Momenteel worden voorbereidingen getroffen voor de serieproductie van veelbelovende Su-57-jagers. Net als bij prototypes zal de seriële uitrusting worden uitgerust met motoren van twee modellen. De eerste productiemonsters zullen de bestaande AL-41F1-motoren ontvangen (het zijn ook "eerste fase-motoren"), en daarna zullen de nieuwere "Products 30" ze in de serie vervangen. Sinds eind 2017 zijn veelbelovende turbojetmotoren "Product 30" in de lucht getest en in de toekomst wordt verwacht dat ze hun productie onder de knie zullen krijgen in het belang van de serieproductie van vliegtuigen.
TRDDF type "Product 30", of "tweede trap motor", is een van de belangrijkste onderwerpen in de context van het PAK FA / T-50 / Su-57 project. Bovendien is dit onderwerp een van de meest gesloten.
Inmiddels is de ontwikkelaar, vertegenwoordigd door NPO Saturnus, evenals functionarissen van het ministerie van Defensie en andere instanties, er echter in geslaagd een deel van de gegevens vrij te geven en een ruw beeld te schetsen. De verwachting is dat in de toekomst nieuwe informatie zal blijven stromen en dat de industrie nieuwe details van een interessant project zal onthullen.
Motor van de vijfde generatie
De Su-57-jager behoort tot de voorwaardelijke vijfde generatie, wat wijst op de aanwezigheid van een aantal karakteristieke vereisten. Een van de belangrijkste vereisten is om supersonische kruissnelheid te garanderen, ook zonder het gebruik van naverbranders. Met bestaande seriële motoren kunnen dergelijke eigenschappen niet worden verkregen en daarom is een volledig nieuwe krachtcentrale vereist. Een veelbelovende motor ontworpen voor de Su-57, zoals het vliegtuig zelf, wordt toegeschreven aan de voorwaardelijke vijfde generatie - echter al op het gebied van motorbouw.
Su-57 vliegtuigen met "eerste trap" motoren - AL-41F1. Foto UAC / uacrussia.ru
Er wordt aangenomen dat het verschil tussen generaties turbojetmotoren zich manifesteert in de verandering in basisparameters. Een sterke toename van de specifieke stuwkracht of een vermindering van het specifieke brandstofverbruik dat in het nieuwe project wordt bereikt, maakt het mogelijk om het naar de volgende generatie te verwijzen. De nieuwste TRDDF "Product 30" door deze indicatoren steekt gunstig af bij de bestaande systemen, waardoor de ontwikkelaars kunnen praten over het maken van een motor van de "5" of "5+" generatie.
De hoge prestaties van de nieuwe motor worden voornamelijk bereikt door het gebruik van de modernste technologieën, materialen en oplossingen. In dit geval worden ook ideeën gebruikt die al onder de knie zijn. Zo zet "Product 30" de lijn van binnenlandse motoren voort met een standaard mondstuk met stuwkrachtvectorregelingen.
Sommige moderne oplossingen moesten echter worden opgegeven. Zo toonde NPO Saturn in 2013 een veelbelovend ontwerp van een hogedrukcompressorblad gemaakt van titaniumaluminide. Er zijn meldingen geweest van de mogelijke introductie van een dergelijk materiaal in het ontwerp van de turbine. Later werd echter titaniumaluminide in de samenstelling van "Product 30" verlaten. De gewichtsbesparing bleek verwaarloosbaar en de weerstand tegen de verhoogde mechanische en thermische belastingen die typisch zijn voor militaire motoren was onvoldoende.
Technische details
Volgens bekende gegevens is "Product 30" een bypass-turbostraalmotor met een naverbrander. Op het niveau van enkele basisideeën lijkt het op de oudere motoren van de AL-31- en AL-41-families, maar al zijn eenheden zijn opnieuw ontwikkeld en gebruikmakend van moderne ontwikkelingen. Het resultaat hiervan was een merkbare toename van alle hoofdkenmerken, waardoor het "Product 30" kon worden toegeschreven aan de volgende generatie TRDDF.
De motor heeft een typische architectuur voor zijn klasse met meertraps hoge- en lagedrukcompressoren, een verbrandingskamer en meertrapsturbines. Achter de turbines bevinden zich de naverbrander en de nozzle met de UHT. Noodzakelijke eenheden voor een of ander doel worden op het buitenoppervlak van de motor geplaatst. De ontwikkelaars van "Product 30" hebben geen haast om alle details van het ontwerp bekend te maken, maar sommige functies van het nieuwe project zijn al bekend.
De compressor zorgt voor compressie van de binnenkomende lucht met een graad van 6, 7, waardoor een luchtstroomsnelheid van maximaal 20-23 kg / s wordt verkregen. De verbrandingskamer is uitgerust met een plasma-ontstekingssysteem dat direct op de injectoren is geïnstalleerd. Dergelijke middelen zorgen ervoor dat de brandstof onmiddellijk wordt ontstoken nadat deze de verbrandingskamer binnenkomt. Hierdoor blijft de optimale verbrandingsmodus behouden, en de zogenaamde. fakkel - onjuiste verbranding van brandstof die zich in de motor heeft opgehoopt. De temperatuur van de gassen voor de turbine varieert van 1950 tot 2100°K. Ter vergelijking: voor een seriële AL-31F-motor is deze parameter niet groter dan 1700 ° K.
Ervaren Su-57 met de "Product 30" motor. Foto Nickolay Krasnov / russianplanes.net
De "30"-motor is uitgerust met een nieuw mondstuk met functies voor stuwkrachtvectorregeling. Deze unit is merkbaar kleiner dan de eerder gebruikte en heeft andere contouren. In het bijzonder wordt de achterrand van het mondstuk, gevormd door de afzonderlijke flappen, ongelijk.
Een belangrijk ontwerpkenmerk dat nieuwe kansen biedt, is de verandering in de mate van bypass. Het project hield ook rekening met de noodzaak om de zichtbaarheid van de motor en het vliegtuig als geheel voor radar- en infraroodbewakingssystemen te verminderen. Dergelijke problemen werden opgelost door optimale ontwerpen van de luchtinlaat en het mondstuk te maken.
Voor de nieuwe motor is een origineel elektronisch digitaal regelsysteem gecreëerd met volledige verantwoordelijkheid. Het ontvangt gegevens van veel verschillende sensoren en bewaakt de werking van alle motorcomponenten. Het besturingssysteem ontvangt commando's van de piloot en voert ze uit, rekening houdend met de huidige parameters en verschillende factoren. Automatische motorregeling vereenvoudigt het werk van de piloot en vergemakkelijkt ook het afstemmen van de krachtcentrale voor werk in bepaalde omstandigheden.
Alle nieuwe ideeën en oplossingen zijn bedoeld om de basiskenmerken van de motor te verbeteren. Volgens open gegevens bereikt de maximale stuwkracht van de "Product 30" -motor 11000 kgf, naverbrander - 18000 kgf. Ter vergelijking: de AL-41F1 eerste trap motor heeft een stuwkracht van respectievelijk 9500 en 15000 kgf. Zo zal de Su-57, zelfs met een maximaal startgewicht van meer dan 35 ton, een stuwkracht-gewichtsverhouding van meer dan één hebben. Bij een normaal startgewicht bereikt deze parameter 1, 15-1, 2.
De specifieke parameters van de nieuwe motor verbeterden of bleven op het niveau van eerdere producten. Zo geeft de directie van NPO Saturn aan dat het specifieke brandstofverbruik van de Product 30 op het niveau van de AL-31F-motor bleef - ongeveer 0,67 kg • kgf/h. Tegelijkertijd nam de specifieke stuwkracht toe, maar de exacte waarde van deze parameter wordt niet genoemd. Met dergelijke parameters verschilt de "30" -motor qua afmetingen en gewicht nauwelijks van de seriële binnenlandse turbojetmotoren.
Optimalisatie van de belangrijkste parameters leidt tot een toename van de prestatiekenmerken van het vliegtuig. Volgens verschillende schattingen kan de supersonische kruissnelheid van de Su-57 zonder het gebruik van een naverbrander, geleverd door twee motoren met een stuwkracht van elk 11.000 kgf, M = 1, 5 bereiken. De aanwezigheid van een mondstuk met UHT verbetert de manoeuvreerbaarheid aanzienlijk in alle modi.
Plannen voor de toekomst
Tot dusverre bevindt de veelbelovende product 30-turbostraalmotor zich in het stadium van vliegtests en wordt getest op prototype T-50 / Su-57-vliegtuigen. Tot op heden zijn ongeveer twee dozijn experimentele motoren vervaardigd voor testen op de grond en in de lucht. De testvluchten van de motoren zijn al meer dan een jaar aan de gang en zullen meer tijd in beslag nemen. Zo werd begin vorig jaar gemeld dat de volledige testcyclus van de vlucht drie jaar zou kunnen duren.
Motor "30" in de montagewerkplaats (vermoedelijk). Foto Militaryrussia.ru
Volgens de huidige plannen zullen de Russische lucht- en ruimtevaarttroepen de komende jaren verschillende van de eerste productie Su-57-jagers ontvangen. De eerste voertuigen van dit type zullen worden uitgerust met de zogenaamde. motoren van de eerste trap - TRDDF AL-41F1. In 2020 moet een tweede contract voor de levering van seriële apparatuur verschijnen. Deze keer hebben we het over de introductie van nieuwe motoren. Een deel van de jagers van de tweede serie zal worden uitgerust met "Products 30". De serieproductie van dergelijke motoren zal worden beheerst door de UEC-Ufa Engine-Building Production Association. Later, ongeveer halverwege de jaren twintig, wordt de nieuwe motor standaard voor alle seriële Su-57's.
Parallel met het testen en verfijnen van "Product 30" in zijn bestaande versie, wordt gewerkt aan het creëren van nieuwe eenheden voor een dergelijke motor. Er wordt gewerkt aan de ontwikkeling van een platte straalpijp die de handtekening van het vliegtuig in verschillende spectra kan verminderen. In plaats van het standaard mondstuk is het de bedoeling om een gebogen kanaal achter de motor te plaatsen, waarop twee beweegbare platte kleppen moeten worden geïnstalleerd.
Het S-vormige kanaal beschermt de turbinebladen tegen radarstraling en het rechthoekige gedeelte van het mondstuk vermindert de infraroodstraling van reactieve gassen. Tegelijkertijd creëren dergelijke eenheden extra weerstand tegen de beweging van gassen, wat leidt tot een lichte vermindering van de technische kenmerken van de motor. Het nieuwe mondstuk bevindt zich nog in de beginfase en het is nog niet bekend of het zal worden geïmplementeerd in toekomstige upgrades van de Su-57. Met behulp van een dergelijk project doen Russische motorbouwers echter belangrijke ervaring op.
Er wordt ook gerapporteerd over de uitwerking van de problemen bij het maken van de motor van de "zesde generatie". Om de basis- en specifieke kenmerken verder te verbeteren, wordt voorgesteld om naast de twee bestaande circuits een derde circuit toe te voegen. Dergelijke ideeën bevinden zich echter nog in de stadia van het vroegste onderzoek en kunnen daarom nauwelijks worden beschouwd in de context van verdere verfijning van de Su-57-jagers.
Tot nu toe is de belangrijkste taak van motorbouwers binnen het PAK FA-programma het verfijnen van "Product 30" met de daaropvolgende lancering van de productie en introductie in serieproductie van Su-57-jagers. Blijkbaar zal de motor in zijn huidige configuratie in productie gaan - met een aantal speciale technische oplossingen die de algehele prestaties verhogen. Tegelijkertijd zijn kardinale revisies, zoals de installatie van een nieuw mondstuk, nog niet gepland.
Het belangrijkste resultaat van het project onder de werkaanduiding "30" is de creatie van een krachtige turbostraalmotor voor de nieuwste Russische jager. Vergeet tegelijkertijd andere belangrijke punten niet. Na het voltooien van het werk aan "Product 30" en het in gebruik nemen in het leger, zal het Russische motorgebouw opnieuw zijn potentieel laten zien en zijn leidende positie bevestigen.
