Турбовинтовой ТВ7-117СТ-01 со свободной турбиной

В начале 1982 года ОКБ им. Ильюшина в инициативном порядке приступило к проектированию нового пассажирского ближнемагистрального самолёта Ил-114. Самолёт должен был заменить на местных воздушных линиях Ан-24, а на некоторых региональных направлениях - турбореактивные Ту-134 и Як-40. Новый самолёт требовал новый двигатель - современный, мощный и экономичный. Разработка такого двигателя велась в ленинградском ОКБ им. Климова.

Турбовинтовые двигатели по конструкции делятся на двухвальные или со свободной турбиной и одновальные. В первом случае между газогенератором и трансмиссией не существует механической связи, привод между турбиной компрессора и свободной турбиной только газодинамический. От свободной турбины идёт отдельный вал, который через редуктор передаёт вращательный момент на винт. Во втором случае, как видно из названия, турбина с компрессором и винт расположены на одном валу.

Применение свободной турбины имеет ряд преимуществ, в том числе и возможность работы силового агрегата самолёта на земле в качестве вспомогательной силовой установки - без вращения воздушного винта, при этом работающий газогенератор обеспечивает самолёт электрическим током и воздухом высокого давления для бортовых систем.

Конструктивные особенности семейства ТВД ТВ7-117С

• 
  
  • одновальный осецентробежный компрессор, состоящий из пяти осевых и одной центробежной ступени;
  • входной направляющий аппарат и направляющие аппараты первых двух ступеней - регулируемые;
  • кольцевая противоточная камера сгорания;
  • 2-х ступенчатая осевая турбина компрессора с четырьмя охлаждаемыми венцами;
  • 2-х ступенчатая осевая свободная турбина;
  • вал отбора мощности с выводами вперед;
  • соосный редуктор винта, расположенный непосредственно перед компрессором.

Применение осецентробежного компрессора, в котором соединены аэродинамические преимущества осевых ступеней, имеющих высокий КПД, и центробежных, расширяющих диапазон устойчивой работы, является наилучшим решением для малоразмерных газотурбинных двигателей с высокими параметрами термодинамического цикла. Кольцевая противоточная камера сгорания позволила уменьшить длину двигателя, получить хорошие эмиссионные характеристики и низкий уровень дымления.

Унифицированный газогенератор, созданный в «ОДК-Климов», может применяться в двигателях как гражданских, так и военных самолётов и вертолётов. На его базе были разработаны

• 
  
  • ТВ7-117СТ для лёгкого военно-транспортного самолёта Ил-112В,
  • ТВ7-117СТ-01 - гражданская модификация для пассажирского самолёта Ил-114-300
  • и турбовальный ТВ7-117В для вертолёта Ми-38.

Все двигатели семейства имеют модульную конструкцию, которая включает редуктор, верхнюю и нижнюю коробки приводов, центральный привод, осевой компрессор, турбокомпрессор, свободную турбина и выходное устройство. Замена модулей может производиться непосредственно в условиях эксплуатации, что значительно снижает материальные и временные затраты на сервисное обслуживание и ремонт. В соответствии со второй стратегией управления ресурсами (СУР2) двигатель эксплуатируется без обязательной отправки в ремонт после достижения назначенного ресурса, а продолжает эксплуатироваться до исчерпания минимальной циклической наработки одной из основных деталей. Эксплуатация может быть продолжена после замены исчерпавшей свой ресурс детали или модуля, в который входит деталь.

Модернизированная силовая установка для Ил-114-300 включает форсированный турбовинтовой двигатель ТВ7-117СТ-01, воздушный винт АВ-112-114 с регулятором винта РСВ-34С-114, систему автоматического управления типа FADEC (САУ) БАРК-65СТМ и агрегаты топливной системы НР-65СМ, НП-65, АЗРТ-65. Лопасти воздушного винта разработаны в ПАО «НПП «Аэросила», изготавливаются из современных полимерных композиционных материалов и оборудованы электротепловой противообледенительной защитой. Конструкция крепления лопастей позволяет производить их замену непосредственно в эксплуатации.

Повышенных показателей по мощности и другим основным параметрам конструкторам «ОДК-Климов» удалось достичь за счёт применения новых материалов и совершенствования конструкции. БАРК-65СТМ контролирует работу не только двигателя, но и воздушного винта, улучшает тем самым эксплуатационные характеристики ТВ7-117СТ-01 и обеспечивает его оптимальный режимы работы на взлёте, посадке и в крейсерском полёте. Такое совместное управление позволяет полностью использовать потенциал силовой установки и повысить её эффективность, обеспечивая в итоге самолёту конкурентные технические характеристики.

Основанием для выполнения опытно-конструкторских работ по двигателю стали:

• 
  
  • Поручение Президента Российской Федерации от 3 ноября 2015 г. № Пр-2291;
  • Приказ № 106 от 28 июня 2016 г. ПАО «ОАК» «О запуске программы создания регионального самолёта на базе самолёта Ил-114-300»;
  • ТЗ на ОКР «Модернизация пассажирского самолёта Ил-114-300 с двумя двигателями ТВ7-117СМ/СТ»;
  • ТЗ на составную часть ОКР «Разработка турбовинтового двигателя со свободной турбиной ТВ7-117СТ-01 для самолёта Ил-114-300».

Финансирование разработки и производства ТВ7-117СТ-01 осуществляется за счёт собственных средств АО «ОДК-Климов» и средств государственной программы «Развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы», утверждённой распоряжением Правительства Российской Федерации №2509-р от 24 декабря 2012 года.

В 2017 году для сокращения издержек производства Департамент Минобороны по обеспечению ГОЗ и Департамент авиационной промышленности Минпромторга согласовали предложение ОАК и ОДК об унификации силовых установок самолётов Ил-114-300 и Ил-112В. Так как изначально двигатель ТВ7-117СТ с воздушным винтом АВ-112 разрабатывался в интересах Минобороны, был оформлен единый директивный план-график работ по созданию, сертификации и поставке по Общим техническим требованиям ВВС двигателя ТВ7-117СТ для самолёта Ил-112В и гражданской версии - ТВ7-117СТ-01 по Авиационным правилам для самолётов Ил-114-300.

https://aviation21.ru/tv7-117st-01-turbovintovoj-dvigatel-so-svobodnoj-turbinoj/