Длительное время многие надеялись, что проблемы авиапромышленности в целом и его двигательной подотрасли в частности решатся сами собой, если правительство наконец осознает государственную важность сохранения авиации России, утвердит программу создания новых боевых и гражданских самолетов, обеспечит финансирование и будет строго следить за выполнением программы.
Пока же существенных сдвигов в этом направлении не произошло, и все заводы, в том числе ФГУП "ММПП "Салют", вынуждены самостоятельно искать пути выхода из непростой экономической ситуации и отвечать на сакраментальный вопрос: “Что делать?”
Для ФГУП "ММПП "Салют" вопрос "что делать?" не актуален. Помимо двигателя АЛ-31Ф, производство которого хорошо налажено, заводом освоен двигатель АЛ-31ФН, а также большинство деталей для совместно создаваемых с ОАО "Мотор Сич" двигателей Д-436, Д-27 и АИ-222. В специализированном КБ создаются двигатели для энергоустановок, газоперекачивающих станций и др. И все же главным направлением остается производство двигателей для военной авиации, которое требует освоения новейших технологий.
Специалистами ФГУП "ММПП "Салют" была создана концепция модернизации выпускаемого серийно двигателя АЛ-31Ф, что позволяет существенно сократить сроки и стоимость разработки. Об этом на семинаре рассказал генеральный директор ФГУП “ММПП “Салют” Ю. С. Елисеев.
Улучшения основных параметров двигателя предполагается достичь путем проведения модернизации в три этапа. Двигатели каждого этапа модернизации будут выпускаться серийно, сохранят взаимозаменяемость и будут иметь улучшенные характеристики по сравнению с предыдущими вариантами.
На первом этапе предусматриваются следующие изменения: установка компрессора низкого давления (КНД); повышение температуры газов перед турбиной (на 25 °С); применение цифрового регулятора режимов работы.
Тяга двигателя при этом возрастает на 800 кгс. Двигатель первого этапа модернизации успешно прошел стендовые и летные испытания. Ведется подготовка производства для внедрения его в серию.
На втором этапе модернизации в конструкцию АЛ-31Ф вводятся: высокотемпературные турбины высокого и низкого давления с лопатками пространственного профилирования (температура газов увеличивается еще на 75 °С); перспективная камера сгорания с двухстеночной жаровой трубой; электронно-цифровая САУ с полной ответственностью и гидромеханическим резервированием.
Тяга двигателя увеличивается до 14100 кгс.
На третьем этапе вводится новый трехступенчатый КНД с широкохордными лопатками пространственного профилирования и повышенной степенью сжатия (4,2), что позволяет увеличить тягу до 14600 кгс.
На любом этапе модернизации на двигатель может быть установлено всеракурсное поворотное сопло, проходящее в настоящее время испытания. Как ожидается, после завершения третьего этапа модернизации АЛ-31Ф будет обладать характеристиками поколения 4+. Опробованные в процессе модернизации решения могут оказаться чрезвычайно полезными при разработке двигателей нового поколения, которые должны обладать: более высокими значениями удельных параметров; уменьшенным числом ступеней компрессора; увеличенным ресурсом и надежностью; отношением величины бесфорсажной тяги к форсажной ~ 0,4; сокращенным временем на диагностирование и техническое обслуживание; уменьшенными сроками и затратами на проектирование, доводку и изготовление.
Для того, чтобы новые двигатели удовлетворяли указанным требованиям, необходимо увеличить степень повышения давления в компрессорах до 26…30 и температуру газа на входе в турбину до 2000…2100К.
На этапе проектирования двигателя нового поколения предусматривается увеличение нагруженности лопаток, повышение температуры в основной камере сгорания, уменьшение ее размеров, снижение образования вредных веществ, повышение стойкости лопаток, увеличение эффективности турбины.
Создание двигателя нового поколения требует применения качественно новых подходов к характеристикам используемого технологического оборудования.
Большое значение придается заготовительному производству, в том числе получению высококачественных заготовок дисков турбины и компрессора. Использование эффекта сверхпластичности способствует увеличению технологической пластичности и повышению качества изделий.
Комплекс научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проведенный для модернизации линии, совершенствования процесса изотермической раскатки заготовок дисков, позволяет рассматривать его как часть интегрированной автоматизированной системы производства.
Механический метод. Фрезерование пера лопаток из титановых сплавов осуществляется на трехкоординатном станке Cincinnati Arrow, имеющем высокую точность позиционирования.
Что касается обработки замковых элементов лопаток, то основой технологического процесса является использование интегральной технологии абразивной обработки на основе метода глубинного шлифования.
Электрохимический метод. Проведенные в последние годы исследования свидетельствуют о принципиальной возможности достижения высокой точности и получения высокого качества поверхности практически без измененного слоя (0,5…2,0 мкм). Для реализации этих процессов требуется оборудование нового поколения, новые технологические схемы обработки и др. Такого рода станок удалось создать совместно с КМПО.
В настоящее время на ММПП "Салют" отрабатывается технология обработки межлопаточных каналов моноколес и крыльчаток методами электроэрозионной и электрохимической обработки (ЭЭО). Закончен первый этап разработки указанной технологии, предусматривающей изготовление пазов в дисках ГТД.
В последнее время большое внимание уделяется нанесению жаростойких и термобарьерных покрытий электронно-лучевыми и плазменно-вакуумными методами. ВИАМом разработан метод нанесения конденсированных покрытий по вакуумно-плазменной технологии высоких энергий. Циркуляционный метод (МГТУ им. Н.Э. Баумана) применяется для формирования диффузионных покрытий с использованием вакуумно-газовой циркуляционной технологии (ВГЦТ).
Внедрение новой технологии ВГЦТ способствовало широчайшему ее распространению при производстве других деталей ГТД. Эта технология - единственный на сегодня способ формирования защитных покрытий на внутренних поверхностях.
Широкое применение при производстве деталей двигателя нового поколения находит ионная химико-термическая обработка зубчатых колёс и других деталей. На предприятии организованы производственные участки ионного азотирования. В стадии запуска находится участок, укомплектованный установками фирмы IPSEN.
В лабораториях и цехах продолжаются работы, связанные с освоением многих критических технологий. Вот краткий их перечень: изготовление блисков из титановых сплавов (штампованная лопатка + гранульный диск); внедрение углепластиковой и полой лопатки; получение заготовок из интерметаллидных материалов на основе ТiAl.
В заключение следует отметить, что внедрение технологий, вписывающихся в автоматизированную систему технологической подготовки производства, позволит сократить сроки изготовления материальной части и гибко реагировать на изменения, вводимые в конструкцию перспективных двигателей.
Конечно, совершить технологическую революцию на одном отдельно взятом предприятии невозможно. Необходима кооперация, причем не навязанная сверху, а добровольная, нацеленная на координацию усилий для успешного решения главной задачи - создания двигателя нового поколения.