Arskama.ru

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

Газотурбинный двигатель принцип работы вертолета

Вертолетный флот Миля

12 декабря исполняется 72 года старейшей в России вертолетостроительной фирме и одному из крупнейших в мире разработчиков винтокрылой техники – Московскому вертолетному заводу (МВЗ) имени Михаила Леонтьевича Миля.

За эти годы МВЗ им. М.Л. Миля создал полтора десятка базовых типов вертолетов, каждый из которых имел многочисленные модификации. Общее число построенных вертолетов «Ми» достигло почти 30 тысяч. Таким флотом не может похвастаться ни одна из существующих в мире фирм. О становлении предприятия и самых ярких «Ми» – в нашем материале.

История завода

Опытно-конструкторское бюро Миля (Союзное ОКБ №4 Минавиапрома) было создано в 1947 году для разработки первого советского серийного вертолета. К этому времени главный конструктор Михаил Леонтьевич Миль уже имел большой опыт работы с автожирами – еще одним видом винтокрылых машин. Эти знания и понимание перспективности нового направления помогли Милю и его коллегам менее чем за год создать вертолет ГМ-1 (Геликоптер Миля-1).


Михаил Миль

Первый опытный экземпляр разбился на испытаниях, но в целом проект ГМ-1 оказался удачным и подтвердил правильность выбранного пути. В 1952 году вертолет пошел в серию под обозначением Ми-1. Впоследствии на нем было установлено 27 абсолютных мировых рекордов. Таким образом, именно разработка ОКБ Миля стала первым отечественным вертолетом, выпускавшимся серийно.

В 1951 году прекращает работу Государственный союзный завод №3 в Сокольниках – ОКБ авиаконструктора Ивана Братухина, специализировавшееся на разработке вертолетов двухвинтовой поперечной схемы, которые не удалось довести до приемлемого уровня надежности. Его мощности передаются ОКБ Миля. В 1953 году предприятие переименовывается в Государственный союзный авиационный завод №329. В начале 1960-х годов ОКБ получило новые корпуса опытного производства в Подмосковье. Получившее официальное наименование «Московский вертолетный завод» предприятие занимается разработкой и испытаниями вертолетов, а серийный выпуск осваивается на других заводах. В 1970 году заводу присваивается имя М.Л. Миля.

Многоцелевые машины Миля

Чтобы сократить отставание от вертолетостроительной индустрии США, образовавшееся в послевоенные годы, силами ОКБ Миля всего за год бы разработан многоцелевой вертолет Ми-4. Машина взлетела в 1952 году и стала первым военно-транспортным вертолетом ВВС СССР. Ми-4 мог переносить на борту 16 десантников или один автомобиль ГАЗ-69, а по характеристикам опережал своего американского собрата S-55. Вертолет широко эксплуатировался в военной и гражданской авиации вплоть до 1980-х годов. Детище Миля было отмечено Ленинской премией, а в 1958 году Ми-4 получил золотую медаль на Всемирной выставке в Брюсселе. Ми-4 положил начало массовой вертолетной авиации в нашей стране.


Ми-4А

Легкий Ми-2, первый полет которого состоялся в 1961 году, выпускался по лицензии в Польше. Всего было выпущено более 5400 вертолетов, и некоторые из них используются до сих пор. Основными вариациями Ми-2 стали транспортно-пассажирская, сельскохозяйственная и учебно-тренировочная. Кроме того, долгое время в СССР он выступал в роли основного спортивного вертолета.

История самого популярного семейства вертолетов ОКБ Миля – многоцелевых Ми-8 – началась в 1960-е годы. Разрабатывался вертолет как модернизация Ми-4 с газотурбинным двигателем. Параллельно велась работа над пассажирской и транспортной версиями. Широкое распространение получила и военная модификация. Всего же на сегодняшний день разработано более сотни модификаций Ми-8. Выпущенный в количестве более 12 тысяч единиц, этот вертолет стал одним из самых массовых в мире.


Ми-6

Легкий Ми-34 разрабатывался как спортивно-пилотажный вертолет по заказу ДОСААФ СССР. Первый полет состоялся в 1986 году. Вертолет создавался с применением последних достижений техники и новейших материалов. Ми-34 − единственный в мире легкий вертолет, способный выполнять все фигуры вертолетного высшего пилотажа.

В 2019 году Казанский вертолетный завод начинает серийное производство средне-тяжелого транспортно-пассажирского Ми-38 – единственного в мире вертолета, который может подниматься на высоту самолетов. Он займет нишу между средними Ми-8/17 и тяжелыми Ми-26. На счету этой многоцелевой машины уже несколько мировых рекордов. Ми-38 оснащен новыми высокоэкономичными двигателями ТВ7-117В отечественного производства. Благодаря использованным техническим решениям вертолет превосходит другие машины своего класса по грузоподъемности, пассажировместимости и основным летно-техническим характеристикам.

«Мишки»−тяжеловесы

Первый транспортный вертолет ОКБ Миля Ми-6 поднялся в воздух 5 июня 1957 года, а уже пять месяцев спустя на этой машине был установлен абсолютный рекорд грузоподъемности: груз массой 12 000 кг был поднят на высоту 2432 м. Рекорд Ми-6 стал сенсационным для всего мира, так как главные конкуренты, американцы из Sikorsky, только присматривались к подобным тяжеловесам. В сентябре 1961 года Ми-6 показал всему миру, что является не только самым грузоподъемным, но и самым скоростным вертолетом в мире. Он преодолел скорость 300 км/ч – предельную для вертолетов в то время. За этот рекорд Американское вертолетное общество присудило Михаилу Милю Международный приз имени И. Сикорского в знак «признания выдающегося достижения в развитии вертолетостроительного искусства».

Следующий рекордсмен, «летающий кран» Ми-10, совершил первый полет в 1960 году. Главным отличием от Ми-6 стал принцип размещения груза: вертолет перевозил боевую и транспортную технику сухопутных войск на внешней подвеске в проеме высокого портального шасси. Ми-10 мог перевозить также контейнеры-модули различного назначения: грузовой, пассажирский, санитарный, а также контейнеры со специальной аппаратурой радиоразведки и радиоэлектронной борьбы.


Ми-10

Именно Ми-10 представлял СССР на парижском авиашоу в 1967 году. Вертолеты Ми-6, Ми-10 и Ми-8 добрались до Парижа своим ходом за несколько дней. Тогда они произвели настоящий фурор на авиасалоне. Советский Ми-10 выполнял сложнейшие работы не только на родине, но и за рубежом.

Для строительно-монтажных работ в народном хозяйстве была создана «коротконогая» версия машины Ми-10К («Кран»), много лет с успехом применявшаяся при строительстве промышленных и транспортных объектов, а также для выполнения уникальных монтажных работ.

Самым большим и грузоподъемным вертолетом в мире до сих пор остается впервые взлетевший в 1968 году Ми-12. Размах его крыла составляет 37 метров. На каждой мотогондоле, размером практически с истребитель, размещен винт диаметром 35 метров. Машина создавалась как сверхтяжелый транспортный вертолет с грузоподъемностью не менее 30 тонн для перевозки компонентов межконтинентальных баллистических ракет и различной военной техники. При необходимости использования Ми-12 в гражданских целях в нем могли расположиться с комфортом 220 человек.


Ми-12

В августе 1969 года Ми-12 поставил абсолютный рекорд грузоподъемности вертолетов, который не побит до сих пор – 44 300 кг. Всего было выпущено два подобных гиганта, так как, в связи с принятием на вооружение РВСН более компактных твердотопливных межконтинентальных баллистических ракет, а также по причине изменения взглядов военных на методы снижения уязвимости объектов РВСН, необходимость в Ми-12 отпала.

Крупнейшим в мире серийным транспортным вертолетом стал Ми-26, полетевший в 1977 году. За свои внушительные габариты журналисты прозвали его «коровой», а летчики за выдающиеся летные характеристики именуют «ласточкой». Винты Ми-26 покрывают более 800 кв. метров, а высота вертолета – с трехэтажный дом. Его максимальная взлетная масса равняется 56 тоннам. Внутри машины помещаются 82 десантника с вооружением, а в санитарном варианте – 60 носилок с ранеными.


Ми-26

Гражданская версия Ми-26Т серийно производится с 1985 года. Рекордная грузоподъемность этого вертолета пригодилась в самых необычных ситуациях. Например, Ми-26Т использовался для транспортировки 20-тонной глыбы льда с вмерзшим в нее мамонтом. Кроме того, вертолет-тяжеловес неоднократно перевозил авиатехнику, в том числе своих «собратьев». В январе 2019 года прошел предварительные летные испытания обновленный Ми-26Т2В – современная версия вертолета-гиганта для армии.

«Ми» на военной службе

Первым в СССР вертолетом, разработанным специально для ведения боя, стал Ми-24 – знаменитый вертолет, получивший неофициальное прозвище «Крокодил». В 1960-е годы была популярной идея, что дальнейшее развитие сухопутных войск будет связано с наращиванием аэромобильности. Для этого планировалось создать хорошо вооруженные транспортно-боевые вертолеты. Такая машина могла не только быстро перебросить на значительное расстояние целое армейское подразделение, но и вести бой с применением пушечно-пулеметного и ракетного оружия.


Ми-24ПН

Благодаря личному контролю Михаила Леонтьевича Миля и широкой унификации с уже существующими машинами новый вертолет был готов в минимальные сроки. Первый полет Ми-24 состоялся в 1969 году. Летающая машина огневой поддержки принимала участие в боевых действиях в Афганистане и Чечне, выпущена в количестве более 3000 единиц и является вторым по распространенности ударным вертолетом в мире.

Следующее поколение боевых вертолетов – «воздушный танк» Ми-28, взлетевший в 1982 году. За государственный заказ милевцы боролись с ОКБ Камова, представившим оригинальную разработку – винтокрылый штурмовик В-80, будущий Ка-50. В итоге ВВС получили два совершенно разных серийных вертолета. В 1996 году был разработан модифицированный Ми-28Н «Ночной охотник», который может вести бой круглосуточно.


Ми-28НЭ

Благодаря своим летно-техническим характеристикам и повышенной маневренности «Ночной охотник» − один из немногих вертолетов, который способен демонстрировать фигуры высшего пилотажа, такие как петля Нестерова («мертвая петля»), переворот Иммельмана, «бочку», полет боком, полет назад и другие. В 2019 году Минобороны заключило контракт с «Вертолетами России» на поставку 98 ударных вертолетов Ми-28НМ с новым двигателем и обновленной авионикой.

Завод Миля сегодня

Сегодня Московский вертолетный завод имени Михаила Миля входит в холдинг «Вертолеты России» и включает в себя ОКБ, опытное производство, прогрессивный экспериментально-исследовательский комплекс, инженерно-инновационный центр и уникальную летно-испытательную базу.

Читать еще:  Установка запуска двигателя томагавк

Ми-38

Непосредственно на мощностях МВЗ проводятся опытно-конструкторские и научно-исследовательские работы, проектирование, постройка и испытание опытных образцов вертолетов. Серийный выпуск машин под маркой «Ми» освоен на «Роствертоле», Улан-Удэнском и Казанском вертолетных заводах.

Последние гражданские разработки предприятия – транспортно-пассажирский Ми-38, глубокая модернизация «восьмерки» − многоцелевой Ми-171А2 и обновленный грузовой гигант Ми-26Т2, способный летать днем и ночью. Для военных на МВЗ им. Миля продолжают совершенствовать «Ночные охотники» Ми-28Н и ударные Ми-35М – обновленный экспортный вариант Ми-24.


Ми-171А2

География применения вертолетов марки «Ми» огромна. Это и Ближний Восток, и Африка, Латинская Америка, страны Южной и Юго-Восточной Азии, страны бывшего СССР.

В октябре 2019 года холдинг «Вертолеты России» принял решение о с лиянии конструкторских бюро Миля и Камова в Национальный центр вертолетостроения. Новый центр объединит в себе потенциал двух крупнейших вертолетостроительных школ России для более эффективного и качественного решения задач по проектированию и модернизации вертолетной техники.

События, связанные с этим

Рисков для исполнения госзаказа на фоне эпидемии коронавируса нет

Вертолеты летят на помощь

Вертолетный флот Миля

Ми-171А2: новое поколение легендарной «восьмерки»

Турбовальный двигатель.

Привет!

Центробежная ступень компрессора ТВаД.

Сегодня продолжаем серию рассказов о типах авиационных двигателей.

Как известно, основной узел любого газотурбинного двигателя ( ГТД) – это турбокомпрессор. В нем компрессор работает в связке с турбиной , которая его вращает. Функции турбины этим могут и ограничиться. Тогда вся оставшаяся полезная энергия газового потока, проходящего через двигатель, срабатывается в выходном устройстве ( реактивном сопле ). Как говорил мой преподаватель «спускается на ветер» :-). Тем самым создается реактивная тяга и ГТД становится обычным турбореактивным двигателем (ТРД).

Но можно сделать и по-другому. Турбину ведь можно заставить кроме компрессора вращать и другие нужные агрегаты, используя ту самую оставшуюся полезную энергию. Это может быть, например, самолетный воздушный винт. В этом случае ГТД становится уже турбовинтовым двигателем, в котором 10-15% энергии все же расходуется «на воздух» :-), то есть создает реактивную тягу.

Принцип работы турбовального двигателя.

Но если вся полезная энергия в двигателе срабатывается на валу и через него передается для привода агрегатов, то мы уже имеем так называемый турбовальный двигатель ( ТваД ).

Такой двигатель чаще всего имеет свободную турбину . То есть вся турбина как бы поделена на две части, между собой механически несвязанные. Связь между ними только газодинамическая . Газовый поток, вращая первую турбину, отдает часть своей мощности для вращения компрессора и далее, вращая вторую, тем самым через вал этой (второй) турбины приводит в действие полезные агрегаты. Сопла на таком двигателе нет. То есть выходное устройство для отработанных газов конечно имеется, но соплом оно не является и тяги не создает. Просто труба… Зачастую еще и искривленная :-).

Компоновка двигателя Arriel 1E2.

Турбовальный двигатель ARRIEL 1E2.

Eurocopter BK 117 c 2-мя турбовальными двигателями Arriel 1E2.

Выходной вал ТваД, с которого снимается вся полезная мощность, может быть направлен как назад, через канал выходного устройства, так и вперед, либо через полый вал турбокомпрессора, либо через редуктор вне корпуса двигателя.

Компоновка двигателя Arrius 2B2.

Турбовальный двигатель ARRIUS 2B2.

Eurocopter EC 135 с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2B2.

Надо сказать, что редуктор – непременная принадлежность турбовального двигателя. Ведь скорость вращения как ротора турбокомпрессора, так и ротора свободной турбины велика настолько, что это вращение не может быть напрямую передано на приводимые агрегаты. Они просто не смогут выполнять свои функции и даже могут разрушиться. Поэтому между свободной турбиной и полезным агрегатом обязательно ставится редуктор для снижения частоты вращения приводного вала.

Компоновка двигателя Makila 1A1.

Турбовальный двигатель MAKILA 1A1

Eurocopter AS 332 Super Puma с 2-мя турбовальными двигателями Makila 1A1

Компрессор у ТваД может быть осевым (если двигатель мощный) либо центробежным. Часто компрессор бывает и смешанным по конструкции, то есть в нем есть как осевые, так и центробежные ступени. В остальном принцип работы этого двигателя такой же, как и у ТРД. Примером разнообразия конструкций ТваД могут служить двигатели известной французской двигателестроительной фирмы TURBOMEKA . Здесь я представляю ряд иллюстраций на эту тему (их сегодня вообще много как-то получилось :-)… Ну много — не мало… :-)).

Компоновка двигателя Arrius 2K1

Турбовальный двигатель ARRIUS 2K1.

Вертолет Agusta A-109S с 2-мя турбовальными двигателями Arrius 2K1.

Основное свое применение турбовальный двигатель находит сегодня конечно же в авиации, по большей части на вертолетах. Его часто и называют вертолетный ГТД. Полезная нагрузка в этом случае – несущий винт вертолета. Известным примером ( кроме французов :-))могут служить широко распространенные до сих пор отличные классические вертолеты МИ-8 и МИ-24 с двигателями ТВ2-117 и ТВ3-117 .

Вертолет МИ-8Т с 2-мя турбовальными двигателями ТВ2-117.

Турбовальный двигатель ТВ2-117.

Вертолет МИ-24 с 2-мя турбовальными двигателями ТВ3-117.

Турбовальный двигатель ТВ3-117 для вертолета МИ-24.

Кроме того ТваД может применяться в качестве вспомогательной силовой установки ( ВСУ , о ней подробнее в следующей статье :-)), а также в виде специальных устройств для запуска двигателей. Такие устройства представляют собой миниатюрный турбовальный двигатель, свободная турбина которого раскручивает ротор основного двигателя при его запуске. Называется такое устройство турбостартер . В качестве примера могу привести турбостартер ТС-21 , используемый на двигателе АЛ-21Ф-3 , который устанавливается на самолеты СУ-24 , в частности на мой родной СУ-24МР :-)…

Двигатель АЛ-21Ф-3 с турбостартером ТС-21.

Турбостартер ТС-21, снятый с двигателя.

Фронтовой бомбардировщик СУ-24М с 2-мя двигателями АЛ-21Ф-3.

Однако, говоря о турбовальных двигателях, нельзя не сказать о совсем неавиационном направлении их использования. Дело в том, что ведь изначально газотурбинный двигатель не был монополией авиации. Главный его рабочий орган, газовая турбина , создавался задолго до появления самолетов. И предназначался ГТД для целей более прозаических, нежели полеты в воздушной стихии :-). Эта самая воздушная стихия его все же завоевала. Однако неавиационное приземленное предназначение существует и серьезности своей не потеряло, скорее наоборот.

На земле, так же как и в воздухе ГТД (турбовальный двигатель) применяется на транспорте.

Первое – это перекачка природного газа по крупным магистралям через газоперекачивающие станции. ГТД используются здесь в качестве мощных насосов.

Второе – это водный транспорт. Суда, использующие турбовальные газотурбинные двигатели называют газотурбоходы . Это чаще всего суда на подводных крыльях, у которых гребной винт приводит в движение турбовальный двигатель механически через редуктор или электрически через генератор, который он вращает. Либо это суда на воздушной подушке, которая создается при помощи ГТД.

Газотурбоход «Циклон-М» с 2-мя газотурбинными двигателями ДО37.

Пасажирских газотурбоходов за российскую историю было всего два. Последнее очень перспективное судно « Циклон-М » появилось в очень неудобное для себя время в 1986 году. Успешно пройдя все испытания, оно «благополучно» перестало существовать для России. Перестройка… Более таких судов не строили. Зато у военных в этом плане дела обстоят несколько лучше. Чего стоит один только десантный корабль «Зубр» , самое большое в мире судно на воздушной подушке.

Десантный корабль на воздушной подушке «Зубр» с газотурбинными двигателями.

Третье – это железнодорожный транспорт. Локомотивы на которых стоят турбовальные газотурбинные двигатели, называют газотурбовозы . На них используется так называемая электрическая передача. ГТД вращает электрогенератор, а вырабатываемый им ток, в свою очередь, вращает электродвигатели, приводящие локомотив в движение. В 60-е годы прошлого века в СССР проходили довольно успешную опытную эксплуатацию три газотурбовоза. Два пассажирских и один грузовой. Однако они не выдержали соревновавния с электровозами и в начале 70-х проект был свернут. Но в 2007 году по инициативе ОАО «РЖД» был изготовлен опытный образец газотурбовоза с ГТД, работающем на сжиженном природном газе (опять криогенное топливо :-)). Газотурбовоз успешно прошел испытания, планируется его дальнейшая эксплуатация.

И наконец четвертое , самое, наверное, экзотическое… Танки . Грозные боевые машины. На сегодняшний момент достаточно широко известны два типа ныне использующихся боевых танков с газотурбинными двигателями. Это американский М1 Abrams и российский Т-80 .

Танк M1A1 Abrams с газотурбинным двигателем AGT-1500.

Во всех вышеописанных случаях применения ГТД (суть турбовальный двигатель), он обычно заменяет дизельный двигатель. Это происходит потому, что (как я уже описывал здесь) при одинаковых размерах турбовальный двигатель значительно превосходит дизельный по мощности, имеет гораздо меньший вес и шумность.

Танк Т-80 с газотурбинным двигателем ГТД-1000Т.

Однако у него есть и крупный недостаток.Он обладает сравнительно низким коэффициентом полезного действия, что обуславливает большой расход топлива. Это естественно снижает запас хода любого транспортного средства (и танка в том числе :-)). Кроме того он чувствителен к грязи и посторонним предметам, всасываемым вместе с воздухом. Они могут повредить лопатки компрессора. Поэтому приходится создавать достаточно объемные системы очистки при использовании такого двигателя.

Эти недостатки достаточно серьезны. Именно поэтому турбовальный двигатель получил гораздо большее распространение в авиации, чем в наземном транспорте. Там этот трудяга-движок, ничего не пуская «на ветер» :-), заставляет подниматься в воздух вертолеты. И они в родной для них стихии из несуразных, на первый взгляд, машин превращаются в изумительные по красоте и возможностям творения рук человеческих… Все-таки авиация – это здорово :-)…

Читать еще:  Ваз 2114 ошибка работы двигатель

P.S. Вы только посмотрите, что они вытворяют!

Газотурбинный двигатель принцип работы вертолета

Самый массовый
вертолетный двигатель

Одновременно с разработкой легкого вертолета Ми-2 ОКБ М.Л. Миля приступило к работе над вертолетом средней грузоподъемности В-8, который должен был заменить вертолет Ми-4. Первоначально в проекте вертолета В-8 предполагалась лишь модернизация вертолета Ми-4 путем установки вертолетного варианта газотурбинного двигателя АИ-24 конструкции А.Г. Ивченко. Но вскоре М.Л. Милю удалось убедить руководство авиационной промышленности в целесообразности проектировать совершенно новый вертолет с двухдвигательной силовой установкой. Большую роль в истории В-8 сыграл Н.С. Хрущев, который хотел иметь для представительских целей современный и безопасный вертолет-салон.

Согласно постановлению правительства несколько авиамоторных заводов страны получили задание на проектирование турбовального двигателя мощностью 1250 л.с. Наибольший интерес вызвал проект двигателя, разработанного коллективом завода им. В.Я. Климова под руководством главного конструктора Сергея Петровича Изотова.

Схема и характеристики двигателя были выбраны с учетом современных условий эксплуатации вертолетов. В 60-х гг. география применения вертолетов в народном хозяйстве и военной авиации значительно расширилась: от Антарктиды до Средней Азии и Сибири, над сухопутными и морскими просторами. В народном хозяйстве вертолеты стали широко использоваться при транспортировке грузов (в т.ч. на внешней подвеске), для пассажирских перевозок, особенно в недоступные для самолетов места, а часто и для транспортировки наземного транспорта. В сельском хозяйстве винтокрылые машины нашли применение при распылении удобрений и ядохимикатов. Вертолеты оказались незаменимыми в обслуживании нефтяных и газовых месторождений, геологической разведке, аэрофотосъемке, борьбе с лесными пожарами, проведении сложных монтажных работ и т.п. В военной авиации вертолеты стали успешно транспортировать десанты, перевозить вооружение и грузы, проводить разведку, участвовать в огневой поддержке с воздуха, эффективно бороться с танками и подводными лодками, использоваться как штабные машины.

Новые области применения определили концепцию проектируемого двигателя, получившего название ТВ2-117. По предварительным расчетам технические характеристики двигателя составляли: мощность на взлетном режиме 1500 л.с. при удельном расходе топлива 275 г/л.с.·ч; расход воздуха 8,0 кг/с; температура газов перед турбиной 1153К; степень повышения давления 6,6; масса двигателя 330 кг. Турбина — без охлаждения рабочих лопаток. Компрессор — осевой десятиступенчатый, барабанной конструкции с круговым замком крепления рабочих лопаток. Барабан выполнен из заготовки с внутренней расточкой и отъемными первой и последней ступенями расположен в двух опорах, что обеспечивает хорошую жесткость и малую массу. Материал барабана — титановый сплав. Турбина компрессора двухступенчатая. Камера сгорания кольцевая с восемью форсунками.

Заказчик одобрил предложенный проект двигателя, а 30 мая 1960 г. вышло постановление правительства СССР о постройке параллельно с однодвигательным В-8 двухдвигательного вертолета В-8А. Коллективу «Климова» также поручили разработать главный редуктор вертолета, который получил индекс ВР-8.

Началось создание двигателя. Первоначально для ускорения работ было принято решение в качестве прототипа использовать компрессор двигателя АИ-20, имевшего близкие параметры с ТВ2-117. Но положительных результатов это не принесло. Пришлось создать новый компрессор, расчетные значения КПД которого составили 85 %, а запаса устойчивости — не менее 25 %. При доводке турбины было получено КПД на силовой турбине 91 %, на турбине компрессора 87 %.

Первые двигатели ТВ2-117 и редуктор ВР-8 поступили в ОКБ М.Л. Миля летом 1962 г., и 2 августа вертолет В-8А впервые оторвался от земли. Первый полет был совершен 17 сентября 1962 г. Двухдвигательная силовая установка обеспечила вертолету высокую энерговооруженность, достаточную для выполнения горизонтального полета без снижения при отказе одного из двигателей. С марта 1963 г. по март 1965 г. вертолет В-8А проходил Государственные испытания, после которых был рекомендован в серийное производство в пассажирском варианте (Ми-8П) и десантно-транспортном (Ми-8Т). До настоящего момента на вертолетных заводах в Казани и Улан-Удэ выпущено более 8200 машин в нескольких десятках гражданских и военных модификаций. Вертолет Ми-8 стал наиболее популярным винтокрылым аппаратом — он эксплуатируется в 80 странах мира.

В ходе испытаний и доводки силовую установку оборудовали автоматической системой регулирования, обеспечивающей поддержание частоты вращения несущего винта в заданных пределах и синхронизацию работы двигателей. В случае отказа в полете одного из двигателей система обеспечивала автоматический выход работающего двигателя на повышенную мощность.

В июне 1964 г. двигатель ТВ2-117 и редуктор ВР-8 успешно прошли Государственные стендовые испытания на ресурс 300 ч. ТВ2-117 стал первым в СССР газотурбинным двигателем со свободной турбиной, реализующим новый принцип автоматического регулирования «шаг-газ».

Серийный выпуск силовой установки было решено осуществлять на Пермском моторостроительном заводе. Для курирования серийного производства там создали группу конструкторов во главе с представителем главного конструктора «Климова». Между двумя заводами завязались тесные и плодотворные связи, которые поддерживаются до сих пор. Для Пермского завода налаживание производства двигателя малой размерности стало новым, так как до этого завод специализировался на производстве крупных двигателей. Специфика малоразмерности и высоких оборотов потребовала освоения новых технологических процессов в изготовлении деталей и балансировке, изменения используемого оборудования, создания дополнительных установок для испытаний компрессора, продувки сопловых аппаратов и т.д.

В процессе эксплуатации двигатель ТВ2-117 все время модернизировали. В результате совместных работ «Климову» и Пермскому заводу удалось довести гарантийный ресурс до 1500 ч, ресурс по техсостоянию — до 2000 ч, назначенный ресурс — до 12 000 ч. Мягкие покрытия в компрессоре заменили напылением на стальные детали статора (ТВ2-117А), ввели графитовое уплотнение второй опоры (ТВ2-117АГ), установили пылезащитное устройство (ПЗУ). При изготовлении двигателей стали использоваться такие современные технологические процессы, как электронно-лучевая сварка, холодная вальцовка лопаток компрессора и др.

География применения вертолета Ми-8 быстро расширялась. Началась продажа вертолета за границу. В некоторых странах с жарким климатом и высокогорным расположением посадочных площадок стала проявляться нехватка мощности при взлете с полной загрузкой. В частности, из Ирака поступили просьбы о сохранении взлетной мощности до внешней температуры +40 оС (при обычных условиях мощность поддерживалась до температуры +18. 20 оС). Специалисты «Климова» провели соответствующие работы, и в результате некоторого сокращения ресурса на взлетном режиме появилась возможность сохранения мощности в 1440 л.с. до температуры +40 оС.

В 1974-1975 гг. были приняты постановление правительства СССР и совместное решение министров авиационной промышленности, гражданской авиации и главкома ВВС о создании форсированного варианта ТВ2-117Ф. При этом требовалось решить следующие задачи:

  • — установить ПЗУ, обеспечив при этом взлетную мощность 1500 л.с. (работы по ПЗУ поручались МВЗ);
  • — обеспечить гарантированную мощность 1440 л.с. с поддержанием ее до температуры +40 оС;
  • — ввести чрезвычайный режим (ЧР) с мощностью 1700 л.с. и многократным использованием его в случае отказа одного из двигателей.

В короткий срок двигатель удалось форсировать увеличением числа оборотов турбокомпрессора на 2,5 % и повышением температуры газов перед турбиной на 85 К. Это, в свою очередь, потребовало применения более жаростойких материалов, а для обеспечения высотности и введения ЧР оказалось необходимым внесение изменений в топливорегулирующую аппаратуру и систему управления. Весь комплекс заводских испытаний закончили в декабре 1977 г., а в сентябре 1978 г. двигатель успешно прошел Государственные стендовые испытания. В 1979 г. двигатель ТВ2-117Ф в составе вертолета Ми-8ФТ прошел Государственные летные испытания в стандартных условиях и условиях горной местности.

К вертолету Ми-8ФТ в 1975 г. проявила интерес одна из японских фирм. Для продажи требовалось провести сертификацию двигателя по американским нормам летной годности FAR-33. Вертолет успешно прошел сертификацию и был продан в Японию, где эксплуатируется до сих пор.

В 1983 г. начались работы по использованию природного газа в качестве топлива для двигателя ТВ2-117. Газ, который всегда сопутствует нефти при ее добыче, выбрасывается в атмосферу и сжигается без какой-либо пользы. Нефтяные месторождения обслуживаются большим числом вертолетов, поэтому перевод даже этого парка машин на газ дал бы большую экономическую выгоду и экономию дефицитного топлива (керосина). После ознакомления с опытом разработок в этом направлении была принята схема с использованием сжиженного газа и его впрыском в камеру сгорания через форсунки. Для подачи топлива в форсунки и регулирования его расхода Пермское агрегатное КБ создало дополнительную топливорегулирующую аппаратуру копирующего типа.

Двигатель, использующий в качестве топлива природный газ, получил индекс ТВ2-117ТГ. Он предназначался для эксплуатации на вертолете Ми-8ТГ. В 1986 г. начались стендовые и летные испытания, в ходе которых двигатель работал на попутном нефтяном газе, авиационном сконденсированном топливе АСКТ, пропане, бутане, авиационном и автомобильном бензине, керосине, дизельном топливе и их смесях с авиационным топливом. Испытания показали, что ТВ2-117ТГ экономичнее базового двигателя на 6 %. Особую ценность такой двигатель представляет при эксплуатации в труднодоступных районах Сибири, Арктики, Антарктиды и других областях с экстремальными климатическими условиями, а также в условиях боевых действий, когда возможны дефицит и низкое качество авиационного топлива. Работы по «газовой» топливной аппаратуре продолжаются и сейчас. Планируется устанавливать ее на двигатели семейств ТВ3-117 и ТВ7-117.

Как и двигатель ГТД-350, двигатель ТВ2-117 пытались использовать в разных отраслях народного хозяйства. Так, например, на Минском автозаводе создали опытный автопоезд «БелАЗ-549В-5275» грузоподъемностью 120 т (при собственной массе 78 т), в судостроительной промышленности изготавливалось судно на подводных крыльях и др.

Читать еще:  Что воет при торможении двигателем

Производство ТВ2-117 прекратили только в 1997 г. За 32 года было изготовлено более 23 000 экземпляров. ТВ2-117 стал самым массовым двигателем в мире в своем классе, а такая его модификация как ТВ2-117ТГ вообще не имеет аналогов в мировом авиационном двигателестроении.

Вертолет десантно-транспортный Ми-8 МТ. СССР

Экипаж — 3 человека

Двигатель — 2 х ТВ2-117АТ

Мощность — 2200 л.с.

Диаметр несущего винта — 21,29 м

Масса пустого вертолета – 6625 кг

Масса максимальная взлетная – 13 000 кг

Масса полной нагрузки – 4000 кг

Количество десантников – до 24 человек

Максимальная скорость на высоте/у земли — 250 / 220 км/ч

Практический потолок – 5000 м

Максимальная дальность – 580 км

Вооружение: 1×12,7-мм пулемет ЯкБ или 7,62-мм пулемет ГШГ;

Боевая нагрузка — до 4000 кг на 6 узлах подвески: 6 блоков УБ-32-57 НАР С-5; 4 ПТУР 9М17 «Фаланга» или авиабомбы калибром 100, 250 и 500 кг.

В конце 1950-х годов в Советском Союзе начались работы по созданию вертолетов второго поколения с газотурбинными двигателями. В 1957 году в ОКБ М.Л. Миля приступили к разработке для замены многоцелевого вертолета Ми-4 принципиально нового вертолета В-8 грузоподъемностью 1,5 — 2 тонны, оснащенного вертолетным вариантом газотурбинного двигателя АИ-24В. При этом предполагалось использовать от вертолета Ми-4 – шасси, трансмиссию, винты и другие агрегаты и системы. Разработку нового вертолета инициировало Министерство гражданской авиации, поддержанное позже и командованием ВВС.

20 февраля 1958 года вышло Постановление Совета Министров СССР о создании нового вертолета В-8 в ОКБ Миля, а следующем году началось его рабочее проектирование. Руководство разработкой вертолета осуществлял заместитель главного конструктора В. А. Кузнецов. В ходе работы над этим вертолетом было принято решение о переходе с одного двигателя к двухдвигательной машине. Двухдвигательная силовая установка позволяла увеличить не только ее грузоподъемность, но и обеспечивала высокую надежность, достаточную для выполнения горизонтального полета без снижения при отказе одного из двигателей. Специально для вертолета В-8 были спроектированы в ОКБ С.П. Изотова новые двигатели ТВ2-117, которые развивали взлетную мощность по 1500 л.с. и обладали сравнительно высокими удельными показателями.

Двухдвигательный пассажирский 20-местный вертолет В-8А 17 сентября 1962 года совершил свой первый полет. В процессе последующих государственных испытаний вертолет В-8А подвергся существенной доработке: четырехлопастный несущий винт заменили пятилопастным, что позволило снизить уровень вибраций; рулевой винт с деревянными лопастями был заменен новым, на кардановом подвесе с цельнометаллическими лопастями; однокамерные стойки шасси заменены двухкамерными с пневмомасляными амортизаторами; силовая установка получила автоматическую систему регулирования работы двигателей, обеспечивающую их синхронизацию и поддержание скорости вращения несущего винта в заданных пределах, а в систему управления был включен четырехканальный автопилот.

Модифицированный вертолет, получивший обозначение В-8АТ, разрабатывался для Советской Армии в десантно-транспортном варианте с грузовой кабиной с откидными сиденьями для 20 десантников и грузовым люком для погрузки различной военной техники. В 1963 году вертолет В-8АТ был представлен на государственные испытания. По сравнению с вертолетом Ми-4 новый вертолет обладал более высокими летными характеристиками и вдвое большей грузоподъемностью. В ноябре 1964 года, после успешного проведения летных испытаний, было принято решение о серийном производстве пассажирского вертолета под обозначением «Ми-8П» и десантно-транспортного вертолета под обозначением «Ми-8Т» на Казанском вертолетном заводе, где с 1965 года было построено более 7300 вертолетов Ми-8, а затем и Ми-17 (в экспортном варианте). С 1970 года вертолеты Ми-8 и Ми-17 стали производиться на авиационном заводе в Улан-Удэ, где было построено более 3800 вертолетов.

В середине 1960-х годов был создан еще более мощный (2200 л.с.) газотурбинный вертолетный двигатель ТВЗ-117, прошедший в 1972 году государственные испытания. Его появление привело к созданию глубокой модификации вертолета — Ми-8МТ, который мог нести нагрузку, первоначально до 3000 кг, а на внешней подвеске (в варианте Ми-8МТВ-2) – и до 4000 кг. Это позволило существенно расширить номенклатуру и вес арсенала боевой машины. Модернизированный вертолет Ми-8 получил более мощные двигатели ТВЗ-117МТ с пылезащитными устройствами. Помимо новых двигателей, на нем также установили вспомогательную силовую установку АИ-9В, необходимую для запуска двигателей с помощью сжатого воздуха, и изменили расположение рулевого винта. Были внесены в конструкцию и другие изменения, направленные на повышение боевых и эксплутационных характеристик Ми-8. Так, он получил протектированные топливные баки, что исключало пожары и взрывы баков — даже при попадании крупнокалиберных пуль. Тогда же — были разнесены тросы управления рулевым винтом; экранированы магистрали масляных и гидросистем, заменены дюралевые трубки шлангами в металлической оплетке, что повысило живучесть машины. Благодаря усилению носовых частей лопастей несущего винта они получились более стойкими к механическим повреждениям при соударении с поднятыми с земли мелкими камнями и песком, что увеличило его ресурс. Летные испытания Ми-8МТ, построенного в Казани, начались 17 августа 1975 года, и в 1977 году года этот вертолет был запущен в серийное производство. При тех же, что и у Ми-24, двигателях и близкой огневой мощи Ми-8МТ был на тонну легче, что повлияло на его лучшую маневренность и скороподъемность. По числу построенных (более 13 000) вертолеты Ми-8 и их развитие Ми-17, производившиеся более чем в 30 основных модификациях, значительно превосходят все зарубежные вертолеты такого класса, при этом, более 3000 вертолетов Ми-8 и Ми-17 разных модификаций были поставлены за рубеж.

Модернизированный десантно-транспортный вертолет Ми-8МТ предназначался для борьбы с бронированными наземными, надводными, подвижными и неподвижными малоразмерными целями; для поражения живой силы противника; перевозки десанта, грузов, раненных, а также выполнения поисково-спасательных операций. Этот вертолет производился в нескольких военных вариантах: Ми-8АМ и Ми-8МТВ с различным оборудованием и вооружением; а также в гражданском варианте — Ми-8MTB-1A.

Вертолет Ми-8МТ был выполнен по одновинтовой схеме с пятилопастным несущим и трехлопастным рулевым винтами и трехопорным неубирающимся шасси. Крепление лопастей несущего винта шарнирное (с вертикальным, горизонтальным и осевым шарнирами), а лопастей рулевого винта — совмещенное (горизонтальный и осевой), карданного типа. Лопасти несущего винта — цельнометаллические. Фюзеляж вертолета — каркасной конструкции. В носовой части размещалась трехместная кабина экипажа. В состав экипажа входили: командир – левый летчик; второй летчик, выполнявший функции оператора НУР и ПТУР при поиске целей, пуске и наведении на цель управляемых ракет, а также — обязанности штурмана и бортмеханик, также выполнявший функции стрелка кормовой и носовой пулеметных установок. Остекление кабины обеспечивало хороший обзор, правый и левый сдвижные блистеры были снабжены механизмами аварийного сбрасывания. В центральной части размещалась грузовая кабина, рассчитанная на перевозку грузов массой до 4 тонн и снабженная откидными сиденьями для 24 пассажиров, а также узлами для крепления 12 носилок.

В транспортном варианте грузовая кабина имела грузовой люк со створками, увеличивающими длину кабины, и с центральной сдвижной дверью с механизмом аварийного сбрасывания; на полу грузовой кабины располагались швартовочные узлы и электролебедка, а над дверью — стрела электролебедки. Силовая установка состояла из двух газотурбинных двигателей со свободной турбиной ТВ2-117АТ, установленных сверху фюзеляжа и закрытых общим капотом с открывающимися створками. При отказе одного из двигателей в полете другой двигатель автоматически выходил на повышенную мощность, при этом горизонтальный полет выполнялся без снижения высоты. Ми-8 был оборудован четырехканальным автопилотом АП-34, обеспечивающим стабилизацию крена, тангажа и направления, а также высоты полета (± 50 м). Навигационно-пилотажные приборы и радиооборудование во всех модификациях вертолета позволяли совершать полеты в любое время суток и в сложных метеоусловиях. Вертолеты различных модификаций весьма существенно различались по составу оборудования. На военных вариантах Ми-8МТ монтировалась станция инфракрасных (ИК) помех «Липа»; экранно-выхлопное устройство для подавления ИК-излучения двигателей; контейнеры с системой создания пассивных помех; кабина экипажа получила бронирование. На этих вертолетах Ми-8МТ устанавливались одноствольный пулемет 12,7-мм А-12,7 или четырехствольный пулемет 12,7-мм ЯкБ-12,7 или четырехствольный пулемет 7,62-мм ГШГ-7,62, монтировавшиеся в носовой подвижной установке; строенные держатели на форменных пилонах по бокам фюзеляжа для установки до шести блоков УБ-32-57 неуправляемых авиационных ракет С-5 или бомб калибром 100, 250 и 500 кг, а также размещались сверху до четырех ПТУР 9М17 «Фаланга» на балочных держателях. На пилонах могли подвешиваться также контейнеры с пулеметами или пушками, а в блистерах и боковых проемах грузовой кабины могли устанавливаться на шкворнях пулеметы и гранатометы.

За свою 50-летнюю историю вертолеты Ми-8 приняли участие в большом количестве локальных военных конфликтов, в том числе в Афганистане и в обеих чеченских войнах. Ми-8 летали на предельно малых высотах и высоко в горах, базировались вне аэродромной сети и приземлялись в труднодоступных местах при минимальном техническом обслуживании, каждый раз доказывая свою высокую надежность и эффективность. И в настоящее время многоцелевой вертолет Ми-8, созданный еще в середине прошлого века, является одним из наиболее востребованных в своем классе и еще долгие годы будет востребован на российском и мировом рынке авиационной техники.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector