Начались испытания «керамического» двигателя

10.10.2016

Американская компания GE Aviation приступила к испытаниям первого прототипа нового газотурбинного двигателя, разработка которого ведется в рамках программы FATE. Как сообщаетFlightglobal, в настоящее время компания проводит стендовые испытания силовой установки, в которой широко используются матричные керамические композиты. Затем двигатель установят на вертолет.

Разработка двигателя проекта FATE ведется с 2011 года по заказу Армии США. Американским военным необходимы новые относительно дешевые и мощные силовые установки, которые можно будет устанавливать на разные типы вертолетной техники. Согласно требованию военных, новые двигатели должны иметь на 80 процентов больше удельной мощности, чем современные силовые установки.

Кроме того, удельное потребление топлива новыми двигателями должно быть меньше на 35 процентов, а расчетный ресурс — на 20 процентов больше. Наконец, расходы на производство и техническое обслуживание силовых установок проекта FATE должны быть меньше на 45 процентов. В GE Aviation полагают эти требования вполне выполнимыми.

Новый двигатель проекта FATE будет иметь лучшие характеристики по сравнению с обычными вертолетными двигателями благодаря использованию керамических матричных композитов. В частности, из керамики выполнены компрессор, камера сгорания и турбина новых газотурбинных двигателей. Такие материалы позволяют изготавливать детали меньших габаритов за счет отказа от части охлаждающих контуров.

Керамические матричные композиты имеют широкий диапазон рабочих температур, причем детали, выполненные из таких материалов, могут нормально эксплуатироваться при гораздо больших температурах, чем обычные элементы из металлических сплавов. В двигателях FATE керамические детали изготавливаются с помощью технологии трехмерной печати.

Новая силовая установка будет выпускаться в нескольких вариантах, отличающихся размерами и мощностью. Двигатели семейства в зависимости от версии смогут развивать мощность от 5 до 10 тысяч лошадиных сил (3,7–7,4 тысячи киловатт). В первую очередь силовые установки проекта FATE рассматриваются в качестве замены двигателей T700 вертолетов AH-64 Apache и UH-60 Black Hawk.

Двигатели T700 в нескольких десятках версий выпускаются с 1973 года. Их масса варьируется от 180 до 244 килограммов. Удельное потребление топлива установками T700 составляет от 196 до 210 граммов на лошадиную силу в час. Двигатели имеют удельную мощность от 6,1 до 7,4 киловатт на килограмм.

Ранее американская компания Honeywell объявила, что намерена использовать керамические матричные композиты при производстве деталей для серийно выпускаемых вертолетных двигателей. Из новых деталей планируется собирать двигатели T55, устанавливаемые на тяжелые транспортные вертолеты CH-47 Chinook, и силовые установки CTS800, при помощи которых летают многоцелевые вертолеты AW159 Wildcat.

Из нового материала предполагается изготавливать конусы сопел выпускной системы двигателей. Кроме того, керамическим может быть сделан обтекатель турбины и некоторые другие неподвижные элементы конструкции. За счет использования керамики разработчики планируют улучшить некоторые характеристики силовых установок.

Василий Сычёв

 N+1