Роальд Нусберг

В 1996 году мы нацелились на разработку малоразмерного двухконтурного турбореактивного двигателя с тягой в диапазоне 1500-1700 кгс, который впоследствии получил обозначение РД1700.

Необходимость создания такого "малыша" была продиктована появлением учебно-тренировочного самолета МиГ-УТС - "летающей парты" нового поколения для подготовки летного состава ВВС России.

Прошел конкурс на двигатель для МиГ-УТС внутри "ОКБ им.А.И.Микояна", в котором приняли участие ряд российских и зарубежных фирм. По ряду критериев наш проект оказался предпочтительным, и после проведения межведомственной комиссии Тушинское машиностроительное КБ "Союз" было выбрано в качестве головного разработчика двигателя для МиГ-УТС.

Целесообразность разработки российского двигателя такого класса была подтверждена и заключением разработчика самолета, и головным институтом - ГНЦ "ЦИАМ им.П.И.Баранова" и ВВС России.

ЦИАМ выступил в качестве самого активного участника разработки, снабдив наше КБ результатами своих работ по научно-техническому заделу и обеспечив методологическое сопровождение с использованием самых современных математических моделей в расчетах.

Министерство обороны РФ, стоя на страже технологической независимости вооруженных сил страны, сформировало программу финансирования разработки и создания отечественного ТРДД и включило ОКР по созданию РД1700 в Государственный оборонный заказ.

Все заинтересованные стороны - НИИ МО РФ, "ОКБ им.А.И.Микояна", ЦИАМ, НИИСУ - предъявили свои технические и организационные требования к РД1700 и в результате проект создания двигателя включил в себя:

- высокие характеристики узлов двигателя, позволяющие обеспечить потребные параметры по тяге и экономичности;

- применение современных систем автоматического регулирования, охлаждения, контроля параметров и диагностики;

- габаритно-массовые показатели, позволяющие создать российскую версию самолета МиГ-АТ без изменения силовой схемы и перестройки мотогондолы;

- высокую технологичность в производстве;

- характеристики безотказности, надежности и эксплуатационной технологичности, соответствующей требованиям технических центров подготовки летного состава ВВС РФ;

- программу финансирования, предусматривающую долевое участие промышленности и Министерства обороны РФ.

Кроме того, НИИ МО РФ настаивали на проработке возможности использования РД1700 как базового двигателя для создания ряда ТРДД с тягой до 3000 кгс, имеющих применение в гражданской и транспортной авиации.

Участвовать в новой разработке согласились наши традиционные партнеры.

Серийный двигателестроительный завод «ММП им.В.В.Чернышева» (Москва) принял решение не только участвовать в производстве опытной партии двигателей РД1700, но и частично финансировать проект.

Разработку и поставку всех комплектующих, входящих в системы управления, запуска, контроля и диагностики, взяли на себя предприятия Москвы ("ЭГА", "Аэроэлектромаш"), Казани (КПКБ), Уфы ("Молния"), Энгельса ("Димес") и др.

Соразработчики настолько серьезно отнеслись к нашему общему проекту, что, забегая вперед, скажу - уже сегодня мы имеем всю штатную автоматику для комплектования партии опытных двигателей РД1700, которая изготовлена и передана нам московским машиностроительным заводом "ММП им.В.В.Чернышева".

В процессе обсуждения и согласования технического задания на разработку РД1700 мы провели параметрический и конструктивный анализ целого ряда зарубежных и отечественных двигателей. Эта работа, с одной стороны, позволила оптимизировать конструктивную схему двигателя до очень лаконичной 2+4=1+1, с другой - с целью снижения технического риска при доводке конструкции подобрать газодинамические, конструктивные и технологические прототипы.

Понимая, что среднестатистических 10-ти лет для создания нового двигателя у нас нет, т.к. прототип МиГ-УТС уже к тому времени летал, мы сразу ориентировались на проверенные временем и условиями эксплуатации технические решения.

В основу конструкции были заложены оправдавшие себя элементы двигателей III и IV поколений. Технологические процессы во многом базируются на отработанных технологиях серийного производства "ММП им.В.В.Чернышева".

Мы хотели получить надежный, технологичный, дешевый двигатель в заданной размерности, приспособленный для эксплуатации в учебных центрах.

Однако высокие значения параметров, заложенные в техническом задании, потребовали применения в газогенераторе РД1700 узла, характеристики которого перекрывают уровень V поколения.

Речь идет о компрессоре высокого давления.

Совместно с ЦИАМ была разработана перспективная схема 4-ступенчатого осевого КВД с применением широкохордной ступени. Расчеты показали возможность получения степени повышения давления 5,8 и КПД=84%.

Автоматика двигателя представляет собой, ставшую традиционной, систему FADEC, но с оглядкой на то, что в кабине УТС будут сидеть вчерашние школьники, мы скомплексировали ее с гидромеханическим резервом по управлению двигателем.

Для достижения большей автономности при контроле за работой систем двигателя, регистрации дополнительного объема информации (кроме получаемого через борт самолета) на этапе опытной летной эксплуатации используется цифровой блок МЭРИ-1700, своеобразный двигательный "черный ящик".

Ну а контрольно-проверочная аппаратура - КПА134, конструктивное исполнение которой может быть любым - на базе "nootbook" или "desk top" - кроме проверки и настройки блоков САУ выполняет функции параметрической диагностики, подсчета наработки двигателя по алгоритмам повреждаемости, широкополосной вибродиагностики, создания банка данных по двигателю на весь период эксплуатации. Это переход на эксплуатацию по техническому состоянию.

К вопросу о производственной технологичности. В том, что сегодня опытная партия двигателей изготовлена, а темпы сборок и переборок двигателей определяются только пропускной способностью испытательной станции, главная заслуга "ММП им.В.В.Чернышева".

Технологи завода работали с конструкторами ТМКБ "Союз" с момента проведения осевой линии. Согласовывались все конструкторские и технологические нюансы, обсуждались варианты применения новых методов обработки, позволяющих сократить объемы и время подготовки производства, просчитывались варианты применения имеющегося оборудования, оснастки и инструмента. В результате первые детали и узлы двигателя с серийного завода начали поступать через 6-8 месяцев после расцеховки рабочей конструкторской документации.

Наша фирма имеет огромный опыт внедрения двигателей в серийное производство, сопровождения серийного производства и эксплуатации двигателей в частях ВВС и ПВО страны, наращивания ресурсов двигателей до значений, в 10-15 раз превышающих первоначальные.

Это позволило в рабочий проект двигателя РД1700 заложить принципы ресурсного проектирования.

Примером этого может послужить расчет системы охлаждения горячей части двигателя.

Система спроектирована с учетом многих факторов, влияющих на ухудшение параметров двигателя (допуски на серийное производство, точность регуляторов, износы по элементам проточной части и т.п.) и обеспечивает общетехнический ресурс двигателя при увеличении рабочей Тг на 130 град.

В настоящее время идет стендовая отработка полноразмерного двигателя.

Этим испытаниям предшествовали проверки деталей и узлов двигателя на автономных стендах лабораторноиспы-тательного комплекса, который мы считаем уникальным по решаемым задачам. Наработка узлов двигателя на автономных стендах составила около 1000 часов.

Выполнены оценки вибросостояния двигателя на всех режимах работы, подтверждающие эффективность внедренной на "ММП им.В.В.Чернышева" методики многоступенчатой балансировки роторов, а также подтверждена эффективность системы охлаждения при работе двигателя при температуре, на 120 градусов превышающей расчетную.

Есть и проблемы. Двигатель требует и газодинамической и прочностной доводки, что вполне естественно. Характеристики компрессора требуют оптимизации, а материал рабочих лопаток вентилятора дополнительного изучения и конструктивно-технологической адаптации.

Эти задачи самым активным образом нам помогают решать головные институты - ГНЦ ЦИАМ и ВИАМ. Специалисты оказывают нам помощь и в методическом плане, и в части проведения экспертных расчетов на самом современном уровне.

Необходимо подчеркнуть то, что РД1700 является целевой разработкой под конкретный летательный аппарат, решающий вполне определенные задачи. Отсюда вытекают и реализуемые технические параметры создаваемого двигателя: тяга в стартовых условиях - 1700 кгс, удельный расход топлива - 0,7 кг/кгс.ч, сухая масса двигателя - 300 кг. Упоминание о РД1700 как базовом двигателе относится, прежде всего, к использованию газогенератора для разработки авиационных двигателей класса ТРДД с тягой до 4000 кгс и удельным расходом топлива - О,44-0,42 кг/кгс.ч.

При этом для двигателя с тягой 4000 кгс придется использовать встроенный редуктор между турбиной и компрессором низкого давления.

С 2000-го года ОКР по состоянию двигателя РД1700 и на его базе двигателя с тягой Р=2500 кгс включены в Государственный оборонный заказ. Мы уверены, что все проблемы будут решены и ТРДД РД1700, пройдя весь объем сертификационного базиса, будет в 2004-м году предъявлен на государственные испытания.

По модификации двигателя с тягой 2500 кгс мы выпускаем рабочую конструкторскую документацию на экспериментальные узлы и передаем на "ММП им. В.В.Чернышева" для технологической отработки и изготовления.

Конечно, основным источником финансирования проекта РД1700 являются собственные средства участников проекта - "ММП им.В.В.Чернышева" и ТМКБ "Союз". Свой вклад вносит Министерство обороны РФ.

Отрадным фактором мы считаем то, что нашей разработкой заинтересовались «ОКБ Сухого», ЭМЗ им.В.М.Мясищева, ЦАГИ. Кроме того, проектом РД1700 активно интересуются разработчики летательных аппаратов Индии и Китая.

Как и другие предприятия двигателестроительного комплекса, наше КБ ведет разработки и внедрение ряда конверсионных проектов, которые, с одной стороны, позволяют иметь оборотные средства, а с другой - отвлекают от работ по основной деятельности.

Расширение области потенциального применения РД1700 и его модификаций, безусловно, гарантировало бы сокращение сроков доводки двигателя и создания ряда модификаций.

Поэтому мы готовы сотрудничать и с самолетными фирмами, и с энергетиками (на базе РД1700 разрабатывается автономная газотурбинная установка с электрической мощностью 3,6 МВт) и с транспортниками.

РД1700

Реклама: