Александр НОВИКОВ

В первую очередь – в сфере силовых установок для вертолетной техники. Ведь турбовальный двигатель ТВ3-117, предназначенный для большинства вертолетов типа «Ми» и «Ка», разработан санкт-петербургским АО «ОДК-Климов», но с советских времен традиционно производился в Запорожье. В России успешно справились с задачей организации производства двигателей ТВ3-117 и его новой версии – ВК-2500, и сегодня Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) не только наращивает выпуск этих моторов, но и ведет активную работу по разработке двигателей для вертолетов будущего.

Прекрасную возможность познакомиться с современными проектами российского вертолетного двигателестроения представила ХI международная выставка вертолетной индустрии HeliRussia, которая проходила в Москве 24-26 мая 2018 г. На стенде ОДК были представлены двигатель ТВ7-117В (предназначен для вертолета Ми-38) и ВК-2500ПС (базовое применение – вертолет Ми-171А2), а также цифровая электронная система управления и контроля (САУ) типа FADEC БАРК-6В (для ТВ7-117В) и насос-регулятор НР-2500 (для ВК-2500ПС). В рамках выставки состоялся представительный круглый стол «Настоящее и будущее двигателестроения для вертолетов», организованный АССАД. Кроме того, накануне выставки прошла VII ежегодная конференция АО «ОДК-Климов» для эксплуатантов, призванная наладить прямое общение производителей вертолетных двигателей и потребителей их продукции.

ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ

С целью организации производства в России вертолетных двигателей ТВ3-117/ВК-2500 полностью из российских комплектующих на ОДК-Климов была организована широкая производственная кооперация предприятий холдинга, в которой участвуют, в частности, уфимское ПАО «ОДК-УМПО», московские АО «ММП имени В.В. Чернышева» и АО «НПЦ газотурбостроения «Салют», пермское АО «ОДК-СТАР».

В ходе HeliRussia 2018 представители ОДК рассказали о масштабной работе по выпуску компонентов двигателя ВК-2500 на ОДК-УМПО, за которым в рамках кооперации закреплено изготовление девяти его узлов, включающих более 900 деталей и сборочных единиц (ДСЕ) – это более 34% ДСЕ всего двигателя. На предприятии начаты работы по созданию еще трех новых производственно-технологических центров (ПТЦ) по выпуску комплектующих ВК-2500. Первый центр – ПТЦ №185 – ранее уже начал свою работу. Площадь этого ПТЦ, где сейчас работает 85 сотрудников (а в будущем – более 130), составляет 7,3 тыс. кв. м.

ВК-2500 создан на смену вертолетному двигателю ТВ3-117. В нем внедрена цифровая система автоматического управления с современным электронным блоком автоматического регулирования и контроля БАРК-78 (вместо аналоговой САУ), счетчиком наработки и контроля СНК-78, новейшими датчиками, применены новые материалы. Это позволило обеспечить более высокие эксплуатационные характеристики: увеличить мощности на чрезвычайном режиме, обеспечить поддержание режимов в более широком диапазоне температур наружного воздуха, повысить ресурсы, показатели топливной экономичности. ВК-2500, в частности, дает вертолетам типа Ми-17 и другим машинам этого класса принципиально новые возможности при их эксплуатации в высокогорных районах и районах с жарким климатом.

Об особенностях ВК-2500 и других российских вертолетных двигателей на круглом столе «Настоящее и будущее двигателестроения для вертолетов» рассказал директор проекта ВК-2500 АО «ОДК-Климов», главный конструктор двигателей ВК-2500 и ТВ3-117 Евгений Проданов: «Двигатель ТВ3-117, разработанный в 1970-1980 годах, до сих пор эксплуатируется и в принципе удовлетворяет требованиям летательных аппаратов. Двигатель ВК-2500 – усовершенствованная модель этого двигателя. Он был сертифицирован в 2000 году и используется на вертолетах разработки как фирмы Камова, так и фирмы Миля. ВК-2500 выполнен по схеме с тремя модификациями, каждая из которых отличается взлетной мощностью – от 2000 до 2400 л.с. Следует также отметить, что ТВ3-117 и ВК-2500 успешно освоены на нашем предприятии. Сегодня серийно изготавливается достаточно большое количество этих двигателей».

РЕМОТОРИЗАЦИЯ КАК МОДЕРНИЗАЦИЯ

Как заявили в ОДК в дни HeliRussia, наиболее перспективным направлением повышения эффективности применения вертолетов могла бы стать их ремоторизация: ОДК-Климов предлагает эксплуатантам вертолетной техники программу модернизации силовых установок путем замены исчерпавших свой ресурс двигателей на новые двигатели семейства ТВ3-117/ВК-2500 и ВК-2500ПС. В перспективе возможна установка и находящегося сегодня в стадии разработки двигателя ВК-2500М.

ВК-2500ПС – это новейшая модификация ВК-2500 с улучшенными эксплуатационными характеристиками. В нем используется самая современная цифровая электронная система управления и контроля с обратной связью типа FADEC БАРК-6В-7С. Реализована противопомпажная защита, исключающая возможность отказа двигателя из-за мощных потоков воздуха, снижения атмосферного давления в условиях жаркого высокогорного климата, сильного бокового ветра при взлете и т.д. При этом, как отметили в ОДК, решающее значение для эксплуатантов имеет возможность управлять ресурсом двигателя в зависимости от конкретных условий эксплуатации вместо существовавшего ранее усредненного подхода к оценке ресурса. Это позволяет избежать ненужных затрат на ресурсные работы, если двигатель эксплуатировался в щадящем режиме, и, напротив, сделает возможным досрочное получение сервисного обслуживания, если условия эксплуатации были близки к экстремальным. Технические решения, примененные конструкторами ОДК-Климов, позволяют точно определить реальное состояние двигателя, что в свою очередь исключает влияние человеческого фактора. Комплекс работ по сертификации ВК-2500ПС был завершен в 2016 г. С 2017 г. двигатели этого типа серийно производятся ОДК-Климов в Санкт-Петербурге.

«Это модификация базового ВК-2500 путем введения новой топливной автоматики и системы автоматического управления типа FADEC. Благодаря новой САУ данный мотор получил ряд преимуществ, которые были реализованы в вертолете Ми-171А2. Но теоретически данный двигатель, выполненный по схеме взаимозаменяемости с двигателями ТВ3-117 и ВК-2500, может быть применен на любом аппарате Миля или Камова. Эксплуатационные преимущества – это повышение безопасности полета за счет новой САУ, которая контролирует огромное количество параметров мотора и вертолета, расширение области применения, сокращение обслуживания двигателя, увеличение ресурса», – рассказал Евгений Проданов.

ДВИГАТЕЛИ БУДУЩЕГО

Развитие семейства ВК-2500 продолжается. Ведется разработка перспективного двигателя ВК-2500М, особенностями которого станут повышенная мощность при сниженной массе, модульность конструкции, возможность эксплуатации по техническому состоянию. Вариативность компоновки – возможность вывода вала мощности вперед или назад – должна расширить область применения ВК-2500М.

«Двигатель ВК-2500М – это наша новая разработка. Сегодня применение этого двигателя нами рассматривается на скоростных вертолетах фирмы Миля, но взаимозаменяемость с ТВ3-117 и ВК-2500 будет сохранена. Поэтому потенциально любой вертолет, на котором установлен ТВ3-117 и ВК-2500, может быть ремоторизирован. Характеристики, которые мы закладываем – это мощность на взлетном режиме 2800 л.с., на чрезвычайном режиме – 3200 л.с. Конструктивное исполнение – это и новые материалы, и изменение схемы мотора, и сокращение количества опор, и применение рабочих колес типа «блиск», и снижение количества узлов. За счет всех этих мероприятий мы реализуем снижение массы, уменьшаем удельный расход топлива и повышаем ресурс. Данный двигатель в нашем понимании может выйти в свет в 2021-2022 годах», – сказал Евгений Проданов на HeliRussia.

Кроме того, ОДК-Климов  приступило к работам по созданию перспективного вертолетного двигателя (ПДВ) для вертолетов будущего. Совместно с ведущими отраслевыми институтами России ведутся исследования ряда прорывных технологий, которые будут широко использованы при реализации проекта ПДВ. Также планируется применить технологии, отработанные на других перспективных изделиях ОДК, в том числе на двигателе ПД-14 для авиалайнера МС-21 и перспективном двигателе для самолета Су-57. В ПДВ будут в максимальной степени использованы новые конструкционные материалы, в том числе, неметаллические. Масса силовой установки будет уменьшена более чем на 15% по сравнению с уже существующими аналогами, а эксплуатационные расходы сократятся на 30%. В рамках работ над двигателем предусмотрено широкое применение аддитивных технологий и технологий 3D-печати.

«Совместно с институтом ВИАМ отработан задел по двигателю ПДВ. Ряд научных разработок, которые впоследствии будут применены, уже испытаны на ОДК-Климов и в ВИАМ», – отметил Евгений Проданов.

ВЫСОКИЙ КЛАСС ЭКОНОМИЧНОСТИ

В более высоком, чем ВК-2500, классе экономичности фирмой ОДК-Климов разработан и поставлен на серийное производство двигатель ТВ7-117В, который устанавливается на средние вертолеты нового поколения Ми-38. Среди особенностей ТВ7-117В: охлаждаемая высокотемпературная турбина; новейшая система автоматического регулирования и контроля с полной ответственностью БАРК-6В; высокая мощность при низком удельном расходе топлива; возможность запуска и работы двигателя на больших высотах; высокие показатели надежности и безотказности; эксплуатация по техническому состоянию; сокращение времени обслуживания в эксплуатации в два раза; минимизация расходов на техническое обслуживание. Цифровая САУ БАРК-6В обеспечивает глубокий контроль двигателя, точность поддержания параметров двигателя, мгновенную адаптацию управления силовой установкой к внешним условиям, компенсирует инерционность параметрических датчиков.