stringtranslate.com

Сатурн АЛ-31

Сатурн АЛ-31 — семейство турбовентиляторных двигателей с осевым потоком, разработанных конструкторским бюро Люльки в Советском Союзе , ныне НПО «Сатурн» в России , первоначально как 12,5-тонная (122,6 кН, 27 560 фунтов силы) силовая установка для Сухого Су-31. 27 истребитель завоевания превосходства в воздухе дальнего действия. АЛ-31 в настоящее время используется на семействе боевых самолетов Су-27 и некоторых вариантах многоцелевого реактивного истребителя Chengdu J-10 . Сборка двигателя также осуществляется по лицензии в Индии компанией HAL для Су-30МКИ . Усовершенствованные варианты устанавливаются на Су-57 пятого поколения и Chengdu J-20 .

Разработка и дизайн

Проектирование ТРДДД АЛ-31 началось в 1970-е годы под обозначением «Изделие 99 [Н 1]» конструкторским бюро « Люлька» , также известным как «Люлька-Сатурн». С акцентом на большую топливную экономичность по сравнению с турбореактивными двигателями для большей дальности полета, турбовентиляторный двигатель класса 12,5 тонны силы (122,6 кН; 27 560 фунтов силы) был предназначен для привода в движение тяжелого PFI (русский язык: ПФИ , сокращение от: перспективного фронтового истребителя , букв.  ' Перспективный фронтовой истребитель»), который разрабатывался в «Сухом» как Т-10. Главным конструктором был Архип Михайлович Люлька , а после его смерти — Виктор Михайлович Чепкин. Поскольку АЛ-31 еще не был готов для первых двух прототипов Т-10 в 1977 году, первоначально они были оснащены модифицированными турбореактивными двигателями АЛ-21Ф3 . Третий прототип станет первым, на котором будет установлен АЛ-31. Конструкция Т-10 будет сильно переработана в Т-10С, причем Т-10-7 станет первым прототипом улучшенной конструкции; Аэродинамические усовершенствования самолета, связанные с изменениями внешней формы и компоновки, также привели к тому, что коробка передач АЛ-31 была переведена в верхнее положение. Государственные испытания АЛ-31 завершились в 1985 году, и Т-10 поступил на вооружение советской авиации как Су -27 . Двигатель производится на уфимском УМПО и московском «Салюте». [1] [2]

После распада Советского Союза различия между конструкторскими бюро и производственными предприятиями изменились и постепенно исчезли, и «Люлька-Сатурн» в конечном итоге объединилась с «Рыбинскими моторами», образовав НПО «Сатурн» , и стала тесно связана с УМПО, а «Салют» стал независимой организацией; и «Сатурн», и «Салют» сделают свои разработки для семейства АЛ-31. «Салют» также поставляет варианты АЛ-31 истребителям, эксплуатируемым Китаем . В J-10 используется АЛ-31ФН до того, как более новые варианты перешли на отечественный WS-10A, а в J-20 используется АЛ-31ФМ2 в качестве промежуточного двигателя до тех пор, пока не будет готов предполагаемый WS-15. [3] Эта реорганизация приведет к серьезным спорам между «Сатурном» и «Салютом» по поводу прав интеллектуальной собственности и гонораров за продажу АЛ-31 Китаю. [2]

AL-31 также использовался для оказания помощи китайскому разработчику и производителю двигателей Шэньян/Лиминг в разработке WS-10 , причем ранние образцы напрямую использовали систему управления AL-31F. [4] По словам Виктора Чепкина из «Сатурна», главного конструктора двигателей 117 и 117С, WS-10 был разработан с использованием технической документации по эксплуатации АЛ-31; [5] Недавно это было подтверждено Корпорацией авиационной промышленности Китая (AVIC), материнской компанией Shenyang Aircraft Corporation. [6]

