1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое турбовинтовой двигатель

Разница между турбореактивным двигателем и турбовинтовым двигателем

Турбореактивный двигатель против турбовинтового Турбореактивный двигатель — это газотурбинный двигатель, работающий на воздухе, во время работы выполняющий цикл внутреннего сгорания. Он также относит

Содержание:

Турбореактивный двигатель против турбовинтового

Турбореактивный двигатель — это газотурбинный двигатель, работающий на воздухе, во время работы выполняющий цикл внутреннего сгорания. Он также относится к типу реактивных двигателей авиационных маршевых двигателей. Сэр Фрэнк Уиттл из Соединенного Королевства и Ханс фон Охайн из Германии независимо друг от друга разработали практическую концепцию двигателей в конце 1930-х годов, но только после Второй мировой войны реактивный двигатель стал широко используемым методом движения.

Турбовинтовые двигатели — это еще один вариант, построенный на базе турбореактивного двигателя, в которых турбина используется для создания работы вала для привода пропеллера. Они представляют собой гибрид первых двигателей с поршневым двигателем и новых двигателей с газотурбинным двигателем. Также турбовинтовые двигатели можно рассматривать как турбовальные двигатели с гребным винтом, соединенным с валом через механизм понижающей передачи.

Подробнее о турбореактивном двигателе

Холодный воздух, поступающий через впускное отверстие, сжимается до высокого давления в последовательных ступенях осевого компрессора. В обычном реактивном двигателе воздушный поток проходит несколько ступеней сжатия, и на каждой ступени давление повышается до более высокого уровня. Современные турбореактивные двигатели могут создавать отношения давлений до 10: 1 благодаря усовершенствованным ступеням компрессора, спроектированным с улучшенными аэродинамическими характеристиками и изменяемой геометрией компрессора для обеспечения оптимального сжатия на каждой ступени.

Повышение давления воздуха также увеличивает температуру, и при смешивании с топливом образуется горючая газовая смесь. Сгорание этого газа увеличивает давление и температуру до очень высокого уровня (1200 oC и 1000 кПа), и газ проталкивается через лопатки турбины. В секции турбины газ воздействует на лопатки турбины и вращает вал турбины; в обычном реактивном двигателе эта работа вала приводит в действие компрессор двигателя.

Затем газ направляется через сопло, и это создает большую тягу, которую можно использовать для приведения в действие самолета. На выходе скорость газа может быть намного выше скорости звука. Работа реактивного двигателя идеально моделируется циклом Брайтона.

Турбореактивные двигатели неэффективны при полете на малых скоростях, а оптимальная производительность лежит за пределами Маха 2. Другой недостаток турбореактивных двигателей заключается в том, что турбореактивные двигатели очень шумны. Однако они до сих пор используются в крылатых ракетах средней дальности из-за простоты изготовления и малой скорости.

Подробнее о турбовинтовом двигателе

Турбовинтовой двигатель — это усовершенствованная версия турбореактивного двигателя, в котором работа вала используется для привода гребного винта через редукторный механизм, прикрепленный к валу турбины. В этой форме реактивных двигателей большая часть тяги создается реакцией винта, а выхлопные газы генерируют незначительное количество полезной энергии; следовательно, в основном не используется для тяги.

Винты в турбовинтовых двигателях обычно имеют постоянную скорость (изменяемый шаг), похожие на пропеллеры, используемые в более крупных поршневых авиационных двигателях. В то время как в большинстве современных турбореактивных и турбовентиляторных двигателей используются осевые компрессоры, турбовинтовые двигатели обычно содержат по крайней мере одну ступень центробежного сжатия.

Пропеллеры теряют эффективность при увеличении скорости самолета, но очень эффективны при скорости полета ниже 725 км / ч. Следовательно, турбовинтовые самолеты обычно не используются на высокоскоростных самолетах и ​​используются для питания небольших дозвуковых самолетов. Существуют некоторые исключения, такие как Airbus A400M и Lockheed Martin C130, которые являются крупными военными грузовыми самолетами, и турбовинтовые самолеты используются для высокопроизводительных коротких взлетов и посадок этих самолетов.

В чем разница между турбореактивным двигателем и турбовинтовым двигателем?

• Турбореактивные двигатели были первым воздушным газотурбинным двигателем для самолетов, тогда как турбовинтовой — это усовершенствованный вариант турбореактивного двигателя, в котором газовая турбина использовалась для приведения в действие пропеллера для создания тяги.

• Турбореактивные двигатели демонстрируют хорошие характеристики на сверхзвуковой скорости, а турбовинтовые — на дозвуковых.

• Турбореактивные двигатели в настоящее время используются в конкретных военных целях, но турбовинтовые двигатели широко используются как в военных, так и в коммерческих самолетах.

Авиационные газотурбинные двигатели

  • Новости 1С-Битрикс
  • Полезные статьи

Всем привет! В этой статье я хочу рассказать о том, как работают авиационные газотурбинные двигатели (ГТД). Я постараюсь сделать это наиболее простым и понятным языком.

Авиационные ГТД можно можно разделить на:

  • турбореактивные двигатели (ТРД)
  • двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
  • Турбовинтовые двигатели (ТВД)
  • Турбовальные двигатели (ТВаД)

Притом, ТРД и ТРДД могут содержать в себе форсажную камеру, в таком случае они будут ТРДФ и ТРДДФ соответственно. В этой статье мы их рассматривать не будем.

Начнём с турбореактивных двигателей.

Турбореактивные двигатели

Такой тип двигателей был создан в первой половине 20-го века и начал находить себе массовое применение к концу Второй мировой войны. Первым в мире серийным турбореактивным самолетом был немецкий Me.262. ТРД были популярны вплоть до 60-ых годов, после чего их стали вытеснять ТРДД.


Современная фотография Me-262, сделанная в 2016 году

Самый простой турбореактивный двигатель включает в себя следующие элементы:

  • Входное устройство
  • Компрессор
  • Камеру сгорания
  • Турбину
  • Реактивное сопло (далее просто сопло)

Можно сказать, что это минимальный набор для нормальной работы двигателя.

А теперь рассмотрим что для чего нужно и зачем.

Входное устройство — это расширяющийся* канал, в котором происходит подвод воздуха к компрессору и его предварительное сжатие. В нём кинетическая энергия входящего воздуха частично преобразуется в давление.

*здесь и дальше мы будем говорить про дозвуковые скорости. На сверхзвуковой скорости физика меняется, и там все совсем не так.

Компрессор — это устройство, в котором происходит повышение давление воздуха. Компрессор можно характеризовать такой величиной, как степень повышения давления. В современных двигателях оно уже начинает переступать за 40 единиц. Кроме того, в нем увеличивается температура (может быть, где-то до 400 градусов Цельсия).

Камера сгорания — устройство, в котором к сжатому воздуху (после компрессора) подводится тепло из-за горения топлива. Температура в камере сгорания очень высокая, может достигать 2000 градусов Цельсия. Вам может показаться, что давление газа в камере тоже сильно увеличивается, но это не так. Теоретически принято считать, что подвод тепла осуществляется при постоянном давлении. В реальности оно немного падает из-за потерь (проблема несовершенства конструкции).

Турбина — устройство, превращающее часть энергии газа после камеры сгорания в энергию привода компрессора. Так как турбины используются не только в авиации, можно дать более общее определение: это устройство, преобразующее внутреннюю энергию рабочего тела (в нашем случае рабочее тело — это газ) в механическую работу на валу. Как вы могли понять, турбина и компрессор находятся на одном валу и жестко связаны между собой. Если в компрессоре происходит повышение давления газа, то в турбине, наоборот, понижение, то есть газ расширяется.

Читать еще:  Что появилось раньше двигатель или бензин

Сопло — суживающийся канал, в котором происходит преобразование потенциальной энергии газа в кинетическую (оставшийся запас энергии газа после турбины). Как и в турбине, в сопле происходит расширение газа. Образуется струя, которая, вытекая из сопла, движет самолёт.

С основными элементами разобрались. Но все равно не очень понятно как оно работает? Тогда давайте ещё раз и коротко.

Воздух из атмосферы попадает во входное устройство, где немного сжимается и поступает в компрессор. В компрессоре давление воздуха растёт ещё сильнее, растёт и температура. После компрессора воздух поступает в камеру сгорания и, смешиваясь там с топливом, воспламеняется, что приводит к сильному возрастанию температуры, при, можно сказать, постоянном давлении. После камеры сгорания горячий сжатый газ попадает в турбину. Часть энергии газа расходуется на вращение компрессора турбиной (чтобы он мог выполнять свою функцию, описанную выше), другая часть энергии расходуется на, нужное нам, движение самолёта, из-за того, что газ, пройдя турбину, превращается в реактивную струю в сопле и вырывается из него (сопла) в атмосферу. На этом цикл завершается. Конечно, в реальности все процессы цикла проходят непрерывно.

Такой цикл называется циклом Брайтона, или термодинамическим циклом с непрерывным характером рабочего процесса и подводом тепла при постоянном давлении. По такому циклу работают все ГТД.


Цикл Брайтона в P-V координатах

Н-В — процесс сжатия во входном устройстве
В-К — процесс сжатия в компрессоре
К-Г — изобарический подвод тепла
Г-Т — процесс расширения газа в турбине
Г-С — процесс расширения газа в сопле
С-Н — изобарический отвод тепла в атмосферу


Схематичная конструкция турбореактивного двигателя, где 0-0 — ось двигателя

ТРД может иметь и два вала. В таком случае компрессор состоит из компрессора низкого давления (КНД) и компрессора высокого давления (КВД), а подвод работы будут осуществлять турбина низкого давления (ТНД) и турбина высокого давления (ТВД) соответственно. Такая схема более выгодная газодинамически.


Реальный двигатель такого вида в разрезе

Мы рассмотрели принцип работы самой простой схемы авиационного газотурбинного двигателя. Естественно, на современных «Эйрбасах и Боингах» устанавливаются ТРДД, конструкция которых заметно сложнее, но работает все по таким же законам. Давайте рассмотрим их.

Двухконтурный турбореактивный двигатель

ТРДД, прежде всего, отличается от ТРД тем, что имеет два контура: внешний и внутренний. Внутренний контур содержит в себе то же самое, что и ТРД: компрессор (разделенный на КНД и КВД), камеру сгорания, турбину (разделенную на ТВД и ТНД) и сопло. Внешний контур представляет собой канал, с соплом в конце. В нем нет ни камеры сгорания, ни турбины. Перед обоими контурами (сразу после входного устройства двигателя) стоит ступень компрессора, работающая на оба контура.
Не очень понятная картина выходит, да? Давайте разберемся как оно работает.


Схематичная конструкция двухвального двухконтурного турбореактивного двигателя

Воздух, попадающий в двигатель, пройдя через первую ступень компрессора низкого давления, разбивается на два потока. Одна часть воздуха идет по внутреннему контуру, где происходят те же процессы, которые были описаны, когда мы разбирали ТРД. Вторая часть воздуха попадает во внешний контур, получив энергию от первой ступени КНД (та, которая работает на два контура). Во внешнем контуре энергия воздуха тратится только на преодоление гидравлических потерь (за счёт трения). В конце этот воздух попадает в сопло внешнего контура, создавая огромную тягу. Тяга, созданная внешним контуром, может составлять 80% тяги всего двигателя.

Одной из важнейших характеристик ТРДД является степень двухконтурности. Степень двухконтурности — это отношение расхода воздуха во внешнем контуре, к расходу воздуха во внутреннем контуре. Это число может быть как больше, так и меньше единицы. На современных двигателях это число переступает за значение в 12 единиц.
Двигатели, степень двухконтурности которых больше двух, принято называть турбовентиляторными, а первую ступень компрессора (ту, что работает на оба контура) вентилятором.


ТРДД самолета Boeing 757-200. На переднем плане видно входное устройство и вентилятор

На некоторых двигателях вентилятор приводится в движение отдельной турбиной, которая ставится ближе всего к соплу внутреннего контура. Тогда двигатель получается трехвальным. Например, по такой схеме выполнены двигатели Rolls Royce RB211 (устанавливались на L1011, B747, B757, B767), Д-18Т (Ан-124), Д-36 (Як-42)


Д-18Т в разрезе изнутри

Главное достоинство ТРДД заключается в возможности создания большой тяги и хорошей экономичности, по сравнению с ТРД.

На этом я хотел бы закончить про ТРДД и перейти к следующему виду двигателей — ТВД.

Турбовинтовые двигатели

Турбовинтовой двигатель, как и турбореактивный, относится к газотурбинным двигателям. И работает он почти как турбореактивный. Элементарный турбовинтовой двигатель состоит из уже знакомых нам элементов: компрессора, камеры сгорания, турбины и сопла. К ним добавляются редуктор и винт.

Принцип работы работы такой же, как у турбореактивного, с разницей в том, что практически вся энергия газа расходуется на турбине на вращение компрессора и на вращение винта через редуктор (здесь винт и редуктор находятся на одном валу с компрессором). Винт создаёт основную долю тяги. Оставшаяся, после турбины, часть энергии направляется в сопло, образуя реактивную тягу, но она мала, может составлять десятую часть от общей. Редуктор в этой схеме нужен для того, чтобы понизить обороты и передать момент, так как турбина может вращаться с очень высокой частотой, например, 10000 оборотов в минуту, а винту нужно только 1500. И винт достаточно тяжелый.


Схематичная конструкция ТВД

Но бывает и другая схема турбовинтовых двигателей: со свободной турбиной.
Её суть в том, что за обычной турбиной компрессора ставится отдельная турбина, которая механически не связана с турбиной компрессора. Такая турбина называется свободной. Связь между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамическая. От свободной турбины идёт отдельный вал, на который устанавливаются редуктор с винтом. Все остальное работает так же, как и в первом случае. Большинство современных двигателей выполняют именно по такой схеме. Одним из плюсов такой схемы является возможность использования двигателя на земле, как вспомогательную силовую установку (ВСУ), не приводя винт в движение.


Схематичная конструкция ТВД со свободной турбиной

Хочу отметить, что не нужно смотреть на турбовинтовые двигатели как на малоэффективный пережиток прошлого. Я несколько раз слышал такие высказывания, но они неверны. Турбовинтовой двигатель в некоторых случаях обладает наивысшим КПД, как правило, на самолетах с не очень большими скоростями (например, на 500 км/ч), притом, самолет может быть внушительных размеров. В таком случае, турбовинтовой двигатель может быть в разы выгоднее, рассмотренного ранее, турбореактивного двигателя.

На этом про турбовинтовые двигатели можно заканчивать. Мы потихоньку подошли к понятию турбовального двигателя.

Турбовальный двигатель

Должно быть, большинство читателей здесь вообще впервые слышат такое название. Такой тип двигателей устанавливается на вертолёты.
Турбовальный двигатель очень схож с турбовинтовым двигателем со свободной турбиной. Он также состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины компрессора, далее идёт свободная турбина, связанная со всем предыдущем только газодинамически. А вот реактивную тягу такой двигатель не создаёт, реактивного сопла у него нет, только выхлоп. Свободная турбина имеет свой вал, который соединяется к главному редуктору вертолёта (несущего винта). Да, у всех известных мне вертолетов есть такой редуктор, и, как правило, он внушительных размеров. Дело в том, что обороты несущего винта вертолёта очень низкие. Если у самолета, как я писал выше, они могут достигать 1500 об/мин, то у вертолёта, например у Ми-8, всего 193 об/мин.
А обороты двигателя у вертолёта зачастую очень высокие (из-за небольших размеров), и понижать их приходится в сотню и более раз. Бывает такое, что редуктор стоит и на двигателе, и на самом вертолете, например, у Ми-2 и его двигателя ГТД-350.

Читать еще:  Газель неисправности подушек двигателя


Схематичная конструкция турбовального двигателя


Двигатель ТВ3-117 от вертолета Ми-8. Справа видны выхлопная труба и приводной вал

Итак, мы рассмотрели четыре типа газотурбинных двигателей. Надеюсь, мой текст был понятен и полезен для вас. Все вопросы и замечания можете писать в комментариях.

4u PRO

Двигатель турбовинтовой похож на поршневый: и тот, и другой имеют воздушный винт. Но во всем остальном они разные. Рассмотрим, что собой представляет этот агрегат, как работает, каковы его плюсы и минусы.

Общая характеристика

Двигатель турбовинтовой принадлежит к классу газотурбинных, которые разрабатывались как универсальные преобразователи энергии и стали широко использоваться в авиации. Они состоят из тепловой машины, где расширенные газы вращают турбину и образуют крутящий момент, а к ее валу прикрепляют другие агрегаты. Двигатель турбовинтовой снабжается воздушным винтом.

Он представляет собой нечто среднее между поршневыми и турбореактивными агрегатами. Сначала в самолеты устанавливали поршневые двигатели, состоящие из цилиндров в форме звезды с расположенным внутри валом. Но из-за того, что они имели слишком большие габариты и вес, а также низкую возможность скорости, их перестали использовать, отдав предпочтение появившимся турбореактивным установкам. Но и эти двигатели не были лишены недостатков. Они могли развивать сверхзвуковую скорость, но потребляли очень много топлива. Поэтому их эксплуатация обходилась слишком дорого для пассажирских перевозок.

Двигатель турбовинтовой должен был справиться с подобным недостатком. И эта задача была решена. Конструкция и принцип работы были взяты из механизма турбореактивного мотора, а от поршневого — воздушные винты. Таким образом, стало возможным совмещение небольших габаритов, экономичности и высокого коэффициента полезного действия.

Двигатели были изобретены и сооружены еще в тридцатых годах прошлого века при Советском Союзе, а два десятилетия спустя начали их массовый выпуск. Мощность варьировалась от 1880 до 11000 кВт. Длительный период их применяли в военной и гражданской авиации. Однако для сверхзвуковой скорости они годными не были. Поэтому с появлением таких мощностей в военной авиации от них отказались. Зато гражданские самолеты в основном снабжаются именно ими.

Устройство турбовинтового двигателя и принцип его работы

Конструкция мотора очень проста. В него входят:

  • редуктор;
  • воздушный винт;
  • камера сгорания;
  • компрессор;
  • сопло.

Схема турбовинтового двигателя выглядит следующим образом: после нагнетания и сжатия компрессором воздух попадает в камеру сгорания. Туда же впрыскивается топливо. Полученная смесь воспламеняется и создает газы, которые при расширении поступают в турбину и вращают ее, а она, в свою очередь, вращает компрессор и винт. Нерастраченная энергия выходит через сопло, создавая реактивную тягу. Так как величина ее не является существенной (всего десять процентов), не считается турбореактивным турбовинтовой двигатель.

Принцип работы и конструкция, впрочем, схожи с ним, но энергия здесь не полностью выходит через сопло, создавая реактивную тягу, а лишь частично, так как полезная энергия еще и вращает винт.

Рабочий вал

Бывают двигатели с одним или двумя валами. В одновальном варианте на одном валу находятся и компрессор, и турбина, и винт. В двухвальном — на одном из них установлены турбина и компрессор, а на другом — винт через редуктор. Здесь же имеются две турбины, связанные друг с другом газодинамическим способом. Одна из них предназначена для винта, а другая — для компрессора. Такой вариант наиболее распространен, так как энергия может применяться без запуска винтов. А это особенно удобно, когда самолет находится на земле.

Компрессор

Эта деталь состоит из двух-шести ступеней, позволяющих воспринимать существенные перепады температуры и давления, а также снижать обороты. Благодаря такой конструкции получается понизить вес и габариты, что является очень важным для авиационных двигателей. В компрессор входят рабочие колеса и направляющий аппарат. На последнем может быть предусмотрена или не предусмотрена регуляция.

Воздушный винт

Благодаря этой детали образуется тяга, но скорость является ограниченной. Лучшим показателем считается уровень от 750 до 1500 оборотов в минуту, так как при увеличении коэффициент полезного действия начнет падать, и винт вместо разгона будет превращаться в тормоз. Явление называется «эффектом запирания». Оно вызвано лопастями винта, которые на высоких оборотах при вращении, превышающей скорость звука, начинают функционировать некорректно. Тот же самый эффект будет наблюдаться при увеличении их диаметра.

Турбина

Турбина способна развить скорость до двадцати тысяч оборотов в минуту, но винт не сможет ей соответствовать, поэтому здесь имеется понижающий редуктор, сокращающий скорость и увеличивающий крутящий момент. Редукторы могут быть разными, но главная их задача вне зависимости от вида — снижать скорость и повышать момент.

Именно эта характеристика ограничивает использование турбовинтового двигателя в военных самолетах. Однако разработки по созданию сверхзвукового двигателя не прекращаются, хоть пока и не являются успешными. Для повышения тяги иногда двумя винтами снабжается турбовинтовой двигатель. Принцип работы при этом у них реализуется за счет вращения в противоположные стороны, но при помощи одного редуктора.

В качестве примера можно рассмотреть двигатель Д-27 (турбовинтовентиляторный), имеющий два винтовых вентилятора, прикрепленных на свободной турбине редуктором. Это единственная модель данной конструкции, используемая в гражданской авиации. Но его успешное применение считают большим скачком по улучшению эксплуатационных качеств рассматриваемого мотора.

Преимущества и недостатки

Выделим минусы и плюсы, которыми характеризуется работа турбовинтового двигателя. Преимуществами являются:

  • малый вес по сравнению с поршневыми агрегатами;
  • экономичность по сравнению с турбореактивными моторами (благодаря воздушному винту коэффициент полезного действия достигает восьмидесяти шести процентов).

Однако, несмотря на такие неоспоримые достоинства, реактивные двигатели в ряде случаев являются более предпочтительным вариантом. Скоростной предел турбовинтового мотора составляет семьсот пятьдесят километров в час. Однако для современной авиации этого очень мало. Кроме того, шум образуется очень высокий, превышающий допустимые значения Международной организации гражданской авиации.

Поэтому производство турбовинтовых двигателей в России ограниченно. В основном их устанавливают в самолеты, которые летают на большие расстояния и с небольшой скоростью. Тогда применение оправданно.

Однако в военной авиации, где главными характеристиками, которыми должны обладать самолеты, являются высокая маневренность и бесшумная работа, а не экономичность, эти двигатели не отвечают необходимым требованиям и здесь используются турбореактивные агрегаты.

Читать еще:  Accord характеристики двигателя мощность

В то же время постоянно ведутся разработки по созданию сверхзвуковых винтов, чтобы преодолеть «эффект запирания» и выйти на новый уровень. Возможно, когда изобретение станет реальностью, от реактивных двигателей откажутся в пользу турбовинтовых и в военных самолетах. Но в настоящее время их можно назвать лишь «рабочими лошадками», не самыми мощными, зато стабильно функционирующими.

«Главное — это экономичность»: как СССР удалось создать самый мощный в мире турбовинтовой авиационный двигатель НК-12

65 лет назад в СССР началось серийное производство авиационного двигателя ТВ-12 (НК-12), ставшего впоследствии самой мощной в мире турбовинтовой силовой установкой. Данный агрегат предназначался для оснащения стратегического бомбардировщика Ту-95 «Медведь». Благодаря отечественному двигателю эта машина до сих пор сохраняет статус самого скоростного турбовинтового самолёта в мире.

«Довели до ума»

Создание сверхмощного турбовинтового двигателя (ТВД) стартовало в Советском Союзе в 1946 году с привлечением немецких учёных, добившихся ранее больших успехов в разработке различных авиационных агрегатов. С этой целью под Куйбышевым (Самара) появились два конструкторских бюро (ОКБ), а из Германии было доставлено трофейное оборудование.

ТВД предназначался для перспективного бомбардировщика, способного совершать межконтинентальные перелёты. Его разработку с 1949 года осуществляло КБ Андрея Николаевича Туполева. Руководство страны настаивало на необходимости скорейшего строительства реактивного боевого самолёта, однако прославленный советский конструктор отстоял концепцию турбовинтового самолёта.

По мнению Туполева, создание реактивного стратегического бомбардировщика не могло обойтись без существенных материальных и временных затрат. В частности, для выполнения этой цели на тот момент отсутствовал подходящий по уровню расхода топлива двигатель. В связи с этим Туполев поддержал опытно-конструкторские работы по ТВД, которые возглавлял знаменитый советский учёный Николай Дмитриевич Кузнецов.

«Главное преимущество турбовинтового двигателя — это экономичность. После войны СССР не обладал настолько развитой двигателестроительной школой, чтобы практически с нуля и в кратчайшие сроки создавать передовые образцы, тем более реактивные. В такой ситуации было принято разумное решение — сделать ставку на относительно более простой ТВД и доступные технологические решения», — пояснил в беседе с RT главный конструктор КБ-602 Московского авиационного института Дмитрий Дьяконов.

В 1949 году под Куйбышевым начались испытания первого опытного турбовинтового двигателя ТВ-022 (второе название — ТВ-2). Силовая установка была прямым аналогом первого в мире серийного газотурбинного агрегата JUMO-022 компании Junkers Motorenbau.

ТВ-2 соответствовал общим тактико-техническим требованиям, предъявляемым к самолёту стратегической авиации. Однако перед группой Кузнецова была поставлена задача создать силовую установку мощностью не менее 12 тыс. л. с. Новый агрегат получил обозначение ТВ-12, а в серийное производство пошёл под индексом НК-12 (по инициалам Николая Кузнецова). ОКР по сверхмощному советскому двигателю были завершены в чрезвычайно короткие сроки, отмечает Дьяконов.

«После войны все державы-победительницы активно заимствовали достижения немецкой науки. Естественно, СССР не стал исключением. Нужно сказать откровенно: немцы добились впечатляющих успехов в авиационном двигателестроении. Однако отечественные учёные внесли множество существенных изменений в проект ТВД и довели этот двигатель, как говорится, до ума», — подчеркнул Дьяконов.

Аналогичной точки зрения придерживается и заслуженный лётчик РФ, генерал-майор Владимир Попов. В комментарии RT он заявил, что ключевую роль в создании ТВ-12 сыграл «конструкторский гений Николая Кузнецова». По его словам, советский учёный смог адаптировать турбовинтовую силовую установку под серийное производство.

«Кузнецов достаточно удачно решил множество сложнейших вопросов. В те годы требовалось не просто создать двигатель для стратегического бомбардировщика, его было необходимо поставить на конвейер без потери качественных характеристик. Для этой цели он нашёл необходимые материалы и технологии. Поэтому неправильно называть НК-12 немецким. Это советский продукт, значительно превосходящий по характеристикам JUMO-022», — подчеркнул Попов.

Сам Николай Кузнецов весьма скромно отзывался о своём вкладе в разработку НК-12 и других силовых установок, указывая, что решающую роль при создании двигателей играет именно командная работа. По его словам, «никакой генеральный конструктор никогда лично ничего не сделает, если не будет опираться на коллектив».

Вторая жизнь НК-12

Низкий удельный расход топлива позволял Ту-95 без посадки и дозаправки преодолевать до 15 тыс. км. Стратегический бомбардировщик получил четыре турбовинтовых мотора. Боевая нагрузка самолёта составила 12 т. Концепция «Медведя» оказалась настолько удачной, что он по-прежнему находится на вооружении и выполняет регулярные полёты над Норвежским морем и вблизи берегов Аляски.

В настоящее время ПАО «Туполев» проводит очередную модернизацию Ту-95. Как сообщил 24 декабря министр обороны РФ Сергей Шойгу, в 2020 году ВКС России получат шесть обновлённых «Медведей». На самолёты будут установлены современные навигационные, радиотехнические системы, а также комплексы радиоэлектронной борьбы.

Вместе с Ту-95 отечественные инженеры неоднократно совершенствовали НК-12. Модернизация затрагивала замену материалов и аппаратуры управления. В итоге мощность силовой установки на взлётном режиме возросла до 15 тыс. л. с. При этом двигатель сохранил главные достоинства, заложенные Кузнецовым: надёжность, экономичность, неприхотливость в эксплуатации.

В советский период модификации НК-12, помимо Ту-95, были установлены на самолёт дальнего радиолокационного обнаружения Ту-126, противолодочный самолёт Ту-142, дальнемагистральный пассажирский лайнер Ту-114, тяжёлый транспортный самолёт Ан-22 «Антей» и транспортно-десантный экраноплан А-90 «Орлёнок».

В 1970-е годы на основе НК-12 отечественные инженеры разработали турбовальный газоперекачивающий агрегат (НК-12СТ), который генерировал необходимую мощность (6300 кВт) и частоту вращения ротора (8200 об/мин). Усовершенствованные версии этого индустриального двигателя продолжают использовать российские добывающие компании.

Опрошенные RT эксперты убеждены, что появление НК-12 внесло огромный вклад в развитие отечественной двигателестроительной отрасли и авиации. По их мнению, Российская Федерация ещё не одно десятилетие будет пользоваться плодами советских учёных.

Как пояснил RT Дмитрий Дьяконов, мощные турбовинтовые двигатели будут совершенствоваться как в России, так и за рубежом. В частности, конструкторы будут менять геометрию лопастей и изготавливать новые материалы для их производства. Сегодня ТВД востребованы в транспортной и региональной авиации.

«Уместно напомнить, что после модернизации новую жизнь получит бомбардировщик Ту-95. Несмотря на почтенный возраст, эта машина способна выполнять поставленные командованием современные задачи стратегического сдерживания. Велика вероятность, что отечественный самолёт, как и американский B-52, отметит столетие боевой службы», — сказал Дьяконов.

Владимир Попов также считает, что не стоит ожидать скорого окончания эры турбовинтовых агрегатов. Как прогнозирует аналитик, в современных условиях им нет равных по показателю экономичности расхода топлива. Более того, не исчерпан модернизационный потенциал нынешних ТВД, включая НК-12.

«Условным недостатком турбовинтовых двигателей по сравнению с реактивными образцами является дозвуковая крейсерская скорость. Также они могут работать только в плотных слоях атмосферы. Однако списывать их в утиль нецелесообразно. Они по-прежнему конкурентоспособны и широко эксплуатируются в разных странах мира. Сохранение Ту-95 в составе ВКС — дополнительное тому подтверждение», — резюмировал Попов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector