АЛ-31Ф — базовый двигатель серии авиационных высокотемпературных турбореактивных двухконтурных двигателей с (форсажными камерами).
АЛ-31Ф | |
---|---|
| |
Страна | СССР |
Использование | |
Годы эксплуатации | с 1984 года |
Применение | Су-27 и его модификации (БТС-002 ОК-ГЛИ) |
Развитие | (АЛ-41Ф1) |
Производство | |
Конструктор | (А. М. Люлька), (В. М. Чепкин) |
Год создания | c начала 1970-х до 1985 года |
Производитель | (АО "НПЦ газотурбостроения "Салют"), ( АО «УМПО») |
Годы производства | с 1981 года |
Варианты | АЛ-31Ф АЛ-31ФП АЛ-31Ф серии 3 АЛ-31ФН АЛ-31Ф М1 АЛ-31Ф М2 Р-32 АЛ-31СТ |
Массогабаритные характеристики | |
Сухая масса | 1530 кг |
Длина | 4950 мм |
Диаметр | 1180 мм |
Рабочие характеристики | |
Тяга | 7670 кгс |
Тяга на (форсаже) | 12500 кгс |
Ресурс | 1000 ч |
Температура турбины | 1427 °C |
Степень повышения давления | 23 |
Управление | электромеханическое |
Расход воздуха | до 112 кг/с |
Расход топлива | 3,96 кг/с кг/ч |
Удельный расход топлива | 0,75 кг/(кгс·ч) |
(Степень двухконтурности) | 0,571 |
Медиафайлы на Викискладе |
Разработан под руководством (А. М. Люльки) в НПО «Сатурн». АЛ — первые буквы имени и фамилии: (Архип Люлька), модель — 31, Ф — форсажная камера.
История
Проектирование двигателя началось в 1973 году, первые испытания прошли в 1977 году, государственные испытания завершились в 1985 году. С 1981 года двигатели АЛ-31 производятся на (УМПО) (г. Уфа) и «(ММПП Салют)» (г. Москва).
После смерти (А. М. Люльки) в 1984 году работы по двигателю и его модификациям возглавил генеральный конструктор (В. М. Чепкин). В настоящее время ОКБ им. Люльки (г. Москва) является частью (УМПО).
Ориентировочная стоимость одного двигателя АЛ-31Ф (по состоянию на 2008 год) составляет 96,4 млн рублей.
С 2013 года двигатель собирается в рамках дивизиона (ОДК) «двигатели боевой авиации», за горячую часть отвечает (НПЦ газотурбостроения «Салют»), за холодную часть и сборку (УМПО) — ОМО.[]
Особенности конструкции
АЛ-31Ф — базовый двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель со смешением потоков внутреннего и наружного контуров за турбиной, общей для обоих контуров форсажной камерой и регулируемым сверхзвуковым всережимным реактивным соплом. Двигатель — модульный.
Состоит из компрессора низкого давления осевого 4-ступенчатого, с регулируемым входным направляющим аппаратом (ВНА), компрессора высокого давления осевого 9-ступенчатого, с регулируемым ВНА и направляющими аппаратами первых двух ступеней, турбины высокого и низкого давления — осевые одноступенчатые; лопатки турбин и сопловых аппаратов охлаждаемые (плёночное охлаждение). Основная камера сгорания — кольцевая.
В конструкции двигателя широко применяются титановые сплавы (до 35 % массы) и жаропрочные стали. Лопатки турбин имеют полости в виде лабиринтов, для охлаждения газы подаются из диска в лопатку и проходят через отверстия по кромкам (плёночное воздушное охлаждение), для крепления лопатки к диску используется хвостовик ёлочного типа. Вал каждого ротора опирается на 2 роликовых и 1 шариковый подшипник[]. После турбины установлен 11-лепестковый смеситель. Для обеспечения стабильной работы ФК установлен затурбинный кок, плавно переводящий поток из кольцевого в круглое сечение, с антивибрационными отверстиями, а также в форсажной камере установлены антивибрационные продольные экраны.
Двигатель имеет электрическую систему зажигания. Пусковая система может запускать двигатель как на земле, так и в полёте. Для запуска двигателя на земле используется пусковое устройство, расположенное в выносной коробке двигателя. На обычных режимах работы двигателя для экономии топлива охлаждение турбин частично отключается.
Применение регулируемых ВНА КНД и КВД даёт более высокую устойчивость к (помпажу), на практике это означало, что двигатели сохранят работоспособность при попадании самолёта в штопор и при пуске ракет. Двигатель в полёте может использоваться на всех режимах без ограничений. Время приёмистости из режима малого газа до режима «максимал» на малой высоте 3—5 секунд, на средней — 5 с, на большой высоте — 8 с. Номинальная частота вращения ротора высокого давления — 13 300 об./мин.
Модификации
АЛ-31Ф
Базовый вариант двигателя используется на истребителях Су-27 и его модификациях. Первоначально назначенный ресурс серийных АЛ-31Ф составлял всего 100 часов, при требовании ВВС СССР в 300 часов, но затем со временем он был доведён до 1500 часов. Межремонтный ресурс на максимальных режимах работы составлял от 5 до 15 часов. Максимальное количество циклов запуска (TAC) — 300. Двигатели АЛ-31 производят предприятия (УМПО) и (НПЦ газотурбостроения «Салют»).
Характеристики
- Длина: 4945 мм
- Диаметр входа: 905 мм
- Масса: 1520 кг
- Стендовая тяга на (форсаже): 12 500 кгс
- Тяга на режиме максимал: 7770 кгс
- Температура газов перед турбиной: 1665 К
- Степень сжатия: 23:1
- (Степень двухконтурности): 0,56
- Расход воздуха: 112 кг/с
- Удельный расход топлива:
- крейсерский режим: 0,67 кг·кгс/час
- в режиме максимал: 0,75 кг·кгс/час
- на режиме полный форсаж: 1,92 кг·кгс/час
На базе АЛ-31Ф разработано большое количество модификаций.
АЛ-31ФП
Основное отличие от базового двигателя АЛ-31Ф — (управляемый вектор тяги), значительно повышающий манёвренные характеристики самолёта. Изменение вектора возможно на угол до ±15° в вертикальной плоскости. Два двигателя устанавливаются с поворотом каждого наружу вокруг продольной оси для всеракурсного изменения суммарного вектора тяги. ФП — означает форсажный поворотный. Двигатель разработан в НПО Сатурн, производится на УМПО.
Двигатели АЛ-31ФП устанавливаются на истребители Су-30СМ, Су-30МКИ.
- Длина 4942 мм
- Входной диаметр 905 мм
- Наружный диаметр 1277 мм
- Масса 1520 кг
Р-32
Форсированный двигатель АЛ-31Ф для рекордного самолёта (П-42), созданного на базе Су-27. Форсажная тяга двигателя была повышена до 13600 кгс.
АЛ-31Ф3
Вариант двигателя АЛ-31Ф для палубного истребителя Су-33. В отличие от базового АЛ-31Ф имеет дополнительный особый режим (ОР) с тягой 12800 кгс, кратковременно используемый при взлёте самолёта с палубы с полной боевой нагрузкой или при экстренном уходе на второй круг.
АЛ-31ФН
Модификация АЛ-31Ф с нижним расположением коробки агрегатов для китайского истребителя (Chengdu J-10). Имеет повышенную на 200 кгс силу тяги по сравнению с базовым вариантом. Разработан в ММПП Салют. КНР закупила в общей сложности 399 единиц АЛ-31ФН на сумму 500 млн долларов в 2013.
Контракт на проведение НИОКР между Китаем и Россией был подписан в 1992 году, финансирование так же осуществлялось со стороны Китая. В 1994 году двигатель был окончательно спроектирован.
Первоначально двигатель разрабатывался совместно НПО Сатурн с ММПП Салют, но после 1998 года ММПП Салют разработал документацию и наладил серийное производство АЛ-31ФН самостоятельно. В 1999 году при Министерстве юстиции было создано Федеральное агентство по защите результатов интеллектуальной деятельности (ФАПРИД). Стремясь делегитимизировать права разработчика, генеральный директор ММПП Салют Юрий Елисеев сумел подписать с ФАПРИД лицензионный договор (№ 1-01-99-00031), который стал самым первым договором такого рода, заключённым вновь созданным агентством. Ссылаясь на него, Салют рассматривает лицензионный договор 1998 году с Сатурном как ничтожный.
АЛ-31Ф М1
Модернизированный двигатель АЛ-31Ф ММПП Салют с четырёхступенчатым компрессором низкого давления КНД-924-4 с увеличенным с 905 до 924 мм диаметром, обеспечивающим на 6 % больший расход воздуха, а также более совершенной цифровой системой автоматического управления (степень сжатия 3,6). Температура газов перед турбиной у этого двигателя повышена на 25°С. Двигатель двухконтурный, первый контур проходит через «рубашку» для охлаждения, затем смешивается за турбиной с горячим вторым контуром двухвальный.
Первый полёт 25 января 2002 года, серийно производится с 2006 года для истребителей семейства Су-27, устанавливается без доработок в любые истребители, в том числе ранних годов выпуска, также на Су-27СМ/СМ2. Принят на вооружение ВВС РФ в 2007 году. Имеет повышенную силу тяги (13 300 кгс на режиме форсаж), межремонтный ресурс 1000 часов, назначенный ресурс 2000 часов при сохранении габаритных размеров и веса. Удельный расход топлива был снижен. Имеет модификацию с управляемым вектором тяги, с ресурсом 800 часов.
- Длина 4,945 м
- Максимальный внешний диаметр 1,14 м
- Масса 1520 кг
АЛ-31Ф М2
Двигатель АЛ-31ФМ2 — турбореактивный двухконтурный двигатель на базе АЛ-31Ф. Лопатки турбины с перфорацией по кромкам, изготавливаются литьём, температура перед входом в турбину увеличена на 100°С в сравнении с АЛ-31Ф. Тяга двигателя на особом режиме 14 500 кгс, на режиме полный форсаж 14 100 кгс. Назначенный ресурс модернизированного двигателя превышает 3 000 часов. Двигатель имеет минимальные отличия от серий 3, 20 и 23. Повышены тяговые характеристики при снижении удельных расходов топлива, в том числе и на бесфорсажных режимах. Не требует доработки борта самолёта при постановке на самолёты типа Су-27, Су-30, Су-34, в отличие от двигателей других серий. В 2012 двигатель впервые показан на 2-м Международном форуме "Технологии в машиностроении-2012 (ТВМ-2012). СЛИ запланированы с 2013 года.
АЛ-31Ф М3
3-й этап модернизации АЛ-31Ф ММПП Салют, дополнительно устанавливается новый трёхступенчатый КНД с широкохордными лопатками пространственного профилирования и увеличенной степенью повышения давления до 4.2 (КНД-924-3), что позволяет увеличить тягу до 15 300 кгс в режиме форсаж (получено на статических испытаниях). Лопатки и диск 3-х ступенчатого КНД представляют собой единое целое (блиск), вместо 9 ступеней КВД планируется уменьшить число до 6. С 2002 года двигатель находился на стендовых испытаниях.
(Изделие 117С)
Двигатель «первого этапа» для истребителя поколения 4++ Су-35БМ, принятого на вооружение ВВС РФ (ныне ВКС) под обозначением Су-35С, с тягой 14 000 кгс на полном форсаже (14 500 - в чрезвычайном режиме). Создан на основе двигателей АЛ-31Ф, АЛ-31ФП и (АЛ-41Ф). Несмотря на схожую с АЛ-31Ф схему, двигатель на 80 % состоит из новых деталей. От предшественников его отличает повышенная тяга на режиме форсаж (14 000 кгс против 12500 у АЛ-31Ф), полностью цифровая система управления, плазменная система зажигания, новый компрессор большего диаметра, значительно повышенный ресурс (4000 часов против 1000 у АЛ-31Ф) и улучшенные расходные характеристики. Коробка агрегатов расположена сверху двигателя. Стоимость разработки составила 3 млрд руб.
Прирост тяги получен за счёт увеличения диаметра компрессора с 905 до 932 мм. Длина двигателя увеличена до 4990 мм. Тяга на чрезвычайном режиме — 14 500, на максимале — 8800 кгс.
НПО Сатурн в 2008 году провёл 200-часовые испытания, в том числе 16 часов — «горячие».
АЛ-31СТ
«Наземная» стационарная модификация АЛ-31Ф мощностью 16 МВт для применения в качестве привода газоперекачивающих станций.
Примечания
- F119 - двигатель истребителя F-22 . Дата обращения: 1 апреля 2010. 8 июля 2011 года.
- Официальный сайт Российской Федерации для размещения информации о размещении заказов (недоступная ссылка)
- More Russian Engines for China’s J-10 Fighter | Aviation International News . Дата обращения: 17 мая 2013. 18 марта 2014 года.
- Ю.Елисеев Кто будет отвечать за создание двигателя в целом не должно решаться голосованием . Дата обращения: 21 сентября 2010. 16 октября 2010 года.
- оригинала 9 июля 2014 года. . Дата обращения: 16 сентября 2012. Архивировано из
- Пресс-конференция руководителя ММПП «Салют» Ю.Елисеева // АвиаПорт. Новости . Дата обращения: 9 сентября 2012. Архивировано 16 апреля 2013 года.
- оригинала 13 сентября 2013 года. . Дата обращения: 3 февраля 2013. Архивировано из
- оригинала 26 марта 2017 года. . Дата обращения: 1 мая 2020. Архивировано из
- оригинала 19 августа 2013 года. . Дата обращения: 23 мая 2013. Архивировано из
- оригинала 31 марта 2017 года. . Дата обращения: 3 февраля 2013. Архивировано из
- Архивированная копия . Дата обращения: 14 сентября 2010. 23 апреля 2010 года. Интервью с А. Давиденко
- アーカイブされたコピー . Дата обращения: 16 июня 2010. 16 июня 2010 года. Интервью с первым заместителем генерального директора ОАО «НПО Сатурн» по НИОКР и ОКР, — генеральным конструктором Виктором Чепкиным
- Двухконтурная интеграция от 2 мая 2010 на Wayback Machine — Aviaport.ru
- Научно-производственное объединение САТУРН > 117С . Дата обращения: 7 февраля 2013. 14 января 2013 года.
- Как погибает оборонка — Двигатель 5-го поколения для истребителя 5-го поколения появится только лет через 10-15 . Дата обращения: 29 апреля 2020. 19 декабря 2019 года.
- оригинала 28 сентября 2013 года. . Дата обращения: 2 февраля 2013. Архивировано из
- оригинала 18 марта 2014 года. . Дата обращения: 7 июля 2013. Архивировано из
- «Двигатель» № 6 (42) 2005 г. Потенциал для движения вперёд . Дата обращения: 18 октября 2008. 10 марта 2008 года.
Ссылки
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер