Sołowiew D-30 - Soloviev D-30

D-30
Solowjow D-30 III.jpg
Rodzaj Turbofan
Pochodzenie narodowe związek Radziecki
Producent Biuro projektowe Sołowjowa
Pierwszy bieg 1963
Główne zastosowania Tupolew Tu-134
Tupolew Tu-154
Mikojan MiG-31
Iljuszyn Ił-76
Iljuszyn Ił-62
Suchoj Su-47
Opracowany w Sołowiew D-30K

Sołowjow D-30 (obecnie Aviadvigatel PS-30 ) to radziecki dwóch wał niskiego bypass turbofan silnika, oficjalnie nazywana "bypass turbojet ". Jest to prawdopodobnie najważniejszy silnik turbowentylatorowy opracowany w Związku Radzieckim. Rozwój turbowentylatorowego silnika przyczynił się do powstania wielu wersji wzrostowych ze zwiększoną średnicą wentylatora i zmodyfikowanym układem komponentów. Opracowany w zadziwiająco krótkim czasie (około trzech lat) D-30 okazał się jednym z najbardziej niezawodnych silników w historii rozwoju silników radzieckich, a jego rozwój został uhonorowany Nagrodą Państwową ZSRR.

Projektowanie i rozwój

Oryginalna wersja Soloviev D-30 została opracowana specjalnie do zasilania odrzutowego samolotu Tupolew Tu-134 krótkiego i średniego zasięgu ; służył jednak również jako baza do opracowania rodziny zaawansowanych silników. Rozwój silnika rozpoczął się na początku lat 60-tych. Mimo to do 1966 roku silnik został wprowadzony do produkcji seryjnej.

Silnik D-30 ma dwustopniową szpulę sprężającą, kaniulową komorę spalania i czterostopniową turbinę i był pierwszym silnikiem zbudowanym w Związku Radzieckim, w którym zastosowano chłodzone łopatki turbiny. Turbina została wykonana z najnowszego ówczesnego materiału żaroodpornego wraz z dyszą wydechową z mieszadłem krzywkowym. Parametry techniczne i sprawne D-30 były konkurencyjne i zbliżone do ówczesnych zachodnich silników.

W 1969 roku powstała unowocześniona wersja silnika D-30 seria II - główną różnicą jest dodanie odwracacza ciągu i ulepszony system sterowania. Silnik był produkowany w latach 1970-1987 i był używany w samolotach Tu-134FA, Tu-134B i Tu-134AK.

W 1980 roku stworzono silnik D-30 serii III, kolejne ulepszenie, o maksymalnym ciągu 6930 kgf (z zachowaniem go do до = +C). Zwiększono liczbę stopni sprężarek silnika do 5, poprawiono margines stabilności dynamicznej gazu, wprowadzono system zabezpieczający przed nadmiernymi obrotami silnika i przegrzaniem temperatury gazu. Silnik D-30 trzeciej serii był produkowany w latach 1983-1993. Silniki te zostały zainstalowane na samolotach pasażerskich Tu-134-A-3, Tu-134B-3 i Tu-134UB-L. Rdzeń trzeciej serii D-30 został również wykorzystany jako punkt bazowy do budowy turbin gazowych dla rosyjskiego kompleksu paliwowo-energetycznego.

Soloviev D-30 został wyprodukowany w różnych modyfikacjach w fabryce silników Perm (obecnie JSC UEC-PM). W sumie w tej fabryce silników wyprodukowano około 3000 sztuk silników D-30 (serii I do III).

Warianty

D-30KU

Silnik D-30KU jest zdolny do generowania 11 000 kgf przy starcie i został opracowany w 1971 roku w celu zastąpienia silnika Kuzniecow NK-8 -4 na długodystansowym samolocie Ił-62 , który miał pewne trudności w pokonywaniu tras międzykontynentalnych z powodu niewystarczającego zasięgu . Biuro projektowe Iljuszyn, konstruktor samolotu, podjęło decyzję o zasilaniu samolotu nowszymi silnikami o niższym jednostkowym zużyciu paliwa. W przeciwieństwie do bazowego D-30, D-30KU ma zwiększony współczynnik obejścia i wyższą temperaturę wlotu turbiny: jego rozwój był porównywalny z rozwojem Pratt & Whitney serii Pratt & Whitney JT8D -200, ale z jeszcze większym wzrostem ciągu . Pierwsza szpula sprężarki ma 3 stopnie, druga 11 stopni, konstrukcja komory spalania jest jednak podobna do D-30. Sekcja gorąca turbiny ma łącznie 6 stopni, dysza jest wspólna dla obu przepływów i posiada mieszadło krzywkowe oraz komorę mieszania. Silnik D-30KU był pierwszym silnikiem lotniczym w ZSRR, który zawierał kubełkowy odwracacz ciągu. Samolot Ił-62M wyposażony w D-30KU miał zwiększony zasięg o 1500 km w porównaniu z podstawowym modelem wyposażonym w silniki NK-8-4. W sumie 1584 silniki D-30KU zostały wyprodukowane przez Rybińskie Zakłady Silnikowe (obecnie PAO NPO UEC-Saturn) pod autoryzowanym nadzorem Biura Konstrukcyjnego Perm.

D-30KP

Podobnie jak w przypadku D-30KU, dla wojskowego samolotu transportowego Ił-76 opracowano nowy wariant silnika o nazwie D-30KP, który zapewniał ciąg 12 000 kgf . Inwestycja została ukończona pod koniec lat 60-tych. W 1971 roku Ił-76MD z jednostką napędową na bazie czterech D-30KP zademonstrowano przywódcom kraju. W 1972 roku silnik przeszedł testy certyfikacyjne, a następnie został zaprezentowany publiczności na kolejnych międzynarodowych targach lotniczych w Le Bourget (Francja). Do 1974 roku silnik został oddany do użytku nie tylko do napędzania samego wojskowego Ił-76, ale także licznych modyfikacji: tankowca Ił-78, „samolotowo-szpitalnego” Ił-76MD Scalpel, samolotu wczesnego ostrzegania i kontroli A-50, symulatora nieważkości Ił-76K, lotnicze stanowisko badawcze Ił-76LL do badań w locie silników lotniczych i innych. D-30KP był identyczny jak jego poprzednik D-30KU - oba są silnikami turbowentylatorowymi z niskim obejściem. Silnik różni się jedynie wyższą temperaturą gazu na wlocie turbiny oraz zwiększonym stosunkiem ciśnienia sprężarki i obejścia. Napędzany czterema silnikami D-30KP Ił-76 jest w stanie unieść ładunek 40 ton (88 000 funtów) na dystansie 5000 km (2700 nm; 3100 mil) przy prędkości przelotowej do 900 km/h. Silniki D-30KP zostały wyprodukowane w mieście Rybinsk (obwód Jarosławia) w Rybińskim Zakładzie Produkcji Silników (obecnie NPO UEC-Saturn). Produkcja silników D-30KP trwa do chwili obecnej na potrzeby wojskowe. Łącznie wyprodukowano ponad 4700 silników D-30KP.

Chiński prototyp Xi'an Y-20 był również napędzany czterema silnikami D-30KP-2.

D-30KU-154

Pomyślna wymiana silników w długodystansowym Ił-62 skłoniła przywódców Ministerstwa Przemysłu Lotniczego w ZSRR do przebudowania innego popularnego samolotu – średniodystansowego pasażerskiego samolotu Tu-154 . Ostatecznie Tu-154M napędzany D-30KU-154 był kręgosłupem lotnictwa cywilnego w ZSRR do końca XX wieku. Silnik D-30KU-154 został opracowany z maksymalnym ciągiem 10 500 kgf specjalnie do napędzania Tu-154. Rozwój rozpoczął się w 1979 roku. Pavel Solovyov wykorzystał rdzeń D-30KU jako punkt wyjścia. W trakcie projektowania silnika D-30KU-154 udoskonalono niektóre układy, dodano nowe podzespoły, aw 1984 roku nowy silnik wszedł do produkcji seryjnej. Wymiana silnika Kuzniecowa NK-8 na silnik D-30KU-154 na Tu-154 pozwoliła zmniejszyć zużycie paliwa o 28%! To ostatecznie określiło rentowność przemysłu transportu lotniczego w ZSRR na kolejne 15 lat. Przez lata aktywnej eksploatacji D-30KU-154 producent, biuro konstrukcyjne Perm, kontynuował prace nad udoskonaleniem silnika. Żywym tego przykładem jest opracowanie systemu tłumienia hałasu ze strukturami pochłaniającymi hałas z polimerowych materiałów kompozytowych. W sumie było ponad 1500 silników D-30KU-154 wyprodukowanych przez Rybinsk Engine Plant (obecnie NPO UEC-Saturn).

D-30F-6

W połowie lat 70. Związek Radziecki rozpoczął poszukiwania szybkiego myśliwca przechwytującego, który miałby uzupełnić i zastąpić MiG-25 . MiG-25 miał dwa niezwykle potężne turboodrzutowe Tumansky R-15 , pozwalające na osiągnięcie prędkości Mach 3 na dużych wysokościach, ale problemem była ich słaba wydajność na niskich wysokościach, niewystarczająca nawet do przekroczenia granicy Mach 1 . Bardziej dotkliwe problemy wynikały z tendencji silników Foxbata do psucia się przy maksymalnym otwarciu przepustnicy w sytuacjach z dużą prędkością. Do zasilania nowego przechwytywacza potrzebny był nowy silnik, tym razem turbowentylator o niskim obwodnicy. Mikojan-Gurewicz (MiG) biuro projektowe zawarte OKB-19 biuro projektowe (obecnie część Aviadvigatel ), aby zbudować taki silnik, do samolotu, który stał się znany jako MiG-31 .

Biuro projektowe Sołowiewa wymyśliło turbowentylator D-30F6. Zdolny do generowania ciągu suchego 9500 kgf (20900 lbf lub 93 kN ) i ciągu dopalającego 15500 kgf (34200 lbf lub 152 kN), silnik zapewnił nowemu myśliwcowi MiG prędkość maksymalną przekraczającą 3000 km/h (1900 mph) i maksymalny start waga 45 800 kg (101 000 funtów). Te potężne silniki pozwoliły również dużemu i złożonemu myśliwcowi osiągnąć prędkość ponaddźwiękową na niskich wysokościach poniżej 1500 m (4900 stóp). Dane z: Silniki lotnicze świata 1970, Jane's all the World's Aircraft 1993-94

Inne warianty
D-30V12
Wersja wysokogórska dla Miasiszczewa M-55 obniżona do 49 kN (11 000 lbf)
D-30F11
Silnik do eksperymentalnego dwusilnikowego prototypu S-37 (Su-47)
D-21A1
Kolejny wariant dwuszpulowego silnika z dyszą naddźwiękową przeznaczony do napędzania naddźwiękowego odrzutowca biznesowego S-21 z biura projektowego Sukhoi. Schemat budowy jest prawie taki sam jak dla D-30F6 z wyjątkiem braku komory dopalacza.

Aplikacje

Specyfikacje

Sołowiew D-30 II
Model D-30 II D-30KU-154 D-30KP-2
Kompresor Wentylator osiowy, 4-stopniowa sprężarka LP, 10-stopniowa sprężarka HP Wentylator osiowy, 3-stopniowa sprężarka LP, 11-stopniowa sprężarka HP Wentylator osiowy, 3-stopniowa sprężarka LP, 11-stopniowa sprężarka HP
Komornik Kaniula z 12 płomienicami
Turbina 2-stopniowa turbina HP, 2-stopniowa turbina LP 2-stopniowa turbina HP, 4-stopniowa turbina LP 2-stopniowa turbina HP, 4-stopniowa turbina LP
Pchnięcie 66,68 kN (14990 funtów· f ) 103,02 kN (23 160 funtów· f ) 117,68 kN (26 460 funtów· f )
Suchej masy 1546 kg (3,408 funtów) 2305 kg (5082 funtów) 2640 kg (5820 funtów) (z rewersem)
Stosunek ciągu do masy 4.45 4,56 5.21
Długość 3983 mm (156,8 cala) 5698 mm (224,3 cala) (z rewersem) 5448 mm (214,5 cala) (z rewersem)
Specyficzne zużycie paliwa (rejs) (kg/kgf hr) 0,781 0,705 0,715
Średnica wentylatora 963 mm (38 cali) 1455 mm (57 cali) 1455 mm (57 cali)
Współczynnik obejścia 1:1 2,50:1 2,24:1
Całkowity stosunek ciśnienia 18,6 17,1 20,1
Temperatura na wlocie turbiny (K) 1360 1336 1427

Zobacz też

Porównywalne silniki

Powiązane listy

Bibliografia

Zewnętrzne linki