Bài này nói về 2 động cơ VK-650V và VK-1600V mà Nga đang phát triển. VK-650 V dùng cho trực thăng dân sự hạng nhẹ Ka-226T, Ansat-U và VR500, thay thế cho động cơ Pháp Arrius 2G1
VK-1600 V sẽ dùng trên trực thăng dân sự Ka-62, để thay cho động cơ Ardiden 3G của Pháp.
Như vậy sau khi hoàn thành xong (cả phát triển và sản xuất hàng loạt) động cơ VK-2500 (và các version nâng cao VN-2500PS-02, VK-2500PS-03 dùng cho Ka-50, Ka-52, Mi-28, Mi-17A2, A3) và chuẩn bị sản xuất VK-800 (VK-800V, VK-800S, etc.dùng cho máy bay Ka-226, Mi-54, máy bay không người lái Altair, tức Sokol Altius, và cả L-410 trong tương lai), thì bây giờ Nga bắt đầu dồn sức nhiều hơn cho VK-650 và VK-1600 này
Các động cơ và tất cả những thông tin này đều đã từng được nói đến ở tất cả các vol (từ vol 2 đến vol này)
Động cơ turboshaft VK-650V và VK-1600V - tương lai gần của trực thăng Ka-226T và Ka-62
United Engine Corporation đang phải đối mặt với nhiệm vụ trong tương lai rất gần là lấp đầy những khoảng trống trong dòng sản phẩm động cơ turboshaft mà ngành hàng không của chúng ta không có. Công suất lớn nhất trên thị trường động cơ máy bay trực thăng trên thế giới nằm trong các phân khúc có công suất từ 400 đến 900 mã lực, cũng như từ 1300 đến 2000 mã lực. Doanh nghiệp St.Petersburg "UEC-Klimov" đang phát triển động cơ trục chân vịt mới bao gồm các phân đoạn công suất được chỉ định, đó là VK-650 V và VK-1600 V.
Động cơ VK-650 V được thiết kế để thay thế động cơ Arrius 2G1 của Pháp trên trực thăng Ka-226T, cũng như lắp trên trực thăng Ansat-U và VR500. Ngoài ra, UEC-Klimov nhận thấy tiềm năng cung cấp nhà máy điện này cho các chương trình Saba 248 và Shahed 285 của Iran, cũng như cho máy bay trực thăng hạng nhẹ đa năng Changhe Z-11 của Trung Quốc.
Các kỹ sư của UEC-Klimov cần tạo ra một cấu trúc đơn giản và đáng tin cậy với chi phí vòng đời tối thiểu. Ngoài ra, khung thời gian phát triển rất chặt chẽ - bốn năm. Công việc bắt đầu được đưa ra vào cuối quý 3 năm 2019, khi thiết kế sơ bộ đã hoàn thành, động cơ cần được chứng nhận vào năm 2023. Để duy trì trong khung thời gian giới hạn, nó đã quyết định từ bỏ các giải pháp kỹ thuật rủi ro có thể mang lại sự vượt trội đáng chú ý so với các đối thủ cạnh tranh hiện tại. Ví dụ, có thể cải thiện đáng kể các đặc tính tiêu thụ nhiên liệu cụ thể bằng cách tăng nhiệt độ khí ở phía trước tuabin, hoặc bằng cách tăng tỷ số nén trong máy nén. Nhưng cả điều đó và điều khác đều ảnh hưởng đáng kể đến nguồn tài nguyên của nhà máy điện và trong thời gian quy định, theo "Klimov",không thể thực hiện công việc nghiên cứu và phát triển tương ứng.
Nói chung, tại thời điểm hoàn thành chứng nhận, VK-650 V sẽ nhận được tài nguyên là 600 giờ và trong tương lai, nó được lên kế hoạch chuyển sang hoạt động như với tài nguyên của các bộ phận chính của bộ phận nóng là 4500 giờ hoặc 3000 chu kỳ và đối với các bộ phận của bộ phận lạnh - lên đến 9000 giờ hoặc 6000 chu kỳ.
Ở chế độ cất cánh, động cơ sẽ phát huy công suất 650 mã lực, trong thời gian ngắn, không quá 2,5 phút, nó được phép sử dụng chế độ khẩn cấp với công suất động cơ là 750 mã lực. Mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể ước tính ở chế độ cất cánh sẽ không vượt quá 245 gam mỗi mã lực mỗi giờ và 280 gam ở chế độ bay hành trình.
Mô hình của động cơ turboshaft VK-650V
Vào cuối năm 2019, tài liệu thiết kế cho động cơ trình diễn đã được phát hành. Vào tháng 1 năm 2021, các cuộc kiểm tra người biểu tình bắt đầu tại một khán đài được chuẩn bị đặc biệt "UEC-Klimov" ở St.Petersburg. Nó bao gồm một khung trợ lực và một phanh thủy lực, một hệ thống nhiên liệu-dầu được thiết kế đặc biệt cho kích thước của động cơ VK-650 V, và một phòng điều khiển hiện đại.
Trong quá trình kiểm tra, tất cả các thông số được giám sát liên tục được ghi lại và trạng thái của đối tượng được đánh giá trực quan. Động cơ được khởi động từ một máy phát điện khởi động; một bộ phận điều chỉnh và điều khiển tự động bằng công nghệ được sử dụng như một hệ thống điều khiển tự động. Để loại bỏ công suất từ trục đầu ra của hộp số, một phanh thủy lực nâng cấp đã được sử dụng như một thiết bị tải.
Kiểm tra trình trình diễn là bước đầu tiên trong quá trình tạo ra một động cơ mới. Họ phải xác nhận khả năng tồn tại của toàn bộ cấu trúc của nhà máy điện, nếu mục tiêu này đạt được và người trình diễn hoạt động thành công, thì một nguyên mẫu chính thức được tạo ra để thử nghiệm cho tuổi thọ và các chỉ số khác.
Phần đầu tiên của chương trình thử nghiệm đã được hoàn thành. Dựa trên kết quả của nó, các chỉ số chính của sản phẩm mới đã được đánh giá, hoạt động chung của hệ thống băng ghế và động cơ đẩy đã được khắc phục trong các điều kiện khác nhau theo chương trình thử nghiệm.
Theo Anastasia Solovyova, giám đốc chương trình động cơ máy bay trực thăng đầy hứa hẹn - nhà thiết kế chính của UEC-Klimov, công ty hài lòng với kết quả đầu tiên - buồng đốt được đánh lửa lần đầu tiên mà không cần thử nghiệm tự động sơ bộ và gỡ lỗi đánh lửa. hệ thống.
Để giảm mức độ trường điện từ do động cơ VK-650 V phát ra, vật liệu hấp thụ vô tuyến sẽ được sử dụng trong hệ thống điều khiển tự động của nó, điều này sẽ làm tăng khả năng chống lại trường điện từ cường độ cao của ACS của động cơ lên nhiều lần. Dữ liệu xác nhận thu được là kết quả của việc nghiên cứu khả năng tương thích điện từ của BARK-5 V và tổ hợp chẩn đoán và thông tin IDK 5 V với các thiết bị trên máy bay.
Trong triển lãm hàng không vũ trụ MAKS-2021, đại diện của UEC-Klimov cho biết giai đoạn thứ hai của chương trình thử nghiệm đối với máy bay trình diễn VK-650 V đã được tiến hành. Sau khi hoàn thành, ba nguyên mẫu của động cơ sẽ được sản xuất và các thử nghiệm kỹ thuật của chúng sẽ bắt đầu , trong thời gian đó sẽ tiến hành kiểm tra sơ bộ. Doanh nghiệp cũng sẽ quyết định sử dụng mô hình đôi kỹ thuật số, sửa đổi nhà máy điện tăng công suất cho máy bay trực thăng Ansat-U, tổ chức sản xuất hàng loạt, cũng như dịch vụ sau bán hàng của động cơ.
Tại MAKS, United Engine Corporation đã trình bày một mô hình nhà máy điện hybrid (GSU) dựa trên động cơ VK-650 V. Mô hình bao gồm một động cơ tuabin khí, động cơ điện, bộ phận điện tử công suất, máy phát điện và pin đóng gói. Mô hình của GSU được đặt trên bệ của một máy bay không người lái đầy hứa hẹn với bốn vít quay. Nó đã được quyết định lấy sự phát triển mới của "Klimov" - VK-650 V làm cơ sở cho GSU do sự nhỏ gọn của động cơ này, hiệu quả và công suất cao của nó.
Mô hình nhà máy điện hỗn hợp (hybrid power plant) dựa trên TVD VK-650V
“Vào năm 2022, chúng tôi có kế hoạch đạt công suất của thiết bị trình diễn GSU khoảng 150 kW và đưa ra các giải pháp kết hợp trong nhà máy lai đang được phát triển. Mikhail Shemet, Phó Giám đốc Chương trình LDPE của UEC-Klimov JSC, cho biết trong buổi thuyết trình của GSU.
Theo ông, các đối tượng tiềm năng áp dụng GSU của lớp năng lượng này là trực thăng đa năng hạng nhẹ, máy bay không người lái có trọng lượng cất cánh từ 2-8 tấn, máy bay của các hãng hàng không địa phương, taxi hàng không, máy bay cất hạ cánh thẳng đứng.
Để động cơ VK-650 V trở thành một sản phẩm có tính cạnh tranh và công nghệ cao, các phương pháp sản xuất bộ phận và linh kiện hiện đại sẽ được sử dụng trong quá trình sản xuất của nó. Là một phần của công việc trên động cơ trình diễn và trong tương lai trong quá trình sản xuất hàng loạt VK-650 V, cũng như VK-1600 V, sẽ được thảo luận dưới đây, việc sử dụng các công nghệ phụ gia và công nghệ in 3D sẽ được dự kiến .
Một nhà tích hợp duy nhất trong lĩnh vực sản xuất phụ gia - Công ty Cổ phần "Trung tâm Công nghệ Phụ gia" có thiết bị sản xuất các bộ phận động cơ máy bay sử dụng in 3D công nghiệp, bao gồm các bộ phận in bột kim loại SLM. Quy trình kỹ thuật dựa trên sự tan chảy hoàn toàn của các hạt với việc tạo ra các bộ phận nguyên khối sau đó. Công nghệ này giảm thiểu nguy cơ nứt vi mô do độ xốp của kết cấu và tăng cường độ bền của sản phẩm so với quy trình đúc truyền thống.
Như Tổng Giám đốc FSUE VIAM, Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Nga Evgeny Kablov đã lưu ý vào tháng 7 năm 2020, “nhờ sự hợp tác của VIAM với các doanh nghiệp của UEC, một nguồn dự trữ khoa học và kỹ thuật mạnh mẽ đã được tạo ra, cho phép động cơ lực đẩy cao PD-35, động cơ trực thăng VK-650 V, cho một động cơ trực thăng đầy hứa hẹn nói về việc giới thiệu quy mô lớn các công nghệ phụ gia trong sản xuất các bộ phận cho buồng đốt, tuabin áp suất thấp và cao, vòi phun và hướng dẫn cánh gạt. "
Động cơ VK-650 V được tạo ra trong sự hợp tác rộng rãi trong ngành: VIAM là nhà sản xuất và cung cấp các phôi phụ gia, bao gồm đầu phun tuabin, kênh chuyển tiếp, v.v. "ODK-Klimov" và "ODK-UMPO" sản xuất các bộ phận và cụm từ khoảng trống cung cấp VIAM. "ODK-UMPO" giới thiệu công nghệ hàn và hàn cho phôi phụ gia. Vào thời điểm tạo ra nguyên mẫu thứ ba VK-650 V, doanh nghiệp Ufa đã giới thiệu các công nghệ cho phép sản xuất đầy đủ các bộ phận động cơ phụ gia.
Vào tháng 9 năm 2020, một ủy ban mô phỏng đã được tổ chức tại UEC-Klimov, trong đó cơ sở chứng nhận cho nhà hát VK-650 V. đã được đề xuất. Việc mô phỏng động cơ được trình bày dưới dạng mô hình 3D điện tử, như cũng như các cụm và bộ phận của nó. Đồng thời, một cuộc thử nghiệm đã được tổ chức trên thiết bị điều khiển và điều khiển tự động BARK-5 V.
Cơ sở chứng nhận đảm bảo rằng các yêu cầu về khả năng hoạt động của động cơ và bảo vệ môi trường được tính đến đầy đủ. Do đó, thiết kế của động cơ VK-650 V đã được xác định và một bước quan trọng đã được thực hiện trong việc lập kế hoạch kiểm tra chứng nhận của nó.
* * *
Một nhà máy điện đầy hứa hẹn khác thuộc loại 1300-1800 mã lực đang được phát triển bởi UEC-Klimov là động cơ turboshaft VK-1600 V. Trong tương lai, nó sẽ thay thế động cơ Ardiden 3G của Pháp trên máy bay trực thăng Ka-62 dân dụng mới. . Công suất cất cánh của VK-1600 V sẽ là 1400 mã lực, theo nhà phát triển, động cơ Nga sẽ tiết kiệm hơn động cơ nhập khẩu.
Động cơ, giống như VK-650 V, đang được tạo ra trong một khung thời gian cực kỳ chặt chẽ. Để không phải thiết kế lại cách bố trí của trực thăng cho một loại động cơ mới, VK-1600 V được thiết kế theo kích thước của Ka-62 nacelle. Tất cả các cụm hệ thống treo, lắp ghép với hộp số và khe hút gió đều giống hệt nhà máy điện của Pháp.
Vào tháng 10 năm 2019, giám đốc điều hành của UEC-Klimov, Alexander Vatagin, lưu ý rằng ngày nay không có động cơ VK-1600 trong nước, vì vậy trong tương lai, nó sẽ trở nên có nhu cầu.
“Số lượng máy bay hạng nhẹ của nước ta là không đủ khi so sánh với các cường quốc hàng không trên thế giới. Và toàn bộ khu vực khác là máy bay không người lái, nơi những động cơ này có thể được sử dụng. Vì vậy, nhiệm vụ của doanh nghiệp và tập đoàn là phải có động cơ kích thước này trong dòng sản phẩm của mình ”, ông lưu ý ngày 21/10/2019 khi nói về động cơ trực thăng VK-1600 V và VK-650 V.
Ngoài ra, UEC có kế hoạch tạo ra một phiên bản động cơ dành cho máy bay trong tương lai. Nó có thể được lắp đặt trên máy bay đa chức năng chín chỗ ngồi LMS-901 "Baikal", máy bay huấn luyện động cơ phản lực cánh quạt và máy bay không người lái.
Mô hình của động cơ turboshaft VK-1600V
VK-1600V là sản phẩm đầu tiên trong ngành động cơ máy bay của Nga được thiết kế hoàn toàn dưới dạng kỹ thuật số sử dụng công nghệ không cần giấy tờ. Điều này cho phép các nhà thiết kế luôn có thông tin ngữ cảnh cần thiết trước mắt họ. Làm việc với các mô hình 3D cho phép bạn thiết kế động cơ trực tiếp "bên trong" máy bay trực thăng, điều khiển việc lắp đặt các vật thể cả trong chính nhà máy điện và trong ống trục.
Khi tạo trình diễn VK-1600 V, có tới 70% vật đúc sẽ được thay thế bằng các bộ phận được tạo bằng in 3D. Các phần tử, bao gồm cả phần "nóng" của nhà máy điện, sẽ được sản xuất bằng công nghệ phụ gia.
Tại triển lãm hàng không MAKS-2021, UEC đã giới thiệu động cơ trình diễn đầu tiên VK-1600 V; các cuộc thử nghiệm của nó đang được tiến hành. “Việc trang bị thêm băng thử trên lãnh thổ của UEC doanh nghiệp St.Petersburg đã hoàn tất. Năm nay, chúng tôi đang có kế hoạch thực hiện một số công việc thử nghiệm với một động cơ trình diễn mới, ”- cho biết bên lề triển lãm hàng không. Phó chủ nhiệm thiết kế VK-1600 V Anton Kolosov.
Việc lắp đặt động cơ trình diễn đầu tiên trên băng thử nghiệm của Công ty Cổ phần UEC-Klimov dự kiến vào quý 3 năm 2021. Hiện tại, quá trình sản xuất các bộ phận và lắp ráp chiếc xe biểu diễn đang được tiến hành.
Hợp đồng phát triển nhà hát VK-1600 V đã được ký với UEC-Klimov JSC vào tháng 3 năm 2019. Vào mùa thu năm 2020, ủy ban nguyên mẫu đã được trình bày với thiết kế của động cơ VK-1600 V với BARK-15 V đơn vị điều khiển kỹ thuật số, cũng được phát triển trong "Klimov". Ủy ban Tạo mẫu đã xác nhận cơ sở chứng nhận, đảm bảo rằng các yêu cầu về khả năng vận hành của động cơ được tính đến đầy đủ.
Cũng như VK-650 V, chứng chỉ loại VK-1600 V sẽ nhận được vào năm 2023. Việc sản xuất hàng loạt động cơ dự kiến bắt đầu vào năm 2024.
Перед Объединённой двигателестроительной корпорацией стоит задача в самое ближайшее время заполнить пробелы в продуктовой линейке турбовальных двигателей, которыми не обладает наша авиаотрасль. Наибольшую ёмкость на мировом рынке вертолётных двигателей имеют сегменты мощностью от 400 до 900...
aviation21.ru
topcor.ru
.JPG)
