Авиация России

31 марта 2024 года на аэродроме Луховицкого авиационного завода второй опытный самолёт Ил-114-300 выполнил первый полёт. Возобновилась программа сертификационных испытаний, которая была приостановлена после катастрофы лёгкого военно-транспортного самолёта Ил-112В в августе 2021 года. Причиной трагедии стал пожар в двигателе ТВ7-117СТ, гражданская версия которого – ТВ7-117СТ-01 устанавливается на Ил-114-300.

Этот двигатель создан в «ОДК-Климов» (СПб). В конце декабря 2022 года Росавиация оформила на него сертификат типа FATA-01033Е. 10 января 2023 года об этом было объявлено официально.

Конструктивно ТВ7-117СТ-01 называют двигателем со свободной турбиной. Иногда можно встретить определение с силовой турбиной. Что это такое?

Турбовинтовые двигатели по конструкции делятся на одновальные и двухвальные или со свободной турбиной. У одновальных ТВД на общем валу закреплены и компрессор, и турбина. Компрессор под большим давлением нагнетает воздух в камеру сгорания, где топливовоздушная смесь воспламеняется, большая часть энергии горения преобразуется турбиной в механическую и передаётся через редуктор на вращение воздушного винта. Так как оптимальная частота вращения винта значительно меньше оптимальной частоты вращения вала турбокомпрессора, то редуктор преобразует низкий крутящий момент высоких оборотов вала в пониженные обороты винта, но уже с высоким крутящим моментом, передавая мощность на винт. Одновальные турбовинтовые двигатели отличаются простотой конструкции и управления, обладают малой массой.

В ТВД со свободной турбиной вал турбокомпрессора механически не связан с валом силовой турбины, которая также через редуктор передаёт момент вращения воздушному винту. Привод между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамический, вследствие чего в двухвальных двигателях энергия горения топливовоздушной смеси затрачивается как на вращение вала турбокомпрессора, так и вала свободной турбины. В остальном работа двухвального ТВД ничем не отличается от одновального.

ТВД со свободной турбиной требуют меньшей мощности пусковых устройств, отличаются хорошей согласованностью работы винта, турбины и компрессора, но обладают меньшей приёмистостью.

Кроме того, свободная турбина обеспечивает возможность работы силового агрегата самолёта на земле в качестве вспомогательной силовой установки – без вращения воздушного винта, при этом работающий турбокомпрессор обеспечивает самолёт электрическим током и воздухом высокого давления для бортовых систем.

Характеристики двигателя ТВ7-117СТ-01*
Взлётный режим (Н=0 км, V=0 км/час, МСА, без отбора воздуха)
мощность, л.с.	3100CT
норм. взлётная мощность, л.с.	2900CT
макс. продолжительная мощность при одном неработающем двигателе, л.с.	2900CT
макс. продолжительная мощность, л.с.	2400CT
уд. расход топлива, г/л.с. час	200
Крейсерский режим
мощность, л.с.	2000
уд. расход топлива, (Н=6 км, V=500 км/час, МСА) г/л.с. час	175
Габаритные размеры, мм
длина	2151
ширина	950
высота	886
Сухая масса, кг	515CT
Удельная масса, M/Nвзл. кг/л.с.	0,160
Ресурс межремонтный, ч (циклов)**	3875 (2500)
Ресурс назначенный, ч (циклов)**	7750 (5000)
* По данным ОДК ** При эксплуатации по СУР2 CT По карте данных сертификата типа

Конструкция ТВД ТВ7-117СТ-01 имеет свои особенности: компрессор состоит из пяти осевых и одной центробежной ступени, 2-ступенчатой турбины компрессора с четырьмя охлаждаемыми венцами. Свободная турбина – 2-ступенчатая, а её вал проходит внутри вала турбокомпрессора, т.е., вал отбора мощности выполнен с выводами вперед. Соосный редуктор винта расположен непосредственно перед компрессором.

