Наукові конференції, Научные конференции » СУЧАСНА НАУКА В МЕРЕЖІ INTERNET (16-18.02.15) » Чумаченко О. А. СТВОРЕННЯ ТА ВИРОБНИЦТВО ДВОКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГУНА Д-36 У ЗАПОРІЖЖІ В 1970-1980 РР.

Чумаченко О. А. СТВОРЕННЯ ТА ВИРОБНИЦТВО ДВОКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГУНА Д-36 У ЗАПОРІЖЖІ В 1970-1980 РР.

Категорія: СУЧАСНА НАУКА В МЕРЕЖІ INTERNET (16-18.02.15), Історія

УДК: 629. 7. 03 (091) (477. 64) «1970/1980»

 

СТВОРЕННЯ ТА ВИРОБНИЦТВО ДВОКОНТУРНОГО ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГУНА Д-36 У ЗАПОРІЖЖІ В 1970-1980 РР.

Чумаченко О. А.

Запорізький національний технічний університет, Україна, Запоріжжя

 

Розглянуто історію проектування та виробництва двигуна Д-36 з підвищеним ступенем двоконтурності на ЗВО «Моторобудівник» та ЗМКБ «Прогрес» у 1970-1980 рр. Проаналізовано комплексну систему створення і виробництва двигуна. Установлено та охарактеризовано конструктивні зміни та науково-технічні досягнення, які були впроваджені для покращення показників виробу.

Ключові слова: авіаційна промисловість, авіадвигунобудування, двоконтурний турбореактивний двигун, літак, конструкторське бюро, Запорізький моторобудівний завод.

 

Чумаченко О. А. Создание и изготовление двухконтурного турбореактивного двигателя Д-36 в Запорожье в 1970-1980 гг. / Запорожский национальный технический университет, Украина, г. Запорожье

Рассмотрено историю проектирования и производства двигателя Д-36 c повышенной степенью двухконтурности на ЗПО «Моторостроитель» и ЗМКБ «Прогресс» в 1970-1980 гг. Проанализировано комплексную систему создания и производства двигателя. Установлены и охарактеризированы конструктивные изменения и научно-технические достижения, которые были внедрены для улучшения показателей изделия.

Ключевые слова: авиационная промышленность, авиадвигателестроение, двухконтурный турбореактивный двигатель, самолёт, конструкторское бюро, Запорожский моторостроительный завод.

 

Chumachenko O. A. The Design and Manufacture of D-36 Turbofan Engine in Zaporizhzhya during 1970-1980 / Zaporizhzhya National Technical University, Ukraine, Zaporizhzhya

The article examines the history of design and production of D-36 turbofan engine at Motorobudivnyk Zaporizhzhya Production Association and Progress Zaporizhzhya Machine-Building Design Bureau during 1970-1980. It analyzes the integrated system of engine development and manufacture. The article also establishes and characterizes structural changes and scientific and technological advances implemented to improve product performance.

Key words: aviation industry, aircraft engine manufacturing, turbofan engine, airplane, design bureau, Zaporizhzhya Engine-Building Plant.

 

Вступ

Серед потенційних напрямків розвитку виробництва авіаційної техніки провідне місце належить авіадвигунобудуванню. Як відомо, в Україні існує лише один центр цієї сфери авіаційної промисловості, а саме ПАТ «Мотор Січ» та ЗМКБ «Прогрес» ім. О. Г. Івченка. Вони посідають одне з првідних місць у світі серед підприємств, які займаються розробленням, виробництвом, ремонтом та обслуговуванням авіаційних газотурбінних двигунів для літаків та гвинтокрилів. Для того щоб мати змогу розвивати перспективні напрямки галузі, потрібно проаналізувати досвід, набутий запорізькими підприємствами. Яскравим прикладом нарощування технічного прогресу в СРСР було створення та введення в експлуатацію першого вітчизняного двигуна Д-36 з підвищеним ступенем двоконтурності, що робить тему дослідження актуальною.

Серед останніх досліджень слід виділити роботу авторського колективу на чолі з В. О. Богуслаєвим та П. Д. Жеманюком, присвячену 85-річній історії розвитку Запорізького авіадвигунобудівного підприємства, працю О. Е. Беззубцева-Кондакова, видану до 100-річчя ПАТ «Мотор Січ». Частково проблема висвітлена в монографії А. Харука «Нарис історії авіаційної промисловості України (1910-1980-ті рр.)».

Мета дослідження полягає в ретроспективі історії розвитку авіадвигунобудування Запорізького регіону 1970-1980 рр. на прикладі двигуна Д-36.

У 1970-х рр. у СРСР продовжував зростати рівень та обсяг пасажирських перевезень. Аерофлоту були необхідні нові літаки з підвищеною пасажиромісткістю. Одним з таких літаків мав стати ближньомагістральний Як-42, розрахований на 120 пасажирських місць із протяжністю польоту в 1740 км та крейсерською швидкістю 750 км/год [1, арк. 4]. Одночасно з цим такі загальновідомі авіадвигунобудуівні компанії як «Пратт енд Уїтні», «Дженерал електрик» та «Ролс-Ройс» перейшли до випуску моторів з великим ступенем двоконтурності. ЗМКБ «Прогрес» було доручено розробити двигун, який не тільки міг відповідати вимогам нового літального апарату виробництва КБ О. С. Яковлєва, але й одночасно випереджати іноземні відповідники за деякими позиціями. Почалася робота над унікальним двигуном Д-36, під час якої було освоєно нову модульну конструкцію, підвищено експлуатаційну технологічність та вирішено проблемні питання у створенні небаченої за потужністю повітряної силової установки [2, с. 189]. Стендові випробовування цього двигуна розпочалися ще в 1971 р., причому він показав непогані результати: питома вага Д-36 виявилася на 32% меншою, а витрата палива на 18% нижчою, ніж у американського аналога JT8D7 від «Праттт енд Уїтні» [3, с. 243]. У результаті було спроектовано трихвальний двоконтурний двигун, що був першим подібним турбовентиляторним виробом у країні. Розроблений під керівництвом генерального конструктора ЗМКБ «Прогрес» В. О. Лотарьова, Д-36 у 1977 р. було передано в серійне виробництво на Запорізьке виробниче обєднання «Моторобудівник». Двигун мав шостий ступінь двоконтурності на злітному режимі та виконаний за тривальною схемою з осьовим 14-тисходинковим компресором, проміжним корпусом, кільцевою камерою згоряння, пятисходинковою турбіною та окремими нерегульованими вихідними соплами зовнішнього і внутрішнього контура. У базовому варіанті злітний режим Д-36 дорівнював 6500 кгс, причому його суха маса становила 1100 кг, а питна витрата палива – 0, 375 кг/кгс/год. [1, арк. 1]. Для підвищення його надійності в конструкції було реалізовано багато прогресивних технічних рішень. Були встановлені вентиляторні лопатки з високим коефіцієнтом корисної дії та підвищеною міцністю, підсилений композитом-вуглепластиком корпус вентилятора, пружно-масляні демпфери підшипникових опор, а також застосовано титанове лиття й розкатування валів. Схема Д-36 була спроектована з урахуванням вимог різкого зниження рівня шуму та ліквідації задимленості викиду. Випуск Д-36 починався з гарантійним ресурсом у 300 годин та призначеним – 900 годин, що було недостатньо. Конструктори УГК почали інтенсивну роботу з доведення двигуна з метою підвищення його ресурсу до світового рівня. У результаті використання пропозицій таких конструкторів, як І. Г. Берім, Б. В. Ковальцев, В. О. Львов, О. І. Таран, Ф. А. Арсланов та інші, ресурс Д-36 сягнув 6000 та 18000 годин відповідно до гарантійного та призначеного рівнів. Окрім того, було знижено рівень використання палива на злітному режимі до 0, 358 кг/кгс/год. [4, с. 96-97]. У цілому двигун поєднував у собі низьку витрату пального з малою вагою. До того ж, він був простим у технологічності обслуговування з високою контроле- та ремонтоналежністю і достатньо великою надійністю. Наприкінці 1970-х рр. загальноприйнятим фактом було твердження, що Д-36 відповідає всім тогочасним вимогам, які висуваються до двигунів для пасажирських літаків [5, с. 270].

Високі параметри двигуна та його мала вага були зумовлені широким використанням у конструкції новітніх жаротривких сталей та сплавів, титанових і магнієвих сплавів, неіржавіючих сталей та інших прогресивних матеріалів. Під час виготовлення Д-36 застосовували такі прогресивні процеси, як зварення дисків у барабан роторів компресора високого тиску та компресора низького тиску на електропроменевій установці, метод розкатування з метою отримання заготовок для вала турбокомпресора та інших валів, метод розкатування з листа з метою отримання заготовок для кільцевих деталей, а також відливання робочих та соплових лопаток І – ІV ступенів турбіни без припуску по перу на механічну обробку. Робочі лопатки компресора виготовляли методом точного штампування з наступним вальцуванням профіля пера без зняття стружки. Двигун Д-36 було спроектовано з урахуванням вимог норм льотної придатності BCAR (Англія) і FAR (США). Він складався з 12 модулей, кожен з яких являв собою завершений конструктивно-технологічний вузол. Конструкція двигуна дозволяла виконувати заміну окремих модулей без знімання двигунів з літака і ремонт в умовах аеродромних майстерень. Підвіска двигуна вирізнялася універсальністю – вона дозволяла встановлювати двигун під крилом, з боку фюзеляжа та в його хвостовій частині. Цикл виготовлення Д-36 від заготовки до здачі в експлуатацію становив 122 робочі дні [1, арк. 6].

Робота запорізького авіадвигунобудування була високо оцінена радянською владою. На XXV зїзді КПРС було зазначено: «Достроково був завершений важкий етап збирання велетня-літака Іл-86 на 350 пасажирських місць та почалися льотні випробування нового літака Як-42... Ось вони – славні справи, якими радянські люди зустріли XXV з’їзд своєї Комуністичної партії» [6, с. 65]. І хоча в промові насамперед прославлялися успіхи в літакобудуванні, все ж таки подана характеристика стосувалася й галузі авіадвигунобудування, без якої було б неможливо досягти зазначених результатів.

Двигун Д-36 застосовувся на літаках Як-42, Ан-72 та Ан-74. На літаку середніх авіаліній, який був розроблений дослідно-конструкторським бюро «Скорость» під керівництвом О. С. Яковлєва, було встановлено 3 двигуни у хвостовій частині фюзеляжа. Як-42 мав замінити застарілі та зняті з виробництва літаки Іл-18, Ан-10, Ту-104 і Ту-124 [1, арк. 5]. Демонстраційні польоти в Індії та Афганістані підтвердили можливість надійної експлуатації Як-42, устаткованого двигуном Д-36 в умовах тропіків та високогір’я. Літак здійснював посадки на аеродромах висотою до 3700 м, причому запуск та робота двигунів були нормальними [4, с. 98]. У 1977 та 1979 рр. Д-36 у складі Як-42 демонструвався на Паризькому міжнародному авіаційному салоні. У 1981 р. за участь у створенні літака з запорізьким двигуном заступника головного конструктора КБ «Прогрес» О. П. Щолоку була присвуджена Державна премія СРСР [2, с. 190] Через декілька років після початку серійного виробництва двигуна з підвищеною двоконтурністю О. К. Антонов застосував їх на своїх літаках Ан-72 та Ан-74. Ці транспортні літаки скороченого зльоту та посадки були створені для експлуатації в найневимогливіших умовах на необладнаних майданчиках. Максимальна вага, яка могла перевозитися на цих літаках, дорівнювала 10 тис. кг при протяжності польоту близько 1 тис. км та крейсерській швидкості в 720км/год. Серійний випуск двигуна Д-36 у профілі модифікації серії 1А було розпочато в 1985 р. Його технічні характеристики не відрізнялися від базового двигуна, а конструктивний профіль був лише адаптацією до літаків Ан-72 і Ан-74 [1, арк. 5-6].

Особливістю схеми літаків було встановлення двох двигунів Д-36 над поверхнею крила, що виключало потрапляння в двигун сторонніх предметів з землі та забезпечувало збільшення підйомної сили на зльоті та посадці завдяки обдуванню верхньої поверхні крила і закрилків газовими струменями двигунів. Таке розташування приводило й до зниження шуму на місцевості та в кабіні за рахунок екранування крилом струмів Д-36 [4, с. 99].

Якщо Ан-72 створювався з метою його експлуатації на необладнаних майданчиках довжиною 600 м, то Ан-74 був розроблений для використання в арктичних умовах та важкодосяжних регіонах. За умов експлуатації літака зі зльотною смугою у 1800 м, його максимальна маса становила 34, 5 т. Вона дозволяла мати експлуатаційну дпротяжність до 4200 км з масою вантажу в 1500 кг зі збереженням резерву палива ще на дві години польоту. Літак Ан-74 дозволяв проводити різноманітні роботи із забезпечення полярних дрейфувальних станцій, для супроводу в Арктиці морських суден та інших цілей. У процесі випробовувань літак успішно пройшов перевірку в різних районах країни. Крім того, він забезпечував у 1988 р. радянсько-канадський лижний перехід через Північний полюс [7, с. 232].

Плідну співпрацю О. К. Антонова та запорізького підприємства авіадвигунобудування підтверджували відгуки екіпажів літаків. Серед них вирізняєтьсяч запис, який залишив екіпаж Ан-72 у музеї трудової слави Запорізького моторобудівного заводу. Так, льотчики-випробувальники І класу М. Попович та А. Галуненко наголошували : «Ми щасливі, що мали та маємо можливість працювати з виробами, виготовленими талановитими інженерами та працівниками вашого підприємства. Висока надійність, витривалість та легкість у експлуатації дозволили нам – екіпажу літака Ан-72 з двигунами Д-36 (кращими в світі) тільки в 1983 році встановити 17 світових рекордів» [6, с. 66].

Високі характеристики літака Ан-74 також підтверджували його рекордні досягнення. Наприклад, 6 травня 1988 р. екіпаж льтчика-випробувальника А. Н. Кетова встановив для літаків цього класу світовий рекорд дальності по прямій без додаткового заправлення, пройшовши 6341 км. До того ж, у березні 1988 р. Ан-74 продемонстрував свої можливості короткого розбігу та пробігу. Приземлившися поблизу наукової дрейфувальної станції «Северный полюс-27» та взявши на борт 27 полярників цієї станції, літак злетів зі злітної смуги довжиною менше, аніж 300 м. Це було пов’язано з відколом частини крижини, що була презначена для злітної смуги [4, с. 99].

На основі двигуна Д-36 було створено ціле сімейство моторів, які в подальшому експлу атувалися на літаках та гвинтокрилах. Серед них – Д-136, Д-436, Д-436Т1, Д-436Т2 і Д-436ТП [2, с. 190]. Окрім того, значний модернізаційний потенціал, закладений у ДТРД, і модульність його конструкції дали змогу створити гвинтовентиляторний двигун Д-236Т. Проектувати його почали в 1979 р., а через два роки був готовий ескізний проект. Двигун вважали перспективним виробом, який мали встановлювати на новому середньому транспортному літаку. У 1985 р. були розпочаті стендові випробовування Д-236Т, а з 1987 р. – випробовування на літаючій лабораторії Іл-76ЛЛ. У серійне виробництво двигун не перевели, але пов’язаний з ним досвід був використаний під час проектування гвинтовентиляторного двигуна Д-27 [3, с. 244].

Висновки

У результаті аналізу історії створення та виробництва двигуна Д-36 було встановлено один з напрямків виробничої програми Запорізького ВО «Моторобудівник» та ЗМКБ «Прогрес» 1970-1980-х рр. Показано вагомий внесок у проектування та виробництво двигуна генерального конструктора В. О. Лотарьова, а також інших заводських працівників. Завдяки їх зусиллям було освоєно нову модульну конструкцію, підвищено експлуатаційну технологгічність та вирішено проблемні питання у створенні не баченої за потужністю повітряної силової установки. Була простежена та охарактеризована раціоналізаторська діяльність працівників підприємств, яка сприяла покращенню показників двигуна з підвищеним ступенем двоконтурності. Двигуни Д-36 були призначені для пасажирських літаків Як-42 та транспортних Ан-72 і Ан-74. Їхня якість та надійність були забезпечені досконалістю конструкції та високим рівнем налагодженості масового виробництва. Було з’ясовано провідне місце запорізького авіадвигунобудування в авіаційній промисловості країни. Доказом цього було демонстрування Д-36 як окремого виробу та в складі літака Як-42 на міжнародних виставках та присудження розробникам Державних премій СРСР.

Тенденції розвитку запорізького авіадвигунобудування показали доцільність цього дослідження та перспективи відтворення подальшого розвитку зазначеної галузі авіаційної промисловості.

 

Література:

1. Музей Запорізького виробничого об’єднання «Моторобудівник», о. ф. 2836, ІХ/1556, 7 арк.

2. Виленский Ю. Александр Ивченко: авиация и личность / Ю. Виленский. – К.: Факт, 2003. – 272 с.

3. Харук А. Нарис історії авіаційної промисловості України (1910-1980-ті рр.): Монографія / А. Харук – Львів: Вид-во Національного університету "Львівська політехніка", 2010. – 304 с.

4. Богуслаев В. А., Жеманюк П. Д. «Мотор Сич». От поршневых – к газотурбинным / В. А. Богуслаев, П. Д. Жеманюк. – Запорожье: Научно-популярное издание. – 2000. – 231 с.

5. Пономарёв А. Н. Советские авиационные конструкторы / А. Н. Пономарёв. – М., 1977. – 278 с.

6. Коваль Е. Т., Филон Н. Н. Ровесник Октября: Краткий очерк истории Запорожского ордена Ленина, ордена Трудового Красного Знамени, ордена Октябрьской революции производственного объединения «Моторостроитель» им. 50-летия Великой Октябрьской революции / Е. Т. Коваль, Н. Н. Филон. – Днепропетровск: Промінь, 1986. – 119 с.

7. Виноградов Р. И., Пономарёв А. Н. Развитие самолётов мира / Р. И. Виноградов, А. Н. Пономарёв. – М.: Машиностроение, 1991. – 384 с.

 

References:

1. Muzej Zaporizjkogho vyrobnychogho objednannja «Motorobudivnyk», o. f. 2836, IKh/1556, 7 ark.

2. Vylenskyj Ju. Aleksandr Yvchenko: avyacyja y lychnostj / Ju. Vylenskyj. – K.: Fakt, 2003. – 272 s.

3. Kharuk A. Narys istoriji aviacijnoji promyslovosti Ukrajiny (1910-1980-ti rr.): Monoghrafija / A. Kharuk – Ljviv: Vyd-vo Nacionaljnogho universytetu "Ljvivsjka politekhnika", 2010. – 304 s.

4. Boghuslaev V. A., Zhemanjuk P. D. «Motor Sych». Ot porshnevыkh – k ghazoturbynnыm / V. A. Boghuslaev, P. D. Zhemanjuk. – Zaporozhj'e: Nauchno-populjarnoe yzdanye. – 2000. – 231 s.

5. Ponomarёv A. N. Sovetskye avyacyonnыe konstruktorы / A. N. Ponomarёv. – M., 1977. – 278 s.

6. Kovalj E. T., Fylon N. N. Rovesnyk Oktjabrja: Kratkyj ocherk ystoryy Zaporozhskogho ordena Lenyna, ordena Trudovogho Krasnogho Znameny, ordena Oktjabrjskoj revoljucyy proyzvoydstvennolghoojiedynenyja «Motorostroytelj» ym. 50-letyja Velykoj Oktjabrjskoj revoljucyy / E. T. Kovalj, N. N. Fylon. – Dnepropetrovsk: Prominj, 1986. – 119 s.

7. Vynoghradov R. Y., Ponomarёv A. N. Razvytye samolёtov myra / R. Y. Vynoghradov, A. N. Ponomarёv. – M.: Mashynostroenye, 1991. – 384 s.

 

 

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:
Коментар:
Введите код: *

Карта сайту

^