История создания.
Генеральный конструктор-директор ОКБ им. Люльки Евгений Марчуков рассказывает, что когда создавался истребитель Су-27, для него было изготовлено несколько десятков опытных двигателей. Для Су-57 всего, включая двигатели для лётных испытаний, построено около 20 опытных образцов «изделия 30».
КБ им. Люльки не впервые создаёт новые двигатели. Когда-то здесь были разработаны двухконтурные турбореактивные двигатели АЛ-31Ф для истребителя Су-27. На его основе был создан двигатель АЛ-41Ф, который планировался к установке на истребитель пятого поколения МиГ-1.44, а также его дальнейшее развитие — двигатель АЛ-41Ф1 со всеракурсным управляемым вектором тяги (УВТ), который сейчас устанавливается на Су-57, и двигатель АЛ-41Ф1С для истребителя Су-35С (изделие 117С).
- «Именно в КБ им. Люльки был разработан управляемой вектор тяги. Это истинная правда, – говорит Евгений Марчуков. – В то время в мире это не очень воспринималось. Говорили: зачем эта акробатика нужна. А сейчас говорят — это сверхманёвренность, это самое главное. Управляемый вектор тяги даёт безопасность лётчику. Исчезло понятие критических углов атаки, и самолёт стал безопасным. Штопор для самолёта — это полёт, а не падение»
Двигатель второго этапа (изделие 30) должен обеспечить истребителю крейсерскую сверхзвуковую скорость, более высокую маневренность, дальность полета. Первый полет Су-57 с этим двигателем состоялся в декабре прошлого года.
Для чего нужна новая силовая установка
Проект машины пятого поколения начали разрабатывать ещё в 80-е годы, но после известных событий конца 80-х и начала 90-х годов из-за недостатка финансирования проектом долгие годы не занимались. Только лишь в начале 2000-х вернулись к его разработке и в 2010 году первый опытный образец поднялся в воздух.
Первый полёт летающей лаборатории Т-50-2 бортовой номер “052” с двигателем второго этапа “изделие 30″. На первых опытных машинах стояли двигатели АЛ-41Ф1С, которые были созданы для Су-35С и не обладали достаточной мощностью для самолётов пятого поколения. Как конкурент для F-22 и F-35 новый самолёт с таким мотором был очень слаб и разработчики сосредоточились над созданием более мощного варианта силовой установки (Изделия-30) и 6 декабря 2017 года новый двигатель был впервые испытан в полёте.
Изделие-30 – это совершенно новая разработка с большей тяговооруженностью, имеющая новейшие электронные схемы и обладающая высокой экономичностью. Машина получила возможность выполнять в течение долгого времени полёты на сверхзвуке без включения форсажных камер также инженеры сделали самолёт более маневренным, чем прежде.
Основные отличия нового двигателя
Су-57 отличается повышенной малозаметностью благодаря формам конструкции, материалам и поглощающему покрытию(“пиксельного” камуфляжа), а также средствам РЭБ. Элементы планера и кромки крыла нового самолёта пятого поколения расположены под определёнными углами, исключающими эффект уголкового отражателя. Так вот для повышения эффекта незаметности, новый двигатель Су-57 имеет зубчатые круглые сопла, что позволяет приобрести силовой установке наибольшие стелс-возможности, при этом сохраняя высокую манёвренность и всеракурсный вектор тяги.
Изделие-30 для Су-57, хорошо видна зубчатая кромка сопла для придания малозаметности работы двигателя.
Разработка новых технологий и применение в конструкции двигателя современных материалов помогли инженерам создать оригинальный компрессор высокого давления для изделия-30.
Ноу-хау в новой силовой установке является сложнейшая конструкция по форме лопатки турбины, изготовленная из уникальных компонентов жаростойких сплавов никеля. Двигателестроители США оценили новый мотор как «вершину инженерной мысли».
В изделии-30 повышены показатели отношения удельной тяги к удельному весу – чем выше этот показатель, тем более высокая тяговооруженность двигателя. Это основной параметр, характеризующий техническое совершенство двигателя для машины пятого поколения. Всё это вкупе с бесфорсажным режимом крейсерского полёта и уменьшения незаметности в различных диапазонах отличает превосходство новой силовой установки над мотором первого этапа. Это не модернизация двигателя первого этапа изделия 117(Су-35С), а полностью новая силовая установка для истребителей пятого поколения. В Тип-30 множество новшеств, которые включают: новую турбину, новые лопатки, компрессор и полностью цифровую систему управления.
Лопатка турбины двигателя второго этапа “изделие 30”. Лопатка турбины на первый взгляд – это обычная стальная пластина, но на самом деле каждая такая лопатка — это произведение искусства. Внутри неё отверстия, каналы, проточки, всё сделано с ювелирной точностью.
- При более низком расходе топлива чем у двигателя 1-го этапа, Тип-30 обеспечивает Су-57 сверхзвуковую скорость без форсажа и добавляет еще несколько преимуществ по сравнению с конкурентами.
Первые версии Су-57 с двумя двигателями Тип-117 имели суммарную тягу — в 30 000 кгс. Суммарная тяга двух двигателей американского Раптора — около 32 000 кгс.
- На лётных испытаниях тяга Тип-30 достигла — 35 000 кгс. Изготовитель Тип-30 (ОКБ им. Люльки) планирует довести тягу до 39 000 кгс. В результате Су-57 будет имеет тягу на 20% выше чем у Раптора.
При этом Тип-30 имеет уникальные характеристики по скорости отклонения вектора тяги в 60 град./сек причем по всем ракурсам, что позволяет Су-57 «вертеться волчком практически на месте», в то время как сопла у двигателей Раптора, отклоняются только по вертикали и со скоростью 20 град./сек.
- В лётной программе московского авиакосмического салона уже не первый год истребители Су-30СМ, Су-35С и Т-50 демонстрируют эту фигуру высшего пилотажа — плоский штопор. Выход из него выполняется именно за счёт двигателя с УВТ, а не посредством аэродинамических свойств крыла и его механизации.
Удельная тяга — это отношение тяги двигателя к его весу. Увеличить тягу двигателя и при этом нисколько не увеличив его вес — это наука, сочетающая в себе расчёт и эксперимент.
Создать новый двигатель иной раз сложнее, чем создать новый самолёт. «Если брать планер, то двигатель конечно сложнее, – продолжает рассказывать Евгений Марчуков. – Потому что у планера два крыла, а у нас — 1000 крыльев, каждая лопаточка — это крыло».
На двигателе «изделие 30» с номером «01» была отработана система управления, которая работает при температуре 180 градусов C. «Это температура внутри мотогондолы на больших скоростях, – продолжает генеральный конструктор. – И поскольку электроника такую температуру не держит, двигатель охлаждается керосином. Внутри мотогондолы специально сделаны каналы, куда подводится керосин».
- Евгений Марчуков поясняет, что охлаждать двигатель истребителя больше нечем. Воздухом не эффективно, воды на самолёте нет, возить её для охлаждения не целесообразно, а керосина — полные баки.
- «Изделие 30» обычно называют двигателем пятого поколения. Но Евгений Марчуков считает, что двигатель можно отнести к поколению 5+. «Он опережает немного пятое поколение, потому что главные удельные характеристики этого двигателя — удельная тяга, удельный расход [топлива] и удельный вес соответствуют этому поколению [5+]».
Заключение
Новый двигатель нужно грамотно довести до нужной кондиции и провести все необходимые испытания в воздухе, так что ранее 2023 года результата ждать не приходится. Торопиться с этим не следует, но и затягивать этот процесс не стоит, тем более что экспортные перспективы изделия-30 очень волнуют нашего партнёра Индию, а обстановка на рынке в Дели весьма серьёзная, ведь конкуренты для России на нём США и Франция.