Взлёт, 2014 спецвыпуск

Интересна и история создания и доводки многорежимного регулируемого сопла.

Двигатели Д-30Ф6 в сборочном цехе

Первоначально сопло для Д-30Ф6 разработало ТМКБ «Союз», имевшее опыт создания регулируемых сопел. Это была красивая, профессионально спроектированная конструкция. Однако первые летные испытания двигателя выявили ее недостатки: повышенные утечки, недостаточная жесткость (из-за чего «раздувалось» критическое сечение сопла), превышение по массе и т.д.

Коллеги пермяков поправили жесткость. а с утечками и повышенной массой сопла не справились или, возможно, посчитали капризом. Длительная безрезультатная переписка, переговоры… И настал момент, когда Соловьев принял решение: «Делать сопло самим!»

Опыта разработки таких узлов пермское МКБ не имело, но за работу принялись с азартом, проштудировали горы технической литературы, учли наработки московских коллег. Конечно, и в собственной конструкции проявились недостатки, но их устраняли быстрее и эффективнее.

Например, для обеспечения летных характеристик МиГ-31 было необходимо добиться регулирования работы сопла в чрезвычайно широком диапазоне. Дело в том, что при максимальной скорости полета степень понижения давления газа в сопле двигателя меняется практически в 20 раз. При этом степень расширения сопла (отношение площади выходного сечения к площади критического сечения) – более чем в 3 раза. В таких условиях возникала потеря газодинамической устойчивости, тряска сопла (так называемая «бу-буляция»). Проблему решили организацией перепуска атмосферного воздуха в проточную часть двигателя на режимах неустойчивой работы без ухудшения характеристик сопла на основных режимах, с помощью специальных клапанов на створках сопла, конструкция которых была запатентована.

Другой проблемой, связанной с соплом двигателя, стало снижение управляемости самолета на больших скоростях и малых высотах. Экспериментально было выявлено, что на этих режимах нежесткая конструкция сопла не обеспечивает синхронизацию его элементов. Поэтому происходит самопроизвольное изменение положения критического сечения сопла и. соответственно, изменение вектора тяги двигателя. Проблему решили изменением кинематики системы управления створками, что обеспечило газодинамическую синхронизацию створок сопла, устойчивость и стабильность вектора тяги двигателя.

В своем окончательном виде Д-30Ф6 стал сильно отличаться от первоначального проекта. В первую очередь, это касалось материалов: двигатель изготавливался из новых титановых, никелевых сплавов и высокопрочных сталей разработки ВИАМ, но основные геометрические размеры двигателя, определенные еще в 60-х гг., не изменились.

Необходимо подчеркнуть, что в конструкции Д-30Ф6 внедрены 52 уникальных технических решения, которые защищены авторскими свидетельствами.

Глубокая интеграция пермского МКБ с серийным заводом им. Я.М. Свердлова (в настоящее время – ОАО «ПМЗ») в процессе освоения производства Д-30Ф6 обеспечила сборку первого двигателя Д-30Ф6 в 1976 г. Уже через год пермские моторостроители собрали первую партию Д-30Ф6 для стендовых и летных испытаний, а с начала 80-х завод выпускал серийные Д-30Ф6 уже в массовых количествах.

Первый полет опытного МиГ-31 (Е-155М П) с двигателями Д-30Ф6 состоялся 16 сентября 1975 г. Госиспытания, включая войсковые, двигатель Д-30Ф6 успешно завершил в 1979 г.

Уже более 30 лет прошло с тех пор, а технические параметры двигателя, в т.ч. безопасность, безотказность и надежность, остаются на самом высоком уровне. Высокие параметры двигателя обеспечивают самолету МиГ-31 непревзойденную скорость и высоту полета, высокую маневренность, большую дальность. уникальную скороподъемность, длительное время барражирования (с дозаправкой – до 6 часов) и в целом – значительное превосходство над противником в воздухе.

К сожалению, в начале 90-х производство самолетов МиГ-31 и двигателей Д-30Ф6 было свернуто. Вместе с тем истребитель-перехватчик до сих пор несет боевую службу в авиаполках ВВС России. Они также состоят на вооружении Сил воздушной обороны Республики Казахстан.

В настоящее время специалистами ОАО «Авиадвигатель», ОАО «ПМЗ». ОАО «СТАР» и НИИ МО РФ проводится планомерное поэтапное увеличение ресурсов и сроков службы двигателя Д-30Ф6. Это позволяет сохранить парк без снижения уровня безотказности и обеспечивает необходимый уровень боеготовности частей Министерства обороны, эксплуатирующих МиГ-31. Это стало возможным за счет запасов надежности, заложенных при проектировании и производстве двигателя Д-30Ф6, а также благодаря рациональной системе технического обслуживания, методология которой разработана специалистами ОАО «Авиадвигатель» и ОАО «ПМЗ» совместно со специалистами НИИ авиапромышленности и Минобороны России.

Экспериментальный самолет Су-47 «Беркут» с крылом обратной стреловидности, использовавшийся для отработки технологий истребителя пятого поколения. На нем применялись модифицированные двигатели на базе Д-30Ф6

Высотный самолет М-55 с двумя двигателями ПС-30В12, представлявших собой бесфорсажную высотную модификацию Д-30Ф6

Модернизированные двигатели Д-30Ф6 в 1997 г. были установлены на экспериментальном перспективном самолете пятого поколения ОКБ Сухого Су-47 «Беркут» с крылом обратной стреловидности. Двигатели обеспечили успешное выполнение программы исследования особенностей управления самолетом с крылом обратной стреловидности в широком спектре высот и скоростей, а затем использовать эту машину в качестве летающей лаборатории в интересах программы создания компанией «Сухой» Перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации (ПАК ФА).

Другим знаменитым самолетом, оснащенным двигателями, созданными на базе Д-30Ф6. но в высотном бесфорсажном варианте, стал уникальный высотный самолет-разведчик М-55. Совершивший первый полет в 1988 г., М-55 «Геофизика» установил шестнадцать мировых авиационных рекордов, может выполнять длительный (до 6 часов) полет на высоте свыше 20 км. Самолет имеет большой запас прочности и грузоподъемности, что позволяет ему поднимать в воздух до 1.5 т научного оборудования.

За более чем 10 лет в рамках международных программ «Геофизика» летала в небе над Европой. Арктикой. Антарктидой. Австралией, Индийским океаном.