Сатурн АЛ-31 (первоначально Люлька ) — семейство осевых турбовентиляторных двигателей, разработанных конструкторским бюро Люлька-Сатурн в Советском Союзе , ныне НПО Сатурн в России , первоначально как 12,5-тонная (122,6 кН, 27 560 фунтов силы) силовая установка для дальнего истребителя завоевания превосходства в воздухе Су-27 . В настоящее время АЛ-31 устанавливается на семейство боевых самолетов Су-27 и некоторые варианты многоцелевого реактивного истребителя Chengdu J-10 . Сборка двигателя также осуществляется по лицензии в Индии компанией HAL для Су-30МКИ . Улучшенные варианты устанавливаются на пятом поколении Су-57 и Chengdu J-20 .
Проектирование турбовентиляторного двигателя АЛ-31 началось в 1970-х годах под обозначением изделие 99 [N 1] конструкторским бюро Люльки , также известным как Люлька-Сатурн. С акцентом на большую топливную эффективность по сравнению с турбореактивными двигателями для большей дальности, турбовентиляторный двигатель класса 12,5 тонн-силы (122,6 кН; 27 560 фунтов-силы) предназначался для тяжелого ПФИ (русский: ПФИ , сокращение от: перспективного фронтового истребителя , букв. «Перспективный фронтовой истребитель»), который разрабатывался Сухим 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, они изначально были оснащены модифицированными турбореактивными двигателями АЛ-21Ф3 . Третий прототип должен был стать первым, на котором был установлен АЛ-31. Конструкция Т-10 была бы существенно переработана в Т-10С, причем Т-10-7 стал первым прототипом улучшенной конструкции; аэродинамические усовершенствования самолета за счет изменений внешней формы и компоновки также привели к тому, что редуктор АЛ-31 был перемещен на верхнее положение. Государственные испытания АЛ-31 были завершены в 1985 году, и Т-10 поступил в советские ВВС как Су -27 . Двигатель производится на Уфимском УМПО и московском «Салюте». [1] [2]
После распада Советского Союза различия между конструкторским бюро и производственным заводом были перестроены и постепенно сошли на нет, и Люлька-Сатурн в конечном итоге объединился с Рыбинскими моторами, став НПО Сатурн , и был тесно связан с УМПО, в то время как Салют стал независимым предприятием; и Сатурн, и Салют делали свои собственные разработки для семейства АЛ-31. Салют также поставляет варианты АЛ-31 для истребителей, эксплуатируемых Китаем . J-10 использует АЛ-31ФН до того, как более новые варианты перешли на отечественный WS-10A, в то время как J-20 использует АЛ-31ФМ2 в качестве временного двигателя, пока не будет готов его предполагаемый WS-15. [3] Эта реорганизация привела бы к серьезным спорам между Сатурном и Салютом по поводу прав интеллектуальной собственности и роялти за продажу АЛ-31 Китаю. [2]
AL-31 также использовался для оказания помощи китайскому разработчику и производителю двигателей Shenyang/Liming в разработке WS-10 , причем ранние образцы напрямую использовали систему управления AL-31F. [4] По словам Виктора М. Чепкина из Saturn, главного конструктора двигателей 117 и 117S, WS-10 был разработан с помощью технической документации по обслуживанию AL-31; [5] это недавно подтвердила Aviation Industry Corporation of China (AVIC), материнская компания Shenyang Aircraft Corporation. [6]
Базовая модель АЛ-31Ф — двухвальный осевой турбовентиляторный двигатель с форсажной камерой. Двигатель имеет четырехступенчатый компрессор низкого давления и девятиступенчатый компрессор высокого давления, оба приводятся в действие одноступенчатыми турбинами. Общая степень повышения давления составляет 23, а температура на входе в турбину составляет 1392 °C (1665 K ; 2538 °F ); лопатки турбины имеют воздушно-пленочное охлаждение. Двигатель управляется аналоговым блоком КРД-99 и может выдерживать сильно искаженный поток воздуха от впуска. Он создает 7,8 тонно-силы (76,49 кН; 17 200 фунтов силы) тяги в сухом состоянии и 12,5 тонно-силы (122,6 кН; 27 560 фунтов силы) тяги в форсажной камере. АЛ-31 имеет модульную конструкцию для облегчения обслуживания и ремонта. В двухмоторном Су -27 левый и правый двигатели взаимозаменяемы. Первоначально среднее время между капитальными ремонтами (MTBO) двигателя составляло всего 100 часов, что меньше требуемых 300 часов. Более поздние серии постепенно увеличивали показатель MTBO до 500 часов, в то время как срок службы был назначен в 1500 часов. Дальнейшие улучшенные варианты, такие как AL-31F серии 42, увеличивали MTBO до 1000 часов при полном сроке службы в 2000 часов. [2]
