Actualmente, los preparativos están en marcha para la producción en serie de prometedores cazas Su-57. Como en el caso de los prototipos, el equipamiento de serie estará equipado con motores de dos modelos. Las primeras muestras de producción recibirán los motores AL-41F1 existentes (también son "motores de primera etapa"), y luego los nuevos "Productos 30" los reemplazarán en la serie. Desde finales de 2017, los prometedores motores turborreactores "Producto 30" se han probado en el aire, y en el futuro se espera dominar su producción en aras de la producción en serie de aviones.
El tipo TRDDF "Producto 30", o "motor de segunda etapa", es uno de los temas principales en el contexto del proyecto PAK FA / T-50 / Su-57. Además, este tema es uno de los más cerrados.
Sin embargo, a estas alturas, el desarrollador representado por NPO Saturn, así como funcionarios del Ministerio de Defensa y otras estructuras, lograron revelar algunos de los datos y trazar una imagen aproximada. Se espera que en el futuro continúe fluyendo nueva información y la industria revele nuevos detalles de un proyecto interesante.
Motor de quinta generación
El caza Su-57 pertenece a la quinta generación condicional, lo que indica la presencia de una serie de requisitos característicos. Uno de los principales requisitos es garantizar una velocidad supersónica de crucero, incluso sin el uso de posquemadores. Los motores en serie existentes no permiten obtener tales características y, por lo tanto, se requiere una planta de energía completamente nueva. Un motor prometedor diseñado para el Su-57, como el avión en sí, se atribuye a la quinta generación condicional, sin embargo, ya en el campo de la construcción de motores.
Avión Su-57 con motores de "primera etapa" - AL-41F1. Foto UAC / uacrussia.ru
Se cree que la diferencia entre generaciones de turborreactores se manifiesta en el cambio de parámetros básicos. Un fuerte aumento en el empuje específico o una reducción en el consumo específico de combustible logrado en el nuevo proyecto permiten derivarlo a la próxima generación. El "Producto 30" más nuevo de TRDDF según estos indicadores se compara favorablemente con los sistemas existentes, lo que permite a sus desarrolladores hablar sobre la creación de un motor de la generación "5" o "5+".
El alto rendimiento del nuevo motor se logra principalmente mediante el uso de las más modernas tecnologías, materiales y soluciones. En este caso, también se utilizan ideas que ya se han dominado. Así, el "Producto 30" continúa la línea de motores domésticos con una tobera estándar con controles de vector de empuje.
Sin embargo, hubo que abandonar algunas soluciones modernas. Por ejemplo, en 2013, NPO Saturn mostró un diseño prometedor de una paleta de compresor de alta presión hecha de aluminuro de titanio. Ha habido informes sobre la posible introducción de dicho material en el diseño de la turbina. Sin embargo, más tarde, se abandonó el aluminuro de titanio en la composición del "Producto 30". El ahorro de peso resultó ser insignificante y la resistencia al aumento de las cargas mecánicas y térmicas típicas de los motores militares fue insuficiente.
Detalles técnicos
Según datos conocidos, el "Producto 30" es un motor turborreactor de derivación con un postquemador. En el nivel de algunas ideas básicas, se parece a los motores más antiguos de las familias AL-31 y AL-41, pero todas sus unidades se desarrollaron de nuevo y utilizando desarrollos modernos. El resultado de esto fue un aumento notable en todas las características principales, lo que permitió atribuir el "Producto 30" a la próxima generación de TRDDF.
El motor tiene una arquitectura típica para su clase con compresores multietapa de alta y baja presión, una cámara de combustión y turbinas multietapa. Detrás de las turbinas están el postquemador y la boquilla con UHT. Las unidades necesarias para un propósito u otro se colocan en la superficie exterior del motor. Los desarrolladores del "Producto 30" no tienen prisa por revelar todos los detalles del diseño, pero algunas de las características del nuevo proyecto ya se conocen.
El compresor proporciona una compresión del aire entrante con un grado de 6, 7, proporcionando un caudal de aire de hasta 20-23 kg / s. La cámara de combustión está equipada con un sistema de encendido por plasma instalado directamente en los inyectores. Dichos medios aseguran que el combustible se encienda inmediatamente después de que ingrese a la cámara de combustión. Gracias a esto, se mantiene el modo de combustión óptimo y el llamado. antorcha: combustión incorrecta del combustible acumulado en el motor. La temperatura de los gases frente a la turbina oscila entre 1950 y 2100 ° K. A modo de comparación, para un motor AL-31F en serie, este parámetro no supera los 1700 ° K.
Su-57 experimentado con el motor "Producto 30". Foto Nickolay Krasnov / russianplanes.net
El motor "30" está equipado con una nueva boquilla con funciones de control del vector de empuje. Esta unidad es notablemente más pequeña que las utilizadas anteriormente y tiene diferentes contornos. En particular, el borde de salida de la boquilla, formado por las solapas individuales, se vuelve irregular.
Una característica de diseño importante que brinda nuevas oportunidades es el cambio en el grado de derivación. El proyecto también tuvo en cuenta la necesidad de reducir la visibilidad del motor y de la aeronave en su conjunto para los sistemas de vigilancia por radar e infrarrojos. Estos problemas se resolvieron creando diseños óptimos de la entrada de aire y la boquilla.
Se ha creado un sistema de control digital electrónico original con total responsabilidad para el nuevo motor. Recibe datos de muchos sensores diferentes y supervisa el funcionamiento de todos los componentes del motor. Al recibir los comandos del piloto, el sistema de control los ejecuta teniendo en cuenta los parámetros actuales y varios factores. El control automático del motor simplifica el trabajo del piloto y también facilita el ajuste de la planta de energía para trabajar en ciertas condiciones.
Todas las nuevas ideas y soluciones están destinadas a mejorar las características básicas del motor. Según datos abiertos, el empuje máximo del motor "Producto 30" alcanza los 11000 kgf, postcombustión - 18000 kgf. A modo de comparación, el motor de primera etapa AL-41F1 tiene un empuje de 9500 y 15000 kgf, respectivamente. Por lo tanto, el Su-57, incluso con un peso máximo de despegue superior a 35 toneladas, tendrá una relación empuje / peso de más de uno. Con un peso de despegue normal, este parámetro llegará a 1, 15-1, 2.
Los parámetros específicos del nuevo motor mejoraron o se mantuvieron al nivel de los productos anteriores. Por lo tanto, la gestión de NPO Saturn indica que el consumo de combustible específico del Producto 30 se mantuvo al nivel del motor AL-31F - alrededor de 0,67 kg • kgf / h. Al mismo tiempo, el empuje específico aumentó, pero el valor exacto de este parámetro no se nombra. Con tales parámetros, en términos de sus dimensiones y peso, el motor "30" apenas se diferencia de los turborreactores domésticos de serie.
La optimización de los principales parámetros conduce a un aumento de las características de rendimiento de la aeronave. Según diversas estimaciones, la velocidad de crucero supersónica del Su-57 sin el uso de postcombustión, proporcionada por dos motores con un empuje de 11.000 kgf cada uno, puede llegar a M = 1, 5. La presencia de una boquilla con UHT mejora significativamente la maniobrabilidad en todos los modos.
Planes para el futuro
Hasta ahora, el prometedor motor turborreactor 30 permanece en la etapa de pruebas de vuelo y se está probando en el prototipo de avión T-50 / Su-57. Hasta la fecha, se han fabricado alrededor de dos docenas de motores experimentales para probarlos en tierra y en el aire. Las pruebas de vuelo de los motores se han realizado durante más de un año y tomarán más tiempo. Entonces, a principios del año pasado se informó que todo el ciclo de prueba de vuelo podría demorar tres años.
Motor "30" en el taller de montaje (presumiblemente). Foto Militaryrussia.ru
Según los planes actuales, en los próximos años, las fuerzas aeroespaciales rusas recibirán varios de los primeros cazas Su-57 de producción. Los primeros vehículos de este tipo estarán equipados con el llamado. motores de la primera etapa - TRDDF AL-41F1. En 2020, debería aparecer un segundo contrato para el suministro de equipos en serie. En esta ocasión hablamos de la introducción de nuevos motores. Parte de los cazas de la segunda serie estarán equipados con "Productos 30". La producción en serie de dichos motores será controlada por la Asociación de Producción de Construcción de Motores UEC-Ufa. Más tarde, aproximadamente a mediados de los años veinte, el nuevo motor se convertirá en estándar para todos los Su-57 de serie.
Paralelamente a las pruebas y el ajuste fino del "Producto 30" en su versión existente, se está trabajando para crear nuevas unidades para dicho motor. Está en marcha el desarrollo de una boquilla plana capaz de reducir la firma de la aeronave en diferentes espectros. En lugar de la boquilla estándar, se planea colocar un canal curvo detrás del motor, en el que se deben instalar dos aletas planas móviles.
El canal en forma de S protege las palas de la turbina de la radiación del radar, y la sección rectangular de la boquilla reduce la radiación infrarroja de los gases reactivos. Al mismo tiempo, tales unidades crean una resistencia adicional al movimiento de los gases, lo que conduce a una ligera reducción de las características técnicas del motor. La nueva boquilla aún se encuentra en sus primeras etapas y aún no se sabe si se implementará en futuras actualizaciones del Su-57. Sin embargo, con la ayuda de un proyecto de este tipo, los fabricantes de motores rusos están adquiriendo una experiencia importante.
También se informa sobre la elaboración de los problemas de creación del motor de "sexta generación". Para mejorar aún más las características básicas y específicas, se propone agregar un tercer circuito además de los dos existentes. Sin embargo, tales ideas aún permanecen en las etapas de las primeras investigaciones y, por lo tanto, difícilmente pueden considerarse en el contexto de un mayor refinamiento de los cazas Su-57.
Hasta ahora, la tarea principal de los fabricantes de motores dentro del programa PAK FA es afinar el "Producto 30" con el posterior lanzamiento de su producción y la introducción en la producción en serie de los cazas Su-57. Aparentemente, el motor entrará en producción en su configuración actual, con una serie de soluciones técnicas especiales que aumentan el rendimiento general. Al mismo tiempo, aún no se han planificado reformas fundamentales, como la instalación de una nueva boquilla.
El resultado principal del proyecto bajo la designación de trabajo "30" es la creación de un motor turborreactor de alto rendimiento para el caza ruso más nuevo. Al mismo tiempo, no te olvides de otros puntos importantes. Después de completar el trabajo en el "Producto 30" y ponerlo en servicio en el ejército, el edificio de motores ruso mostrará una vez más su potencial y confirmará su posición de liderazgo.
