Разработка авиационного двигателя – сложный и длительный процесс, который обычно занимает около десяти лет. Например, двигатель ПД-14 для самолётов МС-21-310 как раз уложился в этот срок. Однако инженеры из «ОДК-Климов» смогли создать новый турбовальный двигатель (ТВаД) ВК-650В для лёгких вертолётов всего за пять лет.
Работа над эскизным проектом ВК-650В началась в III квартале 2019 года. Уже через шесть месяцев был создан двигатель-демонстратор. Это стало возможным благодаря применению современных технологий, цифровых двойников и аддитивного производства, а также высокой степени кооперации между ведущими предприятиями отрасли: «ОДК-Климов», «Салют», «ОДК-УМПО», ММП имени В.В. Чернышёва, ЦИАМ и ВИАМ.
Перед инженерами «ОДК-Климов» была поставлена основная задача – создать ТВаД простой и надёжной конструкции с минимальной стоимостью жизненного цикла. При этом сроки разработки были крайне сжатыми. На научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР) отводилось всего четыре года. Чтобы уложиться в эти рамки, пришлось отказаться от рискованных технических решений, которые могли бы улучшить характеристики двигателя, но потребовали бы дополнительного времени на исследования и испытания.
Например, улучшить расход топлива можно было за счёт повышения температуры газа перед турбиной или увеличения степени сжатия, но это бы сказалось на ресурсе двигателя. Времени на такие эксперименты просто не было, и приняли решение сосредоточиться на проверенных технологиях. Так, расчётный удельный расход топлива ВК-650В на взлётном режиме не будет превышать 245 грамм на лошадиную силу в час и 280 грамм – в крейсерском режиме полёта.
ВК-650В для ремоторизации вертолётов и создания гибридной СУ
В январе 2021 года на специально подготовленном стенде в Санкт-Петербурге начались испытания двигателя-демонстратора. Специалисты «Климова» смонтировали силовую раму, гидротормоз, топливо-масляную систему и современную пультовую. Двигатель запускался от электрического стартер-генератора. В процессе испытаний проводилась непрерывная запись параметров работы узлов, агрегатов и газогенератора, а также визуальная оценка состояния двигателя. Результаты оказались успешными: воспламенение топливно-воздушной смеси в камере сгорания произошло с первого раза, без её предварительных автономных испытаний и отладки системы зажигания.
Чтобы снизить влияние электромагнитных полей, в системе автоматического управления БАРК-5В применили радиопоглощающие материалы. Это повысило стойкость системы к электромагнитным помехам и сделало двигатель более безопасным. В июле 2021 года на авиасалоне МАКС представители «ОДК-Климов» сообщили, что идёт второй этап испытаний демонстратора. В дальнейшем планируется изготовить три опытных образца и начать инженерные испытания.
В 2022 году на «Климове» были изготовлены два опытных образца двигателя ВК-650В. К маю следующего года их инженерные испытания завершились. Совместно с ЦИАМ были проведены автономные испытания компрессора и камеры сгорания. Это позволило перейти к следующему этапу – сертификационным испытаниям, которые прошли в 2024 году.
Летом 2024 года на форуме «Армия» был продемонстрирован вертолёт «Ансат» с установленными на нём двигателями ВК-650В. Тогда же сообщалось о его подготовке к лётным испытаниям. При этом осенью прошлого года на базе НИЦ Миля и Камова в подмосковном посёлке Томилино в режиме висения были выполнены первые полёты другого лёгкого вертолёта, оснащённого двигателем ВК-650В – Ми-34М1.
В декабре 2024 года Росавиация выпустила сертификат типа на двигатель ВК-650В, который в феврале 2025 года был передан компании «ОДК-Климов». Это официальное подтверждение того, что двигатель соответствует всем требованиям и готов к серийному производству.
Согласно карте данных FATA-01065E, ВК-650В сертифицирован в варианте с мощностью 545 л.с. на взлётном режиме. На максимальном продолжительном режиме мощность составляет 460 л.с., на крейсерском – 400 л.с. В чрезвычайном режиме при одном неработающем двигателе ВК-650В развивает 630 л.с. на 2 минуты 30 сек., а в режиме продолжительной мощности – 590 л.с. На текущем этапе ВК-650В сертифицирован с интервалом до первого техобслуживания и начальным ресурсом вала свободной турбины 74 часа 36 минут. Начальный ресурс остальных основных деталей установлен в количестве 100 циклов.
Предполагается, что после проведения дополнительных сертификационных испытаний, будут оформлены одобрения главного изменения, направленные на последовательное повышение ресурса деталей горячей части до 4500 часов, холодной – до 9000 часов, и увеличение мощности до проектных значений – 650 л.с. на взлётном режиме и 750 л.с. в 2,5-минутном чрезвычайном режиме.
Система автоматического управления двигателя ВК-650В повысит безопасность полётов
По словам главы Минпромторга РФ Антона Алиханова, в ближайшее время начнутся сертификационные полёты вертолётов «Ансат» с двигателями ВК-650В, они ожидаются уже в апреле. Завершить процесс сертификации намечено на конец 2025 года. Однако в интервью телеканалу «Россия 24» 27 февраля министр предположил, что это может произойти и немного раньше – к октябрю. Комплексная программа развития авиаотрасли прогнозирует изготовление в текущем году первых восьми серийных двигателей ВК-650В. В дальнейшем, с 2029 года, объём выпуска будет увеличен до 70 единиц в год.
Создание двигателя ВК-650В за пять лет стало результатом слаженной работы команды «ОДК-Климов», смежных предприятий и научно-исследовательских институтов. Инженеры и учёные смогли не только уложиться в жёсткие сроки, но и создать продукт, который будет способен заменить импортные силовые установки на лёгких российских вертолётах. Отрасль авиационного двигателестроения, которая в 90-х пришла в полный упадок и последствия чего мы ощущаем до сих пор, возрождается. Доказательство этому – двухконтурные турбореактивные ПД-8 и ПД-14, турбовинтовой ТВ7-117СТ-01, а также турбовальный двигатель ВК-650В.
Артём Кириллов
для сайта «Авиация России»
(19 оценок, среднее: 4,95 из 5)
Загрузка...