För närvarande pågår förberedelser för serieproduktion av lovande Su-57-krigare. Liksom för prototyper kommer serieutrustningen att vara utrustad med motorer av två modeller. De första produktionsproven kommer att ta emot de befintliga AL-41F1-motorerna (de är också "första etappmotorer"), och sedan kommer nyare "Produkter 30" att ersätta dem i serien. Sedan slutet av 2017 har lovande turbojetmotorer "Produkt 30" testats i luften, och i framtiden förväntas den behärska sin produktion för att göra serieproduktion av flygplan.
TRDDF-typ "Product 30", eller "second stage engine", är ett av huvudämnena inom ramen för PAK FA / T-50 / Su-57-projektet. Dessutom är detta ämne ett av de mest slutna.
Men nu lyckades utvecklaren representerad av NPO Saturnus, liksom tjänstemän från försvarsdepartementet och andra strukturer, avslöja några av uppgifterna och göra en grov bild. Det förväntas att i framtiden kommer ny information att fortsätta att flöda och branschen kommer att avslöja nya detaljer om ett intressant projekt.
Femte generationens motor
Su-57-jaktplanen tillhör den villkorade femte generationen, vilket indikerar att det finns ett antal karakteristiska krav. En av de viktigaste sådana kraven är att säkerställa cruising supersonisk hastighet, inklusive utan användning av efterbrännare. Befintliga seriemotorer tillåter inte att sådana egenskaper uppnås, och därför krävs ett helt nytt kraftverk. En lovande motor utformad för Su -57, liksom själva flygplanet, tillskrivs den villkorade femte generationen - dock redan inom motorbyggnad.
Su-57-flygplan med motorer i "första etappen"-AL-41F1. Foto UAC / uacrussia.ru
Man tror att skillnaden mellan generationer av turbojetmotorer manifesteras i förändringen av grundparametrar. En kraftig ökning av specifik dragkraft eller en minskning av specifik bränsleförbrukning som uppnås i det nya projektet gör det möjligt att hänvisa det till nästa generation. Den nyaste TRDDF "Product 30" med dessa indikatorer jämför sig positivt med de befintliga systemen, vilket gör att dess utvecklare kan tala om att skapa en motor av "5" eller "5+" generationen.
Den nya motorns höga prestanda uppnås främst genom användning av de mest moderna teknikerna, materialen och lösningarna. I det här fallet används också idéer som redan har behärskats. Således fortsätter "Produkt 30" raden av inhemska motorer med ett standardmunstycke med tryckvektorstyrningar.
Vissa moderna lösningar måste dock överges. Till exempel, 2013 visade NPO Saturnus en lovande design av ett högtryckskompressorblad av titanaluminid. Det har rapporterats om eventuellt införande av ett sådant material i turbinens design. Men senare övergavs titanaluminid i kompositionen av "produkt 30". Viktbesparingarna visade sig vara försumbara, och motståndet mot de ökade mekaniska och termiska belastningarna som är typiska för militära motorer var otillräckligt.
Tekniska detaljer
Enligt kända data är "Produkt 30" en by-pass turbojetmotor med en efterbrännare. På nivå med några grundläggande idéer liknar det de äldre motorerna i familjerna AL-31 och AL-41, men alla dess enheter utvecklades på nytt och använde modern utveckling. Resultatet av detta var en märkbar ökning av alla huvudegenskaper, vilket gjorde att "Produkt 30" kunde hänföras till nästa generation av TRDDF.
Motorn har en typisk arkitektur för sin klass med flerstegs hög- och lågtryckskompressorer, en förbränningskammare och flerstegsturbiner. Bakom turbinerna finns efterbrännaren och munstycket med UHT. Nödvändiga enheter för ett eller annat ändamål placeras på motorns yttre yta. Utvecklarna av "Produkt 30" har inte bråttom att avslöja alla detaljer i designen, men några av funktionerna i det nya projektet är redan kända.
Kompressorn ger komprimering av den inkommande luften med en grad av 6, 7, vilket ger en luftflödeshastighet på upp till 20-23 kg / s. Förbränningskammaren är utrustad med ett plasmatändsystem installerat direkt på injektorerna. Sådana medel säkerställer att bränslet antänds omedelbart efter att det har kommit in i förbränningskammaren. Tack vare detta bibehålls det optimala förbränningsläget och det sk. fackla - felaktig förbränning av bränsle som ackumulerats i motorn. Temperaturen på gaserna framför turbinen sträcker sig från 1950 till 2100 ° K. För jämförelse, för en seriell AL-31F-motor, överstiger denna parameter inte 1700 ° K.
Erfaren Su-57 med "Product 30" -motorn. Foto Nickolay Krasnov / russianplanes.net
"30" -motorn är utrustad med ett nytt munstycke med tryckvektorstyrfunktioner. Denna enhet är märkbart mindre än de som tidigare använts och har olika konturer. I synnerhet blir munstyckets bakkant, bildad av de enskilda flikarna, ojämn.
En viktig designfunktion som ger nya möjligheter är förändringen i omkopplingsgraden. Projektet tog också hänsyn till behovet av att minska synligheten för motorn och flygplanet som helhet för radar- och infraröda övervakningssystem. Sådana problem löstes genom att skapa optimala konstruktioner av luftintaget och munstycket.
