предыдущий материал

РАЗРАБОТКА
ГУП "Завод им. В.Я. Климова" :
Петр Изотов
главный конструктор
Данила Изотов
менеджер по рекламе

Семейство ТВЗ-117: Двигатели и вертолеты


(Продолжение. Начало в № 2 - 2000 г.)

В ходе разработки транспортно-десантного вертолета Ми-8 у конструкторов ОКБ М.Л. Миля возникла идея создать на его базе противолодочную модификацию. Уже в 1958 г. были выполнены два проекта такого вертолета: первый предусматривал сохранение планера Ми-8, а второй - замену нижней части фюзеляжа лодкой с боковыми поплавками остойчивости. Последний вариант помимо повышения безопасности полетов над акваториями способствовал расширению его тактических возможностей, поскольку в те годы считалась перспективной концепция применения поискового противолодочного оборудования на вертолете не только на режиме висения, но и наплаву. Руководство ВМФ и Минавиапром заинтересовались вертолетом-амфибией. Первоначально проект получил название В-8Г ("гидро"). По проекту предполагалось создание двух разновидностей вертолета: поискового и ударного. В задачу комплекса входили обнаружение и уничтожение атомных подводных лодок в различных метеоусловиях в любое время суток.

Предварительное проектирование В-8Г с двумя двигателями ТВ2-117 началось в 1962 г. Однако только в 1965 г., после неоднократных согласований тактико-технических требований, вышло постановление Совета министров СССР о разработке базового противолодочного вертолета-амфибии в поисковом и ударном вариантах. Машина получила новое название - В-14.

В то время на "Климове" под руководством главного конструктора С.П. Изотова разрабатывался турбовальный двигатель ТВ3-117 мощностью 2200 л.с., соответствовавший по удельному весу и экономическим показателям лучшим зарубежным образцам. Естественно, "милевцы" заинтересовались этим двигателем и сразу же провели оценку летно-технических характеристик В-14 с ТВ3-117. Расчеты показали, что применение двух двигателей ТВ3-117 даст возможность создать на базе Ми-8 вертолет, способный выполнять одновременно и поисковые, и ударные функции. Кроме того, более мощная силовая установка позволяла увеличить взлетную массу. Появилась возможность улучшить аэродинамику вертолета благодаря применению убирающегося шасси и повысить его поперечную остойчивость путем увеличения объема "жабер" (боковых поплавков). Но самое главное - переход на новые двигатели не требовал больших переделок конструкции фюзеляжа вертолета Ми-8, уже освоенного в серийном производстве.

В сентябре 1966 г. командованию ВМФ СССР были предъявлены два аванпроекта комплекса В-14: первый в составе двух вертолетов с двигателями ТВ2-117, второй - один вертолет с двигателями ТВ3-117. Руководство флота отдало предпочтение второму варианту. В октябре был утвержден эскизный проект В-14 с ТВ3-117. Для нового вертолета в ОКБ Миля была создана усиленная трансмиссия, а на "Климове" изготовлен главный вертолетный редуктор ВР-14. Специально для В-14 "климовцы" разработали модификацию двигателя ТВ3-117М ("морской"), которая отличалась от базового двигателя применением лопаток компрессора из титанового сплава и наличием антикоррозионных покрытий деталей для защиты от воздействия соленой морской воды. Кроме этого защитные мероприятия включали в себя промывку пресной водой и консервацию специальным составом проточной части двигателя после каждого полетного дня. Мощность ТВ3-117М на так называемом ограниченном взлетном режиме (на котором вертолет и производил взлет) была уменьшена до 2000 л.с., что было вызвано желанием использовать ее запас в аварийных ситуациях или при эксплуатации вертолета в районах с жарким и влажным климатом. При выходе из строя одного из двигателей второй переключался на взлетный режим мощностью 2225 л.с. Этот режим выполнял функции чрезвычайного, но в отличие от него включался не автоматически, а пилотом. Мощность на номинальном режиме равнялась 1700 л.с., на крейсерском - 1500 л.с.

Первый этап ("А") летных испытаний В-14 проводился с двигателями ТВ2-117, что позволило не только сократить сроки постройки опытных вертолетов, но и начать летно-морские испытания с надежной отработанной силовой установкой. Три вертолета В-14 совершили к 1971 г. свыше 650 полетов и налетали почти 700 ч, отработав весь комплекс испытаний этапа "А". Этап "Б" начался в конце 1969 г. с установки на первый В-14 двигателей ТВ3-117М. В 1971 г. Казанский филиал Московского вертолетного завода переоборудовал еще два вертолета Ми-8 в вариант В-14, оснастив их двигателями ТВ3-117М, вспомогательными силовыми установками (ВСУ) АИ-9, главными редукторами ВР-14 и усиленной трансмиссией.

Комиссия, проводившая госиспытания, еще до их окончания в декабре 1974 г. рекомендовала запустить В-14 в серию. В конце 1973 г. в Казани был выпущен первый серийный вертолет. Первые серии В-14 оснащались толкающим рулевым винтом. Вертолеты более поздних серий имели тянущие рулевые винты, аналогичные примененным впоследствии на Ми-8МТ (Ми-17) и Ми-24. Госиспытания двигателя ТВ3-117М закончились в июле 1975 г., а в январе 1976 г. он был запущен в серийное производство на Запорожском моторостроительном заводе. С 1974 г. вертолеты В-14 начали поступать на вооружение авиации ВМФ. Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 11 мая 1976 г. противолодочный вертолет-амфибия был принят на вооружение с присвоением ему обозначения Ми-14ПЛ.

На базе вертолета Ми-14 были разработаны поисково-спасательный, грузопассажирский, противопожарный варианты, буксировщик минных тралов и другие модификации, в том числе экспортные (всего до 1986 г. выпущено свыше 270 вертолетов Ми-14). На всех модификациях применялся двигатель ТВ3-117М.

Параллельно с созданием Ми-14 в ОКБ Миля началось проектирование специализированного транспортно-боевого вертолета В-24, способного размещать в кабине 7-8 десантников. В 1967 г. были подготовлены два варианта машины, которые предусматривали использование ТВ3-117: однодвигательный вертолет взлетной массой 7 т и двухдвигательный вертолет взлетной массой 10,5 т. Военные одобрили двухдвигательный вариант В-24. В августе 1968 г. началось рабочее проектирование, а в июне 1969 г. закончилась постройка первого опытного экземпляра вертолета. Заводские испытания В-24 начались 15 сентября 1969 г. с подъемов на привязи. Быстрый темп работ обеспечивался благодаря использованию в конструкции В-24 отработанных агрегатов от Ми-8 и Ми-14: в первую очередь двигателей ТВ3-117, вспомогательной силовой установки, втулки и лопастей несущего винта, рулевого винта, автомата перекоса и элементов трансмиссии.

Вскоре построили второй опытный аппарат, а затем заложили лидерную партию из десяти вертолетов: по пять на МВЗ и Арсеньевском машиностроительном заводе "Прогресс". Эти машины использовались для проведения заводских испытаний. Государственные испытания начались в июне 1970 г., а в 1971 г. серийные вертолеты, получившие обозначение Ми-24А, начали поступать в войска (аэродром Броды). В следующем году госиспытания успешно завершились, и вертолет был официально принят на вооружение.

Вертолеты Ми-24А широко применялись в Советской Армии и поставлялись на экспорт. Они приняли участие в боевых действиях в Афганистане, Африке и на Ближнем Востоке. Опыт их эксплуатации способствовал доводке вертолета (начиная с варианта Ми-24Д кабина пилота была отделена от кабины летчика-оператора и приподнята, что улучшило обзор; рулевой винт из толкающего был переделан в тянущий, его тяга значительно увеличилась) и силовой установки. Двигатели ТВ3-117 лидерной нулевой, а затем и I серии постепенно сменились усовершенствованными двигателями ТВ3-117 II серии, а в 1977 г. одной из самых массовых модификаций ТВ3-117 III серии (подробнее об этом см. ”Двигатель” № 2 - 2000).

На базе Ми-24 создали многочисленное семейство вертолетов, включающее разнообразные боевые и транспортные машины. Интересны опытная модификация Ми-24 с рулевым винтом типа фенестрон, "рекордный" вертолет А-10 и др. В экспортном исполнении вертолеты получили базовые обозначения Ми-25 и Ми-35. За годы серийной постройки Арсеньевским и Ростовским вертолетными заводами было изготовлено более 2600 вертолетов семейства Ми-24.

Успешная эксплуатация двигателей ТВ3-117 на вертолетах Ми-14 и Ми-24 привела конструкторов ОКБ М.Л. Миля к идее "пересадки нового сердца" вертолету Ми-8. Она вдохнула новую жизнь в "восьмерку", успевшую стать настоящей "рабочей лошадкой" как в армии, так и в народном хозяйстве. Первые проработки модернизированного вертолета Ми-8М начались еще в 1964 г. В ноябре 1967 г. вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР, в соответствии с которым вертолет должен был оснащаться двумя двигателями ТВ3-117МТ ("модифицированный", "транспортный"), главным редуктором ВР-14, ВСУ АИ-9, тянущим рулевым винтом и усиленной трансмиссией. По конструкции и техническим характеристикам двигатель ТВ3-117МТ, запущенный в серийное производство в 1977 г., был идентичен ТВ3-117М; некоторые отличия имелись только во внешней обвязке. Таким образом, возникла заманчивая идея максимально унифицировать динамическую систему всех трех вертолетов: Ми-14, Ми-24 и модернизированного Ми-8.

Летные испытания нового вертолета, начатые 17 августа 1975 г., сразу же показали значительное улучшение летно-технических характеристик, особенно потолка и скороподъемности вертолета. Увеличилась и его грузоподъемность. После завершения госиспытаний в 1977 г. вертолет был принят на вооружение под обозначением Ми-8МТ (экспортное обозначение Ми-17) и запущен в производство на Казанском заводе, а позднее на заводе в Улан-Удэ. В дальнейшем на этих двух заводах было построено около 3000 вертолетов Ми-8МТ/Ми-17 в десятках гражданских и военных модификаций. Эта машина стала поистине легендарной благодаря своим высоким эксплуатационным качествам. Вертолет прекрасно летает в условиях тропической жары и арктического холода, высокогорья и морского климата. Среди опытных модификаций Ми-8МТ следует отметить Ми-18. К сожалению, эту перспективную машину с удлиненным фюзеляжем и увеличенной грузоподъемностью, не удалось "довести". Разработка Ми-18 совпала с начавшейся перестройкой, правительство поддержало альтернативный проект нового вертолета Ми-38, который, кстати, до сих пор не воплощен в жизнь.

"Завоевав" фирму Миля, двигатели семейства ТВ3-117 "начали триумфальное шествие" по авиационным КБ Советского Союза. Двигателями заинтересовался корифей отечественного вертолетостроения - Николай Ильич Камов. ОКБ Камова являлось инициатором применения соосной схемы несущих винтов в вертолетостроении и традиционным поставщиком боевых машин для советского ВМФ. В начале 60-х годов "камовцы" разработали вертолет корабельного базирования Ка-25, строившийся в нескольких модификациях. К концу десятилетия требования к "морским" вертолетам возросли, и Ка-25 перестал их удовлетворять. Поэтому в 1968 г. камовское ОКБ приступило к проработке проекта вертолета нового поколения Ка-252 с двигателями ТВ3-117, а 3 апреля 1972 г. вышло соответствующее постановление ЦК КПСС и Совмина СССР. Одним из важнейших требований к новому вертолету было сохранение габаритов Ка-25, что обуславливалось размерами посадочных площадок и ангаров кораблей.

Решение поставить на свой новый "палубник" "изотовские" двигатели было для Камова непростым. Однажды он, слывший человеком с довольно сложным характером, в разговоре с Изотовым обозвал "грузилом" двигатель ГТД-350, предлагавшийся для Ка-25. В результате на целых восемь лет отношения между двумя главными конструкторами были испорчены. Ценой невероятных усилий их удалось наладить, что и обеспечило создание великолепного вертолета, положившего начало целому семейству боевых и гражданских машин.

Для Ка-252 "климовцы" разработали модификацию двигателя ТВ3-117КМ ("камовский", "морской"), отличавшуюся от базового двигателя ТВ3-117М иным расположением некоторых трубопроводов. Государственные испытания двигателя были проведены в июле 1975 г., а в серийное производство ТВ3-117КМ запустили с января 1976 г. Для силовой установки Ка-252 был разработан главный редуктор ВР-252, обеспечивавший вращение соосных винтов в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью.