Варианты АЛ-37ФУ и АЛ-31ФП имеют вектор тяги . АЛ-37ФУ был экспериментальным вариантом с вектором тяги для модифицированного Су-27М, позже обозначенного как Су-37 , и был улучшен до 14,5 тонн-силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы) тяги. Сопла с вектором тяги могли отклоняться на ±15° в вертикальной плоскости вместе для тангажа или дифференциально для крена. После того, как двигатели достигли конца своего срока службы, единственный Су-37 был оснащен обычным АЛ-31Ф, пока он не разбился в декабре 2002 года. [7]
Исследования по вектору тяги будут применяться к серийному двигателю АЛ-31ФП, используемому в самолетах Су-30МКИ Сухого/ Иркут для Индии, а также к другим производным, включая Су-30МКМ для Малайзии и Су-30СМ для ВВС и ВМФ России. АЛ-31ФП имеет ту же тягу в 12,5 тонн-силы (122,6 кН; 27 560 фунтов-силы), что и базовый АЛ-31Ф, но может отклонять свое сопло максимум на ±15° со скоростью 30°/сек. Сопло управления вектором используется в основном в плоскости тангажа , но в отличие от АЛ-37ФУ, наклон осей управления вектором позволяет дифференциальному вектору создавать также моменты крена и рыскания. Сопло АЛ-31ФП имеет ресурс до капитального ремонта 500 часов, в то время как межремонтный ресурс двигателя составляет 1000 часов, а срок службы обоих двигателей составляет 2000 часов. АЛ-31ФП производится УМПО, а также в Индии компанией Hindustan Aeronautics Limited (HAL) на заводе в Корапуте в рамках соглашения о глубокой передаче технологий. [2]
Вариант АЛ-31ФН был разработан Салютом для двигателя Chengdu J-10 , с ключевыми отличиями, включая немного большую тягу в 12,7 тонно-силы (124,54 кН; 27 999 фунтов силы) и коробку передач, перемещенную с верхней части двигателя на нижнюю. Более поздние варианты J-10 и серийные партии были оснащены улучшенным АЛ-31ФН серии 3 с тягой, увеличенной до 13,7 тонно-силы (134,35 кН; 30 203 фунтов силы) и сроком службы, увеличенным на 250 часов. [8] Дальнейшие серийные партии J-10 в конечном итоге будут оснащены двигателями Shenyang/Liming WS-10A вместо АЛ-31ФН. [2]
Салют также разработал дополнительные улучшенные варианты АЛ-31Ф с увеличенной тягой и надежностью. Первый — АЛ-31ФМ1, также обозначенный как АЛ-31Ф серии 42, который имел более крупный вентилятор КНД-924-4, с диаметром входного отверстия, увеличенным с 905 мм (35,6 дюйма) на базовом АЛ-31 до 924 мм (36,4 дюйма), что увеличило поток воздуха на 6%. Дополнительные усовершенствования включают улучшенный сердечник для большей температуры на входе в турбину и улучшенную систему управления двигателем. Двигатель также имел улучшенный межремонтный ресурс 1000 часов, проектный срок службы 2000 часов, а его тяга была увеличена до 13,5 тонно-сил (132,4 кН; 29 760 фунтов силы); этот двигатель прошел российские государственные приемочные испытания в 2006 году и был установлен на Су-27СМ, Су-30М2 и Су-34. [1] [9]
AL-31FM2 является дальнейшим развитием AL-31FM1. Аэродинамика вентилятора была дополнительно усовершенствована для увеличения степени сжатия. Двигатель также включил улучшения в камеру сгорания и аэродинамику лопаток турбины и охлаждение для более высоких температур на входе. AL-31FM2 имеет новую полностью цифровую систему управления двигателем ( FADEC ) с гидромеханическим резервом. Тяга была увеличена на 9% по всему диапазону, с максимальной тягой 14,5 тонно-силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы) на форсаже. Двигатель имеет MTBO 1000 часов, а прогнозируемый срок службы увеличен до 3000 часов. Версия AL-31FM2 питает начальные партии производства Chengdu J-20 , в то время как более поздние партии перешли на WS-10C; Оба эти двигателя являются временными силовыми установками вместо предполагаемого Xian WS-15 для J-20 . [10] [11]
Последним в этой линейке является предлагаемый АЛ-31ФМ3, который будет иметь новый 3-ступенчатый вентилятор, обозначенный как КНД-924-3, с еще более увеличенным отношением давления и дополнительными усовершенствованиями сердечника для увеличения температуры на входе в турбину на 150 °C. Максимальная тяга была увеличена до 15 тонно-сил (147,1 кН; 33 070 фунтов силы) в форсажной камере. [1] АЛ-31ФМ3 был предложен в качестве потенциальной силовой установки для проекта Т-50 ПАК ФА Сухого , но это не было реализовано Сухим, который вместо этого выбрал конкурента Салюта НПО Сатурн и его АЛ-41Ф1. [12] [13] [9]
Разработки «Салюта» АЛ-31 могут привести к серьезным спорам с правопреемником Люльки-Сатурна корпорацией НПО «Сатурн», которая считает их несанкционированными и нарушающими права интеллектуальной собственности. [2]