Применение осецентробежного компрессора, в котором соединены аэродинамические преимущества осевых ступеней, имеющих высокий КПД, и центробежных, расширяющих диапазон устойчивой работы, является наилучшим решением для малоразмерных газотурбинных двигателей с высокими параметрами термодинамического цикла. Кольцевая противоточная камера сгорания, которая расположена вокруг узла турбины, позволила уменьшить длину двигателя, получить хорошие эмиссионные характеристики и низкий уровень дымления.

Стендовые испытания двигателя на стенде в «ОДК-Климов» начались в сентябре 2016 г. Был выполнен комплекс работ, нацеленных на исключение опасных отказов. ЦИАМ провёл экспертизу результатов этих работ и выдал рекомендации и требования по безопасному выполнению лётных испытаний. На летающей лаборатории Ил-76ЛЛ на базе ЛИИ им. М.М. Громова в Жуковском двигатель прошёл несколько этапов тестовых полётов.

На первом, начавшемся в сентябре 2017 года, было выполнено около 20 полётов. В конце 2018 года прошли испытания второго этапа с шестью контрольными полётами. В декабре 2019-го завершился третий этап лётных испытаний, основной задачей которого была проверка работоспособности воздушного винта АВ-112-114 и других узлов. Кроме того, в ходе девяти испытательных полётов и четырнадцати наземных гонок было проверено функционирование новых агрегатов системы управления и программно-математического обеспечения САУ БАРК-65СТМ.

В октябре 2019 года ТВ7-117СТ-01 прошёл макетную комиссию – обязательный этап сертификации. Макетная комиссия оценила соответствие конструкции и характеристик представленного образца требованиям сертификационного базиса. Также комиссия оценила полноту учёта требований к лётной годности и охране окружающей среды и признала этап макета выполненным. Программу сертификационных испытаний двигателя на соответствие нормам авиационных правил (АП-33) с выдачей сертификата типа планировалось завершить в 2020 году.

По итогам завершившихся испытаний двигателя на Ил-76ЛЛ в 2020 году было подтверждено соответствие его характеристик установленным требованиям. Однако форс-мажорные обстоятельства из-за пандемии коронавируса не позволили уложиться в установленные сроки, к тому же в августе 2021 года в Подмосковье потерпел крушение опытный экземпляр лёгкого военно-транспортного самолёта Ил-112В, который был оснащён подобным двигателем из линейки ТВД «Климова» – ТВ7-117СТ. В связи с катастрофой и установлением всех её обстоятельств собрать всю доказательную базу и завершить сертификацию удалось только в 2022 году.

В 2023 году «ОДК-Климов» выполнил доработку силовых установок семейства ТВ7-117. Были полностью обеспечены лётные испытания и эксплуатация вертолётов Ми-38 с использованием турбовальной версии двигателя – ТВ7-117В. Кроме того, расширены эксплуатационные параметры ТВ7-117СТ-01 для Ил-114-300, включая температурный диапазон, высоту и ресурс.

«Установленные на опытном образце самолёта силовые установки готовы к началу лётно-конструкторских испытаний», – заявили тогда в ОДК.

В октябре 2023 года, в Министерстве транспорта РФ сообщили, что в связи с катастрофой самолёта Ил-112В ПАО «Ил» не имеет возможности проводить мероприятия ‎по сертификации модернизированного воздушного судна Ил-114-300. Остановка лётных испытаний и сертификационных работ составляет около двух лет, что оказывает прямое влияние на возможность продолжения опытно-конструкторских работ, изготовление самолётов и их поставку в срок, предусмотренный контрактом.

12 декабря 2023 года Председатель Правительства РФ Михаил Мишустин подписал распоряжение № 3575-р о выделении ОДК в 2024 году более 142 млн рублей на продолжение работ по линейке двигателей ТВ7-117 и сопровождение лётно-конструкторских испытаний двигателей ТВ7-117СТ-01 и воздушных винтов в составе самолёта Ил-114-300 в 2025 году.

2 133