На МФД-2018 ЦИАМ продемонстрировал концепции авиадвигателей будущего

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») традиционно стал его участником. 

МФД-2018 проводился под эгидой двух юбилейных дат: 110-летия со дня рождения выдающегося конструктора и создателя первого отечественного реактивного двигателя Архипа Люльки и 10-летия образования Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Главная цель Форума, как отметил на церемонии торжественного открытия президент Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения» Виктор Чуйко, – «содействовать выполнению основной задачи отечественной авиационной промышленности: пересадить пассажира на российские самолеты с российскими двигателями». 

Представительное мероприятие включало в себя обширную выставочную и научно-техническую программы. 

Все три дня работы МФД-2018 на стенде ЦИАМ было многолюдно. В числе официальных гостей его посетили представители руководства ОПК: заместитель председателя коллегии Военно-промышленной комиссии Российской Федерации Олег Бочкарев и член коллегии ВПК РФ Михаил Каштан. Генеральный директор Института Михаил Гордин представил гостям центральные экспонаты, демонстрирующие результаты работ по перспективным направлениям развития авиадвигателестроения.

Интерес посетителей вызвал макет гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД). Исследование ГПВРД ЦИАМ ведет совместно с ЦАГИ (координатор от России) и консорциумом зарубежных партнеров в рамках проекта HEXAFLY-INT, входящего в 7-ю Европейскую рамочную программу Евросоюза. Цель проекта – создание научно-технического задела для разработки пассажирского самолета на водородном топливе, способного летать со скоростями, соответствующими числам Маха до М=8. Освоение таких скоростей позволит перелететь между противоположными точками земного шара за три часа. Для проверки работоспособности концепции стендовый модуль ГПВРД был испытан на уникальном гиперзвуковом стенде Института. Испытания прошли успешно: зарегистрировано превышение тяги над аэродинамическим сопротивлением при имитации полетного числа Маха М=7,4.

«Участие в проекте HEXAFLY-INT стало для нас шагом вперед как в понимании организации рабочего процесса в водородных камерах сгорания, так и в плане создания научно-технического задела для проведения испытаний крупномасштабных демонстраторов ГПВРД на водороде при числах Маха больше семи, – сказал Михаил Гордин. – Принципиально концепция, исследованная в этом проекте, рабочая. В целом же создание гиперзвукового воздушно-реактивного двигателя на водородном топливе, который обеспечит продолжительный полет в атмосфере, – это долгая и кропотливая работа на уровне ведущих научных коллективов».

Представляя макет гибридной (турбоэлектрической) силовой установки (ГСУ), Михаил Гордин отметил, что ГСУ является первым шагом к созданию полностью электрического самолета. Особенностью разработки является применение электрического оборудования, использующего эффект высокотемпературной сверхпроводимости. Проект планируется реализовать в кооперации с предприятиями, входящими в состав НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского», с привлечением ЗАО «СуперОкс».

«В настоящее время мы отрабатываем технологии, – пояснил Михаил Гордин. – В ближайшем будущем планируется создание демонстратора мощностью 500 кВт. По итогам испытаний на летающей лаборатории может быть принято решение о создании самолета местных воздушных линий на 9-19 пассажиров. Важно и то, что наработанные инновационные технологии могут быть применены в других отраслях».

На стенде ЦИАМ также была представлена концепция пилотируемого одно-двухместного самолета с электрической силовой установкой на базе водородных топливных элементов. На первом этапе будет использоваться газообразный водород под давлением, но уже идет работа над разработкой установки с жидким водородом, что при той же массе и занимаемом габаритном объеме обеспечит больший запас водорода, а, следовательно, – бо?льшую продолжительность полета.

Двигатели будущего будут более легкими и «интеллектуальными». Новые горизонты снижения веса деталей двигателей, свободы создания их геометрических форм, программирования характеристик, повышения удельной мощности и ресурса двигателей открывают аддитивные технологии и материалы нового поколения. На МФД-2018 ЦИАМ представил образцы высокотемпературных интеркерамо- и металлокерамоматричных современных композитных материалов. Интерес специалистов вызывали разработанные и изготовленные в Институте образцы шумопоглощающих пористых интеркерамоматричных композиционных материалов, детали поршневого и роторно-поршневого двигателя, в том числе изготовленные с использованием аддитивных технологий методом 3D-послойного отверждения.

«Интеллекта» двигателям летательных аппаратов способна добавить бортовая система диагностики вертолетов и авиационных двигателей (HUMS), разработанная в ЦИАМ. Ее применение позволяет на ранней стадии выявить и устранить неисправность и, тем самым, повышает безопасность, надежность и эффективность использования авиационной техники. На основе опыта, полученного от эксплуатации первых образцов систем БСДВ, были разработаны их новые модификации, укомплектованные датчиками отечественного производства, созданными на основе технических заданий, составленных специалистами Института. В настоящее время ведутся испытания модифицированных систем БСДВ и их адаптация к различным типам вертолетов и авиационных двигателей.

На стенде также был представлен экспериментальный редуктор привода вентилятора перспективного ТРДД (33 тыс. л.с.). Использование инновационных материалов и конструктивных решений позволило снизить геометрические размеры и массу редуктора по сравнению с традиционными на 20%, динамические нагрузки, вибрацию и шум – в 2,5-3 раза, повысить несущую способность зубчатых колес на 27%,.

Важной составляющей МФД-2018 стал Научно-технический конгресс по двигателестроению.

Генеральный директор ЦИАМ Михаил Гордин выступил на пленарном заседании конгресса с докладом о перспективах развития авиационного двигателестроения. На основе анализа опыта нашей страны и мировых двигателестроительных держав он обосновал стратегическую значимость научных исследований в работе по созданию новых образцов авиационной техники. Он также рассказал о целевых индикаторах и критических технологиях, разработанных для перспективных авиадвигателей с учетом прогноза развития мирового рынка авиационной техники, и подчеркнул значимость роли государства в инновационном развитии авиадвигателестроения.

Специалисты ЦИАМ выступили модераторами 13 тематических симпозиумов конгресса, посвященных широкому спектру вопросов ведения прикладных, поисковых и фундаментальных исследований, реализации инновационных разработок и поиску оптимальных путей развития отрасли.

Всего на НТКД было заслушано около 320 докладов, 128 из них представили ученые ЦИАМ. Участие в конгрессе позволило специалистам Института поделиться результатами своих теоретических, экспериментальных, методических и инженерно-технических исследований, обменяться мнениями, установить полезные контакты. В работе симпозиумов приняли участие разработчики и производители двигателей, отраслевые НИИ, вузы, металлургические компании, поставщики оборудования для изготовления и контроля деталей и узлов двигателей.