Одной из важнейших задач, стоящих сегодня перед российским авиадвигателестроением, является разработка двигателя второго этапа для самолета ПАК ФА (Т-50). Большую часть работ по созданию этого двигателя выполняет Рыбинское НПО "Сатурн".
О том, на какой стадии находится процесс создания этого двигателя, какие возможности приобретет самолет с новым "сердцем" рассказал "Интерфаксу-АВН" генеральный конструктор НПО "Сатурн" Юрий ШМОТИН.
- Юрий Николаевич, расскажите, каким должен быть двигатель для самолета пятого поколения? Каковы его основные признаки?
- Самолет пятого поколения Т-50 это не просто истребитель, бомбардировщик или штурмовик. Это многоцелевой летательный аппарат. Такому самолету надо дать новое "сердце", которое позволит сделать его высокоманевренным, скоростным, экономичным и способным противостоять таким конкурентам, как американские F-22 и F-35.
Двигатель для самолета пятого поколения будет отличаться от двигателя предыдущего поколения увеличенной удельной тягой, меньшим весом, сниженным удельным расходом топлива и наличием новых решений по малой заметности. При этом он должен быть относительно дешевым в обслуживании и эксплуатации. НПО "Сатурн" сейчас работает именно над таким двигателем.
- Каким узлам и агрегатам нового двигателя уделяется особое внимание при разработке? Что представляет наибольшую сложность для инженеров?
- В авиационном двигателе важно все. Одним из сложнейших узлов двигателя является турбина высокого давления. Нам было задано сделать турбину, работающую при таком уровне температур, при которых металлические никелевые сплавы просто плавятся. Эта работа была успешно выполнена.
Сердцем авиационного двигателя является компрессор высокого давления. От уровня его совершенства напрямую зависят все основные характеристики двигателя. Количество деталей в новом компрессоре высокого давления мы сумели сократить практически вдвое по сравнению с компрессором предыдущего этапа, при этом обеспечили значительное увеличение работы на одну ступень. Стоимость изготовления такого компрессора не будет превышать стоимость изготовления КВД двигателя четвертого поколения. И это при условии применения новых материалов и технологий.
Решив эти и другие задачи, на выходе мы получим газогенератор с новым уровнем характеристик, который будет основой для нового семейства двигателей. Характеристики узлов этого газогенератора, например эффективность КВД, повышена в среднем более чем на четыре процента, а на ряде режимов и на восемь. Фактически, это революция в двигателестроении, т.к. определяет возможность создания двигателя с колоссальным резервом развития по тяге.
- Каким конструкционным материалам отдается предпочтение при создании нового двигателя?
- Без принципиально новых материалов невозможно обеспечить те характеристики, которые мы предъявляем к ГТД нового поколения. У специалистов НПО "Сатурн" есть опыт и неплохие результаты применения новых материалов, разработанных Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов (ВИАМ).
В первую очередь, это, конечно, лопаточные жаропрочные никелевые сплавы. Лопатка турбины - это абсолютно уникальное изделие. Она представляет собой сложную пространственную конструкцию, которая должна работать при температурах выше 2000 К.
Есть также материалы собственной разработки НПО "Сатурн". Мы готовы предложить их для двигателя нового поколения. Эти материалы позволяют в полтора раза повысить ресурс двигателя при тех же температурах.
Сегодня много говорится о применении композиционных материалов. В новом двигателе для ПАК ФА применяются композиты, которые построены не только на полимерной матрице для холодной части, а также детали, созданные на высокотемпературных композициях. Эти работы НПО "Сатурн" ведет уже достаточно давно.
- Нельзя забывать, что все новое и современное со временем устаревает. Предусмотрена ли в создаваемом двигателе возможность его модернизации?
- Конечно. Одновременно с выполнением опытно-конструкторских работ по двигателю пятого поколения мы формируем задел, который позволит развивать двигатель не только на десять, но и на 30, возможно и 50 лет вперед.
Сегодня в НПО "Сатурн" ведутся серьезные исследования по развитию двигателя пятого поколения с применением технологии, которую называют "двигатель переменного цикла". Выполнены исследования, которые говорят о том, что при определенной трансформации термодинамики двигателя за счет конструктивных изменений можно существенно улучшить характеристики двигателя на дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Одной из таких трансформаций может стать применение третьего контура. Все это предусмотрено.
- Каким образом повлияет установка новых двигателей на летные характеристики истребителя пятого поколения? Почувствует ли разницу летчик, пересевший с самолета с двигателем первого этапа на самолет с двигателем второго этапа?
- Новый двигатель принципиально отличается от предыдущего изделия первого этапа. Безусловно, летчик сразу почувствует разницу в тяге. Самолет с новым двигателем станет более послушным и сможет быстрее реагировать на действия пилота. Фактически, двигатель второго этапа должен дать самолету Т-50 новую жизнь.
- Юрий Николаевич, известно, что ПАК ФА уже проходит испытания. Какими двигателями оснащаются первые опытные образцы?
Сейчас опытные образцы комплектуются двигателем первого этапа, который в инженерных кругах известен как изделие 117. По сути, это результат глубокого развития семейства двигателей АЛ-31, который устанавливается сегодня на самолеты семейства Су-27.
Безусловно, это замечательный двигатель, который является бестселлером и построен на основных принципах и базовых идеях конструкторского бюро Архипа Люльки. Но все-таки это двигатель этапа 4++.