Туманные перспективы российских авиадвигателей

0 Туманные перспективы российских авиадвигателей

Авиационные двигатели представляют собой, пожалуй, самый сложный компонент любого летательного аппарата. Не зря, иногда самолет в шутку называют двигателем с крылышками. Вспомните, практически все двигатели советских военных самолетом времен Великой Отечественной имеют заморские корни. Да и начало реактивной эры не обошлось без заграницы. Попробуем разобраться что имеем сегодня, на примере некоторых российских перспективных разработок.

Перспективные двигатели истребительной авиации

Нынешняя истребительная авиация является сверхзвуковой, более того, для пятого поколения истребителей необходима также возможность выполнения полета на бесфорсажной сверхзвуковой крейсерской скорости. Естественно, это требует применения более мощных и эффективных двигателей. На истребителях как четвертого, так и пятого поколения на сегодняшний день применяются двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД) c низкой степенью двухконтурности с форсажем.

Проанализируем перспективные силовые установки для истребителей.

Один из самых сложных и перспективных проектов в российском двигателестроении – разработка нового двигателя для истребителя пятого поколения Су-57. Силовая установка, которая должна после 2020 года заменить устанавливаемый сейчас АЛ-41Ф1 (двигатель, очень близкий к АЛ41Ф1С, который устанавливается на серийные Су-35С), пока разрабатывается под названием «изделие 30».

По доступной информации, разработку ведет ОКБ им. Люльки – московский филиал ПАО «ОДК-УМПО» («Уфимское моторостроительное производственное объединение»).

Из информации, в течение последних лет появляющейся в СМИ, известно, что двигатель, как и АЛ-41Ф1, имеет управляемый вектор тяги, а тяга на форсаже достигает 17 000 – 18 000 кгс, против 15 000 кгс у АЛ-41Ф1. В целом характеристики двигателя должны превосходить таковые у АЛ-41Ф1 на 20–25%, кроме того, можно предположить, что будет проделана работа и по снижению заметности двигателя в радиолокационном и инфракрасном спектрах.

Сочетание этих факторов должно позволить Су-57 достичь требуемых критериев истребителя пятого поколения.

Кроме того: Уфимское предприятие ОДК-УМПО на базе инновационного центра «Сколково» ведет работу по исследованию пульсирующих детонационных технологий в авиационном двигателестроении. Это обнадеживает.

Прямоточные воздушно-реактивные двигатели

Несмотря на свою кажущуюся простоту, прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ПВРД) – одно из самых многообещающих направлений развития военного двигателестроения. Прежде всего это касается ПВРД со сжиганием топлива в сверхзвуковом воздушном потоке или гиперзвуковых ПВРД (ГПВРД), а также двухрежимных вариантов – со сжиганием топлива как в дозвуковом, так и сверхзвуковом потоке воздуха.

В первую очередь «чистый» ГПВРД интересен для установки на крылатые ракеты – в таком случае до минимальной для начала работы двигателя скорости ракету может довести твердотопливный ракетный ускоритель.

Работа ГПВРД

Российские работы в этой области засекречены, имеется лишь небольшое количество упоминаний в открытых источниках. Согласно им, авиационная гиперзвуковая крылатая ракета ГЗУР (гиперзвуковая управляемая ракета) получит ПВРД «Изделие 70», разработанный ПАО «ТМКБ «Союз». Он должен обеспечить полет ракеты на дальность 1500 км на скорости 6 M. Согласно данным того же источника, серийное производство ГЗУР должно начаться в 2020 году. О характеристиках двигателя ничего не известно.

С другой стороны, научный руководитель Государственного научно-исследовательского института авиационных систем академик Евгений Федосов в интервью «Интерфаксу» в 2017 году упоминал тему ГПВРД и сказал, что пока успехи в этой области не достигнуты. Похожее мнение высказал и советник главы корпорации НПО «Машиностроения» по науке Герберт Ефремов в январе 2018 года.

Комбинированные двигатели

Перспективная задача создания гиперзвуковых и атмосферно-космических самолетов требует разработки соответствующих двигателей. На гиперзвуковых скоростях использование традиционного ТРД/ТРДД невозможно, при этом применение исключительно прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПРВД) также не представляется возможным – он неэффективен на дозвуковых и низких сверхзвуковых скоростях. В связи с этим целесообразна разработка комбинированных двигателей – «турбопрямоточных» или же «турборакетных». Опыт создания и реального применения «турбопрямоточных» двигателей имеется в США – пара Pratt & Whitney J58 позволяла самолету-разведчику SR-71 разгоняться до скорости 3,2 М.

SR-71 

Подобные работы проводятся и в России – в филиале Военной академии РВСН имени Петра Великого (Серпухов) ведутся работы над двигателем для перспективного воздушно-космического самолета.

Где наше место?

Если по двум последним типам двигателей место достаточно трудно определить: все надувают щеки, норовя объявить себя обладателем созданного и испытанного двигателя, а вот с первым типом очень всё нерадужно для России.

Еще в 2007 году стартовала программа министерства обороны США Adaptive Versatile Engine Technology (ADVENT), в которой участвовали General Electric (GE) и Rolls-Royce. В 2012 году ADVENT была завершена и перешла в программу Adaptive Engine Technology Development (AETD), в которой вместо Rolls-Royce оказалась Pratt & Whitney (P&W). С 2016 года с обеими компаниями были подписаны контракты на выполнение работ в рамках программы Adaptive Engine Transition Program (AETP). Обе компании получили по 1 млрд долларов, со сроком исполнения программы до 30 сентября 2021 года.

Перед обеими компаниями стоит цель разработать и испытать новый тип двигателей, которые в перспективе планируется устанавливать на истребителях F-35 и перспективных истребителях шестого поколения. Цель программы заключается в создании двигателя, который расходует на 25% меньше топлива и выдает на 10% больше тяги, чем доступные на сегодня силовые установки. Такое серьезное улучшение показателей достигается за счет добавления третьего контура к ТРДД, который включается в работу только в режиме экономичного полета, сильно повышая степень двухконтурности двигателя. К тому же более холодный воздух третьего контура используется для снижения температуры газов, покидающих двигатель, и, соответственно, снижения заметности в инфракрасном диапазоне. В боевом режиме достигается повышенная мощность двигателя за счет перехода на традиционный двухконтурный режим с низкой степенью двухконтурности.

Двигатель Adaptive Cycle Engine (ACE), или XA-100, который разрабатывается GE, согласно официальной информации, позволяет снизить потребление топлива на 25%, повысить максимальную дальность полета на 35% и увеличить тягу на 20%.

XA-100

Что касается двигателя P&W под названием XA-101, он представляет собой глубокую модернизацию силовой установки F135, которая используется на истребителях F-35. В двигателе для программы AETP применяется внутренний контур (газогенератор) F-135 практически без изменений, идет разработка остальных компонентов, в том числе и третьего контура.

Наши пока помалкивают о достижениях в этой области, будем надеяться, что только лишь из-за режима секретности.

В Китае разработаны два истребителя пятого поколения – J-20 и J-31. Оба самолета полагаются на российские двигатели – АЛ-31Ф и РД-93, однако в перспективе должны получить китайские двигатели – WS-155 и WS-196 соответственно. Открытой информации о них немного, но ожидать какого-то технологического прорыва не стоит – это будет скорее локальным успехом и сокращением отставания от России и Запада. Не зря КНР заинтересована в украинском «Мотор-Сич» (подробности): немного не по профилю, но авиадвигатели китайцам шибко нужны.

Что настораживает в количестве тумана наших перспектив двигателестроения для истребителей?

1. Такое количество бабла, которое вбахивают американцы в исследования, нам и не снилось. Причем, это не только бабло, это и оборудование и персонал.

2. Как бы мы не хорохорились — санкции в отношении высоких технологий все-таки не способствуют прогрессу.

3. Подросли дети (внуки) власть предержащих и близких к ним. Потому их нужно пристраивать на ключевые (теплые) должности. Газет, ТВ-каналов, пароходов уже не хватает, зато есть ОПК, посмотрите на высший менеджмент практически любого крупного оборонного предприятия. Хорошо, если остался доморощенный главный конструктор и производственник, остальные 10 — 12 замов генерального явно не тянут предприятие к горизонтам научно-технического прогресса.

Провал (кадровый, технологический) 90-ых тоже до сих пор сказывается.

Утешить может только надежда: а может прорвемся?

Также читайте: