Разработчик: «Авиадвигатель»
Изготовитель: ПМЗ
Год освоения: 1959
Применение: Ми-6, Ми-10К
Ремонт: ПМЗ, ГАРЗ
ТВаД мощностью 5500 л.с. с осевым 9-ступенчатым компрессором, трубчато-кольцевой КС, одноступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором Р-7. Разработан на базе газогенератора ТРДД Д-20П в 1958 г. для вертолета Ми-6. Первый в СССР серийный вертолетный газотурбинный двигатель. Проходил летные испытания на опытном Ми-6 с 1959 г., в том же году внедрен в серию. Принят на вооружение в составе Ми-6 с 1963 г., с того же года эксплуатировался в гражданской авиации на Ми-6. Двигатели Д-25В сер. 1 имели 8-ступенчатый компрессор, на Д-25В сер. 2 добавлена еще одна ступень. С 1960 г. устанавливался также на Ми-10, с 1965 г. – на Ми-10К. Для опытного вертолета поперечной схемы В-12 (Ми-12) разработана форсированная модификация Д-25ВФ мощностью 6500 л.с. с 10-ступенчатым компрессором, работающая совместно с редуктором Р-12. Два В-12 с четырьмя Д-25ВФ проходили испытания в 1967-1974 гг. В настоящее время эксплуатация двигателей Д-25В продолжается на вертолетах Ми-10К, полеты Ми-6 в России прекращены.
ГТД-3
Разработчик: ОМКБ
Изготовитель: ОМО им. Баранова
Год освоения: 1964
Применение: Ка-25
Ремонт: ОМО им. Баранова
ТВаД мощностью 900 л.с. с семиступенчатым осецентробежным компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой турбиной. Работает совместно с редуктором РВ-3. Разработан в 1960 г. для вертолета Ка-25. Летные испытания на нем проходил с 1961 г. Выпускался серийно с 1964 г., принят на вооружение в составе Ка-25 в 1972 г. Серийные Ка-25 оснащались двумя двигателями ГТД-3Ф мощностью 900 л.с., позднее – двумя ГТД-3М мощностью 1000 л.с. К настоящему времени в России вертолеты Ка-25 с вооружения сняты, однако их эксплуатация продолжается в Индии.
ГТД-350
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: PZL Жешув (Польша)
Год освоения: 1964
Применение: Ми-2
Ремонт: УЗ1А, 406 АРЗ, «Авиакон»
Малоразмерный ТВаД мощностью 400 л.с. с осецентробежным компрессором (семь осевых ступеней и одна центробежная), кольцевой КС, одноступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором ВР-2. Разрабатывался для вертолета Ми-2 с 1959 г. Летные испытания на Ми-2 проходил с 1961 г. ГИ прошел в 1963 г., серийное производство по советской лицензии в 1964 г. передано в Польшу. Эксплуатируется на серийных Ми-2 с 1965 г. В дальнейшем в Польше для модернизированного вертолета Ми-2М создана форсированная модификация ГТД-350П (1974 г., 450 л.с.). На Заводе им. Климова для проектов вертолетов Ми-2М, В-20 и Ми-20 на базе ГТД-350 разрабатывался модифицированный двигатель ГТД-550 мощностью 550 л.с., а на его базе – проекты ТВД ГТД-550ВС для самолета Ан-14М и ГТД-550С для Бе-30. Реализованы не были. Всего выпущено около 11 000 двигателей ГТД-350. В настоящее время они эксплуатируются по всему миру на вертолетах Ми-2.
Основные данные вертолетных турбовальных двигателей разработки до 1980 г.
| Д-25В | ГТД-3Ф | ГТД-350 | ТВ2-117А | ТВ3-117ВМА | Д-136 | |
| Мощность (ВЗЛ), л.с | 5500 | 900 | 400 | 1500 | 2200 | 11 400 |
| C уд (ВЗЛ), кг/л.с. ч | 0,278 | 0,30 | 0,365 | 0,265 | 0,230 | 0,198 |
| Т г, К | 1240 | 1143 | 1243 | 1150 | 1250 | 1516 |
| π к | 5,6 | 6,5 | 6 | 6,6 | 9,45 | 18,4 |
| G в, кг/с | 26,2 | 4,5 | 2,19 | 8,5 | 8,75 | 36 |
| D, мм | 572 | ... | 522 | 547 | 650 | 1124 |
| L, мм | 2737 | 2295 | 1350 | 2835 | 2055 | 3715 |
| G сух, кг | 1200 | 240 | 135 | 330 | 285 | 1077 |
| Y, кг/л.с. | 0,218 | 0,267 | 0,338 | 0,220 | 0,130 | 0,094 |
ТВ2-117
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: ПМЗ
Год освоения: 1965
Применение: Ми-8
Ремонт: ПМЗ, УЗГА, ГАРЗ
ТВаД мощностью 1500 л.с. с осевым 10-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Работает совместно с редуктором ВР-8. Система управления – гидромеханическая. Разработан в 1961 г. для вертолета Ми-8. Летные испытания на втором прототипе Ми-8 (В-8А) начаты в 1962 г. Двигатель прошел ГИ в 1964 г., запущен в серийное производство в 1965 г. Эксплуатируется на серийных вертолетах Ми-8Т, Ми-8П и их модификациях с 1965 г. Принят на вооружение в составе Ми-8Т в 1968 г. Модифицированный ТВ2-117А отличается заменой мягких покрытий в компрессоре напылением на стальные детали статора, в следующем варианте ТВ2-117АГ введено графитовое уплотнение второй опоры ротора. Малой серией выпускались форсированные двигатели ТВ2-117Ф (ГИ завершены в 1978 г.) с увеличенной до 1700 л.с. мощностью на ЧР для вертолетов Ми-8ФТ, экспортировавшихся в Японию. Для опытного вертолета Ми-8ТГ создана многотопливная модификация ТВ2-117ТГ (испытана в 1986 г.), которая могла работать на сжиженном газе, бензине, керосине и дизельном топливе. Серийный выпуск ТВ2-117 завершился в 1997 г., всего построено более 23 000 двигателей всех модификаций. В настоящее время их эксплуатация в России и многих зарубежных странах продолжается на вертолетах Ми-8Т, Ми-8АТ, Ми-8П, Ми-8ПС, Ми-8ППА, Ми-8СМВ, Ми-9 и др.
ТВ3-117
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: 1972
Применение: Ми-8МТ, Ми-17, Ми-14, Ми-24, Ка-27, Ка-29, Ка-31, Ка-32, Ми-28, Ка-50, Ка-52
Ремонт: «Мотор Сич», «Климов», 150 АРЗ, 218 АРЗ, УЗГА, ГАРЗ, ЛАРЗ
ТВаД мощностью 2200 л.с. с осевым 12-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Система управления – гидроэлектронная. Разрабатывался с 1965 г. для вертолетов Ми-24 (с редуктором ВР-24) и Ми-14 (с редуктором ВР-14). Стендовые испытания начаты в 1966 г., летные испытания на Ми-24 – в 1970 г. Войсковая эксплуатация вертолетов Ми-24А с двигателями ТВ3-117 начата в 1971 г. Двигатель прошел ГИ в 1972 г., в том же году запущен в серию в Запорожье. Первые серийные ТВ3-117 сер. 0 (выпущено около 60 экз.) устанавливались с 1972 г. на вертолеты Ми-24А, в 1973 г. производство перешло на выпуск доработанных ТВ3-117 сер. 1 (выпущено около 200 экз.), также применявшихся на Ми-24А. Последовавшие ТВ3-117 сер. 2 и их дальнейшие модификации остаются в эксплуатации по сей день. Параллельно с ТВ3-117 была создана модификация ТВ3-117М для вертолета-амфибии Ми-14, отличающаяся применением титановых лопаток компрессора и дополнительных мер антикоррозионной защиты. ТВ3-117М проходили испытания на первом В-14 с 1969 г., на серийных Ми-14 применяются с 1973 г. В дальнейшем на базе ТВ3-117 создано большое число новых модификаций для вертолетов Ми-8МТ, Ми-24, Ми-28, Ка-27, Ка-32, Ка-50 и их вариантов. Кроме того, для беспилотного самолета-разведчика «Рейс» на базе ТВ3-117 создан ТРД ТР3-117, а для самолета Ан-140 – ТВД ТВ3-117ВМА-СБМ1. Всего построено более 23 500 двигателей ТВ3-117 различных модификаций. Находятся в эксплуатации в более чем ста странах мира.
Модификации
ТВ3-117 сер. 2 (1975 г.) – ТВаД мощностью 2200 л.с. для вертолетов Ми-24 с редуктором ВР-24, первая массовая серия (выпущено около 2000 двигателей). Принят на вооружение в составе Ми-24В и Ми-24Д в 1976 г.
ТВ3-117 сер. 3 (1977 г.) – модифицированный двигатель для вертолетов Ми-24В, Ми-24Д и Ми-24П с увеличенным ресурсом. Выпускался серийно с 1977 г. Одна из самых массовых модификаций.
ТВ3-117М (1969 г.) – ТВаД мощностью 2000 л.с. (ЧР – 2225 л.с.) для вертолета-амфибии Ми-14 с редуктором ВР-14. Испытывался на опытных В-14 с 1969 г., ГИ прошел в 1975 г., выпускался серийно с 1976 г. В эксплуатации в авиации ВМФ с 1974 г. Принят на вооружение в составе Ми-14ПЛ в 1976 г., применялся также на модификациях Ми-14ПС, Ми-14БТ и др.
ТВ3-117МТ (1975 г.) – модификация ТВ3-117 мощностью 1900 л.с. для вертолета Ми-8МТ с редуктором ВР-14, проходил летные испытания в составе вертолета с 1975 г. Выпускается серийно с 1977 г. Принят на вооружение в составе Ми-8МТ в 1977 г. Широко эксплуатируется также на гражданских и экспортных версиях вертолета – Ми-8АМТ, Ми-17 и др.
ТВ3-117КМ (1973 г.) – модификация ТВ3-117М мощностью 2200 л.с. для вертолетов типа Ка-27 с редуктором ВР-252. Летные испытания на опытном Ка-252 проходил с 1973 г., ГИ прошел в 1975 г., выпускался серийно с 1976 г. На серийных вертолетах Ка-27 применяется с 1979 г., принят на вооружение в составе Ка-27 в 1981 г. Устанавливается также на вертолеты Ка-27ПС, Ка-28, Ка-29, Ка-32С, Ка-32Т и их модификации.
ТВ3-117В (1980 г.) – высотная модификация ТВ3-117 сер. 3 мощностью 2225 л.с. для вертолетов Ми-24Д, Ми-24В и Ми-24П, сохраняющая мощность при повышенных температурах воздуха и в горной местности. Выпускался серийно с 1980 г.
ТВ3-117ВК (1985 г.) – высотная модификация ТВ3-117КМ мощностью 2225 л.с. для вертолетов Ка-27, Ка-29, Ка-32 и их модификаций. Выпускался серийно с 1985 г. Поставляемые на экспорт вертолеты Ка-28 оснащались модифицированными («режимными») двигателями ТВ3-117ВКР с повышенной мощностью на номинальном и крейсерском режимах работы.
ТВ3-117ВМ (1982 г.) – модификация высотного двигателя ТВ3-117В мощностью 2000 л.с. для вертолета Ми-28 с редуктором ВР-28, отличающаяся введением автоматического ЧР (2200 л.с.) при отказе одного двигателя. Проходил летные испытания на опытных Ми-28 с 1982 г. В дальнейшем применялся также на модификациях вертолетов Ми-8МТ и Ми-17 с редукторами ВР-14 (Ми-8МТВ-1, Ми-8МТВ-2, Ми-17-1 В, Ми-172, Ми-8АМТ, Ми-171 и др.). Серийно выпускается с 1986 г. Сертифицирован АР МАК в составе вертолетов Ми-172, Ми-172А, Ми-171 и Ми-171А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Индии и КНР.
ТВ3-117ВМ сер. 02 (1993 г.) – модификация ТВ3-117ВМ мощностью 2000 л.с. (ЧР – 2200 л.с.) для гражданских вертолетов Ми-171 и Ми-172. Сертифицирован АР МАК (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Индии (1994 г.) и КНР (1999 г.). Серийно выпускается с 1993 г.
ТВ3-117ВМА (1982 г.) – модификация высотного двигателя ТВ3-117В мощностью 2200 л.с. для вертолета В-80 (Ка-50) с редуктором ВР-80. Проходил летные испытания на опытных В-80 с 1983 г. ГИ прошел в 1985 г., выпускается серийно с 1986 г. Принят на вооружение в составе вертолета Ка-50 в 1995 г. Применяется на серийных Ка-50 и опытном Ка-52. В дальнейшем стал устанавливаться также на вертолеты Ка-27, Ка-29, Ка-31 и Ка-32 с редукторами ВР-252, Ми-28Н с новым редуктором ВР-29. На поставляемых на экспорт вертолетах Ка-28 применяется модификация ТВ3-117ВМАР с повышенной мощностью на номинальном и крейсерском режимах (аналогично ТВ3-117ВКР). Сертифицирован АР МАК в составе вертолетов Ка-32А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.).
ТВ3-117ВМА сер. 02 (1993 г.) – модификация ТВ3-117ВМА мощностью 2200 л.с. (ЧР – 2400 л.с.) для вертолетов Ка-32А различных вариантов. Сертифицирована АР МАК в составе вертолетов Ка-32А (сертификат выдан 24 июня 1993 г.), а также в Канаде (в составе Ка-32А11ВС, 1998 г.) и Швейцарии. Серийно выпускается с 1993 г.
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: 1982
Применение: Ми-26
Ремонт: «Мотор Сич», «Ивченко-Прогресс», 695 АРЗ
Трехвальный ТВаД мощностью 11 400 л.с. с осевым двухкаскадным компрессором (6-ступенчатый КНД, 7-ступенчатый КВД), кольцевой КС, одноступенчатыми ТВД и ТНД, двухвальной СТ. Система управления гидроэлектронная. Разработан для тяжелого вертолета Ми-26 с редуктором ВР-26. Самый мощный вертолетный газотурбинный двигатель в мире. Стендовые испытания начаты в 1977 г., летные испытания на первом опытном Ми-26 – в 1979 г., выпускается серийно с 1982 г. Эксплуатируется на серийных вертолетах Ми-26 с 1980 г., на вооружении ВВС с 1981 г. На гражданских вертолетах Ми-26Т эксплуатируется с 1983 г.
Сертифицирован АР МАК 5 апреля 1994 г., вертолет Ми-26ТС с двумя Д-136 имеет сертификат типа, выданный 28 сентября 1995 г.
ВК-2500
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов», «Мотор Сич», ММП им. Чернышева
Год освоения: 2001
Применение: Ми-17, Ми-24, Ми-28Н, Ка-50, Ка-52
ТВаД мощностью 2400 л.с. (ЧР – 2700 л.с.) с осевым 12-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, двухступенчатой ТК и двухступенчатой СТ. Система управления – цифровая электронная, типа БАРК-78. Разрабатывался с 1994 г. под названием ТВ3-117ВМА-СБ3 как дальнейшее развитие серийного ТВ3-117ВМА с повышенной мощностью для применения на вертолетах типа Ми-17, Ми-24, Ми-28 и Ка-50. Помимо применения новой САУ отличается от прототипа новой конструкцией турбины компрессора с лопатками из жаропрочного сплава с направленной кристаллизацией, что вместе с другими усовершенствованиями позволило увеличить температуру газа перед турбиной на 30К и соответственно обеспечить прирост мощности на максимальном режиме и ЧР. Летные испытания на модернизированном вертолете Ми-24 начаты в 2000 г., в том же году два опытных двигателя поставлены фирме «Камов» для установки на вертолет Ка-50. В 2001 г. опытный вертолет Ми-17В-6 с двумя ВК-2500 прошел специальные летные испытания в горах Тибета. Двигатель ВК-2500 (ТВ3-117ВМА-СБ3) сертифицирован АР МАК 29 декабря 2000 г. Серийное производство начато в 2001 г. на Заводе им. Климова и ОАО «Мотор Сич». Серийными двигателями ВК-2500 с 2003 г. комплектуются вертолеты Ми-17В-5, а с 2006 г. и Ми-35М, поставляемые на экспорт в ряд стран. В ближайшее время предусмотрено оснащение двигателями ВК-2500 вертолетов Ка-50, Ка-52, Ми-28Н и Ми-24ПН.
РД-600В
Разработчик: НПО «Сатурн»
Изготовитель: НПО «Сатурн»
Год освоения: 2003
Применение: Ка-60
Двухвальный ТВаД мощностью 1300 л.с. (ЧР – 1550 л.с.) с осецентробежным компрессором (три осевых ступени и одна центробежная), противоточной КС, двухступенчатой турбиной компрессора с монокристаллическими лопатками, двухступенчатой свободной турбиной привода несущего винта. Оснащается встроенным пылезащитным устройством инерционного типа. Система управления цифровая двухканальная. Разрабатывался с 1989 г. для применения на вертолете Ка-60 и его модификациях. Летные испытания на опытном образце Ка-60 начаты в 1998 г. Двигатель РД-600В сертифицирован АР МАК (сертификат типа выдан 30 декабря 2003 г.). Планируется также применение на будущих серийных гражданских транспортных многоцелевых вертолетах Ка-62.
Н овые вертолетные двигатели теперь проектируются как правило сразу в двух вариантах, отличающихся направлением вывода мощности от свободной турбины. на снимке – модификация вк-3000в с выводом мощности вперед
Основные данные вертолетных турбовальных двигателей разработки после 1980 г.
| ВК-2500 | ВК-1500В | ВК-3000ВМ | ВК-3500 | ВК-800В | РД-600В | АИ-450 | |
| Мощность (ВЗЛ), л.с. | 2400 | 1600 | 2800 | 3000 | 800 | 1300 | 465 |
| Мощность (ЧР), л.с. | 2700 | 1900 | 3750 | 4000 | 1000 | 1550 | ... |
| C уд (ВЗЛ), кг/л.с. ч | 0,210 | 0,240 | 0,199 | 0,199 | 0,238 | 0,218 | 0,260 |
| Т г, К | 1300 | 1200 | 1510 | 1500 | ... | ... | ... |
| π к | 10 | 7,4 | 17 | 15,1 | ... | 12,7 | ... |
| G в, кг/с | 9,3 | 7,3 | 9,2 | ... | ... | 4 | ... |
| D, мм | 660 | ... | 640 | 685 | 580 | 740 | 515 |
| L, мм | 2055 | 1714 | 1614 | 1495 | 1000 | 1567 | 1085 |
| G сух, кг | 295 | 250 | 360 | 380 | 140 | 220 | 103 |
| Y, кг/л.с. | 0,123 | 0,156 | 0,129 | 0,127 | 0,175 | 0,169 | 0,222 |
АИ-450
Разработчик: «Ивченко-Прогресс»
Изготовитель: «Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-2А, модификации Ка-226 (проекты)
Малоразмерный двухвальный ТВаД мощностью 465 л.с. (ЧР – 550 л.с.) с одноступенчатым центробежным компрессором, кольцевой противоточной КС, сверхзвуковой одноступенчатой охлаждаемой турбиной компрессора, одноступенчатой свободной турбиной с выводом мощности через соосный вал вперед, осевым нерегулируемым выходным устройством. Система управления – двухканальная электронная с резервным гидромеханическим каналом. Создается для применения на модернизированном вертолете Ми-2А, а также на модифицированном Ка-226 (Ка-228). Стендовая отработка ведется с 2001 г. В 2003-2004 гг. планировалось начать отработку АИ-450 на модифицированном опытном вертолете Ка-226. В 2005 г. макетный образец АИ-450 был установлен на вертолет-демонстратор Ми-2А. В дальнейшем планируется создание ряда модификаций: ТВаД мощностью 450 л.с. с задним выводом вала, ТВаД АИ-450-2 с повышенной до 600-800 л.с. мощностью с выводом мощности вперед с дополнительными осевыми ступенями компрессора перед центробежной и др. Кроме того, на базе ТВаД АИ-450 разработана турбовинтовая модификация АИ-450ТП, а совместно с ОАО «Мотор Сич» создана ВСУ АИ-450-МС для самолета Ан-148.
