6 ноября состоялось открытие 12-го авиасалона в Чжухае. В воздушном шоу в тот день впервые был показан испытательный образец истребителя с векторным управлением J-10В китайского производства. Он выполнил такие фигуры высшего пилотажа, как кобра Пугачева, поворот на 180 градусов, падающий лист, что доказало успешное освоение Китаем технологий, связанных с двигателями на векторном управлении и его стремительное продвижение в сфере авиационных двигателей.
Заслуживают внимания также и двигатели зарубежного производства, представленные на выставке. В авиасалоне в очередной раз совместно приняли участие Пекинская компания, занимающаяся инвестициями в авиастроительной сфере ООО «Тянцзяо», Чунцинская компания по производству авиадвигателей, принадлежащая «Тянцзяо», а также знаменитая Украинская компания АО «Мотор Сич». В выставочном зале для них был отведен отдельный павильон номер 6, в котором были представлены четыре авиадвигателя, разработанные АО «Мотор Сич», в том числе: турбовентиляторные двигатели АИ-25ТЛК с малой степенью двухконтурности, вертолетные двигатели ТВ3-117ВМА-СБМ1В, турбовентиляторный двигатель Д-436-148ФМ, а также турбовинтовые двигатели МС-500В-C.
Необходимость сотрудничества с зарубежными компаниями для Китая заключается в том, что сфера авиационных двигателей весьма обширна. В последние годы Китаю удалось добиться в ней определенных успехов, однако, этого все же недостаточно, чтобы догнать уровень других стран. АО «Мотор Сич» — крупная компания в сфере производства авиадвигателей, унаследовавшая советские технологии. Учитывая опыт, накопленный данной компанией, Китаю есть чему у нее поучиться.
Турбовентиляторный двигатель Д-436-148ФМ
Что касается четырех моделей авиадвигателей, представленных компанией «Мотор Сич», то, как многие могли заметить, двигатель АИ-322 подходит для установки в учебно-боевой самолет (AJT) L-15, а двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В может использоваться в вертолетах Ми-8/17 и Ка-28/31, которые в больших количествах применяются в НОАК. Однако, по мнению автора статьи, самым значимым среди этих двигателей является ничем не примечательный с виду турбовентиляторный двигатель Д-436-148ФМ, используемый в гражданских самолетах.
В отличие от авиадвигателей, которые Китай выпускал до настоящего момента, у двигателя Д-436 трехкаскадный компрессор. Отличие двигателя с трехкаскадным компрессором от турбовентиляторного двигателя с двухкаскадным компрессором заключается не в том, что система вентиляторов в нем крепится непосредственно к ротору каскада низкого давления, а в том, что прибавляется еще один специальный ротор, соединенный с турбиной, привод которой и приводит вентилятор в действие.
Иными словами, в трехкаскадном двигателе установлены три соосных ротора: центральная турбина низкого давления, которая вращается на низкой скорости и приводит в движение вентилятор, снаружи установлена турбина высокого давления, которая вращается на большой скорости и приводит в движение компрессор высокого давления.
В отличие от турбовентиляторного двигателя с двухкаскадным компрессором, три ротора могут работать отдельно на оптимальной скорости, что позволяет сократить количество роторов, лопастей и регулируемых лопастей. Из-за уменьшения количества роторов, сокращается их длина, увеличивается твердость и снижается изнашиваемость. Все это эффективно сокращает потребление топлива, а, следовательно, повышает эксплуатационные характеристики данного двигателя.
Когда речь заходит о двигателе с трехкаскадным компрессором, многим на ум может прийти двигатели «Эр-би211» (RB211) и «Ролс-Ройс Трент» (Rolls-Royce Trent), разработанные в английской компании «Ролс-Ройс» (Rolls-Royce). Однако не одна только Англия успешно выпускала трехкаскадные турбовентиляторные двигатели, выпуском и применением этих двигателей занимался также СССР.
Турбовентиляторные трехвальные двигатели в СССР разрабатывали в трех конструкторских бюро. ПАО «Кузнецов» находится на территории современной России, его символом стал турбореактивный двигатель с форсажной камерой НК-321, применяемый в стратегическом бомбардировщике Ту-160. Второе место производства подобных двигателей находится в Украине, сейчас это часть АО «Мотор Сич», конструкторское бюро «Прогресс» им. Ивченко, где был разработан предшественник Д-436, двигатель Д-36.
В начале 70-х годов ЗМКБ им. Ивченко получило указание сконструировать силовую установку для находившегося в процессе разработки тяжелого транспортного самолета Ан-124. Проанализировав ситуацию, главный инженер бюро Владимир Алексеевич Лотарев заключил, что задачу удастся выполнить только при условии использовании трехвального двигателя.
Для того, чтобы овладеть технологией производства трехвального турбовентиляторного двигателя, Лотарев решил начать разработки с небольшого двигателя Д-36, максимальная тяга которого составляет 6500 килограммов. Данный двигатель успешно используется в самолетах Як-42, Ан-72, Ан-74 и других.
Овладев соответствующими технологиями, конструкторское бюро приступило к производству двигателя Д-18 на основе Д-36, обладавшего большей тягой. Благодаря этому у самолетов Ан-124, а в последствии Ан-225 появилась надежная двигательная система.
В начале 80-х ЗМКБ им. Ивченко начало работу над созданием Д-436 — нового варианта турбовентиляторного двигателя Д-36. Данный двигатель впервые прошел испытание в 1985 году и в 1987 году был утвержден окончательно. В Д-36 было многое усовершенствовано, был установлен новый компрессор, вентиляторная система и электронно-цифровая система управления двигателем.
В настоящее время, этот турбовентиляторный двигатель средней тяги пришел на смену Д-36 в таких самолетах как Як-42, Ан-72, Ан-74, а также широко используется в пассажирских самолетах Ту-134, Ту-334, Ан-148, и в самолете-амфибии Бе-200.
Какая польза Китаю от овладения этими технологиями?
Овладение китайской авиационной промышленностью технологиями, связанными с двигателем Д-436 может принести немало плюсов.
Во-первых, несмотря на выдающиеся характеристики трехвальных турбовентиляторных двигателей, с точки зрения структурной динамики можно отметить, что все три вала вращаются с высокой скоростью и мощностью, в отношении координации контроля необходимо сказать о вибрации, резонансе и критической скорости трех валов, что в совокупности приносит немало трудностей. Поэтому до настоящего времени эти технологии представляли собой вызов для авиационной промышленности, а также обозначали определенный уровень технологического развития. В США до настоящего времени не велись разработки двигателей такого типа, что доказывает сказанное выше.
Таким образом, если Китаю удастся овладеть технологией производства турбовентиляторного двигателя Д-436, можно считать, что вместе с этим Китай получит знания, касающиеся трехвальных двигателей, которые накапливались в советском союзе десятилетиями, что будет безусловным плюсом для отрасли строения авиационных двигателей.
Во-вторых, двигатель Д-436 представляет собой прекрасный образец турбовентиляторного двигателя со средней тягой и высокой степенью двухконтурности. Исходя из его характеристик, можно сказать, что он вполне способен заменить американский CF34-10A, произведенный компанией «Женерал Электрик» (General Electric), в китайских региональных пассажирских самолетах ARJ-21. Таким образом, ARJ-21 получит еще один надежный двигатель. Если случится так, что по той или иной причине в Китай прекратится поставка двигателей CF34-10A, или их нельзя будет больше использовать, например, при разработке военного образца, то лучшей альтернативы, чем Д-436 Китаю не найти.
Не будет лишним провести сравнение CF34-10A и Д-436. Очевидно, что Д-436 значительно превосходит своего конкурента по весу, расходу топлива и тяговооруженности.
В-третьих, в ходе разработки двигателя Д-436 компанией «Мотор Сич» применялись технологии, задействованные в других двигателях.
Как уже было сказано, предшественником Д-436 был двигатель Д-36, усиленная версия которого, а именно Д-18, использовалась в таких самолетах, как Ан-124 и Ан-225.
Поэтому если взять за основу Д-436 и провести те же изменения, которые сделали из Д-36 двигатель Д-18, то получится обновленная версия турбовентиляционного двигателя Д-18 с большой тягой. Для самолета Y-20 двух таких двигателей будет вполне достаточно. Этот двигатель может стать альтернативной силовой установкой для широкофюзеляжного пассажирского самолета CR929, совместно разрабатываемого Россией и Китаем.
Однако более важным является тот факт, что при создании Д-436 «Мотор Сич» воплотили ключевые конструкторские задумки, и, если взять за основу двигатель Д-436, получим турбовальный Д-136, применяемый в знаменитом тяжелом вертолете Ми-26 и используемый в военно-транспортном самолете Ан-70 винтовентиляторный Д-27. Таким образом, при освоении технологии производства Д-436, в целом Китай получает знания о четырех современных двигателях.
По словам представителя компании «Тянцзяо» на выставке, четыре представленных двигателя могут производиться в Китае. Есть надежда, что для сферы производства авиационных двигателей это станет такой же хорошей возможностью, как внедрение украинского газотурбинного двигателя ГТД 25000, что позволит восполнить пробелы в области производства трехвальных, тяжелых турбовальных и винтовентиляторных двигателей и способствовать бурному развитию данной отрасли.