич в оборонной промышленности (производстве) Российской Федерации »
«Будущее российской авиации без Мотор Сич печально »
«Российское авиадвигателестроение явно пребывает в тяжком кризисе »
Выдержка из статьи размещенной на одном из украинских порталов:
«Российское авиадвигателестроение явно пребывает в тяжком кризисе: за все постсоветские годы там так и не создано, по сути, ничего нового. За все эти годы в России не появилось и ни одного нового завода, производящего новую продукцию для авиации, ни одного нового КБ, да и вообще ни один проект в этой сфере не доведен до серийного производства. И без украинских авиастроительных предприятий российский авиапром неспособен выйти из этого тупика. Не случайно даже в самый разгар событий на Майдане прошло сообщение, что "Ивченко-Прогресс" получил из России техническое задание: создать более мощный авиадвигатель, чем АИ-222-25 * , которым оснащается учебно-боевой самолет Як-130 . Начать испытания нового двигателя в Запорожье планируют уже в следующем году.
Более того, 18 марта 2014 года, в день аннексии Крыма, было объявлено о подписании соглашения о сотрудничестве между "Мотор Сич", "Ивченко-Прогресс" и ОДК, в рамках которого планируют организовать в Москве некий Международный инженерный центр, с филиалом в Запорожье, который займется разработкой перспективных авиадвигателей, в том числе для истребителей пятого поколения».
Двигатель ТВ3-117 – разработка еще советская, ленинградского ОКБ имени В. Я. Климова, но приказом министра авиационной промышленности Петра Дементьева от 9 сентября 1970 года серийным производителем двигателя был определен Запорожский моторостроительный завод. Там в 1972 году и изготовили лидерную партию из 60 двигателей ТВ3-117 "нулевой серии" для транспортно-боевых вертолетов Ми-24А.
Свыше 40 лет, именно там его и делали, непрестанно модернизируя и совершенствуя – ныне в производстве уже 15-я или 17-я его модификация. Именно различными модификациями этой силовой установки и оснащено 95 процентов вертолетов ОКБ Миля и Камова – боевые, военно-транспортные, транспортные: все вариации многоцелевых Ми-8/Ми-14/Ми-17/Ми-171, ударных Ми-24/Ми-35, Ми-28, Ка-50, Ка-52 , корабельные Ка-27, Ка-29 и Ка-31, транспортные Ка-32.
"Мотор Сич" также был и основным производителем двигателей и для ряда самолетов, эксплуатирующихся российскими военными и гражданскими авиаторами. В частности, для самолетов радиоэлектронной разведки и радиоэлектронной борьбы Ил-18/Ил-20, противолодочных Ил-38, военно-транспортных Ан-8, Ан-12, Ан-24, Ан-26, Ан-32, а также самолетов-амфибий Бе-200 и все еще состоящего на вооружении самолета морской авиации Бе-12, самолета аэрофоторазведки Ан-30.
По состоянию на 2013 год «Мотор Сич» поставлял в Россию двигатели для Ми-8 (Ми-17), Ми-26, Ми-28Н, Ка-31, Ми-35, Ка-32А11ВС. Причем поставлялись не только готовые двигатели, но и комплекты для дальнейшей сборки двигателей типа ВК-2500 и ТВ3-117 различных модификаций, а также Д-136. Поставлялись и двигатели для ремонта самолетов Ан-72, Ан-74, Ан-124 и выпуска новых Ан-140, Ан-148, ЯК-130. Отдельно стоит отметить поставки вертолетных двигателей для парка российского производства в Китай и другие страны-эксплуатанты. Благодаря столь устойчивому рынку «Мотор Сич» до 2014 года входил в пятерку крупнейших машиностроительных предприятий Украины.
Украине как никогда нужна Россия >>
Теперь двигатели ТВ7-117В производятся из полностью освоенных в России деталей, узлов и комплектующих . Особенность разработки двигателей семейства ТВ7-117В заключается в обеспечении безопасности полета вертолета при экстремальных ситуациях путем введения чрезвычайных режимов мощностью 2800-3750 л.с. На двигателе установлена новая цифровая электронная система управления и контроля типа FADEC, созданная на базе единого блока автоматического регулирования и контроля.
Двигатель разрабатывается в 2-ух вариантах:
с выводом вала отбора мощности вперед - двигатель ТВ7-117В(ВМ) для вертолета Ми-38 и его модификаций;
с выводом вала отбора мощности назад - двигатель ТВ7-117ВК для модернизации вертолетов Ми-28, Ка-50/Ка-52.
До 2020 года планируется выпустить более двухсот двигателей семейства ТВ7-117В в турбовальных и турбовинтовых модификациях.
Магистральный самолет 21 века >>
Ми-38 станет заменой самому массовому семейству вертолетов Ми-8/171. Машина займет нишу между предшественниками и более тяжелыми вертолетами семейства Ми-26. Ил-112 и Ил-114 подменят собой «антоновские» машины Ан-24 и Ан-26 на региональных авиалиниях и в МО России. Это основные перевозчики пассажиров и грузов в отдаленных регионах, где еще до сих пор используются грунтовые взлетно-посадочные полосы. Логично, что первым заказчиком нового Ми-38 выступило Минобороны. В рамках недавней выставки HeliRussia-2016 холдинг «Вертолеты России» и Минобороны согласовали сроки и объемы поставок новых машин.
Ранее разрабатывалась модификация Ми-38 с двигателем Pratt & Whitney Canada PW127TS. В ОДК предпочли не комментировать возможность использования двигателей Pratt & Whitney в дальнейшем, например, для экспортных контрактов. Разработчик уверяет, что ТВ7-117В получился лучше PW127T/S практически по всем параметрам: у него более высокие мощности на режимах, лучшие показатели массового совершенства и топливной экономичности. Однако пока двигатель сертифицирован на межремонтный ресурс только в сто часов работы. И этот показатель ОДК предстоит увеличить в ближайшее время в рамках открытой опытно-конструкторской работы. Контракт с Минобороны - это одна из возможностей довести двигатель до требуемых эксплуатационных характеристик.
- один из самых автоматизированных гражданских вертолетов в мире: пилотажно-навигационный комплекс позволяет выполнять в автоматическом режиме полет по маршруту, посадку, висение и стабилизацию на любом режиме полета, а установленный на машине интегрированный комплекс бортового оборудования ИБКО-38 обеспечивает экипаж информацией в объеме и качестве, поддерживающими высокий уровень безопасности выполнения полетов. Кроме того, как отмечалось, двигатель ТВ7-117В может работать в любых климатических условиях - как в тропиках, так и в Арктике, для которой не надо создавать специализированную модель вертолета. Это обеспечивает Ми-38, как и его предшественнику Ми-8/171, огромный экспортный потенциал.
Успешно проведена замена и украинскому двигателю ТВ3-117 , обеспечена поставка на производство полностью российского турбовального двигателя ВК-2500 для вертолетов типа «Ми» и «Ка».
ВК-2500 представляет собой версию турбовального двигателя ТВ3-117ВМА. Авиадвигатели семейства ТВ3-117 были разработаны в 1965-1972 годах в ОКБ им. Климова. Серийно выпускались с 1972 года на ЗПОМ «Моторостроитель», ныне «Мотор Сич», в городе Запорожье. С момента создания было выпущено более 25 000 двигателей ТВ3-117 различных модификаций. Это один из самых надежных авиационных двигателей в мире.
Новая версия двигателя ВК-2500В была разработана компанией «Климов» в 2011 году. Благодаря улучшенным характеристикам этой модификации потолок вертолета возрастает на 30%, скороподъемность – на 50%, грузоподъемность – на 2 тонны. Одновременно с этим увеличивается скорость и улучшается маневренность вертолета. Эти качества обеспечивают вертолетам новые возможности при эксплуатации в высокогорных районах и местности с жарким климатом. Кроме того, двигатель ВК-2500 существенно повышает безопасность полетов. Он имеет чрезвычайный режим мощности – 2700 л.с., используемый при отказе одного из двигателей. Двигатель ВК-2500 может устанавливаться на вертолеты Ми8/Ми-17, Ми-24 (Ми-35), Ка-52, Ми-28Н.
ВК-2500 - дальнейшее развитие ТВ3-117 , в сравнении с которым это более современный, более технологичный двигатель. Преимуществами ВК- 2500 являются высокая топливная экономичность, повышенные мощностные характеристики, применение современной системы автоматического управления. С целью организации производства в России ВК-2500 на территории АО «Климов» под Санкт-Петербургом завершено строительство нового конструкторско-производственного комплекса.
Двигатель ВК-2500ПС является модификацией ВК-2500 , с использованием современной отечественной системы управления типа FADEC, которая обеспечивает более высокие эксплуатационные характеристики двигателя, включая противопомпажную систему. Двигатель создается в двух версиях - гражданской ВК-2500ПС и военной ВК-2500П. Основным отличием ВК-2500П от базового ВК-2500 является модернизированная система автоматического управления (САУ), которая снижает трудоемкость технического обслуживания, повышает безопасность полетов и улучшает технические характеристики силовой установки. Мощность двигателя на чрезвычайном режиме повышена с 2 700 до 2 800 л.с, на взлетном режиме – с 2 400 до 2 500 л.с. Ресурс до первого капитального ремонта увеличен с 2 000 до 3 000 час/циклов.
Опытно-конструкторские работы по ВК-2500ПС продолжаются, в настоящее время проводится комплекс работ по получению сертификата типа.
ВК-2500М - абсолютно новый двигатель в классе мощности ВК-2500 . Его предполагается применить в силовой установке перспективной вертолетной техники. Масса ВК-2500М будет существенно меньше при сохранении взаимозаменяемости с двигателем ВК-2500.Общее число деталей сократится, при этом они будут изготовлены из новых авиаматериалов. ОДК уже испытаны отдельные узлы двигателя ВК-2500М, которые подтвердили заявленные параметры.
Двигатель ВК-2500-03 , разработанный для вертолета Ми-171, за счет применения жаростойких материалов и конструктивных усовершенствований обеспечивает большую (по сравнению с двигателем ТВ3-117ВМ сер. 02) мощность на всех режимах и высотах полета. Внедрение цифровой системы автоматического регулирования и контроля двигателя БАРК-78 позволяет повысить точность управления двигателем, усилить контроль работы на всех режимах, а также упрощает его эксплуатацию. Применение двигателей ВК-2500-03 на вертолетах Ми-171 обеспечивает повышение грузоподъемности, статического и динамического потолка полета.
Кроме того, большая доступная мощность двигателя на чрезвычайном режиме полета обеспечивает повышенную безопасность полета на одном работающем двигателе. Внедрение на сертифицированный вертолет Ми-171 модели ВК-2500-03 осуществлялось с учетом высокой потребности эксплуатантов и потенциальных заказчиков вертолетной техники в расширении диапазона эксплуатации вертолета.
Российский флот обойдется без Украины >>
Россия полностью обеспечит потребности отечественной вертолетной техники внутренним производством двигателей ВК-2500 к 2019 году. Серийный выпуск двигателей уже налажен в компании «Климов. В 2015 году «Климов» произвел установочную партию в 10 единиц. В прошлом году предприятие выпустило из комплектующих российского производства 60 двигателей ВК-2500. На сегодняшний день Россия полностью обеспечивает собственные военные заказы внутренним производством двигателей ВК-2500 . Для выпуска гражданской вертолетной техники и иностранных заказчиков пока используются украинские машинокомплекты. Полное замещение украинского импорта по двигателям ВК-2500 запланировано на 2019 год. На 2017 год план 130 (двигателей ВК-2500), а к 2019 году полный отказ от вертолетных двигателей из Украины.
Для замены украинского Д-136 на тяжелом вертолете Ми-26 будет создан новый двигатель ПД-12В. Успешная реализация проекта создания базового двигателя ПД-14 для оснащения им пассажирского самолета МС-21- 300 дает возможность создать на основе его газогенератора целое семейство двигателей тягой от 9 до 18 т. ОДК на базе газогенератора ПД-14 готова разработать турбовальный двигатель ПД-12В для вертолета Ми-26. Он станет самым мощным турбовальным двигателем в мире. Речь идет о разработке двигателя на новой технологической базе, с новыми материалами, с улучшенными удельными характеристиками, в том числе мощностными. ОДК ожидает объявления конкурса на ремоторизацию Ми-26 с помощью двигателя российского производства - ПД-12В.
Модернизация Ми- 26 путем установки на него ПД-12В обеспечит увеличение транспортной производительности воздушного судна и снизит стоимость эксплуатации. Следует отметить, что создание газогенератора двигателя ПД-12В имеет низкие технические риски, поскольку в основе проектирования лежит большой научно-технический задел, сформированный при реализации проекта ПД-14, который сейчас активно проходит испытания; наработаны определенные материалы, все это сократит время работ по ПД-12В.
Современный автоматизированный цифровой стенд для проведения приемо-сдаточных испытаний прошедших ремонт вертолетных двигателей создан на АО «218 авиационный ремонтный завод» (218 АРЗ), расположенном в Гатчине.
В настоящее время новый стенд вводится в эксплуатацию и проходит его аттестация. Разработка позволяет быстрее и эффективнее осуществлять приемо-сдаточные испытания двигателей семейства ТВ3-117/ВК-2500, предназначенных для большинства вертолетов типа «Ми» и «Ка».
Стенд является стратегически важным для предприятия и для отрасли в целом объектом. Он выполнен на самом высоком техническом уровне и соответствует требованиям современных мировых образцов. Испытательный стенд полностью автоматизирован, после проведения незначительных доработок в системе автоматизированного управления технологическим процессом у 218 АРЗ появится возможность проводить приемо-сдаточные испытания поставленных ОДК на производство в России в рамках программы импортозамещения вертолетных двигателей ВК-2500, при этом затраты на доработку стенда будут минимальными.
Гатчинское 218 АРЗ является одним из старейших авиационных ремонтных предприятий России, в настоящее время завод выполняет капремонт вертолетных двигателей семейства ТВ3-117 всех модификаций и ТВ2-117А (АГ), двигателей Р95Ш и Р195 для самолетов-штурмовиков типа Су-25; Д-30Ф6 для истребителя-перехватчика МиГ-31. Кроме того, завод проводит капремонт агрегатов топливорегулирующей аппаратуры и электроавтоматики авиадвигателей. Предприятие предлагает полный спектр услуг по ремонту двигателей для нужд государственной авиации и гражданских авиакомпаний нашей страны, а также для иностранных заказчиков.
* НПЦ газотурбостроения «Салют» успешно завершил летом 2017 года ресурсные испытания двухконтурного турбореактивного двигателя АИ‑222‑25 , которым оснащаются российские учебно-боевые самолеты Як‑130. Теперь изготовленным «Салютом» двигателям устанавливается межремонтный ресурс в 1500 часов, назначенный – 3000 часов.
В 2015 г. ОДК завершила мероприятия по импортозамещению деталей и узлов двигателя АИ‑222‑25. В настоящее время он изготавливается «Салютом» полностью из отечественных комплектующих, производимых на головной московской площадке предприятия и в омском филиале «ОМО им. П.И. Баранова» (ранее примерно половина комплектующих для сборки АИ‑222‑25 на «Салюте» поставлялась с Украины). До завершения испытаний АИ‑222‑25 обладал межремонтным ресурсом в 600 часов и назначенным – 1200 часов. Работы по увеличению ресурса проводились на двигателе АИ‑222‑25 №001С – первом, полностью изготовленном на «Салюте» без использования зарубежных компонентов.
Успешные испытания, результатом которых стало значительное увеличение ресурса двигателя, стали знаковым этапом в реализации программы АИ‑222‑25. В 2016 г. «Салют» полностью выполнил свои обязательства по поставке новых двигателей АИ‑222‑25 МО РФ и ремонту силовых установок, находящихся в эксплуатации. Одновременно с повышение ресурса на «Салюте» разработаны и апробированы методики модульного ремонта АИ‑222‑25, предусматривающие возможность модульной замены поврежденных узлов в эксплуатации. Это позволяет проводить локальный восстановительный ремонт и замену составных узлов двигателя непосредственно в условиях эксплуатации. ОДК готова организовывать модульный ремонт двигателей АИ‑222‑25 на мощностях эксплуатанта, а также обучение его специалистов методикам модульного ремонта, при условии обеспечения эксплуатирующих организаций необходимой инфраструктурой.
Разработчик: «Авиадвигатель»
Изготовитель: ПМЗ
Год освоения: 1959
Применение: Ми-6, Ми-10К
Ремонт: ПМЗ, ГАРЗ
ТВаД мощностью 5500 л.с. с осевым 9-ступенчатым компрессором, трубчато-кольцевой КС, одноступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором Р-7. Разработан на базе газогенератора ТРДД Д-20П в 1958 г. для вертолета Ми-6. Первый в СССР серийный вертолетный газотурбинный двигатель. Проходил летные испытания на опытном Ми-6 с 1959 г., в том же году внедрен в серию. Принят на вооружение в составе Ми-6 с 1963 г., с того же года эксплуатировался в гражданской авиации на Ми-6. Двигатели Д-25В сер. 1 имели 8-ступенчатый компрессор, на Д-25В сер. 2 добавлена еще одна ступень. С 1960 г. устанавливался также на Ми-10, с 1965 г. – на Ми-10К. Для опытного вертолета поперечной схемы В-12 (Ми-12) разработана форсированная модификация Д-25ВФ мощностью 6500 л.с. с 10-ступенчатым компрессором, работающая совместно с редуктором Р-12. Два В-12 с четырьмя Д-25ВФ проходили испытания в 1967-1974 гг. В настоящее время эксплуатация двигателей Д-25В продолжается на вертолетах Ми-10К, полеты Ми-6 в России прекращены.
ГТД-3
Разработчик: ОМКБ
Изготовитель: ОМО им. Баранова
Год освоения: 1964
Применение: Ка-25
Ремонт: ОМО им. Баранова
ТВаД мощностью 900 л.с. с семиступенчатым осецентробежным компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой турбиной. Работает совместно с редуктором РВ-3. Разработан в 1960 г. для вертолета Ка-25. Летные испытания на нем проходил с 1961 г. Выпускался серийно с 1964 г., принят на вооружение в составе Ка-25 в 1972 г. Серийные Ка-25 оснащались двумя двигателями ГТД-3Ф мощностью 900 л.с., позднее – двумя ГТД-3М мощностью 1000 л.с. К настоящему времени в России вертолеты Ка-25 с вооружения сняты, однако их эксплуатация продолжается в Индии.
ГТД-350
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: PZL Жешув (Польша)
Год освоения: 1964
Применение: Ми-2
Ремонт: УЗ1А, 406 АРЗ, «Авиакон»
Малоразмерный ТВаД мощностью 400 л.с. с осецентробежным компрессором (семь осевых ступеней и одна центробежная), кольцевой КС, одноступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором ВР-2. Разрабатывался для вертолета Ми-2 с 1959 г. Летные испытания на Ми-2 проходил с 1961 г. ГИ прошел в 1963 г., серийное производство по советской лицензии в 1964 г. передано в Польшу. Эксплуатируется на серийных Ми-2 с 1965 г. В дальнейшем в Польше для модернизированного вертолета Ми-2М создана форсированная модификация ГТД-350П (1974 г., 450 л.с.). На Заводе им. Климова для проектов вертолетов Ми-2М, В-20 и Ми-20 на базе ГТД-350 разрабатывался модифицированный двигатель ГТД-550 мощностью 550 л.с., а на его базе – проекты ТВД ГТД-550ВС для самолета Ан-14М и ГТД-550С для Бе-30. Реализованы не были. Всего выпущено около 11 000 двигателей ГТД-350. В настоящее время они эксплуатируются по всему миру на вертолетах Ми-2.
Основные данные вертолетных турбовальных двигателей разработки до 1980 г.
| Д-25В | ГТД-3Ф | ГТД-350 | ТВ2-117А | ТВ3-117ВМА | Д-136 | |
| Мощность (ВЗЛ), л.с | 5500 | 900 | 400 | 1500 | 2200 | 11 400 |
| C уд (ВЗЛ), кг/л.с. ч | 0,278 | 0,30 | 0,365 | 0,265 | 0,230 | 0,198 |
| Т г, К | 1240 | 1143 | 1243 | 1150 | 1250 | 1516 |
| π к | 5,6 | 6,5 | 6 | 6,6 | 9,45 | 18,4 |
| G в, кг/с | 26,2 | 4,5 | 2,19 | 8,5 | 8,75 | 36 |
| D, мм | 572 | ... | 522 | 547 | 650 | 1124 |
| L, мм | 2737 | 2295 | 1350 | 2835 | 2055 | 3715 |
| G сух, кг | 1200 | 240 | 135 | 330 | 285 | 1077 |
| Y, кг/л.с. | 0,218 | 0,267 | 0,338 | 0,220 | 0,130 | 0,094 |
ТВ2-117
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: ПМЗ
Год освоения: 1965
Применение: Ми-8
Ремонт: ПМЗ, УЗГА, ГАРЗ
ТВаД мощностью 1500 л.с. с осевым 10-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором ВР-8. Система управления – гидромеханическая. Разработан в 1961 г. для вертолета Ми-8. Летные испытания на втором прототипе Ми-8 (В-8А) начаты в 1962 г. Двигатель прошел ГИ в 1964 г., запущен в серийное производство в 1965 г. Эксплуатируется на серийных вертолетах Ми-8Т, Ми-8П и их модификациях с 1965 г. Принят на вооружение в составе Ми-8Т в 1968 г. Модифицированный ТВ2-117А отличается заменой мягких покрытий в компрессоре напылением на стальные детали статора, в следующем варианте ТВ2-117АГ введено графитовое уплотнение второй опоры ротора. Малой серией выпускались форсированные двигатели ТВ2-117Ф (ГИ завершены в 1978 г.) с увеличенной до 1700 л.с. мощностью на ЧР для вертолетов Ми-8ФТ, экспортировавшихся в Японию. Для опытного вертолета Ми-8ТГ создана многотопливная модификация ТВ2-117ТГ (испытана в 1986 г.), которая могла работать на сжиженном газе, бензине, керосине и дизельном топливе. Серийный выпуск ТВ2-117 завершился в 1997 г., всего построено более 23 000 двигателей всех модификаций. В настоящее время их эксплуатация в России и многих зарубежных странах продолжается на вертолетах Ми-8Т, Ми-8АТ, Ми-8П, Ми-8ПС, Ми-8ППА, Ми-8СМВ, Ми-9 и др.
ТВ3-117
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: 1972
Применение: Ми-8МТ, Ми-17, Ми-14, Ми-24, Ка-27, Ка-29, Ка-31, Ка-32, Ми-28, Ка-50, Ка-52
Ремонт: «Мотор Сич», «Климов», 150 АРЗ, 218 АРЗ, УЗГА, ГАРЗ, ЛАРЗ
ТВаД мощностью 2200 л.с. с осевым 12-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Система управления – гидроэлектронная. Разрабатывался с 1965 г. для вертолетов Ми-24 (с редуктором ВР-24) и Ми-14 (с редуктором ВР-14). Стендовые испытания начаты в 1966 г., летные испытания на Ми-24 – в 1970 г. Войсковая эксплуатация вертолетов Ми-24А с двигателями ТВ3-117 начата в 1971 г. Двигатель прошел ГИ в 1972 г., в том же году запущен в серию в Запорожье. Первые серийные ТВ3-117 сер. 0 (выпущено около 60 экз.) устанавливались с 1972 г. на вертолеты Ми-24А, в 1973 г. производство перешло на выпуск доработанных ТВ3-117 сер. 1 (выпущено около 200 экз.), также применявшихся на Ми-24А. Последовавшие ТВ3-117 сер. 2 и их дальнейшие модификации остаются в эксплуатации по сей день. Параллельно с ТВ3-117 была создана модификация ТВ3-117М для вертолета-амфибии Ми-14, отличающаяся применением титановых лопаток компрессора и дополнительных мер антикоррозионной защиты. ТВ3-117М проходили испытания на первом В-14 с 1969 г., на серийных Ми-14 применяются с 1973 г. В дальнейшем на базе ТВ3-117 создано большое число новых модификаций для вертолетов Ми-8МТ, Ми-24, Ми-28, Ка-27, Ка-32, Ка-50 и их вариантов. Кроме того, для беспилотного самолета-разведчика «Рейс» на базе ТВ3-117 создан ТРД ТР3-117, а для самолета Ан-140 – ТВД ТВ3-117ВМА-СБМ1. Всего построено более 23 500 двигателей ТВ3-117 различных модификаций. Находятся в эксплуатации в более чем ста странах мира.
Модификации
ТВ3-117 сер. 2 (1975 г.) – ТВаД мощностью 2200 л.с. для вертолетов Ми-24 с редуктором ВР-24, первая массовая серия (выпущено около 2000 двигателей). Принят на вооружение в составе Ми-24В и Ми-24Д в 1976 г.
ТВ3-117 сер. 3 (1977 г.) – модифицированный двигатель для вертолетов Ми-24В, Ми-24Д и Ми-24П с увеличенным ресурсом. Выпускался серийно с 1977 г. Одна из самых массовых модификаций.
ТВ3-117М (1969 г.) – ТВаД мощностью 2000 л.с. (ЧР – 2225 л.с.) для вертолета-амфибии Ми-14 с редуктором ВР-14. Испытывался на опытных В-14 с 1969 г., ГИ прошел в 1975 г., выпускался серийно с 1976 г. В эксплуатации в авиации ВМФ с 1974 г. Принят на вооружение в составе Ми-14ПЛ в 1976 г., применялся также на модификациях Ми-14ПС, Ми-14БТ и др.
ТВ3-117МТ (1975 г.) – модификация ТВ3-117 мощностью 1900 л.с. для вертолета Ми-8МТ с редуктором ВР-14, проходил летные испытания в составе вертолета с 1975 г. Выпускается серийно с 1977 г. Принят на вооружение в составе Ми-8МТ в 1977 г. Широко эксплуатируется также на гражданских и экспортных версиях вертолета – Ми-8АМТ, Ми-17 и др.
ТВ3-117КМ (1973 г.) – модификация ТВ3-117М мощностью 2200 л.с. для вертолетов типа Ка-27 с редуктором ВР-252. Летные испытания на опытном Ка-252 проходил с 1973 г., ГИ прошел в 1975 г., выпускался серийно с 1976 г. На серийных вертолетах Ка-27 применяется с 1979 г., принят на вооружение в составе Ка-27 в 1981 г. Устанавливается также на вертолеты Ка-27ПС, Ка-28, Ка-29, Ка-32С, Ка-32Т и их модификации.
ТВ3-117В (1980 г.) – высотная модификация ТВ3-117 сер. 3 мощностью 2225 л.с. для вертолетов Ми-24Д, Ми-24В и Ми-24П, сохраняющая мощность при повышенных температурах воздуха и в горной местности. Выпускался серийно с 1980 г.
ТВ3-117ВК (1985 г.) – высотная модификация ТВ3-117КМ мощностью 2225 л.с. для вертолетов Ка-27, Ка-29, Ка-32 и их модификаций. Выпускался серийно с 1985 г. Поставляемые на экспорт вертолеты Ка-28 оснащались модифицированными («режимными») двигателями ТВ3-117ВКР с повышенной мощностью на номинальном и крейсерском режимах работы.
ТВ3-117ВМ (1982 г.) – модификация высотного двигателя ТВ3-117В мощностью 2000 л.с. для вертолета Ми-28 с редуктором ВР-28, отличающаяся введением автоматического ЧР (2200 л.с.) при отказе одного двигателя. Проходил летные испытания на опытных Ми-28 с 1982 г. В дальнейшем применялся также на модификациях вертолетов Ми-8МТ и Ми-17 с редукторами ВР-14 (Ми-8МТВ-1, Ми-8МТВ-2, Ми-17-1 В, Ми-172, Ми-8АМТ, Ми-171 и др.). Серийно выпускается с 1986 г. Сертифицирован АР МАК в составе вертолетов Ми-172, Ми-172А, Ми-171 и Ми-171А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Индии и КНР.
ТВ3-117ВМ сер. 02 (1993 г.) – модификация ТВ3-117ВМ мощностью 2000 л.с. (ЧР – 2200 л.с.) для гражданских вертолетов Ми-171 и Ми-172. Сертифицирован АР МАК (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Индии (1994 г.) и КНР (1999 г.). Серийно выпускается с 1993 г.
ТВ3-117ВМА (1982 г.) – модификация высотного двигателя ТВ3-117В мощностью 2200 л.с. для вертолета В-80 (Ка-50) с редуктором ВР-80. Проходил летные испытания на опытных В-80 с 1983 г. ГИ прошел в 1985 г., выпускается серийно с 1986 г. Принят на вооружение в составе вертолета Ка-50 в 1995 г. Применяется на серийных Ка-50 и опытном Ка-52. В дальнейшем стал устанавливаться также на вертолеты Ка-27, Ка-29, Ка-31 и Ка-32 с редукторами ВР-252, Ми-28Н с новым редуктором ВР-29. На поставляемых на экспорт вертолетах Ка-28 применяется модификация ТВ3-117ВМАР с повышенной мощностью на номинальном и крейсерском режимах (аналогично ТВ3-117ВКР). Сертифицирован АР МАК в составе вертолетов Ка-32А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.).
ТВ3-117ВМА сер. 02 (1993 г.) – модификация ТВ3-117ВМА мощностью 2200 л.с. (ЧР – 2400 л.с.) для вертолетов Ка-32А различных вариантов. Сертифицирована АР МАК в составе вертолетов Ка-32А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Канаде (в составе Ка-32А11ВС, 1998 г.) и Швейцарии. Серийно выпускается с 1993 г.
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: 1982
Применение: Ми-26
Ремонт: «Мотор Сич», «Ивченко-Прогресс», 695 АРЗ
Трехвальный ТВаД мощностью 11 400 л.с. с осевым двухкаскадным компрессором (6-ступенчатый КНД, 7-ступенчатый КВД), кольцевой КС, одноступенчатыми ТВД и ТНД, двухвальной СТ. Система управления гидроэлектронная. Разработан для тяжелого вертолета Ми-26 с редуктором ВР-26. Самый мощный вертолетный газотурбинный двигатель в мире. Стендовые испытания начаты в 1977 г., летные испытания на первом опытном Ми-26 – в 1979 г., выпускается серийно с 1982 г. Эксплуатируется на серийных вертолетах Ми-26 с 1980 г., на вооружении ВВС с 1981 г. На гражданских вертолетах Ми-26Т эксплуатируется с 1983 г.
Сертифицирован АР МАК 5 апреля 1994 г., вертолет Ми-26ТС с двумя Д-136 имеет сертификат типа, выданный 28 сентября 1995 г.
ВК-2500
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов», «Мотор Сич», ММП им. Чернышева
Год освоения: 2001
Применение: Ми-17, Ми-24, Ми-28Н, Ка-50, Ка-52
ТВаД мощностью 2400 л.с. (ЧР – 2700 л.с.) с осевым 12-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Система управления – цифровая электронная, типа БАРК-78. Разрабатывался с 1994 г. под названием ТВ3-117ВМА-СБ3 как дальнейшее развитие серийного ТВ3-117ВМА с повышенной мощностью для применения на вертолетах типа Ми-17, Ми-24, Ми-28 и Ка-50. Помимо применения новой САУ отличается от прототипа новой конструкцией турбины компрессора с лопатками из жаропрочного сплава с направленной кристаллизацией, что вместе с другими усовершенствованиями позволило увеличить температуру газа перед турбиной на 30К и соответственно обеспечить прирост мощности на максимальном режиме и ЧР. Летные испытания на модернизированном вертолете Ми-24 начаты в 2000 г., в том же году два опытных двигателя поставлены фирме «Камов» для установки на вертолет Ка-50. В 2001 г. опытный вертолет Ми-17В-6 с двумя ВК-2500 прошел специальные летные испытания в горах Тибета. Двигатель ВК-2500 (ТВ3-117ВМА-СБ3) сертифицирован АР МАК 29 декабря 2000 г. Серийное производство начато в 2001 г. на Заводе им. Климова и ОАО «Мотор Сич». Серийными двигателями ВК-2500 с 2003 г. комплектуются вертолеты Ми-17В-5, а с 2006 г. и Ми-35М, поставляемые на экспорт в ряд стран. В ближайшее время предусмотрено оснащение двигателями ВК-2500 вертолетов Ка-50, Ка-52, Ми-28Н и Ми-24ПН.
РД-600В
Разработчик: НПО «Сатурн»
Изготовитель: НПО «Сатурн»
Год освоения: 2003
Применение: Ка-60
Двухвальный ТВаД мощностью 1300 л.с. (ЧР – 1550 л.с.) с осецентробежным компрессором (три осевых ступени и одна центробежная), противоточной КС, двухступенчатой турбиной компрессора с монокристаллическими лопатками, двухступенчатой свободной турбиной привода несущего винта. Оснащается встроенным пылезащитным устройством инерционного типа. Система управления цифровая двухканальная. Разрабатывался с 1989 г. для применения на вертолете Ка-60 и его модификациях. Летные испытания на опытном образце Ка-60 начаты в 1998 г. Двигатель РД-600В сертифицирован АР МАК (сертификат типа выдан 30 декабря 2003 г.). Планируется также применение на будущих серийных гражданских транспортных многоцелевых вертолетах Ка-62.
Н овые вертолетные двигатели теперь проектируются как правило сразу в двух вариантах, отличающихся направлением вывода мощности от свободной турбины. на снимке – модификация вк-3000в с выводом мощности вперед
Основные данные вертолетных турбовальных двигателей разработки после 1980 г.
| ВК-2500 | ВК-1500В | ВК-3000ВМ | ВК-3500 | ВК-800В | РД-600В | АИ-450 | |
| Мощность (ВЗЛ), л.с. | 2400 | 1600 | 2800 | 3000 | 800 | 1300 | 465 |
| Мощность (ЧР), л.с. | 2700 | 1900 | 3750 | 4000 | 1000 | 1550 | ... |
| C уд (ВЗЛ), кг/л.с. ч | 0,210 | 0,240 | 0,199 | 0,199 | 0,238 | 0,218 | 0,260 |
| Т г, К | 1300 | 1200 | 1510 | 1500 | ... | ... | ... |
| π к | 10 | 7,4 | 17 | 15,1 | ... | 12,7 | ... |
| G в, кг/с | 9,3 | 7,3 | 9,2 | ... | ... | 4 | ... |
| D, мм | 660 | ... | 640 | 685 | 580 | 740 | 515 |
| L, мм | 2055 | 1714 | 1614 | 1495 | 1000 | 1567 | 1085 |
| G сух, кг | 295 | 250 | 360 | 380 | 140 | 220 | 103 |
| Y, кг/л.с. | 0,123 | 0,156 | 0,129 | 0,127 | 0,175 | 0,169 | 0,222 |
АИ-450
Разработчик: «Ивченко-Прогресс»
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-2А, модификации Ка-226 (проекты)
Малоразмерный двухвальный ТВаД мощностью 465 л.с. (ЧР – 550 л.с.) с одноступенчатым центробежным компрессором, кольцевой противоточной КС, сверхзвуковой одноступенчатой охлаждаемой турбиной компрессора, одноступенчатой свободной турбиной с выводом мощности через соосный вал вперед, осевым нерегулируемым выходным устройством. Система управления – двухканальная электронная с резервным гидромеханическим каналом. Создается для применения на модернизированном вертолете Ми-2А, а также на модифицированном Ка-226 (Ка-228). Стендовая отработка ведется с 2001 г. В 2003-2004 гг. планировалось начать отработку АИ-450 на модифицированном опытном вертолете Ка-226. В 2005 г. макетный образец АИ-450 был установлен на вертолет-демонстратор Ми-2А. В дальнейшем планируется создание ряда модификаций: ТВаД мощностью 450 л.с. с задним выводом вала, ТВаД АИ-450-2 с повышенной до 600-800 л.с. мощностью с выводом мощности вперед с дополнительными осевыми ступенями компрессора перед центробежной и др. Кроме того, на базе ТВаД АИ-450 разработана турбовинтовая модификация АИ-450ТП, а совместно с ОАО «Мотор Сич» создана ВСУ АИ-450-МС для самолета Ан-148.
ВК-1500В
Разработчик: «Климов»/«Мотор Сич»
Изготовитель: «Климов», «Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: модификации Ка-60, Ми-8Т/П (проекты)
Двухвальный ТВаД взлетной мощностью 1500-1600 л.с. (ЧР – 1900 л.с.) с осевым 10-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, турбиной компрессора и свободной турбиной на соосном валу. В зависимости от варианта исполнения вывод мощности может осуществляться как назад, так и вперед. Система управления – цифровая типа FADEC с полной ответственностью и гидромеханическим резервированием. Разрабатывается на базе нового ТВД ВК-1500С с использованием узлов и агрегатов серийных ТВаД ТВ3-117ВМА и ВК-2500. По сравнению с ними у ВК-1500В уменьшено число ступеней компрессора, применены две новые ступени, новая укороченная КС, двух- опорный вал турбокомпрессора (без промежуточной третьей опоры между компрессором и турбиной). Модификация ВК-1500ВК с выводом мощности вперед предназначена для применения на вертолетах типа Ка-60 и Ка-62, а вариант ВК-1500ВМ с выводом мощности назад – для ремоторизации вертолетов Ми-8Т и Ми-8П.
ВК-3000В (ТВ7-117В)
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов», ОМО им. Баранова
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-382, Ми-383, модификации Ми-28, Ка-52 (проекты)
Двухвальный ТВаД четвертого поколения мощностью 2500-2800 л.с. (ЧР – до 3750 л.с.) с комбинированным осецентробежным компрессором (пять осевых ступеней и одна центробежная), кольцевой КС, двухступенчатой турбиной компрессора и двухступенчатой свободной турбиной с выводом мощности вперед или назад (в зависимости от модификации). Система управления – цифровая электронная типа FADEC, на базе единого блока автоматического регулирования и контроля БАРК-12 или БАРК-57 (в зависимости от модификации двигателя). Двигатель ВК-3000В (прежнее название – ТВ7-117В) разрабатывается на базе серийного ТВД ТВ7-117С, степень унификации достигает 90%. Модификация ВК-3000ВМ (взлетная мощность 2800 л.с., мощность на ЧР продолжительностью 30 мин – 3000 л.с., 2,5 мин – 3500 л.с., 30 с – 3750 л.с.) с выводом вала отбора мощности вперед предназначена для применения на модификациях вертолета Ми-38 (транспортно-пассажир- ском Ми-382 и транспортно-десантном Ми-383). Вариант ВК-3000ВК (взлетная мощность 2500 л.с., мощность на ЧР продолжительностью 30 мин – 2800 л.с.) с выводом мощности назад разрабатывается для ремоторизации вертолетов Ми-28Н, Ка-50 и Ка-52.
ВК-3500 (ТВа-3000)
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов» /«Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-382, Ми-383 (проекты)
Перспективный ТВаД пятого поколения мощностью 3000 л.с. (ЧР – до 4000 л.с.) с двухступенчатым центробежным компрессором (осевые ступени не применяются), малоэмиссионной противоточной кольцевой КС, осевыми двухступенчатыми турбиной компрессора и свободной турбиной. Конструктивной особенностью двигателя является двух- опорный вал турбокомпрессора и вывод вала отбора мощности вперед. Система управления – цифровая электронно- гидромеханическая с полной ответственностью. Двигатель ВК-3500 (первоначальное название – ТВа-3000) разрабатывается для модификаций вертолета Ми-38 (Ми-382, Ми-383). Первый экспериментальный полноразмерный двигатель построен и поступил на стендовые испытания в 2001 г. На основе уже отработанного газогенератора предполагается создание вертолетных модификаций с задним выводом мощности, а также ТВД.