.jpg/1280px-AL-41F1_at_the_MAKS-2011_(01).jpg)
Из-за упадка программы истребителя пятого поколения проекта Микояна 1.42/1.44 МФИ в 1990-х годах Министерство обороны России инициировало программу ПАК ФА для более доступного многоцелевого истребителя следующего поколения, конкурс был объявлен в 2001 году. Поскольку проекты были бы меньше, чем МФИ, исходный проект Люльки-Сатурна АЛ-41Ф для МиГ 1.42/1.44 был слишком большим. Вместо этого глубоко улучшенная производная АЛ-31Ф от Люльки-Сатурна (позже НПО Сатурн), обозначенная как изделие 117, была заключена Сухим для его проекта Т-50, который в конечном итоге выиграл конкурс в 2002 году и поступил на вооружение в 2020 году как Су-57 . Впервые предложенное НПО «Сатурн» в 2001 году, изделие 117, или АЛ-41Ф1, официально началось в апреле 2004 года с подписания контракта НПО «Сатурн». [14] [15]
В то время как AL-41F1 имеет ту же общую архитектуру, что и базовый AL-31, с 4-ступенчатым компрессором низкого давления (вентилятором) и 9-ступенчатым компрессором высокого давления и одноступенчатой турбиной низкого давления и одноступенчатой турбиной высокого давления, двигатель был глубоко улучшен с использованием до 80% новых деталей и применением технологий от AL-41F. [16] Он имеет увеличенный диаметр вентилятора до 932 миллиметров (36,7 дюйма), новые турбины высокого и низкого давления, положения для сопел управления вектором тяги, аналогичные AL-31FP, и цифровую систему управления ( FADEC ), интегрированную в систему управления полетом самолета. Хотя подробности остаются засекреченными, тяга AL-41F1 была увеличена на 2,5 тонны силы (24,5 кН; 5510 фунтов силы) по сравнению с AL-31, в то время как рост веса двигателя был уменьшен на 150 кг (330 фунтов). Двигатель развивает тягу 9 тонн-сил (88,26 кН; 19 840 фунтов-сил) в сухом состоянии, 14,5 тонн-сил (142,2 кН; 31 970 фунтов-сил) на форсаже и 15 тонн-сил (147,1 кН; 33 070 фунтов-сил) в аварийном режиме, при сухом весе около 1600 кг (3527 фунтов). [N 2] Двигатель позволяет Су-57 достигать сверхзвуковой скорости без форсажа, или суперкрейсерской скорости , на скорости 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 на серийные истребители Су-57, поставляемые ВВС России и потенциальным иностранным клиентам. [19] Версия АЛ-41Ф1 без форсажа установлена на беспилотном боевом летательном аппарате (БПЛА) Сухого С-70 «Охотник» . [20] Хотя текущие производственные партии Су-57 оснащены АЛ-41Ф1, самолет призван стать основой для семейства малозаметных боевых самолетов; будущие улучшенные варианты планируется оснастить двигателем «Сатурн- изделие 30», позднее обозначенным как АЛ-51Ф-1 , новой конструкцией, которая вписывается в те же габариты, что и АЛ-41Ф1.
Чтобы распределить риски разработки и сопутствующие расходы по программе пятого поколения ПАК ФА, «Сухой» применил часть технологий, включая двигательную установку, в сильно модернизированном варианте Су-27, обозначенном как Т-10БМ (широко известном как Су-35БМ), прежде чем он стал обозначаться просто как Су-35. Силовая установка самолета, НПО «Сатурн» изделие 117С, или АЛ-41Ф1С, является слегка упрощенной производной от АЛ-41Ф1 от Су-57, причем ключевым отличием является отдельная система управления двигателем АЛ-41Ф1С. Су-35 и его двигатели АЛ-41Ф1С изначально были разработаны «Сухим» и «Сатурном» для экспорта, хотя первоначальным заказчиком было Министерство обороны России. [21] Двигатель развивает 8,8 тонно-силы (86,30 кН; 19 400 фунтов силы) сухой тяги, 14 тонно-силы (137,3 кН; 30 860 фунтов силы) на форсаже и 14,5 тонно-силы (142,2 кН; 31 970 фунтов силы) в аварийном режиме. [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 имеет повышенную температуру на входе в турбину. Этот двигатель весит 1 604 кг (3 536 фунтов) сухой и имеет назначенный ресурс 4 000 часов и MTBO от 1 000 до 1 500 часов. [23] Первый полет этого двигателя был выполнен на Су-35БМ 20 февраля 2008 года. [24] 9 августа 2010 года УМПО начало поставки АЛ-41Ф1С, предназначенного для истребителей Су-35С. Двигатель также установлен на Су-30СМ2 в рамках модернизации по унификации его систем с Су-35С. [25]
Данные Гордона, [30] Рособоронэкспорта, [31] Объединенной двигателестроительной корпорации, [32] УМПО, [33] [34] Сайлута [35]
Данные Рособоронэкспорта [36]
Сравнимые двигатели
Связанные списки
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )