Уникальные съемки: впервые на телевидении съемочная группа присутствовала на испытаниях двигателя новейшего российского истребителя 5-го поколения ПАК ФА (перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации), еще совсем недавно – сверхсекретной разработки.
Ручка от себя, форсаж – максимальные обороты, тысячи градусов в камере сгорания, расход – десятки литров керосина в секунду. Автоматическая камера еле выдерживает бешеные вибрации.
На этих уникальных кадрах впервые самый современный двигатель для истребителя пятого поколения Т-50 – "изделие 117" – проходит испытания на Лыткаринском заводе НПО "Сатурн".
Похожие маневры летчики КБ "Сухого" делают в воздухе на опытных истребителях – учат летать новую машину. Программа испытаний не прерывается ни в небе, ни на земле. Чтобы техника следующего поколения поступила в войска, должны пройти годы. Тем более, таких двигателей в России еще не делали.
"У него есть достаточно серьезные отличия в проточной части, но главное его отличие – это принципиально новая система автоматического управления", – поясняет генеральный конструктор, директор Научно-технического центра имени А. И. Люльки НПО "Сатурн" Евгений Марчуков.
117-м двигателем полностью управляет электроника, а не механика и гидравлика, как раньше. Если сравнить с автомобилями, то это всё равно что карбюраторный мотор и электронный инжектор.Здесь быстрота управления, точность управления, анализ намного быстрее, потому что все параметры оперативно записываются в электронном виде.
Но в самолете всё гораздо сложнее. Двигатель вместе с системами истребителя – единый интеллектуальный комплекс, помощник пилота. Умный мотор, например, сам управляет воздухозаборником самолета. Летчику остается просто воевать. Потенциальный противник нашего Т-50 – американский F-22 Raptor – по своим летным качествам уступает, уверены конструкторы.
"Противодействие самолетов – это противодействие комплекса, и не только. Но двигатель по своим характеристикам обеспечивает все скоростные маневренные характеристики нашего объекта не хуже, чем у Raptor, а в некоторых случаях и лучше", – рассказывает Евгений Марчуков.
"С этим двигателем самолеты в серию и пойдут, и он, в принципе, по всем параметрам, за исключением специальных параметров вроде заметности, удовлетворяет, – рассказывает управляющий директор НПО "Сатурн" Илья Федоров. – И знаменитый вопрос, который мне задают уже два года, о том, обеспечивает ли сверхзвук на обычном бесфорсажном режиме. Конечно обеспечивает".
Российский истребитель традиционно более маневренный – отклоняемый вектор тяги работает во всех плоскостях. У Raptor сопло двигается только вверх-вниз и влево-вправо.
Для испытаний двигателя пятого поколения в Лыткарино построен специальный стенд, единственный в стране."Это уникальный стенд, он позволяет с большой точностью измерять тягу в трех направлениях, поскольку двигатель снабжен управляемым вектором тяги", – пояснил Евгений Марчуков.
"Мы сейчас находимся в зоне выхлопа. Выхлоп в данном случае охлаждаемый, – поясняет Владимир Соломонов, директор Лыткаринского машиностроительного завода НПО "Сатурн". – Вот вы видите трубы, по которым идет вода, порядка 10 тонн в час. Это нужно, поскольку струя, которая выходит из сопла, имеет достаточно высокую температуру".
Самое сложное в испытаниях – измерить расход воздуха, который потребляет двигатель. Десятки датчиков фиксируют температуру и давление перед воздухозаборником. "Двигатель засасывает воздух. Расход воздуха – порядка сотни килограммов, а если поставить двигатель побольше, то будет и 200, и 300, стенд позволяет и такие двигатели испытывать. Здесь наступает разрежение", – рассказывает Владимир Соломонов.
В 1950-х в Лыткарино испытывали еще первые реактивные двигатели, все пять поколений моторов прошли эти цеха и стенды. Конструкторское бюро тоже одно – КБ имени знаменитого Архипа Люльки. Теперь оно входит в НПО "Сатурн", интегрированное в корпорацию "Ростехнологии". Классические кульманы и передовые суперкомпьютеры теперь по соседству – конструкторская школа.
"Эти вещи до сих пор используются нашими "аксакалами", носителями школы. Молодежь, в основном, приходя к нам, использует вычислительную технику", – поясняет начальник КБ Константин Поляков.
Над 117-м продолжают работать: уменьшают заметность для радаров противника, улучшают автоматику. О характеристиках мотора вслух не говорят – разработка секретная. Однако известно, тяга на несколько тонн больше, чем у предыдущей версии – 117С для истребителя Су-35.
"Параметры двигателей сильно выросли с тех пор, соответственно, это потребовало каких-то других конструктивных решений, в частности, охлаждение сильно изменилось, лопатки турбины, конструктив по прочности сильно изменился", – рассказал Константин Поляков.
Лопатки турбины в двигателе нагреваются сильнее всего, поэтому их делают полыми, с каналами для охлаждения, и обрабатывают керамикой. Такая технология – ноу-хау российских конструкторов. "Электронные лучи переводят эту керамику в парообразное состояние, и она конденсируется на напыляемые детали, – поясняет технологию главный металлург Лыткаринского машиностроительного завода НПО "Сатурн" Ренат Равилов. – Керамика имеет светлый оттенок, конструктор задал определенное ее распределение: на спинке лопатки керамика не нужна, здесь температура ниже, на корыте температура выше, вот мы как раз конденсируем керамику на корыте лопатки".
Пока сердце истребителя пятого поколения еще испытывают, конструкторы уже работают над шестым. Требования к жаропрочности станут еще выше. "Я считаю, что шестое поколение должно стать для газотурбинных двигателей, так скажем, пределом", – заметил генеральный конструктор, директор Научно-технического центра НПО "Сатурн" Евгений Марчуков.
У них будет еще больше тяга, температура сгорания 2300 градусов – на пределе для керосина, подшипники без смазки и керамические лопатки.
"Всё сейчас зависит от материалов. Выиграет тот, кто первым сделает неохлаждаемую лопатку на такую высокую температуру. Это будет предел этого цикла", – убежден конструктор.
Шестое поколение истребителей пока фантастика. Но, по всей вероятности, это будут гиперманевренные беспилотники. И наверняка их пламенные сердца будут разрабатывать в этом же КБ, испытывать на этих же стендах.
