Atualmente, os preparativos estão em andamento para a produção em série de promissores caças Su-57. Como no caso dos protótipos, os equipamentos de série serão equipados com motores de dois modelos. As primeiras amostras de produção receberão os motores AL-41F1 existentes (eles também são "motores de primeiro estágio") e, em seguida, os "Produtos 30" mais novos os substituirão na série. Desde o final de 2017, os promissores motores turbojato "Produto 30" foram testados no ar, e no futuro espera-se dominar sua produção no interesse da produção em série de aeronaves.
TRDDF tipo "Produto 30", ou "motor de segundo estágio", é um dos principais tópicos no contexto do projeto PAK FA / T-50 / Su-57. Além disso, este tópico é um dos mais fechados.
No entanto, agora o desenvolvedor representado pelo NPO Saturn, bem como funcionários do Ministério da Defesa e outras estruturas, conseguiram divulgar alguns dos dados e traçar um quadro aproximado. Espera-se que, no futuro, novas informações continuem a fluir, e a indústria revele novos detalhes de um projeto interessante.
Motor de quinta geração
O caça Su-57 pertence à quinta geração condicional, o que indica a presença de uma série de requisitos característicos. Um dos principais requisitos é garantir velocidade supersônica de cruzeiro, inclusive sem o uso de pós-combustores. Os motores seriais existentes não permitem que tais características sejam obtidas e, portanto, uma usina de força completamente nova é necessária. Um motor promissor projetado para o Su-57, como a própria aeronave, é atribuído à quinta geração condicional - porém, já no campo da construção de motores.
Aeronave Su-57 com motores de "primeiro estágio" - AL-41F1. Foto UAC / uacrussia.ru
Acredita-se que a diferença entre as gerações de motores turbojato se manifesta na mudança de parâmetros básicos. Um aumento acentuado no empuxo específico ou uma redução no consumo específico de combustível alcançado no novo projeto torna possível encaminhá-lo para a próxima geração. O mais novo TRDDF "Produto 30" por esses indicadores se compara favoravelmente com os sistemas existentes, o que permite que seus desenvolvedores falem sobre a criação de um motor da geração "5" ou "5+".
O alto desempenho do novo motor é alcançado principalmente através do uso das mais modernas tecnologias, materiais e soluções. Nesse caso, ideias que já foram dominadas também são utilizadas. Assim, o "Produto 30" continua a linha de motores domésticos com um bico padrão com controles de vetor de empuxo.
No entanto, algumas soluções modernas tiveram que ser abandonadas. Por exemplo, em 2013, a NPO Saturn mostrou um projeto promissor de uma lâmina de compressor de alta pressão feita de alumineto de titânio. Tem havido relatos da possível introdução de tal material no projeto da turbina. Porém, mais tarde, o alumineto de titânio na composição do "Produto 30" foi abandonado. A economia de peso acabou sendo insignificante e a resistência ao aumento das cargas mecânicas e térmicas típicas dos motores militares foi insuficiente.
Detalhes técnicos
De acordo com dados conhecidos, o "Produto 30" é um motor turbojato de by-pass com pós-combustão. No nível de algumas idéias básicas, ele se assemelha aos motores mais antigos das famílias AL-31 e AL-41, mas todas as suas unidades foram desenvolvidas de novo e usando desenvolvimentos modernos. O resultado disso foi um notável aumento em todas as características principais, permitindo que o “Produto 30” fosse atribuído à próxima geração do TRDDF.
O motor tem uma arquitetura típica para sua classe, com compressores multiestágios de alta e baixa pressão, câmara de combustão e turbinas multiestágios. Atrás das turbinas estão o pós-combustor e o bico com o UHT. As unidades necessárias para uma finalidade ou outra são colocadas na superfície externa do motor. Os desenvolvedores do "Produto 30" não têm pressa em divulgar todos os detalhes do design, mas algumas das características do novo projeto já são conhecidas.
O compressor fornece compressão do ar de entrada com um grau de 6, 7, fornecendo uma taxa de fluxo de ar de até 20-23 kg / s. A câmara de combustão está equipada com um sistema de ignição por plasma instalado diretamente nos injetores. Esses meios garantem que o combustível seja inflamado imediatamente após entrar na câmara de combustão. Graças a isso, o modo de combustão ideal é mantido, e o assim chamado. tocha - combustão inadequada do combustível acumulado no motor. A temperatura dos gases na frente da turbina varia de 1950 a 2100 ° K. Para comparação, para um motor AL-31F serial, este parâmetro não excede 1700 ° K.
Su-57 experiente com o motor "Produto 30". Foto Nickolay Krasnov / russianplanes.net
O motor "30" está equipado com um novo bico com funções de controle do vetor de empuxo. Esta unidade é visivelmente menor do que as usadas anteriormente e tem contornos diferentes. Em particular, o bordo de fuga do bico, formado pelas abas individuais, torna-se irregular.
Um importante recurso de design que oferece novas oportunidades é a mudança no grau de desvio. O projeto também levou em consideração a necessidade de reduzir a visibilidade do motor e da aeronave como um todo para sistemas de vigilância por radar e infravermelho. Esses problemas foram resolvidos com a criação de designs ideais da entrada de ar e do bico.
Um sistema de controle digital eletrônico original com total responsabilidade foi criado para o novo motor. Ele recebe dados de muitos sensores diferentes e monitora a operação de todos os componentes do motor. Recebendo comandos do piloto, o sistema de controle os executa levando em consideração os parâmetros atuais e vários fatores. O controle automático do motor simplifica o trabalho do piloto e também facilita o ajuste da usina para o trabalho em determinadas condições.
Todas as novas idéias e soluções visam melhorar as características básicas do motor. De acordo com dados abertos, o empuxo máximo do motor "Produto 30" chega a 11.000 kgf, pós-combustão - 18.000 kgf. Para efeito de comparação, o motor de primeiro estágio AL-41F1 tem um empuxo de 9.500 e 15.000 kgf, respectivamente. Assim, o Su-57, mesmo com peso máximo de decolagem superior a 35 toneladas, terá relação empuxo-peso de mais de um. Com um peso normal de decolagem, este parâmetro alcançará 1, 15-1, 2.
Os parâmetros específicos do novo motor melhoraram ou permaneceram no mesmo nível dos produtos anteriores. Assim, a gestão do NPO Saturn indica que o consumo específico de combustível do Produto 30 permaneceu ao nível do motor AL-31F - cerca de 0,67 kg • kgf / h. Ao mesmo tempo, o impulso específico aumentou, mas o valor exato desse parâmetro não foi nomeado. Com esses parâmetros, em termos de dimensões e peso, o motor "30" dificilmente difere dos motores turbo-jato domésticos de série.
A otimização dos parâmetros principais leva a um aumento nas características de desempenho da aeronave. De acordo com várias estimativas, a velocidade de cruzeiro supersônica do Su-57 sem o uso de pós-combustão, fornecida por dois motores com impulso de 11.000 kgf cada, pode chegar a M = 1, 5. A presença de um bico com UHT melhora significativamente a manobrabilidade em todos os modos.
Planos para o futuro
Até o momento, o promissor produto motor turbo 30 continua em fase de testes de vôo e está sendo testado no protótipo da aeronave T-50 / Su-57. Até o momento, cerca de duas dúzias de motores experimentais foram fabricados para testes no solo e no ar. Os testes de voo dos motores já estão em andamento há mais de um ano e levarão mais tempo. Portanto, no início do ano passado, foi relatado que todo o ciclo de testes de vôo poderia durar três anos.
Motor "30" na oficina de montagem (presumivelmente). Foto Militaryrussia.ru
De acordo com os planos atuais, nos próximos anos, as forças aeroespaciais russas receberão vários dos primeiros caças Su-57 de produção. Os primeiros veículos deste tipo serão equipados com os chamados. motores da primeira fase - TRDDF AL-41F1. Em 2020, deve surgir um segundo contrato de fornecimento de equipamentos seriais. Desta vez, estamos falando sobre a introdução de novos motores. Parte dos caças da segunda série serão equipados com "Produtos 30". A produção em série de tais motores será controlada pela UEC-Ufa Engine-Building Production Association. Mais tarde, por volta de meados dos anos 20, o novo motor se tornará o padrão para todos os Su-57 de série.
Em paralelo com o teste e o ajuste fino do "Produto 30" em sua versão existente, o trabalho está em andamento para criar novas unidades para esse motor. Está em andamento o desenvolvimento de um bico chato capaz de reduzir a assinatura da aeronave em diferentes espectros. Em vez do bico padrão, é planejado colocar um canal curvo atrás do motor, no qual duas abas planas móveis devem ser instaladas.
O canal em forma de S protege as pás da turbina da radiação do radar e a seção retangular do bico reduz a radiação infravermelha de gases reativos. Ao mesmo tempo, tais unidades criam resistência adicional ao movimento dos gases, o que leva a uma ligeira redução nas características técnicas do motor. O novo bico ainda está em seus estágios iniciais e ainda não se sabe se será implementado em futuras atualizações do Su-57. No entanto, com a ajuda de tal projeto, os construtores de motores russos estão ganhando uma experiência importante.
Também é relatado sobre a elaboração das questões de criação do motor de "sexta geração". Para melhorar ainda mais as características básicas e específicas, propõe-se adicionar um terceiro circuito além dos dois existentes. No entanto, tais idéias ainda permanecem nos estágios das primeiras pesquisas e, portanto, dificilmente podem ser consideradas no contexto de um maior refinamento dos caças Su-57.
Até agora, a principal tarefa dos construtores de motores dentro do programa PAK FA é ajustar o "Produto 30" com o subsequente lançamento de sua produção e introdução na produção em série de caças Su-57. Aparentemente, o motor entrará em produção em sua configuração atual - com uma série de soluções técnicas especiais que aumentam o desempenho geral. Ao mesmo tempo, revisões importantes, como a instalação de um novo bico, ainda não estão planejadas.
O principal resultado do projeto sob a designação de trabalho "30" é a criação de um motor turbojato de alto desempenho para o mais novo caça russo. Ao mesmo tempo, não se esqueça de outros pontos importantes. Depois de concluir o trabalho no "Produto 30" e colocá-lo em serviço nas forças armadas, a construção do motor russo mais uma vez mostrará seu potencial e confirmará sua posição de liderança.
