MiG-31의 역사가 계속됩니다. 30 년 동안, 독특한 D-30FXNNX 엔진에는 경쟁자가 없었습니다.
군사 산업 특송 주간지는 탁월한 러시아 초음속 MiG-31 요격 전투기에 대해 반복적으로 말하고 있습니다. 특히 No. 40에서는 41에 대한 2012이 매년 작성된 장거리 차단 시스템 테스트에 많은 관심을 기울였습니다. 현재의 소재는 성공적인 혁신, 팀 협력 및 국내 항공 산업의 기업의 용감한 사업 결과의 일종이 된 발전소에 관한 것입니다.
모든 페름 엔진 빌더에서 MiG-31을 없애면 자존심과 긍지가 느껴집니다. 요격기의 힘은 놀랍습니다. 소련의 영웅 시험 발레리 메니 스키 (Tonery Menitsky) : "나는 확실한 말로 말할 수있다. 미국이나 유럽의 상대방은 그런 비행기를 가지고 있지 않다. 이 복합 단지는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. "
30 년 전에 소련 방공 미사일로 출격 한 초음속 MiG-31 요격 전투기 요격기는 여전히 세계에서 가장 빠르고 고도가 높은 전투기입니다. 크게 두 가지 엔진 D-30Ф6가 포함 된 발전소의 기능으로 인해 그 고유 한 특성이 나타납니다.
혁신적인 솔루션
미그 - 31의 엔진은 다음과 같은 기술적 인 매개 변수를 제공해야한다 : 최대 속도 MT = 2,83, 외부 연료 탱크와 해수면 1500의 km / h 범위에서 최대 속도 3300 km, 모드 20의 kg besforsazhny 최대 서비스 천장 600 9500 분 초안, 최대 강제 15 모드 500 0 모드 kgf, 특정 연료 소비 (H = 0, M = 1,9에서 시간당 추력 단위당 단위 연료 소비) : 최대 저속시 0,72 모드 kg / kgf / h XNUMX 모드 kg / kgf h .
이러한 엔진에 대한 엄격한 요구 사항은 극 소형, 중형 및 대형 (30 km까지) 고도에서 비행하는 항공기 표적을 탐지하고 파괴 할 수있는 새로운 전략 및 공격 무기 모델을 퇴치하기위한 인터셉터 전투기를 만들 필요가 있었기 때문에 4000 km / 1 시간
이러한 독특한 항공기의 경우 고효율의 동등하게 강력한 고출력 엔진이 필요했습니다. P. A. Solovyov (현재 Aviadvigatel OJSC, 일반 디자이너 A. A. Inozemtsev)의 지시에 따라이 엔진의 개발을 Perm 엔진 건축 설계 국 (ICD)에 맡겼다.
Solovyov는 외부 및 내부 엔진 회로가 혼합 된 애프터 버너 챔버가있는 2 회로 엔진을 만들기로 결정했습니다. 당시 비슷한 계획에 의해 발전소가 아직 생산되지 않았기 때문에 그러한 계획에 반대하는 사람들이 꽤 많이있었습니다.
고유 한 비행 조건 범위에서 특성이 지정된 D-30F6 엔진의 생성은 많은 알려지지 않은 "흰색 반점"이있는 복잡한 과학적 및 기술적 문제였습니다.
이정표 역사
MiG-30 인터셉터 전투기를위한 D-6Ф31 터보 제트 엔진을 제작하고 마무리하는 방법과 방법은 20 세기의 먼 50 년으로 거슬러 올라갑니다. 페름 IBC는 1939 창설 초기부터 유망한 개발에 큰 관심을 기울여 왔습니다.
P. A. Soloviev는 1953에서 사망 한 후 A. D. Shvetsova가이 나라에서 가장 젊은 디자이너 중 한 명으로 선정되었습니다. 동시에 그는 엔진 설계 및 개발 분야에서 많은 경험을 갖고 있으며 가장 중요한 것은 이론 지식과 직관을 기반으로 한 선견의 선물이라는 매우 귀중한 품질을 지니고 있다는 것입니다. ICD 전문가의 계산에 의해 뒷받침 된이 선물은 수년 동안 유망한 2 회로 엔진 구성표를 선택할 때 올바른 방향을 적시에 결정하는 데 도움이되었습니다.
P. A. Solovyov는 이중 회로 엔진이 탁월한 경제 및 운영 특성을 지니고 있으며 압축기의 높은 압축비와 낮은 손실의 터빈 앞 가스 온도를 폐기 스트림의 출력 속도와 함께 고려할 수 있다고 계산으로 주장했다. 세계 엔진 빌딩의 개발의 후속 역사가 그때의 선택의 정확성을 확인했다. P. A. Solovyov는 우리 나라의 바이 패스 엔진 개발의 선구자로 간주 될 수 있으며, 개발을위한 고급 실험실 인 Perm ICD가 될 수 있습니다. 1955 년. 이 시리즈의 첫 번째 제품인 D-20 엔진 (R = 6800 kgf)은 외부 윤곽에 애프터 버너가있는 2 축 2 회로 (m = 1,5) 엔진입니다. D-20은 1955-1956에서 설계되고 테스트되었으며, 미세 조정 작업으로 비슷한 회로의 엔진을 생성하는 데 유용한 데이터를 얻을 수있었습니다.
1956 년. 그 당시 뛰어난 프로젝트는 듀얼 엔진 D-21이었습니다. 엔진은 터빈 (TSA * = 1400 K) 전면에 고온의 공통 애프터 버너 챔버가있는 단일 샤프트 방식으로 설계되었으며 매우 높은 초음속 비행 속도를 위해 설계되었습니다. 동시에 ICD는 항공기로 전통적으로 설계되고 제작 된 복잡하고 책임감있는 조정 가능한 초음속 공기 흡입구의 개발을 인수했습니다. TsAGI에서 실시 된 시험은 원래의 축 대칭 방식에 따라 ICD에서 개발 된 모든 모드의 공기 흡입구가 기존 매개 변수의 샘플을 상당히 초과한다는 것을 확인했습니다. D-21 엔진은 그 시대보다 앞서 있습니다. 비슷한 단일 샤프트 TRDDF, 그러나 다소 낮은 비행 속도로 Mirage 53을위한 프랑스 M-2000 엔진이 20 년 후에 만들어졌습니다. 불행히도 21의 D-1960 엔진 작업은 항공기 작업이 중단되어 중단되었습니다.
1966 - 1967 년. 설계, 제조 및 시험 엔진 트랙션 RF = 30위한 D-38F (11,5 제품), 엔진에서, 수 1971 38-04은 TsIAM 엔진 흡입구 낮은 공기압의 연소 장치를 테스트 스탠드 고층 대한 테스트를 통과한다.
50 세기의 60-20 년대 프로젝트 (D-21, D-30 및 D-XNUMXF)는 수년간 초음속에서 항공 단일 터보 제트 터보 제트가 지배적 이었지만 다중 모드 (아음속 및 초음속 비행 속도의 조합)의 요구, 더 나은 작동 특성 및 기타 여러 이점으로 인해 듀얼 회로 엔진이 70 년대 전 세계 초음속 항공의 지배적 인 위치를 차지하기 시작했습니다.
나라에서 처음으로
엔진 D-30F6를 재연 소 만들 수있는 ICD의 예비 작업은 27.01.1970 년과 16.08.1971 년에서 항공 산업 성 (MAP)의 명령에 따라 시작하고, 본격적인 연구 개발 - 공통 소련 공산당의 결정 및 12.05.1974 년의 장관과 01.07.1974 년에서 MAP의 주문위원회의 기준에 대한 최신 . 잠시 후, 데모 엔진 (38 제품)을 제작하면서 얻은 경험을 토대로 새로운 초음속 TRDDF D-30Ф6 프로젝트가 개발되었습니다.
엔진은 D-30 (Tu-134) 및 D-30KU / KP (Il-62 및 Il-76) 모터의 압축기 공기 역학을 사용하여 새로운 작동 조건으로 인해 필요한 설계 변경을 가하여 설계되었습니다.
1955에서 터보 팬 D-20 용 7 단 고압 압축기 (HPC)와 7 단 기본형의 치수를 변경하지 않고도 5,5에서 16 TC까지의 하중으로 터보 팬 엔진 제품군을 만들 수있었습니다.
V. M. Chepkin (당시 리울 카 디자인 국 (Lisulka Design Bureau)의 일반 설계자 인 Perm MKD의 대리 디자이너)는 "새로 개발 된 엔진의 혁명적 인 특성은 22 압축비의 2 회로 엔진을 사용했기 때문입니다 3000 km / h의 속도로 날아간다. 1640 K에 터빈 앞의 가스 온도 표시기를 가져 왔기 때문에 우리는 그러한 모터가 작동하지 않을 것이라고 모두 들었습니다. 당시 1400 K에서 모든 사람들이 XNUMX K로 날아갔습니다. 물론 이러한 변화는 새로운 냉각 시스템, 터빈 블레이드 및 디스크 용 신소재, 이데올로기 조정 엔진. 많은 문제가 있었고, 분쟁은 끔찍했습니다. 우리는 중앙 모터 스포츠 연구소 (CIAM)를 비롯한 수많은 부정적인 의견을 받았습니다. 그러나 우리는 모두를 설득 할 수있었습니다. "
새로운 이슈가 다수 해결되었습니다 : 특히 국내외에서 비슷한 목적을 가진 많은 후속 엔진 프로젝트에서 클래식이 된 바이 패스 비율 m = 0,5, 최적의 엔진 매개 변수가 선택되었습니다. 3 가지 엔진 윤곽 (주 회로, 노즐 및 애프터 버너의 연료 소비 조절 등) 엔진의 최적 견인력 및 경제성 및 작동 특성을 유지합니다
특히 항공기의 비행 속도가 증가함에 따라 터빈 앞의 가스 온도를 높이기위한 특별 프로그램이 개발되었습니다. 이것은 20 km의 고도와 2500 km / h의 비행 속도에서 두 번째 임계점에서 요구되는 추진력을 확보하게합니다. 나중에 CIAM의 과학자들은 이것을 "온도 촉진"이라고 불렀다. 따라서, 엔진의 급격한 속도 특성을 얻기위한 기술이 개발되었는데, 이후에는 이후의 프로젝트에서 고전이되었습니다.
특히 국내에서 처음으로 EECM이 터보 팬 작동 모드 (RED-3048)의 주요 조절기로 설계 및 구현 된 자동 제어 시스템 및 연료 공급 장치 (ACS 및 TP)의 개발을 강조해야합니다. 이 시스템에서의 작업은 수석 설계자 A. F. Polyansky와 G. I. Gordeev의 감독하에 Perm Aggregate Design Bureau (PACB)에서 수행되었습니다.
그 당시 D-30F6 엔진의 낮은 원소 안정성으로 인해, 주요 RED-3048 및 이중 유압식 SAU의 두 가지 제어 시스템이 설치되었습니다.
ICS 전문가 인 P. A. Solovyov와 PACB (현재 OJSC STAR)는 전자 수력 학적 ACS와 TP의 이데올로기, 알고리즘 및 정제를 공동으로 수행했습니다.
우리나라에서는 처음으로 고온 엔진의 연료 - 오일 시스템의 비정상적인 열 상태를 분석하기 위해 수학적 모델을 적용하여 고도계에서 테스트하기 위해 엔진을 CIAM에 보내지 않도록 할 수있었습니다. 비행 조건 하에서 시스템의 열 상태는 매트 모델을 사용하여 분석되었습니다. 얻어진 데이터는 벤치 결과 및 비행 테스트 결과와 연결되었다. 이 작업은 CIAM의 전문가들로부터 높이 평가되었으며 나중에 국가 엔진 테스트에서 채점되었습니다.
엔진 디버깅
디버깅 과정에서 큰 어려움은 주 연소실 (CS)에 의해 나타났습니다. 국내외 항공기 엔진 빌딩에는 TC * 900 K에서 COP가 있었고 D-30F6에서는 TC * = 1024 K에서 안정적이고 효율적인 작동을 보장해야했습니다.
CIAM과 함께 집중적 인 연구, 계산 및 실험 작업의 결과, 독점 솔루션이 발견되었습니다. 화염 튜브 벽을 따라 연료 연소를 배제하기 위해 화염 튜브 섹션 사이에 주름진 링을 통해 냉각 공기를 공급했습니다. 터빈 입구에서 균일 한 온도 장을 형성하기 위해 재분배 화염 튜브의 혼합 영역에있는 특수 구멍의 도움으로 공기 공급, 노즐의 초기 접을 수있는 설계는 TK *> 950 K에서 견고성을 보장하지 않았으며 전자 빔 용접을 사용하는 용접 노즐 설계의 개발 및 구현 만이 완전한 견고성을 보장했습니다.
고압 터빈. TCA * = 1640 K에서 성능과 필요한 자원을 확보하기 위해 먼저 대류 필름 및 대류 냉각을 사용하는 노즐 및 작동 블레이드 1 및 2의 설계, 냉각을 위해 취한 공기의 냉각 자원을 증가시켜야했습니다 터빈.
이를 위해 업계 최초로 공랭식 열교환 기가 개발되어 엔진 외부 채널에 적용되었습니다. 20-40 퍼센트에 의한 냉각 공기 온도의 감소는 90-180 K에 의해 터빈 앞에있는 가스의 온도를 상승시킬 수있게하여이 측정의 가능성과 효과를 입증했습니다.
애프터 버너 (FC). 엔진을 미세 조정할 때 FC의 진동 진동을 연구하는 데 심각한 문제가있었습니다. FC의 진동 진동은 지구와 다른 조건에서 나타났습니다. 이 문제에 대한 연구는 CIAM 고소 스탠드 또는 비행시에 값 비싸고 시간이 많이 소요되는 테스트를 필요로했습니다. 일반 디자이너의 지시에 따라 FK의 작동 상태를 자체 스탠드에서 시뮬레이션 할 수있는 가능성을 보여준 엔진의 수학적 모델에 대한 적절한 "연결"을 통해 연구가 수행되었습니다. 이를 위해 ICD는 비행기와 가까운 조건에서 엔진을 테스트하기 위해 온도를위한 비행 조건을 시뮬레이션 한 두 개의 특수 스탠드를 만들었습니다. 이로써 FC 마무리 및 상당한 자금 절감에 필요한 시간을 대폭 단축 할 수있었습니다. 이 문제는 기업의 스탠드에 대한 테스트를 동등한 방식으로 수행함으로써 해결되었습니다. 국내에서 최초로 연료 분사 및 연료 점화 시스템이 "화재 경로"방법을 사용하여 FC 엔진에 도입되었습니다.
흥미로운 이야기는 다중 모드 조절 식 노즐의 생성과 개선입니다. 처음에는 노즐이 개발 된 후 비행 테스트가 경쟁에서 IBC에서 우승 한 TMKB "Soyuz"를 제공 할 때까지, Perm 디자인 국과는 달리 조정 가능한 노즐을 개발 한 경험이 있기 때문에 노즐이 개발되었습니다. 그것은 아름답고 전문적으로 설계된 건축물이었습니다. 첫 번째 테스트에서는 누수가 증가하고 강성이 부족하여 노즐의 임계 단면이 "팽창"되어 중량 초과 등의 결함이 발견되었습니다. 동료들은 경직성을 수정했지만 누수와 덩어리에 대처하지 못했습니다.
오랫동안 실패한 서신, 협상. 그 순간은 일반 디자이너가 "노즐을 스스로 만드십시오"라는 결정을 내 렸습니다. ICD는 그러한 노드를 개발 한 경험이 없었지만 기술 문학의 산을 연구하고 모스크바 동료의 작업을 사용하여 열렬히 열정적으로 일했습니다. 물론 우리 자신의 설계에서 결함과 결함이 나타 났지만 더 빠르고 효율적으로 제거되었습니다.
MiG-31의 비행 특성을 보장하기 위해 노즐의 작동을 매우 넓은 범위, 즉 최대 비행 속도 MP = 2,83에서 엔진 노즐의 가스 압력 감소 정도가 거의 20 번 변화하는 반면 노즐의 팽창 정도 (출력 비율 단면을 임계 단면적으로) - 3 회 이상.
이러한 조건 하에서 노즐을 흔드는 기체 동 역학적 안정성이 손실되었습니다 (소위 bu bulation). 이 문제는 노즐 플랩상의 특수 밸브를 사용하여 주 모드의 노즐 특성을 저하시키지 않으면 서 불안정한 작동 모드에서 엔진의 흐름 부분에 대기를 바이 패스하는 방식으로 해결되었습니다.
비행 테스트 중에 노즐에 예상치 못한 문제가 발생했습니다. 고속 및 저고도에서 비행 할 때 항공기 취급이 악화되었고 조종사는 비행을 위해 엄청난 노력이 필요했습니다. 촬영을 포함하여 많은 양의 실험 작업 결과, 비강도 설계로 인해 노즐 요소가 동기화되고 노즐 임계 영역의 위치가 자발적으로 변경되어 엔진의 추력 벡터가 변경된다는 사실이 발견되었습니다. 문제는 새시 제어 시스템의기구 학적 파라미터를 변경하여 노즐 플랩의 가스 동적 동기화를 보장하고 가장 중요하게는 엔진 추력 벡터의 안정성과 안정성을 보장함으로써 해결되었습니다.
최종 형태에서 D-30F6은 원래 초안과 매우 다릅니다.
우선,이 재료는 VIAM에 의해 개발 된 새로운 티타늄, 니켈 합금 및 고강도 강으로 만들어졌습니다 (연구소의 책임자 : A. T. Tumanov, 1976 이전, R.N.XXX 이후 1976, 1996- 현재 - 러시아 과학 아카데미 E. N. Kablov의 아카데미 인). 그리고 60에서 정의 된 엔진의 기하학적 크기는 변하지 않았습니다. D-30F6 엔진의 설계 및 개발 과정에서 52 기술 솔루션이 구현되었으며 저작권 인증서로 보호됩니다.
서비스중인 D-30Ф6
독특한 엔진 D-31F30를 장착 한 MiG-6의 첫 번째 비행으로 16 9 월 1975을 (를) 만들었습니다. 부대 테스트를 포함한 주 테스트에서 D-30F6이 (가) 성공적으로 1979을 통과했습니다. M. Gorkiy의 이름을 따서 명명 된 Perm 생산 협회 "Motorostroitel"의 초기 생산 단계에서 엔진 개발은 주어진 시간에 D-30F6의 주 시험에 결정적인 역할을했습니다. Y. M. Sverdlov (현재 JSC "PMP").
높은 엔진 파라미터로 인해 MiG-31은 높은 기동성, 장거리, 고유 한 상승 속도, 긴 중계 시간 (재충전으로 최대 6 시간) 및 상당한 공기 우위를 제공합니다. 20 세기 90-ies 초기에 MiG-31 및 D-30F6의 생산이 축소되었습니다. 동시에, 전투기 요격기는 여전히 러시아 전역의 항공 연대에서 전투 서비스를 수행하여 국경을 지키고 있습니다.
현재, OJSC "항공기 엔진"의 전문가, OJSC "파마 엔진 회사", OAO "STAR"와 러시아 연방 국방부의 13 번째 국가 연구소는 신뢰성 수준을 감소하지 않고 공원을 저장할 수 있습니다 및 제공하는 엔진 D-30F6의 단계적 자원의 증가 및 내구성에 체계적으로 작업을 수행 이 비행기를 운용하는 MO 유닛의 필요한 전투 준비. 이 때문에 설계와 모터 D 30F6 및 합리적인 유지 보수 시스템의 제조에 구현 된 안전 마진에 가능했던 것을 특징으로 전문가 SRI 산업 및 MO와 함께 JSC "항공기 엔진"과 "PMZ"에 의해 개발 된 방법.
주요 변경
MiG-31B, MiG-31BS, MiG-31BM, MiG-31DZ, MiG-31LL 등과 같은 많은 옵션이 MiG-31을 기반으로 만들어졌으며 30 년 이상의 D-6Ф30 엔진은 탁월한 모든 요구 사항을 만족시키지 만 충분하지 않으며, 인터셉터. 업그레이드 된 D-30F6 엔진은 역방향 스위프 윙 (forward swept wing)이 장착 된 실험적이고 미래 지향적 인 5 세대 Su-47 Berkut 항공기에 설치되었습니다.
이 엔진들 (변형되지 않은 버전)을 갖춘 또 다른 유명한 자동차는 V.Myasishchev의 이름을 딴 설계국의 정찰기였습니다. 그것은 소련 사회주의 연방 공화국의 순서에 나타났다, 그러나 변환의 시대는 그들의 아이디어를위한 새로운 신청을 찾는 개발자를 강제했다. 그래서 M-55 "Geophysics"항공기가 등장했습니다.이 기계는 여전히 세계에서 동일한 기계입니다.
1988에서 첫 비행을 한 M-55은 16 개의 세계 기록을 세웠습니다. "지구 물리학"은 20 km 이상의 고도에서 6 시간까지 길게 비행 할 수 있습니다. 이 기계는 서양과 비교하여 안전성과 운반 능력이 뛰어납니다. 이것은 우리의 "산악인은"오프 토지뿐만 아니라 침착 날씨에 있지만, 강한 바람을, 과학 장비의 육t까지 공중에 뜨게 할 수 있습니다. 10 년 동안 국제 프로그램의 틀 안에서 유럽, 북극, 남극, 호주, 인도양, 라틴 아메리카 및 적도에 걸쳐 하늘 비행이 이루어졌습니다. 그런 가혹한 조건에서 아직 한 대의 국내 항공기는 아닙니다. 모든 세계 항공 장비는 -60에서 + 60 ° C의 온도 범위에서 작동하도록 설계되었습니다. 파마 엔진은 극단적 인 기온에 처해 있으며 가치가 있음을 입증했습니다.
노동의 영광
시리얼 생산 및 우리 나라에서 최초의 작업의 시작은 전례없는 짧은 기간에 미그 30 초음속 전투기의 엔진 우회 D-6F31의 네 번째 세대, 만들기 항공 산업지도 기관과 공군의 위대한 업적입니다.
90 - 이거 파마 항공 연대 발레리 Grigoriev의 사령관에 따르면, "미그 31 -이 모든 시간의 최고의 항공기 중 하나, 항공의 타의 추종을 불허하는 걸작이다. 그와 소련 시대에, 지금은 그 잠재력을 다 써 버리지 못했습니다. 기계가 끊임없이 업그레이드되면이 비행기는 수십 년 동안 계속 사용될 수 있습니다. 세계에서 3000 km / h의 속도로 날아가고 그런 장거리에서 항공 표적을 탐지 할 수있는 다른 직렬 항공기는 없습니다. "
수십 개의 과학 연구 기관과 모스크바 지역, 수 백명의 노동 단체 및 수천 명의 근로자가 D-30F6 엔진을 만들었습니다. 그것은 Pavel Aleksandrovich Solovyov, 우리의 교사 인 General Designer의지도하에 Perm ICD가 이끄는 주 프로그램이었습니다.
"항공기 엔진"의 팀은 자신의 발명품을 자랑 - D-30F6과 감사에 참여하는 모든 기관의 협력을 기억한다. 이와 관련하여, 두 팀의 설계, 기술 및 생산 잠재력의 깊은 통합을 입증 한, Perm ICD와 연쇄 설비의 협력을 다시 한번 강조 할 필요가있다.
경험과 방법론 (D-20P, D-30, D-30KU / CP, D-30F6, PS-90A 및 그 변형) 이전 엔진을 만드는뿐만 아니라, 발전 용 가스 터빈의 전체 범위를 사용하여 본 JSC "항공기 엔진"에서 가스 압축기 단위는 기업과 기관의 항공 산업과 협력하여 MS-14 주 평면에 새로운 약속 PD-21 엔진 제품군을 개발하고있다.
모든 페름 엔진 빌더에서 MiG-31을 없애면 자존심과 긍지가 느껴집니다. 요격기의 힘은 놀랍습니다. 소련의 영웅 시험 발레리 메니 스키 (Tonery Menitsky) : "나는 확실한 말로 말할 수있다. 미국이나 유럽의 상대방은 그런 비행기를 가지고 있지 않다. 이 복합 단지는 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. "
30 년 전에 소련 방공 미사일로 출격 한 초음속 MiG-31 요격 전투기 요격기는 여전히 세계에서 가장 빠르고 고도가 높은 전투기입니다. 크게 두 가지 엔진 D-30Ф6가 포함 된 발전소의 기능으로 인해 그 고유 한 특성이 나타납니다.
혁신적인 솔루션
미그 - 31의 엔진은 다음과 같은 기술적 인 매개 변수를 제공해야한다 : 최대 속도 MT = 2,83, 외부 연료 탱크와 해수면 1500의 km / h 범위에서 최대 속도 3300 km, 모드 20의 kg besforsazhny 최대 서비스 천장 600 9500 분 초안, 최대 강제 15 모드 500 0 모드 kgf, 특정 연료 소비 (H = 0, M = 1,9에서 시간당 추력 단위당 단위 연료 소비) : 최대 저속시 0,72 모드 kg / kgf / h XNUMX 모드 kg / kgf h .
이러한 엔진에 대한 엄격한 요구 사항은 극 소형, 중형 및 대형 (30 km까지) 고도에서 비행하는 항공기 표적을 탐지하고 파괴 할 수있는 새로운 전략 및 공격 무기 모델을 퇴치하기위한 인터셉터 전투기를 만들 필요가 있었기 때문에 4000 km / 1 시간
이러한 독특한 항공기의 경우 고효율의 동등하게 강력한 고출력 엔진이 필요했습니다. P. A. Solovyov (현재 Aviadvigatel OJSC, 일반 디자이너 A. A. Inozemtsev)의 지시에 따라이 엔진의 개발을 Perm 엔진 건축 설계 국 (ICD)에 맡겼다.
Solovyov는 외부 및 내부 엔진 회로가 혼합 된 애프터 버너 챔버가있는 2 회로 엔진을 만들기로 결정했습니다. 당시 비슷한 계획에 의해 발전소가 아직 생산되지 않았기 때문에 그러한 계획에 반대하는 사람들이 꽤 많이있었습니다.
고유 한 비행 조건 범위에서 특성이 지정된 D-30F6 엔진의 생성은 많은 알려지지 않은 "흰색 반점"이있는 복잡한 과학적 및 기술적 문제였습니다.
이정표 역사
MiG-30 인터셉터 전투기를위한 D-6Ф31 터보 제트 엔진을 제작하고 마무리하는 방법과 방법은 20 세기의 먼 50 년으로 거슬러 올라갑니다. 페름 IBC는 1939 창설 초기부터 유망한 개발에 큰 관심을 기울여 왔습니다.
P. A. Soloviev는 1953에서 사망 한 후 A. D. Shvetsova가이 나라에서 가장 젊은 디자이너 중 한 명으로 선정되었습니다. 동시에 그는 엔진 설계 및 개발 분야에서 많은 경험을 갖고 있으며 가장 중요한 것은 이론 지식과 직관을 기반으로 한 선견의 선물이라는 매우 귀중한 품질을 지니고 있다는 것입니다. ICD 전문가의 계산에 의해 뒷받침 된이 선물은 수년 동안 유망한 2 회로 엔진 구성표를 선택할 때 올바른 방향을 적시에 결정하는 데 도움이되었습니다.P. A. Solovyov는 이중 회로 엔진이 탁월한 경제 및 운영 특성을 지니고 있으며 압축기의 높은 압축비와 낮은 손실의 터빈 앞 가스 온도를 폐기 스트림의 출력 속도와 함께 고려할 수 있다고 계산으로 주장했다. 세계 엔진 빌딩의 개발의 후속 역사가 그때의 선택의 정확성을 확인했다. P. A. Solovyov는 우리 나라의 바이 패스 엔진 개발의 선구자로 간주 될 수 있으며, 개발을위한 고급 실험실 인 Perm ICD가 될 수 있습니다. 1955 년. 이 시리즈의 첫 번째 제품인 D-20 엔진 (R = 6800 kgf)은 외부 윤곽에 애프터 버너가있는 2 축 2 회로 (m = 1,5) 엔진입니다. D-20은 1955-1956에서 설계되고 테스트되었으며, 미세 조정 작업으로 비슷한 회로의 엔진을 생성하는 데 유용한 데이터를 얻을 수있었습니다.
1956 년. 그 당시 뛰어난 프로젝트는 듀얼 엔진 D-21이었습니다. 엔진은 터빈 (TSA * = 1400 K) 전면에 고온의 공통 애프터 버너 챔버가있는 단일 샤프트 방식으로 설계되었으며 매우 높은 초음속 비행 속도를 위해 설계되었습니다. 동시에 ICD는 항공기로 전통적으로 설계되고 제작 된 복잡하고 책임감있는 조정 가능한 초음속 공기 흡입구의 개발을 인수했습니다. TsAGI에서 실시 된 시험은 원래의 축 대칭 방식에 따라 ICD에서 개발 된 모든 모드의 공기 흡입구가 기존 매개 변수의 샘플을 상당히 초과한다는 것을 확인했습니다. D-21 엔진은 그 시대보다 앞서 있습니다. 비슷한 단일 샤프트 TRDDF, 그러나 다소 낮은 비행 속도로 Mirage 53을위한 프랑스 M-2000 엔진이 20 년 후에 만들어졌습니다. 불행히도 21의 D-1960 엔진 작업은 항공기 작업이 중단되어 중단되었습니다.
1966 - 1967 년. 설계, 제조 및 시험 엔진 트랙션 RF = 30위한 D-38F (11,5 제품), 엔진에서, 수 1971 38-04은 TsIAM 엔진 흡입구 낮은 공기압의 연소 장치를 테스트 스탠드 고층 대한 테스트를 통과한다.
50 세기의 60-20 년대 프로젝트 (D-21, D-30 및 D-XNUMXF)는 수년간 초음속에서 항공 단일 터보 제트 터보 제트가 지배적 이었지만 다중 모드 (아음속 및 초음속 비행 속도의 조합)의 요구, 더 나은 작동 특성 및 기타 여러 이점으로 인해 듀얼 회로 엔진이 70 년대 전 세계 초음속 항공의 지배적 인 위치를 차지하기 시작했습니다.
나라에서 처음으로
엔진 D-30F6를 재연 소 만들 수있는 ICD의 예비 작업은 27.01.1970 년과 16.08.1971 년에서 항공 산업 성 (MAP)의 명령에 따라 시작하고, 본격적인 연구 개발 - 공통 소련 공산당의 결정 및 12.05.1974 년의 장관과 01.07.1974 년에서 MAP의 주문위원회의 기준에 대한 최신 . 잠시 후, 데모 엔진 (38 제품)을 제작하면서 얻은 경험을 토대로 새로운 초음속 TRDDF D-30Ф6 프로젝트가 개발되었습니다.
엔진은 D-30 (Tu-134) 및 D-30KU / KP (Il-62 및 Il-76) 모터의 압축기 공기 역학을 사용하여 새로운 작동 조건으로 인해 필요한 설계 변경을 가하여 설계되었습니다.
1955에서 터보 팬 D-20 용 7 단 고압 압축기 (HPC)와 7 단 기본형의 치수를 변경하지 않고도 5,5에서 16 TC까지의 하중으로 터보 팬 엔진 제품군을 만들 수있었습니다.V. M. Chepkin (당시 리울 카 디자인 국 (Lisulka Design Bureau)의 일반 설계자 인 Perm MKD의 대리 디자이너)는 "새로 개발 된 엔진의 혁명적 인 특성은 22 압축비의 2 회로 엔진을 사용했기 때문입니다 3000 km / h의 속도로 날아간다. 1640 K에 터빈 앞의 가스 온도 표시기를 가져 왔기 때문에 우리는 그러한 모터가 작동하지 않을 것이라고 모두 들었습니다. 당시 1400 K에서 모든 사람들이 XNUMX K로 날아갔습니다. 물론 이러한 변화는 새로운 냉각 시스템, 터빈 블레이드 및 디스크 용 신소재, 이데올로기 조정 엔진. 많은 문제가 있었고, 분쟁은 끔찍했습니다. 우리는 중앙 모터 스포츠 연구소 (CIAM)를 비롯한 수많은 부정적인 의견을 받았습니다. 그러나 우리는 모두를 설득 할 수있었습니다. "
새로운 이슈가 다수 해결되었습니다 : 특히 국내외에서 비슷한 목적을 가진 많은 후속 엔진 프로젝트에서 클래식이 된 바이 패스 비율 m = 0,5, 최적의 엔진 매개 변수가 선택되었습니다. 3 가지 엔진 윤곽 (주 회로, 노즐 및 애프터 버너의 연료 소비 조절 등) 엔진의 최적 견인력 및 경제성 및 작동 특성을 유지합니다
특히 항공기의 비행 속도가 증가함에 따라 터빈 앞의 가스 온도를 높이기위한 특별 프로그램이 개발되었습니다. 이것은 20 km의 고도와 2500 km / h의 비행 속도에서 두 번째 임계점에서 요구되는 추진력을 확보하게합니다. 나중에 CIAM의 과학자들은 이것을 "온도 촉진"이라고 불렀다. 따라서, 엔진의 급격한 속도 특성을 얻기위한 기술이 개발되었는데, 이후에는 이후의 프로젝트에서 고전이되었습니다.
특히 국내에서 처음으로 EECM이 터보 팬 작동 모드 (RED-3048)의 주요 조절기로 설계 및 구현 된 자동 제어 시스템 및 연료 공급 장치 (ACS 및 TP)의 개발을 강조해야합니다. 이 시스템에서의 작업은 수석 설계자 A. F. Polyansky와 G. I. Gordeev의 감독하에 Perm Aggregate Design Bureau (PACB)에서 수행되었습니다.
그 당시 D-30F6 엔진의 낮은 원소 안정성으로 인해, 주요 RED-3048 및 이중 유압식 SAU의 두 가지 제어 시스템이 설치되었습니다.
ICS 전문가 인 P. A. Solovyov와 PACB (현재 OJSC STAR)는 전자 수력 학적 ACS와 TP의 이데올로기, 알고리즘 및 정제를 공동으로 수행했습니다.
우리나라에서는 처음으로 고온 엔진의 연료 - 오일 시스템의 비정상적인 열 상태를 분석하기 위해 수학적 모델을 적용하여 고도계에서 테스트하기 위해 엔진을 CIAM에 보내지 않도록 할 수있었습니다. 비행 조건 하에서 시스템의 열 상태는 매트 모델을 사용하여 분석되었습니다. 얻어진 데이터는 벤치 결과 및 비행 테스트 결과와 연결되었다. 이 작업은 CIAM의 전문가들로부터 높이 평가되었으며 나중에 국가 엔진 테스트에서 채점되었습니다.
엔진 디버깅
디버깅 과정에서 큰 어려움은 주 연소실 (CS)에 의해 나타났습니다. 국내외 항공기 엔진 빌딩에는 TC * 900 K에서 COP가 있었고 D-30F6에서는 TC * = 1024 K에서 안정적이고 효율적인 작동을 보장해야했습니다.
CIAM과 함께 집중적 인 연구, 계산 및 실험 작업의 결과, 독점 솔루션이 발견되었습니다. 화염 튜브 벽을 따라 연료 연소를 배제하기 위해 화염 튜브 섹션 사이에 주름진 링을 통해 냉각 공기를 공급했습니다. 터빈 입구에서 균일 한 온도 장을 형성하기 위해 재분배 화염 튜브의 혼합 영역에있는 특수 구멍의 도움으로 공기 공급, 노즐의 초기 접을 수있는 설계는 TK *> 950 K에서 견고성을 보장하지 않았으며 전자 빔 용접을 사용하는 용접 노즐 설계의 개발 및 구현 만이 완전한 견고성을 보장했습니다.
고압 터빈. TCA * = 1640 K에서 성능과 필요한 자원을 확보하기 위해 먼저 대류 필름 및 대류 냉각을 사용하는 노즐 및 작동 블레이드 1 및 2의 설계, 냉각을 위해 취한 공기의 냉각 자원을 증가시켜야했습니다 터빈.
이를 위해 업계 최초로 공랭식 열교환 기가 개발되어 엔진 외부 채널에 적용되었습니다. 20-40 퍼센트에 의한 냉각 공기 온도의 감소는 90-180 K에 의해 터빈 앞에있는 가스의 온도를 상승시킬 수있게하여이 측정의 가능성과 효과를 입증했습니다.
애프터 버너 (FC). 엔진을 미세 조정할 때 FC의 진동 진동을 연구하는 데 심각한 문제가있었습니다. FC의 진동 진동은 지구와 다른 조건에서 나타났습니다. 이 문제에 대한 연구는 CIAM 고소 스탠드 또는 비행시에 값 비싸고 시간이 많이 소요되는 테스트를 필요로했습니다. 일반 디자이너의 지시에 따라 FK의 작동 상태를 자체 스탠드에서 시뮬레이션 할 수있는 가능성을 보여준 엔진의 수학적 모델에 대한 적절한 "연결"을 통해 연구가 수행되었습니다. 이를 위해 ICD는 비행기와 가까운 조건에서 엔진을 테스트하기 위해 온도를위한 비행 조건을 시뮬레이션 한 두 개의 특수 스탠드를 만들었습니다. 이로써 FC 마무리 및 상당한 자금 절감에 필요한 시간을 대폭 단축 할 수있었습니다. 이 문제는 기업의 스탠드에 대한 테스트를 동등한 방식으로 수행함으로써 해결되었습니다. 국내에서 최초로 연료 분사 및 연료 점화 시스템이 "화재 경로"방법을 사용하여 FC 엔진에 도입되었습니다.
흥미로운 이야기는 다중 모드 조절 식 노즐의 생성과 개선입니다. 처음에는 노즐이 개발 된 후 비행 테스트가 경쟁에서 IBC에서 우승 한 TMKB "Soyuz"를 제공 할 때까지, Perm 디자인 국과는 달리 조정 가능한 노즐을 개발 한 경험이 있기 때문에 노즐이 개발되었습니다. 그것은 아름답고 전문적으로 설계된 건축물이었습니다. 첫 번째 테스트에서는 누수가 증가하고 강성이 부족하여 노즐의 임계 단면이 "팽창"되어 중량 초과 등의 결함이 발견되었습니다. 동료들은 경직성을 수정했지만 누수와 덩어리에 대처하지 못했습니다.
오랫동안 실패한 서신, 협상. 그 순간은 일반 디자이너가 "노즐을 스스로 만드십시오"라는 결정을 내 렸습니다. ICD는 그러한 노드를 개발 한 경험이 없었지만 기술 문학의 산을 연구하고 모스크바 동료의 작업을 사용하여 열렬히 열정적으로 일했습니다. 물론 우리 자신의 설계에서 결함과 결함이 나타 났지만 더 빠르고 효율적으로 제거되었습니다.
MiG-31의 비행 특성을 보장하기 위해 노즐의 작동을 매우 넓은 범위, 즉 최대 비행 속도 MP = 2,83에서 엔진 노즐의 가스 압력 감소 정도가 거의 20 번 변화하는 반면 노즐의 팽창 정도 (출력 비율 단면을 임계 단면적으로) - 3 회 이상.
이러한 조건 하에서 노즐을 흔드는 기체 동 역학적 안정성이 손실되었습니다 (소위 bu bulation). 이 문제는 노즐 플랩상의 특수 밸브를 사용하여 주 모드의 노즐 특성을 저하시키지 않으면 서 불안정한 작동 모드에서 엔진의 흐름 부분에 대기를 바이 패스하는 방식으로 해결되었습니다.
비행 테스트 중에 노즐에 예상치 못한 문제가 발생했습니다. 고속 및 저고도에서 비행 할 때 항공기 취급이 악화되었고 조종사는 비행을 위해 엄청난 노력이 필요했습니다. 촬영을 포함하여 많은 양의 실험 작업 결과, 비강도 설계로 인해 노즐 요소가 동기화되고 노즐 임계 영역의 위치가 자발적으로 변경되어 엔진의 추력 벡터가 변경된다는 사실이 발견되었습니다. 문제는 새시 제어 시스템의기구 학적 파라미터를 변경하여 노즐 플랩의 가스 동적 동기화를 보장하고 가장 중요하게는 엔진 추력 벡터의 안정성과 안정성을 보장함으로써 해결되었습니다.
최종 형태에서 D-30F6은 원래 초안과 매우 다릅니다.
우선,이 재료는 VIAM에 의해 개발 된 새로운 티타늄, 니켈 합금 및 고강도 강으로 만들어졌습니다 (연구소의 책임자 : A. T. Tumanov, 1976 이전, R.N.XXX 이후 1976, 1996- 현재 - 러시아 과학 아카데미 E. N. Kablov의 아카데미 인). 그리고 60에서 정의 된 엔진의 기하학적 크기는 변하지 않았습니다. D-30F6 엔진의 설계 및 개발 과정에서 52 기술 솔루션이 구현되었으며 저작권 인증서로 보호됩니다.
서비스중인 D-30Ф6
독특한 엔진 D-31F30를 장착 한 MiG-6의 첫 번째 비행으로 16 9 월 1975을 (를) 만들었습니다. 부대 테스트를 포함한 주 테스트에서 D-30F6이 (가) 성공적으로 1979을 통과했습니다. M. Gorkiy의 이름을 따서 명명 된 Perm 생산 협회 "Motorostroitel"의 초기 생산 단계에서 엔진 개발은 주어진 시간에 D-30F6의 주 시험에 결정적인 역할을했습니다. Y. M. Sverdlov (현재 JSC "PMP").
높은 엔진 파라미터로 인해 MiG-31은 높은 기동성, 장거리, 고유 한 상승 속도, 긴 중계 시간 (재충전으로 최대 6 시간) 및 상당한 공기 우위를 제공합니다. 20 세기 90-ies 초기에 MiG-31 및 D-30F6의 생산이 축소되었습니다. 동시에, 전투기 요격기는 여전히 러시아 전역의 항공 연대에서 전투 서비스를 수행하여 국경을 지키고 있습니다.
현재, OJSC "항공기 엔진"의 전문가, OJSC "파마 엔진 회사", OAO "STAR"와 러시아 연방 국방부의 13 번째 국가 연구소는 신뢰성 수준을 감소하지 않고 공원을 저장할 수 있습니다 및 제공하는 엔진 D-30F6의 단계적 자원의 증가 및 내구성에 체계적으로 작업을 수행 이 비행기를 운용하는 MO 유닛의 필요한 전투 준비. 이 때문에 설계와 모터 D 30F6 및 합리적인 유지 보수 시스템의 제조에 구현 된 안전 마진에 가능했던 것을 특징으로 전문가 SRI 산업 및 MO와 함께 JSC "항공기 엔진"과 "PMZ"에 의해 개발 된 방법.
주요 변경
MiG-31B, MiG-31BS, MiG-31BM, MiG-31DZ, MiG-31LL 등과 같은 많은 옵션이 MiG-31을 기반으로 만들어졌으며 30 년 이상의 D-6Ф30 엔진은 탁월한 모든 요구 사항을 만족시키지 만 충분하지 않으며, 인터셉터. 업그레이드 된 D-30F6 엔진은 역방향 스위프 윙 (forward swept wing)이 장착 된 실험적이고 미래 지향적 인 5 세대 Su-47 Berkut 항공기에 설치되었습니다.
이 엔진들 (변형되지 않은 버전)을 갖춘 또 다른 유명한 자동차는 V.Myasishchev의 이름을 딴 설계국의 정찰기였습니다. 그것은 소련 사회주의 연방 공화국의 순서에 나타났다, 그러나 변환의 시대는 그들의 아이디어를위한 새로운 신청을 찾는 개발자를 강제했다. 그래서 M-55 "Geophysics"항공기가 등장했습니다.이 기계는 여전히 세계에서 동일한 기계입니다.
1988에서 첫 비행을 한 M-55은 16 개의 세계 기록을 세웠습니다. "지구 물리학"은 20 km 이상의 고도에서 6 시간까지 길게 비행 할 수 있습니다. 이 기계는 서양과 비교하여 안전성과 운반 능력이 뛰어납니다. 이것은 우리의 "산악인은"오프 토지뿐만 아니라 침착 날씨에 있지만, 강한 바람을, 과학 장비의 육t까지 공중에 뜨게 할 수 있습니다. 10 년 동안 국제 프로그램의 틀 안에서 유럽, 북극, 남극, 호주, 인도양, 라틴 아메리카 및 적도에 걸쳐 하늘 비행이 이루어졌습니다. 그런 가혹한 조건에서 아직 한 대의 국내 항공기는 아닙니다. 모든 세계 항공 장비는 -60에서 + 60 ° C의 온도 범위에서 작동하도록 설계되었습니다. 파마 엔진은 극단적 인 기온에 처해 있으며 가치가 있음을 입증했습니다.
노동의 영광
시리얼 생산 및 우리 나라에서 최초의 작업의 시작은 전례없는 짧은 기간에 미그 30 초음속 전투기의 엔진 우회 D-6F31의 네 번째 세대, 만들기 항공 산업지도 기관과 공군의 위대한 업적입니다.
90 - 이거 파마 항공 연대 발레리 Grigoriev의 사령관에 따르면, "미그 31 -이 모든 시간의 최고의 항공기 중 하나, 항공의 타의 추종을 불허하는 걸작이다. 그와 소련 시대에, 지금은 그 잠재력을 다 써 버리지 못했습니다. 기계가 끊임없이 업그레이드되면이 비행기는 수십 년 동안 계속 사용될 수 있습니다. 세계에서 3000 km / h의 속도로 날아가고 그런 장거리에서 항공 표적을 탐지 할 수있는 다른 직렬 항공기는 없습니다. "
수십 개의 과학 연구 기관과 모스크바 지역, 수 백명의 노동 단체 및 수천 명의 근로자가 D-30F6 엔진을 만들었습니다. 그것은 Pavel Aleksandrovich Solovyov, 우리의 교사 인 General Designer의지도하에 Perm ICD가 이끄는 주 프로그램이었습니다.
"항공기 엔진"의 팀은 자신의 발명품을 자랑 - D-30F6과 감사에 참여하는 모든 기관의 협력을 기억한다. 이와 관련하여, 두 팀의 설계, 기술 및 생산 잠재력의 깊은 통합을 입증 한, Perm ICD와 연쇄 설비의 협력을 다시 한번 강조 할 필요가있다.
경험과 방법론 (D-20P, D-30, D-30KU / CP, D-30F6, PS-90A 및 그 변형) 이전 엔진을 만드는뿐만 아니라, 발전 용 가스 터빈의 전체 범위를 사용하여 본 JSC "항공기 엔진"에서 가스 압축기 단위는 기업과 기관의 항공 산업과 협력하여 MS-14 주 평면에 새로운 약속 PD-21 엔진 제품군을 개발하고있다.
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