«Изделие 30»: новый двигатель пятого поколения Су-57

Двигатель V поколения под кодовым названием «Изделие 30» - новая  силовая установка, которую создают и испытывают в рамках программы ПАК ФА.

Продолжается второй этап  испытаний давно ожидаемых двигателей, известных как «Изделие 30» или «Тип 30» для многофункционального российского истребителя пятого поколения Су-57. «Изделие 30» (так называемый двигатель второго этапа) является полностью новой силовой установкой, в которой, по словам представителя Объединенной двигателестроительной корпорации, внедрено много новшеств. Многие из них не имеют и близкого аналога в мире. 

Судя по появлению в сети качественных фотографий нового двигателя («зубастый» левый двигатель), сделанных во время испытаний, в ОКБ имени Сухого сейчас проходят активные воздушные испытания «Изделия 30». Фотографии были сделаны 16 марта. Точные характеристики нового двигателя держатся в секрете, однако известно, что особенности нового агрегата должны дать возможность самолету разгоняться до 1,5 чисел Маха (более 1800 км/ч) без включения форсажной камеры. 

Скорее всего, испытываемое «Изделие 30», как планировалось ранее имеет встроенную плазменную систему зажигания и управления вектором тяги. В итоге, модернизированные форсунки должны обеспечивать зажигание плазменной дуги одновременно с подачей керосина. Это поможет избежать «факеления» - выброса огненного столба из сопла из-за избытка топлива в камере сгорания. Таким образом, заметность истребителя в инфракрасном и радиоволновом диапазоне заметно снизится. Еще одним важным новшеством «Изделия 30» является изменяемая степень двухконтурности.

Двигатель истребителя будет способен адаптироваться под любые условия полета лишь «приказами» летчика.    Установка новых двигателей на серийные истребители Су-57 планируется в 2023-2025 годах. Фото М. Полякова Удельным весом в авиации принято называть отношение массы двигателя к его полной тяге. Для перспективного «Изделия 30» этот показатель составляет менее 0,1, то есть двигатель будет способен выдавать более чем в 10 раз больше тяги, чем весит сам.   

В двигателе второго этапа для Су-57 разработчики применили ряд новых конструкторских подходов и технологий, благодаря чему «Изделие 30» по удельному расходу топлива примерно соответствует двухконтурному двигателю АЛ-31Ф (670 граммов на килограмм-силы в час в крейсерском режиме), однако превосходит его по показателю удельной тяги. Двигатель пятого поколения под кодовым названием «Изделие 30», который создавали с учетом российского и зарубежного опыта.    

Технические подробности

По известным данным, «Изделие 30» представляет собой двухконтурный турбореактивный двигатель с форсажной камерой. На уровне некоторых основных идей он имеет сходство с более старыми двигателями семейств АЛ-31 и АЛ-41, но все его агрегаты разрабатывались заново и с применением современных наработок. Результатом этого стал заметный рост всех основных характеристик, позволяющий относить «Изделие 30» к следующему поколению ТРДДФ.

Двигатель имеет обычную для своего класса архитектуру с многоступенчатыми компрессорами высокого и низкого давления, камерой сгорания и многоступенчатыми турбинами. Позади турбин находятся форсажная камера и сопло с УВТ. На внешней поверхности двигателя помещены необходимые агрегаты того или иного назначения.

Разработчики «Изделия 30» не спешат раскрывать все подробности конструкции, но часть особенностей нового проекта уже известна. Компрессор обеспечивает сжатие поступающего воздуха со степенью 6,7, обеспечивая расход воздуха до 20-23 кг/с. Камера сгорания оснащается плазменной системой зажигания, устанавливаемой прямо на форсунках. Такие средства обеспечивают воспламенение топлива сразу после его попадания в камеру сгорания. Благодаря этому поддерживается оптимальный режим горения, а также исключается т.н. факеление. Температура газов перед турбиной находится в пределах от 1950 до 2100°K.

Для сравнения, у серийного двигателя АЛ-31Ф этот параметр не превышает 1700°K.   «Изделия 30» комплектуется новым соплом, имеющим функции управления вектором тяги. Этот агрегат заметно меньше использовавшихся ранее и имеет иные обводы. В частности, задняя кромка сопла, образуемая отдельными створками, получает неровную форму. Важной особенностью конструкции, обеспечивающей получение новых возможностей, является изменение степени двухконтурности.

Также проект учитывал необходимость сокращения заметности двигателя и самолета в целом для радиолокационных и инфракрасных систем наблюдения. Такие задачи решались путем создания оптимальных конструкций воздухозаборника и сопла.

Для нового двигателя создана оригинальная электронно-цифровая система управления. Она принимает данные с множества различных датчиков и следит за работой всех компонентов двигателя. Получая команды от летчика, система управления выполняет их с учетом текущих параметров и различных факторов. Автоматика управления двигателем упрощает работу летчика, а также облегчает настройку силовой установки для работы в тех или иных условиях. Для нового двигателя создана оригинальная электронно-цифровая система управления.

Она принимает данные с множества различных датчиков и следит за работой всех компонентов двигателя. Согласно открытым данным, максимальная тяга двигателя «Изделие 30» достигает 11000 кгс, форсажная – 18000 кгс. Для сравнения, двигатель первого этапа АЛ-41Ф1 имеет тягу 9500 и 15000 кгс соответственно. Таким образом, самолет Су-57 даже при максимальной взлетной массе, превышающей 35 т, будет иметь тяговооруженность более единицы. При нормальном взлетном весе этот параметр достигнет 1,15-1,2. Оптимизация основных параметров приводит к повышению летно-технических характеристик самолета. По разным оценкам, крейсерская сверхзвуковая скорость самолета Су-57 без применения форсажа, обеспечиваемая двумя двигателями с тягой по 11000 кгс, может достигать М=1,5. Наличие сопла с УВТ значительно улучшает маневренность на всех режимах.