Двигатель ВК-650В для лёгких вертолётов: импортозамещение и будущее отечественного авиадвигателестроения

Турбовальный двигатель ВК-650В / Фото: © пресс-служба АО «ОДК»

Программа создания турбовального двигателя ВК-650В, разработанного «ОДК-Климов», является прямым ответом на необходимость обеспечения технологической независимости в сегменте лёгких вертолётов. Десятилетиями данный класс машин в значительной степени зависел от импортных силовых установок, что создавало риски для производства, эксплуатации и сервисной поддержки. Появление серийного отечественного двигателя класса мощности 500-600 л.с. позволяет не только заместить иностранные аналоги на существующих платформах, но и закладывает основу для развития новых летательных аппаратов, включая беспилотные системы и гибридные силовые установки.

После получения сертификата типа в конце 2024 года демонстрация двигателя ВК-650В Объединённой двигателестроительной корпорацией Ростеха на авиасалоне Dubai Airshow 2025 стала логичным шагом его продвижения на глобальном рынке. Силовая установка была представлена в рамках единой экспозиции российских компаний, организованной «Рособоронэкспортом».

ВК-650В – турбовальный двигатель с выводом мощности вперёд, понижающим редуктором, одноступенчатым центробежным компрессором, одноступенчатыми турбиной компрессора и свободной турбиной. Двигатель имеет взлётную мощность до 650 л.с. и кратковременную чрезвычайную мощность до 750 л.с. (на 2,5-минутном режиме при одном неработающем двигателе). Мощность на крейсерском режиме составляет 400 л.с. Поставочная масса силовой установки – 115 кг. По своим параметрам он сопоставим с французским Safran Arrius 2G1 и канадским Pratt & Whitney PW207.

Основные технические характеристики двигателя ВК-650В
Параметр Значение Комментарий
Мощность на взлётном режиме, л.с. 650 Номинальный режим
Мощность на режиме 2,5 мин. мощности при одном неработающем двигателе, л.с. 750 Кратковременный (чрезвычайный) режим
Мощность на крейсерском режиме, л.с. 400 Режим экономичного полёта
Удельный расход топлива на взлётном режиме, кг/л.с·ч 0,245 Соответствует современным требованиям
Сухая масса, кг 115 Высокая удельная мощность
Центробежный компрессор 1 ступень Одноступенчатая схема
Турбины 2 одноступенчатые Турбина компрессора и свободная турбина
Система управления БАРК-5В Двухканальная с гидромеханическим резервированием

Двигатель разрабатывается для переоснащения лёгких двухдвигательных вертолетов «Ансат-М» и Ка-226Т (импортозамещение двигателей Arrius2G1 и PW207К), а также вертолета с однодвигательной схемой силовой установки
Ми-34М1. Рассматривается применение двигателя и для беспилотных систем вертолётного типа. Характеристики мощности и простота конструкции открывают возможность его интеграции на другие перспективные воздушные платформы вертолётного типа с взлётной массой 2-4 тонны, а также создания на его базе турбовинтового двигателя.

Основным практическим преимуществом применения ВК-650В становится снижение эксплуатационных расходов для авиапредприятий. Производство двигателя и его узлов в России обеспечивает независимость от иностранных компаний при закупке запасных частей и проведении сервисного обслуживания. Это напрямую влияет на стоимость лётного часа и общую экономику эксплуатации вертолётного парка. Наличие собственной ремонтно-сервисной базы и склада запчастей сократит время простоя техники и повысит её готовность к эксплуатации.

Конструкция двигателя обеспечит его эксплуатацию по техническому состоянию. Такой метод позволяет сократить время и стоимость работ по обслуживанию и ремонту двигателя. Простота конструкции двигателя также позволяет оптимизировать затраты на его ремонт и обслуживание.

По заявлениям «ОДК-Климов» (входит в ОДК Ростеха) надёжность и эффективность двигателя ВК-650В обеспечивается применением современной цифровой системы автоматического управления и контроля (САУ). Электронный блок автоматического регулирования и контроля БАРК-5В обеспечивает управление двигателем и контроль его параметров, оптимизируя топливную эффективность, а также учёт выработки ресурса основных деталей двигателя для его эксплуатации по техническому состоянию. В случае отказа БАРК-5В управление двигателем возьмёт на себя резервная гидромеханическая часть САУ.

Разработка ВК-650В стартовала во второй половине 2019 года с формирования эскизного проекта. Программа разработки была ориентирована на создание турбовального двигателя максимально простой и надёжной конструкции с низкой стоимостью жизненного цикла в крайне сжатые сроки. Был выполнен необходимый объём расчётно-аналитических работ, в результате которых выбран конструктивный облик двигателя, в основе которого – проверенные конструктивные решения, обеспечивающие двигателю конкурентоспособные параметры в своем классе.

Уже в 2020 году был изготовлен первый демонстрационный образец. Настолько высокий темп разработки был обеспечен благодаря широкому применению цифровых технологий и аддитивных методов производства. Расчёты всех элементов проточной части выполнены с помощью методик 3D-оптимизации.

Испытания демонстратора начались в январе 2021 года на специализированном стенде АО «ОДК-Климов», оборудованном гидротормозом, имитирующим нагрузку от трансмиссии вертолёта. Испытания сопровождались непрерывной регистрацией параметров двигателя и визуальным контролем его состояния. Двигатель продемонстрировал надёжные запуски и работу по программе испытаний.

К концу 2022 году «ОДК-Климов» изготовил три опытных образца ВК-650В и завершил инженерные испытания двигателя. Стартовали специальные испытания опытных образцов, ресурсные и сертификационные испытания. В декабре 2024 года получен сертификат типа двигателя.

Летом 2025 года получены заключения ЦИАМ им. П.И. Баранова о готовности двигателей ВК-650В к первому испытательному полёту и лётным испытаниям в составе вертолётов «Ансат-М» и Ми-34М1. Изготовлено семь опытных образцов для наземных и лётных испытаний на объектах.

В настоящее время опытные двигатели ВК-650В проходят лётные испытания на вертолёте «Ансат-М». Лётные испытания импортозамещённой версии вертолёта продемонстрировали стабильную работу силовой установки, в составе которой – два двигателя ВК-650В, на всех режимах, включая имитацию отказа одного из двигателей. Технический персонал отмечает удобство обслуживания двигателей, пилоты указывают на эффективную работу цифровой САУ.

В ближайшей перспективе ОДК-Климов планирует завершить сертификационные испытания двигателя в составе вертолетов и приступить к серийному производству ВК-650В.

Сравнение с зарубежными аналогами
Параметр ВК-650В Safran Arrius 2G1 PW207 Комментарий
Взлётная мощность, л.с. 650 504 630 Чрезвычайная мощность ВК-650В выше
Сухая масса, кг 115 110 114 Лучшая удельная мощность ВК-650В
Удельный расход топлива на взлетном режиме, кг/л.с·ч 0,245 0,245 0,248 Эффективность ВК-650В выше или сопоставима
Режим чрезвычайной мощности, мин 2,5 2 2 Пиковые режимы эксплуатации

Сейчас лидерами на мировом рынке лёгких турбовальных двигателей являются Safran Helicopter Engines и Pratt & Whitney Canada. ВК-650В входит в этот сегмент с конкурентными мощностными характеристиками и показателями массы. Его основными преимуществами для внутреннего и некоторых экспортных рынков могут стать низкая стоимость жизненного цикла и независимая сервисная поддержка. Планы развития семейства ВК-650 предусматривают создание модификаций по мощности и адаптацию для различных типов летательных аппаратов.

Появление двигателя ВК-650В является системным решением для российской авиационной промышленности. Он заполнит нишу силовых установок в сегменте мощности 500-600 л.с., снизит степень зависимости от импорта и обеспечит технический задел для будущих разработок. Достоинства двигателя – в его простоте и надёжности конструкции, современной цифровой системе управления и контроля, потенциале создания модификаций для использования на различных платформах, в том числе на гибридных установках.

Применяемость ВК-650В по платформам
Платформа Назначение Комментарий
«Ансат-М» Лёгкий вертолёт Импортозамещённая версия (замена PW207)
Ка-226Т Лёгкий вертолёт Импортозамещённая версия (замена Arrius)
Ми-34М1 Лёгкий вертолёт Замена поршневого двигателя

На базе двигателя ВК-650В разработана гибридная силовая установка (ГСУ) мощностью 500 кВт, объединяющая газотурбинный двигатель с электрическим мотором. Такая установка предназначена для перспективных летательных аппаратов, включая аэротакси, тяжёлые транспортные беспилотники и самолёты с вертикальным или сверхкоротким взлётом.

Главным элементом ГСУ является турбогенератор на базе двигателя ВК-650В. Его мощность составляет 400 кВт при массе 200 кг. Для его создания разработан новый редуктор, шестифазный генератор, способный продолжать работу при отказе одной из фаз, и система жидкостного охлаждения. По заявлению разработчиков установка пригодна для эксплуатации в экстремальных климатических условиях, в том числе в Арктике. Заявленный ресурс генератора – не менее 10 тыс. часов, а горячей части двигателя – 4,5 тыс. часов.

Отвратительно!Плохо!Принято!Хорошо!Отлично! (22 оценок, среднее: 4,82 из 5)
Загрузка...