ВК-1500В
Разработчик: «Климов»/«Мотор Сич»
Изготовитель: «Климов», «Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: модификации Ка-60, Ми-8Т/П (проекты)
Двухвальный ТВаД взлетной мощностью 1500-1600 л.с. (ЧР – 1900 л.с.) с осевым 10-ступенчатым компрессором, кольцевой КС, турбиной компрессора и свободной турбиной на соосном валу. В зависимости от варианта исполнения вывод мощности может осуществляться как назад, так и вперед. Система управления – цифровая типа FADEC с полной ответственностью и гидромеханическим резервированием. Разрабатывается на базе нового ТВД ВК-1500С с использованием узлов и агрегатов серийных ТВаД ТВ3-117ВМА и ВК-2500. По сравнению с ними у ВК-1500В уменьшено число ступеней компрессора, применены две новые ступени, новая укороченная КС, двух- опорный вал турбокомпрессора (без промежуточной третьей опоры между компрессором и турбиной). Модификация ВК-1500ВК с выводом мощности вперед предназначена для применения на вертолетах типа Ка-60 и Ка-62, а вариант ВК-1500ВМ с выводом мощности назад – для ремоторизации вертолетов Ми-8Т и Ми-8П.
ВК-3000В (ТВ7-117В)
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов», ОМО им. Баранова
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-382, Ми-383, модификации Ми-28, Ка-52 (проекты)
Двухвальный ТВаД четвертого поколения мощностью 2500-2800 л.с. (ЧР – до 3750 л.с.) с комбинированным осецентробежным компрессором (пять осевых ступеней и одна центробежная), кольцевой КС, двухступенчатой турбиной компрессора и двухступенчатой свободной турбиной с выводом мощности вперед или назад (в зависимости от модификации). Система управления – цифровая электронная типа FADEC, на базе единого блока автоматического регулирования и контроля БАРК-12 или БАРК-57 (в зависимости от модификации двигателя). Двигатель ВК-3000В (прежнее название – ТВ7-117В) разрабатывается на базе серийного ТВД ТВ7-117С, степень унификации достигает 90%. Модификация ВК-3000ВМ (взлетная мощность 2800 л.с., мощность на ЧР продолжительностью 30 мин – 3000 л.с., 2,5 мин – 3500 л.с., 30 с – 3750 л.с.) с выводом вала отбора мощности вперед предназначена для применения на модификациях вертолета Ми-38 (транспортно-пассажир- ском Ми-382 и транспортно-десантном Ми-383). Вариант ВК-3000ВК (взлетная мощность 2500 л.с., мощность на ЧР продолжительностью 30 мин – 2800 л.с.) с выводом мощности назад разрабатывается для ремоторизации вертолетов Ми-28Н, Ка-50 и Ка-52.
ВК-3500 (ТВа-3000)
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов» /«Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-382, Ми-383 (проекты)
Перспективный ТВаД пятого поколения мощностью 3000 л.с. (ЧР – до 4000 л.с.) с двухступенчатым центробежным компрессором (осевые ступени не применяются), малоэмиссионной противоточной кольцевой КС, осевыми двухступенчатыми турбиной компрессора и свободной турбиной. Конструктивной особенностью двигателя является двух- опорный вал турбокомпрессора и вывод вала отбора мощности вперед. Система управления – цифровая электронно- гидромеханическая с полной ответственностью. Двигатель ВК-3500 (первоначальное название – ТВа-3000) разрабатывается для модификаций вертолета Ми-38 (Ми-382, Ми-383). Первый экспериментальный полноразмерный двигатель построен и поступил на стендовые испытания в 2001 г. На основе уже отработанного газогенератора предполагается создание вертолетных модификаций с задним выводом мощности, а также ТВД.
ВК-800В
Разработчик: «Климов»
Изготовитель: «Климов»/«Мотор Сич»
Год освоения: после 2006
Применение: Ми-54, модификации «Ансат», Ка-226 (проекты)
Легкий ТВаД пятого поколения мощностью 800 л.с. (ЧР – до 1000 л.с.) с центробежным компрессором, малоэмиссионной КС, одноступенчатыми неохлаждаемыми осевыми турбиной компрессора и свободной турбиной. Разрабатывается для применения на перспективном легком вертолете Ми-54 и модификациях вертолетов «Ансат», Ка-226 и др. На базе ТВаД ВК-800В предполагается создание ТВД ВК-800С для легких многоцелевых самолетов. Первый опытный образец ВК-800В был впервые показан в 2005 г.
Василий Сычёв
Петербургская компания «ОДК-Климов» занялась разработкой нового двигателя для перспективных российских вертолетов. Как сообщает АвиаПорт, научно-исследовательские работы по проекту новой силовой установки уже завершены. Разработчики также сформировали концепцию нового двигателя.
В настоящее время российские вертолеты выполняют полеты с помощью турбовальных двигателей ТВ3-117 украинского производства, ВК-2500, созданных «Климовым» на базе ТВ3-117, а также российских ТВ7-117В, разработанных на базе самолетных турбовинтовых ТВ-7-117СМ для региональных самолетов Ил-114.
В частности, двигатели ВК-2500 устанавливаются на многоцелевые вертолеты Ми-8, Ми-17/171, ударные Ми-28Н, транспортно-боевые Ми-24 и Ми-35, а также корабельные Ка-27, Ка-29, Ка-31 и транспортные Ка-32. Силовые установки ТВ7-117В должны стать штатными для перспективных многоцелевых вертолетов Ми-38.
В новом двигателе для перспективных вертолетов планируется использовать некоторые новые технические решения. В частности, в конструкции силовой установки будут применяться неметаллические материалы, которые прежде в российских двигателях не использовались. Другие подробности о проекте, получившем обозначение ПДВ (перспективный двигатель для вертолета), не раскрываются.
Вероятно, в конструкции новой силовой установке в качестве неметаллических материалов могут быть использованы керамические матричные композиты. Такие материалы в новых двигателях для вертолетов, например, американские компании Honeywell и GE Aviation.
Керамические матричные композиты позволяют расширить некоторые эксплуатационные параметры деталей двигателей, особенно в части температурного режима. Они же позволяют снизить общую массу силовой установки.
Между тем, «ОДК-Климов» занимается разработкой нового турбовального двигателя ВК-2500М. Его можно будет устанавливать на новые вертолеты, а также на старые машины в рамках программы модернизации. Такой двигатель, в частности, на перспективный скоростной вертолет, разработка которого ведется для Министерства обороны России.
По заявлению разработчиков, в ВК-2500М не будет практически ничего общего с двигателями серии ВК-2500. Он будет выполнен модульным с возможностью быстрой замены узлов в случае модернизации или ремонта. Использование новых материалов позволит добиться снижения массы при высокой мощности силовой установки.
Кроме того, ВК-2500М будет более надежным по сравнению со многими другими вертолетными двигателями. Эта силовая установка будет допускать эксплуатацию по фактическому состоянию, а не по ресурсу, как у большинства современных двигателей.
Как ожидается, новый модульный двигатель будет оснащен и электронно-цифровой системой управления с полной ответственностью (FADEC). Такая система позволяет существенно облегчить управление вертолетом благодаря тому, что она полностью отвечает за регулирование впрыска топлива, подачу воздуха, зажигание и управление некоторыми другими параметрами работы силовой установки.
Василий Сычёв
Отечественное вертолетостроение пока не может отказаться от украинских двигателей.
Первые вертолётные двигатели, полностью собранные из российских комплектующих, стали производиться у нас только в 2014 году. Лишь тогда хотя бы для нужд российской армии вертолеты стали собираться полностью из отечественных комплектующих. Но в целом отечественное вертолетостроение еще несколько лет не сможет обходиться без украинских моторов. И хотя программа импортозамещения в отечественном вертолетостроении как будто развивается еще с 2005 года, а на Украине с августа 2014 действует запрет на поставку в Россию товаров военного и двойного назначения, украинская компания «Мотор Сич» продолжает активно сотрудничать с российскими предприятиями. Двигатели для российских вертолетов компания продолжает поставлять как напрямую, так и по «серым схемам» через Белоруссию.
Поручение президента России Владимира Путина, а за тем и два поручения правительства РФ, предписывающие организовать полный цикл производства вертолётных двигателей на территории России, последовали еще в 2005 году вскоре после оранжевой революции на Украине. На тот момент 95 % российских вертолётов оснащались двигателями украинской корпорации «Мотор Сич». Остальные 5% двигателей собирались на российских заводах из украинских комплектующих. Однако и через пять лет после президентских поручений — к 2010 году в стране было освоено лишь 30% от полного цикла производства этих двигателей.
Лишь с осени 2014 года холдинг «Вертолёты России» отчитался о том, что начал отгружать в воинские части ВВС РФ вертолеты с двигателями российского производства. На серийное же производство двигателей ТВ7-117В удалось выйти лишь к лету 2016 года. Но и до сих пор предприятия холдинга продолжают устанавливать украинские агрегаты на коммерческие и гражданские вертолёты, и кажется «Вертолёты России» не очень спешат вытеснять украинских конкурентов с российского рынка.
Кстати, в том же 2014 году в России было выпущено 300 вертолетов, на которых было установлено не менее 600 двигателей производства компании «Мотор Сич». В 2015 году «Мотор Сич» поставил на российские предприятия более 250 двигателей типа ВК-2500 и ТВ3-117 различных модификаций, что составило больше половины экспорта предприятия.
В целом, как рассказывает владелец и глава «Мотор Сич» Вячеслав Богуслаев, «Российские заказы это 40% наших объемов. Из 1000 двигателей ежегодно поставляется в Россию - 400 двигателей: 200 напрямую, а 200 через фирму Климова».
ЗАО «Двигатели «Владимир Климов - Мотор Сич» (украинской компании в ней принадлежит 20%) используется для обхода украинских санкций и занимается поставкой украинских двигателей в Россию для выполнения уже заключенных контрактов, несмотря на действующие ограничения.
Кроме того, «дочка» российско-украинских родителей активно участвует в модернизации и ремонте украинских двигателей, использующихся в России. В частности, весной прошлого года ЗАО «Двигатели» Владимир Климов - Мотор Сич» получило контракт на ремонт авиадвигателей от Управления авиации ФСБ России стоимостью 11 900 000 рублей. Аналогичные заказы ЗАО выполняет практически на всех российских авиаремонтных заводах.
Не замечать контрабандной активности «Мотор Сич» на Украине позволяют не только «дочерние» усилия ЗАО, но и иные схемы. Так, например, «Мотор Сич» создала в России несколько технических центров, таких как, ООО «Борисфен-Авиа» или ООО «Авиаремонт-МС», которые ремонтируют до половины от общего объема двигателей украинского происхождения эксплуатирующихся в России.
А вот основные поставки новых двигателей в объеме около 400-600 штук в год Вячеслав Богуслаев осуществляет через Белоруссию, где у «Мотор Сич» есть еще одна дочка на базе Оршанского авиаремонтного завода. Как отмечает сайт «Русский Викиликс», именно через Белоруссию осуществляются партнерские контакты «Мотор Сич» с «МВЗ им. М.Л. Миля», входящего в холдинг «Вертолеты России», и с заводами-изготовителями — «Казанский вертолетный завод», «Роствертол», распложенный в Ростове-на-Дону. Отмечается, что использование белорусского предприятия не только позволяет обходить санкционные запреты, но и уходить от таможенных платежей: через Белоруссию «Мотор Сич» продает в Россию двигатели в обход существующей 20% импортной пошлины.
Как полагает «Русский Викиликс» от полного вытеснения «Мотор Сич» с российского рынка в рамках импортозамещения Вячеслава Богуслаева спасает дружба с советником Президента РФ по вопросам региональной и экономической интеграции, уроженцем Запорожья Сергеем Глазьевым. Кроме того, Богуслаев оказался меценатом Валаамского монастыря. Его предприятие оплатило изготовление и установку здесь скульптуры Божьей Матери и памятника Андрею Первозванному. Благодаря этому Богуслаев попал на памятную службу, проводившуюся Патриархом Всея Руси Кириллом, в память о чудотворцах Сергие и Германе, на которой присутствовал президент РФ Владимир Путин.
Издание считает , что этот факт свидетельствует о благосклонности российского руководства по отношению к Богуслаеву, и объясняет, почему оно не слишком активно вытесняет запорожского производителя с российского рынка, закрывая глаза на его «серые схемы» поставок в Россию.
Хотя специалисты отмечают, что «Мотор Сич» в любом случае еще с десяток лет будет обеспечен на российском рынке устойчивым спросом если даже не на новые двигатели для вертолетов, то на услуги по ремонту. А вот сам запорожский холдинг вытесняет российских производителей с китайского рынка, заключая здесь контракты на обслуживание, ремонт и поставку двигателей для эксплуатирующихся в стране вертолетов российского производства. Кроме того, запорожцы выступают с программой модернизации старых Ми-2 и Ми-8 в странах Азии и Африки, выступая здесь прямыми конкурентами тех же «Вертолетов России».
Кроме того, в отрасли отмечается, что пока Россия не может полностью преодолеть и свою зависимость от «Мотор Сич» в сфере поставок двигателей для крылатых ракет и ряда самолетов. И случись Порошенко сейчас, на фоне очередного охлаждения отношений жестче закрутить санкционный контроль, российская оборонка в полной мере почувствует на себе всю степень зависимости от запорожских двигателей.
Авиационные газотурбинные двигатели, предназначенные для вертолетов и самолетов, как гражданских, так и военных, способные работать в экстремальных условиях, пожалуй, самая сложная с технической и организационной точки зрения продукция, выпускаемая российской промышленностью. На сегодняшний день всего шесть стран компетентны в вопросах двигателестроения: это США, Канада, Франция, Великобритания, Россия и Украина. До недавнего времени два последних государства упоминались в плотной и неразрывной связке, которая сегодня трещит по швам.
Чужие сердца
Самая сложная деталь двигателя – это рабочие лопатки, некоторые из них совсем крошечные, размером с мизинец. Тот, кто умеет делать лопатки – а это значит «придумать, нарисовать, изготовить, испытать и вывести в массовое производство», – тот умеет создавать авиационные двигатели. «Климов» – умеет. Именно от этого элемента, который тщательно шлифуется с микронной точностью на несоразмерных ему огромных станках, зависит мощность готового «изделия». На сегодняшний день самый массовый двигатель, выпускаемый предприятием, имеет 2,5 тыс. лошадиных сил и вполне сравним по основным техническим параметрам с другими лидерами рынка из Европы и США. Это ВК-2500, который устанавливается на большинстве вертолетов отечественного парка: «Аллигатор», «Ночной охотник», знаменитые Ми-24 и Ми-35, способные работать в самых тяжелых условиях и стоящие на вооружении ВВС России.
Советский конструктор Владимир Климов, именем которого назван завод, начал разрабатывать турбореактивные двигатели для реактивных самолетов во время Великой Отечественной войны. Сегодня исполнительный директор АО «Климов» Александр Ватагин уверен, что завод при необходимости сможет закрыть потребности всего мирового рынка двигателей
АРХИВ «эксперт с-з»
До 2014 года вся эта техника комплектовалась моторами украинской компании «Мотор-Сич» из Запорожья, однако затем резкое обострение политических отношений между нашими странами поставили налаженную десятилетиями производственную кооперацию на грань полной ликвидации. Указом президента Украины Петра Порошенко запрещены все поставки двигателей в Россию, предназначенные для использования в боевой авиации. Для обеспечения национальной безопасности политическим руководством нашей страны перед «Климовым» была поставлена задача – в короткие сроки преодолеть зависимость от украинских поставок.
Прародитель ВК-2500, газотурбинный двигатель ТВ3-117, разработанный на заводе им. Климова, исторически серийно изготовлялся в Запорожье на «Мотор-Сич». Впрочем, там он производится и до сих пор, и если поставить рядом два моторкомплекта (заготовки для двигателей), то мало кто даже из специалистов найдет отличия. В доконфликтный период в кооперации с заводом им. Климова был налажен серийный выпуск уже непосредственно самого ВК-2500: ТВ3-117, приходящий на завод, разбирали, дооборудовали, оснащали необходимыми компонентами и получали на выходе более мощный и совершенный двигатель.
Потребность в этих двигателях сегодня исчисляется не десятками – сотнями, их требуется около 400-500 в год, учитывая и нужды Минобороны, и экспортные поставки.
«К 2017 году мы должны собирать 350 двигателей, наращивая дальнейшее производство», – таково прозвучавшее около года назад официальное заявление генерального конструктора Объединенной двигателестроительной корпорации (холдинг, объединяющий все двигателестроительные заводы страны, включая ЗиК) Валерия Гейкина. Тогда предприятие на собственных мощностях способно было выпустить около 50 моторов, сейчас же эта цифра уже перевалила за сотню. В огромных цехах «Климова» висят большие плакаты с размашистой подписью «500 двигателей в год к 2017 году!» с президентом Владимиром Путиным на фоне российского флага с цитатой.
«Во времена Советского Союза это был общий организм, и, разорвав страну, сложно разорвать эти теснейшие связи, – комментирует исполнительный директор АО «Климов» Александр Ватагин. – Тем более что рынок один. Украине некуда грузить свою продукцию, кроме как в Россию, ведь в Европе никто не ждет чужие моторы, у них там свои есть. Моторы надо ставить на собственные вертолеты и самолеты, которых у наших соседей нет. В перспективе мы можем закрыть весь рынок – однако мировая практика говорит, что в век глобализации сосредотачивать все у себя не совсем правильно. Но нынешняя ситуация такова, что надо думать о безопасности страны и иметь у себя полный набор всех компетенций».
Стальные «первенцы»
Во времена СССР «Климов» был конструкторским бюро с опытным производством, а серийные заводы, которые производили массово технику этого конструкторского бюро, находились в Запорожье (вертолетные двигатели), Москве (двигатели РД-33 для истребителей МиГ-29) и других городах и странах соцлагеря. После первой «оранжевой революции» начался курс на восстановление и наращивание собственного промышленного потенциала, и завод им. Климова занял особое место в этой программе. Уже более 10 лет Россия пытается нагнать общемировой тренд или хотя бы присоединиться к нему – создавать у себя узкоспециализированные центры технологических компетенций.
Потребность в двигателях составляет около 400-500 в год, учитывая и нужды Минобороны, и экспортные поставки. Этих объемов завод планирует достичь к 2017 году
«Первые шаги по импортозамещению поставок комплектующих были предприняты еще несколько лет назад, в декабре 2012 года у нас на заводе была собрана первая версия российского двигателя, но не были закрыты некоторые вопросы. За эти годы было опробовано несколько схем импортозамещения. Шишек набито было море, – отмечает Александр Ватагин. – Сегодня мы имеем несколько десятков предприятий, которые участвуют в производстве российского двигателя ВК-2500. То, что мы решали раньше с Украиной, теперь закрываем в сотрудничестве с российскими производителями. Это, например, Уфимское моторостроительное объединение, московский завод им. Чернышева, Казанское моторостроительное объединение. В этих работах также участвует большое количество небольших предприятий, в том числе петербургских: «Агат», «Трио», – их очень много».
Как утверждает руководство завода, в 2015 году предприятие предоставило первые внятные результаты: постановка на производство двигателя ВК-2500, разработка и серийный выпуск блока автоматического управления двигателем БАРК-88 на истребители МиГ-29 вместо системы с украинским изделием БПК-88. Новым климовским двигателем ТВ7-117В удалось заместить канадский двигатель производства Pratt&Whitney, которым планировалось укомплектовать отечественную новинку – вертолет Ми-38.
«Первенцев» импортозамещения предприятие продемонстрировало рынку на авиакосмическом салоне «МАКС» в 2015 году: пилотажная группа ВВС России «Стрижи» на МиГ-29 оценила российский блок управления двигателем БАРК-88. Там же, в Жуковском, был получен сертификат на собственный двигатель ТВ7-117В.
Кооперация внутренних производителей и поставщиков, о необходимости которой в разных отраслях заявляет государство, на практике сталкивается с целым рядом проблем. Одна из них – низкая информированность внутри отраслей, которая при предыдущих условиях работы не особо мешала, так как острой необходимости в поиске именно отечественных партнеров не возникало, и большинство предпочитало проверенные западные технологии. Кроме того, не каждое предприятие имеет у себя военную приемку и ряд необходимых лицензий. И даже их наличие не гарантирует заключение контракта с оборонным предприятием.
«Только та страна обладает собственным современным авиастроением, которая может производить самостоятельно двигатели и крылья. Наша страна такую способность доказала на примере создания двигателя ПД-14 и целиком проекта гражданского магистрального авиалайнера МС-21, – с гордостью говорит Александр Ватагин. – Однако имеются проблемы взаимодействия между предприятиями. Кооперацию надо тщательно выстраивать. При этом должна быть выстроена цепочка контроля качества, утверждены современные стандарты, налажено технологическое взаимодействие». Генеральный директор инжиниринговой компании «Нева Технолоджи» Вячеслав Якунин так комментирует сложившуюся ситуацию: «Все участники кооперационных цепочек должны действовать в рамках единых методик, документов и инструментария. Это устранит риск бесконечных споров по вопросам качества между большим числом участников кооперационного производства».
В поисках партнеров
Для того чтобы выпустить один двигатель, нужно в среднем девять месяцев многоступенчатого процесса, кульминация которого наступает в сборочном цехе – огромной производственной площадки на окраине Петербурга, куда в 2014 году без остановки производства переехал двигателестроительный завод. Сейчас идет дальнейшая модернизация: обновляется парк оборудования, реконструируется испытательная база. На собственных мощностях в кооперации с другими российскими партнерами заводу им. Климова удается производить около сотни двигателей в год: «Крупные результаты будут только в 2017 году. И не потому, что кто-то плохо работает или ленится: все процедуры регламентны, это специфика производства сложных продуктов. Можно иметь отличный продукт, но, чтобы его защитить и отправить в эксплуатацию, необходимо, чтобы отраслевые институты дали заключения по всем изменениям, и надо понимать, что внести все изменения один в один невозможно, равно как создать полностью аналогичный предыдущему механизм. Нужно согласование множества инстанций. А ведь есть еще и деньги – насколько это вообще будет рентабельно для всех участников кооперации», – обрисовывает задачи Александр Ватагин.
«Говоря об Украине, следует иметь в виду, что они не обладают никакими уникальными технологиями. Более того, все, что они имеют, – это старое советское наследство 80-х годов. Ничего нового, никакого нового научно-технического задела за время своей жалкой независимости это несостоявшееся государство не создало. Среди прочего это означает, что, когда сегодня в России прилагаются усилия по импортозамещению украинской продукции, в идеале надо не просто воспроизводить производство изделий, созданных на технологиях и технических решениях тридцатилетней давности, а делать это сразу на современном технологическом уровне», – считает директор Центра анализа стратегий и технологий Руслан Пухов.
Современные технологии все меньше становятся привязанными к геолокации, и все меньше потребности у стран иметь на своей территории производства полного цикла. России, по словам специалистов, есть смысл искать партнеров в Азиатско-Тихоокеанском регионе, среди тех, кто не входит в контур влияния США и Евросоюза, обладает хорошими денежными возможностями и наукоемкостью. Среди потенциальных партнеров – Южная Корея, Сингапур, ряд других государств.
В вечном движении к идеальному двигателю
Предприятие основано в 1914 году в Санкт-Петербурге как акционерное общество «Русский Рено» для производства автомобилей и авиационных двигателей. Во время Великой Отечественной войны завод, эвакуированный через некоторое время в Уфу, выпускал поршневые двигатели серии ВК-100 разработки известного советского конструктора Владимира Климова, на которых летало 90% истребительной авиации: Як-3, Як-9, Пе-2, ЛаГГ-3. Завод занимался производством узлов для минометов «Катюша», ремонтом авиационных двигателей.
В 1946 году в Ленинграде было создано Опытно-конструкторское бюро во главе с Владимиром Климовым, которое занималось разработкой турбореактивных двигателей для реактивных самолетов (МиГ-15, МиГ-17). В первые послевоенные годы здесь с успехом адаптировали и усовершенствовали зарубежные реактивные технологии. В конструкторском бюро был спроектирован первый крупносерийный турбореактивный двигатель отечественного производства ВК-1.
С 60-х годов «визитной карточкой» завода стали силовые установки для вертолетов. Известность и славу климовским конструкторам принесли прорывные изделия, опередившие разработки мировых конкурентов, – вертолетный двигатель ТВ3-117, давший начало целой серии двигателей данного класса и устанавливающийся на большинство отечественных вертолетов среднего класса – Ми-17/24, Ка-31/32, Ка-50/52, газотурбинный двигатель для легендарного танка Т-80, реактивный двигатель РД-33 для истребителей четвертого поколения МиГ-29.
Сейчас завод «Климов» (с 2009 года входящий в состав Объединенной двигателестроительной корпорации) занимается разработкой, производством и сервисным обслуживанием турбовальных двигателей для вертолетов, а также турбореактивных двигателей для истребительной авиации. В настоящее время вертолеты с силовыми установками на базе двигателей семейства ТВ3-117 эксплуатируются более чем в 60 странах мира, ими оснащено более 90% вертолетного парка России, в том числе они эксплуатируются в составе спецотряда ГТК «Россия» на вертолетах Президента РФ. АО «Климов» выпускает вертолетные двигатели семейства ТВ3-117/ВК-2500 для вертолетов типа Ми-8/17, Ми-28НЭ, Ми-24/35, Ка-27/29/31, Ка-32, а также двигатели ТВ7-117В для новейшего вертолета Ми-38. Ведется разработка двигателей семейства ТВ7-117С для самолетов Ил-112 и ИЛ-114. Осуществляется конструкторское сопровождение двигателей РД-33 для самолетов МиГ-29, РД-33МК для самолетов МиГ-35, РД-93 для китайских самолетов JF-17, а также ремонт и сервисное обслуживание изделий собственной разработки.
Двигатель вертолета служит для вращения несущего винта. Если на вертолете имеется несколько несущих винтов, то они могут приводиться во вращение от одного общего двигателя или каждый от отдельного двигателя, но так, чтобы вращение винтов было строго синхронизировано.
Назначение двигателя на вертолете отличается от назначения двигателя на самолете, автожире, дирижабле, так как в первом случае он вращает несущий винт, посредством которого создает как тягу, так и подъемную силу, в остальных же случаях он вращает тянущий винт, создавая только тягу «ли силу реакции газовой струи (на реактивном самолете), также дающей только тягу.
Если на вертолете установлен поршневой двигатель, то в его конструкции должен быть учтен ряд особенностей, присущих вертолету.
Вертолет может летать при отсутствии поступательной скорости, т. е. висеть неподвижно относительно воздуха. В этом случае отсутствует обдув и охлаждение двигателя, водо-радиатора и маслорадиатора, в результате чего возможен перегрев двигателя и выход его из строя. Поэтому на вертолете целесообразней применять двигатель не водяного, а воздушного охлаждения, так как последний не нуждается в тяжелой и громоздкой системе жидкостного охлаждения, для которой на вертолете потребовались бы очень большие поверхности охлаждения.
Двигатель воздушного охлаждения, обычно устанавливаемый на вертолете в туннеле, должен иметь привод для вентилятора принудительного обдува, который обеспечивает охлаждение двигателя на режиме висения и при горизонтальном полете, когда скорость относительно невелика.
В этом же туннеле устанавливается маслорадиатор. Регулировка температуры двигателя и масла может осуществляться путем изменения величины входного или выходного отверстий туннеля при помощи подвижных заслонок, управляемых из кабины летчика вручную или автоматически.
Авиационный поршневой двигатель обычно имеет номинальное число оборотов порядка 2000 в минуту. Понятно, что полное число оборотов двигателя на винт передавать нельзя, так как при этом концевые скорости лопастей будут настолько велики, что вызовут возникновение скоростного срыва потока. Из этих соображений число М на концах лопастей должно быть не более 0,7-0,8. Кроме того, при больших центробежных силах несущий винт был бы тяжелой конструкции.
Подсчитаем, какова величина максимально допустимых оборотов несущего винта диаметром в 12 м, при которых число М концов лопастей не превышает 0,7 для высоты полета в 5000 м при скорости полета в 180 км/час,
Итак, двигатель для вертолета обязательно должен иметь редуктор с высокой степенью редукции.
На самолете двигатель всегда жестко соединен с винтом. Прочный, малого диаметра цельнометаллический винт легко выдерживает рывки, сопровождающие запуск поршневого двигателя, когда он резко набирает несколько сот оборотов. Винт вертолета, имеющий большой диаметр, далеко разнесенные от оси вращения массы п, следовательно, большой момент инерции, не рассчитан на резкие переменные нагрузки в плоскости вращения; при запуске может произойти повреждение лопастей от пусковых рывков.
Поэтому необходимо, чтобы в момент запуска несущий винт вертолета был отсоединен от двигателя, т. е. двигатель должен запускаться вхолостую, без нагрузки. Обычно это осуществляется введением в конструкцию двигателя фрикционной и кулачковой муфт.
Перед запуском двигателя муфты должны быть выключены, при этом вращение вала двигателя на несущий винт не передается.
Однако без нагрузки двигатель может развить очень большие обороты (дать раскрутку), которые вызовут его разрушение. Поэтому при запуске до включения муфт нельзя полностью открывать дроссельную заслонку карбюратора двигателя и превышать установленное число оборотов.
Когда двигатель уже запущен, необходимо соединить его с несущим винтом посредством фрикционной муфты.
В качестве фрикционной муфты может служить гидравлическая муфта, состоящая из нескольких металлических дисков, покрытых материалом, обладающим высоким коэффициентом трения. Часть дисков соединена с валом редуктора двигателя, а промежуточные диски соединены с приводом главного вала к несущему винту. До тех пор, пока диски не сжаты, они свободно проворачиваются относительно друг друга. Сжатие дисков осуществляется поршнем. Подача масла с высоким давлением под поршень заставляет поршень передвигаться и постепенно сжимать диски. При этом крутящий момент от двигателя передается на винт постепенно, плавно раскручивая винт.
Счетчики оборотов, установленные в кабине, показывают числа оборотов двигателя и винта. Когда обороты двигателя и винта равны, это означает, что диски гидравлической муфты плотно прижаты друг к другу и можно считать, что муфта соединена по типу жесткого сцепления. В этот момент может быть плавно (без рывков) включена кулачковая муфта.
Наконец, для обеспечения возможности самовращения, несущего винта надо, чтобы винт автоматически отключался от двигателя. До тех пор, пока двигатель работает и вращает винт, кулачковая муфта находится в зацеплении. При отказе же двигателя его обороты быстро уменьшаются, но несущий винт некоторое время по инерции продолжает вращение с тем же числом оборотов; в этот момент кулачковая муфта выходит из зацепления.
Несущий винт, отсоединенный от двигателя, может продолжать затем вращение на режиме самовращения.
Полет на режиме самовращения с учебными целями производится при выключенном двигателе или при работающем двигателе, в последнем случае обороты его уменьшаются настолько, чтобы винт (с учетом редукции) делал большее число оборотов, чем коленчатый вал двигателя.
После посадки вертолета обороты двигателя сначала уменьшаются, выключается муфта сцепления, а затем останавливается двигатель. При стоянке вертолета винт всегда должен быть заторможен, иначе он может начать вращаться от порывов ветра.
Мощность двигателя вертолета расходуется на преодоление сопротивления вращения несущего винта, на вращение рулевого винта (6-8%), на вращение вентилятора (4-6%) и на преодоление потерь в трансмиссии (5-7%).
Таким образом, несущий винт использует не всю мощность двигателя, а только часть ее. Использование винтом мощности двигателя учитывается коэффициентом, который показывает, какую часть мощности двигателя использует несущий винт. Чем выше этот коэффициент, тем более совершенна конструкция вертолета. Обычно = 0,8, т. е. винт использует 80 % мощности двигателя:
Мощность поршневого двигателя зависит от весового заряда воздуха, всасываемого в цилиндры, или от плотности окружающего воздуха. В связи с тем, что с поднятием на высоту плотность окружающего воздуха уменьшается, постоянно падает также мощность двигателя. Такой двигатель носит название невысотного. С поднятием на высоту 5000-6000 м мощность такого двигателя уменьшается примерно вдвое.
Для того чтобы до определенной высоты мощность двигателя не только падала, а даже увеличивалась, на магистрали всасывания воздуха в двигатель ставят нагнетатель, повышающий плотность всасываемого воздуха. За счет нагнетателя мощность двигателя до определенной высоты, называемой расчетной, возрастает, а затем падает так же, как у невысотного.
Нагнетатель приводится во вращение от коленчатого зала двигателя. Если в передаче от коленчатого вала к нагнетателю имеются две скорости, причем при включении второй скорости увеличиваются обороты нагнетателя, то с поднятием на высоту можно дважды обеспечивать повышение мощности. Такой двигатель имеет уже две расчетные высоты.
На вертолетах, как правило, устанавливаются двигатели с нагнетателями.