Двигатели вертолет


7 - опытный реактивный вертолет ОКБ Миля

Вертолеты России и мира видео, фото, картинки смотреть онлайн занимают важное место в общей системе народного хозяйства и Вооруженных Сил, с честью выполняя возложенные на них гражданские и военные задачи. По образному выражению выдающегося советского ученого и конструктора МЛ. Миля, «сама наша страна как бы “сконструирована” для вертолетов». Без них немыслимо освоение бескрайних и непроходимых пространств Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Вертолеты стали привычным элементом пейзажа наших грандиозных строек. Они широко применяются как транспортное средство, в сельском хозяйстве, строительстве, спасательной службе, военном деле. При выполнении ряда операций вертолеты просто незаменимы. Кто знает, здоровье скольких людей было спасено экипажами вертолетов, принявших участие в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Жизни тысяч советских солдат спасли боевые «вертушки» в Афганистане.

Русские вертолеты прежде чем стать одними из основных современных транспортных, технологических и боевых средств, вертолеты прошли длинный и не всегда гладкий путь развития. Идея подъема в воздух с помощью несущего винта зародилась у человечества едва ли не раньше, чем идея полета на фиксированном крыле. На ранних этапах истории авиации и воздухоплавания создание подъемной силы путем «ввинчивания в воздух» было популярнее других способов. Этим объясняется обилие проектов винтокрылых летательных аппаратов в XIX — начале XX вв. Только четыре года отделяют полет самолета братьев Райт (1903 г.) от первого подъема человека в воздух на вертолете (1907 г.).

Лучшие вертолеты использовали ученые и изобретатели, они долго колебались, какому способу отдать предпочтение. Однако к концу первого десятилетия XX в. менее энергоемкий и более простой с точки зрения аэродинамики, динамики и прочности самолет вырвался вперед. Успехи его были впечатляющими. Прошло почти 30 лет, прежде чем создателям вертолетов удалось наконец сделать свои аппараты работоспособными. Уже в годы второй мировой войны вертолеты пошли в серийное производство и начали применяться. По окончании войны возник так называемый «вертолетный бум». Многочисленные фирмы принялись строить образцы новой перспективной техники, но не все попытки увенчались успехом.

Боевые вертолеты России и США Построить по-прежнему было сложнее, чем самолет аналогичного класса. Военные и гражданские заказчики не спешили ставить в ряд с уже привычными самолетами авиационную технику нового типа. Только эффективное применение американцами вертолетов в начале 50-х гг. в войне в Корее убедило рад военачальников, в том числе и советских, в целесообразности использования этого летательного аппарата вооруженными силами. Однако многие, как и раньше, продолжали считать вертолет «временным заблуждением авиации». Потребовалось еще более десяти лет, пока вертолеты окончательно не доказали свою исключительность и незаменимость в выполнении рада военных задач.

Вертолеты РФ сыграли большую роль в создании и разработках российских и советских ученых, конструкторов и изобретателей. Их значение столь велико, что даже дало основание одному из основоположников отечественного вертолетостроения академику Б.Н. Юрьеву считать наше государство «родиной вертолетов». Данное утверждение, конечно, слишком категорично, но нашим вертолетчикам есть чем гордиться. Это научные труды школы Н.Е. Жуковского в дореволюционный период и впечатляющие полеты вертолета ЦАГИ 1-ЭА в довоенные годы, рекорды послевоенных вертолетов Ми-4, Ми-6, Ми-12, Ми-24 и уникальное семейство вертолетов «Ка» соосной схемы, современные Ми-26 и Ка-32 и многое, многое другое.

Новый вертолет России относительно неплохо освещен в книгах и статьях. Незадолго до своей смерти Б.Н. Юрьев приступил к написанию фундаментального труда «История вертолетов», но успел подготовить только главы, касавшиеся его собственных работ в 1908 — 1914 гг. Отметим, что недостаточное внимание к истории такой отрасли авиации, как вертолетостроение, характерно и для зарубежных исследователей.

Военные вертолеты России по-новому освещающие историю разработки вертолетов и их теории в дореволюционной России, вклад отечественных ученых и изобретателей в мировой процесс развития этого вида техники. Обзор дореволюционных отечественных работ по винтокрылым летательным аппаратам, в том числе и ранее неизвестных, а также их анализ были даны в соответствующей главе в книге «Авиация в России», подготовленной к печати в 1988 г. ЦАГИ. Однако ее небольшой объем существенно ограничил размеры приведенной информации.

Гражданские вертолеты в своих лучших окрасках. Предпринята попытка как можно более полно и всесторонне осветить деятельность отечественных энтузиастов вертолетостроения. Поэтому описывается деятельность ведущих отечественных ученых и конструкторов, а также рассматриваются проекты и предложения, авторы которых значительно уступали им по своим знаниям, но вклад которых нельзя было не учитывать. Тем более что в некоторых проектах, отличавшихся в общем сравнительно не высоким уровнем проработки, также встречаются интересные предложения и идеи.

Название вертолетов обозначившими существенные качественные изменения в этом виде техники. Такими событиями являются начало постоянной и систематической разработки проектов вертолетов; постройка первых натурных вертолетов, способных оторваться от земли, и начало серийного производства и практического применения вертолетов. В данной книге рассказывается о ранних этапах истории вертолетостроения: от зарождения идеи подъема в воздух посредством винта до создания первых вертолетов, способных оторваться от земли. Вертолет, в отличие от самолета, махолета и ракеты, не имеет прямых прообразов в природе. Однако винт, с помощью которого создается подъемная сила вертолета, был известен еще с античных времен.

Маленькие вертолеты несмотря на то что были известны воздушные винты и существовали эмпирические прообразы вертолетов, идея использования несущего винта для подъема в воздух не получила распространения до конца XVIII в. Все разрабатывающиеся в то время проекты винтокрылых аппаратов оставались неизвестными и были обнаружены в архивах много веков спустя. Как правило, сведения о разработке таких проектов сохранились в архивах наиболее выдающихся ученых своего времени, таких, как Го Хун, Л. да Винчи, Р. Гук, М.В. Ломоносов, которым в 1754 г. была создана «аэродромическая машина».

Частные вертолеты за короткое время были созданы буквально десятки новых конструкций. Это было состязанием самых разнообразных схем и форм, как правило» одно- или двухместных аппаратов, имевших главным образом экспериментальное назначение. Естественным заказчиком этой дорогой и сложной техники были военные ведомства. Первые вертолеты в разных странах получили назначение связных и разведывательных военных аппаратов. В развитии вертолетов, как и во многих других областях техники, можно четко различить две линии развития — но размерности машин, т е. количественную» и почти одновременно возникшую линию развития качественного совершенствования летательных аппаратов внутри определенной размерной или весовой категории.

Сайт о вертолетах на котором содержится наиболее полное описание. Применяется ли вертолет для геологической разведки, сельскохозяйственных работ или для перевозки пассажиров — определяющую роль играет стоимость часа эксплуатации вертолета Большую долю в ней составляет амортизации, т е. цена, поделенная на срок его службы. Последний определяется ресурсом агрегатов, г, е. их сроком службы. Проблема повышения усталостной прочности лопастей, валов и трансмиссий, втулок несущего винта и других агрегатов вертолета стала первостепенной задачей, занимающей и сейчас конструкторов вертолетов. В наставшее время ресурс 1000 час уже не является редкостью для серийного вертолета и нет основания сомневаться в его дальнейшем повышении.

Современные вертолеты сравнение боевых возможностей подлинное видео сохранилось. Встречающееся в некоторых изданиях ее изображение представляет собой примерную реконструкцию, причем не во всем бесспорную, проведенную в 1947 г. Н.И. Камовым. Однако на основе приведенных архивных документов можно сделать ряд выводов. Судя по способу испытания (подвеска на блоках), «аэродромическая машина» несомненно представляла собой аппарат вертикального взлета и посадки. Из двух известных в то время способов вертикального подъема — при помощи машущих крыльев или посредством несущего винта — первый кажется маловероятным. В протоколе сказано, что крылья двигались горизонтально. У большинства махолетов они, как известно, движутся в вертикальной плоскости. Махолет, крылья которого совершают колебательные движения в горизонтальной плоскости с углом установки, изменяемым циклически, несмотря на неоднократные попытки, построить до сих пор не удалось.

Самый лучший вертолет проектирование всегда направлено в будущее. Однако для того чтобы яснее представить себе возможности дальнейшего развития вертолетов, полезно попытаться понять основные направления их развития из прошлого опыта. Здесь интересна, конечно, не предыстория вертолетостроения, о которой мы лишь кратко упомянем, а его история с момента, когда вертолет как новый тип летательных аппаратов стал уже пригоден для практического использования. Первые упоминания об аппарате с вертикальным винтом — геликоптере содержатся в записям Леонардо да Винчи, относящихся к 1483 г. Первый этап развития тянется от модели геликоптера, созданной М В. Ломоносовым в 1754 г, через длинный ряд проектов, моделей и даже построенных в натуру аппаратов, которым не суждено было подняться в воздух, до постройки первого в мире вертолета, которому и 1907 г. удалось оторваться от земли.

Самый быстрый вертолет в очертаниях этой машины мы узнаем принципиальную схему наиболее распространенных сейчас в мире одновинтовых вертолетов. Вернуться к этой работе Б. И. Юрьеву удалось лишь в 1925 г. В 1932 г. группа инженеров, возглавляемая А. М. Черемухицнч, построила вертолет ЦАГИ 1-ЭА, который достиг высоты полета 600 м и продержался в воздухе 18 м/ш, что было для того времени выдающимся достижением. Достаточно сказать, что официальный рекорд высоты полета, установленный спустя 3 года на новом соосном вертолете Бреге, составил всего 180 м. В это время в развитии вертолетов (геликоптеров) возникла некоторая пауза. На передний план выдвинулась новая ветвь винтокрылых аппаратов -автожиры.

Новый вертолет России с большей нагрузкой на площадь крыла, вплотную встретилась с новом тогда проблемой штопора потерей скорости. Создать безопасный и достаточно совершенный автожир оказалось проще, чем построить геликоптер-вертолет. Свободно вращающийся от набегающего потока несущий винт исключал необходимость в сложных редукторах и трансмиссиях. Примененное на автожирах шарнирное крепление лопастей несущего винта к втулке обеспечило им гораздо большую прочность, а автожиру устойчивость. Наконец, остановка двигателя перестала быть опасной, как это было у первых геликоптеров: авторотируя автожир легко совершал посадку с малой скоростью.

Большие вертолеты для десантирования морской пехоты с кораблей определила дальнейшее развитие военного вертолетостроения как транспортно-десантного. Высадка на вертолетах S-55 американского десанта в Инчоне во время войны в Корее (1951 г.) подтвердила такую тенденцию. Размерный ряд транспортно-десантных вертолетов стал определяться габаритами и весом наземных транспортных средств, которыми пользуются войска и которые необходимо было перебрасывать по воздуху Дело в том» «по обычное вооружение, главным образом артиллерийское, перевозимое тягачами, на весу близко к весу самих тягачей. Поэтому грузоподъемность первых транспортных вертолетов в зарубежных армиях составила 1200-1600 кге (вес легкого военного автомобили, используемого в качестве тягача и соответствующих орудий).

Вертолеты СССР соответствуют весу легких и средних танков или соответствующих самоходных шасси. Будет ли завершена эта линия развития в таком ряде размерностей — зависит от постоянно меняющейся военной доктрины. Артиллерийские системы в большей мере заменяются ракетами, поэтому и зарубежной печати мы находим требования. Мощности не приводили к увеличению полезной нагрузки. Действительно, но техническому уровню того времени вес винтов, редукторов к всего аппарата в целом увеличивался с повышением мощности быстрее, чем возрастала подъемная сила. Однако при создании нового полезного и тем более нового для народнохозяйственного применении конструктор не может мириться с понижением достигнутого уровня весовой отдачи.

Советские вертолеты первые образцы, в сравнительно короткие сроки были созданы, поскольку удельный вес поршневых двигателей всегда понижался с увеличением мощности. Но в 1953 г. после создания 13-тонного вертолета Сикорского S-56 с двумя поршневыми двигателями мощностью 2300 л. с размерный ряд вертолетов на Запале прервался и только в СССР, применив турбовинтовые двигатели. В середине пятидесятых годов надежность вертолетов стала значительно выше, следовательно, расширились и возможности их применения в народном хозяйстве. На первый план выдвинулись вопросы экономики.

oruzhie.info

Вертолет радиоуправляемый: характеристики и типы двигателей

Виды радиоуправляемых вертолетов

Вертолет радиоуправляемый в любительской среде управляется через телеметрию и видеосигнал бортовой камеры, которые транслируются моделью. Между тем вертолет радиоуправляемый специализированной и военной модели управляется координатными точками, которые приводятся в задании маршрута.

Устройство головки ротора Bell-Hiller

Инженерам долгое время не удавалось создать подобную модель вертолёта, так как продолжительность полетов длилась всего десяток минут. Однако, вскоре они смогли изобрести двухлопастной несущий ротор, у которого шаги лопастей и лопатки менялись по циклическому принципу. В роторе применялась карданная головка со сквозной спицей поперек. На ее конце закреплялись управляющие лопатки. Такая схема ротора получила название Bell-Hiller. В радиоуправляемых моделях вертолёта ощутимой инновацией стала только разработка электронной системы стабилизации, позволяющей использование более простых несущих роторов без стабилизирующих лопаток.

Классификация радиоуправляемых вертолётов

Силовая установка

Силовая установка обеспечивается 2-тактными калильными двигателями внутреннего сгорания или электрическими бесколлекторными двигателями. В электрическом варианте используются литий-полимерные аккумуляторные батареи, и простота его использования, а также дешивизна делают его наиболее популярным среди пользователей. В радиоуправляемых вертолётах устанавливаются также турбореактивные и бензиновые двигатели.

С калильными двигателями

Чем больше объём калильного двигателя, тем он лучше раскрутит длинные лопасти, и следовательно, сама модель более становится более крупной. Такие вертолёты летят от 7 до 15 минут, и конечно, время полета зависит от объёма двигателя, стиля пилотирования и тюнинга. Вертолеты с калильным двигателем могут быть удачно заменены вертолётами, у которых силовая установка работает на бензине.

С бензиновым двигателем

Преимуществом бензиновых двигателей является:

  • средний расход топлива
  • низкая цена бензина
  • «чистота» выхлопа
  • продолжительность полётов

Недостатками радиовертолетов, работающих на бензине можно считать:

  • большие размеры
  • низкая степень тяговооружённости
  • сложность конструкции
  • переделки рамы при установки двигателя

Нужно отметить, что вышеназванные минусы помешали бензиновым вертолетам занять ведущие позиции популярности среди моделистов.

С электродвигателями

Если раньше вертолёты, работающие на электродвигателе, благодаря малым размерам и отсутствию выхлопа, использовались в помещениях, то сегодня большие модели электровертолётов применяются в открытом пространстве и удачно исполняют сложные манёвры. Данный вид моделей популярен также благодаря беззвучной работе двигателя.

Вертолеты делятся на следующие классы:

  • 100 — лопасть основного ротора — 70-190мм, вес модели — 50-150 гр
  • 250 — лопасть основного ротора — 200-210мм, вес модели — 250-350 гр
  • 400 — лопасть основного ротора — 230-250мм, вес модели — 300-500 гр
  • 450 — лопасть основного ротора — 290-350мм, вес модели 800-1200 гр
  • 500 — лопасть основного ротора — 420-450мм, вес модели 1700-2200 гр
  • 550- лопасть основного ротора — 550-570мм, вес модели 2500-3500 гр
  • 600 — лопасть основного ротора — 600-620мм, вес модели 3300-4000 гр
  • 700 — лопасть основного ротора — 690-720мм, вес модели — 4000 гр

С газотурбинными двигателями

Существуют также модели радиоуправляемых вертолетов с газотурбинными двигателями, устройство которых не отличается сложностью. Принцип их работы основывается на том, что исходящий от турбины поток воздуха попадает на винт, крутящий момент передающий в свою очередь на основной ротор. Проблемой, в данном случае считается установка дорогостоящей электроники для обеспечения правильной работы турбины, что намного сокращает частотность использования турбин в вертолётах.

По схеме механического управления

Различаются несколько основных конструкций вертолётов, которые имеют высокую степень манёвренности и стабильности. Благодаря этому, появляется возможность исполнения более сложного пилотажа, требующего мастерского управления.

  • Классическая схема с несущим и рулевыми винтами, управляемыми коллективным шагом.
  • Классическая схема с несущим и рулевыми винтами, управляемыми без коллективного шага.
  • Соосная схема, в которой на одной оси находится пара разнонаправленных несущих винтов. Несмотря на то, что такие модели с большей стабильностью подходят новичкам и полётам в закрытом помещении, их невозможно использовать в ветреную погоду.
  • Многовинтовая схема — мультикоптер или квадрокоптер
  • Другие

Управление

Аппаратура, которая управляет машиной, может изменять коллективный шаг, а также подачу в двигатель воздушно-топливной смеси, позволяет вертолёту исполнять манёвры, похожие на маневры настоящего вертолёта — висение, полёт хвостом вперёд. Управление вертолёта обеспечивается сервомоторами и пультом управления. В принципе, очень часто конструкция модели вертолёта напоминает полноразмерный вертолёт. Но на рынке сегодня больше представлены модели упрощённых вариантов с разным количеством каналов управления.

 

EMi0rqDP0KRp

gooosha.ru

Легкий вертолет В-7. - Российская авиация

Легкий вертолет В-7.

Разработчик: ОКБ Миля Страна: СССР Первый полет: 1962 г.

В середине 1950-х годов, когда в основном завершилось проектирование вертолета Ми-6, конструкторы ОКБ имени М.Л.Миля приступили к поиску путей дальнейшего увеличения грузоподъемности винтокрылых летательных аппаратов. Одним из наиболее приоритетных направлений в те годы считалось создание винтокрылых машин с приводом несущего винта (НВ) от реактивных двигателей, установленных на концах лопастей.

Ожидалось, что отсутствие механической трансмиссии не только упростит и облегчит конструкцию вертолета, но и значительно повысит его весовое совершенство. Так как при таком приводе реактивный момент НВ отсутствует, то исчезает и надобность в энергоемких и громоздких средствах его парирования, что также упрощает компоновку и центровку вертолета. Из всех видов реактивного привода наиболее экономичным представлялась установка с ТРД.

Конструкторы рассматривали эскизный проект сверхтяжелого вертолета-крана с несущим винтом диаметром около 60 м, но прежде чем приступить к его более тщательной проработке М.Л.Миль решил построить маленький опытный четырехместный вертолет, на котором опробовать данную концепцию и приобрести необходимый опыт. Получил поддержку ГВФ и военных. В декабре 1956 года правительство издало постановление о разработке опытного вертолета В-7 с реактивным приводом несущего винта. Проектирование и строительство винтокрылого аппарата, самого маленького и легкого из когда-либо построенных милевцами, двигалось очень быстро. В декабре 1957 года рабочее проектирование было в основном закончено и в опытном производстве 329-го завода заложили сразу серию из пяти машин. Ведущим конструктором по В-7 назначили сначала А.В.Кочкина, а затем Г.Г.Лазарева.

Основу конструкции составлял цельнометаллический каплевидный фюзеляж полумонококовой клепаной конструкции. В верхней части силовых шпангоутов монтировалась на болтах литая плита. К фланцу плиты крепился редуктор, состоявший из вала НВ (на его оси смонтировали втулку несущего винта с лопастями и автомат перекоса) и приводов агрегатов. К переднему торцу плиты присоединялся кронштейн с качалками управления и гидроусилителями. По бокам фюзеляжа находилось три двери.

В кабине помимо летчика могли разместиться три пассажира или носилки с больным и сопровождающий медработник. Под полом находился топливный бак. Помпа подавала горючее в топливный регулятор, затем в коллектор вала НВ и оттуда центробежная сила гнала керосин к ТРД на концах двухлопастного несущего винта.

Лопасти прямоугольной формы имели стальной лонжерон с деревянным каркасом и фанерной обшивкой. Они крепились к втулке посредством осевых и общего горизонтального шарниров. В носке лопастей были проложены две трубки топливопитания. Электропроводка проходила внутри лонжерона. Вверху на конце вала НВ монтировался токосъемник приборов силовой установки.

Конструкторы вертолета при разработке системы путевого управления планировали обойтись хвостовым оперением в индуктивном потоке, но сопровождавшие разработку В-7 исследования моделей в аэродинамической трубе показали необходимость сохранения рулевого винта. Его установили сзади фюзеляжа, на короткой трубчатой ферме. Таким образом, избежать установки на вертолет трансмиссии не удалось.

На В-7 конструкторы впервые применили шасси полозкового типа. Смонтированные на задних поперечных трубах гидроамортизаторы служили для предупреждения земного резонанса В-7 оснащался облегченным комплектом приборного оборудования, предусматривалось его оснащение в военном варианте и навесной системой вооружения.

Одной из сложнейших задач при строительстве и доводке В-7 стала сильная зависимость от смежников — создателей силовой установки. Успешное воплощение идеи вертолета с реактивным приводом НВ зависело, в первую очередь, от разработки достаточно легких и малогабаритных двигателей, способных надежно работать при воздействии центробежных сил и больших перегрузок, а также надежных систем топливопитания и управления ими.

Из многих руководителей авиамоторных ОКБ, привлеченных к решению проблемы, за создание ТРД взялся только главный конструктор А.Г.Ивченко. Под его руководством разработали ТРД АИ-7 с центробежным компрессором и одноступенчатой турбиной. Для уравновешивания гироскопических моментов ТРД оснастили тремя маховиками, вращавшимися в сторону, противоположную турбине. Решение было простейшим, но как показали дальнейшие события, не правильным.

Двигатели АИ-7 поступили на 329-й завод в декабре 1959 года, когда вертолет уже собрали. Сразу после первого запуска ТРД возникли трудности с силовой установкой: двигатель не выходил на рабочие обороты и не развивал заданную тягу, перегревалась маслосистема. Причиной малых оборотов была большая потребная мощность для вращения маховиков. Поэтому их пришлось снять с двигателей.

Для улучшения охлаждения в ОКБ спроектировали уникальный трубчатый маслорадиатор, установленный вокруг воздухозаборника. Теперь АИ-7 стал развивать расчетную тягу, но все нагрузки от гироскопического момента перешли на несущую систему вертолета.

Вертолет с реактивным приводом НВ оказался значительно сложней, чем предполагалось. Доводка В-7 и его силовой установки растянулась на многие годы. Для совершенствования АИ-7 привлекли специалистов и испытательные лаборатории ЦИАМ. Несколько лет ушло на обеспечение работы двигателей при воздействии центробежных сил, и только 19 февраля 1962 года предприняли попытку подъема в воздух на привязи. В-7 не смог оторваться от земли. Под воздействием гироскопического момента двигателей лопасти НВ закручивались на отрицательный угол, их обшивка покрывалась гофрами, что вместе с незакапотированными двигателями создавало большое сопротивление вращению.

Кроме того, гидроусилитель в системе управления общим шагом НВ оказался недостаточным для преодоления нагрузок. Вибрации вертолета были большие. Вновь потребовались многие месяцы переделок и доводки. Двигатели отправлены на доработку, лопасти отремонтированы, гидроусилитель системы управления общим шагом заменен на более мощный. Для двигателей спроектированы капоты.

Самым простым решением привода несущего винта (НВ) вертолета была бы установка движителей на его лопастях как на В-7. Но здесь конструктор сталкивается с труднейшей проблемой — обеспечения требуемого запаса прочности двигателя. Установлено, что его удельный вес при работе в поле центробежных сил будет расти, поскольку двигателю приходится выдерживать 300-кратные центробежные перегрузки и значительные гироскопические моменты от вращающихся компрессора и турбины. Расчеты показывают, что с увеличением диаметра НВ и, соответственно, грузоподъемности вертолета центробежная перегрузка и гироскопический момент падают. Это происходит потому, что, сохраняя линейную скорость концов лопастей НВ постоянной, обороты винта приходится уменьшать. Вследствие этого появляется возможность упростить конструкцию ТРД.

Но это не все, на ротор двигателя действуют переменные силы от центробежной перегрузки. Детали силовой установки подвергаются воздействию переменных сил от циклического шага и маховых движений лопастей. Кстати, последние уменьшаются под действием центробежной силы от двигателей, снижая переменные нагрузки на несущей системе. У вертолетов трансмиссионной схемы переменные напряжения в лопастях НВ снижают, размещая в их законцовках специальные грузы. Достаточно сказать, что у Ми-6 их общий вес достигает 250 кг. Если центробежная сила от веса силовой установки вся переходит на лопасть и втулку НВ, то гироскопический момент от ротора ТРД, в основном, можно погасить внутри силовой установки. Например, у двигателей с противоположным вращением компрессора и турбины, в том числе и двухвального. На практике удалось опробовать лишь первый вариант, в двигателе МД-3 для В-7. Но наиболее перспективной конструкцией лопастного двигателя все же является двухвальный ТРД (в том числе и двухконтурный). Такая конструкция ТРД будет одновременно облегчать его запуск, и разгружать подшипники. Эта схема двигателя стала наиболее предпочтительной.

Как показал инженер С.И.Слободкин (ЗМКБ «Прогресс»), основным лимитирующим звеном двигателей, работающих при больших центробежных перегрузках, являются подшипники. Удельный вес лопастного ТРД будет расти по сравнению с самолетным, в зависимости от центробежной перегрузки и его размерности. При создании лопастного двигателя круг проблем растет как снежный ком. Не исключением является и маслосистема. Если в неподвижном ТРД масло в картерах подшипников и баке стекает вниз, то при вращении НВ оно будет отбрасывается к внешней боковой стенке. Это тоже накладывает свой отпечаток на конструкцию и компоновку силовой установки. По сравнению с самолетным, температура масла у лопастного двигателя увеличивается, примерно, в два раза. Так у МД-3 и АИ-7 тепловыделение в масло на взлетном режиме достигало 120 и 220 ккал/мин соответственно и на кольцевой трубчатый маслорадиатор, расположенный вокруг входа двигателя вертолета В-7, затрачивалось 17% взлетной тяги. Поэтому охлаждать масло на лопастном двигателе необходимо с помощью поверхностного маслорадиатора, являющегося одновременно и противообледенительным устройством воздухозаборника ТРД и лопасти НВ. Это диктует размещение маслобака на входе в двигатель, а маслорадиатора — в носке лопасти.

Неравномерный расход масла в лопастных двигателях может вызвать повышение вибраций вертолета, что отмечалось при испытаниях В-7. Разница в один килограмм на двигателях АИ-7 приводила к неуравновешенной силе в 300 кг. И эта разница может быть всегда. Поэтому для лопастных двигателей требуется постоянная подпитка маслом, стравливая его излишки через дренаж. Как показали эксперименты на В-7, при работе в поле центробежных сил удельный расход топлива двигателей АИ-7 возрастал на 3%. Очевидно, это было связано с ростом трения в подшипниках и ухудшением смесеобразования в камере сгорания. Ухудшение работы последней впервые выявили на лопастных прямоточных двигателях, исследовавшихся в ОКБ И.П.Братухина. При вращении НВ двигатели не выдавали расчетной тяги. С помощью стробоскопа установили, что пламя в камере сгорания при вращении смещалось к крайней от оси вращения стенке камеры и сопла. Лишь после изменения расположения форсунок удалось получить расчетную тягу.

В созданных лопастных двигателях применялось два вида запуска: с помощью съемного электростартера на двигателе АИ-7 и воздушный запуск на МД-3. Сжатый воздух из фюзеляжа через несущую систему подавался на лопатки компрессора двигателя МД-3, раскручивая его. Схема очень удачная, ведь для размещения сжатого воздуха можно использовать трубы лонжеронов лопастей НВ. Такие «хранилища» одновременно могут стать сигнализаторами появления трещин в главном силовом элементе. Отработка несущей системы реактивного вертолета в аэродинамических трубах ЦАГИ показала, что при малых коэффициентах тяги НВ аэродинамические характеристики винта с мотогондолами хуже, а при больших коэффициентах тяги — лучше, чем у винта без мотогондол. Последнее связано с созданием мотогондолой эффекта концевой шайбы. С ростом грузоподъемности реактивных вертолетов относительные размеры двигателя на лопасти будут уменьшаться и положительный эффект от мотогондолы станет проявляться при меньших коэффициентах тяги.

Для получения минимального сопротивления мотогондолы на всех углах установки НВ угол ее установки к концевой хорде лопасти выбран — 6°, чтобы на максимальном шаге он не превышал 7°. При больших углах сопротивление мотогондолы резко возрастает. Ухудшение авторотационных характеристик реактивного НВ с лихвой компенсируется большим запасом кинетической энергии более тяжелого реактивного винта. Это позволит не только спокойно посадить вертолет на авторотации, но и осуществлять взлет перегруженной машины прыжком с ограниченных площадок, исключающих разбег. Например, у В-7 момент инерции НВ в пять раз больше, чем у такого же, но классического винта. Благодаря чему, только за счет снижения оборотов НВ с максимальных до нормальных вертолет В-7 при увеличении шага НВ с двойным полезным грузом мог бы взлететь на высоту 40 метров. Для тяжелых реактивных вертолетов разница в моментах инерции НВ, по сравнению с трансмиссионными, будет меньшей. Например, при диаметре НВ 50 м она снизится в 3 раза.

На двухдвигательном В-7 падение мощности двигателей из-за попадания в них выхлопных газов не наблюдалось. Увеличение числа лопастей и окружной скорости НВ приведет к большей вероятности данного явления. Наихудшим режимом полета реактивного вертолета будет висение в штиль с малым взлетным весом, когда шаг НВ равен 6°. В этом случае ось ТРД окажется в плоскости вращения винта. Расчеты показывают, что у шестилопастного НВ край выхлопной струи с избытком температуры +70°С будет находиться на расстоянии 1,7 м. При меньшем числе лопастей и на других режимах выхлопные струи будут удаляться от двигателей. Прорабатывая возможность создания реактивного вертолета, целесообразно сравнить ожидаемый уровень шума с трансмиссионным вертолетом. Так как экология может перечеркнуть все положительные стороны реактивного вертолета. Сравнение Ми-6 (взлетный вес 50 т), Ми-12 (взлетный вес 80 т) и тяжелого реактивного вертолета с весом 75 т с ТРД и ДТРД на лопастях показало, что основным источником шума является НВ. У реактивного вертолета уровень шума от двигателей и винта близки, а на удалении 50 м вниз и вверх у всех типов вертолетов, примерно, одинаков. Зато в кабине и фюзеляже существенно тише, что связано с удалением двигателей от фюзеляжа и отсутствием силового редуктора. Низкий уровень шума ощущался и в кабине В-7. В ней можно было свободно разговаривать. Последнее немаловажно для пассажирской машины.

Исследования показали возможность создания лопастного ТРД, работающего при 200-кратной центробежной перегрузке, открывая путь для сверхтяжелых реактивных вертолетов. Одним из вариантов такой машины может стать четырехлопастный вертолет грузоподъемностью 40 т и нагрузкой на ометаемую площадь винта не более 36 кг/м2, как у Ми-6 на висении с полной загрузкой во время крановых работ. Расчеты показывают, что у такой машины при диаметре НВ 50 м, потребная взлетная тяга ТРД составит 1600 кгс. При этом удельный вес ТРД ожидается 0,18 кг/кгс, а ДТРД — 0,25 кг/кгс при удельном расходе на рабочих оборотах НВ и взлетном режиме двигателей 1,22 и 1,05 кг/кгс час соответственно. Весовая отдача рассмотренного тяжелого реактивного вертолета окажется в пределах 67-72%. Относительный вес полезного груза на крановых работах с учетом висения с одним отказавшим двигателем увеличится с ростом числа лопастей с 35% — у двухдвигательного, до 57% — у шестидвигательного. При этом экономическая эффективность будет близка к транспортным самолетам и, что самое удивительное — к автомобилям, движущимся по бездорожью. Остается надеяться, что в перспективе такой вертолет станет действительно универсальным транспортным средством.

В апреле 1965 г. испытания В-7 на привязи вновь возобновились, но при первой раскрутке заклинило один из двигателей. Пришлось его возвращать на завод-изготовитель. Наконец, 20 сентября испытателям удалось дважды добиться устойчивого зависания. Испытания проводил механик В.А.Колосков. Висение происходило на пониженных оборотах НВ, так как в этом случае двигатели создавали меньший крутящий момент и лопасти не деформировались.

В 1965 году испытатели должны были проверить фактическую мощность на различных оборотах НВ, однако этот год стал последним в истории разработки В-7. Во время испытания на максимальных оборотах и взлетном режиме двигателей 11 ноября 1965 г. произошло разрушение почти одновременно обеих силовых установок. Как выяснилось позже, взлетные обороты АИ-7 были критическими. Компрессоры вошли в резонансные колебания и, выломав корпуса, улетели вместе с задними частями двигателей. Вертолет без повреждений плавно опустился на землю.

Конструкторы вынуждены были признать дальнейшую доводку АИ-7 бесперспективной. Свои надежды они возлагали на разработанный в ЦИАМ новый ТРД МД-3, гироскопический момент на котором уравновешивался за счет противоположного вращения компрессора и турбины. Но и этот двигатель нуждался в длительной доводке, как, впрочем, и многие другие элементы вертолета. Расход топлива при схеме с реактивным приводом несущего винта оказался значительно больше, чем ожидалось. Высок был и уровень шума. Увеличивать грузоподъемность вертолетов в 60-е годы М.Л.Миль посчитал более целесообразным путем использования многовинтовых схем с механической трансмиссией. Доводку В-7 прекратили.

В-7 является первым и единственным в мире реактивным вертолетом с ТРД на концах лопастей. Милевцы приобрели бесценный опыт в создании винтокрылых летательных аппаратов такого типа. На основе проведенных испытаний они сделали вывод о реальности постройки в будущем вертолета с ТРД на концах лопастей. Преимущества такого вертолета будут расти с увеличением его размерности.

ЛТХ:

Модификация: В-7Диаметр несущего винта, м: 11,60Длина, м: 6,23Высота, м: 2,91Масса, кг-пустого: 730-нормальная взлетная: 835-максимальная взлетная: 1050Тип двигателя: 2 х ТРД АИ-7Тяга, кгс: 2 х 56Практический потолок, м: —Экипаж, чел: 1Полезная нагрузка: 3 пассажира.

Легкий вертолет В-7.

Легкий вертолет В-7.

В-7 на испытаниях. Раскрутка несущего винта.

В-7 в Музее ВВС Монино.

В-7 в Музее ВВС Монино.

В-7 в Музее ВВС Монино.

В-7 в Музее ВВС Монино.

В-7 в Музее ВВС Монино.

В-7 в Музее ВВС Монино.

Двигатель АИ-7 на лопасти В-7.

Хвостовой винт В-7.

Проекции В-7.

.

.

Список источников:История конструкций самолетов в СССР 1951-1965 гг.Крылья Родины. Геннадий Лазарев. Вертолет XXI века.Крылья Родины. Владимир Михеев. Первый реактивный вертолет.

xn--80aafy5bs.xn--p1ai

«В проектировании вертолетных двигателей так далеко, как мы, еще никто не зашел» — Мотор-Сич

Газета «МОТОР СИЧ», №93

Интервью с главным конструктором АО «МОТОР СИЧ» Сергеем Шанькиным.

– Сергей Иванович, назовите наиболее интересные проекты, которыми занималось Управление главного конструктора в 2013 году.

– В уходящем году нами проделан большой объем работ. Есть проекты с финальным итогом – получены сертификаты типов или дополнения к сертификатам, проведены испытания двигателей в составе летательных аппаратов и др., и есть те, по которым наши специалисты продолжают работать, вести расчеты, кроме того, идет передача документации, подготовленной в УГК, в производство, согласование со службами и т.п. И, конечно, перед нами стоят задачи на перспективу, решением которых мы уже начали заниматься и продолжим эту работу в следующем году.

В этом году мы получили сертификат типа на двигатель МС-14, предназначенный для установки на Ан-2, взамен устаревшего поршневого двигателя АШ-62. Прославленный «кукурузник» не только получил новое сердце, но и заново обрел возможность летать. Дело в том, что со старым мотором Ан-2 не может летать потому, что в Украине, России и др. странах СНГ не производится авиационный бензин, который требовался в качестве топлива для него.

В последние годы мы не раз слышали о катастрофах, которые происходили с самолетом Ан-2 из-за низкой надежности двигателя и потому, что его заправляли неподходящим топливом. Практика показывает, что бесконечно нарушать правила эксплуатации самолета нельзя. И поэтому президент нашего акционерного общества Вячеслав Александрович Богуслаев предложил модернизацию самолета Ан-2 с заменой двигателя на турбовинтовой, топливо для которого легкодоступно и дешевле авиационного бензина. С поставленной задачей мы справились. Сегодня подтверждены все заявленные характеристики нашего двигателя в составе новой модификации самолета Ан-2-100. Завершены все процедуры, необходимые для сертификации, и двигатель МС-14 сертифицирован как в Украине, так и в России.

Это большой успех нашего предприятия потому, что еще летом этого года у нас была жесткая конкуренция с американским двигателем, который также планировался на этот самолет. Однако, несмотря на то, что он уже выпускался массово как серийный двигатель, по техническим параметрам наш МС-14 оказался лучше. И в июне 2013 года МС-14 установили на первый самолет Ан-2-100, который, как летающий образец, представили в этом году на Московском авиакосмическом салоне в Жуковском.

Возле самолета был аншлаг, и затем последовало много звонков с вопросами о том, когда он будет сертифицирован. Совместно с АНТК им. О.К.Антонова мы планировали завершить все работы по сертификации Ан-2-100 до конца 2013 года, но вмешалась погода, и сертификация самолета затягивается до весны.

– Но решение о том, что на самолете будет стоять наш двигатель, окончательное?

– Конечно. В настоящее время уже ведутся переговоры с другими украинскими авиакомпаниями о проведении модернизации самолета Ан-2 с заменой двигателя АШ-62 на МС-14. В перспективе, когда он выйдет на рынок и покажет себя в эксплуатации, востребованность этого самолета с нашим двигателем будет очень высокая.

– Самолетов Ан-2 в свое время было выпущено очень много. Сегодня они стоят на приколе в авиакомпаниях СНГ и других стран, в том числе – в Украине. По силам ли нашим украинским компаниям провести модернизацию своего парка Ан-2? Сколько это приблизительно будет стоить?

– Стоимость модернизации с заменой двигателя и приборов в кабине самолета составит порядка 300-400 долларов. Но после нее самолет приобретает совершенно новые качества: повышается скороподъемность, он может летать выше и дальше, перевозить больше груза. На сегодня Ан-2-100 уже поднялся на высоту 4200 м, для сравнения: у обычного Ан-2 потолок – 3000 м. На АНТК им. О.К.Антонова подсчитали, что модернизация Ан-2 в Ан-2-100 окупится за два-три года. Что касается украинских эксплуатантов, то их у нас не так и много. Парк самолетов Ан-2 – около полутысячи штук. Владельцы – в основном частные компании. Из государственных структур могу назвать Министерство по чрезвычайным ситуациям, с которым мы работаем. Там с нетерпением ждут окончания сертификации Ан-2-100.

Нашими двигателями МС-14 очень интересуется Казахстан, имеющий большой парк самолетов Ан-2, и Китай, где до сих пор серийно выпускают аналог украинского Ан-2 – самолет Y-5.

Следующий наш новый проект – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ2В. Мы его делаем совместно с ГП «Ивченко-Прогресс». Этот двигатель обладает мощностью 3700 л.с. на чрезвычайном режиме (напомним, предыдущая его модификация – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В имел мощность на чрезвычайном режиме 2800 л.с.). Форсирование его выполнено за счет изменения конструкции. Надо сказать, что это новый для нас класс – ранее у нас были двигатели с мощностью до 2800 л.с. и далее от 4000 л.с.

Мы планируем две модификации этого двигателя: турбовальную ТВ3-117ВМА-СБМ2В для вертолетов грузоподъемностью 15-16 тонн, например, Ми-38, и турбовинтовую ТВ3-117ВМА-СБМ2 для транспортного самолета Ан-140Т. Дело в том, что АНТК им. О.К.Антонова выставило нам требование повысить мощность существующего двигателя, и мы готовы его выполнить.

– А каковы сроки проведения работ?

– Поскольку сердце любого двигателя – это его компрессор, а в этом двигателе он новый, нами совместно с ГП «Ивченко-Прогресс» принято решение на первом этапе провести комплекс проверочных работ на демонстраторе газогенератора в I квартале 2014 года. В настоящее время документация находится в производстве. В общем, работа идет.

– Какими еще проектами занимались специалисты УГК в уходящем году?

– Успешным стал проект вертолетного двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1В. Сегодня он сертифицирован, эксплуатируется в России, Украине, Беларуси и Перу. Готовится к эксплуатации в Канаде, Индии и Китае….

О нем уже много говорили, но вкратце напомню, что это вертолетный двигатель с уникальными характеристиками. Конструктивные решения двигателя позволяют эксплуатировать его в условия жары и высокогорья, при этом сохраняется заявленная мощность и другие характеристики. Это подтверждают все проведенные испытания, в том числе с использованием спецтехники. Двигатель показал себя с самой лучшей стороны и превзошел все наши ожидания.

Сегодня перед нами стоит задача на его базе сделать двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В 1 серии с электронной системой автоматического управления FADEС, обеспечивающий контроль работы и диагностику двигателя. В предыдущей его модификации система автоматического управления (САУ) была аналоговой, основанной на гидромеханике. Сегодня во всем мире аналоговые САУ заменяют на электронные с полной ответственностью, которые позволяют экономно расходовать ресурс двигателя. Для нашей корпорации особой новизны в таком проекте нет, все эти этапы мы уже проходили. FADEС стоит на двигателях МС-14, Д-27,   АИ-450-МС, АИ-222, Д-436-148 и др. В кооперации с нами по этому двигателю работают агрегатчики – российские компании. Две недели назад они закончили первые поверочные испытания, в итоге получены положительные результаты. Все получается, но нам нужно, чтобы эта работа была проведена оперативно. По нашим планам, данный этап мы должны завершить к середине февраля. Затем мы предъявляем свою работу Министерству обороны Российской Федерации. Там крайне заинтересованы в нашем проекте, потому что на постсоветском пространстве в создании вертолетных двигателей никто не пошел так далеко, как мы. В январе-феврале у нас будет работать по двигателю ТВ3-117ВМА-СБМ1В 1 серии комиссия Министерства обороны Российской Федерации.

Если продолжить вертолетную тему, надо сказать еще об одном нашем проекте.

В настоящее время вертолетчикам сложно вести фиксацию режимов работы двигателя и времени, отработанном на каждом режиме, для того, чтобы подсчитывать наработку двигателя в пределах заявленного ресурса.  Проблему подняли представители фирм «Камов», «Миль», другие эксплуатанты. Дело в том, что еще недавно учет наработки вели дедовским методом: техник, находясь в кабине вертолета, следил за приборной доской и по косвенным параметрам определял режим двигателя и засекал время работы на этом режиме. Записывал все в журнал, а после посадки подсчитывал и заносил данные в свой формуляр. При этом на погрешности результатов  сказывался человеческий фактор. Зачастую они «подтягивались» в удобную для эксплуатантов сторону.

Неправильная эксплуатация вследствие таких перекосов приводит к тому, что выходят из строя роторные высоконагруженные детали, которые в процессе работы вращаются и обладают большой кинетической энергией. Идет разрушение дисков, обломки вылетают за пределы мотогондолы – все это становится причиной пожара, катастрофы, гибели людей. Такие случаи были. Чтобы избежать этого, создан автоматический счетчик наработки и контроля. Благодаря ему можно с точностью до секунды узнать, сколько на каком режиме двигатель отработал, и определить остаток/выработку ресурса двигателя. А техник уже выступает в качестве статиста – переносит информацию в журнал. К слову, в системе FADEС все это производится автоматически.

Все данные сохраняются в компьютере и позволяют на любой доле секунды провести анализ работы двигателя.

Зачастую для вычисления ресурса важнее не сколько часов отработал двигатель, а сколько циклов (выходов на взлетный режим) произошло. По нашему техническому заданию уже изготовлены образцы счетчиков наработки, и в ближайшее время мы будем их тестировать в цехе 39 в реальных условиях. Нам нужно, чтобы счетчики правдиво и четко фиксировали режимы, циклы и время наработки. Затем мы будем передавать их в эксплуатацию для установки на вертолёты. В настоящее время используются счетчики наработки разработки ОАО «Климов», но, к сожалению, они очень плохо себя зарекомендовали. И мы вынуждены искать им альтернативу, как в Украине, так и в России.

Еще один проект 2013 года – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В серии 4Е. Он идет на замену ТВ2-117. Мы установили его на Ми-8МСБ – модификацию вертолета Ми-8Т. Эту работу мы вели совместно с Министерством обороны Украины и профильными институтами. В этом году мы подтвердили те характеристики двигателя, которые мы заявили исходя из проведенных расчетов. Вертолет поднялся с этими двигателями на 9150 м, установив уникальный мировой рекорд. Если бы позволяла несущая система (лопасти вертолета), то он смог бы подняться и выше.

– А можем мы ли изменить конструкцию лопастей?

– Лопасти – это разработка еще 60-х годов, когда расчеты велись с помощью логарифмической линейки. При желании, имея определенный опыт, можно многое сделать. Тем более что, образно говоря, здесь непаханое поле для оптимизации.

К новым проектам нужно отнести и двигатель МС-500В. Мы им занимаемся уже около четырех лет и от изготовления первого образца уже дошли до этапа, когда мы готовы его сертифицировать. Задача перед УГК стоит такая: до конца года согласовать с сертификационными центрами все технические отчеты по двигателю МС-500В взлетной мощностью 810 л.с. Кроме того, нужно провести необходимые для сертификации 150-часовые испытания – это работа всего завода, в ней участвуют и сборочные цехи, и механические, и технологи, и металлурги, и производственное управление…… По результатам этих испытаний мы будем готовы получить сертификат типа на этот двигатель.

– Для каких вертолетов он предназначен?

– Он может устанавливаться на вертолеты взлетной массой от 4 до 6 тонн, типа «Ансат» и Ми-54. «Ансат» уже давно летает, но, к сожалению, на нем стоит канадский двигатель. После получения сертификата нам будет проще разговаривать с разработчиками вертолета (Казанский вертолетный завод) о применении нашего двигателя. Они заинтересованы в этом двигателе, поскольку мы его изначально разрабатывали по их техническому заданию.

– Сергей Иванович, Вы говорили, что в работе УГК есть проекты, которые еще не полностью реализованы и над ними предстоит трудиться и в будущем году.

– Многое из того, что мы сегодня делаем, будет завершено в начале 2014 года. Но есть и работа на перспективу – это главные редукторы, хвостовые и промежуточные редукторы для вертолетов. К примеру, мощность двигателей вертолета Ми-2 составляет   350 л.с. Под нее рассчитаны и все узлы – редуктор, валы, хвостовая трансмиссия… Нам поставлена задача модернизировать редуктор в тех же размерах, но чтобы он при этом пропускал мощность  465 л.с. – под изготавливаемый АО «МОТОР СИЧ» двигатель АИ-450М, разработанный ГП «Ивченко-Прогресс». Такой редуктор мы сделали. Изготовили шестерни, установили их в редуктор. Провели проверочные испытания, затем все разобрали и увидели, что шестерни в нормальном состоянии, работоспособны. Это дает уверенность, что в ближайшее время у нас появится такой редуктор, он пройдет весь комплекс испытаний, которые длятся около 300 часов, и будет сертифицирован. Все работы, подтверждающие характеристики этого редуктора и его надежность, мы должны завершить в 2014 году. В настоящее время мы плотно сотрудничаем с украинскими институтами по расчетам, составлению программ и методик испытаний. Вертолет с таким двигателем, редуктором и трансмиссией приобретает совершенно новые качества. У него значительно улучшаются параметры по набору высоты, грузоподъемности, дальности полета. На рынке такие новшества воспринимаются очень хорошо. Все хотят иметь продукцию более высокого качества, с большими возможностями. Таким образом мы расширяем свои рынки сбыта.

Уже всем известно, что на нашем предприятии разработаны и изготавливаются теплообменники. Мы полностью удовлетворяем нужды своего предприятия – это позволило, как минимум в два раза, экономить средства, которые раньше шли на покупку этих агрегатов. Сегодня к нам обращаются другие компании: АНТК им. О.К.Антонова, МВЗ им. М.Л.Миля, фирма «Камов», «Пермские моторы» с просьбой выполнить разработку теплообменных аппаратов для их техники. В настоящее время мы ведем проектные работы, согласовываем ТЗ, дальше идет изготовление, освоение в производстве и т.д.

Кроме этого, мы продолжаем выполнять газодинамические расчеты для нового двигателя МС-700. Сейчас мы делаем газогенератор двигателя – компрессор, турбину и камеру сгорания. На базе этого газогенератора, в дальнейшем, могут быть созданы турбовальные и турбовинтовые двигатели мощностью до 1400 л.с., а также семейство двухконтурных двигателей. МС-700 – это двигатель шестого поколения, таких в мире, практически, нет. Мы пробуем сделать его самостоятельно. Пока идем по согласованным графикам, и все получается.

– А что планируется по срокам?

– В середине 2014 года мы должны представить этот проект и результаты наших расчетов по газогенератору.

– А сколько потребуется времени на проектирование двигателя в целом?

– Проектирование двигателя – сложный процесс, поэтому сразу рассчитывать на конечный результат не приходится. Говорят, если широко шагать – штаны порвать можно. Вначале, как правило, изготавливается один какой-то ключевой узел, потом его доводят, подтверждают параметры, характеристики, при необходимости дорабатывают и переходят к следующему узлу. Обычно на создание двигателя уходит 4-7 лет. Это огромный комплекс работ.

Мы планируем и дальше развивать вертолетное направление. Поскольку разработчики заложили в конструкцию двигателя АИ-450М возможность его форсирования, мы рассчитываем редуктор на более высокую мощность. Это также большой этап работы.

Кроме того, мы занимаемся редукторами для вертолетов типа Ми-8МСБ и Ми-8МТВ, на которых с новыми двигателями могла бы быть использована более высокая мощность, но ее не пропускает редуктор. Поэтому совместно с ГП «Ивченко-Прогресс» мы взялись за эту работу – будем конструктивно менять, дорабатывать редуктор и испытывать его. Все эти работы позволят обеспечить для нас рынок в будущем.

– Сергей Иванович, спасибо за содержательный рассказ. Успехов Вам и Вашему коллективу в новом году!

 

Лариса ДУДЕК

www.motorsich.ru

Ми-2 (вертолет): технические характеристики и фото

Конструкция вертолета Ми-2 представляет собой турбинное развитие Ми-1, в котором путем установки над фюзеляжем двух небольших газотурбинных двигателей была освобождена для полезной нагрузки вся площадь салона. О создании нового летательного аппарата стало известно осенью 1961 года, а первый Ми-2 появился два года спустя с двумя газотурбинными «Изотов ГТД-350» мощностью 400 л. с. каждый, установленными бок о бок над кабиной.

Основные задачи

Летательный аппарат предназначался для выполнения таких же задач по перевозке легковесных грузов, какими занимался Ми-1. Пассажирский вариант мог транспортировать 7 человек и пилота. В роли спасательного летательного аппарата вертолет Ми-2 вмещает четверо носилок и медработника. Судно способно перевозить грузы массой до 700 кг. В качестве летающего крана или для выполнения спасательных работ летательный аппарат может оснащаться подфюзеляжным крюком для подвесной нагрузки массой до 800 кг или лебедкой над дверью салона, способной поднять до 150 кг. Четвертое основное применение, которое отличает вертолет Ми-2 – эксплуатация в сельском хозяйстве, для чего он может оборудоваться баками, размещаемыми по обе стороны кабины, способными вместить 450 кг сухих химикатов или 500 л жидкости. Для выполнения других задач грузовые баки могут заменяться дополнительными топливными.

История создания

Вертолет Ми-2 (фото см. в обзоре) производился на заводе WSK в г. Мелец в Польше. После переговоров, начатых в январе 1964 г., WSK получил эксклюзивные права на изготовление летательного аппарата и его двигателей. Предполагалось, что он заменит Ми-1 в военной авиации и будет особенно ценен для «Аэрофлота» в качестве скорой помощи и воздушного такси. Некоторые Ми-2, как полагают, были поставлены в ОАР, откуда они, вероятно, попали в Израиль.

В середине пятидесятых годов бюро Миля решило повысить производительность Ми-1 путем разработки его турбинной версии. Для этого были выбраны два новых газотурбинных двигателя со свободной турбиной «Изотов ГТД-350». При весе, составившем половину массы прежних поршневых моторов внутреннего сгорания, два ГТД-350 были на 40 % мощнее. Они монтируются бок о бок над фюзеляжем, что значительно увеличивает доступное пространство кабины и улучшает характеристики вертолета Ми-2. Такая силовая установка позволила изменять скорость вращения винта, поддерживая постоянные обороты двигателя.

Прототип летательного аппарата носил название В-2, а затем был переименован в Ми-2. Вертолет впервые взлетел в сентябре 1961 г. У него был такой же ротор, передача и хвостовое оперение, как и у Ми-1. После предварительных испытаний был принят металлический рулевой винт (у Ми-1 он был деревянным), а затем с 1965 г. появилась новая втулка несущего ротора, позаимствованная у Ми-6.

Так как советские заводы были полностью заняты производством Ми-8 и других тяжелых вертолетов серии Ми, с предприятием WSK-Swidnik было достигнуто соглашение по производству и дальнейшей разработке Ми-2 в Польше, которое началось в 1964 г. Первый польский Ми-2 до этого совершил полет в ноябре 1963 г., и после завершения испытаний в 1965 г. началось его крупномасштабное производство. Первый серийный вертолет Ми-2 оборудовался двигателями мощностью 400 л. с., но с 1974 г. данный параметр был увеличен до 450 л. с. Использование стекловолокна в главном роторе, хвостовом винте и стабилизаторе упростило производство и повысило производительность.

Для гражданского и военного назначения были построены различные варианты Ми-2. Вертолет, находившийся на вооружении ВВС Польши, был оснащен ракетными установками и ракетами воздух-земля, которые запускались с направляющих по бокам фюзеляжа.

Модификации

  • Ми-2: вертолет стандартной гражданской версии, конвертируемый пассажирский или грузовой транспорт, опылитель (под названием Bazant), тренировочный летательный аппарат для ведения аэрофотосъемки и фотограмметрии или грузоперевозчик с внешней подвеской и электрической лебедкой.
  • Ми-2Б: базовая модель с обновленными навигационными средствами и электрической системой без противообледенителей лопастей несущего винта. Вес пассажирской версии составил 2300 кг, а грузовой – 2293 кг.
  • Ми-2Д Przetacznik: военный воздушный командный пункт с радиосвязью, шифровальным и телефонным оборудованием.
  • Ми-2П: стандартный пассажирский восьмиместный вертолет, конвертируемый во всегрузовой с внешним подвесом и электрической лебедкой.
  • Ми-2Р: сельскохозяйственная версия для обычного или сверхмалого распыления и опрыскивания. По обе стороны фюзеляжа навешивались баки емкостью 500 л жидкости или 375 кг сухих химикатов каждый, и крепилась 14-м штанга опрыскивателя со 128 соплами. Вес без груза – 2,372 кг.
  • Ми-2 Platan: вертолет минирования.
  • Ми-2РЛ: воздушная скорая помощь и поисково-спасательный вариант Ми-2, оборудован электрическим подъемником.
  • Ми-2РМ Anakonda: версия поисково-спасательного вертолета Ми-2Р для военно-морского использования с электрической лебедкой через порт боковой двери, рассчитанной на двух человек и сбрасываемыми с воздуха шлюпками. Построено 9 единиц для польского военно-морской авиации.
  • Ми-2Ро: военная разведывательная модификация.
  • Ми-2РС Padalec: вертолет химической и бактериологической разведки.
  • Ми-2С: Medevac воздушная «скорая помощь», оборудованная для перевозки четырех носилок, сопровождающего, и двух пациентов в положении сидя.
  • Ми-2СЗ: тренировочный вертолет с двойным управлением.
  • Ми-2Т: военный транспорт.
  • Ми-2УРН: вариант 1973 г. Ми-2US, но с двумя пусковыми установками «Марс 2», каждая из которых вмещает 16 57-мм неуправляемых ракет С-5 для непосредственной авиационной поддержки или вооруженной разведки.
  • Ми-2УРП Salamandra: противотанковая модель вертолета Ми-2 версии 1976 г. с четырьмя управляемыми ракетами AT-3 («Малютка» 9M14M) на пилонах и еще четырьмя в грузовом отсеке; более поздние модели оснащались четырьмя ракетами «Стрела 2».
  • Ми-2УРПГ Gniewosz: аналогичен Ми-2УРП, но с четырьмя зенитными ракетами SA-7 (9M32 «Стрела»).
  • Ми-2УС: боевой вертолет, оснащавшийся пушкой НС-23КМ калибра 23 мм с левого борта фюзеляжа, двумя пулеметами по бокам и двумя пулеметами калибра 7,62 мм в задней части салона.
  • Ми-2ФМ Kajman: версия для проведения фотограмметрии. Произведено 2 единицы.
  • Ми-2Х Chekla: вертолет радиационной разведки и постановщик дымовых завес.
  • УМи-2Ро: тренировочный разведывательный вариант.

Ми-2МСБ

На украинской модификации Ми-2MSB установлены двигатели АИ-450М «Мотор Сич» мощностью 465 л. с. с на 27 % меньшим расходом топлива и на 25 кг меньшей массой. Авионика вертолета также была обновлена. Вариант оснащен пилонами с восемью 80-мм пусковыми ракетными установками B8W8MSB и автоматическими гранатометами. Благодаря тому, что пилоны проходят через задние иллюминаторы без изменения конструкции фюзеляжа, снаружи могут устанавливаться пулеметы с боепитанием из кабины вертолета.

Дополнительные 7,62-мм пулеметы могут быть расположены в окнах вертолета. Кроме того, под хвостовой балкой, наряду с системой постановки ИК-помех, расположено устройство запуска сигнальных ракет. Эти элементы обеспечивают частичную защиту от зенитных ракет с инфракрасным наведением, которые представляют наибольшую угрозу для военных вертолетов.

Несущая система представляет собой трехлопастный винт с гидравлическими амортизаторами вибрации. Профиль лопасти – NACA 230-12M. Лопасти не складываются. Установлен тормоз ротора. Главный вал винта приводится в движение редуктором каждого двигателя. Трансмиссия включает трехступенчатый главный редуктор, промежуточный и хвостовой.

Коэффициент снижения оборотов турбины для главного ротора составляет 1: 24,6, для рулевого винта – 1: 4,16. Главный редуктор обеспечивает привод для вспомогательных систем и отбор мощности для тормоза ротора. Муфта свободного хода отсоединяет несущий винт от отказавшего двигателя, позволяя его самовращение.

Первоначально каждая лопатка имела типичную конструкцию всех вертолетов Миля, состоящую из 20 соединенных секций, прикрепленных к легкосплавному лонжерону с задней кромкой из сотового алюминия и покрытых листом из легкого сплава. Позже предприятие WSK-PZL-Swidnik разработало более усовершенствованные лопатки ротора на основе экструдированного дюралевого лонжерона с пластиковыми секциями и покрытием.

Система усиления рычага управления циклическим и общим шагом гидравлическая; изменяемый угол установки, управляемый рычагом общего шага, имеет горизонтальный стабилизатор.

Фюзеляж из листового дюралюминия соединен точечной сваркой или заклепками. Состоит из трех основных узлов – носовой части, центральной и хвостовой балки; элементы, несущие нагрузку, армированы легированной сталью.

Шасси

Ми-2 – вертолет с неубирающейся трехколесной схемой шасси с хвостовой опорой. Спереди расположено сдвоенное колесо и по одному колесу смонтировано в основной части. Масляно-пневматические амортизаторы установлены на всех опорах, в том числе на хвостовой. Основные амортизаторы способны справиться как с нормальными рабочими нагрузками, так и с возможным земным резонансом. Главные шины имеют размеры 600х180 мм при давлении 4,41 бар. Носовые – размером 400х125 мм, давление 3,45 бар. Основные колеса оборудованы пневматическими тормозами. Металлические авиационные лыжи опциональны.

Силовая установка

Двигатель вертолета Ми-2 – 313-кВт турбовальный «Изотов ГТД-350» польской постройки. Две такие газотурбинные установки смонтированы рядом над кабиной летательного аппарата. Единственный топливный бак из резины емкостью 600 л расположен под полом салона. С обеих сторон вертолета предусмотрена возможность для монтажа дополнительных внешних резервуаров объемом 238 л. Заправочная станция размещена с правой стороны корпуса. Объем масла – 25 л.

Размещение

Обычно один пилот находится в кабине экипажа с левой стороны. В кондиционируемом салоне предусмотрены места для 8 пассажиров – ориентированные спина к спине лавки на 3 человека каждая с двумя дополнительными боковыми сиденьями по правому борту сзади, одно за другим. Все пассажирские места можно демонтировать для перевозки до 700 кг груза. Доступ к салону осуществляется через двери на петлях с каждой стороны в передней части кабины и корме с левой стороны. Раздвижное окно пилота в чрезвычайных ситуациях выдавливается. В спасательной модификации предусмотрено место для 4 носилок и санитара, или 2 носилок и 2 сидящих пациентов. В учебной версии сидения расположены рядом и имеется двойное управление. Ми-2 – вертолет со стандартными системами отопления, вентиляции и кондиционирования.

Системы

Салон отапливается воздухом, нагреваемым двигателем. Для вентиляции в холодную погоду температура атмосферного воздуха повышается в теплообменниках.

Гидравлическая система имеет давление 65 бар и предназначена для усиления рычага циклического и общего шага. Расход гидравлической жидкости составляет 7,5 л/мин. Резервуар вентилируемый. Пневматическая система имеет давление 49 бар и предназначена для работы тормоза.

Электроснабжение обеспечивается стартерами-генераторами, приводимыми в движение двумя двигателями СТГ-3 3кВт, а также от 3-фазным генератором переменного тока мощностью 16 кВА и напряжением 208 В. Электроснабжение постоянного тока напряжением 24 В обеспечивается двумя свинцово-кислотными батареями емкостью 28 Ач. Главный и рулевой винты, ветровое стекло оборудованы системой электрического противооблединения. Воздухозаборник обогревается воздухом, отбираемым от двигателя.

Авионика

Стандартные элементы включают два приемопередатчика ПВ/КВ, гирокомпас, радиокомпас, радиовысотомер, систему внутренней связи и панель слепого полета. На некоторые военные модификации устанавливаются носовой и хвостовой предупреждающие радары.

Оборудование

Сельскохозяйственная версия вертолета с каждой стороны фюзеляжа оборудуется баком общей вместимостью 1000 л жидкости или 750 кг сухого химического вещества, и либо форсуночной стойкой в задней части кабины с двух сторон, или распылителем сухих химических веществ на каждом резервуаре. Ширина полосы захвата распыления составляет 40–45 м.

В спасательном варианте устанавливается электролебедка грузоподъемностью 120 кг. Грузовой подфюзеляжный крюк может монтироваться для подъема подвесных грузов до 800 кг весом.

У постановщика дымовых завес к выхлопным трубам крепятся длинные дополнительные трубы, в которые подается топливо. Ветровое стекло пилота оборудовано электрическим стеклоочистителем. Кроме того, в двигательные отсеки и отсек главного редуктора устанавливается фреоновая система пожаротушения, которая приводится в действие автоматически либо вручную.

Вертолет Ми-2: технические характеристики

  • Высота – 3,3 м.
  • Длина – 11,4 м.
  • Диаметр винта – 14,5 м.
  • Взлетная масса вес – 3550 кг.
  • Вес пустого вертолета – 2350–2372 кг.
  • Объем топлива – 600 л, с дополнительными баками – 838 л.
  • Скорость подъема – 4,5 м/с.
  • Крейсерская скорость и скорость на высоте – 190–194 км/ч, у земли – 210 км/ч.
  • Потолок – 1700 м (статический), 4000 м (динамический).
  • Дальность полета – 355 км, максимальная – 620 км.

Массовое производство Ми-2 завершилось в 1993 г. Большая часть из свыше 5450 произведенных вертолетов была экспортирована в СССР и другие страны Варшавского договора. Тем не менее Ми-2, эксплуатация которого до сих пор продолжается более чем в 20 странах мира, имеет шансы возродиться в модели Ми-2А, разрабатываемой «Московским вертолетным заводом» и ОАО «Росвертол».

fb.ru


Смотрите также