ЦИАМ И "САЛЮТ" - СЕМЬДЕСЯТ ПЯТЬ ЛЕТ ВМЕСТЕ

Юрий Елисеев, генеральный директор ФГУП "ММПП "Салют"

Не существует ни одного предприятия авиационного двигателестроения на территории бывшего Советского Союза, которое не было бы в настоящее время связано самыми тесными узами с Центральным институтом авиационного моторостроения. И все же только ФГУП "ММПП "Салют" может гордиться тем, что его творческие и деловые отношениями с ЦИАМ установились непосредственно с момента рождения последнего.

3 декабря 1930 г. Реввоенсоветом СССР было принято решение об объединении отдела авиамоторов ЦАГИ и отдела опытного машиностроения завода № 24 (так в те годы называлось ФГУП "ММПП "Салют") в единый институт авиационных моторов, которому в 1932 г. было присвоено наименование ИАМ. Его начальником был назначен Н.И. Побережский, до этого работавший директором завода № 24. В дальнейшем этот институт стал именоваться Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ).

В первой половине тридцатых годов прошлого столетия ЦИАМ объединил несколько конструкторских бюро, которые создали первые мощные поршневые двигатели в стране (АМ-34, АЧ-30). Двигатель АМ-34 оказался очень перспективным; он сам и его модификации имели долгую жизнь, начиная с обеспечения беспосадочных перелетов через Северный Полюс в Америку и кончая использованием на знаменитом штурмовике Ил-2.

Серийное производство этого двигателя с 1931 г. осуществлялось на заводе № 24 (с 1942 г. на московской площадке предприятия был организован завод № 45), и с этого времени творческое содружество института и завода еще более укрепилось.

В конце войны в ЦИАМ начались работы над отечественным турбореактивным двигателем ТР-1, а в первые послевоенные годы институт полностью переключился на реактивную тематику.

Главным событием пятидесятых годов минувшего века в жизни ЦИАМ стало создание национального экспериментально-исследовательского комплекса, предназначенного для испытаний всех создаваемых в стране авиационных двигателей и их основных элементов в имитированных высотно-скоростных условиях полета. Этот крупнейший в Европе испытательный комплекс вошел в строй в 1955 г. и стал филиалом ЦИАМ (сейчас - НИЦ ЦИАМ). Испытательный комплекс был спроектирован и построен с такой перспективой, что вплоть до настоящего времени при относительно небольшой модернизации он обеспечивает необходимые испытания и доводку всех отечественных двигателей. Именно в пятидесятых годах, в "золотой" период советского двигателестроения, ЦИАМ принимал непосредственное участие в создании легендарных двигателей главных конструкторов В.А. Добрынина, А.Г. Ивченко, A.M. Люльки, А.А. Микулина. По рекомендации ЦИАМ были созданы первые в мире ТРДФ со сверхзвуковыми ступенями компрессоров.

ММПП "Салют" в те годы осваивал производство все более сложных в технологическом отношении двигателей. Начав в 1947 г. с изготовления первого отечественного турбореактивного двигателя (ТРД) ТР-1, коллектив завода последовательно наладил крупносерийный выпуск ТРД четырех поколений:

Создание многорежимного двухконтурного форсированного двигателя четвертого поколения АЛ-31Ф при непосредственном участии и научном обеспечении ЦИАМ явилось крупным научно-техническим достижением отечественного авиадвигателестроения. Высокие качества этого двигателя - малый удельный вес и габариты, газодинамическая устойчивость при полете с большими углами атаки, широкий диапазон условий устойчивой работы камеры сгорания, хорошая динамика и отсутствие ограничений на перемещение РУД - позволяют говорить об этом двигателе как об одном из наиболее совершенных двигателей, предназначенных для высокоманевренных самолетов, имеющем значительный потенциал дальнейшего развития.
В новых экономических условиях, обернувшихся тяжелыми испытаниями для отечественного авиадвигателестроения, ММПП "Салют", выпускающее такую высокотехнологичную продукцию как авиационные ГТД, получило возможность твердо и надежно закрепиться на рынке, лишь обладая значительным научно-техническим заделом в части модернизации выпускаемых изделий (в том числе АЛ-31Ф), а также в отношении разработки двигателей новых поколений.

Для успешного создания конкурентоспособных перспективных авиационных двигателей несомненной является ключевая роль опережающего научно-технического задела в форме критических технологий, реализуемых в экспериментальных элементах, узлах, газогенераторах. В этой связи творческое содружество с ЦИАМ - головным институтом по двигателям, 75-летие которого мы отмечаем, - является важнейшим шагом в реализации концепции развития ММПП "Салют", которая нацелена на организацию проектных и производственных структур, обеспечивающих поэтапную модернизацию АЛ-31Ф, а также разработку новых двигателей в условиях полного отсутствия финансируемых государством программ.

Работы, проводимые ЦИАМ в интересах создания научно-технического задела для модернизации двигателей АЛ-31Ф на договорной основе с ММПП "Салют", помогли сохранить кадровый состав института и вести собственные научные разработки, не связанные с проведением совместных работ.

При модернизации двигателя АЛ-31Ф большое внимание было уделено повышению надежности, производственной и эксплуатационной технологичности, ресурса.

Новые конструкторские решения связаны с применением более совершенных материалов и технологических приемов, с повышением уровня термогазодинамического совершенства узлов двигателя. Эти работы проводятся в тесном сотрудничестве с ЦИАМ как по линии проектно-конструкторских разработок, так и в отношении экспериментальных исследований.
Совместными усилиями ученых ЦИАМ и конструкторов ММПП "Салют" был спроектирован высоконапорный трехступенчатый вентилятор, отличающийся увеличенным расходом воздуха. Этот вентилятор обеспечит более высокую степень повышения давления по сравнению с исходным четырехступенчатым вариантом.

Особенностью его конструкции является применение широкохордных бесполочных лопаток и ротора типа "блиск", что в совокупности обеспечивает сокращение числа лопаток примерно в 1,6 раза. В результате применения этого вентилятора и выполнения ряда других мероприятий тяга модернизированного ТРДДФ возрастет на 17 %.

При разработке проекта трехступенчатого вентилятора специалистами ЦИАМ были использованы наиболее современные технологии проектирования и численного моделирования рабочего процесса. Оптимизация и расчет характеристик этого вентилятора выполнялись на основе сквозного трехмерного расчета вязкого течения в рамках уравнений Навье-Стокса.
Налажена тесная творческая связь между специалистами конструкторского бюро ММПП "Салют" и ЦИАМ по камерам сгорания. Проводится совместный анализ теплового и напряженного состояний стенок серийной камеры сгорания двигателя АЛ-31Ф, что в перспективе должно способствовать повышению ее ресурса. Следует отметить также усилия специалистов ММПП "Салют", направленные на совершенствование характеристик камеры сгорания и разработку конструкции с повышенной допустимой температурой газа перед турбиной, что обеспечит улучшение параметров двигателя. Это, в частности, касается разработки двойных перфорированных стенок жаровой трубы и фронтового устройства с интенсивным смешением топлива с воздухом. Быстрая и удачная реализация и внедрение этих идей может выдвинуть ММПП "Салют" в число передовых разработчиков высокотемпературных камер сгорания.

Как одно из важнейших направлений совместной работы ЦИАМ с ММПП "Салют" следует рассматривать решение задач создания конструкции турбинных лопаток с транспирационной схемой охлаждения. Потребовались годы, чтобы понять и реализовать основные моменты технологии их изготовления и получить первые образцы таких лопаток, но сегодня уже ясно, что такие лопатки делать можно как в равноосном, так и в монокристальном варианте. Работы по созданию устойчивой серийной технологии, проводимые совместно с ЦИАМ, ВИАМ и нашим заводом, успешно развиваются, и в ближайшее время можно ожидать, что эта технология будет внедрена в производство одного из разрабатываемых изделий.

Важным направлением сотрудничества коллективов ЦИАМ и ФГУП "ММПП "Салют" является научно-техническая экспертиза ведущими специалистами института новых разработок конструкторов предприятия, спектр которых охватывает как авиационные двигатели различного назначения, так и энергетические ГТУ наземного применения. Так, значительный интерес вызвал проект высокотемпературной парогазотурбинной энергетической установки сложного цикла МЭС-60 мощностью 60 МВт, в которой предполагается применение ряда перспективных технологий для обеспечения высокого к.п.д. К числу новых технологий, примененных на МЭС-60, относится: охлаждение высокотемпературной турбины по специальной схеме, утилизация "тепловым насосом" остаточного тепла выхлопных газов и тепла, выделившегося при конденсации и др.

Применение принципиально новых технологий при создании перспективных двигателей различного назначения позволит в несколько раз увеличить ресурс двигателей, на 15…30 % повысить экономичность, на 25…50 % снизить массу , уменьшить число деталей в 1,5…2 раза, удовлетворить перспективным требованиям по безопасности и экологии. Плодотворное творческое и деловое содружество ММПП "Салют" и ЦИАМ, проверенное совместными работами на протяжении многих десятилетий, служит дальнейшему укреплению и развитию отечественного авиадвигателестроения.

Коллектив ММПП "Салют" поздравляет всех сотрудников ЦИАМ со знаменательным событием, желает успехов в их плодотворной деятельности и продолжения нашей совместной творческой работы.