Текст книги "Взлёт, 2014 спецвыпуск"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 6 страниц)

Если у версии ПС-90А-76 для самолетов типа Ил-76 тяга была уменьшена, то с модификацией ПС-90А1 все обстояло наоборот. Она создавалась под «грузовик» Ил-96-400Т, который по сравнению с прототипом (Ил-96-300) имел увеличенную взлетную массу. Вследствие этого тяга двигателя выросла до 17 400 кгс. причем она сохранялась до температуры наружного воздуха +25°С. Несмотря на существенный рост тяги, разработчикам удалось удержать двигатель в рамках международных требований к уровню вредных выбросов. Поскольку прогнозируемые объемы выпуска ПС-90А1 невелики. внесение существенных изменений в конструкцию двигателя было признано нецелесообразным. Дополнение к Сертификату типа № 16-Д/29 на двигатель ПС-90А1 было получено 28 декабря 2007 г.

В авиакомпании «Полет» в течение нескольких лет успешно эксплуатировались три грузовых самолета Ил-96-400Т с двигателями ПС-90А1. В настоящее время они проходят переоборудование в специальные версии для государственных заказчиков. Подобную конверсию уже претерпел в этом году и четвертый изготовленный Ил-96-400Т с ПС-90А1. превратившийся в самолет-салон ИЛ-96-400ВПУ.

ПС-90А2 и ПС-90А3: с зарубежными партнерами и без них

Разработка глубоко модернизированного ПС-90А2 имела целью создание двигателя, полностью соответствующего авиационным правилам АП-33 и АП-34. Поскольку они гармонизированы с зарубежными требованиями (американскими FAR-33 и европейскими JAR-33), новая версия двигателя «автоматически» соответствовала мировым стандартам. Помимо этого. ПС-90А2 отличался от прототипа повышенной надежностью, а также более чем на треть сниженной стоимостью жизненного цикла.

В работе над этим проектом участвовала компания Prati amp; Whitney. В результате этого сотрудничества пермским моторостроителям удалось познакомиться с методиками и технологиями проектирования партнера, а также привлечь западных производителей комплектующих изделий для ПС-90А2.

Объем конструкторских и экспериментальных работ, выполненных при разработке и последующей сертификации двигателя ПС-90А2, сопоставим по масштабам с процессом создания двигателя «с нуля». Усилиями специалистов пермского КБ на ПС-90А2 появилось много модифицированных узлов и систем, а большинство оставшихся от прототипа модифицированы до неузнаваемости. Например, в отличие от ПС-90А. модификация А2 получила новую турбину высокого давления. Ее рабочие лопатки стали монокристаллическими. В сочетании с применением для их изготовления жаростойкого сплава ЖС-36МОНО это позволило заметно увеличить ресурс ТВД, которая работает в наиболее жестких условиях, какие только существуют в двигателе, а также повысить ее КПД. Кроме того, новая ТВД в сочетании с другими элементами конструкции ПС-90А2 дает возможность в случае необходимости повысить тягу двигателя до 18 тс.

Полностью обновились система управления двигателем, его цифровой электронный регулятор и бортовая система контроля двигателя. Они получили новую архитектуру и программное обеспечение. а также новую элементную базу. За счет этого не только увеличились надежность и ресурс самих САУ и БСКД. Оптимизация законов управления и их реализация с высокой точностью обеспечили заметное повышение эксплуатационных характеристик двигателя в целом.

Для реализации жестких требований по отказобезопасности, прописанных в АП-33, специалисты «Авиадвигателя» применили передовые конструктивные и технологические решения, которые обеспечили локализацию обрыва рабочей лопатки вентилятора «под корень».

Впервые в практике пермского КБ проведены 150-часовые испытания в соответствии с требованиями АП-33, жестко регламентирующими работу двигателя на повышенных и чрезвычайных режимах. В частности. ПС-90А2 должен был подтвердить способность в течение 18 ч 45 мин работать на взлетном режиме – с максимальными частотами вращения роторов высокого и низкого давления и температурой газа перед турбиной. и в течение 45 ч – при предельных параметрах режима набора высоты. При этом тяговые характеристики двигателя не должны быть меньше заданных техническими требованиями.

Перечень отличий ПС-90А2 от предшественника велик. В него входят звукопоглощающие конструкции второго поколения, пневматические агрегаты топливной системы (что повысило уровень пожарной безопасности), модифицированная система охлаждения ТВД, новый подшипниковый узел турбины, камера сгорания с новым термозащитным покрытием и т.д. ПС-90А2, в отличие от других версий ПС-90А. получил Сертификат типа №309-АМД от 29 декабря 2009 г. по АП-33.

Параллельно с проведением работ по сертификации Пермский моторный завод вел подготовку к серийному производству ПС-90А2.Традиционно «Авиадвигатель» привлекает своего главного партнера – ПМЗ – к изготовлению опытных деталей и узлов на самых ранних стадиях создания двигателей. Сертификационные испытания практически всегда проходят двигатели, полностью изготовленные и собранные в серийном производстве ПМЗ, что резко сокращает этап подготовки, освоения и этап квалификационных испытаний новых двигателей.

Получению сертификата типа предшествовали летные испытания. Они проводились на борту самолета Ту-204-100В, Доработки летающий лаборатории были минимальными – этому способствовали относительная простота интерфейса системы управления двигателем и штатно встроенные в него средства регистрации параметров с высокими возможностями. Помимо специалистов разработчика и производителя ПС-90А2 в испытаниях приняли участие представители ОАО «Туполев». ГосНИИ ГА. а также производителя Ту-204 – ульяновского завода «Авиастар-СП».

Двигатель ПС-90А2, что называется, получился. Трудоемкость обслуживания снизилась вдвое, в полтора-два раза выросла надежность, стоимость жизненного цикла, несмотря на рост себестоимости, по сравнению с ПС-90А, уменьшилась на 37%.

Первоначально ПС-90А2 планировали устанавливать на модернизированные авиалайнеры Ту-204СМ новой постройки. В планах пермяков была и замена на ПС-90А2 ранних версий ПС-90А, установленных на ранее выпущенных самолетах «Ту» и «Ил». Специалисты КБ «Авиадвигатель» продолжали совершенствование своего детища (в частности, вырос запас по температуре турбинного узла).

На сборке – очередной ПС-90А

В 2011 г. сертифицирован авиационный двигатель ПС-90А3 – модификация сертицифированного в 2009 г. двигателя ПС-90А2. Новая разработка пермского КБ сохранила все преимущества ПС-90А2 относительно базового двигателя: высокий запас по температуре газаоа турбиной, более высокие ресурсы основных деталей, более совершенная САУ. ПС-90А3 предназначен для замены базового ПС-90А на крыле самолетов Ту-204/214, а также для оснащения Ту-204СМ. Это заинтересует авиакомпании, имеющие в своем авиапарке оба типа самолетов. Разработка унифицированного ПС-90А3 – уникальная возможность с относительно небольшими затратами использовать технологии и конструктивные решения, внедренные специалистами пермского КБ при создании авиадвигателя ПС-90А2.

Потенциальным эксплуатантам ПС-90А3 дает двукратное увеличение межремонтной наработки, снижение стоимости летного часа и трудоемкости технического обслуживания на 30%. Трудоемкость технического обслуживания сокращается до 0,2 человеко-часа на час налета. Существенно сокращается время простоев, обусловленных заменой двигателя. Время нахождения двигателя в ремонте за жизненный цикл снижено почти в 2,5 раза (50 и 22 месяца соответственно). Запас по температуре позволяет поддерживать высокую тягу двигателя по мере выработки ресурса. Высокая стабильность КПД основных узлов двигателя (в первую очередь, ТВД) позволяет снизить расход топлива на 4% за 10 тыс. часов наработки двигателя.

