«Двигатель второго этапа» для ПАК ФА начинает жить

Россия продвинулась еще на один шаг в создании уникального инженерного продукта – «двигателя второго этапа» для новейшего истребителя Т-50. Произвести такое изделие в чем-то даже сложнее, чем космический корабль, и делать это умеют только считаные страны в мире. Во многом благодаря именно новому двигателю российский Т-50 сможет конкурировать с американским F-22.

В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки состоялся первый запуск стендового образца «изделия 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА (Т-50).

«В Опытно-конструкторском бюро имени Люльки (Москва, филиал ПАО «УМПО») состоялся первый запуск стендового образца двигателя-демонстратора «изделие 30» – двигателя второго этапа для истребителя ПАК ФА, в подтверждение чему приводится соответствующий плакат», – говорится в блоге bmpd, выходящем под эгидой Центра анализа стратегий и технологий (Центр АСТ) в «Живом Журнале». Блогеры уточняют, что запуск состоялся 11 ноября, и ссылаются на информацию с веб-ресурса paralay.iboards.ru.

Буквально в начале сентября стало известно, что этот двигатель (так называемое изделие 30) готов «в металле». Теперь начались стендовые испытания. Буквально месяц назад были названы планы по старту полетных испытаний нового двигателя, важнейшего и уникального инженерного сооружения. Гендиректор Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) Александр Артюхов заявил, что двигатель второго этапа для ПАК ФА должен приступить к испытаниям в составе комплекса только в четвертом квартале 2017 года. Остальные работы по двигателю ПАК ФА, по его словам, будут развернуты в период с 2018 по 2020 год с прохождением госиспытаний в 2020 году.

Переходная ступень

Единственная страна, которая имеет в своем арсенале истребитель пятого поколения (и соответствующие двигатели для него), – это США. И Россия намерена стать второй страной, имеющей двигатель такого высокого класса. Именно отсутствие нового современного двигателя было одним из аргументов тех, кто отказывался называть истребитель Т-50 машиной пятого поколения.

Сейчас ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации) оснащают так называемым двигателем первого этапа, который является промежуточным звеном. Двигатель первого этапа – это также значительное достижение. Однако он является всего лишь модернизированным агрегатом, в котором были опробованы ряд современных наработок. Создание подобного промежуточного звена – обычная поэтапная работа, характерная для любых высокотехнологичных продуктов.

«В Советском Союзе многие перспективные самолеты взлетали на двигателях от предшественников, на переходных движках. Это было нужно, чтобы начать испытания и отрабатывать узлы, не зависящие от двигателя. Однако выполнение всех требований, предъявляемых истребителю пятого поколения, возможно только при использовании двигателя второго этапа», – говорит главный редактор «Авиапорта» Олег Пантелеев.

Создание двигателя второго этапа эксперт оценивает крайне высоко.

«Это означает, что российская авиационная наука и промышленность совершит качественный переход. Были заявления, что двигатель второго этапа по своим характеристикам не будет уступать тем, что стоят на американском F-22. Надеюсь, что это состоится», – говорит Олег Пантелеев.

Уникальность инженерного чуда

По понятным причинам детальной информации о конструктивных решениях, примененных в двигателе, нет. Однако предъявляемые к нему требования известны.

Во-первых, это определенный уровень энерговооруженности – возможность совершать длительные полеты на сверхзвуковой скорости без форсажа. Сейчас истребители ходят на крейсерской скорости (дозвуковой), а на сверхзвук переходят только на форсаже. Переход на сверхзвук без форсажа дает принципиально новые боевые возможности. По различным оценкам, двигатель второго этапа (тип 30) эффективнее, чем двигатель АЛ-41Ф1 (тип 117), на 20–25%.

Во-вторых, это повышенные удельные показатели, в частности, тяги, приходящейся на единицу массы двигателя.

В-третьих, повышенное требование к обеспечению малой заметности различного диапазона.

«Плюс высокая надежность, контролепригодность благодаря встроенной мощной системе диагностики. Наконец, некоторое упрощение конструкции, то есть меньшее количество узлов и меньшие в пересчете на тягу габариты», – добавляет Пантелеев.

Все дело в лопатках

Исторически в создании двигателей большой тяги для истребителей преуспели только две державы – СССР и США. В этой гонке выигрывала то одна, то другая сторона. При этом догнать Россию и США до сих пор так никому и не удалось, хотя, безусловно, многие страны пытались и тратили на это огромные усилия. Например, китайцы хотели сделать подобный двигатель для своего аналога истребителя Су-30.

«Китайские разработки в значительной степени ориентировались на доступный им уровень технологий, который они могли изучить на поставляемых в Китай самолетах. Другими словами, что подсмотрели, то и смогли воспроизвести. Причем, судя по некоторым замечаниям, вопрос обеспечения надежности и высокого ресурса двигателей в полной мере решить китайской стороне так и не удалось», – уверяет Олег Пантелеев.

«Невозможно получить те же параметры, просто скопировав внешние размеры и облик. Если раньше достаточно было тщательно обмерить и сделать продукт по таким же чертежам, то сегодня и материалы, и технологии изготовления деталей из этих материалов позволяют на десятки процентов, а иногда и в разы изменить характеристики узла. Плюс нанесение различного рода покрытий. Все это является большой тайной и предметом серьезных научных изысканий российских и американских производителей», – добавляет собеседник.

Например, одной из уникальных разработок российских инженеров для двигателя второго этапа являются композитные металлокерамические лопатки турбины. Они сделаны из особо жаропрочных сплавов и имеют крайне сложную конструкцию. Воссоздать такой элемент, просто увидев и скопировав двигатель, конечно, нельзя. Секрет не только в составе уникальных сплавов, который узнать несложно, но и в технологии литья. В советское время преподаватели авиационных вузов полушутя обещали студентам Ленинскую премию, если они придумают, как повысить термостойкость лопаток турбины на 100 градусов. От этого параметра напрямую зависит эффективность двигателя.

Известно, что из уникальных разработок кроме лопаток двигателя используется также т. н. плазменная форсажная камера (система зажигания), которая обеспечивает высокую надежность розжига пламени в форсажной камере на больших высотах. Иными словами, это позволяет осуществлять бескислородный запуск двигателя на больших высотах, что повышает выживаемость истребителя.

Также мотор будет иметь хорошие характеристики по газодинамической устойчивости. «Это позволит самолету выполнять все без исключения маневры, включая фигуры высшего пилотажа», – поясняет Пантелеев.

Двигатель второго этапа также получит высокую приемистость, что позволит, принимая оперативно решения о выполнении того или иного маневра, повышать тягу до требуемых значений. Наконец, для него будет использована полностью цифровая система управления, имеющая при этом высочайшую степень надежности и безотказности.