09 сентября 2022

В Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ) проводятся исследования и прорабатываются технологии перспективных малоразмерных газотурбинных двигателей (МГТД) и авиационных поршневых двигателей (АПД) в обеспечение создания серийных моторов для легких самолетов, вертолетов и БЛА гражданского назначения.

Итоги пятого, предпоследнего этапа научно-исследовательской работы «Демонстраторы МГТД и АПД», заказчиком которой выступает Минпромторг России, были подведены на научно-техническом совете в ЦИАМ в августе этого года, рассказали в пресс-службе института.

Трехлетняя НИР планируется к завершению в конце 2022 года. Результатом этой работы станет создание и испытание пяти демонстраторов: «более электрического» сухого малоразмерного МГТД, перспективного МГТД низкой стоимости, демонстраторов технологий свободнопоршневых и турбокомпаундных АПД, демонстратора высотной малоразмерной камеры сгорания, а также ряда экспериментальных объектов: рабочего колеса компрессора из полимерного композиционного материала, соплового аппарата турбины из алмаз-карбидкремниевого композиционного материала, полого диска турбины МГТД и др. Разработанные и испытанные в ЦИАМ «в железе» демонстраторы технологий и экспериментальные объекты станут базой для разработки нового поколения отечественных малоразмерных газотурбинных и поршневых двигателей.

В перспективных российских авиамоторах планируется внедрить целый ряд инноваций. Так, встроенный электрогенератор «более электрического» двигателя будет обеспечивать питание электроприводов его агрегатов. Это позволяет уйти от механической коробки приводов и улучшить эксплуатационные характеристики, снизить массу и стоимость конструкции, повысить надежность двигателя. «Сухим» демонстратор называется потому, что в нем применены опоры с газодинамическими подшипниками, не требующими масляного охлаждения. Это уменьшит объем техобслуживания при эксплуатации, а также снизит массу и стоимость двигателя.

«В основе перспективного МГТД низкой стоимости ТРДД-200 лежит концепция унифицированного газогенератора, в котором до минимума сокращено число деталей, объединены функции конструктивных элементов, – говорит руководитель НИР, начальник отдела ЦИАМ Юрий Фокин. – За счет оптимизации технологии изготовления, предполагающей применение ресурсосберегающих методов и материалов, по стоимости такой двигатель обойдется существенно дешевле традиционных. Его плановый межремонтный ресурс – 2000 часов. Это пока еще не ОКР, но наша задача – уже на этапе НИР максимально приблизить двигатель к серийному, «деловому» образцу».

Демонстратор перспективных технологий АПД представляет собой турбокомпаундный двигатель – комбинацию поршневого и газотурбинного двигателя.

«К поршневому мотору добавляется турбокомпаундный модуль, который использует энергию выхлопных газов АПД в турбине и преобразует ее в механическую энергию, увеличивая тем самым мощность двигателя, – поясняет Юрий Фокин. – Турбокомпаундный модуль разрабатывается в составе демонстратора в паре с базовым поршневым двигателем мощностью 100 л.с., но в дальнейшем он сможет применяться с разными АПД для беспилотников и самолетов малой авиации».

Дополнительно характеристики поршневого мотора повышаются за счет применения нагнетателя воздуха объемного типа, входящего в состав демонстратора перспективных технологий АПД.

Особенность свободнопоршневого двигателя в том, что в его конструкции отсутствует механизм-преобразователь возвратно-поступательных движений поршней во вращение выводного вала. Это упрощает конструкцию двигателя, снижает его массу, повышает надежность силовой установки. Такие двигатели предполагается использовать в паре с линейным электрогенератором в составе силовых установок для легкомоторных «более электрических» самолетов.

В рамках пятого этапа НИР были изготовлены и испытаны демонстраторы и экспериментальные объекты на основе разработанных на предыдущих этапах конструкций и решений. Результаты подтвердили соответствие изделий требованиям технических заданий на их разработку.