Соорганизаторами международного форума ？Инновации. Технологии. Производство？ выступят Объединенная двигателестроительная корпорация и предприятие ？ОДК-Сатурн？
Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация
Объединенная двигателестроительная корпорация и рыбинское предприятие ？ОДК-Сатурн？ выступят соорганизаторами XI Международного технологического форума ？Инновации. Технологии. Производство？. Участники обсудят передовые отечественные разработки в области двигателестроения и перспективы развития. Мероприятие пройдет с 17 по 18 апреля в Рыбинске.
В рамках форума планируется организовать работу более 20 секций по четырем ключевым направлениям: новые материалы и технологии их обработки, технологическая подготовка производства, программное обеспечение в области обработки материалов, кадровый ресурс.
Участники обсудят перспективы развития металлообрабатывающего оборудования, применение искусственного интеллекта в двигателестроении, цифровизацию метрологического обеспечения производства, а также современные технологии в металлургии.
Впервые пройдут секции, посвященные технологическим решениям в металлургическом и сварочном производстве, инновационным технологиям ремонта газотурбинных двигателей, формированию подходов к исследованию и испытанию новых материалов и покрытий. Большое внимание будет уделено теме подготовки и привлечения новых кадров: сотрудничество передовых инженерных школ с индустриальными партнерами, повышение качества преподавания фундаментальных дисциплин, HR-инструменты решения бизнес-задач корпорации через повышение операционной эффективности.
？Международный технологический форум — прекрасная возможность собрать экспертное сообщество со всей России и пригласить представителей дружественных стран для обсуждения актуальных вопросов. Работа в таком формате помогает сделать очередной шаг в развитии отечественного авиационного двигателестроения. В этом году впервые в таком масштабе рассмотрим вопросы литейного производства и технологии создания деталей авиационных двигателей из керамических материалов. Также обсудим применение технологии сварки трением и электро-лучевой сварки — всё это отечественные решения, которые мы используем и видим широкий спектр их применения в будущем？, — сказал главный инженер ？ОДК-Сатурн？ Игорь Ильин.
Во второй раз на форуме пройдет демо-день Индустриального центра компетенций ？Двигателестроение？. В его рамках состоится презентация стартапов и отраслевых решений, используемых индустриальными заказчиками, а также освещение тенденций в области импортозамещения.
Международный технологический форум ？Инновации. Технологии. Производство？ проводится в Рыбинске с 2014 года. Организаторы мероприятия — ？ОДК-Сатурн？, правительство Ярославской области, администрация города Рыбинска, РГАТУ имени П.А. Соловьева. Ежегодно форум объединяет более 1000 ведущих технических специалистов и руководителей высокотехнологичных предприятий, академической и вузовской науки, малого и среднего бизнеса. Как и ранее, организаторы настроены обеспечить высокий уровень приема, интенсивность обсуждений и дискуссий на обозначенные темы.
Бесплатная регистрация и подробная программа форума доступна на сайте: www.itp-forum.com. Официальный Telegram-канал мероприятия: https://t.me/forum_rybinsk_itp
Компания принимает участие в Горном форуме и выставке ？МАЙНЕКС Дальний Восток？ в Магадане
Фото: концерн ？Калашников？
Группа компаний ？Тихие Крылья？ концерна ？Калашников？ представила уникальные решения для горной промышленности и геологоразведки на Горном форуме и выставке ？МАЙНЕКС Дальний Восток？ в Магадане 19–20 марта 2025 года.
Компания предлагает технологии, эффективность которых доказана опытным путем. Так, в рамках национального технологического конкурса Up Great ？Экспедиция？ беспилотный летательный аппарат ООО ？ГК Тихие Крылья？ выполнил полеты с металлодетектором и георадаром, в ходе которых обнаружил предметы под землей на глубине до 1 м. Беспилотник ？Альфа-Е？ смог точно определить координаты расположения объектов и материалы, из которых они изготовлены.
Компания также провела полетные работы на территории флангов крупного полиметаллического рудопроявления в Хабаровском крае по контракту с горно-геологической компанией. Наиболее сложными оказались съемки аэромагнитомером, так как они выполнялись на предельно низкой высоте — 50 м от поверхности земли с детальным огибанием рельефа. Кроме того, с целью минимизации погрешностей, вызванных ветреной погодой в дневные часы, полеты частично выполнялись в ночное время суток.
Требуемый объем летных работ — почти 1000 погонных метров — был выполнен за семь дней. Операторы осуществляли по 12 вылетов в день, производя посадку БЛА только в целях дозаправки или в случае обледенения борта.
На заводе холдинга в Коломне разработаны и изготавливаются фрезерные головы ST-03, оптимизированные для работы с титаном
Фото: СТАН
Станкостроительный холдинг ？СТАН？ Госкорпорации Ростех запустил серийное производство высокопроизводительных фрезерных голов для авиастроительных станков тяжелого типа. Изделия заменят импортные образцы, аналогов в России у них нет.
Двухосевые вилочные фрезерные головы ST-03 оптимизированы для работы с титаном, ключевым материалом в авиаотрасли. Они разработаны и изготавливаются на заводе СТАНа в Коломне.
Новые головы предназначены для пятикоординатных портальных обрабатывающих центров с ЧПУ модели СК6П200. Такие станки способны обрабатывать крупногабаритные металлические заготовки для гражданских самолетов, включая детали крыла длиной до 24 метров.
？Конструкторы СТАНа создали российский аналог для замены импортных комплектующих в станкостроении. Это сложное наукоемкое изделие, которое обладает улучшенными характеристиками и обеспечивает высокую производительность. Такие разработки сегодня особенно важны для достижения технологического суверенитета страны. Ведь станкостроение — базовая отрасль машиностроения, от успехов которой зависит эффективное производство самолетов, вертолетов, машин, другой техники？, — отметил управляющий директор по станкостроению и особым проектам Госкорпорации Ростех Семен Якубов.
Задачу по проектированию и запуску производства фрезерных голов ST-03 инженеры СТАНа решили в рекордные сроки — всего за восемь месяцев. На сегодняшний день первые станки СК6П200 с новыми фрезерными головами успешно прошли заводские испытания и внедрены в эксплуатацию.
По словам замдиректора по научно-техническому развитию и инновациям СТАНа Дениса Чернявского, холдинг продолжает развивать и расширять собственное производство компонентной базы. Так, в рамках межзаводской кооперации коломенский ？Станкотех？ и стерлитамакское НПО ？Станкостроение？ успешно локализовали фрезерные головы с прямым и механическим приводом, а также инструментальные магазины, механические шпиндели и другие элементы станочного оборудования.
Разработка Госкорпорации станет одним из центральных экспонатов XXVIII Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий ？Архимед？
Фото: Пресс-служба Госкорпорации Ростех
Госкорпорация Ростех представляет несколько десятков перспективных разработок на XXVIII Московском международном Салоне изобретений и инновационных технологий ？Архимед？. Одним из центральных экспонатов станет малогабаритная информационно-посадочная система (ИПС) от холдинга ？Высокоточные комплексы？. С ее помощью легкие самолеты и вертолеты могут безопасно совершать посадку на необорудованных площадках даже в сложных метеоусловиях. Оборудование уже прошло летные испытания.
Информационно-посадочная система создана специалистами Центрального научно-исследовательского института автоматики и гидравлики холдинга ？Высокоточные комплексы？. В ее состав входят блоки бортового и наземного оборудования. Система позволяет с высокой точностью зайти на посадку даже в условиях плохой видимости, а также на необорудованные аэродромы, например на дрейфующую льдину. Решение особенно актуально для удаленных регионов, где отсутствует необходимая инфраструктура.
？Предприятия Ростеха являются постоянными участниками международного салона ？Архимед“. Наши инженеры и конструкторы ежегодно завоевывают медали на этой площадке, представляя передовые разработки в самых наукоемких отраслях. В этом году специалисты ЦНИИАГ холдинга ？Высокоточные комплексы“ презентуют такую перспективную разработку, как малогабаритная информационно-посадочная система для легких самолетов и вертолетов. Разработчики уже провели лабораторно-стендовые испытания и летную отработку системы. Выполнено более 100 экспериментальных полетов с участием малой авиации. Испытания подтвердили высокие точностные и эксплуатационные характеристики оборудования. Наземные и летные испытания системы продолжаются？, — сказали в Ростехе.
Также на международном салоне ？Архимед-2025？ представлены проекты в области авиации и двигателестроения, а также оптики, медицины и бронетанковой техники. Свои разработки демонстрируют специалисты Объединенной двигателестроительной корпорации, холдинга ？Швабе？ и концерна ？Уралвагонзавод？.
Так, Объединенная двигателестроительная корпорация презентовала отечественный VR-тренажер ？Виартикум Д-30？, с помощью которого можно изучать в виртуальной среде сложное оборудование, например авиационные двигатели. Это особенно удобно для учащихся школ и студентов — будущих двигателестроителей из удаленных регионов. Разработанная архитектура позволяет с минимальными затратами создавать аналогичные приложения для других отраслей промышленности.
В свою очередь Уральский оптико-механический завод им. Э. С. Яламова холдинга ？Швабе？ демонстрирует аппарат искусственной вентиляции легких с модулем электроимпедансной томографии АИВЛ-01, открытую реанимационную систему для новорожденных ОРС-BONO и неонатальный инфракрасный обогреватель ？Лучистое тепло — BONO？. Кроме того, ？Швабе？ представил линейку оптических приборов, в частности коллиматорный прицел ПКУ-2М для гражданского оружия от Новосибирского приборостроительного завода.
XXVIII Московский международный Салон изобретений и инновационных технологий ？Архимед？ проходит в Москве с 18 по 20 марта при поддержке Администрации Президента Российской Федерации, Всемирной организации интеллектуальной собственности, Министерства обороны Российской Федерации и Роспатента.
О первых способах дозаправки самолета в воздухе
Фото: USAF Museum / wikimedia.org
Дозаправка в воздухе позволяет значительно увеличить боевой радиус действия практически всех видов и родов авиации отечественных ВКС. Воздушная дозаправка стала необходимым и важнейшим элементом как боевых действий, так и профессиональной подготовки летчиков.
Для военных летчиков дозаправка в воздухе считается одним из самых сложных элементов полета. Эта операция требует точного расчета скорости, правильной оценки дистанции и длительного удержания самолета в заданном положении, что предъявляет высокие требования к выдержке и мастерству пилотов. Особенно сложна дозаправка в неблагоприятных условиях: при облачности, плохой видимости, сильных воздушных возмущениях (？болтанке？), а также в ночное время.
В разные годы в авиации применялись различные методы и способы дозаправки топливом в полете. В качестве самолетов-заправщиков использовались разные типы крылатых машин, от поршневых до реактивных. О том, как происходило развитие отечественных систем и средств воздушной дозаправки, какие самолеты использовались для этой цели, как это происходит сейчас и какие перспективы имеют крылатые танкеры-заправщики — в нашем материале.
С чего начиналась дозаправка в воздухе
Бурное развитие военной авиации сопровождалось не только ростом скорости, потолка и боевой нагрузки самолетов. Круг задач непрерывно расширялся, и для выполнения многих из них крылатым машинам требовалось увеличить дальность полета и время нахождения в воздухе. Эти два важных параметра напрямую зависели от количества топлива на борту самолета.
Задачу пытались решить разными способами. Был построен и испытан целый ряд необычных систем, таких как, например, летающие ？авианосцы？ Владимира Вахмистрова. Разработанный им проект носил обозначение ？Звено？. В дальнейшем на базе ？Звена？ был создан проект СПБ — составного пикирующего бомбардировщика, включавшего в себя самолет-носитель ТБ-3 и пару истребителей И-16, подвешенных под плоскостями носителя.
Звено Вахмистрова: тяжелый бомбардировщик ТБ-3, два истребителя И-5, два истребителя И-16 и один И-Z
Были и другие проекты самолетов, как подвешиваемых к тяжелым носителям, так и буксируемых за ними, но в силу объективных причин дальше опытных образцов дело в этом направлении не пошло. Более оптимальным и правильным решением вопроса увеличения времени и дальности полета явилась разработка системы воздушной заправки самолетов.
Теоретически любой самолет сможет держаться в воздухе и выполнять определенную задачу или несколько задач, пока работают его двигатели. В исправном состоянии они будут работать, пока имеется топливо. То есть гипотетически, применяя воздушную дозаправку, самолет сможет находиться в воздухе неограниченно долго при условии работоспособности его экипажа.
Кроме увеличения продолжительности полета, дозаправка в воздухе дает еще одно значительное преимущество. Дело в том, что в ЛТХ любого самолета есть важная характеристика, известная как максимальная взлетная масса. Эта цифра обозначает максимально возможную массу летательного аппарата, при которой он способен безопасно осуществить взлет. Как известно, в максимальную взлетную массу любого самолета входит не только определенный запас топлива на его борту, но и полезная нагрузка. Соответственно, имея возможность дозаправиться в полете, допускается взлет с бОльшим весом полезной нагрузки, а запас горючего на борту можно будет пополнить в воздухе. Проще говоря, если есть возможность дозаправки в воздухе, то самолету можно выполнять взлет с меньшим количеством топлива, но с большей полезной нагрузкой, а потом уже в полете нужное количество топлива получить от заправщика. Это обстоятельство в несколько раз повышает эффективность боевого применения.
Самолет DH-4B получает топливо из первого самолета-заправщика ВВС США, 1923 год. Фото: U.S. Air Force / wikipedia.org
Но с чего же начиналась, собственно, сама воздушная дозаправка? Самые первые попытки ？дозаправки？ были сделаны еще в 1912 году. Это было примитивно и достаточно рискованно, потому что первоначально дозаправка представляла собой просто передачу канистр с бензином с одного аэроплана на другой. Однако уже в 1920-е годы была опробована и проведена успешная дозаправка топливом через шланг, перекинутый с самолета на самолет. Топливо переливалось самотеком, никаких средств перекачки не предусматривалось. Самолет-заправщик находился сверху заправляемого, а сам шланг подачи топлива надо было ловить вручную и вручную же вставлять его в заправочную горловину. Так дозаправка в воздухе выглядела в США, и американцы в этом деле выступили пионерами.
Несколько позже, в конце 1920-х — начале 1930-х годов, опыты по воздушной дозаправке начали проводить французы и англичане. Так, в 1931 году впервые была продемонстрирована дозаправка между двумя двухмоторными транспортными самолетами ？Vickers Virginia？, при этом использовался шланг с предохранительным клапаном. Это были самые первые шаги, которые были еще очень несовершенны, примитивны, малоэффективны и опасны для самолета и экипажа.
Первые отечественные работы по дозаправке в воздухе
В Советском Союзе работы в данном направлении также проводились. В начале 1930-х годов под руководством летчика, изобретателя и энтузиаста П.И. Гроховского был разработан самолет-заправщик, или ？летающий танкер？, на базе многоцелевого самолета-биплана Р-5. Впоследствии темой опытных работ по дозаправке в воздухе официально начали заниматься в НИИ ВВС. Работы эти велись под руководством главного инженера А.К. Запанованного и летчика-инженера И.П. Белозерова.
Система дозаправки работала следующим образом. На самолет Р-5 устанавливались дополнительные топливные баки (основным являлся большой подфюзеляжный бак емкостью 550 литров), а также ручная лебедка с металлизированным шлангом. На конце шланга имелся четырехкилограммовый груз, по форме напоминавший грушу. В качестве заправляемого самолета использовался двухмоторный цельнометаллический бомбардировщик-моноплан ТБ-1.
Проект заправки самолета ТБ-1 с ？бензиновоза？ Р-5, 1932 год. Фото: интернет-музей российской авиации ？Авиару.рф？
Кабины обоих самолетов были открытыми, что упрощало задачу передачи-приема топливного шланга. Находящийся во второй кабине ТБ-1 бортмеханик должен был вручную поймать эту самую грушу, удержать, что было совсем нелегко, и вставить конец шланга с клапаном в заправочную горловину, после чего топливо начинало передаваться на борт самолета. В данном случае горючее шло самотеком, поэтому заправщик Р-5 должен был лететь выше заправляемого ТБ-1.
В ходе испытаний подтвердилась жизнеспособность самой идеи воздушной дозаправки, и, несмотря на определенную примитивность, система работала, и довольно успешно. В дальнейшем в качестве самолета-заправщика вместо Р-5 стали использовать специально оборудованный дополнительными баками ТБ-1. Были получены весьма обнадеживающие результаты: в одном из полетов заправляемый ТБ-1 продержался в воздухе 25 часов.
С появлением тяжелого четырехмоторного бомбардировщика ТБ-3 функции крылатого танкера возложили на него. Малоизвестный факт: в Советском Союзе летом 1936 года проводились экспериментальные работы по дозаправке в воздухе истребителей И-5 и И-16 от заправщика ТБ-3. При этом на истребителях устанавливалось специальное оборудование, включавшее заливную горловину и отсечный клапан. Приемная горловина располагалась в непосредственной близости от пилотской кабины, и летчик мог дотянуться до нее рукой.
ТБ-3 с модернизированной топливной системой и моторами М-17. Фото: интернет-музей российской авиации ？Авиару.рф？
Дальнейшие исследовательские работы по теме воздушной дозаправки прервала Великая Отечественная война. Созданные в предвоенный период системы воздушной дозаправки не получили массового распространения не только в Советском Союзе, но и в других странах мира. В целом проведенные работы оказались достаточно успешными, но вот сам процесс ручной дозаправки в воздухе оказался тяжелым и очень рискованным.
Перед войной завершился первый, начальный этап создания и развития систем воздушной дозаправки. Наступала эра реактивной авиации, которая совместно с научно-техническим прогрессом поставила перед авиацией новые цели и открыла новые возможности. В послевоенный период дозаправка в воздухе получила новый ощутимый импульс к своему дальнейшему развитию.
Продолжение следует...
Об истории появления локомотивов с газотурбинными установками, их преимуществах и недостатках
Фото: Коломенский тепловозостроительный завод
В поисках экологичной и экономной альтернативы паровозам и тепловозам инженеры 1940-50-х годов рассматривали установку на локомотив газотурбинного двигателя. Ничего сверхъестественного в этом не было. В то время турбореактивные двигатели, активно совершенствуясь, уже совершили техническую революцию в авиации, и вполне логичной явилась попытка их установки на наземный транспорт, в частности на железнодорожные локомотивы. Такие машины были построены, некоторое время находились в опытной эксплуатации, но массовыми не стали по целому ряду причин.
Сегодня идея газотурбовоза, можно сказать, переживает свое второе рождение — уже на новом техническом уровне. Специально для этого класса тяжелых локомотивов один из ведущих отечественных разработчиков и производителей авиационных двигателей ？ОДК-Кузнецов？, входящий в состав Объединенной двигателестроительной корпорации Ростеха, разработал установку НК-361 на основе авиационного турбореактивного двигателя. Более подробно о наземном применении ？авиационных？ турбореактивных двигателей, истории создания локомотивов — газотурбовозов, их достоинствах и недостатках, а также о сегодняшнем дне и перспективах развития — в нашем материале.
Локомотивная газотурбинная установка
Прежде чем приступить к рассказу о самих газотурбовозах, вкратце поясним важные технические и теоретические вопросы, связанные с их силовыми установками. Что же представляет собой в техническом отношении устанавливаемый на локомотив газотурбинный двигатель? Каков принцип работы таких установок? Вкратце, газотурбинная установка работает следующим образом. Тепловой машиной локомотивной газотурбинной установки (ГТУ) является сам газотурбинный двигатель, или ГТД. В ГТД энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.
Принцип работы газотурбинной установки в целом подобен работе классического турбореактивного двигателя. Этот несколько измененный ТРД устанавливается в машинном отделении локомотива. Топливо сжигается в камере сгорания, полученные газы с высокой температурой устремляются на газовую турбину, которая приводится во вращение этим потоком газов. Часть полученной механической энергии от вала турбины передается компрессору, который сжимает воздух на входном устройстве, а часть мощности с вала газовой турбины отбирается на привод генератора, вырабатывающего электрическую энергию для тяговых электродвигателей локомотива.
Газотурбовоз ГП1-0001. Фото: Научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта
Различают газотурбинные двигатели одновальные, двухвальные и одновальные с регенерацией (использованием) тепла отходящих газов. В одновальном двигателе привод компрессора и генератора осуществляет одновременно одна турбина. В двухвальном двигателе имеются две турбины — компрессорная, жестко связанная с валом компрессора и обеспечивающая подвод к нему мощности для сжатия воздуха, и тяговая для привода генератора. С целью повышения КПД газотурбинных двигателей воздух перед поступлением в камеру сгорания подогревается в регенераторе за счет тепла отработавших газов. Таким образом, часть тепла отработавших газов снова используется для совершения полезной работы в турбине. Первые образцы газотурбинных установок имели очень низкий эксплуатационный КПД — порядка 15% и в качестве топлива использовали нефть.
Первые локомотивы с ГТУ
Первым локомотивом с ГТУ стал газотурбовоз ？Am 4/6 1101？, который был построен в Швейцарии локомотивостроительным заводом и фирмой ？Броун—Бовери？. Произошло это в 1941 году. Газотурбинный двигатель локомотива был одновальным, регенеративной схемы, с температурой газов перед тур-биной 600 °С. Мощность на валу — 2200 л.с. Вращение турбины передавалось на электрический генератор. Не-смотря на наличие регенератора, высоким КПД швейцарский локомотив не обладал. Эксплуатационный КПД этого газотурбовоза составлял только 14%. Доводки и испытания новой машины заняли целых четыре года, после чего она была передана в эксплуатацию. Однако имелись существенные ограничения, обусловленные некоторыми нерешенными техническими проблемами. Так, мощность новой установки использовалась лишь на 50%, и по-этому эксплуатационный КПД этого локомотива находился на уровне 7—9,5%.
В 1940-50-е годы газотурбовозы строились в Англии фирмой ？Метрополитен-Виккерс？ (один экземпляр) и в США фирмами ？Вестингауз？, ？Дженерал Электрик？ и ？Алко？. В Америке было построено около 25 локомотивов такого типа. Некоторые из них успешно эксплуатировались на железнодорожной магистрали ？Юнион Пасифик？.
Первый экспериментальный газотурбовоз ？Am 4/6 1101？ швейцарской фирмы ？Броун-Бовери？. Фото: Schweizerische Bauzeitung / wikipedia.org
К созданию первого отечественного газотурбовоза в Советском Союзе приступили в 1954 году. Поначалу заниматься разработкой локомотива предложили специалистам Харьковского завода транспортного машиностроения. Изначально стояла задача спроектировать и построить газотурбовозы с техническими характеристиками, позволяющими эксплуатировать их с большим экономическим эффектом, нежели тепловозы.
Разработка нового локомотива в Харькове столкнулась с целым рядом трудностей, поэтому было принято решение дать задание на разработку газотурбовоза Коломенскому машиностроительному заводу. Именно в Коломне в декабре 1959 года и был построен первый в СССР грузовой газотурбовоз серии Г1-01 мощностью 5200 кВт (7000 л.с.). Машина была создана под руководством главного конструктора завода Льва Лебедянского, знаменитого советского конструктора паровозов и локомотивов, с участием коллектива ученых-двигателистов МВТУ имени Баумана под руководством В.В. Уварова. На газотурбовозе был установлен одновальный газотурбинный двигатель без регенерации теплоты уходящих газов и применена электрическая передача постоянного тока. Пуск ГТД осуществлялся от вспомогательного дизеля. С 1962 года локомотив находился в опытной эксплуатации в депо Кочетовка Юго-Восточной железной дороги.
Первый в стране грузовой газотурбовоз Г1. Фото: Коломенский тепловозостроительный завод
Через год, в 1960 году, опытный газотурбовоз ГТ101-001 был построен на Ворошиловградском (Луганском) тепловозостроительном заводе. Тема этой работы была передана в Луганск из Харькова. В 1964 году на Коломенском заводе были построены два пассажирских газотурбовоза серии ГП1 № 001 и № 002 мощностью 2580 кВт каждый. В 1965 году эти пассажирские газотурбовозы направили в депо Льгов Московской железной дороги для опытной эксплуатации. Туда же был переведен и Г1-01. Эксплуатация газотурбовозов показала, что КПД опытных локомотивов не превышает 15%. Удельный расход топлива был почти в два с половиной раза больше, чем у серийных в то время тепловозов ТЭЗ.
Преимущества и недостатки газотурбовозов
К недостаткам локомотивов с ГТУ относят более низкий, чем у тепловозов КПД. Это вызвано, в первую очередь, ограничением температуры газов перед турбиной из-за теплостойкости материала, из которого изготовлены лопатки турбины, и более резким увеличением расхода топлива при неполной загрузке. Для сравнения с авиационными ТРД отметим следующий факт: в авиации ТРД работают практически с полной нагрузкой постоянно. При низких температурах воздуха (от —40 до —60 градусов Цельсия), которые преобладают на больших высотах, в таком режиме расход топлива становится минимальным и в полной мере реализуется мощность.
Как известно, газотурбинные двигательные установки широко применяются в судостроении. Что касается корабельных ГТУ, то они тоже работают с постоянной нагрузкой длительное время, а в корабельных машинных отделениях можно легко устанавливать необходимые в таких случаях громоздкие теплообменники. Именно их применение позволяет достигнуть более высокого КПД газотурбинной установки. Это происходит за счет подачи на компрессор турбины постоянно холодного воздуха, что не зависит от температуры окружающей среды.
Но вот с локомотивами картина совершенно другая, нежели с самолетами или кораблями. Газотурбовозы работают с резко изменяющейся нагрузкой и при достаточно широких колебаниях температуры воздуха (от —50 до +40 градусов Цельсия). Установить на них полноценные теплообменники также не представляется возможным из-за небольших внутренних габаритов локомотивов и жестких весовых ограничений. Поэтому получить такой же эффект от ГТУ газотурбовоза, как на самолетах и кораблях, оказалось в то время и на том уровне технического развития практически невозможным.
Вместе с тем у газотурбовозов были и некоторые преимущества. Оба локомотива ГП1-№ 001 и № 002, а также газотурбовоз Г1, приписанные после испытаний к депо Льгов Московской дороги, зарекомендовали себя с неплохой стороны: они оказались надежными, хотя и не очень простыми в эксплуатации и ремонте. Уровень шума в их кабине машиниста не превышал 80 дБ, тогда как у тепловоза ТЭЗ достигал 96 дБ. К достоинствам локомотивов с ГТУ также можно отнести малые удельный вес и габариты (приходящиеся на 1 кВт мощности) газотурбинного двигателя и возможность постройки мощных автономных локомотивов секционной мощностью 10 000 кВт и более.
Газотурбовоз ГП1-0002. Фото: Коломенский тепловозостроительный завод
Газотурбинные двигатели, в отличие от тех же дизельных, характеризуются более легким запуском, особенно при низких температурах, и готовностью к работе в сложных климатических условиях (низкие температуры, перепады атмосферного давления и т.п.) из-за отсутствия необходимых для дизеля систем водяного охлаждения. Газотурбинная двигательная установка имеет возможность использовать в перспективе очень многие виды топлива.
Нужно отметить тот факт, что в то время, а речь идет о 1950-60-х годах, работы по газотурбовозам проходили параллельно с проектированием и постройкой тепловозов. Конструкторы предполагали, что локомотивы с ГТУ будут превосходить технические и экономические характеристики тепловозов, но в то время этого добиться не получилось. Технический уровень того времени этого не позволил. Все созданные опытные локомотивы с ГТУ по комплексу основных эксплуатационных и рабочих характеристик уступали уже эксплуатирующимся тепловозам. Поэтому и было принято решение о дальнейшем прекращении работ по ним. Для того времени такой выбор представлялся оправданным и правильным.
Продолжение следует...
О создании авиадвигателей и необходимых для этого компетенциях рассказывает начальник конструкторского отдела систем автоматизированного проектирования ПК ？Салют？ Ирина Марченко
Фото: Объединенная двигателестроительная корпорация
Госкорпорация Ростех — это 800 научных и производственных организаций в 62 регионах страны, объединяющих почти 700 тысяч сотрудников, включая специалистов интересных, а порой уникальных профессий. Мы уже делились историями о таких профессиях, как испытатель оружия, промышленный дизайнер, маркшейдер, криптограф.
Сегодня о своей работе рассказывает Ирина Марченко, начальник конструкторского отдела систем автоматизированного проектирования Производственного комплекса ？Салют？. Комплекс в составе Объединенной двигателестроительной корпорации Ростеха осуществляет полный цикл изготовления газотурбинных двигателей и их сервисное обслуживание.
— В профессию я пришла по стопам родителей. Они работали на Пермском моторном заводе имени Я.М. Свердлова (сейчас ？ОДК-Пермские моторы？). Все друзья семьи тоже были из этой сферы. После школы я поступила в Пермский технический университет (ПНИПУ) на кафедру ？Жидкостные ракетные двигатели？, училась на инженера-механика.
Конструктору высшее образование необходимо, причем багаж знаний нужно постоянно пополнять. Для этого в 2019 году я окончила Высшую школу системного инжиниринга в МФТИ.
Прежде всего инженеру-конструктору в двигателестроении нужно хорошо знать физику и уметь мыслить системно. Двигатель — это сложное изделие, каждый его элемент выполняет определенную функцию, которая напрямую зависит от требований заказчика. При этом важно оставаться терпеливым — в нашей работе многое получается не сразу, нужно пробовать снова и снова, искать оптимальные решения.
Хороший конструктор — всегда еще немного технолог, немного программист и немного экономист. Он знает, как именно производятся детали, как получить от компьютерных расчетов нужный результат, и учитывает экономический эффект от своих решений. Еще у конструкторов должно быть хорошо развито воображение. Глядя на чертеж, мы видим трехмерную деталь, представляем, как она стыкуется с остальными и как включается в работу двигателя.
Отдельно отмечу знание стандартов и допусков. Дисциплинированность в этом вопросе необходима, особенно в авиации — от надежности и безопасности наших изделий зависят жизни людей.
Большую часть своей карьеры я занималась термодинамическими расчетами. Термодинамика определяет концепцию изделия. С ее помощью задают ключевые характеристики двигателя, которые позволят получить нужную тягу. Когда детали уже спроектированы, термодинамическая модель служит для оценки их эффективности и проведения испытаний.
Позже я заинтересовалась управлением расчетными данными, сейчас возглавляю конструкторский отдел систем автоматизированного проектирования. Среди наших специалистов есть и проектировщики, и расчетчики газодинамики, и прочнисты. Мы стараемся автоматизировать рутинные процессы, помогаем другим отделам с разработкой и модернизацией авиадвигателей. Также много внимания уделяем тестированию отечественного ПО на реальных задачах, с которыми сталкиваются конструкторы.
Когда я участвовала в проекте по управлению расчетными данными, я сформировала функциональную схему проектирования. Она стала основой для автоматизации некоторых процессов и передачи данных между расчетами.
Вместе со специалистами из ЦИАМ имени П.И. Баранова мы разработали цифровой двойник двигателя АИ-222-25. Это библиотека знаний, где собраны математические модели, связанные между собой. Вместе они работают как единый механизм и виртуально повторяют работу всех систем двигателя. Любое изменение, которое мы вносим в его конструкцию, можно сразу проверить с точки зрения прочности, аэродинамики и других необходимых свойств. В 2024 году за эту разработку мы получили премию ？Авиастроитель года？ и вошли в шорт-лист премии ？Компания будущего？.
Планирую и дальше активно развивать тему цифровых двойников. Хочется сделать их удобнее для коллег, расширить сферу применения. Например, такие системы способны значительно сократить количество испытаний, которые требуются для доводки нового двигателя.
Также я помогаю развиваться молодым специалистам как наставник. К нам приходят студенты трека ？Крылья Ростеха？, с которыми мы делимся профессиональными знаниями.
На сегодняшний день наша профессия инженера-конструктора очень востребована. В любой промышленной отрасли практически все приспособления и оборудование — это результат работы конструктора. Без качественного проектирования дальнейшее развитие экономики невозможно, спрос на специалистов будет только возрастать.
Как появились дизельные танковые двигатели, как работают и почему их так ценят в войсках
Фото: пресс-служба ？Уралвагонзавода？
Самый востребованный российский танк Т-90М ？Прорыв？ умеет резко стартовать, на скорости проходить ？гребенку？, дрифтовать, делать полицейские развороты. Такую прыть многотонной машине дает двигатель В-92, который стал главным героем программы ？Военная приемка？ телеканала ？Звезда？.
Съемочная группа побывала на предприятиях Уралвагонзавода Госкорпорации Ростех, где производят и ремонтируют дизельные двигатели для бронетанковой техники.
Рассказываем о рычащих, пахнущих соляркой, но ？всеядных？, надежных и, главное, — очень любимых в сухопутных войсках дизельных двигателях для танков и другой техники, созданной на их базе.
Для автомобилей и танков
Первые дизельные поршневые двигатели появились на свет еще в конце XIX века. Они стали революционными для своего времени: дизель был значительно компактнее популярных тогда паровых установок и при этом не требовал долгой подготовки перед запуском.
Мощность и равномерность работы автомобильного двигателя зависит от количества его цилиндров. Так называемые однорядные двигатели стоят на большинстве легковых автомобилей. Наклонное расположение цилиндров напоминает латинскую букву V.
Четырехтактный 12-цилиндровый дизель В-92 для Т-90. Фото: Nucl0id / wikimedia.org
Поршневые двигатели производят и в более сложной компоновке, например в виде звезды. Такие сейчас ставят на многие отечественные корабли. Сложные в производстве, они имеют одно неоспоримое достоинство — КПД, выдавая максимум мощи на единицу веса.
Но в случае с обычными машинами и даже танками такие сложные моторы не нужны. На танках за редким исключением стоят V-образные двигатели. Наш главный герой — двигатель В-92 — тоже V-образный. Концептуально он похож на классический автомобильный дизель, но при этом гораздо сложнее.
Родословная В-92
？Дедушкой？ В-92 можно назвать двигатель В-46, созданный для первых версий танка Т-72. Его мощность составляла 780 ？лошадей？. Следующей была версия В-84МС, отличавшаяся приводным центробежным нагнетателем. В том числе благодаря этому мощность составила уже 840 лошадиных сил.
Четырехтактный, 12-цилиндровый дизель В-46 для Т-72. Фото: Banznerfahrer / wikimedia.org
Приводной центробежный нагнетатель — это устройство, которое с помощью центробежной силы сжимает воздух и подает его в цилиндры, что приводит к увеличению мощности. Но и это еще не предел. На движке для ？Прорыва？ центробежный нагнетатель заменили на еще более эффективный турбокомпрессор.
Этот мощный 1130-сильный двигатель ставят не только на Т-90М, но даже и на модернизированные ？семьдесятдвойки？. То есть старый двигатель В-84 и новый В-92 взаимозаменяемы.
Кстати, оба они родом из В-2 — танкового двигателя, разработанного для легендарного танка Т-34. Изначально у двигателя была мощность 500 лошадиных сил, и создавался он в трех основных вариациях: форсированный для тяжелого танка, дефорсированный для тягача и двигатель непосредственно для Т-34.
Интересно, что изначально этот мотор хотели ставить не на танки, а на самолеты-разведчики Р-5. Авиаконструкторов восхищала простота и надежность, но подвела масса: движок был тяжеловат. Зато на земле ему оказалось самое место.
Приемистый, с хорошим крутящим моментом, он обладал еще одним достоинством — работал на дизельном топливе. Это было смелым решением, ведь у законодателей танковых мод того времени: немцев, французов и британцев — движки на танках были бензиновыми.
Советские инженеры взялись за дизель и сразу выиграли как минимум в расходе топлива. Для сравнения: по проселочной дороге расход Т-34 составлял порядка 300 литров на 100 километров, а у ？Шермана？ — порядка 400 литров при меньшей мощности двигателя, а у ？Пантеры？ — 600 литров на сотню. По запасу хода Т-34 превосходил немецкую ？кошку？ в два с лишним раза, что положительно сказалось во время наступательных операций Красной армии.
Еще один важный плюс для боевой машины — меньшая возгораемость солярки по сравнению с бензином. Время и боевой опыт подтвердили правильность выбора дизеля.
Как рождаются моторы
Как в случае с Т-34, так и сейчас, жизнь танкового мотора начинается с литейки.
Специалисты Уралвагонзавода называют формовочный участок ？сердцем？ литейки, а ее ？кровью？ — металл плавильно-заливочного участка. На формовке делаются формы, которые обеспечивают полностью геометрические параметры отливки. Форма собирается, передается на плавильно-заливочный участок, где производится заливка сплава алюминия с магнием, марганцем, медью. Все это сплавляется в особых камерных печах. Жидкий металл заливают под большим давлением в формы из спецсостава, напоминающего смесь земли и песка — ？литье в землю？.
Дальше будущие картер, блоки цилиндров, головки блока цилиндров и другие детали закатывают в автоклавы, чтобы снять напряжение. Тем временем в соседнем цехе отливаются детали размером поменьше. Здесь принцип тот же, только льют уже не в ？землю？, а в кокиль — специальную многоразовую форму.
За этим идет обработка газом — так из сплава уходят шлаки. После газа — охлаждение. Дальше, подобно скульпторам, заводчане снимают с заготовки все лишнее, называемое облоем.
Пока в одном цехе имеют дело с алюминием, в другом работают со сталью, а именно — с коленвалом. В двигателе для Т-90М применяется кованый коленвал из высоколегированной стали. Сначала он выковывается, после подвергается шлифовке на специальных станках с ЧПУ. Дальше следует балансировка.
После в специальных печах проводится процедура ионно-плазменного азотирования. Основная цель — улучшение механических свойств коленчатого вала путем нанесения поверхностных слоев азота. Это увеличивает твердость деталей как минимум в два раза, повышает износостойкость, а также улучшает механические свойства самой конструкции.
Еще один важный элемент — газораспределительный вал, кулачки которого толкают клапаны впуска и выпуска. В отличие от автомобильного мотора, на танках и на БМП распредвал стоит не снизу, а сверху. При верхнем расположении кулачок давит на клапан почти не отрываясь, так уменьшается износ газораспределительного вала на высоких оборотах. Для закаливания кулачков используются токи высокой частоты.
Если говорить о топливной системе, то в дизельном двигателе, в отличие от карбюраторного, горючая смесь образуется прямо в камере сгорания. Горючая смесь в цилиндрах воспламеняется не от электрической искры, а от раскаленной сжатием топливовоздушной смеси. В конце такта сжатия в цилиндр форсункой подается определенная порция мелко распыленного топлива. Дальше топливо смешивается с воздухом, под давлением поршня нагревается и воспламеняется, толкая поршень и коленвал. Выделяемая при сгорании топлива энергия и дает движение технике.
Остывшие формы картеров, очищенные от облоя и отшлифованные, попадают на контрольно-измерительную машину. Также в соответствии с конструкторской документацией, каждый десятый готовый двигатель разбирается, производится контроль параметров и размеров.
Вторая жизнь мотора
Высокая точность изготовления деталей плюс сама конструкция двигателя дают то, за что его любят в войсках, — ремонтопригодность. Опыт СВО показывает, что даже во фронтовых рембатах обслуживание двигателей не представляет никаких проблем. Моноблочная конструкция обеспечивает быструю замену двигателя в полевых условиях. Более того, двигателисты в войсках могут провести и точечный ремонт.
Чтобы продлить жизнь танковому мотору, чей моторесурс подходит к концу, в структуре концерна УВЗ есть предприятия, специализирующиеся на ремонте танковых двигателей с большим пробегом.
Т-90. Фото: УВЗ
Сначала такой двигатель разбирают: снимают крышки блока цилиндров, валы газораспределительного механизма, клапана, форсунки и т.д. Далее все отправляется в мойку и затем дефектуется.
За словом ？мойка？ скрывается целый комплекс, где каждый элемент очищается в специальном растворе МС-15 при температуре 90 °С. Особо грязные детали отправляют в кипяток. Прочный как камень дизельный нагар снимают пескоструйными аппаратами, работающими вместо песка на измельченной абрикосовой косточке. Это очень эффективный метод бережной очистки алюминиевых деталей двигателя.
Следом идет проверка на герметичность: вода температурой до 95 градусов подается в полости под давлением до 4 атмосфер. Если вода не сочится — приступают к контрольным замерам с помощью специальных щупов. После этого головку блока цилиндров собирают, запрессовывают втулки для клапанов. На каждом цилиндре их четыре: два на впуск и два на выпуск. Важно подогнать все так, чтобы клапан максимально плотно прилегал и при этом не бил металлом по металлу. Производится это на специальном стенде притирки.
Т-72. Фото: Минобороны РФ
Итак, коленвал и блок-картер готовы. Параллельно с этим рабочие изготовили или обновили еще несколько сотен больших и маленьких деталей: поршни, клапаны, прокладки... Пришло время собирать все это в единый механизм. После сборки двигатель уйдет на испытательную станцию, где его ждет своего рода выпускной экзамен.
По словам специалистов УВЗ, за свою жизнь двигатель может пережить несколько ремонтов. При этом капитально отремонтированный двигатель должен показывать те же характеристики, что и новый. Живучесть двигателя во многом зависит от отношения к нему. А умению понимать мотор, чувствовать ？сердце？ танка учат с первых курсантских лет танкового училища.
Двигатели российского военпрома
На танках Т-90 предыдущих поколений лошадиных сил в двигателе было 840. Сейчас ощутимо больше — 1130. При этом двигатель остался в прежних габаритах. Добиться этого удалось за счет форсирования. И такая мощность, по словам конструкторов, — еще не предел.
Сегодня оборонное направление нашего предприятия представлено широкой линейкой дизельных двигателей мощностью до 1500 лошадиных сил. По соотношению мощности к массе и габаритам наши двигатели являются лучшими в мире. Мы называем их железными сердцами российской бронетехники.
Елена Тихомирова, генеральный директор предприятия УВЗ
Кроме Т-90М и Т-72Б3М этими моторами оснащается самоходная артиллерия, например САУ ？Мста？, а также — боевая машина поддержки танков (БМПТ) и целое семейство инженерной техники: инженерные машины разграждения (ИМР), универсальная бронированная инженерная машина (УБИМ), сочетающая в себе и путепрокладчика, и эвакуационную, и саперную машину.
САУ ？Мста？. Фото: Минобороны РФ
Благодаря дизелям Уралвагонзавода танки, самоходки, гусеничные шасси для зенитных ракетных комплексов имеют отличные скоростные характеристики и маневренность, а экипажи бронетанковых машин успешно выполняют свои боевые задачи.
И этих боевых задач в зоне проведения специальной военной операции меньше не становится, а значит фронту нужно как можно больше таких моторов. Руководство Уралвагонзавода это прекрасно понимает, и сейчас концерн выпускает танковые моторы в таком темпе, какого никогда не было в современной России.
Подводя итог, остается добавить: конечно, эволюция не стоит на месте. Уже давно появились газотурбинные танковые моторы. На Западе набирают популярность электродвигатели. Но вряд ли они смогут вытеснить классический танковый дизель. Ведь он достаточно неприхотлив, экономичен и ремонтопригоден. А потому очень любим в войсках.