Дизайн

Базовая модель АЛ-31Ф представляет собой двухвальный ТРДДД осевого типа. Двигатель оснащен четырехступенчатым компрессором низкого давления и девятиступенчатым компрессором высокого давления, оба приводятся в действие одноступенчатыми турбинами. Общая степень давления составляет 23, а температура на входе в турбину составляет 1392  ° C (1665  K ; 2538  ° F ); лопатки турбины имеют воздушно-пленочное охлаждение. Двигатель управляется аналогом блока КРД-99 и выдерживает сильно искаженный поток воздуха из воздухозаборника. Он производит 7,8 тонны силы (76,49 кН; 17 200 фунтов силы) тяги всухую и 12,5 тонны силы (122,6 кН; 27 560 фунтов силы) тяги в форсажной камере. АЛ-31 имеет модульную конструкцию, облегчающую техническое обслуживание и ремонт. У двухмоторного Су-27 левый и правый двигатели взаимозаменяемы. Первоначально среднее время между капитальными ремонтами (MTBO) двигателя составляло всего 100 часов, что меньше требуемых 300 часов. В более поздних сериях показатель среднего наработка постепенно был увеличен до 500 часов, а срок службы был назначен на уровне 1500 часов. Дальнейшие улучшенные варианты, такие как АЛ-31Ф серии 42, увеличили среднее наработка до 1000 часов при полном сроке службы 2000 часов. [2]

Дальнейшие разработки

Векторизация тяги

Варианты АЛ-37ФУ и АЛ-31ФП имеют вектор тяги . АЛ-37ФУ представлял собой экспериментальный вариант вектора тяги для модифицированного Су-27М, позже получившего обозначение Су-37 , и был увеличен до 14,5 тонны силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы). Сопла управления вектором тяги могли отклоняться на ±15° в вертикальной плоскости вместе для тангажа или дифференциально для крена. После того как двигатели подошли к концу срока службы, единственный Су-37 оснащался обычным АЛ-31Ф, пока тот не разбился в декабре 2002 года. [7]

Исследования вектора тяги будут применены к серийному АЛ-31ФП, используемому в Су -30МКИ «Сухой/ Иркут » для Индии , а также к дальнейшим модификациям, включая Су-30МКМ для Малайзии и Су-30СМ для ВВС и ВМФ России. АЛ-31ФП имеет ту же тягу 12,5 тонны силы (122,6 кН; 27 560 фунтов силы), что и базовый АЛ-31Ф, но может отклонять сопло максимум на ± 15 ° со скоростью 30 ° / сек. Сопло векторения используется в основном в плоскости тангажа , но, в отличие от АЛ-37ФУ, наклон осей векторения позволяет осуществлять дифференциальное векторение, создавая также моменты крена и рыскания. Форсунка АЛ-31ФП имеет наработку до капитального ремонта 500 часов, а наработка двигателя - 1000 часов, и оба имеют срок службы 2000 часов. АЛ-31ФП строится на УМПО, а также в Индии компанией Hindustan Aeronautics Limited (HAL) на заводе в Корапуте в рамках соглашения о глубокой передаче технологий. [2]

Разработки Салюта

АЛ-31ФН

Вариант АЛ-31ФН был разработан «Салютом» для двигателя Chengdu J-10 , с ключевыми отличиями, включая немного большую тягу - 12,7 тонны силы (124,54 кН; 27 999 фунтов силы) и коробку передач, перенесенную сверху вниз двигателя. Более поздние варианты и серийные партии J-10 были оснащены улучшенными АЛ-31ФН серии 3, тяга которых была увеличена до 13,7 тс (134,35 кН; 30 203 фунт-сила), а срок службы увеличен на 250 часов. [8] Дальнейшие серийные партии J-10 в конечном итоге будут оснащаться Shenyang/Liming WS-10A вместо AL-31FN. [2]

АЛ-31ФМ1, ФМ2 и ФМ3

АЛ-31Ф серии 42 (АЛ-31ФМ1) на Дне инноваций Минобороны России 2013

«Салют» также разработал дополнительные улучшенные варианты АЛ-31Ф с повышенной тягой и надежностью. Первый - АЛ-31ФМ1, также обозначаемый как АЛ-31Ф серии 42, имевший более крупный вентилятор КНД-924-4 с увеличенным диаметром воздухозаборника с 905 мм (35,6 дюйма) по сравнению с базовым АЛ-31 до 924 мм ( 36,4 дюйма), что увеличило поток воздуха на 6%. Дополнительные усовершенствования включают улучшенный сердечник для повышения температуры на входе в турбину и улучшенную систему управления двигателем. Двигатель также имел улучшенный средний наработку до 1000 часов, расчетный срок службы до 2000 часов, а его тяга была увеличена до 13,5 тонны силы (132,4 кН; 29760 фунтов силы); этот двигатель прошел государственные приемочные испытания России в 2006 году и устанавливался на Су-27СМ, Су-30М2 и Су-34. [1] [9]

АЛ-31ФМ2 является дальнейшим развитием АЛ-31ФМ1. Аэродинамика вентилятора была дополнительно усовершенствована с целью увеличения степени сжатия. В двигателе также были улучшены аэродинамика камеры сгорания и лопаток турбины, а также охлаждение для более высоких температур на входе. АЛ-31ФМ2 имеет новую полнофункциональную цифровую систему управления двигателем ( FADEC ) с гидромеханическим дублированием. Тяга была увеличена на 9% по всему диапазону, с максимальной тягой 14,5 тонны силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы) на форсажной камере. Среднегодовое наработка двигателя составляет 1000 часов, а прогнозируемый срок службы увеличен до 3000 часов. Версия АЛ-31ФМ2 используется в первоначальных серийных партиях Chengdu J-20, а более поздние партии перешли на WS-10C; Оба эти двигателя являются временными силовыми установками вместо предполагаемого для J-20 Xian WS-15 . [10] [11]

Последним в этой линейке является предлагаемый АЛ-31ФМ3, который будет иметь новый трехступенчатый вентилятор, получивший обозначение КНД-924-3, с дальнейшим увеличением степени сжатия и дополнительными усовершенствованиями активной зоны для повышения температуры на входе в турбину на 150 °C. Максимальная тяга была увеличена до 15 тонн-сил (147,1 кН; 33 070 фунтов-силы) на форсажной камере. [1] АЛ-31ФМ3 был предложен в качестве потенциальной силовой установки для конструкции Сухого Т-50 ПАК ФА , но Сухой не воспользовался этим предложением, а вместо этого выбрал конкурента «Салюта» НПО «Сатурн» и его АЛ-41Ф1. [12] [13] [9]

Разработки "Салюта" по АЛ-31 могут привести к серьезным спорам с корпорацией-преемником "Люльки-Сатурна" НПО "Сатурн", которая считает их несанкционированными и нарушающими права интеллектуальной собственности. [2]

Развитие Сатурна

АЛ-41Ф-1 ( изделие 117)

АЛ-41Ф1 для пятого поколения Сухого ПАК ФА (Международный аэрокосмический салон МАКС-2011)

Из-за спада программы истребителей пятого поколения проекта 1.42/1.44 МФИ в 1990-х годах Министерство обороны России инициировало программу создания более доступного многоцелевого истребителя нового поколения, конкурс на который был объявлен в 2001 году. был бы меньше, чем МФИ, первоначальная конструкция Люльки-Сатурна АЛ-41Ф для МиГа 1,42/1,44 была слишком велика. Вместо этого компания «Сухой» заключила контракт на глубоко усовершенствованную модификацию АЛ-31Ф от «Люлька-Сатурн» (позже НПО «Сатурн»), получившую обозначение « Изделие 117», для разработки проекта Т-50, который в конечном итоге выиграет конкурс в 2002 году и поступит на вооружение в 2020 году как Су-50 . 57 . Изделие 117, или АЛ-41Ф1, впервые предложенное компанией «Сатурн» в 2001 году , официально началось в апреле 2004 года с подписанием контракта с НПО «Сатурн». [14] [15]

Хотя АЛ-41Ф1 имеет ту же общую архитектуру, что и базовый АЛ-31, с 4-ступенчатым компрессором низкого давления (вентилятором) и 9-ступенчатым компрессором высокого давления, а также одноступенчатыми турбинами низкого давления и одноступенчатыми турбинами высокого давления. Двигатель был глубоко усовершенствован за счет добавления до 80% новых деталей и применения технологий АЛ-41Ф. [16] Он имеет увеличенный диаметр вентилятора до 932 миллиметров (36,7 дюйма), новые турбины высокого и низкого давления, приспособления для сопел вектора тяги, аналогичные AL-31FP, и цифровую систему управления ( FADEC ), интегрированную в самолет. система управления полетом. Хотя подробности остаются засекреченными, тяга АЛ-41Ф1 была увеличена на 2,5 тонны силы (24,5 кН; 5510 фунтов силы) по сравнению с АЛ-31, а рост массы двигателя был уменьшен на 150 кг (330 фунтов). Двигатель развивает тягу 9 тонн-сил (88,26 кН; 19 840 фунтов-силы) всухую, 14,5 тонн-сил (142,2 кН; 31 970 фунтов-силы) на форсажной камере и 15 тонн-сил (147,1 кН; 33 070 фунтов-силы) в аварийном режиме, с сухой вес примерно 1600 кг (3527 фунтов). [N 2] Двигатель позволяет Су-57 достигать сверхзвуковой скорости без форсажа или суперкрейсерского режима со скоростью 1,3 Маха. [17] [18]

После завершения государственных испытаний в соответствии с требованиями ВВС России в 2019 году началось серийное производство АЛ-41Ф1 для установки в серийное производство истребителей Су-57, поставляемых ВВС России и потенциальным зарубежным заказчикам. [19] Бесфорсажная версия АЛ-41Ф1 используется на беспилотном боевом летательном аппарате (БПЛА) Сухого С-70 «Охотник ». [20] Хотя текущие производственные линии Су-57 оснащены двигателем АЛ-41Ф1, этот самолет призван стать основой для семейства малозаметных боевых самолетов; Планируется, что будущие улучшенные варианты будут оснащены двигателем «Сатурн -изделие 30», позже получившим обозначение АЛ-51Ф-1 , новой конструкцией, которая соответствует той же площади, что и АЛ-41Ф1.

АЛ-41Ф-1С ( изделие 117С)

Чтобы распределить риски разработки и связанные с этим расходы по программе ПАК ФА пятого поколения, «Сухой» применил некоторые технологии, в том числе двигательную установку, в сильно модернизированном варианте Су-27, получившем обозначение Т-10БМ (в народе называемый Су-35БМ). , прежде чем его обозначали просто как Су-35. Силовая установка самолета НПО «Сатурн изделия 117С», или АЛ-41Ф1С, представляет собой несколько упрощенную производную АЛ-41Ф1 от Су-57, причем ключевым отличием является отдельная система управления двигателем от АЛ-41Ф1С. Су-35 и его двигатели АЛ-41Ф1С изначально были разработаны компаниями «Сухой» и «Сатурн» для экспорта, хотя первоначальным заказчиком должно было стать Министерство обороны России. [21] Двигатель развивает 8,8 тонны силы (86,30 кН; 19 400 фунтов силы) тяги всухую, 14 тонн силы (137,3 кН; 30 860 фунтов силы) на форсажной камере и 14,5 тонны силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы) в аварийной ситуации. . [22] Диаметр вентилятора АЛ-41Ф1С был увеличен на 3% по сравнению с базовым АЛ-31, с 905 мм (35,6 дюйма) до 932 мм (36,7 дюйма), а также увеличена температура на входе в турбину. Этот двигатель весит 1604 кг (3536 фунтов) в сухом состоянии, имеет назначенный срок службы 4000 часов и среднее наработку от 1000 до 1500 часов. [23] Первый полет этого двигателя был совершен на Су-35БМ 20 февраля 2008 года. [24] 9 августа 2010 года УМПО начало поставку АЛ-41Ф1С, предназначенного для истребителей Су-35С. Двигатель также устанавливается на Су-30СМ2 в рамках модернизации по унификации его систем с Су-35С. [25]

Варианты

Технические характеристики

АЛ-31Ф

Данные Гордона, [30] Рособоронэкспорта, [31] ОДК, [32] УМПО, [33] [34] Сайлута [35]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

АЛ-41Ф-1С (117С)

Данные Рособоронэкспорта [36]

Общие характеристики

Компоненты

Производительность

Смотрите также

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Рекомендации

Примечания

  1. ^ Русский термин изделие , транслит. изделие буквально означает «изготовленное изделие» или «изделие».
  2. ^ Ранние заявления об АЛ-41Ф1 указывали на тяговооруженность 10,5:1, но в более новых источниках о характеристиках двигателя указана цифра 9,3:1.

Рекомендации

  1. ^ азбука "АЛ-31Ф". Летекэмоторы .
  2. ^ abcdef «После ожога». Ключ Аэро . 10 сентября 2021 г.
  3. ↑ Рупрехт, Андреас (1 ноября 2016 г.). «Новый китайский истребитель-невидимка J-20 «Могучий дракон» официально представлен и готов к поступлению на действительную службу» .
  4. ↑ Фишер, Ричард (27 мая 2015 г.). «АНАЛИЗ: Может ли Китай преодолеть узкое место в двигателях военных самолетов?». FlightGlobal . Архивировано из оригинала 10 июня 2015 года . Проверено 5 августа 2015 г.
  5. ^ Коробков, Егор (17 августа 2011 г.). «Поворот дел в Российском авиамоторостроении. Год 2008» . Проверено 3 апреля 2018 г.
  6. ^ F_200788. «Отчет AVIC: китайский двигатель Taihang широко используется в вооруженных силах - People's Daily Online» . ru.people.cn . Проверено 3 апреля 2018 г.{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  7. ^ Эндрюс, Томас (весна 2003 г.). «Семейство Су-27/30: «Фланкер» в XXI веке». Международный обзор авиации . Том. 8. Норуолк, Коннектикут: Издательство AIRtime. п. 58. ИСБН 978-1-880588-54-3.
  8. ^ «АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР ГАЗОТУРБИНОСТРОЕНИЯ «САЛЮТ» - НОВОСТИ - НОВОСТИ - Двигатель АЛ-31ФН серии-3 производства ФГУП «ГТЭ-НПК «Салют» получил шифр «О1»». www . Salut.ru Архивировано 8 июля 2017 г. Проверено 3 апреля 2018 г.
  9. ^ Аб Карнозов, Владимир (30 апреля 2007 г.). «Военные двигатели: Россия». Полет Глобал .
  10. ↑ Джо, Рик (16 августа 2019 г.). «Китайский истребитель-невидимка J-20 сегодня и в 2020-е годы». Дипломат . Проверено 24 сентября 2020 г.
  11. ^ ab "Двигатель АЛ-31Ф М2, разработанный ОКБ Сухого" . Салют . 12 марта 2012 года. Архивировано из оригинала 24 октября 2017 года . Проверено 24 сентября 2020 г.
  12. ↑ Пядушкин, Максим (26 апреля 2010 г.). «Соперники планируют совместные усилия на следующем этапе двигателя ПАК ФА». Авиационная неделя .
  13. ^ "Россия представляет радар с АФАР для истребителя ПАК ФА" . Полет Глобал . 28 августа 2009 г.
  14. ^ Бутовский, Петр (2021). Су-57 Фелон. Стэмфорд, Великобритания: Ключевые книги. стр. 22–24. ISBN 978-1-913870-44-7.
  15. ^ "Новый АЛ-41 представлен на МАКС-2001" . Рейс Интернешнл . 27 августа 2001 г.
  16. ^ Бутовский, Петр. «Продолжается ли российская программа истребителей пятого поколения ПАК ФА?». Air International , июнь 2015 г., стр. 76–81. Стэмфорд, Великобритания: Key Publishing.
  17. ↑ Бутовски, Петр (октябрь 2019 г.). «Последний фланкер; российское пятое поколение». Эйр Интернешнл . Лондон: Key Publishing . Проверено 12 апреля 2020 г.
  18. ↑ ПАК-ФА летает с уже установленным новым двигателем. Архивировано 27 июля 2011 г., на Wayback Machine.
  19. ^ "Двигатель "первого этапа" для Су-57 прошел все испытания и запущен в серии" . ТАСС . 23 апреля 2019 года . Проверено 28 апреля 2019 г.
  20. ↑ Бутовский, Петр (4 сентября 2020 г.). «Россия раскрывает концепцию лояльного ведомого». Авиационная неделя .
  21. ↑ АВДЕЕВ, Юрий (24 марта 2010 г.). ""СУ"ДАРЬ РАПРАВЛЯЕТ КРЫЛЬЯ". Красная звезда . Архивировано из оригинала 23 апреля 2010 года.
  22. ^ Хиллебранд, Нильс. «Самолет МИЛАВИА - Су-35 (Су-27БМ) «Фланкер поколения 4++»». www.milavia.net . Проверено 3 апреля 2018 г.
  23. ^ "НПО "Сатурн" завершает ресурсные испытания двигателя С-117, предназначенного для Су-35". Архивировано из оригинала 28 марта 2008 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
  24. ^ «Новый истребитель Су-35 полностью выполнил программу первого полета». 20 февраля 2008 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
  25. ^ "Новости - Приволжский федеральный округ - interfax-russia.ru". www.interfax-russia.ru . Проверено 3 апреля 2018 г.
  26. ^ "АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР ГАЗОТУРБИНОСТРОЕНИЯ "САЛЮТ" - Производство - АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ - АЛ-31ФН". www.salut.ru . Архивировано из оригинала 24 сентября 2015 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
  27. ^ «АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ЦЕНТР ГАЗОТУРБИНОСТРОЕНИЯ «САЛЮТ» - НОВОСТИ - НОВОСТИ - ФГУП «НПО газотурбинного машиностроения «Салют» успешно завершило первый этап стендовых испытаний двигателей на долговечность и работоспособность с учетом перспективности поставки новой версии АЛ-31ФН серии 3». www.salut.ru . Архивировано из оригинала 26 ноября 2015 года . Проверено 3 апреля 2018 года .
  28. ^ ab "АО "НПЦ газотурбостроения «САЛЮТ" - Продукция - АВИАЦИОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ - АЛ-31Ф серии 42 (М1)". www.salut.ru . Архивировано из оригинала 8 июля 2017 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
  29. ^ "Пресс-релиз УМПО" . Проверено 3 апреля 2018 г.
  30. ^ Гордон, Ефим (2006). Сухой Су-27 . Специализированная пресса. п. 91. ИСБН 1-5800-7196-1.
  31. ^ "АЛ-31Ф". Рособонеэкспорт .
  32. ^ "АЛ-31Ф". Объединенная двигателестроительная корпорация .
  33. ^ "Страница УМПО об АЛ-31Ф" . Архивировано из оригинала 24 февраля 2018 года . Проверено 3 апреля 2018 г.
  34. ^ "Турбореактивный двигатель АЛ-31Ф с общей форсажной камерой" . Архивировано из оригинала 17 января 2016 г. Проверено 11 марта 2011 г.
  35. ↑ Страница Салюта об АЛ-31Ф.
  36. ^ "АЛ-41Ф-1С". Рособоронэкспорт.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Сатурном AL-31 .