ПС-90А3 получил Дополнение к сертификату типа №16-Д/34 от 20 января 2011 г. При этом сертифицирован он по требованиям НЛГС-3. Стремясь побыстрее дать эксплуатантам более совершенный двигатель, пермские конструкторы просто не успели «обойти» конструктивные решения, защищенные патентами американского экс-партнера.

В частности, не удалось реализовать полноценную защиту при отрыве лопатки вентилятора «целиком» – ПС-90А3 гарантирует безопасное разрушение только при отрыве надполочной части лопатки. Однако КБ «Авиадвигатель» продолжает работать над этими проблемами. и можно надеяться, что задача сертификации новой версии ПС-90А по нормам АП-33 в недалеком будущем будет решена.

Еще в ходе сертификации ПС-90А3 на его основе началась разработка его модификаций ПС-90А3-76. ПС-90А3-1. Они предназначены для замены двигателей ПС-90А-76 и ПС-90А1 соответственно.

Появление новой версии означало «возвращение к истокам», к концепции универсального двигателя, которую закладывал еще в Д-90 его создатель Павел Соловьев. Однако разработчики самолетов не всегда думали о мотористах. В ходе создания новых версий летательных аппаратов обеспечивалась взаимозаменяемость двигателей по посадочным местам.

Для решения этих проблем и появился ПС-90А3. Он должен «вставать» без доработки борта как на Ту-204/214. так и на самолеты семейства Ил-96 и различные версии Ил-76, но при этом трудозатраты на «подгонку» двигателя под конкретный тип самолета должны быть минимальными. При этом на самолете не обязательно менять все двигатели сразу – ПС-90А3 способен работать «в одной упряжке» с двигателями всех предыдущих версий. Это позволит эксплуатантам переводить свой парк на более совершенный вариант двигателя с минимальными затратами.

Будущее двигателей семейства ПС-90А сейчас связывают с вариантом ПС-90А-76 для новых транспортных самолетов Ил-76МД-90А и их различных специальных модификаций

Нереализованные проекты

Разговор о модификациях ПС-90А был бы неполон без упоминания версий. которые по тем или иным причинам (в подавляющем большинстве случаев, из-за прекращения разработки самолетов. для которых эти двигатели были предназначены) не вышли из стадии создания чертежей, а то и эскизов. Кратко перечислим некоторые из них.

ПС-90П. Проработка в рамках возможного сотрудничества с компанией Pratt amp; Whitney, выполненная в середине 90-х гг. Предполагалось повысить степень двухконтурности и тягу двигателя за счет установки вентилятора увеличенного диаметра.

ПС-90А-42. Проработка в интересах программы создания поисково-спасательной амфибии А-42. Модификация двигателя заключалась в его «оморячивании» (повышении коррозионной стойкости в условиях морского тумана и мерах защиты от попадания воды на вход двигателя при взлете и посадке), изменении узлов подвески и стыковки с самолетными системами. Тяга была ограничена величиной 14.5 тс. реверс тяги не предусматривался.

ПС-90А-154. Проработка в интересах проекта ОАО «Туполев» по ремоторизации самолетов семейства Ту-154 с заменой трех двигателей на два большей тяги и соответствующей доработкой хвостовой части самолета. Замена трех Д-30КУ-154 (также пермской разработки) на два ПС-90А-154 обещала снижение расхода топлива на 15%. а также полное соответствие требованиям ICAO по шумам на местности и эмиссии. Изменения включали новые узлы подвески (слева и справа по бокам хвостовой части фюзеляжа), а также доработку узлов стыковки с самолетными системами. Проект самолета (иногда его называют Ту-154М2) из стадии эскизного проектирования не вышел.

ПС-90АК. Проработка в интересах проекта ОАО «Туполев» по созданию самолета Ту-204К. использующего в качестве топлива сжиженный природный газ (продолжение работ по темам Ту-155 и Ту-156). Изменения включали модернизацию топливной системы и камеры сгорания под газообразное топливо, а также изменения программного обеспечения управляющей электроники двигателя. Проект Ту-204К реализован не был.

ПС-90А-10. Проработка в интересах проекта Ту-334-200, предусматривавшего увеличение пассажировместимости (за счет вставки в фюзеляже) и применение нового крыла увеличенной плошади. Изменения двигателя включали снижение тяги до 10.5 тс. новые узлы подвески (по бокам хвостовой части фюзеляжа, слева и справа), а также доработку узлов стыковки с самолетными системами. Проект Ту-334-200 не дошел до стадии детальной проработки вследствие коммерческого провала базовой версии – Ту-334-100.

ПС-90А-12. Проработка в интересах проекта Як-242 (он послужил основой для разработки в дальнейшем самолета МС-21) и Як-46. Изменения включали снижение тяги до 12 тс. а для Як-46-новые узлы подвески. Оба проекта ОКБ им. А.С. Яковлева не вышли из стадии эскизных проработок.

Помимо «летающих» модификаций ПС-90А. на базе газогенераторов двигателей этого семейства разработано несколько видов газотурбинных установок для газоперекачивающих агрегатов и для электростанций.

Пермские двигатели – на самолетах президента

В Специальном летном отряде «Россия», обеспечивающем авиационные перевозки высших должностных лиц нашего государства, сегодня эксплуатируется 28 самолетов с двигателями, разработанными ОАО «Авиадвигатель». В списке главных «пассажиров» – Президент и Премьер-министр РФ, руководители Совета Федерации и Госдумы, главы Конституционного Суда и Администрации Президента Российской Федерации, министр иностранных дел, а также другие официальные лица. О сотрудничестве отряда с разработчиками двигателей для его самолетов Виктору Осипову рассказал начальник АТБ ФГБУ «СЛО «Россия» Виталий Митрохин.

Виталий Николаевич, справедливо ли утверждение, что история Вашего авиаотряда неразрывно связана с самолетами. оснащенными двигателями разработки пермского КБ?

Судите сами. Правительственный авиаотряд был создан в июне 1941 г., когда была сформирована Московская авиагруппа особого назначения, занимавшаяся перевозками высшего руководства страны как на самолетах ПС-9 (АНТ-9) и С-47 с зарубежными двигателями «Титан» и R-1830, так и на многоцелевых Ли-2, оснащенных силовой установкой на базе двух звездообразных двигателей воздушного охлаждения АШ-62ИР, созданных под руководством генерального конструктора пермского КБ Аркадия Швецова.

В 1956 г. правительственный авиаотряд особого назначения пополнился самолетами Ил-12, Ил-14, вертолетами Ми-4. Путевку в небо этим уникальным машинам дали швецоеские «звезды» семейства АШ-82: АШ-82ФН. ALU-82T и АШ-82В.

С газотурбинными двигателями разработки Павла Соловьева наш авиаотряд впервые встретился в начале 60-х. Тогда в эксплуатацию поступили имевшие хорошие эксплуатационные характеристики первые в истории отечественного авиапрома реактивные Ту-124. Высокая надежность планера, силовой установки на базе Д-20П позволила использовать эти лайнеры для выполнения литерных рейсов как внутри страны, так и за ее пределами.

В 1967 г. правительственный авиаотряд пополняется самым надежным в истории отечественного авиапрома Ту-134 с соловьевскими Д-30. Чуть позже Ту-134 начинает летать в государства Европы, Среднего и Дальнего Востока, а в 1975 г. он совершил сверхдальний перелет из Москвы в Гавану. Кстати, до сих пор пять самолетов Ту-134 успешно несут свою службу в нашем авиаотряде.

Позднее в правительственном авиапарке в разное время появляются трансконтинентальный Ил-62М с двигателями Д-30КУ, обеспечивший беспосадочный перелет через Атлантику, Ту-154М с экономичными Д-39КУ-154 и, конечно, флагманы современной отечественной магистральной авиации – лайнеры типа Ил-96 и Ту-204/214, оснащенные малошумными двигателями ПС-90А.

В 2015 г. воздушные суда с двигателями ПС-90А отметят небольшой юбилей – 20 лет службы в Вашем отряде. Как Вы оцениваете летные характеристики, надежность, удобство в эксплуатации силовой установки на базе этого двигателя, его возможности и перспективы?

За годы эксплуатации многочисленные модификации Ил-96 и Ту-204/214, оснащенные ПС-90А, зарекомендовали себя как безопасные и комфортабельные лайнеры с хорошим потенциалом при полетах на международных и внутренних линиях средней и дальней протяженности.

Как и любой двигатель, будь он отечественный или зарубежный, ПС-90А обладает и преимуществами, и недостатками. За долгие годы сотрудничества с разработчиком – ОАО «Авиадвигатель» – мы убедились, что специалисты пермского конструкторского бюро идут в ногу со временем, постоянно совершенствуя продукцию собственной разработки. За эти годы ПС-90А стал надежнее и проще в эксплуатации. Философию конструктивного облика ПС-90А, уровень примененных технических решений, идеологию работы автоматики и встроенного контроля мы оцениваем достаточно высоко.

А если сравнивать самолеты марок «Ил» и «Ту» с зарубежными аналогами, то без труда можно отметить, что российские машины практически ни в чем им не уступают, а по некоторым параметрам и превосходят их. В первую очередь это касается надежности и приспособленности к эксплуатации в условиях российских и зарубежных аэропортов.

Состояние и перспективы

На ноябрь 2014 г. в эксплуатации в России и за рубежом находилось 253 двигателя семейства ПС-90А: 181 – на самолетах пассажирской авиации, 72 – грузовой.

Наработка лидерных двигателей ПС-90Акэтому временисоставила41 971 ч и 6413 циклов, а двигателей ПС-90А-76 – 35 139 ч и 5145 циклов. Наработка двигателей без съема с крыла достигла 11 055 ч (2426 циклов) для ПС-90А и 12 330 ч (3298 циклов) для ПС-90А-76. Суммарная наработка по всем модификациям двигателей семейства ПС-90А составила более 3,5 млн ч и почти 700 тыс. циклов.

Двигатели семейства ПС-90А сегодня используют десять российских и пять иностранных эксплуатантов. Они поднимают в небо 56 пассажирских лайнеров. 27 самолетов военно-транспортной и грузовой авиации, а также 14 летательных аппаратов специального назначения.

Основные перспективы семейства двигателей ПС-90А связаны с программой Ил-76МД-90А. Серийный выпуск этих самолетов организован недавно в Ульяновске (Министерство обороны в октябре 2012 г. заключило контракт на 39 таких машин). Ведется разработка самолета-заправшнка и нескольких специальных версий на базе платформы Ил-76МД-90А. Ряд государственных структур (в частности, МЧС России) и коммерческих операторов рассматривают возможность приобретения гражданской версии машины – Ил-76ТД-90А. Немалый потенциал у самолетов этого семейства имеется и на мировом рынке. Все эти машины будут оснащаться пермскими двигателями ПС-90А-76.

Ну а самым заметным признанием высокой надежности ПС-90А является тот факт, что двигателями этого типа оснащаются самолеты, на которых летает Президент Российской Федерации. Сегодня в СЛО «Россия» на самолетах Ил-96, Ту-204 и Ту-214 различных модификаций эксплуатируется 78 двигателей ПС-90А, и число лайнеров с пермскими силовыми установками в «президентском» авиаотряде в ближайшие годы еще больше возрастет.

Александр ИНОЗЕМЦЕВ, Зинаида ЮДИНА

Д-30Ф6 Уникальный двигатель для уникального самолета

Принятый в 1981 г. на вооружение авиации ПВО Советского Союза сверхзвуковой истребитель-перехватчик МиГ-31 до сих пор является самым скоростным и высотным боевым самолетом в мире. В значительной мере уникальные характеристики МиГ-31 обусловлены возможностями силовой установки, включающей в себя два двигателя Д-30Ф6, разработанных в ОАО «Авиадвигатель».

Сложная задача

Жесткие требования к двигателям МиГ-31 (первоначально – Е-155МП) были обусловлены тем, что самолет предназначался для борьбы с новыми образцами стратегического и наступательного вооружения и должен был обнаруживать и уничтожать воздушные цели, летящие на предельно малых, средних и больших высотах в широком диапазоне скоростей. Для такой уникальной по своим свойствам боевой машины требовался не менее уникальный двигатель большой мощности при высокой экономичности.

Разработка двигателя была поручена пермскому моторостроительному конструкторскому бюро под руководством Павла Соловьева.

Соловьев принял решение делать двухконтурный двигатель с форсажной камерой со смешением потоков внешнего и внутреннего контуров двигателя. В то время нашлось немало противников такой схемы.

Разработка Д-30Ф6 с заданными характеристиками в уникальном диапазоне полетных условий представляла собой сложную научно-техническую проблему со многими неизвестными. В частности, в ряде институтов и организаций Министерства авиационной промышленности, Министерства обороны, да и в самом МКБ вызывали опасение вопросы возможности сочетания высокой степени сжатия в компрессорах низкого и высокого давления (π_к*=22) с высокой сверхзвуковой скоростью полета (М=2,83), обеспечения устойчивой работы высоконапорных компрессоров при значительных возмущениях на входе и на выходе двигателя в условиях переменных режимов, обеспечения заданного ресурса и надежности высокоэффективной двухступенчатой турбины высокого давления при температуре газов до I640K. Кроме того, среди серьезных проблем, которые предстояло решить были самовоспламенение топлива и организация горения (без выгорания форсунок и прилежащих стенок) в основной камере сгорания при температуре поступающего из-за компрессора воздуха более 1000К, возможность организации устойчивого горения с высокой полнотой сгорания в форсажной камере смесительного типа при высокой степени подогрева в широком диапазоне полетных условий, обеспечение надежной работы всережимного регулируемого сверхзвукового сопла, обеспечение надежной работы топливной и масляной систем в условиях больших градиентов теплоотдачи в топливо и масло при высоких температурах воздуха на входе в двигатель (290°С), а также воздуха и газа во внутренних узлах двигателя.

История и методология создания и доводки двухконтурного турбореактивного двигателя Д-30Ф6 для МиГ-31 уходят в 50-е гг. и достойны особого внимания. Пермское М К Б с самого начала своего существования уделяло большое внимание перспективным разработкам. Главный конструктор Павел Соловьев в те годы был одним из самых молодых главных конструкторов в стране и в то же время обладал очень большим опытом конструирования и доводки двигателей. а главное – имел дар предвидения, основанный на теоретических знаниях и интуиции. Этот дар. подкрепленный расчетами специалистов МКБ. помог своевременно и верно выбрать направление перспективной на многие годы схемы двигателя – двухконтурного.

Умея «показать товар лицом». Павел Соловьев доказал расчетами, что двухконтурные двигатели обладают набором выдающихся экономических и эксплуатационных характеристик, позволяют реализовать высокую степень сжатия в компрессоре и высокую температуру газа перед турбиной при малых потерях с выходной скоростью отбрасываемого потока.

Последующая история развития мирового двигателестроения подтвердила правильность сделанного тогда выбора. Павла Соловьева можно вправе считать первопроходцем двухконтурных двигателей в СССР, а пермское МКБ – передовой организацией по их разработке.

Уже почти четыре десятилетия пермские двигатели Д-30Ф6 поднимают в небо истребители-перехватчики МиГ-31, до сих пор не имеющие себе равных по высотно-скоростным и боевым характеристикам

Компоновочная схема двигателя Д-30Ф6

Предшественники

В 1955-1956 гг. в Перми был разработан и проходил испытания первый в стране двухвальный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-20 тягой 6800 кгс с форсажной камерой в наружном контуре. Степень двухконтурности его составляла 1,5. Доводка Д-20, предназначавшегося для использования на проектировавшихся, но не реализованных самолетах А.Н. Туполева (сверхзвуковой подвесной бомбардировщик «100», беспилотный самолет-снаряд «113») позволила пермскому МКБ получить ценные данные для создания двигателей подобной схемы.

Выдающимся для своего времени проектом стал двухконтурный Д-21 для реактивного самолета-разведчика РСР (Р-020) главного конструктора П.В. Цыбина. Он был спроектирован по одновальной схеме с обшей форсажной камерой, с высокой температурой перед турбиной (I400K) и рассчитан на высокую сверхзвуковую скорость полета. Пермское М КБ взяло на себя и разработку регулируемого сверхзвукового воздухозаборника, сложного и ответственного узла, традиционно проектировавшегося и создававшегося «самолетчиками».

Испытания в ЦАГИ подтвердили, что всережимный воздухозаборник, разработанный в МКБ по оригинальной осесимметричной схеме, по своим параметрам значительно превосходил существующие аналоги. К сожалению, работа над двигателем Д-21 в 1960 г. была прекращена в связи с закрытием проекта самолета.

В середине 60-х гг. был спроектирован, изготовлен и испытан опытный двигатель Д-30Ф с тягой 11,5 тс. В 1971 г. он прошел испытание форсажной камеры при малых давлениях воздуха на входе в двигатель на высотном стенде ЦИАМ.

Проекты 50-60-х гг. Д-20, Д-21 и Д-30Ф опережали свое время – еще долгие годы в сверхзвуковой авиации господствующее положение занимали одноконтурные ТРД. Однако требование многорежимности (сочетание дозвуковых и сверхзвуковых скоростей полета), лучшие эксплуатационные характеристики и ряд других преимуществ привели к тому, что и в сверхзвуковой авиации всего мира двухконтурные двигатели в 70-х годах стали занимать доминирующее положение.

Соловьев вспоминал: «Все равно боялись страшно. Все совещания у Д.Ф. Устинова (в то время министр обороны) начинались с дискуссии: можно ли сделать такой двигатель? Не верили! Все время поднимали то один вопрос, то другой… Но П.Ф. Батицкий (главком ПВО) сильно давил, и Устинов, видимо, хотел такую машину получить. На одном из таких совещаний Устинов объявил, что будем делать этот двигатель! А двигатель Туманского отложили в сторону».

В короткое время, используя опыт, полученный при создании демонстрационного двигателя Д-30Ф. был разработан проект нового сверхзвукового Д-30Ф6. Он проектировался с использованием аэродинамики компрессоров двигателей Д-30 (для Ту-134) и Д-30КУ/КП (для Ил-62М и Ил-76) при необходимых конструктивных изменениях, связанных с новыми условиями эксплуатации.

При проектировании Д-30Ф6 для увеличения тяги был принят газогенератор в размерности двигателя Д-30КУ (без первой ступени КВД), а КНД – от двигателя Д-30 с добавлением одной ступени впереди на расход воздуха 150 кг/с.

При разработке проекта были выбраны оптимальные параметры двигателя, в частности степень двухконтурности 0,5, ставшая классической для многих последующих проектов двигателей подобного назначения у нас в стране и за рубежом. Были определены параметры и программы регулирования трех контуров двигателя: основной контур, контур регулирования сопла и контур регулирования расхода топлива форсажной камеры, обеспечивающие поддержание оптимальных тягово-экономических и эксплуатационных характеристик двигателя. В частности, разработана специальная программа повышения температуры газа перед турбиной с увеличением скорости полета самолета. Это обеспечило получение требуемой тяги во второй критической точке: на высоте 20 км и при скорости полета 2500 км/ч. Позже ученые назвали это «температурной раскруткой». Таким образом, была разработана методика получения «крутой» скоростной характеристики двигателя, ставшая также классической для последующих проектов.

Создание системы автоматического управления и топливопитания – особая страница в истории Д-30Ф6. Тогда впервые в отечественной практике был разработан и внедрен электронный цифровой вычислитель в качестве основного регулятора режимов работы ТРДД (РЭД-3048). Электронновычислительное оборудование было создано специалистами Пермского агрегатного конструкторского бюро (ПАКБ) под руководством А.Ф. Полянского, а затем Г.И. Гордеева.

По причине низкой в то время надежности элементной базы на двигателе Д-30Ф6 были установлены две системы управления: основная – цифровая – РЭД-3048 и дублирующая – гидромеханическая САУ. Идеология, алгоритмы и доводка электронно-гидромеханической САУ и топливопитания выполнялись совместно МКБ и ПАКБ (в настоящее время – ОАО «СТАР»).

Впервые для анализа нестационарного теплового состояния топливо-масляной системы высокотемпературного двигателя была применена математическая модель, что позволило не отправлять двигатель в ЦИАМ для испытания на высотном стенде. Тепловое состояние системы в полетных условиях было проанализировано с помощью мат.чодели. Полученные данные были увязаны с результатами стендовых. а затем и летных испытаний. Данная работа была высоко оценена специалистами ЦИАМ и в дальнейшем зачтена на госиспытаниях двигателя.

Доводка

Большие трудности в процессе доводки двигателя представляла основная камера сгорания. В то время в мировом авиадвигателестроении имелись камеры сгорания, работающие при температуре газа до 900К. а для Д-30Ф6 требовалось обеспечить эффективную работу при температуре 1024К.

В результате интенсивных научно– исследовательских, расчетных и экспериментальных работ совместно с ЦИАМ был найден ряд эксклюзивных решений. Для исключения горения топлива вдоль стенок жаровых труб была введена подача охлаждающего воздуха через гофрированные кольца между секциями жаровых труб. Для формирования равномерного поля температур на входе в турбину предусмотрели перераспределение подвода воздуха с помощью спецотверстий в зоне смешения жаровой трубы. Первоначальная разборная конструкция форсунки не обеспечивала герметичности при температуре газа более 950К. Только разработка и внедрение сварной конструкции форсунки с применением электронно-лучевой сварки обеспечили ее полную герметичность.

Для обеспечения работоспособности и требуемого ресурса турбины высокого давления при температуре 1640К были отработаны конструкции сопловых и рабочих лопаток 1-й и 2-й ступеней с конвективно-пленочным и конвективным охлаждением, для чего необходимо было увеличить хладоресурс воздуха, отбираемого на охлаждение турбины. Для этого впервые в отрасли был разработан и применен воздухо-воздушный теплообменник в наружном канале двигателя.

Снижение температуры охлаждающего воздуха на 20-40% позволило повысить температуру газа перед турбиной на 90-180К. что доказало эффективность принятых решений.

При доводке двигателя остро стояла проблема исследования виброгорения в форсажной камере. Чтобы исключить дорогостоящие и продолжительные испытания на высотном стенде ЦИАМ или в полете, были проведены исследования с помощью адекватной «увязки» математической модели двигателя, которые показали возможность имитации эксплуатационных условий работы форсажной камеры на стендах МКБ. Для этого на базе КБ были созданы два специальных стенда. Кроме того, впервые в отечественной практике в конструкцию двигателя была введена система впрыска и розжига топлива в форсажную камеру методом «огневой дорожки».

Интересна и история создания и доводки многорежимного регулируемого сопла.

Двигатели Д-30Ф6 в сборочном цехе

Первоначально сопло для Д-30Ф6 разработало ТМКБ «Союз», имевшее опыт создания регулируемых сопел. Это была красивая, профессионально спроектированная конструкция. Однако первые летные испытания двигателя выявили ее недостатки: повышенные утечки, недостаточная жесткость (из-за чего «раздувалось» критическое сечение сопла), превышение по массе и т.д.