Заводские испытания вертолета начались 8 августа 1973 г., а совместные испытания, состоявшие из двух этапов, растянулись на четыре года - с января 1974 г. по декабрь 1977 г. Новая силовая установка повысила энерговооруженность вертолета по сравнению с Ка-25 почти в два раза. Благодаря этому на 30…40 % улучшились летно-технические характеристики, а грузоподъемность возросла до 4000 кг. В ходе испытаний Ка-252 выполнил 2661 полет, налетав 1896 ч. Еще до окончания этапа "Б" было выдано заключение о запуске вертолета в серийное производство. Госиспытания, проводившиеся в 1977-1978 гг., подтвердили правильность этого решения. В июле следующего года началось серийное производство вертолета на авиационном заводе в Кумертау, а 14 апреля 1981 г. он был официально принят на вооружение под обозначением Ка-27.

В дальнейшем двигатели ТВ3-117КМ устанавливались на различных модификациях вертолета Ка-27, включая экспортные Ка-28, которые эксплуатируются над всеми акваториями Мирового океана. Всего было выпущено около 300 вертолетов семейства Ка-27.

Боевое применение Ми-24А в горных условиях Афганистана выявило необходимость создания двигателя ТВ3-117В ("высотного") взлетной мощностью 2200 л.с., поддерживаемой до большой высоты - 3600 м. Вертолеты стали оснащать пылезащитным устройством (ПЗУ) грибкового типа, при этом мощность двигателя снижалась на 100 л.с., и экранно-выхлопным устройством (ЭВУ). Серийный выпуск модификации ТВ3-117В начался в 1980 г. В дальнейшем этот двигатель положил начало целому "подсемейству" двигателей ТВ3-117.

Дальнейшее совершенствование вертолета Ка-27 и созданных на его основе транспортно-боевого Ка-29 и гражданского многоцелевого Ка-32 заключалось в установке новых двигателей ТВ3-117ВК ("высотный", "камовский"), по параметрам идентичных базовому ТВ3-117В. Экспортные вертолеты Ка-28 оснащались модифицированными двигателями ТВ3-117ВКР ("высотный", "камовский", "режимный"), отличавшимися увеличенной мощностью: 1900 л.с. на номинальном и 1600 л.с. крейсерском режимах.

К началу семидесятых годов руководство ВВС сформулировало концепцию современного винтокрылого штурмовика, обладающего большой скоростью, высокой живучестью и маневренностью. В ОКБ М.Л. Миля к проработкам такого аппарата под обозначением Ми-28 приступили еще в 1968 г., вскоре после выхода постановления о создании Ми-24. Одновременно с этим развернулось создание боевого вертолета В-80 и у "камовцев". М.Л. Миль и Н.И. Камов к тому времени ушли из жизни, и коллективы ОКБ возглавили Марат Николаевич Тищенко и Сергей Викторович Михеев, соответственно. И Ми-28, и В-80 (в дальнейшем Ка-50) проектировались под двигатели ТВ3-117. Постановление ЦК КПСС и Совмина СССР о разработке этих вертолетов состоялось 16 декабря 1976 г. Несколько позже, в 1980 г., вышло единое тактико-техническое задание Минобороны на эти вертолеты, по которому "климовцев" обязали создать для Ми-28 двигатели ТВ3-117ВМ, а для Ка-50 - двигатели ТВ3-117ВМА, главный редуктор ВР-80 и промежуточные редукторы ПВР-800. В июне 1985 г. двигатели прошли госиспытания и в 1986 г. поступили в серийное производство.

В соответствии с практикой боевого применения вертолетов они должны часто летать на высотах 5…10 м над уровнем земли. При отказе одного из двигателей в этих условиях пилот не успевает включить чрезвычайный режим. Поэтому потребовался автоматический вывод исправного двигателя на режим чрезвычайной мощности, которая у ТВ3-117ВМ ("высотный", "модернизированный") составляла 2200 л.с. с поддержанием до высоты 2200 м и до температуры +30 °С. Мощность на взлетном режиме - 2000 л.с. с поддержанием ее до высоты 3600 м при МСА и до температуры наружного воздуха +40 °С при нулевой высоте. В остальном двигатель не отличался от ТВ3-117В.

Для обеспечения безопасности вертолета в боевых условиях потребовалось, чтобы при повреждении топливных баков топливо не выливалось наружу. С этой целью в баке создается небольшое разряжение. Поэтому потребовалось создание дополнительного подкачивающего насоса, способного работать с разряжением на входе при всех условиях полета. В интересах увеличения высотности и точности поддержания режимов потребовалось создание новой электронной и гидромеханической топливорегулирующей аппаратуры.

Летные испытания опытных образцов Ми-28 с ТВ3-117ВМ начались 10 ноября 1982 г. Сравнительные с Ка-50 совместные госиспытания были проведены в 1985-1986 гг. В ходе испытаний все заданные летно-технические характеристики были подтверждены, а некоторые даже превышены. В декабре 1987 г. было принято постановление о начале серийного производства на Ростовском вертолетном заводе. Дальнейшая программа развития вертолета предусматривала создание модернизированного "дневного" варианта Ми-28А и "ночного" Ми-28Н.

Впоследствии с целью повышения безопасности полетов двигатель ТВ3-117ВМ был установлен на вертолеты Ми-8МТ/Ми-17.

Для первого в мире одноместного вертолета-штурмовика с соосной системой несущих винтов Ка-50 "Черная акула" была разработана модификация двигателя ТВ3-117ВМА ("высотный", "модернизированный", "модификация А") взлетной мощностью 2200 л.с., которая поддерживается до высоты 2200 м при МСА и до температуры наружного воздуха +30 °С. Двигатель аналогичен ТВ3-117ВМ и отличается регулировкой мощностей.

Первое висение опытный экземпляр В-80 выполнил 17 июня 1982 г. Заводские испытания были завершены к июлю 1984 г., после чего вертолет был передан на совместные госиспытания (Ми-28 и В-80), по результатам которых он был объявлен победителем. Декабрьским постановлением 1987 г. предусматривались "персональные" госиспытания В-80 и запуск его в серию на Арсеньевском заводе. Испытания проводились на машинах-эталонах и головном серийном вертолете в 1991-1993 гг. В августе 1995 г. Указом Президента России вертолет был принят на вооружение. В последние годы созданы опытные варианты Ка-50: "ночной" Ка-50Ш(Н), двухместные Ка-52 "Аллигатор" и Ка-50-2 "Еr dohan", участвующий в тендере для ВВС Турции и др. Всего было выпущено 18 вертолетов Ка-50 различных модификаций.

В дальнейшем двигатели ТВ3-117ВМА были установлены на военные вертолеты Ка-27, Ка-29, Ка-31 (вертолете радиолокационной разведки на базе Ка-27), Ми-24, Ми-28А/Н и гражданский Ка-32 (в этом варианте двигатель имеет чрезвычайный режим мощностью 2400 л.с.). В составе вертолетов Ка-28 поставлялась на экспорт модификация ТВ3-117ВМАР ("высотный", "модернизированный", "модификация А", "режимный"), имевшая номинальный и крейсерский режимы, аналогичные ТВ3-117ВКР.

В 1993 г. для гражданской авиации были сертифицированы двигатели ТВ3-117ВМ серии 02 для Ми-8МТ/Ми-17 и ТВ3-117ВМА серии 02 для Ка-32. В соответствии с требованиями Авиационного Регистра Межгосударственного Авиационного Комитета двигатели имеют чрезвычайные режимы 2200 и 2400 л.с., соответственно. В конструкцию двигателей внесен ряд усовершенствований.

Кроме перечисленных в данной статье основных модификаций двигателя ТВ3-117, выпущенных "тиражом" свыше 23 500 единиц, существовали проекты опытных вариантов ТВ3-117Ф, -МВ, -ВМА-03, -МА-Ф, -Д, -ВИ и др. В семидесятых годах на базе ТВ3-117 во исполнение постановления Совмина СССР от 30 августа 1968 г. был создан реактивный вариант ТР3-117 (ТР3-117А) тягой 590 (640) кгс для беспилотного самолета-разведчика Ту-143 "Рейс" (Ту-243 "Рейс-Д"). За границей известны случаи совершенно фантастического применения ТВ3-117: в Голландии один фермер установил три двигателя на специальный "гоночный" трактор и участвует в нем на соревнованиях, а моряк-любитель из США смонтировал два двигателя на своем спортивном скутере…

За создание силовых установок с двигателями ТВ3-117 конструкторам "Климова" была присуждена Ленинская премия и Государственная премия Российской Федерации. Многие разработчики ТВ3-117 были удостоены государственных наград.

(Окончание в следующем номере)

Ми-17
Ми-24А
С наилучшими пожеланиями
ТВЗ-117 от
Сергея Сикорского
Ка-27А

предыдущий материал
оглавление
следующий материал