Rambler's Top100
 станки для ремонта двигателей
 
Специализированный моторный центр
 
СМЦ АБ-Инжиниринг - на главную страницу
 
 
Украинское представительство   Translate into English 
 
бюро моторной экспертизы 
 промышленное оборудование ремонт деталей двигателей 
 оборудование для мойки и очистки моторные запчасти 
 вспомогательное оборудование цены на работы 
 слесарный инструмент наши специалисты 
 производство двигателей наши партнеры 
 ремонт двигателей как проехать в СМЦ 
 библиотека наших станков форум мотористов 
 опыт работы и СМИ архив 
Мы на Facebook - заходите в гости      записаться на ремонт  запросить станки     заказать запчасти    
Сервис и механический цех нашего моторного центра: телефон +7 495 545 - 6936, +7 495 502-5964, e-mail: [email protected]

Авиационные двигатели для беспилотных леталельных аппаратов.


Быстрый переход


Главная страница

ТЕХНОЛОГИИ


Ремонт головок блока цилиндров:
как это делается
- смотрите видеорепортаж из нашего цеха.


Технологии капитального ремонта ГБЦ

Технологии производства Технологии производства двигателей

King Engine BearingsПодшипники King
Технологии ремонта двигателей
Оборудование

ОБОРУДОВАНИЕ


AMC-SchouОборудование AMC-SCHOU ROBBIОборудование ROBBI Оборудование для ремонта головок блока цилиндров DALCAN Machines-DenmarkОборудование DALCAN Machines-Denmark GuysonОборудование GUYSON POLAR TOOLSИнструмент POLAR TOOLS Склад станков и оборудования Библиотека наших станков


Услуги

УСЛУГИ


Ремонт двигателей Бюро моторной экспертизы

Моторные запчасти

Цены на работы


Информация

ИНФОРМАЦИЯ


Как проехать в СМЦ

Библиотека наших станков

Пользователи наших станков

Наши специалисты

Наши партнеры

Наши исследования в авиации
Научная работа Вакансии

Опыт работы и СМИ

Из ремонтной практики СМЦ

Мы рекомендуем...

Форум мотористов


Архив

АРХИВ


Специализированный моторный центр "АБ-ИНЖИНИРИНГ" работает с 1997 г.

Основная деятельность компании - ремонт автомобильных двигателей. Компания имеет центр механической обработки деталей двигателей, оснащенный импортным станочным оборудованием высшего качественного уровня производства фирм AMC-SCHOU (Дания) и SERDI (Франция).

СМЦ "АБ-ИНЖИНИРИНГ" является эксклюзивным российским дистрибьютором известных мировых лидеров в производстве оборудования и инструмента - компаний AMC-SCHOU, POLAR TOOLS (Дания), ROBBI, SERDI Srl (Италия), GUYSON (Англия).

Благодаря передовым технологиям и квалифицированному персоналу в сочетании с современным шлифовальным, расточным и хонинговальным оборудованием компания обеспечивает высшее качество ремонтных работ и является одним из лидеров на рынке моторно-ремонтных услуг России.

Наш моторный центр «Шереметьевский»:
тел. +7 495 545 - 6936, +7 495 502-5964,
e-mail: [email protected]

АБ-Инжиниринг - главная страница

Как известно, сегодня в большинстве ведущих армий мира широко применяются малоразмерные беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Конструкции их достигли в последние годы невиданного ранее совершенства — так, продолжительность полета некоторых образцов, используемых для воздушной разведки, уже приближается к суткам непрерывного полета. Используемые для наведения БПЛА обеспечивают немыслимую в прежние времена точность попадания ракет — до 1 метра, а разрешение видеоаппаратуры позволяет разглядеть на земле самые мельчайшие предметы, в то время как обнаружить и уничтожить такой летательный аппарат очень трудно, а иногда и просто невозможно — благодаря своим малым размерам БПЛА практически невидим и неслышим с земли даже с помощью самых совершенных радиолокационных средств. Есть и еще масса других всевозможных задач, которые решаются данным видом авиационной техники, причем не только военных.

Опыт некоторых локальных конфликтов, произошедших в последние годы, уже показал, что только с помощью боевой авиации обычного типа (истребители, штурмовики и бомбардировщики) невозможно решить целый ряд серьезных боевых задач. Это, вероятно, приведет в ближайшем будущем к широкому внедрению и применению в российских войсках беспилотных ЛА. Хотя и с опозданием от остального мира.

Разработка БПЛА различных схем и типов началась более 35 лет назад, и работы по этому направлению достигли значительной интенсивности уже к началу 80-х годов прошлого века. Причем не только за рубежом, но и в СССР. В мире эти работы продолжились вполне успешно, в то время как экономический крах СССР стал серьезным тормозом для тех разработок, которые были выполнены к этому времени.

Однако к концу 70-х годов в СССР работы по созданию малоразмерных БПЛА разведывательного назначения, оснащенных весьма передовой на тот момент времени электронной и видеоаппаратурой, уже шли полным ходом. БПЛА данного типа не только создавались на бумаге и в металле, но и проходили испытания на полигонах, где оценивались способности работы всех систем и даже проверялись возможности обнаружения и поражения этих аппаратов самыми современными средствами противовоздушной обороны (которые, кстати, уже тогда показали свою недостаточную эффективность для борьбы с этим типом авиационной техники).

Мы не будем говорить о всех работах тех лет — это, с одной стороны, уже почти древняя история, а с другой — тема для специалистов совсем не нашей специальности. Потому что наша специальность — это двигатели. Где тоже были достигнуты определенные успехи, заметная часть которых, к сожалению, оказалась практически полностью утерянной за последующие годы...

Малоразмерные ТРД

Чем малоразмерный БПЛА отличается от обычного полноразмерного самолета? Очевидно, не только отсутствием пилота и необходимостью применения сложных электронных систем управления. Одна из основных проблем такого летательного аппарата — это двигатель. Потому что для аппарата весом несколько сотен килограмм, и особенно, несколько десятков, не нужны тонны тяги — здесь необходим весьма и весьма миниатюрный двигатель, тяга которого составит всего десяток-другой кило. Или мощность — с десяток-другой лошадиных сил.

При кажущейся простоте (ну, что такого сложного — сделать двигатель размером поменьше или побольше?) задача по созданию любого малоразмерного двигателя, основываясь на имеющемся опыте полноразмерных конструкций, чрезвычайно трудна для практического решения. Если речь идет о силовой установке с двигателем внутреннего сгорания и воздушным винтом, то пригодных для авиационного применения аналогов нужной мощности просто не найти. С другой стороны, пытаться уменьшить в десятки раз полноразмерные авиационные ДВС — просто дохлое дело. В те годы, когда развертывались работы по данной тематике (в том числе, в Московском авиационном институте), самыми близкими и подходящими казались авиамодельные двигатели — они были самими высокофорсированными и имели малый удельный вес, а именно это и требовалось для малоразмерной беспилотной авиации.

К сожалению, попытки увеличить масштаб у так хорошо отработанных микроконструкций даже в 5-10 раз оказались тщетными — те проверенные конструкторские решения, которые отлично работали в размере микро, оказались совершенно неработоспособными в макро. В конце концов определенное распространение получила оппозитная 2-тактная схема — до 4-тактных моторов тогда еще не доросли, а оппозитный 2-тактник давал требуемые 20-30 л.с. и при прочих равных условиях не самый большой уровень вибраций, крайне нежелательных для применяемых в то время бортовых телекамер.

Для целого ряда возможных задач отрабатывались и реактивные двигатели. А здесь дело обстояло еще хуже — никаких аналогов или прототипов вообще не было. Сейчас есть микро-ТРД для авиамоделей, а тогда самый маленький турбореактивный двигатель можно было сделать, к примеру, из турбостартера (он применяется для запуска больших ТРД). Но у него получается около 50 кг тяги, что слишком много для аппаратов с весом менее 200-250 кг. Да и какой из вспомогательного агрегата двигатель? Запускать другие он может, а сам слишком тяжел для самостоятельной работы...

А какая самая большая проблема в микро-ТРД? Это зазоры между рабочими лопатками и корпусом. Когда двигатель большой, зазоры относительно малы, а это определяет хорошие КПД компрессора и турбины, значит — и тягу двигателя. Но стоит только начать уменьшать размеры, как зазоры берут свое — меньше их не сделать, иначе лопатки будут задевать за корпус при повышении оборотов и нагреве, а если сделать нормальными, то вследствие неминуемых утечек через такие зазоры серьезно падает КПД. И не выходит никакой тяги...

Вот и возникла идея — а как вообще обойтись без зазоров? То есть сделать корпус и рабочие колеса за одно целое? Так возникла идея роторного ТРД. Идея оказалась весьма оригинальной — никаких аналогов нигде в мире тогда не было. Суть идеи предельно проста (см.схему) — ротор стоит на 2-х подшипниках, но колеса компрессора и турбины соединены не валом по внутреннему диаметру, а барабаном по наружнему. Между колесами образуется полость — камера сгорания. Воздух, выходя из компрессора, движется по спирали, при сгорании он сохраняет спиральное движение и так входит в турбину.

Преимущества схемы при малых размерах несомненны — нет не только зазоров в рабочих лопатках, но не нужны и спрямляющий аппарат компрессора и сопловой аппарат турбины, то есть нет тех неподвижных лопаток, которые вначале выпрямляют закрученный после компрессора поток, а потом опять закручивают его перед турбиной. А камера сгорания получилась сама по себе оригинальной — при спиральном движении воздуха перемешивание его с горячими газами для достижения приемлемой температуры газов перед турбиной не требует специальных устройств, достаточно участок камеры вблизи оси отделить от основного потока конусом и подать туда необходимое количество топлива.

На описанную схему двигателя и его камеру сгорания были получены свидетельства на изобретение. Интересно, что одно из самых известных на то время двигательных КБ долго отстаивало свой приоритет на данную схему двигателя, но в конце концов проиграло. К сожалению, до реального производства опытного образца дело по разным причинам не дошло, хотя документация была подготовлена. Вероятно, вместо спора с КБ было бы лучше объединиться для совместной работы, но возможности и время для этого упустили...

Малоразмерные пульсирующие ВРД

Еще одним направлением в те годы стало использование реактивных двигателей других схем — в том числе, небезызвестного пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД). Печальную известность этот тип двигателя получил потому, что стоял на самолетах-снарядах V-1 (Фау-1), которыми немцы обстреливали Лондон в 1944-45 гг. Немецкий беспилотный «самолет-снаряд» (крылатая ракета) «Фау-1» фирмы Физелер (Fieseler Fi-103) был фактически первым в мире боевым беспилотным летательным аппаратом, массово применявшимся во время Второй мировой войны.

Полноразмерный ПуВРД впервые был разработан в Германии в конце 30-х гг. немецким учёным-аэродинамиком Паулем Шмидтом на основании схемы, предложенной ещё в 1913 г. французским конструктором Лорином. Промышленный образец этого двигателя AS109-014 создала фирма «Аргус» в 1938 г. Для основной силовой установки беспилотного самолёта-снаряда одноразового использования двигатель подходил почти идеально: его простая и технологичная конструкция обеспечивала низкую стоимость производства, а в качестве топлива мог использоваться обычный авиационный бензин. Конструктивно двигатель AS109-014 представлял собой изготовленную из листовой стали трубу переменного сечения, состоящую из головной части с диффузором и входной клапанной решёткой, камеры сгорания и выхлопной трубы (сопла). В течение одной секунды в таком двигателе происходило 40-45 пульсирующих циклов сгорания топлива, при этом он развивал тягу до 300 кгс, достаточную для сообщения самолёту-снаряду «Фау-1» массой 2160 кг скорости 600-650 км/ч.

После войны трофейные образцы двигателей и самолетов были привезены в Москву и тщательно изучались. На авиазаводе №51 начали производство копий, а в КБ В.Челомея разработали ряд усовершенствованных образцов. Советские ученые Б.Стечкин и В.Щетинков даже создали теорию и основы газодинамического расчета двигателей данного типа. Однако дальше опытных партий дело не пошло — военных не удовлетворили характеристики точности поражения целей у разработанных комплексов. Претензии были и к двигателю — его повышенный расход топлива не позволял достичь большой дальности и продолжительности полета. Проблема также была в не слишком большой скорости полета, хотя последние опытные образцы усовершенствованных аппаратов КБ В.Челомея со сдвоенными ПуВРД смогли достичь 960 км/час. Ну, и сильный шум и вибрации работающего ПуВРД тоже не способствовали его внедрению в авиацию.

С такими же проблемами столкнулись и в США, где также исследовались трофейные образцы V-1 и создавались их усовершенствованные аналоги. В результате к началу 50-х годов все работы по двигателю данного типа постепенно свернули и в СССР, и в США.

Однако этот тип двигателя не канул в лету. Многочисленные инженеры и исследователи продолжали и продолжают до сих пор изучение процессов и создание различных конструкций ПуВРД. И на это есть причины. Если рассмотреть возможную область применения того или иного двигателя, то легко заметить, что она зависит от тех задач, которые должен выполнить летательный аппарат. Например, там, где не требуется очень большая скорость и продолжительность полета, ПуВРД вполне способен их обеспечить. Поэтому периодически к этому типу двигателя интерес появлялся снова и снова. Так произошло и к концу 70-х годов, когда начались работы по малоразмерным беспилотным ЛА.

Очевидно, для задач 70-80-х полноразмерный ПуВРД был слишком большим. Однако масштаб здесь не являлся проблемой — сам двигатель предельно прост по конструкции, и у него отсутствуют какие-либо вращающиеся части. К слову сказать, авиамоделисты уже давно опробовали немецкое изобретение и освоили такие двигатели с тягой всего в несколько кг. Примерно такой образец и был взят за основу — от немецкого прототипа он отличался не только во много раз меньшими размерами и почти в 100 раз меньшей тягой, но и частотой циклов, которая, напротив, доходила до 150 Гц.

При выполнении работ постепенно удалось существенно усовершенствовать теорию рабочего процесса и составить расчетную программу для оптимизации параметров двигателя данного типа (в те времена использовались стационарные ЭВМ с вводом параметров с перфокарт). В результате теоретической и экспериментальной отработки процессов была выбрана наилучшая геометрия камеры и входного устройства, что и послужило основой для опытной конструкции.

Однако не все так просто — в конкретной задаче стояло не только сделать сам двигатель, но и его систему запуска, причем автономную и способную запускать двигатель автоматически в полете. В соответствии с этим в конструкции появился небольшой баллон сжатого до 100 бар воздуха, воздушный кран с приводом от рулевой машинки, топливный бак с электромагнитным клапаном, баллоном для газа и регулятором давления наддува, а также система зажигания со специальной сверхминиатюрной катушкой и свечой поверхностного разряда.

В качестве газа, используемого для наддува топливного бака, для простоты и малых габаритов применили сжиженный пропан, хотя это потребовало разделить бак на бензиновую и газовую полости герметичной резиновой мембраной (чтобы исключить растворение пропана в бензине). При подаче команды на запуск рулевая машинка освобождала запорную чеку штока воздушного крана, давлением сжатого воздуха в баллоне открывалась его подача в камеру сгорания, при этом шток нажимал на концевой выключатель, включавший электромагнитный топливный клапан и систему зажигания — этого было вполне достаточно для надежного пуска.

Получилась очень компактная конструкция, имевшая неплохие удельные параметры (отнесенные к ее массе), что позволило продолжить работы. Для этого силовая установка была построена в нескольких экземплярах, после чего прошла многочисленные стендовые и летные испытания. Двигатель был скомпанован в сборе со всеми агрегатами (см.фото) и установлен на специально сконструированном раскладывающемся летательном аппарате. Аппарат заправлялся в кассету, после сброса с большой высоты выходил из кассеты, раскрывался и автоматически переводился в горизонтальный полет, после чего производился автоматический запуск двигателя и полет по заданной программе. При отработке силовая установка показала исключительную надежность — успешными были все 100% проведенных запусков двигателя в воздухе.

Сегодня трудно сказать, во что могли бы вылиться все эти работы, если бы они не заглохли в середине 80-х. Но вполне вероятно, что мы смотрели бы сейчас на некоторые современные иностранные беспилотники несколько другими глазами. Для нас же эти работы оказались ступенькой к ДВС — если вместо камеры сгорания ПуВРД поставить цилиндр с поршнем, то все процессы будут весьма похожи...


Другие наши работы в авиации...


На главную



Авторское свидетельство на изобретение роторного ТРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Авторское свидетельство на изобретение роторного турбореактивного двигателя (ТРД) было получено добрых 32 года назад.

Авторское свидетельство на изобретение камеры сгорания роторного ТРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Авторское свидетельство на изобретение камеры сгорания для роторного ТРД получено 2 года спустя.

Доклад о преимуществах роторного ТРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Доклад о преимуществах схемы роторного ТРД на научно-технической конференции в МАИ (1979 г.).

Роторный ТРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Роторный турбореактивный двигатель обладает заметными преимуществами именно при малых размерах. Это отсутствие зазоров между лопатками и корпусом, а также отсутствие спрямляющих лопаток компрессора и сопловых лопаток турбины. Все вместе, а также возможность выполнить тонкий вращающийся корпус вместо традиционного вала ротора, позволяет добиться хороших удельных параметров. Приведенная на рисунке конструкция оказалась последней - больше этот проект не разрабатывался (1982 г.).

Пульсирующий ВРД AS109-014 немецкого беспилотного самолета V-1 - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Пульсирующий ВРД AS109-014 фирмы «Аргус» для немецкого беспилотного самолета V-1.

Входное устройство и клапанная решетка ПуВРД AS109-014 - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Входное устройство и клапанная решетка ПуВРД AS109-014.

Подготовка пульсирующего ВРД к стендовым испытаниям - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Подготовка пульсирующего ВРД к стендовым испытаниям. Двигатель установлен на подвижной тележке для измерения тяги, все параметры, включая тягу, расход воздуха и топлива, температуру газов в камере сгорания и температур стенок, записываются на ленте так называемого шлейфового осциллографа (1982 г.).

Опытный образец пульсирующего ВРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Опытный образец пульсирующего ВРД, проходивший летные испытания в начале 80-х годов. Двигатель скомпанован с системой автоматического запуска, включая системы наддува бака, подачи топлива и воздуха, зажигания (1983 г.).

Бесклапанный ПуВРД - нажмите, чтобы посмотреть полную картинку
Бесклапанный пульсирующий ВРД - такие разработки тоже велись в 80-х.



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
СМЦ "АБ-Инжиниринг"© 2001. Все права защищены