Arskama.ru

Автомобильный журнал
6 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Чертежи турбореактивного двигателя своими руками

Вечные двигатели Архипа Люльки

В минувшую субботу, 23 марта, исполнилось 111 лет со дня рождения Архипа Михайловича Люльки – легендарного ученого, одного из основателей конструкторской школы «ОДК-Сатурн» и отечественного двигателестроения в целом.

Архип Люлька – автор первого турбореактивного двигателя в нашей стране. Под его руководством были созданы знаменитые авиадвигатели марки «АЛ», которые до сих пор ежедневно поднимают в небо сотни самолетов.

Первый турбореактивный двигатель страны

Еще до начала Великой Отечественной войны Архип Люлька создал первый в СССР технический проект авиационного турбореактивного двигателя РД-1. Война внесла свои коррективы: работы над РД-1 с началом военных действий были приостановлены. Архип Люлька, трудившийся в то время в Ленинграде на Кировском заводе, как и многие другие сотрудники предприятия, вынужден был переключиться на ремонт танков. В конце 1941 года завод эвакуировали в Челябинск. Некоторые чертежи по РД-1 Архипу Люльке удалось забрать с собой, но большая часть документации и задел по деталям образцов РД-1 был спрятан, а точнее закопан прямо на территории Кировского завода.

В 1942 году на фронте появились немецкие реактивные истребители «Мессершмитт-262», летавшие со скоростью 860 км/ч. Советской армии необходимо было срочно разработать самолеты, способные противостоять им. Для таких скоростных самолетов нужны были двигатели принципиально нового типа – реактивные. Тогда и вспомнили про молодого инженера Архипа Люльку, который начал заниматься воздушно-реактивным двигателем еще за пять лет до войны. По личному указанию Сталина его доставили в блокадный Ленинград, чтобы найти чертежи опытного двигателя. Драгоценный клад Архипа Люльки раскопали на территории Кировского завода и эвакуировали по Ладожскому озеру, чтобы возобновить работу над первым советским турбореактивным двигателем.

Уже осенью 1942 года в ЦК партии был представлен проект реактивного самолета авиаконструктора Михаила Гудкова с двигателем Архипа Люльки РД-1. Однако отечественные специалисты были не готовы принять машину. Проект данного самолета не был воплощен, но старт работам в области турбореактивного двигателестроения в стране был официально дан.

В 1946 году было образовано ОКБ-165, задачами которого стали разработка и создание отечественных турбореактивных двигателей. Руководителем нового конструкторского бюро, ставшего позднее «ОДК-Сатурн», был назначен Архип Михайлович Люлька, которому на тот момент было 38 лет.

Первый отечественный турбореактивный двигатель ТР-1 прошел испытания в феврале 1947 года, а уже 28 мая того же года свой первый полет совершил реактивный самолет Су-11 с двигателями ТР-1.

В августе того же года в воздушном параде в Тушине участвовали самолеты Су-11 и Ил-22 с первыми отечественными реактивными двигателями ТР-1. Пилотировали их Георгий Шиянов и Владимир Коккинаки. Архип Михайлович позже так прокомментировал этот полет: «Громогласным гулом турбореактивных двигателей здесь было заявлено о рождении советской реактивной авиации».

Двигатели с инициалами АЛ

Впоследствии под руководством Архипа Люльки создан целый ряд удачных реактивных двигателей, которыми оснащаются самолеты Сухого, Туполева, Ильюшина, Бериева. По решению руководства страны двигатели, созданные в ОКБ А.М. Люльки, стали именоваться инициалами конструктора – АЛ – Архип Люлька.

Первым из них, получившим мировую славу, стал АЛ-7. В 1950-е–1960-е годы эти двигатели считались лучшими в мире. В следующих модификациях АЛ-7 получает форсажную камеру. Двигатель АЛ-7Ф был установлен на первый сверхзвуковой истребитель ОКБ Сухого С-1, на котором впервые в СССР была достигнута скорость, в два раза превышающая скорость звука. В 1956 году этот самолет был запущен в серию под обозначением Су-7.

Но, как считают эксперты, настоящую славу АЛ-7 принесла его полная автоматика. На двигателе все сложнейшие процессы регулировались аппаратурой самого двигателя. Пилоту нужно было лишь при запуске нажать кнопку на панели, а в полете плавно перемещать левой рукой сектор газа.

Для повышения напорности диаметр колеса новой ступени был увеличен, а диаметр старых ступеней остался прежним. Внешне это нововведение выдавало характерный горб. Несмотря на то что двигатель успешно справился со всеми испытаниями и показал отличные характеристики, коллектив конструкторов не раз пытался «выправить» двигатель. Но все попытки избавиться от горба оказались безуспешными: ровный компрессор упрямо не хотел работать. В конце концов, его оставили в покое, и необычная форма проточной части компрессора АЛ-7 стала его визитной карточкой.

Как рассказывали коллеги Архипа Михайловича, конструктор даже шутил по этому поводу. Например, во время визита делегации из General Electric американские специалисты, увидев необычной формы компрессор, удивленно спросили: «Почему у вашего двигателя компрессор горбатый?» Архип Михайлович шутя ответил: «Он от рождения такой!»

АЛ-31: технический бестселлер ХХ века

В начале 1970-х годов Архип Люлька обратился к реализации своего давнего изобретения – схемы двухконтурного ТРД со смешением потоков, авторское свидетельство на которое он получил еще в 1941 году. Сейчас по этой схеме строится абсолютное большинство турбореактивных двигателей в мире.

И вот в 1973 году Архип Люлька начал строить свой уникальный двухконтурный двигатель АЛ-31Ф. Этот двигатель четвертого поколения был установлен на фронтовой истребитель Су-27 разработки ОКБ Сухого.

АЛ-31Ф заслуженно признан вершиной творчества Архипа Михайловича. По оценке современников, лучший отечественный двигатель был установлен на лучший самолет, на котором с 1986 по 1988 год было установлено более 30 мировых рекордов. А в июне 1989 года в Ле Бурже на самолете Су-27 с двигателями АЛ-31Ф показана совершенно новая фигура высшего пилотажа – Кобра Пугачева.

Двигатель АЛ-31Ф и сегодня признан одним из лучших двигателей мира для самолетов фронтовой авиации. Он устанавливается на истребители Су-27 и его модификации, палубные истребители Су-33, многоцелевые истребители Су-35, Су-30МК, фронтовые бомбардировщики Су-34. Уникальный АЛ-31Ф можно без преувеличения назвать вечным двигателем для фронтовой авиации, или базовым, как называют его конструкторы, которые видят немалые резервы его развития.

«ОДК-Сатурн» продолжил работы по созданию глубоко модернизированной версии АЛ-31Ф. На истребителе пятого поколения Су-57 были установлены двигатели первого этапа – АЛ-41Ф1 (изделие 117). Этот авиационный турбореактивный двухконтурный двигатель позволяет развивать сверхзвуковую скорость без использования форсажа.

В рамках программы Су-57 разрабатывается двигатель второго этапа под условным обозначением «тип 30». Первый полет истребителя пятого поколения с «Изделием 30» состоялся 5 декабря 2017 года. Считается, что в дальнейшем этот двигатель может по традиции получить индекс АЛ – Архип Люлька.

Дело генерального конструктора продолжается, и уже, как говорится, на новых современных рельсах. Сегодня на предприятиях ОДК при создании двигателей активно используются новые информационные и технологические возможности. Корпорации удалось не только модернизировать производство, но и сохранить школу, традиции и наследие великого конструктора. Как-то в своем выступлении сам Архип Михайлович заметил: «Прошло много лет с начала работ над турбореактивными двигателями в Советском Союзе, а я и сейчас не вижу предела их возможностей. В ближайшие годы нам предстоит решить ряд очень интересных и сложных задач по созданию новых поколений двигателей. И то, что они будут решены, у меня нет никаких сомнений. Ведь был же когда-то решен основной вопрос развития нашей авиации – создание отечественного турбореактивного двигателя!»

Читать еще:  Вибрация двигателя при работе на газу

Двигатель для авиамоделей

Пилотирование самолетов стало увлечением, объединившим взрослых и детей со всего мира. Но с развитием данного развлечения развиваются и движители для мини самолетов. Самый многочисленный двигатель для самолетов такого типа является электрический. Но с недавних пор на арене двигателей для RC авиамоделей появились реактивные двигатели (РД).

Они постоянно дополняется всевозможными инновациями и придумками конструкторов. Задача перед ними стоит довольно сложная, но возможная. После создания одной из первых моделей уменьшенного двигателя, которая стала значимой для авиамоделирования, в 1990-х годах изменилось многое. Первый ТРД был 30 см в длину, около 10 см в диаметре и весом в 1,8 кг, но за десятки лет, у конструкторов получилось создать более компактную модель. Если основательно взяться за рассмотрение их строения, то можно поубавить сложностей и рассмотреть вариант создания собственного шедевра.

Устройство РД

Турбореактивные двигатели (ТРД) работают благодаря расширению нагретого газа. Это самые эффективные двигатели для авиации, даже мини работающие на углеродном топливе. С момента появления идеи создания самолета без пропеллера, идея турбины стала развиваться во всем обществе инженеров и конструкторов. ТРД состоит из следующих компонентов:

  • Вал;
  • Диффузор;
  • Колесо турбины;
  • Камера сгорания;
  • Компрессор;
  • Статор;
  • Конус сопла;
  • Направляющий аппарат;
  • Подшипники;
  • Сопло приема воздуха;
  • Топливная трубка и многое другое.

Принцип работы

В основе строения турбированного двигателя лежит вал, который крутится при помощи тяги компрессора и нагнетает быстрым вращением воздух, сжимая его и направляя из статора. Попав в более свободное пространство, воздух сразу же начинает расширяться, пытаясь обрести привычное давление, но в камере внутреннего сгорания он подогревается топливом, что заставляет его расшириться еще сильней.

Единственный путь для выхода воздух под давлением — выйти из крыльчатки. С огромной скоростью он стремится на свободу, направляясь в противоположную от компрессора сторону, к крыльчатке, которая раскручивается мощным потоком, и начинает быстро вращаться, придавая тяговой силы всему движку. Часть полученной энергии начинает вращать турбину, приводя в действие компрессор с большей силой, а остаточное давление освобождается через сопло двигателя мощным импульсом, направленным в хвостовую часть.

Чем больше воздуха нагревается и сжимается, тем сильней нагнетаемое давление, и температура внутри камер. Образовываемые выхлопные газы раскручивают крыльчатку, вращают вал и дают возможность компрессору постоянно получать свежие потоки воздуха.

Виды управления ТРД

Существует три вида управления двигателем:

Электронный блок управления ТРД jet GR180

Ручной. Самый простой из способов, который разгоняет двигатель электрическим статором до минимальных оборотов 3000 об/мин. При таких оборотах на свечу накала подается газ, и после воспламенения обороты увеличиваются вдвое. При стабильной тяге, подача газа отключается и начинается стабильная подача жидкого топлива. Недостаток управления в полном отсутствии информации о работе движка.

  • Автоматический. Запуск с тумблера на пульте управления. Стартер раскручивает вал до рабочих оборотов, пока электронный блок контролирует зажигание, старт и все остальные показатели. Для остужения движка при выключении блок прокручивает вал еще несколько раз.
  • Полуавтоматический. Система управления в полуавтоматическом режиме схожа с предыдущим видом. Она отличается только подачей газа с пульта управления. Все процессы, обороты и температуры электронный блок регулирует самостоятельно.
  • Виды двигателей для авиамоделей

    Реактивные двигатели на авиамодели бывают нескольких основных типов и двух классов: воздушно-реактивные и ракетные. Некоторые из них устарели, другие слишком затратные, но азартные любители управляемых авиамоделей пытаются опробовать новый двигатель в действии. Со средней скоростью полета в 100 км/час авиамодели становятся только интересней для зрителя и пилота. Популярнейшие типы двигателя отличаются для управляемых и стендовых моделей, в силу разного КПД, веса и тяги. Всего типов в авиамоделировании немного:

    • Ракетный;
    • Прямоточный воздушно-реактивный (ПРВД);
    • Пульсирующий воздушно-реактивный (ПуРВД);
    • Турбореактивный (ТРД);

    Ракетный используется только на стендовых моделях, и то довольно редко. Его принцип работы отличается от воздушно-реактивного. Основным параметром здесь выступает удельный импульс. Популярен из-за отсутствия необходимости взаимодействия с кислородом и возможности работы в невесомости.

    Прямоточный сжигает воздух из окружающей среды, который всасывается из входного диффузора в камеру сгорания. Воздухозаборник в этом случае направляет кислород в двигатель, который благодаря внутреннему строению заставляет нагнетать давление у свежего потока воздуха. Во время работы, воздух подходит к воздухозаборнику со скоростью полета, но во входном сопле она резко уменьшается в несколько раз. За счет замкнутого пространства нагнетается давление, которое при смешивании с топливом выплескивает из обратной стороны выхлоп с огромной скоростью.

    Пульсирующий работает идентично прямоточному, но в его случае сгорание топлива непостоянное, а периодичное. При помощи клапанов топливо подается только в необходимые моменты, когда в камере сгорания начинает падать давление. В своем большинстве реактивный пульсирующий двигатель совершает от 180 до 270 циклов впрыскивания топлива в секунду. Чтобы стабилизировать состояние давления (3,5 кГ/см2), используется принудительная подача воздуха с помощью насосов.

    Турбореактивный двигатель, устройство которого вы рассматривали выше, обладает самым скромным расходом топлива, за счет чего и ценятся. Единственным их минусов является низкое соотношение веса и тяги. Турбинные РД позволяют развить скорость модели до 350 км/ч, при этом холостой ход двигателя держится на уровне 35 000 оборотов в минуту.

    Технические характеристики

    Важным параметром, заставляющим авиамодели летать, является тяга. Она обеспечивает хорошую мощность, способную поднимать в воздух большие грузы. Тяга у старых и новых двигателей отличается, но у моделей, созданных по чертежам 1960-х годов, работающих на современном топливе, и модернизированных современными приспособлениями, КПД и мощность существенно возрастают.

    В зависимости от типа РД, характеристики, как и принцип работы, могут отличаться, но всем им для запуска необходимо создать оптимальные условия. Запускаются двигатели при помощи стартера — других двигателей, преимущественно электрических, которые прикрепляются к валу двигателя перед входных диффузором, либо запуск происходит раскручиванием вала с помощью сжатого воздуха, подаваемого на крыльчатку.

    На примере данных из технического паспорта серийного турбореактивного двигателя GR-180 можно увидеть фактические характеристики рабочей модели:
    Тяга: 180N при 120 000 об/мин, 10N при 25 000 об/мин
    Диапазон оборотов: 25 000 — 120 000 об/мин
    Температура выхлопного газа: до 750 C°
    Скорость истечения реактивной струи: 1658 км/ч
    Расход топлива: 585мл/мин (при нагрузке), 120мл/мин (холостой ход)
    Масса: 1.2кг
    Диаметр: 107мм
    длина: 240мм

    Использование

    Основной сферой применения была и остается авиационная направленность. Количество и размер разных типов ТРД для самолетов ошеломляет, но каждый из них особенный и применяется при необходимости. Даже в авиамоделях радиоуправляемых самолетов время от времени появляются новые турбореактивные системы, которые представляются на всеобщий обзор зрителям выставок и соревнований. Внимание к его использованию позволяет существенно развивать способности двигателей, дополняя принцип работы свежими идеями.
    В последнее десятилетие парашютисты и спортсмены экстремального вида спорта вингсьют, интегрируют мини ТРД как источник тяги для полета с применением костюм-крыло из ткани для вингсьюта, в этом случае двигатели крепятся к ногам, или жесткого крыла, надеваемого как рюкзак на спину, к которому и крепятся двигатели.
    Еще одним перспективным направлением использования являются боевые беспилотники для военных, на данный момент их активно используют в армии США.
    Самым перспективным направлением использования мини ТРД — беспилотники для транспортировки товаров между городами и по миру.

    Читать еще:  Хендай матрикс двигатель характеристики

    Установка и подключение

    Установка реактивного двигателя и его подключение к системе — процесс сложный. В единую цепь необходимо подключить топливный насос, перепускные и регулировочные клапана, бак и температурные датчики. В силу воздействия высоких температур, обычно используются соединения и топливные трубки с огнеупорным покрытием. Закрепляется все самодельными фитингами, паяльником и уплотнениями. Так как трубка может быть по размеру с головку иголки, соединение должно быть плотным и изолированным. Неправильное подключение может привести к разрушению или взрыву двигателя. Принцип соединения цепи на стендовых и летающих моделях отличается и должен выполняться согласно рабочим чертежам.

    Преимущества и недостатки РД

    Преимуществ у всех типов реактивных двигателей множество. Каждый из типов турбин применяется для определенных целей, которым не страшны его особенности. В авиамоделировании использование реактивного двигателя открывает двери в преодоление высоких скоростей и возможности маневрирования независимо от многих внешних раздражителей. В отличие от электро- и ДВС реактивные модели более мощные и позволяют проводить самолету в воздухе больше времени.
    Выводы
    Реактивные двигатели для авиамоделей могут иметь различную тягу, массу, структуру и внешний вид. Для авиамоделизма они всегда останутся незаменимы из-за высокой производительности и возможности применять турбину с использование разного топлива и принципа работы. Выбирая определенные цели, конструктор может корректировать номинальную мощность, принцип образования тяги и т. д., применяя разные виды турбин к разным моделям. Работа двигателя на сгорании топлива и нагнетании давления кислорода делает его максимально эффективным и экономичным от 0,145 кГ/л до 0,67 кГ/л, чего всегда добивались авиаконструкторы.

    То сделать? Купить или сделать своими руками

    Данный вопрос не простой. Так как турбореактивные двигатели, будь они полномасштабными или уменьшенными моделями, но они технически сложные устройства. Сделать из — задача не из простых. С другой стороны мини ТРД производят исключительно в США или странах Европы, поэтому и цена у них в среднем 3000 долларов, плюс минус 100 баксов. Так что покупка готового турбореактивного двигателя вам обойдется с учетом пересылки и всех сопутствующих патрубков и систем 3500 долларов. Цену мощете сами посмотреть, достаточно загуглить «турбореактивный двигатель Р180-RX»

    Поэтому в современных реалиях лучше подойти к этому делу следующим образом — что называется сделать своими руками. Но это не совсем верная трактовка, скорее отдать работу подрядчикам. Двигатель состоит из механической и электронной части. Компоненты для электронной части движителя покупаем в Китае, механическую часть заказываем у местных токарей, но для этого необходимы чертежи или 3D модели и в принципе механическая часть у вас в кармане.

    Электронная часть

    Контроллер поддержания режимов двигателя можно собрать на Arduino. Для этого нужен прошитый Arduino чип, датчики — датчик оборотов и датчик температуры и исполнительные механизмы, регулируемая электроникой заслонка подачи топлива. Чип можно прошить самому, если знаете языки программирования, либо обратиться на форум для ардуинщиков за услугой.

    Механическая часть

    С механикой все интереснее все запчасти в теории вам могут изготовить токаря и фрезеровщики, проблема вся в том, что для этого нужно их специально искать. Не проблема найти токаря, который изготовит вал и втулку вала, а вот все остальное. Самая сложная деталь в изготовлении — это колесо центробежного компрессора. Оно изготовляется либо отливкой. либо на 5 координатном фрезерном станке. Самый простой способ заполучить крыльчатку центробежного насоса это ее купить, как зап часть для турбонагнетателя ДВС автомобиля. И уже под нее ориентировать все остальные детали.

    Новости

    ОКБ «Климов»: время первых

    26 июня 1946 года был подписан приказ Министерства авиационной промышленности СССР о создании ОКБ № 117, которое возглавил В.Я. Климов. Первой задачей стала разработка реактивного двигателя для истребителей, с которой коллектив ОКБ блестяще справился: к 1949 году был создан и запущен в серийное производство турбореактивный двигатель ВК-1. Новейшие разработки «ОДК-Климов», наследника прославленного конструкторского бюро, традиционно находятся в центре внимания специалистов и посетителей салона. А без самолётов и вертолётов с климовскими двигателями невозможно представить себе лётную программу МАКС.

    Послевоенные годы, отмеченные бурным развитием авиационной техники, способствовали плодотворной и увлечённой работе вновь созданного конструкторского бюро под руководством Владимира Климова. Практически ко всем изделиям ОКБ того времени можно применить слово «первый». В 1956 году создаётся первый советский двухконтурный турбореактивный двигатель ВК-3, затем разрабатывается первый советский двигатель с охлаждаемыми лопатками турбины ВК-13, предназначенный для истребителей, а также реактивный двигатель ВК-15 для крылатой ракеты.

    Первенцем в семействе турбовальных двигателей «Климова» стал малоразмерный двигатель ГТД-350, спроектированный для вертолёта Ми-2. Создание ГТД-350 открыло для ОКБ эру вертолётного двигателестроения. Впоследствии был спроектирован ТВ2-117 для вертолёта Ми-8, ставший одним из самых массовых двигателей в истории вертолётостроения: за годы производства было выпущено около 23 тыс. двигателей разных модификаций. В середине 1960-х конструкторы ОКБ «Климов» приступили к проектированию ТВ3-117 для вертолётов третьего поколения – амфибий Ми-14 и «летающего танка» Ми-24. Двигатели ТВ3-117 нашли применение и для семейства вертолётов марки «Камов».

    На рубеже 1960-1970-х началась разработка турбореактивного двигателя для истребителя МиГ-29: созданный двигатель РД-33 на несколько десятилетий становится визитной карточкой советского двигателестроения.

    В сложные для авиационной промышленности 1990-е при практическом отсутствии государственного заказа КБ продолжало развивать турбореактивное двигателестроение. Разработан турбовинтовой двигатель четвёртого поколения ТВ7-117С для Ил-114, модернизирован самый массовый вертолётный двигатель ТВ3-117. Начало нового века для ОКБ «Климов» было отмечено разработкой самого массового турбовального двигателя ВК-2500. В 2000-е был совершён рывок и в развитии реактивного направления: на базе двигателя РД-33 была разработана модификация РД-33МК для новейших истребителей МиГ-29К/КУБ корабельного базирования и МиГ-35.

    Сегодня компания «ОДК-Климов» с более чем столетней историей является гордостью отечественной авиационной промышленности. Она включает конструкторское бюро мирового уровня, высокотехнологичное производство, современный исследовательско-экспериментальный комплекс и сервисное подразделение, осуществляющее поддержку продуктов по всему миру.

    Двигатели разработки ОКБ «Климов» и «ОДК-Климов» традиционно находятся в центре внимания специалистов и посетителей авиасалона МАКС, представляя как серийные продукты, так и перспективные разработки в области авиационного двигателестроения. Из наиболее ярких событий – премьера на МАКС-2005 опытного образца двигателя пятого поколения для лёгких самолётов и вертолётов ВК-800, демонстрация вертолётных двигателей 4-го поколения ВК-3000В и ВК-2500. Посетители МАКС-2011 впервые смогли увидеть вертолёт Ми-38 с двигателем ТВ7-117В, наблюдать демонстрационные полёты сверхманёвренного МиГ-29, оснащённого двигателем РД-33 с отклоняемым вектором тяги. На МАКС-2013 вертолёт Ми-38 с климовским двигателем уже участвовал в лётной программе салона. МАКС-2015 запомнился торжественной церемонией вручения сертификата типа на вертолётный двигатель ТВ7-117В. На МАКС-2017 был представлен двигатель РД-33МК, а также двигатель ТВ7-117СТ в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. МАКС-2019 запомнился специалистам представленным семейством вертолётных двигателей ВК-2500ПС с улучшенными эксплуатационными характеристиками и современной цифровой электронной системой управления.

    Читать еще:  Хороший подогреватель двигателя 220в

    На предстоящем МАКС-2021 посетители вновь смогут увидеть самолёты и вертолёты с двигателями «ОДК-Климов» как на статической стоянке, так и в лётной программе авиасалона. Ну а сами экспонаты климовских двигателей, включая перспективные ВК-650В и ВК-1600В, станут центрами притяжения в павильоне ОДК на МАКС, демонстрируя лидирующие позиции «ОДК-Климов» в новейших технологиях авиационного двигателестроения.

    Превращение самого мощного в мире реактивного двигателя в 65-мегаваттную газотурбинную установку

    Турбина самого крупного среди существующих в мире турбовентиляторных авиадвигателей – GE90-115B – стала «сердцем» новейшей газотурбинной установки (ГТУ) LM9000. Авиационный «предок» машины развивает тягу более 58 тонн и занесен в Книгу рекордов Гиннеса, как самый мощный авиадвигатель. Мощность ГТУ LM9000 подстать родителю-рекордсмену — 65 МВт. В варианте газотурбинной электростанции данной мощности достаточно, чтобы обеспечить электричеством более 6500 частных домов. Время выхода ГТУ на полную мощность составляет всего 10 минут. «Мы взяли лучшие технологии GE и создали самую большую и самую мощную ГТУ авиационного типа из когда-либо существовавших,» – рассказал технический директор проекта, GE Oil & Gas, Маурицио Циофини.
    Идея использовать реактивные двигатели в качестве наземных приводных ГТУ не нова и давно применяется на практике. Отсюда в названии таких машин и появилось словосочетание «авиационного типа»: оно отсылает нас к истокам проекта, вобравшего в себя лучшие технологии и опыт специалистов по аэрокосмическим системам GE Aviation.

    Создание этой машины – яркий пример использования уникального ресурса, который в GE называют GE Store. Он позволяет бизнесам компании по всему миру обмениваться технологиями, опытом и профессиональными знаниями. Сегодня ГТУ авиационного типа служат источником энергии не только для социальных городских объектов и заводов, но и для нефтяных платформ и судов.

    Изображение наверху страницы:

    На фото представлен GE90 – самый мощный турбовентиляторный двигатель в мире – в момент, когда Boeing 747 разгоняет турбины перед взлетом на испытательном авиационном полигоне GE в Викторвилле (штат Калифорния, пустыня Мохаве). Воздушный поток, создаваемый двигателем, настолько сильный, что способен вырвать куски грунта позади взлетной полосы и поднять их в воздух. GIF—анимация из архива GE Aviation.

    Фото здесь и далее:

    На фото представлены ключевые компоненты турбореактивных двигателей, используемых в конструкции LM9000. Некоторые детали турбины будут произведены при помощи 3D-печати. Мощность ГТУ составляет 65 МВт.

    Славные предки LM9000

    Первое поколение турбин авиационного типа – LM100 – инженеры GE создали на основе вертолетного двигателя в конце 50-х годов прошлого века. Следующая установка, LM1500, уже содержала в себе компоненты первого сверхзвукового двигателя от GE – J79 – и производила более 10 МВт энергии. GE Power продолжила совершенствовать конструкцию турбины уже на основе двигателя CF6, который был установлен на самолет президента США и другие лайнеры Boeing 747s. Турбовентиляторный агрегат GE F404 также оказал влияние на развитие авиатурбинных технологий: он использовался в военных самолетах F/A-18 Hornet и F-117 Nighthawk. Энергоустановки на основе этих двигателей производят электричество в самых отдаленных уголках мира, а также работают на самом быстром в мире пассажирском пароме.

    Больше мощности, больше эффективности, меньше недостатков

    LM9000 поднимает отрасль на новый технический уровень. Команда GE Oil & Gas разработала данную ГТУ, прежде всего, в качестве механического привода компрессоров для заводов по сжижения природного газа (СПГ). Она также может применяться в составе газотурбинной электростанции (ГТЭС). «Завод по производству СПГ похож на гигантский холодильник, только вместо производства льда и охлаждения продуктов, он переводит природный газ в жидкое состояние, охлаждая его до -160 градусов по Цельсию,» – отметил Тайо Монтгомери, инженер по работе с клиентами GE Oil & Gas. Он также отметил, что LM9000 обладает достаточной мощностью, позволяющей операторам завода СПГ возобновить производство без сброса хладагента со всего оборудования, установленного на предприятии. «Установка имеет такую мощность и крутящий момент, что вы можете просто запустить рабочий процесс, встать и уйти,» — говорит Монтгомери.

    Двигатели GE90, послужившие основной для новой установки, наработали 41 млн. летных часов с момента ввода в эксплуатацию в 90-х годах прошлого века. По данным GE, они продемонстрировали впечатляющие показатели вероятности вылета по расписанию — 99,98%. Кроме того, они просты в обслуживании. «Капитальный ремонт газовых турбин на заводах СПГ предыдущего поколения, может продолжаться в течение 24 дней, – рассказал Монтгомери, – А мы можем провести полную замену всех комплектующих LM9000 за 24 часа».

    Команда инженеров внесла и другие усовершенствования в конструкцию и функционал машины, чтобы LM9000 максимально соответствовала потребностям промышленного применения. Они адаптировали турбину для работы на природном газе, в то время как двигатель, послуживший ее основой, проектировался для работы на авиационном топливе. Установка также будет иметь инновационную камеру сгорания, созданную при помощи технологии 3D-печати. Благодаря ее внутреннему устройству турбина выделяет меньше вредных выбросов и отвечает современным международным стандартам по экологической безопасности.

    Напрасно любители техники будут искать «под капотом» установки мультипликатор. ГТУ имеет в своей конструкции «свободную силовую турбину», что позволяет установке работать максимально эффективно в широком диапазоне мощности и частоты вращения. «LM9000 обеспечивает самый высокий коэффициент готовности в сочетании с низкой стоимостью эксплуатации на СПГ-предприятиях,»– говорит Притэм Баласубраманьям, менеджер продукта LM9000, GE Oil & Gas. Он также отметил и другие преимущества новой ГТУ: LM9000 производит на 20% больше мощности, сохраняет работоспособность при увеличении межремонтных интервалов на 50% и в выхлопе ГТУ содержится на 40% меньше оксидов азота, по сравнению с существующими аналогами. По словам Притэма, такая комбинация преимуществ позволила бы заводам СПГ снизить производственные издержки на 20%.

    Ввод первой установки в эксплуатацию запланирован на первую половину 2019 года.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector