«В проектировании вертолетных двигателей так далеко, как мы, еще никто не зашел»

[stailker]

Газета «МОТОР СИЧ», №93

Интервью с главным конструктором АО «МОТОР СИЧ» Сергеем Шанькиным.

– Сергей Иванович, назовите наиболее интересные проекты, которыми занималось Управление главного конструктора в 2013 году.

– В уходящем году нами проделан большой объем работ. Есть проекты с финальным итогом – получены сертификаты типов или дополнения к сертификатам, проведены испытания двигателей в составе летательных аппаратов и др., и есть те, по которым наши специалисты продолжают работать, вести расчеты, кроме того, идет передача документации, подготовленной в УГК, в производство, согласование со службами и т.п. И, конечно, перед нами стоят задачи на перспективу, решением которых мы уже начали заниматься и продолжим эту работу в следующем году.

В этом году мы получили сертификат типа на двигатель МС-14, предназначенный для установки на Ан-2, взамен устаревшего поршневого двигателя АШ-62. Прославленный «кукурузник» не только получил новое сердце, но и заново обрел возможность летать. Дело в том, что со старым мотором Ан-2 не может летать потому, что в Украине, России и др. странах СНГ не производится авиационный бензин, который требовался в качестве топлива для него.

В последние годы мы не раз слышали о катастрофах, которые происходили с самолетом Ан-2 из-за низкой надежности двигателя и потому, что его заправляли неподходящим топливом. Практика показывает, что бесконечно нарушать правила эксплуатации самолета нельзя. И поэтому президент нашего акционерного общества Вячеслав Александрович Богуслаев предложил модернизацию самолета Ан-2 с заменой двигателя на турбовинтовой, топливо для которого легкодоступно и дешевле авиационного бензина. С поставленной задачей мы справились. Сегодня подтверждены все заявленные характеристики нашего двигателя в составе новой модификации самолета Ан-2-100. Завершены все процедуры, необходимые для сертификации, и двигатель МС-14 сертифицирован как в Украине, так и в России.

Это большой успех нашего предприятия потому, что еще летом этого года у нас была жесткая конкуренция с американским двигателем, который также планировался на этот самолет. Однако, несмотря на то, что он уже выпускался массово как серийный двигатель, по техническим параметрам наш МС-14 оказался лучше. И в июне 2013 года МС-14 установили на первый самолет Ан-2-100, который, как летающий образец, представили в этом году на Московском авиакосмическом салоне в Жуковском.

Возле самолета был аншлаг, и затем последовало много звонков с вопросами о том, когда он будет сертифицирован. Совместно с АНТК им. О.К.Антонова мы планировали завершить все работы по сертификации Ан-2-100 до конца 2013 года, но вмешалась погода, и сертификация самолета затягивается до весны.

– Но решение о том, что на самолете будет стоять наш двигатель, окончательное?

– Конечно. В настоящее время уже ведутся переговоры с другими украинскими авиакомпаниями о проведении модернизации самолета Ан-2 с заменой двигателя АШ-62 на МС-14. В перспективе, когда он выйдет на рынок и покажет себя в эксплуатации, востребованность этого самолета с нашим двигателем будет очень высокая.

– Самолетов Ан-2 в свое время было выпущено очень много. Сегодня они стоят на приколе в авиакомпаниях СНГ и других стран, в том числе – в Украине. По силам ли нашим украинским компаниям провести модернизацию своего парка Ан-2? Сколько это приблизительно будет стоить?

– Стоимость модернизации с заменой двигателя и приборов в кабине самолета составит порядка 300-400 тысяч долларов. Но после нее самолет приобретает совершенно новые качества: повышается скороподъемность, он может летать выше и дальше, перевозить больше груза. На сегодня Ан-2-100 уже поднялся на высоту 4200 м, для сравнения: у обычного Ан-2 потолок – 3000 м. На АНТК им. О.К.Антонова подсчитали, что модернизация Ан-2 в Ан-2-100 окупится за два-три года. Что касается украинских эксплуатантов, то их у нас не так и много. Парк самолетов Ан-2 – около полутысячи штук. Владельцы – в основном частные компании. Из государственных структур могу назвать Министерство по чрезвычайным ситуациям, с которым мы работаем. Там с нетерпением ждут окончания сертификации Ан-2-100.

Нашими двигателями МС-14 очень интересуется Казахстан, имеющий большой парк самолетов Ан-2, и Китай, где до сих пор серийно выпускают аналог украинского Ан-2 – самолет Y-5.

Следующий наш новый проект – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ2В. Мы его делаем совместно с ГП «Ивченко-Прогресс». Этот двигатель обладает мощностью 3700 л.с. на чрезвычайном режиме (напомним, предыдущая его модификация – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В имел мощность на чрезвычайном режиме 2800 л.с.). Форсирование его выполнено за счет изменения конструкции. Надо сказать, что это новый для нас класс – ранее у нас были двигатели с мощностью до 2800 л.с. и далее от 4000 л.с.

Мы планируем две модификации этого двигателя: турбовальную ТВ3-117ВМА-СБМ2В для вертолетов грузоподъемностью 15-16 тонн, например, Ми-38, и турбовинтовую ТВ3-117ВМА-СБМ2 для транспортного самолета Ан-140Т. Дело в том, что АНТК им. О.К.Антонова выставило нам требование повысить мощность существующего двигателя, и мы готовы его выполнить.

– А каковы сроки проведения работ?

– Поскольку сердце любого двигателя – это его компрессор, а в этом двигателе он новый, нами совместно с ГП «Ивченко-Прогресс» принято решение на первом этапе провести комплекс проверочных работ на демонстраторе газогенератора в I квартале 2014 года. В настоящее время документация находится в производстве. В общем, работа идет.

– Какими еще проектами занимались специалисты УГК в уходящем году?

– Успешным стал проект вертолетного двигателя ТВ3-117ВМА-СБМ1В. Сегодня он сертифицирован, эксплуатируется в России, Украине, Беларуси и Перу. Готовится к эксплуатации в Канаде, Индии и Китае….

О нем уже много говорили, но вкратце напомню, что это вертолетный двигатель с уникальными характеристиками. Конструктивные решения двигателя позволяют эксплуатировать его в условия жары и высокогорья, при этом сохраняется заявленная мощность и другие характеристики. Это подтверждают все проведенные испытания, в том числе с использованием спецтехники. Двигатель показал себя с самой лучшей стороны и превзошел все наши ожидания.

Сегодня перед нами стоит задача на его базе сделать двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В 1 серии с электронной системой автоматического управления FADEС, обеспечивающий контроль работы и диагностику двигателя. В предыдущей его модификации система автоматического управления (САУ) была аналоговой, основанной на гидромеханике. Сегодня во всем мире аналоговые САУ заменяют на электронные с полной ответственностью, которые позволяют экономно расходовать ресурс двигателя. Для нашей корпорации особой новизны в таком проекте нет, все эти этапы мы уже проходили. FADEС стоит на двигателях МС-14, Д-27, АИ-450-МС, АИ-222, Д-436-148 и др. В кооперации с нами по этому двигателю работают агрегатчики – российские компании. Две недели назад они закончили первые поверочные испытания, в итоге получены положительные результаты. Все получается, но нам нужно, чтобы эта работа была проведена оперативно. По нашим планам, данный этап мы должны завершить к середине февраля. Затем мы предъявляем свою работу Министерству обороны Российской Федерации. Там крайне заинтересованы в нашем проекте, потому что на постсоветском пространстве в создании вертолетных двигателей никто не пошел так далеко, как мы. В январе-феврале у нас будет работать по двигателю ТВ3-117ВМА-СБМ1В 1 серии комиссия Министерства обороны Российской Федерации.

Если продолжить вертолетную тему, надо сказать еще об одном нашем проекте.

В настоящее время вертолетчикам сложно вести фиксацию режимов работы двигателя и времени, отработанном на каждом режиме, для того, чтобы подсчитывать наработку двигателя в пределах заявленного ресурса. Проблему подняли представители фирм «Камов», «Миль», другие эксплуатанты. Дело в том, что еще недавно учет наработки вели дедовским методом: техник, находясь в кабине вертолета, следил за приборной доской и по косвенным параметрам определял режим двигателя и засекал время работы на этом режиме. Записывал все в журнал, а после посадки подсчитывал и заносил данные в свой формуляр. При этом на погрешности результатов сказывался человеческий фактор. Зачастую они «подтягивались» в удобную для эксплуатантов сторону.

Неправильная эксплуатация вследствие таких перекосов приводит к тому, что выходят из строя роторные высоконагруженные детали, которые в процессе работы вращаются и обладают большой кинетической энергией. Идет разрушение дисков, обломки вылетают за пределы мотогондолы – все это становится причиной пожара, катастрофы, гибели людей. Такие случаи были. Чтобы избежать этого, создан автоматический счетчик наработки и контроля. Благодаря ему можно с точностью до секунды узнать, сколько на каком режиме двигатель отработал, и определить остаток/выработку ресурса двигателя. А техник уже выступает в качестве статиста – переносит информацию в журнал. К слову, в системе FADEС все это производится автоматически.

Все данные сохраняются в компьютере и позволяют на любой доле секунды провести анализ работы двигателя.

Зачастую для вычисления ресурса важнее не сколько часов отработал двигатель, а сколько циклов (выходов на взлетный режим) произошло. По нашему техническому заданию уже изготовлены образцы счетчиков наработки, и в ближайшее время мы будем их тестировать в цехе 39 в реальных условиях. Нам нужно, чтобы счетчики правдиво и четко фиксировали режимы, циклы и время наработки. Затем мы будем передавать их в эксплуатацию для установки на вертолёты. В настоящее время используются счетчики наработки разработки ОАО «Климов», но, к сожалению, они очень плохо себя зарекомендовали. И мы вынуждены искать им альтернативу, как в Украине, так и в России.

Еще один проект 2013 года – двигатель ТВ3-117ВМА-СБМ1В серии 4Е. Он идет на замену ТВ2-117. Мы установили его на Ми-8МСБ – модификацию вертолета Ми-8Т. Эту работу мы вели совместно с Министерством обороны Украины и профильными институтами. В этом году мы подтвердили те характеристики двигателя, которые мы заявили исходя из проведенных расчетов. Вертолет поднялся с этими двигателями на 9150 м, установив уникальный мировой рекорд. Если бы позволяла несущая система (лопасти вертолета), то он смог бы подняться и выше.

– А можем мы ли изменить конструкцию лопастей?

– Лопасти – это разработка еще 60-х годов, когда расчеты велись с помощью логарифмической линейки. При желании, имея определенный опыт, можно многое сделать. Тем более что, образно говоря, здесь непаханое поле для оптимизации.

К новым проектам нужно отнести и двигатель МС-500В. Мы им занимаемся уже около четырех лет и от изготовления первого образца уже дошли до этапа, когда мы готовы его сертифицировать. Задача перед УГК стоит такая: до конца года согласовать с сертификационными центрами все технические отчеты по двигателю МС-500В взлетной мощностью 810 л.с. Кроме того, нужно провести необходимые для сертификации 150-часовые испытания – это работа всего завода, в ней участвуют и сборочные цехи, и механические, и технологи, и металлурги, и производственное управление…… По результатам этих испытаний мы будем готовы получить сертификат типа на этот двигатель.

– Для каких вертолетов он предназначен?

– Он может устанавливаться на вертолеты взлетной массой от 4 до 6 тонн, типа «Ансат» и Ми-54. «Ансат» уже давно летает, но, к сожалению, на нем стоит канадский двигатель. После получения сертификата нам будет проще разговаривать с разработчиками вертолета (Казанский вертолетный завод) о применении нашего двигателя. Они заинтересованы в этом двигателе, поскольку мы его изначально разрабатывали по их техническому заданию.

– Сергей Иванович, Вы говорили, что в работе УГК есть проекты, которые еще не полностью реализованы и над ними предстоит трудиться и в будущем году.

– Многое из того, что мы сегодня делаем, будет завершено в начале 2014 года. Но есть и работа на перспективу – это главные редукторы, хвостовые и промежуточные редукторы для вертолетов. К примеру, мощность двигателей вертолета Ми-2 составляет 350 л.с. Под нее рассчитаны и все узлы – редуктор, валы, хвостовая трансмиссия… Нам поставлена задача модернизировать редуктор в тех же размерах, но чтобы он при этом пропускал мощность 465 л.с. – под изготавливаемый АО «МОТОР СИЧ» двигатель АИ-450М, разработанный ГП «Ивченко-Прогресс». Такой редуктор мы сделали. Изготовили шестерни, установили их в редуктор. Провели проверочные испытания, затем все разобрали и увидели, что шестерни в нормальном состоянии, работоспособны. Это дает уверенность, что в ближайшее время у нас появится такой редуктор, он пройдет весь комплекс испытаний, которые длятся около 300 часов, и будет сертифицирован. Все работы, подтверждающие характеристики этого редуктора и его надежность, мы должны завершить в 2014 году. В настоящее время мы плотно сотрудничаем с украинскими институтами по расчетам, составлению программ и методик испытаний. Вертолет с таким двигателем, редуктором и трансмиссией приобретает совершенно новые качества. У него значительно улучшаются параметры по набору высоты, грузоподъемности, дальности полета. На рынке такие новшества воспринимаются очень хорошо. Все хотят иметь продукцию более высокого качества, с большими возможностями. Таким образом мы расширяем свои рынки сбыта.

Уже всем известно, что на нашем предприятии разработаны и изготавливаются теплообменники. Мы полностью удовлетворяем нужды своего предприятия – это позволило, как минимум в два раза, экономить средства, которые раньше шли на покупку этих агрегатов. Сегодня к нам обращаются другие компании: АНТК им. О.К.Антонова, МВЗ им. М.Л.Миля, фирма «Камов», «Пермские моторы» с просьбой выполнить разработку теплообменных аппаратов для их техники. В настоящее время мы ведем проектные работы, согласовываем ТЗ, дальше идет изготовление, освоение в производстве и т.д.

Кроме этого, мы продолжаем выполнять газодинамические расчеты для нового двигателя МС-700. Сейчас мы делаем газогенератор двигателя – компрессор, турбину и камеру сгорания. На базе этого газогенератора, в дальнейшем, могут быть созданы турбовальные и турбовинтовые двигатели мощностью до 1400 л.с., а также семейство двухконтурных двигателей. МС-700 – это двигатель шестого поколения, таких в мире, практически, нет. Мы пробуем сделать его самостоятельно. Пока идем по согласованным графикам, и все получается.

– А что планируется по срокам?

– В середине 2014 года мы должны представить этот проект и результаты наших расчетов по газогенератору.

– А сколько потребуется времени на проектирование двигателя в целом?

– Проектирование двигателя – сложный процесс, поэтому сразу рассчитывать на конечный результат не приходится. Говорят, если широко шагать – штаны порвать можно. Вначале, как правило, изготавливается один какой-то ключевой узел, потом его доводят, подтверждают параметры, характеристики, при необходимости дорабатывают и переходят к следующему узлу. Обычно на создание двигателя уходит 4-7 лет. Это огромный комплекс работ.

Мы планируем и дальше развивать вертолетное направление. Поскольку разработчики заложили в конструкцию двигателя АИ-450М возможность его форсирования, мы рассчитываем редуктор на более высокую мощность. Это также большой этап работы.

Кроме того, мы занимаемся редукторами для вертолетов типа Ми-8МСБ и Ми-8МТВ, на которых с новыми двигателями могла бы быть использована более высокая мощность, но ее не пропускает редуктор. Поэтому совместно с ГП «Ивченко-Прогресс» мы взялись за эту работу – будем конструктивно менять, дорабатывать редуктор и испытывать его. Все эти работы позволят обеспечить для нас рынок в будущем.

– Сергей Иванович, спасибо за содержательный рассказ. Успехов Вам и Вашему коллективу в новом году!



Лариса ДУДЕК
14 січ. 2014 р