В ЦИАМ работают над созданием «сухого» авиационного двигателя

Работа является продолжением комплекса расчетно-экспериментальных исследований, проводимых в ЦИАМ в обеспечение создания двигателей будущего – перспективных МГТД с газовыми опорами. 

Особенность конструкции этого двигателя – в применении газодинамических лепестковых подшипников, для которых используется не масло, а воздух. Это позволит в перспективе полностью отказаться от маслосистемы и создать «сухой» двигатель, в котором заинтересованы эксплуатанты из-за снижения стоимости двигателя и сокращения расходов на его содержание.

Кроме того, благодаря газовым подшипникам в отдельных случаях двигатель имеет облегченную упрощенную конструкцию и высокую частоту вращения ротора турбокомпрессора – 100-200 тысяч об/ мин. Традиционные шариковые и роликовые подшипники не рассчитаны на такие высокие обороты. 

– В работе есть и свои особенности, – рассказывает ее руководитель Валентин Гаврилов. – Например, технология изготовления элементов газовых подшипников. Обеспечение их работоспособности при высоких температурах в условиях «сухого» трения – нетривиальная задача.

Испытаниям демонстрационной системы газового подвеса ротора предшествовал большой объем исследований по определению оптимальной конфигурации радиальных и осевых газовых подшипников, выбору их параметров, материалов элементов, включая выдерживающие «сухое» трение высокотемпературные износостойкие покрытия. 

В ходе исследований была решена задача осевой неуравновешенности ротора турбомашины. Чтобы он не смещался, предложено установить в «горячей» зоне двигателя осевой газовый подшипник с лепестками из жаропрочных сплавов, обеспечивающий стабильную безрезонансную работу ротора. 

Для противостояния колебаниям вала решено применить разрезные лепестки радиальных подшипников  – демпферы, – позволяющие работать при перекосе.

При определении динамических свойств роторной системы в ходе испытаний применялись высокоточные датчики, фиксировавшие перемещения ротора в радиальном и осевом направлениях.

Проведенное экспериментальное исследование роторного узла с радиальными и осевым подшипниками подтвердило работоспособность выбранной конструкции.

– Разработка перспективна и для малой энергетики, – считает Валентин Гаврилов. 

В дальнейшем конструкция ротора будет испытана в составе натурного демонстратора на базе серийного авиационного малоразмерного вспомогательного газотурбинного двигателя.