Энциклопедия техники - аи
Аи
В 1945—1949 в опытном конструкторское бюро создано семейство поршневых двигателей, которые по техническим характеристикам и удельным параметрам находились на уровне лучших мировых образцов. Среди них АИ-4В и АИ-26ГР — первые отечественные двигатели, спроектированные специально для установки на опытных вертолётах Н. И. Камова (Ка-10) и И. П. Братухина (Г-4). Четырёхцилиндровый АИ-4В с воздушным принудительным охлаждением имел редуктор для уменьшения частоты вращения и передачи мощности на несущие винты, комбинированную муфту редуктора двигателя, выполнявшую функции включения и свободного хода. Особенностью семицилиндрового АИ-26ГР было наличие специального углового редуктора, который передавал вращение в двух направлениях — к несущему винту и на синхронизационный вал. Охлаждение цилиндров двигателя осуществлялось принудительно осевым вентилятором с приводом от двигателя. Мощность двигателя 368 кВт при частоте вращения 2100 мин-1. АИ-26ГРФ не отличался конструктивно от АИ-26ГР, но был форсирован до 405 кВт взлётной мощности. Устанавливался на опытные вертолёты Б-5, Б-9, Б-10 и Б-11 (конструкции Братухина), АИ-26ГРФЛ — модификация АИ-26ГРФ с увеличенной до 423 кВт мощностью; устанавливался на опытный вертолёт Як-100. АИ-26В — модификация АИ-26ГРФ. Двигатель разработан специально для вертолёта Ми-1, снабжён угловым редуктором с выводом основной мощности на вертикальный вал, комбинированной муфтой включения трансмиссии и свободного хода, осевым вентилятором для принудительного охлаждения двигателя. К концу 40 х гг. потребовался двигатель для лёгких самолётов на замену двигателю М-11, созданному в 1926 и имевшему мощность в различных модификациях от 81 до 132 кВт. Был разработан более экономичный, лёгкий и мощный поршневой двигатель АИ-14Р — девятицилиндровая «звезда» воздушного охлаждения с редуктором и нагнетателем. Модификация увеличения мощности получила обозначение АИ-14РФ. АИ-14В — модификация двигателя, выполненная для вертолётов; имеет угловой редуктор с выводом мощности на вертикальный вал с фрикционной и храповой муфтами включения выводного вала. Охлаждение воздушное от осевого вентилятора, приводимого редуктором через фрикционную муфту. АИ-14РФ и АИ-14В нашли широкое применение на лёгких самолётах Як, Ан, вертолётах Ка. Запасы надёжности, заложенные в конструкцию двигателей АИ-14Р и АИ-14В, позволили в серийном производстве (главный конструктор И. М. Веденеев) выпустить модификации М-14П и М-14В-26 увеличенной мощности (см. Опытно-конструкторское бюро моторостроения).
В 1953 начинаются работы по доводке турбовинтового двигателя ТВ-2 (см. НК), переданного из опытного конструкторское бюро Н. Д. Кузнецова. Модификация ТВ-2Т была установлена на первый отечественный турбовинтовой транспортный самолёт Ан-8 (в серии устанавливался турбовинтовой двигатель АИ-20Д). На базе ТВ-2 создан вертолётный двигатель ТВ-2-ВК с оригинальным редуктором для подъёмных и тянущих винтов винтокрыла Ка-22.
В 1956 построен турбовинтовой двигатель АИ-20 для пассажирских и транспортных самолётов. Двигатель выполнен по одновальной схеме, состоит из осевого 10-ступенчатого компрессора, кольцевой камеры сгорания, трёхступенчатой турбины и редуктора. Особенности, определившие высокую эксплуатационную надёжность и большой ресурс двигателя: сохранение постоянной мощности до определенной высоты, на которой достигается предельно допустимая температура перед турбиной; поддержание постоянной частоты вращения ротора (12300 мин-1); обеспечение большого запаса газодинамической устойчивости компрессора во всём диапазоне режимов, высот и скоростей полёта; автоматический запуск двигателя; применение точной гидравлической системы измерения крутящего момента на валу винта, улучшающей работу шестерён редуктора; наличие нескольких дублирующих систем автоматического флюгирования винта, в том числе системы флюгирования по отрицательной тяге. В серийном производстве двигатель строился с индексом АИ-20А. Резервы его надёжности позволили разработать модификацию АИ-20Д, в которой повышением температуры газа мощность увеличена на 30% без существенных изменений конструкции двигателя. АИ-20К — модификация с конструктивно-технологическими улучшениями, обеспечивающими повышение надёжности и значительное увеличение ресурса. АИ-20М—модификация с улучшенной экономичностью и повышенной мощностью; в двигателе усовершенствован узел турбины, введены турбинные лопатки с бандажными полочками, применён более жаростойкий материал жаровой трубы камеры сгорания. АИ-20ДМ сочетает мощность и экономичность модификаций АИ-20Д и АИ-20М. Двигатели семейства АИ-20, находившиеся в серийном производстве в 1957—1969, устанавливались на самолётах Ил-18, Ан-10, Ан-12, Ан-32 и др. На двигателях был достигнут уровень надёжности, позволивший впервые в отечественном двигателестроении установить для них межремонтный ресурс, измеряемый тысячами часов. Назначенный (амортизационный) ресурс АИ-20К и АИ-20М составляет 20 тысяч ч.
В 1958—1960 разработан турбовинтовой двигатель АИ-24 для самолётов коротких и средних линий. При его создании использован прогрессивный метод моделирования двигателя-прототипа. В основу проекта положен хорошо доведённый АИ-20К. АИ-24, как и АИ-20, имеет высокую эксплуатационную надёжность и большой ресурс. АН-24 и его модификации АИ-24Т и АИ-24ВТ применены на самолётах Ан-24, Ан-26 и Ан-30.
В середине 60-х гг, опытное конструкторское бюро начало разработку турбореактивного двухконтурного двигателя. Был создан АИ-25 двухвальной схемы с умеренными параметрами рабочего процесса, лёгкий, с низким расходом топлива, достаточно простой по конструкции, технологичный в производстве, надёжный в эксплуатации, с большим ресурсом. Характеристики двигатели позволили создать реактивный самолёт Як-40, способный взлетать с очень коротких взлётно-посадочных полос. В модификации АИ-25ТЛ увеличена тяга, удлинена выпускная труба, масляная система обеспечивает работу подшипников в условиях перевернутого полёта. Двигатель устанавливался на учебно-тренировочном самолёте Л-39 производства Чехословакии.
В 70 х гг. методом оптимизации основных параметров (экономичности, веса, производственной и эксплуатационной технологичности, надёжности и ресурса) решена задача создания эффективного двигателя для пассажирского самолёта коротких и средних линий. В основу проекта турбореактивного двухконтурного двигателя Д-36 положены большая степень двухконтурности, высокие температура газа перед турбиной и степень повышения давления воздуха в компрессоре. Двигатель выполнен по трёхвальной схеме. Для повышения надёжности работы в его узлах реализован ряд прогрессивных конструктивных и технологических решений: вентиляторные лопатки повышенной прочности, способные выдержать удар птицы при полете самолёта; корпус вентилятора, упрочнённый композиционным материалом; упругомасляные демпферы валов роторов; электронно-лучевая сварка роторов; титановое литьё; раскатка валов и др. Двигатель выполнен по модульной (блочной) схеме, которая обеспечивает замену модулей в условиях аэродромных мастерских, имеет системы диагностики состояния деталей в процессе эксплуатации, в том числе смотровое отверстия для инструментального контроля внутренних деталей. Это допускает возможность его эксплуатации по .состоянию и отказ от системы капитальных ремонтов на заводе. По уровню шума и эмиссии вредных веществ двигатель удовлетворяет современным нормам. Дальнейшим развитием Д-36 стал турбореактивный двухконтурный двигатель Д-436 тягой 73,5 кН.
На базе конструкции Д-36 разработан самый мощный в мире турбовальный двигатель Д-136 для вертолётов большой грузоподъёмности. Его особенностями являются большая взлётная мощность, низкий удельный расход топлива, малая удельная масса, модульная конструкция и устройства, обеспечивающие надежный контроль состояния в процессе эксплуатации, низкий уровень эмиссии загрязняющих воздух веществ. Узлы компрессоров низкого и высокого давления, камеры сгорания и турбин высокого и низкого давления полностью заимствованы у Д-36. Это облегчает серийное производство и ремонт двигателей. Для пассажирских и транспортных самолётов большой дальности и грузоподъёмности создан турбореактивный двухконтурный двигатель Д-18Т. В основу его конструкции в качестве двигателя-прототипа положен Д-36 с необходимой корректировкой основных узлов, соответствующей особенностям Д-18Т. Двигатель имеет технические данные на уровне лучших двигателей для гражданск авиации. Низкий удельн расход топлива обеспечен высокими значениями степени повышения давления и степени двухконтурности. Малая удельная масса обусловлена высокой температурой газа перед турбиной, повышенными окружными скоростями роторов, рациональной конструкцией и применением современных материалов и технологии. Д-18Т выполнен по трехвальной схеме, состоит из 18 модулей, которые могут заменяться в эксплуатационных мастерских, что обеспечивает его эксплуатацию по состоянию без капитальных заводских ремонтов. Двигатель полностью отвечает требованиям норм по охране окружающей среды, имеет низкий уровень шума и эмиссии вредных веществ.
В 1987 начались лётные испытания первого в СССР турбовинтовентиляторного двигателя Д-236Т.
Таблица — Двигатели Запорожского машиностроительного конструкторского бюро «Прогресс»
* В состоянии поставки.
** Высота полета H = 6 км. Маха число полета М = 0,48.
*** H = 8 км. М = 0,75.
**** H = 11 км. М = 0,75. Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия
Главный редактор Г.П. Свищев
1994
Вопрос-ответ:
