Версия для печати

Полтора двигателя для пятого поколения

Демонстратор комбинированной силовой установки был успешно испытан еще в 80-х

Отклик на статью «Будущая «вертикалка» уже летает»

Истребитель с коротким взлетом и вертикальной посадкой (КВВП) включен в Государственную программу вооружения. В газете «ВПК» отмечено, что разработка ведется по поручению Верховного главнокомандующего и в настоящее время находится в стадии концептуальных моделей и прототипов.

Накопленный научно-технический задел (НТЗ), актуальность темы, проблемы повышения весовой отдачи требуют комплексного подхода к созданию истребителя КВВП. В ПАО «ОДК-Сатурн» (Рыбинск) в СибНИА (Новосибирск) в инициативном порядке ведутся исследовательские работы по совершенствованию самолета КВВП. Предварительные результаты исследований опубликованы в авторитетных изданиях, специалисты смогут более подробно ознакомиться с предлагаемыми решениями, которые кратко, для газеты, изложены ниже. Предлагается провести исследования по созданию НТЗ для такого самолета в трех направлениях:

При замене двухконтурного форсажного двигателя на ТРД, как в последних образцах Ту-144, дальность полета увеличилась почти в два раза

1. Качественное повышение несущей способности крыла на взлетно-посадочных режимах на базе новых открытых газодинамических явлений, являющихся развитием Научного открытия № 314 в нестационарной (пульсирующей) газодинамике, до сих пор не освоенного. При пульсирующем обтекании крыла за счет высокоэффективного присоединения массы качественно повышается подъемная сила. Данный эффект установлен экспериментально и проявлялся в исследованиях многих авторов. В обоснование эффекта получены предварительные теоретические положения. На базе результатов этих исследований необходимо создать физико-математические модели и провести вычислительные эксперименты для определения облика крыла с приемлемым конструктивным исполнением. Затем подтвердить результаты натурным экспериментом.

2. Модернизация силовой установки самолета Як-141, в основном за счет замены двух подъемных двигателей (в значительной степени определяющих качество самолета КВВП) на один более совершенный. Созданный НТЗ по сокращению числа ступеней лопаточных машин за счет повышения удельной нагрузки на ступень, существенного увеличения температуры газа перед турбиной, новые конструктивные решения позволяет рассмотреть возможность создания двухконтурного ТРД (ТРДД) с увеличенной тягой как альтернативу двум существующим подъемным ТРД с сохранением длины. При этом диаметр входа примерно такой же, как у подъемного вентилятора американского F-35B. Удельный расход топлива может быть снижен на 40 процентов, а удельная масса – на 30. Необходима расчетно-конструкторская проработка самолета с такой силовой установкой.

3. Наиболее перспективным является создание принципиально новой комбинированной силовой установки (КСУ) с изменяемым рабочим процессом на базе НТЗ по газотурбинным двигателям (ГТД) V поколения. В США ведутся работы по созданию силовой установки с изменяемым рабочим процессом для модернизации самолетов типа F-35. Двигатель должен изменять степень двухконтурности в зависимости от режима полета. В идеале на «дозвуке» – это ТРДД, а на «сверхзвуке» – ТРД. На самолетах V поколения – F-22, F-35 (США), Т-50 (Россия) впервые предусмотрен сверхзвуковой крейсерский полет. Его высокая эффективность может быть обеспечена бесфорсажным режимом работы современного ГТД. Уровень параметров ГТД V поколения (прежде всего это температура газа перед турбиной), выполненного по традиционной схеме двухконтурного форсажного двигателя (ТРДДФ), сможет обеспечить на бесфорсажном режиме скорость полета, соответствующую числу Мп, на уровне примерно 1,5–1,7. Однако известно, что для ГТД максимальная дальность полета обеспечивается при Мп более 2 (СПС Ту-144). Следует отметить, что при замене ТРДДФ на ТРД (последние образцы сверхзвукового самолета Ту-144) почти в два раза увеличилась дальность полета. На крейсерском режиме Мп=1,6 будет явный проигрыш в дальности полета.

КСУ выполняется на базе ТРДД с выносным модулем ТРД, запитанным воздухом второго контура. Такой модуль за счет поворотных сопел создает вертикальную тягу, как подъемники на Як-141 (за кабиной), маршевую тягу и может работать в автономном режиме как второй двигатель. Такую концепцию компромиссной силовой установки можно назвать «полтора двигателя». Работа КСУ в режиме ТРД (выносной модуль включен) еще и решает задачу экономичного сверхзвукового крейсерского полета. Это добавляет самолету универсальности. Демонстратор подобной КСУ (с выносным ТРД) был успешно испытан в Рыбинском КБ моторостроения в 80-х годах.

В результате предварительной расчетно-конструкторской проработки установлено:

  • крейсерский сверхзвуковой режим полета самолета с КСУ может выполняться на М=2,0–2,2 (уточняется по результатам проработки самолета);
  • при крейсерском сверхзвуковом полете снижение удельного расхода топлива КСУ по сравнению с ТРДДФ (форсажный режим) может достигать 27 процентов;
  • надежность и живучесть КСУ соответствуют двухдвигательной силовой установке.

Конечно, нужна скоординированная научно-исследовательская работа по всем трем направлениям с целевым финансированием, с принятием решения на определенном этапе по переходу на ОКР.

Рекомендуемая литература

В. И. Богданов. «Пути повышения эффективности крыла в пульсирующем потоке». «Полет», 2008, № 6, стр. 20–22.

В. И. Богданов. «Концепции совершенствования газотурбинных двигателей за счет применения высокоперепадных турбин». Изв. вузов. «Авиационная техника», 2018, № 2, стр. 93. В. И. Богданов, В. Ф. Павленко, К. Я. Якубовский. «Концепции создания перспективных авиационных двигателей». «Полет», 2010, № 9. стр. 42–48.

 

Василий Богданов,
доктор технических наук, эксперт ПАО «ОДК-Сатурн» (Рыбинск)
Владимир Мымрин,
ведущий инженер отделения аэродинамики СибНИА

Опубликовано в выпуске № 34 (797) за 3 сентября 2019 года

Loading...
Загрузка...
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Автор не затронул очень важную тему, про обладание США главным средством разрушения России. Восхищаюсь конечно талантами и дарованиями российских оружейников. Но всё же надо помнить о том, что не только их изделиями определяется победа в политико-экономическом противостоянии на мировой арене! Главным вопросом остаётся вопрос о готовности руководства страны отдать приказ о применении всей мощи российского оружия в критической для страны ситуации. Иначе это очередное блефование, для поддержки спадающих с Великого В.В. Ппутина штанов дырявого "рейтинга". Невозможно же скрыть прискорбный факт о том, что вся российская "элита", все эти 30 лет, переводит российские материальные активы в банки и инвестиции к зарубежным "партнёрам" (бенефициантам). Да и семьи их там, в благодати "цивилизованного запада", предаются радостям жизни, обучаются и развлекаются, размножаются и занимаются прибыльным бизнесом. (Пример - семейство Абрамовичей, жирующее на российских ресурсах в Израиле). В одном только Лондоне насчитывается свыше 200 особняков российских олигархов! "Вот, паньмаш, какая загогулина выходит"- (Б Ельцин). Кто же из них допустит уничтожения своих богатств, "нажитых честным трудом"?! Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Автор не затронул очень важную тему, про обладание США главным средством разрушения России. Восхищаюсь конечно талантами и дарованиями российских оружейников. Но всё же надо помнить о том, что не только их изделиями определяется победа в политико-экономическом противостоянии на мировой арене! Главным вопросом остаётся вопрос о готовности руководства страны отдать приказ о применении всей мощи российского оружия в критической для страны ситуации. Иначе это очередное блефование, для поддержки спадающих с Великого В.В. Ппутина штанов дырявого "рейтинга". Невозможно же скрыть прискорбный факт о том, что вся российская "элита", все эти 30 лет, переводит российские материальные активы в банки и инвестиции к зарубежным "партнёрам" (бенефициантам). Да и семьи их там, в благодати "цивилизованного запада", предаются радостям жизни, обучаются и развлекаются, размножаются и занимаются прибыльным бизнесом. (Пример - семейство Абрамовичей, жирующее на российских ресурсах в Израиле). В одном только Лондоне насчитывается свыше 200 особняков российских олигархов! "Вот, паньмаш, какая загогулина выходит"- (Б Ельцин). Кто же из них допустит уничтожения своих богатств, "нажитых честным трудом"?! Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить
Аватар пользователя Oleg Cheb
Oleg Cheb
19 сентября 2019
Ответить

 

 

  • Past:
  • 3 дня
  • Неделя
  • Месяц
Loading...