Ett original elektroniskt digitalt styrsystem med fullt ansvar har skapats för den nya motorn. Den tar emot data från många olika sensorer och övervakar driften av alla motorkomponenter. Styrsystemet tar emot kommandon från piloten och kör dem med hänsyn till aktuella parametrar och olika faktorer. Automatisk motorstyrning förenklar pilotens arbete och underlättar även inställningen av kraftverket för arbete under vissa förhållanden.
Alla nya idéer och lösningar är avsedda att förbättra motorns grundläggande egenskaper. Enligt öppna data når "Product 30" -motorns maximala dragkraft 11000 kgf, efterbrännare - 18000 kgf. För jämförelse har AL-41F1 första stegsmotorn en dragkraft på 9500 respektive 15000 kgf. Således kommer Su-57, även med en maximal startvikt överstigande 35 ton, att ha ett drag-i-vikt-förhållande på mer än en. Med en normal startvikt når denna parameter 1, 15-1, 2.
De specifika parametrarna för den nya motorn har antingen förbättrats eller förblivit på samma nivå som tidigare produkter. Således indikerar ledningen för NPO Saturnus att den specifika bränsleförbrukningen för Produkt 30 förblev på nivån för AL -31F -motorn - cirka 0,67 kg • kgf / h. Samtidigt ökade den specifika kraften, men det exakta värdet för denna parameter heter inte. Med sådana parametrar, vad gäller dess dimensioner och vikt, skiljer sig "30" -motorn knappast från de seriella inhemska turbojetmotorerna.
Optimering av huvudparametrarna leder till en ökning av flygplanets prestandaegenskaper. Enligt olika uppskattningar kan supersonisk marschfart på Su-57 utan användning av efterbrännare, som tillhandahålls av två motorer med en dragkraft på 11 000 kgf vardera, nå M = 1, 5. Närvaron av ett munstycke med UHT förbättrar manövrerbarheten avsevärt i alla lägen.
Planer för framtiden
Hittills förblir den lovande turbojetmotorn med produkt 30 i stadiet av flygprov och testas på prototyp T-50 / Su-57-flygplan. Hittills har cirka två dussin experimentmotorer tillverkats för testning på marken och i luften. Flygtester av motorerna har pågått i över ett år och kommer att ta mer tid. Så, i början av förra året rapporterades att hela flygtestcykeln kan ta tre år.
Motor "30" i monteringsbutiken (förmodligen). Foto Militaryrussia.ru
Enligt nuvarande planer kommer de ryska flyg- och rymdstyrkorna att ta emot flera av de första Su-57-jaktplanerna under de kommande åren. De första fordonen av denna typ kommer att utrustas med den sk. motorer i första etappen - TRDDF AL -41F1. År 2020 bör ett andra kontrakt för leverans av serieutrustning visas. Den här gången pratar vi om introduktion av nya motorer. En del av kämparna i den andra serien kommer att utrustas med "Produkter 30". Serieproduktionen av sådana motorer kommer att behärskas av UEC-Ufa Engine-Building Production Association. Senare, ungefär i mitten av tjugoårsåldern, kommer den nya motorn att bli standard för alla seriella Su-57.
Parallellt med testning och finjustering av "Produkt 30" i sin befintliga version pågår arbete med att skapa nya enheter för en sådan motor. Utvecklingen av ett platt munstycke som kan minska flygplanets signatur i olika spektra pågår. I stället för standardmunstycket är det planerat att placera en krökt kanal bakom motorn, på vilken två rörliga plana flikar ska installeras.
Den S-formade kanalen skyddar turbinbladen från radarstrålning, och munstyckets rektangulära del reducerar infraröd strålning från reaktiva gaser. Samtidigt skapar sådana enheter ytterligare motstånd mot gasernas rörelse, vilket leder till en liten minskning av motorens tekniska egenskaper. Det nya munstycket är fortfarande i ett tidigt skede, och det är ännu inte känt om det kommer att implementeras i framtida uppgraderingar av Su-57. Men med hjälp av ett sådant projekt får ryska motorbyggare viktiga erfarenheter.
Det rapporteras också om utvecklingen av frågorna om att skapa "sjätte generationens" motor. För att ytterligare förbättra de grundläggande och specifika egenskaperna föreslås att man lägger till en tredje krets utöver de två befintliga. Sådana idéer finns emellertid fortfarande kvar i stadierna av den tidigaste forskningen, och därför kan de knappast övervägas i samband med ytterligare förfining av Su-57-krigare.
Hittills är motorbyggarens huvuduppgift inom PAK FA-programmet att finjustera "Produkt 30" med den efterföljande lanseringen av dess produktion och introduktion till serieproduktion av Su-57-krigare. Tydligen kommer motorn att gå i produktion i sin nuvarande konfiguration - med ett antal speciella tekniska lösningar som ökar den totala prestandan. Samtidigt är kardinalrevisioner, till exempel installation av ett nytt munstycke, ännu inte planerade.
Huvudresultatet av projektet under arbetsbeteckningen "30" är skapandet av en högpresterande turbojetmotor för den nyaste ryska jaktplanen. Glöm inte andra viktiga punkter samtidigt. Efter att ha avslutat arbetet med "Produkt 30" och tagit den i bruk i militären, kommer den ryska motorbyggnaden återigen att visa sin potential och bekräfta sin ledande position.
