В конец страницы

. : ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ > . : КБПР, ОМКБ "ГОРИЗОНТ"

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ПРОЕКТНЫЕ РАЗРАБОТКИ ФНПЦ ММПП "САЛЮТ"

КБПР - Конструкторское Бюро Перспективных Разработок
ОГК 4 или ОМКБ "Горизонт" - Опытное Машиностроительное КБ

Мировая практика показывает, что в современных рыночных условиях наиболее устойчиво и надежно себя чувствуют промышленные предприятия, выпускающие широкую номенклатуру конкурентоспособных изделий. Особенно это касается предприятий оборонного характера, в течение долгого времени выпускавших узкоспециализированные изделия. От того, насколько успешным будет освоение выпуска новых образцов продукции, в том числе гражданского назначения (конверсионные разработки), зависит их будущее. В связи с этим на ФНПЦ ММПП "Салют" была реорганизована служба Главного конструктора. К уже существующим конструкторским подразделениям ОГК-1 (сопровождение серийного производства), ОГК-2 (нестандартное оборудование) и ОГК-3 (ремонтные технологии) в начале 1999 добавились новые - КБПР (Конструкторское Бюро Перспективных Разработок), ОГК-4 Отдел Главного конструктора 4 или иначе ОМКБ "Горизонт" - Опытное Машиностроительное КБ "Горизонт"), ОГК-5 (Отдел Главного Конструктора 5 - Нормоконтроль по материалам и чертежам). В результате реорганизации стало возможным объединение под общим руководством всего спектра работ по жизненному циклу изделий как военного, так и гражданского назначения - перспективные разработки, доводка, производство, серийное сопровождение, обслуживание и ремонт, модернизация изделий.
Оснащение рабочих мест современными средствами вычислительной техники, объединенными в единую информационную сеть, позволяет сотрудникам этих подразделений вести комплексное автоматизированное проектирование с помощью новейших методов моделирования и расчета двигателя в целом, его отдельных узлов и деталей. Управление проектированием и подготовкой документации, а также все этапы конструкторской работы над изделием полностью компьютеризированы - от выполнения расчетов и создания чертежей до передачи информации в технологические и металлургические службы завода. Все работы выполняются в соответствии с требованиями международных стандартов ИСО 9000.

Для решения прикладных задач используются мощные современные программные комплексы. Например, для газодинамических расчетов (как стационарной, так и нестационарной газовой динамики) используются программные пакеты StarCD, Flower.
Для проведения тепловых и прочностных расчетов используется программный пакет ANSYS. Геометрическая модель исследуемого объекта может строиться как собственными средствами ANSYSa, так и импортироваться из различных САЕ или САМ систем, таких как Unigraphics, AutoCAD, "Компас" и других.

Для разработки конструкторской документации используются современные пакеты графических программ (Unigraphics, AutoCAD, "Компас").
Применяемые при конструировании информационные технологии позволяют выполнять виртуальное макетирование двигателя и его узлов (эта процедура ранее проводилась на материальной части и была сопряжена с затратами на изготовление и переделку множества деталей, а также примерками двигателя на объекте). Информационные технологии используются и при проведении испытаний и обработке их результатов.

Двухступенчатая турбина высокого давления Сопловая лопатка 1-й ступени ГПД-10(12,5)

Для формирования облика будущего изделия (авиационного ГТД - газотурбинного двигателя, или промышленной ГТУ - газотурбинной установки), оперативной оценки его характеристик и выбора оптимальных параметров термодинамического цикла, а также предварительной оценки новых технических решений, применяемых в разработке, КБПР и ОГК-4 имеют собственный штат квалифицированных программистов.
Благодаря успешному развитию проектно-конструкторской деятельности в дополнение к имеющемуся сертификату соответствия производства международным стандартам качества ММПП "Салют" 19 апреля 2002 года получил сертификаты РАКА №№ 1118 и 1120, дающие право на разработку, авторский надзор, испытания новых образцов авиационных двигателей и их составных частей в области разработки вооружений, военной и авиационной техники, в том числе авиационной техники двойного назначения. В этой работе "Салют" тесно взаимодействует с ведущими научными институтами отрасли и высшей школы - ЦИАМ, ВИАМ, МГТУ им. Н.Э.Баумана, МАИ, МАТИ и другими. В соответствии с межправительственным соглашением проводится совместная работа с партнерами из стран ближнего зарубежья - Запорожским машиностроительным конструкторским бюро (ЗМКБ) "Прогресс" и "Мотор Сич".

Усилия КБПР, созданного для модернизации и разработки перспективных изделий авиационной техники, прежде всего сосредоточены на дальнейшем совершенствовании двигателя ТРДДФ АЛ-31Ф, устанавливаемого на самолетах семейства "Су-27", а также на новом китайском многоцелевом истребителе J-10. Предусмотрены несколько этапов модернизации и модификации двигателя АЛ-31Ф.
По требованию Заказчика был создан модифицированный двигатель АЛ-31ФН с нижним расположением агрегатов, расширены его функции, увеличен ресурс. Завершены стендовые испытания двигателя, подтвердившие заявленный ресурс и начата поставка двигателей. С 23 мая 2002 года начата эксплуатация модифицированного двигателя АЛ-31ФН в составе самолета J-10.

Большое внимание уделено модернизации двигателя АЛ-31Ф в целях повышения надежности, технологичности, ресурса. Этот двигатель освоен в серийном производстве около 20 лет назад и принадлежит к четвертому поколению по принятой классификации. По показателям надежности за время эксплуатации двигатель АЛ-31Ф - один из лучших в мире в своем классе.
Большой объем исследований проводится по применению в конструкции новых решений для повышения надежности и ресурса. Часть их связана с заменой деталей двигателя деталями из более совершенных материалов (жаровая труба камеры сгорания, лопатки из сплава более высокой жаропрочности, диски турбины из порошковых материалов, диски компрессора из высокопрочного сплава и т.д.).


Перспективный компрессор
низкого давления для АЛ-31Ф

Успешно прошла наземные и летные испытания, в данный момент проходит Государственные испытания и в текущем году будет запущена в серийное производство 1-я модернизация двигателя АЛ-31Ф, у которого увеличена тяга. Модернизированный двигатель, имеющий новый компрессор низкого давления (КНД), полностью взаимозаменяем с выпускаемым серийно ранее, при этом модернизация может осуществляться путем замены модулей, например, в ходе ремонта.

В настоящее время стадию производства усовершенствованных узлов проходит 2-й этап модернизации. Спроектированы и изготовляются новые лопаточные аппараты турбин высокого и низкого давления с применением 3-D профилирования, повышена эффективность охлаждения лопаток, улучшена система запуска. Указанные мероприятия позволят улучшить эксплуатационные характеристики, заметно повысить температуру газа перед турбиной и получить дополнительное повышение тяги по сравнению со значением, уже достигнутым на 1-м этапе. Этот двигатель будет также полностью взаимозаменяем с выпускаемым ранее.
Двигатели АЛ-31Ф, устанавливаемые на одно- и двухдвигательных самолетах и прошедшие модернизацию в соответствии с 1-м и 2-м этапом, по желанию Заказчика могут быть модифицированы путем установки регулируемого сопла с управляемым вектором тяги. Сопло, спроектированное совместно с ГУП "Завод им. В.Я.Климова", в настоящее время изготовлено и успешно прошло ресурсные испытания.

На следующем этапе модернизации предусматривается применение спроектированного совместно с ЦИАМом им. П.И.Баранова, выполненного по технологии "блиск", трехступенчатого вентилятора с увеличенным расходом воздуха и широкохордными лопатками, который обеспечит степень сжатия и КПД существенно выше, чем в исходном четырехступенчатом варианте. Для этого же двигателя разрабатываются новая камера сгорания и цифровая САУ нового поколения "с полной ответственностью" без гидромеханического резервирования.

Проводятся работы не только по совершенствованию узлов выпускаемых двигателей 4-го поколения АЛ-31Ф. Одним из факторов успешного создания перспективных самолетов является разработка конструктивных решений и облика нового авиадвигателя 5-го поколения. В этом направлении "Салют" ведет работы совместно с ЦИАМом, ЦАГИ, ВИАМом, ВИЛСом и другими ведущими предприятиями авиационной промышленности. Для двигателя нового поколения предлагается ряд новых для российской техники узлов, а также решения, примененные в модернизированных и модифицированных вариантах. Например, близкие к стехиометрическим параметры рабочего цикла двигателя предполагается получить благодаря применению совместной с ЦИАМом разработки эффективно охлаждаемой рабочей лопатки турбины, которая по своим параметрам находится в одном ряду с аналогичными конструкциями "lamilloy" и "supercooling" фирм "Пратт-Уитни" и "Дженерал Электрик", проводящих эти работы с участием фирмы "Аллисон". Данная отечественная разработка позволит выйти на уровень температур газа перед турбиной 2000 - 2100К. Для создания каналов охлаждения в двухслойных стенках пера и полки лопатки используются две оригинольные технологии, разработанные в ВИАМе.

В сферу деятельности КБПР входят роботы не только по совершенствованию двигателя АЛ-31Ф, но и по созданию других двигателей, предназначенных для использования в качестве силовых установок на летательных аппаратах военной и гражданской авиации.

В результате маркетинговых исследований, нацеленных на обоснование возможности расширения номенклатуры выпускаемых предприятием изделий, выявлена тенденция усиления интереса потенциальных потребителей к малоразмерным ГТД, реактивным и с выводом мощности на вал. Поэтому руководством предприятия было принято решение о проведении исследовательских работ по определению потребного мощностного ряда малоразмерных ГТД и о создании научно-технического задела (НТЗ) по перспективным газогенераторам к ним. Будут рассмотрены различные варианты конструкций двигателей, производство которых обусловлено потребностями различных групп военных и гражданских потребителей.

Решению задачи создания НТЗ служит исследование перспективной высоконапорной ступени центробежного компрессора со степенью повышения полного давления к = 9.5, которая уже спроектирована и изготовлена. Ее испытания успешно проведены в ЦИАМе.

Вопросы создания научно-технического задела на предприятии решаются по перспективной программе, включающей десятки разработок по конструкции, технологии, новым материалам, проводимых в тесном контакте с отраслевыми институтами. Например, совместно с ЦИАМом им. П.И.Баранова КБПР ведет разработку конструкции элементов перспективного гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя, предназначенных для модельных и летных испытаний. Предприятие принимает активное участие в ряде программ Российского космического агентства по разработке перспективных конструкций и технологий двигателей нового поколения.

Тематика предприятия не замыкается только на работах по созданию изделий авиационного назначения. Одним из основных условий успеха на рынке является расширение номенклатуры выпускаемых изделий. Создаваемые обьекты как оборонного, так и гражданского характера имеют много общих деталей и узлов. Именно это обстоятельство, а также наличие высококвалифицированного коллектива КБ индустриальных ГТУ позволили предприятию в кратчайшие сроки развернуть работы по созданию промышленных ГТУ для нужд народного хозяйство по нескольким направлениям: энергетика; газовая промышленность; холодильная техника; транспорт.

Для нужд энергетики ОГК-4 уже создал газотурбинную установку простого цикла ГТЭ-20С для производства электрической энергии (две из них уже успешно работают в г. Ямбург) номинальной мощностью 20 МВт, имеющую коэффициент полезного действия 31,5%. Кроме того, ГГЭ-20С может быть доукомплектована утилизационным котлом, что позволит довести коэффициент использования внутренней энергии топлива до 85%. Работает установка на природном газе. ГТУ поставляется с электронной цифровой системой автоматического управления.

В настоящее время энергетика России, работающая на органическом топливе, практически только паротурбинная (КПД последних, как правило, не превышает 30%), тогда как во всех промышленно развитых странах начали использовать комбинированные парогазовые установки (ПГУ). ОГК-4 ведет интенсивные разработки ПГУ контактного типа номинальной мощностью 60 МВт, имеющую КПД более 50% (МЭС-60). Эта установка, помимо электрической, производит также и тепловую энергию. В результате коэффициент использования внутренней энергии топлива в МЭС-60 достигает 90%. Валовая прибыль данной установки после срока окупаемости будет более 70 млн. дол. при начальной стоимости оборудования примерно 18 млн. дол. Перед серийным выпуском подобных машин ее пилотный образец должен пройти обкатку в энергосистеме. Особо следует подчеркнуть, что и ГТЭ-20С и МЭС-60 создаются на базе единого компрессора от серийно выпускающегося авиационного двигателя АЛ-21.

Для нужд газовой промышленности в ОГК-4 разработана ГТУ для привода нагнетателя природного газа (ГПА-10). В качестве газогенератора в ней используется модернизированный газогенератор серийно выпускающегося авиационного двигателя АЛ-31Ф. Номинальная мощность ГПА-10 - 12,5 МВт при КПД 33,5%.

Для холодильной промышленности совместно с немецкой фирмой Integral GmbH для кондиционирования подземных шахт разработана установка, вырабатывающая так называемый "бинарный" лед, в ней используется компрессор авиационного двигателя АЛ-21.

Между НИИЖДТ Министерства путей сообщения и ФНПЦ ММПП "Салют" заключен договор на проектирование и разработку регенеративной ГТУ для маневрового локомотива в классе мощностей 250 кВт - 4 МВт.

Результаты работы конструкторских бюро и подразделений ММПП "Салют" постоянно докладываются на международных симпозиумах и конференциях.

Сектор двигателей гражданской авиации имеет сегодня большие перспективы. Вот почему поддерживается сотрудничество между ЗМКБ "Прогресс" и ММПП "Салют" по совместному изготовлению опытных образцов и постановке на серийное производство авиадвигателей Д-436Т (и его модификаций для Бе-200, Ан-148, Ту-334, Ту-230), Д-27 (для Ан-70, Ан-180 и Бе-42) и АИ-222-25 (для Як-130). Головной разработчик - ЗМКБ "Прогресс".
Решением Главкома ВВС и Генерального директора РКА ФНПЦ ММПП "Салют" определен головным предприятием с российской стороны по разработке и освоению двигателя АИ-222-25, а также двигателя Д-27. В настоящее время ведется изготовление узлов и деталей двигателей Д-436ТП для самолетов Бе-200, заказанных МЧС России. Двигатель прошел государственные испытания, имеет Сертификат типа № СТ194-АМД.
Совместно с ЗМКБ "Прогресс" ведутся работы по доводке винтовентиляторного двигателя Д-27 для военно-транспортного самолета Ан-70. При изготовлении узлов этого двигателя (редуктора винтовентилятора, моноколес компрессора и других) используется новейшее оборудование и технологии, которыми располагает "Салют".
В КБПР разработан и запущен в производство на нашем предприятии модифицированный осецентробежный КВД (компрессор высокого давления) двигателя Д-27, выполненный по схеме "3 + 1" с увеличенным на 3% КПД.
Ведутся работы по разработке нового двигателя АИ-222-25 для учебно-боевого самолета Як-130. Совместно с ВИЛСом определяется возможность применения гранульных материалов для изготовления дисков ТНД (турбина низкого давления). Подготовлено производство и стендовое оборудование для изготовления и испытаний двигателей.


В начало страницы
 
Федеральный Научно-Производственный Центр ММПП "Салют"
 основной сайт Главная страница