ВК-800В
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов»/«Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-54, модификации «Ансат», Ка-226 (проекты)
Легкий ТВаД пятого поколения мощностью 800 л.с. (ЧР – до 1000 л.с.) с центробежным компрессором, малоэмиссионной КС, одноступенчатыми неохлаждаемыми осевыми турбиной компрессора и свободной турбиной. Разрабатывается для применения на перспективном легком вертолете Ми-54 и модификациях вертолетов «Ансат», Ка-226 и др. На базе ТВаД ВК-800В предполагается создание ТВД ВК-800С для легких многоцелевых самолетов. Первый опытный образец ВК-800В был впервые показан в 2005 г.
29 марта Министерство иностранных дел Российской Федерации сообщило о прекращении сотрудничества с Украиной в военно-промышленной сфере. В официальном сообщении говорится о прекращении действия Соглашения между Правительством Российской Федерации и Правительством Украины о порядке взаимных поставок вооружения и военной техники, комплектующих изделий и запасных частей, организации ремонта и оказания услуг военного назначения от 8 февраля 1995 года.
Прочитав такое, внимательный читатель первым делом удивлённо просит: «А разве до сих пор это сотрудничество продолжалось? Ведь ещё в июне 2014 года президент Пётр Порошенко заявил о полном прекращении военного сотрудничества с Россией, и в том же году Кабинет Министров Украины принял соответствующее постановление» .
Однако не всё так просто. За кадром остался обмен продукцией двойного назначения, который официально не был запрещён. Согласно отчёту Стокгольмского института исследования проблем мира , в 2013-2017 годах в Россию вооружений на сумму 579 миллионов долларов. По оценкам экспертов, речь шла именно о продукции двойного назначения, которую шведы без сомнений записали в вооружения. Это не значит, что экспорт вооружений длился до 31 декабря 2017 года. Но даже в 2017-м он составил 34 миллиона долларов. Пик пришёлся на 2016 – 169 миллионов, что больше, чем в 2013 доконфликтном году (129 миллионов).
В открытых источниках за последние три-четыре года периодически появлялись сообщения о поставках в Россию продукции украинского ВПК. Чаще всего речь шла о авиационных газотурбинных двигателях, которые в РФ относились к статьям критического импорта. По 2016 год включительно практически все вертолёты российского производства оснащались украинскими двигателями. В ежегодном докладе «О мировом рынке военных вертолётов» утверждается, что в 2016 году Россия закупила в Украине у АО «Мотор-Сич» 400 вертолётных двигателей ТВЗ-117 и АИ-9В. Ежегодная потребность ВПК РФ в таких двигателях оценивается примерно в 500 единиц.
В 2014 году в России приняли программу импортозамещения продукции украинского ВПК, стоимость которой оценивалась в 50 миллиардов рублей. Воплотить её оказалось непросто: заместить предполагалось более 3 тысяч комплектующих, узлов и агрегатов, которые производились на более чем . Все они были задействованы в изготовлении более 200 российских образцов вооружения, военной и специальной техники.
Одним из самых критических элементов оказались именно авиационные, в первую очередь – вертолётные, двигатели. С 2014 года в программу производства аналога украинского ТВ3-117 в Объединённой двигателестроительной корпорации «Климов» было вложено более 17 миллиардов рублей. Построен фактически новый двигателестроительный завод и сотни производств и участков на предприятиях-смежниках.
Несмотря на это, объёмы выпуска российского двигателя ВК-2500 до последнего времени были недостаточны. В 2015 году ОДК «Климов» произвела установочную партию из 10 двигателей, в 2016 собрано 60 серийных агрегатов. План на 2017 год составлял 350 двигателей, и, судя по косвенным данным, он был выполнен. Так, вице-премьер-министр Дмитрий Рогозин заявил, что российский ВПК обеспечил потребности в данной продукции на 70%. А по словам топ-менеджера АО «Климов» Александра Захарова, в 2018 году предприятие сможет производить 500 двигателей ВК-2500. Если эти планы воплотятся, то потребности РФ в вертолётных двигателях будут полностью удовлетворены за счёт внутреннего производства.
Однако это не значит, что сотрудничество с АО «Мотор-Сич» будет полностью прекращено. До 2016 года прибыль украинского предприятия на 60% формировалась за счёт сотрудничества с Россией, хотя туда поставлялось только 40% выпускаемой продукции. В последние годы запорожский моторостроительный гигант вывел по серым схемам некоторые свои послепродажные сервисы в Россию. Также вероятно останется поставка части деталей и комплектующих. Но объемы сотрудничества будут существенно (в несколько раз) сокращены, что не самым лучшим образом отразится на финансово-экономическом состоянии украинского предприятия.
Так, экспорт комплектных двигателей, по ряду признаков, прекращён ещё во второй половине минувшего года. Это дало украинскому правительству возможность в ноябре 2017 со спокойной душой первым разорвать Соглашение о поставках вооружения и военной техники с Россией. И вот, спустя полгода так же сделали и в России – после того, как убедились в действенности импортозамещения в этой критической для российского вертолётостроения сфере.
Теперь принципиально вопрос с вертолётными двигателями в России решён. И даже больше – к настоящему времени АО « ОДК -Климов» завершило разработку модернизированного двигателя ТВ7-117В. Ведется проектирование двигателя нового поколения ВК-2500М, предназначенного для установки на скоростные вертолёты, способные развивать скорость в пределах 400 километров в час.