Rusya Devlet Başkanı Vladimir Putin, gelecek vaat eden bir motorun oluşturulması PD-35'in birkaç yıl önceden finanse edileceğini söyledi. Merkez Havacılık Motorları Enstitüsü Genel Müdürü Mikhail Gordin, TASS'ın gelecek uçakların hangi motorlarla donatılacağı ve yerli uçakların elektrik tahrikinde ne zaman kullanacakları hakkında yaptığı röportajı anlattı. PI Baranova (CIAM, "NE Zhukovsky'nin adını taşıyan Enstitü" Araştırma Merkezinin bir parçası).
- Mikhail Valerievich, CIAM'in ana faaliyetleri nelerdir? Bugün kurumun kilit projeleri ve araştırma odaklı uzmanları nelerdir?
- CIAM, yerli uçak motorlarının görünümünü şekillendiriyor - biz zaten gelişmiş 2030'in enerji santralleri için teknolojiler yaratmaya çalışıyoruz. Motor ve endüstriyel gaz türbini tesisatı oluşturmak için bunlara dayalı olarak araştırmalar yürütüyor, operasyondaki ürünlere bilimsel ve teknik destek sağlıyoruz. Ana “ürünümüz” bilimsel ve teknik bir altyapıdır, yani tasarımcıların çeşitli karmaşık sistemler için modern motorlar tasarlamaları için gerekli olan yeni bilgi ve teknolojilerin oluşturulması.
Örneğin, ilave teknolojiler, parçaların ve bileşenlerin üretilmesinde yenilikçi bir yöntem olarak aktif olarak tartışılmaktadır (3D model verilerine göre bir malzeme - TASS notu oluşturarak nesneler yaratmak). Yeni üretim teknolojileri, üretimde hangi kusurların mümkün olduğu, bu tür parçaların ne kadar güvenilir olacağı ve içlerinde yorulma olaylarının nasıl gelişeceği konusunda tam bir fikir vermemektedir. Ek olarak, yeni malzemelerden parçaların nasıl tasarlandığını çözmeniz gerekir, çünkü bu ders kitaplarında yazılı değildir.
Ayrıca, temel araştırmalarla da ilgileniyoruz: Gaz veya aerodinamiğin temel bölümlerindeki bilgiler, belirli pratik görevleri yerine getirmek için belirli yönlerde bilerek genişletilmelidir.
- Altıncı nesil uçaklar için motor geliştiriyor musunuz?
- Şimdi beşinci nesil motorların "seri halinde" olduğu ve altıncı nesil motorların geliştirildiği düşünülmektedir. Altıncı nesildeki geliştirme çalışmaları muhtemelen sadece on yıl içinde başlayacak. Beşinci olarak, şimdi ya tamamlandılar ya da çoktan tamamlandılar. Örneğin, PD-14 - beşinci nesil sivil motor - şimdi test etme ve sertifikalandırma sürecini tamamlıyor ve bir süre sonra seri üretiliyor. CIAM, yaratılışında aktif olarak yer almaktadır: tasarımına yaklaşımlar geliştirdik ve tasarım çalışmasının bir bölümünü tamamladık. Şimdi asıl katkımız mühendislik ve belgelendirme sınavları. Onlar eşsiz deney tabanımızda tutulur. PD-14'in tüm düğümleri burada, Moskova bölgesinde bulunan CIAM Bilimsel Test Merkezinde de test edildi. Testler, yüksek hızlı uçuş koşullarında, gerçek yüksek koşullara mümkün olduğunca yakın, özel yüksek irtifa stantlarında gerçekleştirilir. Genel olarak, uçak motorlarının en karmaşık ve enerji yoğunluklu tüm zorunlu testler yalnızca CIAM Merkezinde Rusya'da yapılmaktadır. Ve sadece yerli değil, Fransız şirketi Safran gibi yabancı elektrik santrallerini de test ediyoruz.
Bu alandaki eserleri arasında, belgelendirme testi modifikasyonları PS-90A ve PS-90A1 PS-90A2 ve PS-90A3, SaM146, yardımcı güç üniteleri, yanı sıra yabancı santrallerin kullanım için Sertifikalar onayı not edilebilir son on yılda CIAM tarafından yürütülen Rus uçakları ve helikopterleri.
Ve eğer altıncı neslden bahsedersek, o zaman sadece bu tür motorları yaratmak için gerekli olan bir dizi teknoloji olarak - Batı'da, Rusya'da.
- CIA bugün süpersonik uçuş amaçlı motorlarda çalışıyor mu? Ses hızından birkaç kat daha yüksek bir hızda uzun (en az bir saat) süren bir uçuş gerçekleştirebilecek bir uçak ne olmalıdır?
- HEXAFLY-INT yüksek hızlı sivil uçağın geliştirilmesi için uluslararası projeye katılıyoruz. Önde gelen dünya ve Rus bilim organizasyonları bu büyük işbirliği projesinde işbirliği yapıyorlar: TsAGI, LII AA Gromova, Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü, Avrupa Uzay Ajansı (ESA), ONERA, Alman Merkezi havacılık ve Kozmonotik (DLR), CIRA, Sydney Üniversitesi. Projenin amacı, yaklaşık 7000-8000 km / s hıza ulaşabilen, örneğin Moskova'dan Sidney'e olan mesafenin üç saat içinde aşılmasına izin verecek şekilde hidrojenle çalışan bir uçak yaratmaktır.
Bugün çalışmanın ana sonucu, Mach no 7,4 olan bir tezgah modülünün pozitif aero-itme dengesinin (itme toplam aerodinamik direnci aşıyor) yüksek irtifa koşullarında gösterilmesidir.
CIAM, düşük ses seviyesi, kalkış ve iniş sırasındaki gürültü ve zararlı maddelerin emisyonu ile birlikte Mach sayıları 1,6 - 1,8'te süpersonik uçuş hızları olan umut verici bir ticari yolcu uçağı için bir motor ve enerji santrali görünümü üzerinde çalışıyor. TsAGI ile birlikte, akustik bankımızda ve rüzgar tünellerinde de dahil olmak üzere, deney tezgahlarında elektrik santrali elemanlarının modellerinin görünüm seçimi, hesaplamaları ve test edilmesi üzerine çalışmalar yürütüyoruz. Motor gürültüsü jet siperliği korumalı, yüksek verimli bir üst hava girişi, düşük gürültülü çıkış cihazları sunuyoruz.
Değişken devirli bir motorun şemaları dahil olmak üzere, motorun perspektif şemalarını ve parametrelerini belirlemek için geniş bir çalışma kompleksi gerçekleştirilir.
- CIAM uzmanları, gelişmiş yüksek hızlı helikopter (PSV) için motor konseptinin oluşturulmasına katıldı mı?
- CIAM, TsAGI ile birlikte, Rus Helikopterlerinin gelecek vaat eden yüksek hızlı helikopterler konseptini (450 km / saate ve daha fazlasına kadar seyir hızı - TASS notu) geliştirmeye yönelik araştırmalarına katılıyor. Bu tür helikopterlerin olası santral seçeneklerinin (motorlar ve şanzıman) ortaya çıkmasının değerlendirilmesinin ilk aşaması tamamlanmıştır.
- Gelecek vaat eden bir ağır nakliye uçağı için büyük bir itme motorunun (PD-35) yaratılmasıyla ilgili çalışmalar var mı? Böyle bir motor ne zaman oluşturulabilir?
- Yeni ikiz turbojet büyük itişli PD-35, Rus-Çin CR929 dahil, umut verici geniş gövdeli uçaklara kurulum için tasarlanmıştır. En büyük Sovyet An-18 / An-124 uçakları için mevcut D-225T motorlarından çok daha güçlü olacaktır. Halen PD-35 araştırma ve geliştirme aşamasındadır (Ar-Ge). Önümüzdeki altı yıl içinde, geliştirme çalışmalarının başlaması için gerekli bilimsel ve teknik altyapı oluşturulacaktır.
- Bu motor ne olacak?
- Aktif olarak kompozit malzemeler kullanacaktır. Motorun verimi, baypas derecesi ile artar ve bu durumda, fan giderek daha büyük hale gelir. Ve fan ağırlığı, tüm motorun ağırlığının% 15'ine kadardır. PD-35 fan kanatları, örneğin yaklaşık 1,1 m uzunluğa sahiptir, girişteki fanın çapı yaklaşık 3 m'dir, bu durumda metallerin kullanılması kabul edilemez bir ağırlık artışına yol açar. Polimer kompozit malzemelerin kanatlarının metal plakalarla üretilmesi önerilmektedir. Fanın her kilogram kütlesinden tasarruf edilmesi tüm motorun kütlesinde bir azalmaya yol açar.
Aynı zamanda PD-35 altıncı neslin motoru olarak adlandırılamaz. Yerli sivil motorlar, nispeten konuşma, beşinci nesle daha yeni başlıyor. Büyük olasılıkla "5 +" olacaktır.
PD-35 programı kapsamında, araştırma çalışmaları önce gerçekleştirilir, 18 teknolojileri geliştirilir, temelde bir gösteri motoru oluşturulur ve daha sonra OKB zaman içinde küçük bir “çakışma” ile başlar.
PD-35 göstericisi, maksimum kapasiteye sahip tüm temel özellikleri içerecektir: yakıt verimliliği, üretim kolaylığı, bakım vb. Doğal olarak, böyle bir "süper motor" seri üretime girmeyecek, çünkü çok pahalı ve kârlı olamayacak. Ar-Ge aşaması başladığında, bu motorun talep edebilmesi için ulaşılması gereken spesifik parametrelere bağlı olarak kendine has özelliklerini geliştirme görevleri belirlenecektir.
Şimdi PD-35 için teknolojiyi ve göstericinin görünümünü geliştiriyoruz. Bugüne kadar, 18 teknolojilerine yönelik tüm teknik görevler kabul edildi, bunlar hem endüstri tarafından hem de bizim tarafımızdan uçak motoru yapımı alanında lider bilimsel organizasyon olarak oluşturulmuştur. Araştırmanın bir parçası olarak detaylı tasarımlarını, hesaplamaları, modellemelerini ve ardından - örneğin imalatını planladı.
- Bu araştırma çalışmaları için ayrılan beş ila altı yıl içinde, yabancı rakiplerin daha da gerisinde kalacak mıyız?
- NIR'de beş yıl çok fazla değil. Kesin bir temel çalışması olmasaydı, kesinlikle yeterli olmazdı. Ancak PD-14 ve Batılı meslektaşlarımızın tecrübesi var. Motoru ne kadar süre test edecek ve bir seri halinde çıktığında - soru bizim için değil, endüstri için.
CIAM'ın görevi, yeni malzemeler ve teknik çözümler kullanılarak üretilen uçak motorlarının parçalarını test etmek için yöntemler ve kriterler geliştirmektir, çünkü bunlar geleneksel olanlardan farklı olacaktır. Onlar için, tüm metodolojik temeli yaratmanız gerekir. Örneğin, bu AR-GE çerçevesinde çalışma yönlerinden biri kusurlu polimer kompozit bıçakları yapmak ve bu kusurların varlığının test sırasında neye yol açacağını görmektir. Bunu yaparken, bıçak üretimi için birkaç farklı yöntem düşünüyoruz. Test sonuçlarına göre, bir veya başka bir seçenek lehine bir seçim yapılacaktır.
- Neden gerekli?
- Yıllardır metal ile çalışıyoruz ve döküm, işleme, baskı sırasında ne tür kusurların olduğunu biliyoruz. Ve havadaki farklı durumlarda neye neden olduklarını biliyoruz. Polimer kompozit malzemelerle ilgili çok az deneyim vardır, kusurların gelişim istatistiği işe alınmamıştır.
- Altıncı nesil bir motorun geliştirilmesi ne kadar sürer?
- Prensip olarak, nesillere bölünmesi şarttır. Bazı teknolojiler zaten hazır, bazıları geliştirme sürecinde. Elbette, bilime mümkün olduğunca çok para yatırmak istiyoruz, bunun yerine yeni bir şey yaratabileceğiz. Ancak bilgi süreci sadece para ile düzenlenmiyor - zaman ve emek harcıyor. Çeşitli projelerin gelişimini modelleyen bir S-eğrisi gibi bir şey var: birincisi, teknolojinin hızlı bir gelişimi var - keskin bir yukarı doğru hamle, sonra bir plato - doygunluk bölgesi. Bu eğrideki türbin alanı artık doyma noktasına yakın. Motorların verimliliğini yüzde birkaç artırmak için çok fazla zaman ve para harcamalısınız. Tabii ki, bu alanda hala iyileştirme için alan var, ancak her bir ek verimlilik yüzdesi, her yeni kaliteye zor ve pahalı.
Bu eğrinin en başında elektrik hareketidir. Önümüzdeki birkaç yıl içinde hem havada hem de yerde taşımacılığın elektrifikasyonu ile ilgili teknolojilerin hızlı bir şekilde büyümesi olacağına inanıyoruz.
- Nedir - elektrik motoru?
- Bu bir elektrik motoru ve bir pervane iken. Neyse, vidalı motorlardan bahsediyoruz. Tamamen elektrikli bir motor yaratma yolunda, tüm gelişmiş ülkeler şimdi, türbini ve elektrik üreten bir jeneratörü olan bir hibrit motor geliştirme sürecinde. İkinci seçenek - türbinin reddedilmesi ve bataryalarda veya yakıt hücrelerinde elektriğin korunması. Bu daha uzak bir ufuktır, çünkü kerosen ağırlık açısından çok etkili bir enerji kaynağıdır. Küçük miktarda gazyağı yakarken, hiçbir akünün henüz sağlayamadığı enerjiyi verir. Fakat dünya aktif olarak, örneğin hidrojenle çalışan, daha da kapasitif ve hafif piller ve yakıt hücreleri geliştiriyor. Tüm motorun ağırlık verimliliği üzerinde çalışmalar devam etmektedir.
Bir elektrikli uçak için ayrı bir problem, uçak ihtiyaçları için gereken enerji miktarı ve akış kontrolüdür. Bir şey yapmanız gereken serbest bırakılan ısıyı yönetme sorunu var.
Genel olarak, hibrit ve elektrik çekişi havacılığın geleceği için belirleyici teknolojilerden biri olan çok umut verici bir yöndür. Şimdi dünyada bir ya da iki kişi için birçok küçük uçak var, ama hepsi çok kısa sürede uçabiliyor. Teknoloji ve araştırma göstericisi aşamasında, uçuş saati mükemmel, daha fazla soru başlar. Dünyada yolcu veya kargo taşıyabilecek elektrikli uçak yoktur. Pilotlar meraklıları üzerlerine uçuyor çünkü bu tür ekipmanların güvenilirlik sorunları henüz tam olarak çözülmedi. Önümüzde hala çok uzun bir yol var.
- Rusya'da böyle gösteri uçakları var mı?
- Onlar üzerinde çalışıyoruz. Şimdiye kadar, hiçbir şey, ancak modeller, uçmaz. Birkaç yıl önce, bir dron bir yakıt hücresine uçtu. Şu anda, yüksek sıcaklıkta süper iletkenliğe dayanan bir elektrik motorlu bir hibrit enerji santrali göstericisi oluşturma projemiz var. Dünyada benzer proje yok. Bazımız, 196 ° C eksi sıcaklıkta sıfır direnç etkisine sahip sıvı azotla soğutulan özel bir iletkendir. Sonuç olarak, yüksek verim elde edilir ve motor kütlesi ve boyutları önemli ölçüde azalır. Bu iki 500 kW motorunun her biri, 19 koltukları için bölgesel bir uçağı donatabilecek. 2019 yılında pilotlarla göstericinin seviyesine ulaşabiliriz. Şu anda yapabileceğimiz iki yer için insanlı bir uçak. Daha fazla fon olacak, muhtemelen gelecek yıl başlayacak.
- Küçük uçak motorları hakkında konuşalım. SibNIA tarafından An-2'in yerini almak üzere oluşturulan TVS-2-DT için, TPE331'in Honeywell'den kurulması planlanmaktadır. Bu segmentte neden yeni gelişmeler yok?
- Sorun, yeni gelişmeler olmadığında değil, olabilir. Bu uçaklar ve motorları önceki nesillere aittir. Kârlılığı çok düşük olan üretim tesislerinin tasarımı, denenmesi ve yaratılması için büyük yatırımlara ihtiyacımız var. Batılı ülkeler, bizim aksine, üretimlerini korudular.
Son zamanlarda, küçük ve bölgesel havacılık için motor yapısının geliştirilmesi için birleşik bir federal konsept oluşturma konusuna ilişkin olarak CIAM'da bir konferans düzenlendi. Hükümete teklif sunmak için bir çalışma grubu kuruldu.
Küçük ve bölgesel havacılık uçakları ve helikopterleri için modern yerli gaz türbini motorları bugün mevcut değildir. Şu anda geliştirilmekte olan sadece iki yerli motor var: L-7 uçağının yeniden motorizasyonu için Il-117-01 ve VK-114С için TV300-800CT-410.
İnsansız hava taşıtlarında da kullanıldığından küçük boyutlu motorların (özellikle pistonlu motorlar) seri üretimini sağlamak için girişimlerde bulunulmaktadır. Ancak, geniş bir yelpazede geliştirilmeleri gerekir: 50 - 60 - 300 - 500 hp
Bir diğer önemli araştırma alanı, 100'tan 400 hp'ye güç veren model uçak motorları yelpazesi oluşturmanın mümkün olduğu temelli tek bölümlü deneysel bir döner pistonlu motor üzerinde çalışmaktır. Bu, Yak-152 motorunun boyutudur. Ancak bu bir teknoloji göstericisidir. Bir yabancı motorun ne kadara mal olacağını ve yerli bir motorun ne kadara mal olacağını hesaplamak gerekir.
Küçük ölçekli yerli motorların rekabet edebilirliğini sağlamak için, elektrikli "akıllı" motor teknolojileri için bilimsel ve teknik bir rezerv oluşturmak gerekir. Bu alanlarda araştırma, şube tasarım bürosu ile birlikte CIAM'da gerçekleştirilir. Teknolojilerin uygulanması, 2035 -% 15'in% 20'e göre belirli yakıt tüketiminde bir azalma, kütlede% 30'e bir azalma ve güvenilirlik ve servis ömründe iki ila üç kat artış sağlamalıdır.
Pistonlu motorların özelliklerini büyük ölçüde iyileştirmeye izin veren yönlerden biri, egzoz gazı enerjisinin bir hava pervanesi veya elektrik jeneratörü tahrik etmek için kullanılan ilave gücü elde etmek için kullanıldığı turbo-bileşik devrelerin kullanılmasıdır.
- Eğitim havacılığına yönelik beklentilerin iç açıcı olduğu ortaya çıktı?
- Yeni gelişmeyi telafi etmek için binlerce motora ihtiyaç var. Bazen üretimi satın almak veya yerelleştirmek daha kolaydır. Bu zor bir problem. Pistonlu motorlar, muhtemelen, yalnızca ithal ikamesi temelinde geliştirilebilir. Elbette, bilim adamları şimdi “sürü” kavramını, yani çok sayıda İHA (insansız hava aracı) hakkında düşündükleri için İHA motorları seri üretime girebilir. Halihazırda birçok proje var, bazılarını düzenli olarak inceliyoruz. Her şey evrim geçiriyor, ancak insansız uçaklar için düzenleyici çerçevede büyük bir sorun var.
- Bu yıl, EmDrive mikrodalga motorunun “çalışan” versiyonunun yaratıldığını bildiren Çinli bilim adamlarının sansasyonel ifadesi hakkında ne söyleyebilirsiniz? Çalışmalarını fiziğin temel yasalarıyla açıklamak gerçekten imkansız mı? Teorik olarak - böyle bir şey yaratmak mümkün mü?
- EmDrive motoru, mikrodalga üreten bir magnetron cihazı ve bir rezonatörden oluşur. Çalışma prensibi, tedarik edilen elektrik enerjisini doğrudan isteklere dönüştüren yeni bir elektrojet motoru konseptidir. Burada fizik yasalarının ihlali yoktur. Motor, yakıt harcamaksızın ve mikrodalgaların enerjisini kullanarak "sabit" bir itme gücü üretir.
Bununla birlikte, eğer EmDrive'ın sağlığının kanıtı mevcutsa, teorisyenlerin ciddi bir şekilde çalışmasını gerektirir. Şimdilik, açıklama eksikliği, “imkansız” motor tutkunlarının tüm argümanlarının kırıldığı ardındaki sarsılmaz bir kayadır. Birisi neyin işe yaradığını fark etmekten hoşlanır - peki, nasıl olduğunu bilmek gerekmez. Ancak böyle bir yaklaşım, pratik kullanımda beklenmeyen sorunlara yol açabilir. Örneğin, motor manyetik bir alana bağlanırsa, dış uzayın manyetik alanları arasında tahmin edilemez bir şekilde davranabilir. Ancak hiç kimse, tek bir itme kaynağını Mars'ın yarısına ya da uzaktaki Kuiper kuşağı nesnelerine kaybedecek bir cihaza ihtiyaç duymuyor. Klasik şartlara göre, güvenilir kanıtlar sunulması zorunlu olarak eklenmeli ve motorda olan her şeyi açıklama şartı getirilmelidir. EmDrive'ın yaratıcıları birini ya da diğerini gösteremez.