НОВОЕ СЕРДЦЕ ДЛЯ НОВЫХ «РУСЛАНОВ»

Планируемое возобновление серийного выпуска тяжелых транспортных самолетов Ан-124-100 «Руслан» на заводе «Авиастар» в Ульяновске требует и нового запуска в производство двигателей для них, которое было практически прекращено еще в первой половине 90-х гг. Как известно, все «Русланы» (а также единственный самолет Ан-225 «Мрия») сегодня оснащаются трехвальными турбовентиляторными двигателями с большой степенью двухконтурности Д-18Т тягой 23 430 кгс, разработанными Запорожским машиностроительным КБ «Прогресс» им. А.Г. Ивченко и серийно выпускавшимися предприятием «Мотор Сич». Современная версия двигателя – Д-18Т серии 3, ей укомплектованы все коммерческие самолеты Ан-124-100. Ей же можно оснащать новые серийные «Русланы», производство которых предполагается возобновить в Ульяновске. Но для более полного использования возможностей модифицированного Ан-124-100М-150 с увеличенной грузоподъемностью «Ивченко-Прогресс» в содружестве с «Мотор Сич» предлагает новую версию двигателя – Д-18Т серии 4, отличающуюся повышенной тягой и реализацией ряда мероприятий в соответствии с ужесточившимися требованиями ИКАО.

Трехвальный двигатель большой степени двухконтурности Д-18Т стал первым в СССР реактивным авиадвигателем с тягой более 20 ООО кгс. Его компрессор прошел стендовые испытания в 1979 г., в марте 1982 г. первый полноразмерный Д-18Т был испытан на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, а уже в декабре того же года четыре Д-18Т подняли в первый полет прототип «Руслана». Серийное производство Д-18Т серии 0, а вскоре затем и серии 1 было освоено в 1984 г. на предприятии «Мотор Сич» в Запорожье. Они устанавливались на все «Русланы» Военно-транспорт- ной авиации Советского Союза (а затем России) и первые гражданские Ан-124-100, а также опытный Ан-225. К концу 1997 г. из примерно трехсот выпущенных Д- 18Т в эксплуатации находилось 176 двигателей (96 в военной авиации и 80 – в гражданской). Развитие коммерческой эксплуатации «Русланов», повышенные требования гражданских заказчиков к ресурсу и экономичности двигателей, а также необходимость повышения некоторых характеристик Д-18Т вызвала к жизни новую модификацию – Д-18Т серии 3.

В результате предпринятых конструктивно-технологических мер удалось существенно повысить надежность, экономичность и долговечность двигателя. Если для первых Д-18Т ресурс до ремонта составлял всего 500 ч, а назначенный – 1000 ч, а к началу 90-х гг. эти показатели удалось повысить до 1000 и 2000 ч соответственно, то в модификации Д-18Т серии 3 межремонтный ресурс достиг уже 6000 ч, при этом двигатель эксплуатируется по техническому состоянию до полной выработки ресурса основных деталей (а это от 6 до 20 тыс. полетных циклов). Серийное производство Д-18Т серии 3 было освоено на ОАО «Мотор Сич» в 1993 г., однако высокая цена нового изделия (около 4 млн долл. в ценах того времени) не стимулировала эксплуатантов приобретать новые двигатели третьей серии для ремоторизации своих «Русланов», оснащенных Д-18Т серии 1. Выход был найден в доведении ранее выпущенных двигателей первой серии до уровня серии 3 в процессе ремонта и модернизации на ОАО «Мотор Сич» по так называемой спецификации «РДН». Стоимость такой работы составляла около 1,2 млн долл. (т.е. почти вчетверо дешевле приобретения нового двигателя третьей серии). В результате к 2000 г. из 184 находившихся в эксплуатации Д- 18Т уже более полусотни представляло собой двигатели третьей серии. К 2005 г. в эксплуатации находилось 195 двигателей Д-18Т, в т.ч. в трех коммерческих авиакомпаниях России и Украины («Волга-Днепр», «Полет» и «Авиалинии Антонова») – 94 (практически все – третьей серии). Суммарная наработка двигателей данного типа к этому времени в авиакомпаниях СНГ и Военно- транспортной авиации России превысила уже миллион часов (1140,7 тыс. ч).

Несколько слов о конструктивной схеме Д-18Т. Двигатель выполнен по трехвальной системе, каждый из трех роторов имеет по два подшипника. Он состоит из 17 модулей и четырех подмодулей, которые (кроме главного модуля) могут заменяться непосредственно у эксплуатантов без капитальных заводских ремонтов, что позволяет эксплуатировать двигатель по техническому состоянию.

Ротор сверхзвукового одноступенчатого вентилятора состоит из 33 титановых лопаток, статор – из 60 лопаток, изготовленных из композиционных материалов, с титановой накладкой на передней кромке. Околозвуковой семиступенчатый компрессор среднего давления (КСД) имеет регулируемый входной направляющий аппарат и восемь клапанов перепуска воздуха. Лопатки ротора изготовлены из титанового сплава, статора – из стали. Дозвуковой компрессор высокого давления (КВД) имеет также семь ступеней. Лопатки ротора первых четырех ступеней изготавливаются из титана, остальные – из стали.

Высокотемпературная низкоэмиссионная камера сгорания кольцевого типа включает в себя 22 форсунки и два воспламенителя. Корпус камеры состоит из внутреннего и внешнего корпусов, между которыми проходит охлаждающий воздух.

Лопатки ротора одноступенчатой турбины высокого давления (ТВД) охлаждаются конвективно-пленочным способом. Лопатки статора ТВД также охлаждаемые. Лопатки ротора одноступенчатой турбины среднего давления (ТСД) охлаждаются конвективным способом. Четырехступенчатая турбина вентилятора (ТВ) имеет не- охлаждаемые лопатки.

Выход газов из двигателя осуществляется через два раздельных нерегулируемых сопла наружного и внутреннего корпусов. Реверсивное устройство, которое закреплено на промежуточном корпусе, имеет 12 створок. Перекрывая канал контура вентилятора, оно направляет поток воздуха через решетки внешнего корпуса.

Идея повышения тяги базового двигателя Д-18Т возникла на «Ивченко-Прогресс» уже довольно давно, когда АНТК им. O.K. Антонова приступил к разработке перспективного магистрального пассажирского самолета Ан-218. Для него в Запорожье спроектировали модифицированный двигатель Д-18ТМ тягой 25 000 кгс. А для планировавшихся последующих вариантов Ан-218-100, Ан-218-200 и др. предназначался еще более мощный Д-18ТР (тяга 27 500 кгс). Применение аналогичных силовых установок в перспективе предполагалось и на новых «Русланах». Однако замораживание программы Ан-218 не позволило реализовать и проекты Д-18ТМ/ТР.

Вновь вернуться к идее увеличения тяги Д-18Т запорожские конструкторы смогли только в 2004 г., когда «Антонов» предложил более грузоподъемный вариант «Руслана» – Ан-124-100М-150. В принципе, обеспечить перевозку грузов массой до 150 т при увеличенной до 402 т взлетной массе Ан-124-100М- 150 может и с имеющимися двигателями Д-18Т серии 3 тягой 23 430 кгс (это, по всей видимости, и будет на первом этапе его серийной постройки). Однако для более полного использования возможностей машины, сокращения взлетной дистанции и предусмотренного дальнейшего повышения взлетной массы самолета до 420 т (для увеличения дальности полета при той же максимальной коммерческой нагрузке) Ан-124-100М-150 предлагается в будущем оснащать более мощными двигателями Д-18Т серии 4 тягой 25 400 кгс.

Такой двигатель в настоящее время находится в разработке в ГП «Ивченко-Прогресс». Для повышения тяги на нем применяются новые рабочее колесо, корпус и сопловой аппарат вентилятора, новые сопловые и рабочие лопатки турбины вентилятора и ТВД, а также сопло внутреннего контура. Кроме того, на Д-18Т серии 4 предусмотрено применение звукопоглощающих конструкций, модернизированных систем управления двигателем и реверсом тяги. Указанные мероприятия позволят при сохранении параметров на крейсерском режиме и всех габаритных размеров получить повышение тяги на взлетном режиме на 8,4% (почти на 2000 кгс). Масса двигателя в результате доработки повысится всего на 50 кг.

Применение двигателей Д- 18Т серии 4 на самолете Ан-124-100М-150 позволит при сохранении максимальной грузоподъемности 150 т и дальности полета с этой нагрузкой 3200 км (при нагрузке 40 т – 11 900 км) для сертифицированной максимальной взлетной массы самолета 402 т снизить потребную длину ВПП с 3000 до 2800 м. А при взлетной массе 370 т (соответствует полету с грузом 150 т на дальность 1450 км или с грузом 40 т на дальность 8500 км) ее удастся сократить до 2000 м. Планируемая сертификация самолета на максимальную взлетную массу 420 т позволит сделать применение Д-18Т серии 4 на «Руслане» еще более оправданным.

Немаловажно, что двигатель Д-18Т серии 4 может быть получен не только путем нового производства, но и модернизацией ранее выпущенных двигателей третьей и первой серий. При этом затраты на доработку одного Д-18Т серии 3 в облик серии 4 оценивается примерно в 800 тыс. долл. Если же дорабатывать до его образцу старые двигатели первой серии (которых осталось еще немало, например, в Военно-транспортной авиации России) затраты могут составить чуть менее 2 млн долл. на один двигатель.

Однако, чтобы новая разработка «Прогресса» получила жизнь на крыле «Руслана», предстоит пройти еще немало. По оценкам запорожских специалистов, потребуется изготовление трех двигателей для стендовых испытаний, отработка на стенде новых элементов конструкции вентилятора и турбины, проведение 150-4 испытаний, отработка САУ и газодинамических характеристик и, наконец, проведение сертификации. Все это требует немалых денег, но в Запорожье надеются, что инициаторы программы возобновления серийного выпуска «Руслана» поймут значимость их предложения, и совместными усилиями необходимые средства удастся изыскать. А если так, то из сборочного цеха в Ульяновске станут выходить не просто новые Ан-124, а самолеты с принципиально новыми возможностями.