Крылатый металл титан
В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение его требовало некоторых технологических и конструкторских новаций: помимо качеств полезных он обладал низкой температурой возгорания; возгоравшись, превращался в страшную разрушительную силу. Если на самолете возникал пожар топлива, то температура горения достигала немногим более 1000 . Такой пожар давал экипажу время для его обнаружения, и применения мер тушения или покидания самолета. При горении титана температура достигает 3000 . Пламя такого пожара режет конструкцию, как нагретый нож сливочное масло. Разрушение идет столь стремительно, что экипаж оказывается в крайне трудном положении. В обычных условиях титан возгореться не может, даже достигнув температуры возгорания, для его горения требуется слишком много кислорода. Но в реактивном двигателе, в котором компрессор сделан из титана, температура достаточно высокая, а кислорода хоть отбавляй: через компрессор проходят сотни кубометров воздуха в секунду. Если из-за уменьшения зазора между лопатками компрессора и корпусом возникнет хотя бы легкое касание, совсем незначительное чирканье, то уж лучше и не говорить! Горящий титан - это вулкан внутри реактивного двигателя. Вот как это бывало на практике. На сибирский завод направлена аварийная комиссия. В программе сдаточных испытаний Су-24 предусмотрен «обжим» по скорости. Это значит, на высоте 1000 метров нужно получить скорость 1400 километров в час. Для этого отведена специальная трасса, чтобы сверхзвуковые удары не беспокоили жителей близлежащих деревень. Во время этого режима экипаж катапультировался. Летчик приземлился нормально. Штурману по самое бедро оторвало ногу, и он погиб от шока и потери крови. Как и что произошло, летчик понять и рассказать не мог. Жители деревни, находящейся недалеко от трассы, часто видевшие пролет по ней самолетов, в этот раз даже не опознали самолет. Они говорили, что по небу катилась какая-то огненная бочка. В процессе расследования делается «выкладка» деталей, привезенных с места падения. На бетонном полу ангара рисуется контур самолета, и на него кладут обломки в соответствии с их положением на самолете. Члены комиссии с удивлением и недоумением рассматривают детали. Массивный лонжерон с одного конца - вполне нормального вида, а с другого имел вид мочалки. Вот что может сделать с металлом титановое пламя. Была найдена консоль крыла со следами крови и человеческой плоти. Это она оторвала ногу штурману. Но она находилась позади траектории катапультного кресла. Как такое могло произойти, никто понять не мог. Еще во время Хрущева боевые самолеты резали электросваркой. Красивые новые машины, лишаясь связи и опоры между своими частями, превращались в груды металлолома. А если это происходит в воздухе на скорости 1400 километров в час? Никакие ЭВМ, никакое моделирование не способны прогнозировать или объяснить в таком случае движение частей самолета. Вот что такое титановый пожар в полете. В этом случае он был зафиксирован совершенно достоверно. К сожалению, описанный случай был не единственным. В ЛИИ летчик Александр Андреевич Муравьев на самолете с тем же двигателем, что и у Су-24, выполнял скоростную площадку. И вдруг!.. Совершенно немыслимое движение самолета. Муравьев хорошо знал все мыслимые виды движения, до штопора включительно. Но тут было нечто невероятное: самолет как бы кувыркался через голову. Александр успел благополучно катапультироваться. Титановый пожар был также установлен. Еще титановый пожар был причиной аварии опытного МиГ-29. К счастью, Валерий Меницкий также смог катапультироваться. В дальнейшем конструкторы двигателей нашли безопасные способы, как использовать титан, и сейчас он ведет себя в авиадвигателях вполне лояльно.
testpilot.ru
В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение титана потребовало некоторых технологических и конструкторских новаций: при всех своих полезных свойствах, он обладал низкой температурой возгорания. А загоревшись, превращался в страшную, разрушительную силу.
27 сентября 1988 г. самолет Ан-8 (бортовой номер CCCP-48101), принадлежавший министерству авиационной промышленности, выполнял грузовой рейс. Где-то в районе стыка границ Тульской, Калужской и Орловской областей, в одном из двигателей самолета из-за разрушения топливопровода или иного узла (точных данных на этот счет нет), начался пожар. Очаг возгорания находился вне района установки пожарных датчиков, и аварийный сигнал на пульте бортмеханика не загорелся. Топливо вытекало и частично сгорало, двигатель стал работать неустойчиво. Экипаж уменьшил режим работы двигателя и стал наблюдать за параметрами, пытаясь понять причину такого странного его поведения. Через некоторое время пожар распространился по мотогондоле, сработала система пожаротушения. К этому времени бортмеханик, осмотревший двигатель через боковой иллюминатор, обнаружил выбивающееся наружу пламя. Применение оставшихся очередей системы пожаротушения эффекта не дало, температура в очаге возгорания достигла критических величин. Попытка экипажа сбить пламя, выполняя маневр скольжения (а что еще им оставалось?), привела лишь к обратному результату – из-за увеличения количества поступавшего воздуха, температура еще более повысилась, начался титановый пожар. Плоскость крыла в районе установки двигателя прогорела насквозь и разрушилась. На большой скорости и с большим креном, самолет рухнул на лес в окрестностях поселка Сосенский Козельского района Калужской области, в точке с координатами N54° 4.164', E35° 59.463'.
Рейс не был пассажирским, и катастрофу гораздо проще было замолчать. До сих пор нигде, кроме нескольких архивов, не найти материалов по этой трагедии. Вот список экипажа погибшего самолета:
Обухов Владимир Алексеевич – командир корабляСухарев Александр Николаевич – 2 пилотКаторгин Константин Николаевич – штурманАлекссев Николай Спиридонович – бортрадистШляпин Валентин Федорович – бортмеханик
af1461.livejournal.com
Крылатый металл титан
В шестидесятые годы в производстве авиационных двигателей стал применяться титан. Этот металл по удельному весу, механическим качествам и термопрочности имел преимущества по сравнению со сталью. Применение его в двигателях позволяло снизить их удельный вес. Но применение его требовало некоторых технологических и конструкторских новаций: помимо качеств полезных он обладал низкой температурой возгорания; возгоравшись, превращался в страшную разрушительную силу.
Если на самолете возникал пожар топлива, то температура горения достигала немногим более 1000о. Такой пожар давал экипажу время для его обнаружения, и применения мер тушения или покидания самолета. При горении титана температура достигает 3000о. Пламя такого пожара режет конструкцию, как нагретый нож сливочное масло. Разрушение идет столь стремительно, что экипаж оказывается в крайне трудном положении.
В обычных условиях титан возгореться не может, даже достигнув температуры возгорания, для его горения требуется слишком много кислорода. Но в реактивном двигателе, в котором компрессор сделан из титана, температура достаточно высокая, а кислорода хоть отбавляй: через компрессор проходят сотни кубометров воздуха в секунду.
Если из-за уменьшения зазора между лопатками компрессора и корпусом возникнет хотя бы легкое касание, совсем незначительное чирканье, то уж лучше и не говорить!
Горящий титан — это вулкан внутри реактивного двигателя. Вот как это бывало на практике.
На сибирский завод направлена аварийная комиссия. В программе сдаточных испытаний Су-24 предусмотрен «обжим» по скорости. Это значит, на высоте 1000 метров нужно получить скорость 1400 километров в час. Для этого отведена специальная трасса, чтобы сверхзвуковые удары не беспокоили жителей близлежащих деревень.
Во время этого режима экипаж катапультировался. Летчик приземлился нормально. Штурману по самое бедро оторвало ногу, и он погиб от шока и потери крови.
Как и что произошло, летчик понять и рассказать не мог. Жители деревни, находящейся недалеко от трассы, часто видевшие пролет по ней самолетов, в этот раз даже не опознали самолет. Они говорили, что по небу катилась какая-то огненная бочка. В процессе расследования делается «выкладка» деталей, привезенных с места падения. На бетонном полу ангара рисуется контур самолета, и на него кладут обломки в соответствии с их положением на самолете. Члены комиссии с удивлением и недоумением рассматривают детали.
Массивный лонжерон с одного конца — вполне нормального вида, а с другого имел вид мочалки. Вот что может сделать с металлом титановое пламя. Была найдена консоль крыла со следами крови и человеческой плоти. Это она оторвала ногу штурману. Но она находилась позади траектории катапультного кресла. Как такое могло произойти, никто понять не мог.
Еще во время Хрущева боевые самолеты резали электросваркой. Красивые новые машины, лишаясь связи и опоры между своими частями, превращались в груды металлолома.
А если это происходит в воздухе на скорости 1400 километров в час? Никакие ЭВМ, никакое моделирование не способны прогнозировать или объяснить в таком случае движение частей самолета. Вот что такое титановый пожар в полете. В этом случае он был зафиксирован совершенно достоверно.
К сожалению, описанный случай был не единственным.
В ЛИИ летчик Александр Андреевич Муравьев на самолете с тем же двигателем, что и у Су-24, выполнял скоростную площадку. И вдруг!.. Совершенно немыслимое движение самолета.
Муравьев хорошо знал все мыслимые виды движения, до штопора включительно. Но тут было нечто невероятное: самолет как бы кувыркался через голову. Александр успел благополучно катапультироваться. Титановый пожар был также установлен.
Еще титановый пожар был причиной аварии опытного МиГ-29. К счастью, Валерий Меницкий также смог катапультироваться.
В дальнейшем конструкторы двигателей нашли безопасные способы, как использовать титан, и сейчас он ведет себя в авиадвигателях вполне лояльно.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
biography.wikireading.ru
Он стал причиной гибели нашего земляка, штурмана-испытателя Военно-воздушных сил СССР Михаила Сергеевича Юрова.
В конце лета позвонил Виктор Васильевич Булгаков и пригласил на открытие в Горельской средней школе Тамбовского района мемориальной доски в честь его двоюродного брата, кавалера ордена боевого Красного Знамени Михаила Сергеевича Юрова. А ещё до этого я узнал, что отважному штурмануиспытателю решением Тамбовского районного Совета народных депутатов было присвоено звание «Почётный гражданин Тамбовского района».
Знакомясь с судьбой Михаила Сергеевича Юрова, я ещё раз убеждался в том, как тесен мир. Будущий штурманиспытатель, подполковник Михаил Сергеевич Юров родился в ноябре 1935 года в деревне Дубки Лысогорского района Тамбовской области в крестьянской семье. Так как школы в деревне не было, Михаил стал учиться в школе в соседнем селе Горелое. После окончания учёбы в ней он успешно сдаёт экзамены во 2е Чкаловское военное авиационное училище штурманов. Выйдя из стен училища, уже через год наш земляк становится штурманомиспытателем. Через четыре года Юров уже старший лейтенант и военный штурман 2го класса, а ещё через несколько лет он получает звание капитана и становится штурманом авиаэскадрильи службы лётных испытаний 2го управления государственного Краснознамённого научноисследовательского института Военновоздушных сил в Ахтубинском лётноиспытательном центре.
Из послужного списка Михаила Сергевича Юрова я узнал о том, что он проводил испытания самолётов бомбардировочной и ракетоносной авиации, начиная с фронтовых бомбардировщиков Ил28, Як28 и заканчивая дальними и стратегическими ракетоносцами Ту16, Ту22, Ту95 и их различными модификациями. Интересно, что один из этих самолётов — Ил28 — мне хорошо знаком. Именно на нём меня, курсанта школы младших авиационных специалистов в туркменском городе Чарджоу, учили воинской специальности механика по авиационному вооружению. Много воды утекло с тех пор, а чудосамолёт — родной реактивный Ил28 — и теперь чётко стоит перед моими глазами во всех своих деталях.
Профессия испытателей крылатых машин поистине героическая. Приехавший на открытие мемориальной доски своего сослуживца по Ахтубинскому лётноиспытательному центру Герой Советского Союза, заслуженный лётчикиспытатель СССР автор книги «Взлётная полоса длиною в жизнь» Владимир Николаевич Кондауров поведал мне о том, что буквально каждый год отряд лётчиковиспытателей центра терял одного, а то и нескольких воздушных асов. И гибли они чаще всего изза конструктивных недостатков испытываемых машин.
Может быть, когданибудь появится летопись лётных трагических происшествий, написанная не формальным и сухим протокольным языком, а пронизанная эмоциями людей, которые знают, что это такое — впервые поднять в небо боевой самолёт новой модели. История нашей страны — это и история самолётостроения, в которой каждый факт, каждая деталь имеют большое значение. И главный вывод из этой истории: испытатели крылатых машин — это всегда заложники своеобразной рулетки, проигрыш в которой — жизнь. И с каждым годом рулетка эта становится всё беспощаднее — крылатая техника усложняется, скорости растут, и теперь зачастую просто нет времени на принятие решения в аварийных ситуациях, в том числе и решения о катапультировании.
В ходе общения с участниками церемонии открытия памятной доски в честь Михаила Сергеевича Юрова — а это были бывшие и нынешние испытатели, лётчики и штурманы — я понял, как всем нам не хватает сегодня надёжности, той надёжности, которую обрела наша страна после Великой Отечественной войны и которую мы с годами стали утрачивать.
Первым самолётом, который пришлось испытывать штурману Юрову, был Ил28. Это был первый советский реактивный бомбардировщик. 9 мая 1950 года состоялся публичный показ Ил28 — пролёт полка этих машин над Красной площадью.
Михаил Сергеевич полюбил этот самолёт. Для штурманов «двадцать восьмой» открыл ранее недоступные приёмы самолётовождения и бомбометания, особенно в сложных метеоусловиях. Кстати, Ил28 оказался единственным самолётом, который промозглым днём 9 марта 1953 года в условиях низкой облачности со снегом и дождём мог лететь над Красной площадью нашей столицы, отдавая последние почести Сталину.
А теперь о надёжности и прочности конструкции этой крылатой реактивной машины. Однажды Ил28 совершил вынужденную посадку на море, что никакими инструкциями не было предусмотрено. Самолёт более двух часов пробыл на плаву, а затем был отбуксирован к берегу, отремонтирован и продолжал эксплуатироваться. Другой, учебный Ил28, во время полёта попал в грозу и град. «Спарка» «воткнулась» в чёрное облако на высоте 6000 метров, где её здорово потрепало и бросило в левый крен. Сидевший на инструкторском месте комэск выровнял самолёт и благополучно посадил его на своём аэродроме. На земле выяснилось, что машина получила несколько пробоин от попадания молний и что краска, а местами даже и грунт, были содраны градом со всех передних кромок крыла и оперения. И ещё одна деталь. Так как на Ил28 часто выполнялись полёты на предельно малой высоте, то попадание в воздухозаборники самолёта птиц, веток с макушек деревьев было явлением весьма распространённым. Но, за редчайшим исключением, двигатели самолёта продолжали работать.
Случилось так, что под влиянием ракетноядерной доктрины и с благословления Никиты Хрущёва началось массовое сокращение дальней и фронтовой бомбардировочной авиации, за горькую судьбу которой переживал и штурманиспытатель Юров. Тысячи исправных и боеспособных Ил28 было порезано автогеном, расстреляно на полигонах. А основную массу этих самолётов, их было выпущено более 6000 штук, ударными темпами просто давили танками и бульдозерами прямо на стоянках, не снимая оборудования.
В 1972 году в НИИ ВВС было сформировано два лётных экипажа для испытаний нового самолёта Су24, аналогов которому в то время не было ни по его боевым возможностям, ни по установленному на нём оборудованию. Штурманом одного из двух экипажей назначается подполковник Юров. В июне 1972 года Юров прошёл подготовку в городе Жуковском и выполнил ознакомительный полёт на Су24 вместе с лётчиком авиапредприятия, заслуженным лётчикомиспытателем СССР, Героем Советского Союза В. Соловьёвым. В июле начались лётные испытания самолёта Су24 в Ахтубинске.
История создания Су24 весьма интересна. Впервые в истории советской авиации разрабатывался не самолёт, а авиационный комплекс — заново проектировались машина, двигатели для неё и вооружение. Мало кто знает о том, что двигатели, кабина, обтекатель радиолокационной станции и крыло изменяемой стреловидности были скопированы с подбитых экземпляров американских F111, которые в то время воевали во Вьетнаме. Су24 стал самым «трудным» самолётом КБ Сухого. В ходе лётных испытаний были потеряны 10 машин, но в результате Военновоздушные силы и морская авиация СССР получили уникальный по боевым возможностям самолёт, способный наносить удары обычным и ядерным оружием в условиях противодействия сильной ПВО в простых и сложных метеоусловиях, днём и ночью.
Первые серийные Су24 комплектовались двигателями, в компрессорах которых использовался титан. Газодинамические характеристики этих двигателей были очень хорошими, но, к сожалению, в них часто возникали «титановые» пожары. Самолёт при этом сгорал со скоростью спички. Выяснить причину их возникновения долго не удавалось.
…28 августа 1973 года. Ахтубинский лётноиспытательный центр. В этот день Михаил Сергеевич Юров в составе экипажа Су24 должен был выполнить полёт на снятие точностных характеристик прицельной системы при бомбометании с высоты 300 метров на скорости 900 километров в час. Вдумайтесь в эти цифры. Накануне полёта задание несколько изменили. Было сокращено количество боевых заходов на полигоне и за счёт этого добавлено несколько режимов на проверку устойчивости и управляемости самолёта. Поскольку признанным мастером выполнения таких режимов на самолёте Су24 считался полковник Сталь Александрович Лаврентьев, было принято решение поручить выполнение этого полёта именно ему. И вот экипаж в составе С. Лаврентьева и М. Юрова вылетел на задание.
Вот что говорит об этом полёте в своих воспоминаниях непосредственный участник испытаний Су24 в Ахтубинске Герой Советского Союза, заслуженный лётчикиспытатель СССР, генераллейтенант авиации Степан Анастасович Микоян: «Государственные совместные испытания самолёта Су24 проводил Сталь Александрович Лаврентьев. Он выполнил большинство полётов, а также готовил и выпускал лётчиков Центра боевой подготовки в Липецке. 28 августа 1973 года С. А. Лаврентьев со штурманом М. С. Юровым выполнял полёт на бомбометание на полигоне (на следующий день Лаврентьев должен был прибыть в Москву для получения знака «Заслуженный лётчикиспытатель СССР»). В полёте произошёл помпаж (резкое падение тяги — А. Ф.) двигателя, Лаврентьев его выключил и сделал заход по трассе полигона на высоте около 1000 метров, чтобы освободиться от бомб. В это время начался пожар (как выяснилось потом, помпаж и пожар произошли из-за обрыва лопатки компрессора двигателя). В какойто момент перегорела тяга управления дифференциальным стабилизатором, золотник бустера ушёл в крайнее положение, и консоли стабилизатора отклонились до упора в противоположные стороны, что чётко можно было рассмотреть на кадрах съёмки кинотеодолитами полигона. Самолёт вошёл во вращение с большой угловой скоростью и через несколько секунд врезался в землю».
В результате катастрофы погибли оба члена экипажа, была потеряна одна из первых опытных машин. Произведённая в ходе расследования расшифровка информации контрольнозаписывающей аппаратуры свидетельствовала о том, что С. А. Лаврентьев до последнего момента продолжал пилотировать машину, пытаясь выровнять самолёт, и поэтому не воспользовался средствами аварийного спасения. Что касается штурмана М. С. Юрова, то, по одной из версий, в момент резкого кренения самолёта он ударился о перегородку в кабине и потерял сознание, что не позволило ему катапультироваться (система принудительного катапультирования в этом полёте не была задействована). «В эти дни, — продолжает С. А. Микоян, — я замещал начальника института, и руководитель полётов по прямой связи сообщил о падении самолёта. Примерно через час позвонили из Липецка и сообщили, что в Воронеже произошла катастрофа самолёта Су24. Погиб лётчикинструктор, которого готовил и выпускал Лаврентьев, поэтому они просят прислать именно его для участия в расследовании. Причина катастрофы была совсем другая — при уборке закрылков после взлёта один закрылок не убрался, и самолёт завалился в крен. Эти первые две катастрофы Су24 произошли почти одновременно». Разница в падении обоих самолётов составила всего 30 минут.
Похоронили Михаила Сергеевича Юрова на старом кладбище города Феодосии. В то время там находилось одно из лётных испытательных управлений НИИ ВВС.
Уроженец Тамбовской земли штурманиспытатель Михаил Сергеевич Юров ценой своей жизни внёс достойный вклад на старте запуска в производство крылатых машин серии Су. Одно из последних достижений на этом пути — создание сверхманёвренного, многофункционального истребителя пятого поколения Су35С. Технический интеллект у этой крылатой машины по ряду параметров выше, чем у американских истребителей пятого поколения F22 и F35.
«Он был солнечным человеком, настоящим русским скромным человеком», — так сказала о Михаиле Сергеевиче Юрове его дочь Марина Волкова в день открытия памятной мемориальной доски в Горельской средней школе. Такими людьми, как штурманиспытатель кавалер ордена боевого Красного Знамени Юров, тамбовчане могут гордиться. Его короткая жизнь — это поистине каждодневный подвиг.
Александр ФУРСОВ.
Фото автора.
tambov.bezformata.ru
Описан корпус осевого компрессора двигателя летательного аппарата, противостоящий титановому пожару. Выполняют комбинированный корпус, в котором несущую конструкцию для неподвижных лопаток выполняют в виде моноблочной детали из титана или титанового сплава, и в качестве средств тепловой защиты она содержит по меньшей мере один элемент, образующий экран из жаростойкого сплава, невоспламеняемого от горящего титана. Экран неподвижно соединен с моноблочной деталью при помощи средств крепления, которые расположены вместе с экраном таким образом, чтобы вместе образовать внутреннюю стенку, ограничивающую наружный контур канала воздушного потока компрессора. Достигается меньшая масса корпуса при высокой защите от титанового пожара. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к производству корпусов компрессора, обладающих стойкостью к титановым пожарам.
Изобретение также относится к осевому компрессору высокого давления, содержащему такой корпус, и к двигателю летательного аппарата, такому как турбореактивный двигатель, снабженному таким корпусом.
Уровень техники
В газотурбинном двигателе, в частности в авиационном турбореактивном двигателе, корпусы компрессора высокого давления должны обладать стойкостью к пожару, называемому «титановым».
Титановые пожары возникают из-за того, что между подвижной деталью, например подвижной титановой лопаткой компрессора и неподвижной титановой частью компрессора, возникает нежелательное трение. Это нежелательное трение может привести к локальному перегреву по меньшей мере одной из входящих в контакт частей, который может привести к объемному возгоранию титанового сплава. Температура жидкого материала (титана или титанового сплава) при возгорании может достигать 2700°С либо локально в зоны трения, либо внутри воспламенившихся титановых частиц, которые отбрасываются в тракт компрессора из зоны трения. Как следствие, температура плавления окружающего материала, входящего в контакт с расплавленным титаном, оказывается превышенной, что приводит к возгоранию конструкции. Это явление получает развитие с учетом высокого давления и высокого расхода кислорода на входе в тракт современных компрессоров высокого давления. Так, в турбореактивных двигателях нового поколения, требующих создания высокого давления на входе в осевой компрессор высокого давления, потенциальный риск возникновения трения, который может привести к возгоранию титана, существует, например, между первым венцом неподвижных лопаток и выступающим профилем, образованным нижней частью подвижных лопаток. При этом вспламенившиеся частицы могут отбрасываться в проточный тракт компрессора и достигать наружного корпуса. В прошлом титановый пожар мог даже проникать через стенки корпусов со всеми вытекающими последствиями. Эти последствия могут быть катастрофическими, поскольку титановый пожар не может погаснуть сам по себе во время работы турбореактивного двигателя.
Для защиты корпусов компрессора от титанового пожара были предложены различные решения.
Однако некоторые из предложенных технологий термической защиты корпуса являются либо чересчур радикальными (исключение сплавов на основе титана и их замена сталями или сплавами на основе никеля или другими материалами), либо слишком сложными (установка специальных слоев-лайнеров на корпусе на основе титана или титанового сплава, реализация плазменной защиты, обработка поверхностей, которые потенциально могут входить в контакт во время работы двигателя). Теплозащитные слои-лайнеры описаны, например, в документах FR 2560640 и FR 256641. В любом случае эти решения являются сложными, громоздкими и иногда срок их службы бывает не совместим со сроками службы авиационного турбореактивного двигателя.
В литературе упоминаются также титановые сплавы с низким уровнем возгорания, но они имеют слишком большую массу на единицу объема по сравнению со стандартными сплавами. До сегодняшнего дня ни одно из решений, касающихся сплава с низким уровнем возгорания, не нашло пока своего реального применения.
Задача изобретения состоит в создании решения, позволяющего защитить корпус компрессора газотурбинного двигателя от любого возможного титанового пожара и в то же время сохранить преимущества титана или его обычных сплавов (высокая механическая прочность и низкая плотность).
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решена в корпусе, содержащем по меньшей мере одну часть, образующую несущую конструкцию с установленными на ней венцами неподвижных лопаток, и внутреннюю стенку, ограничивающую наружный контур проточного тракта компрессора, в котором с возможностью вращения установлены венцы подвижных лопаток, чередующиеся с венцами неподвижных лопаток или поворотных лопаток, и средства тепловой защиты от горящего титана. Согласно изобретению корпус в качестве несущей конструкции на по меньшей мере части своей длины содержит моноблочную деталь из титана или титанового сплава, а в качестве средств тепловой защиты содержит по меньшей мере один элемент, образующий экран из жаростойкого сплава или сплавов, при этом экран (экраны) неподвижно соединен (соединены) с моноблочной деталью при помощи средств крепления, расположенных вместе с экраном (экранами) таким образом, чтобы совместно образовать внутреннюю стенку, ограничивающую наружный контур проточного тракта компрессора.
Элемент (элементы), образующий (образующие) экран (экраны) в соответствии с настоящим изобретением, выполнен (выполнены) из одного или нескольких защитных листов. Экран (экраны) в соответствии с настоящим изобретением не является (являются) покрытием (сцепляющимся слоем), нанесенным на моноблочную деталь, как в известных технических решениях. В отличие от покрытия экран в соответствии с настоящим изобретением является независимым и выполнен отдельно от стенки (несущей конструкции).
Элемент (элементы), образующий (образующие) экран (экраны), может (могут) быть самым (самыми) разным (разными), в частности, это может быть: лист (листы), профиль (профили), обечайка (обечайки) из проката или элемент (элементы), выполненный (выполненные) из обкатанного и сварного калиброванного профиля.
Таким образом, согласно изобретению в качестве жаростойких сплавов, не воспламеняемых титаном, можно использовать уже существующие жаростойкие стали или сплавы, которые не возгораются при контакте с горящим титаном. Кроме того, эти жаростойкие стали или сплавы являются термически совместимыми (совместимость термической обработки и близкие коэффициенты расширения) с титаном или сплавами на основе титана, тоже существующими и применяемыми для выполнения корпусов компрессоров, в частности, компрессоров высокого давления турбореактивного двигателя. В качестве жаростойкого (жаростойких) сплава (сплавов) можно использовать сплав на основе никеля или кобальта.
Согласно изобретению для выполнения корпуса совмещают два типа материала с получением смешанной конструкции (внутренняя стенка, ограничивающая канал из стали или из жаростойкого (жаростойких) сплава (сплавов) и несущая конструкция из титана или титанового сплава) без отрицательных последствий для работы компрессора, так как средства крепления выполнены таким образом, чтобы не изменять контур проточного тракта, и предпочтительно включают в себя направляющие втулки для поворотных лопаток.
Решение в соответствии с настоящим изобретением является эффективным способом защиты от титанового пожара и одновременно позволяет сохранить основное преимущество титана, то есть низкую плотность и высокую механическую прочность несущей конструкции.
Предпочтительно материал для экрана (экранов) из стали или стального сплава выбирают из стали 17-4 РН, стали Z 12 CNDV 12, Inconel® 909, Inconel® 783 или сплава JETHETE M 152.
Наиболее предпочтительным титановым сплавом для несущей конструкции являются Ti 64, Ti 6242 или Ti 6246.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения корпус содержит по меньшей мере один слой антикоррозийного материала, расположенный между каждым экраном из жаростойкой стали или сплава (сплавов), невоспламеняемого (невоспламеняемых) от горящего титана, и моноблочной деталью из титана или его сплава. Предпочтительно этот антикоррозийный слой может быть выполнен посредством анодного окисления титана несущей конструкции. В результате можно избежать коррозию стали при трении на границе раздела. Слой антикоррозийного материала можно также дополнить слоем краски, например, с алюминиевым пигментом на части экрана из жаростойкой стали или сплава, входящей в контакт с несущей конструкцией из титана или его сплава.
Экран может иметь длину, соответствующую только части кольцевой длины корпуса.
На внутреннем диаметре экрана или в конце участка, на котором он закреплен, можно закрепить или нанести, например, посредством плазменной технологии расходный материал, предназначенный для образования наружного контура канала. Этот расходный материал образует истираемый слой напротив лопаток, то есть материал, который может истираться или сниматься при трении головок вращающихся лопаток по корпусу.
Экран (экраны) из жаростойкой стали или сплава (сплавов) в соответствии с настоящим изобретением может (могут) имеет Т-образную форму в осевом сечении корпуса.
Предпочтительно средства крепления содержат одну или несколько бобышек с заплечиками, закрепленную (закрепленных) индивидуально в отверстиях, выполненных в моноблочной детали из титана или титанового сплава или в расточных заплечиках, выполненных в экране (экранах). При этом крепление каждой бобышки выполняют таким образом, чтобы обеспечить непрерывность поверхности с экраном (экранами) для обеспечения непрерывности наружного контура канала. Иными словами, бобышки предпочтительно устанавливают таким образом, чтобы их заплечик опирался в отверстиях такого же диаметра, образующих заплечики в толщине материала экрана (экранов). Толщина заплечиков бобышек может составлять примерно половину толщины экрана (экранов).
Предпочтительно по меньшей мере часть бобышек образована направляющими втулками осей поворотных лопаток. Таким образом, в компрессорах, оборудованных лопатками такого типа, нет необходимости использовать дополнительные крепежные детали.
Предпочтительно бобышки запрессованы индивидуально в отверстия моноблочной детали. Предпочтительно бобышки запрессованы в холодном состоянии. Предпочтительно их можно запрессовывать в холодном состоянии при помощи известного способа FTI®, особенно при наличии направляющих втулок для поворотных лопаток. Предпочтительно бобышки можно выполнить из того же сплава, что и экран. Когда бобышки частично образованы направляющими втулками лопаток, их можно выполнить, например, из Hastelloy® или из холоднодеформированной стали А 286.
Можно использовать дополнительные средства блокировки осевого поступательного перемещения экрана (экранов). Предпочтительно эти дополнительные средства блокировки осевого поступательного перемещения могут представлять собой часть крепежного фланца, выполненного механической обработкой непосредственно в другом расположенном в продолжении корпусе, в которую упирается в осевом направлении часть экрана (экранов). Таким образом, можно использовать задний фланец крепления промежуточного корпуса, то есть фланец, предназначенный для его крепления на корпусе компрессора высокого давления (ВД) турбореактивного двигателя, или передний фланец крепления заднего корпуса компрессора ВД.
Объектом изобретения является также осевой компрессор высокого давления, содержащий в качестве статора описанный выше корпус.
Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, длина корпуса соответствует только передней части компрессора, при этом внутренняя стенка, ограничивающая наружный контур тракта на выходе, выполнена из титана или его сплава.
Наконец, объектом изобретения является двигатель летательного аппарата, содержащий описанный выше компрессор.
Краткое описание чертежей
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего описания со ссылками на чертежи.
На фиг.1 показан осевой компрессор высокого давления авиационного турбореактивного двигателя в соответствии с настоящим изобретением, вид в продольном разрезе;
на фиг.2А схематично показан наружный корпус компрессора, изображенного на фиг.1, вид в продольном разрезе;
на фиг.2 В детально показаны средства крепления корпуса, изображенного на фиг.2А.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показан компрессор 1 высокого давления турбореактивного двигателя нового поколения, то есть двигателя с высоким давлением на входе Е.
Компрессор 1 этого типа содержит первый венец неподвижных лопаток 2, направляющих газ на вход первого венца подвижных лопаток 3. Все лопатки 2, 3 выполнены из титана или его сплава. Во время работы турбореактивного двигателя существует риск появления контакта в зоне Z ножки 20 неподвижных лопаток 2 с ножкой 30 подвижных лопаток 3 с трением между ними.
Риск появления контакта и трения может привести к возгоранию титана в этой зоне Z, поэтому необходимо исключить распространение частиц горящего титана к наружному корпусу 10. Такие частицы могут выбрасываться в проточный тракт 4 и, следовательно, входить в контакт с наружным корпусом 10. Риск контакта особенно велик для передней части этого корпуса 10 на определенной длине L. Эта длина L представляет собой расстояние между двумя точками, одна из которых определяет изменение наклонов профиля корпуса, а другая находится на поверхности соединения с задней конструкцией компрессора ВД, которая становится конструкцией из жаропрочного сплава в проточном тракте.
Если наружный корпус 10 выполнен только из титана или его сплава, может возникнуть титановый пожар, который может распространиться на все другие детали турбореактивного двигателя.
Чтобы этого избежать, согласно изобретению наружный корпус 10 выполнен из двух частей 11 и 12, причем часть 11 является моноблочной деталью из титана или его сплава, а часть 12 выполнена из множества профилей 120, 121 и 122 из жаростойкой стали или сплава (сплавов), образующих экраны, невоспламеняемые от горящего титана (фиг.2А). Множество профилей 120, 121 и 122 из жаростойкой стали или сплава (сплавов), невоспламеняемого (невоспламеняемых) от горящего титана, образует подобие защитного от пламени экрана, предохраняющего несущую конструкцию от попадания на нее частиц горящего титана, которые могут проникнуть в эту часть L корпуса 10.
Согласно изобретению профили 120, 121 и 122 неподвижно соединены с моноблочной деталью при помощи средств 13 крепления. Эти средства 13 крепления расположены относительно профилей 120, 121 и 122 таким образом, чтобы они вместе образовали внутреннюю стенку 14, ограничивающую наружный контур 40 канала 4 компрессора.
В представленном варианте осуществления изобретения часть, образующая несущую конструкцию 11, выполнена путем ковки или литья из титанового сплава. Металлические профили 120, 121 и 122 выполняют из листового прокатного сплава с низким коэффициентом расширения, такого как инконель 909 или 783.
На фиг.2В более детально показаны средства 13 крепления двух последовательных профилей 121 и 122, образующих экран защиты от титанового пожара. Крепление профилей 121 и 122 из жаростойкой стали или сплава (сплавов), невоспламеняемого (невоспламеняемых) от горящего титана, осуществляют следующим образом.
Каждый профиль 121, 122 в сечении имеет по существу Т-образную форму, образуя тем самым две концентричные выемки, предпочтительно выполненные путем механической обработки. Одновременную запрессовку двух профилей 121 и 122 осуществляют при помощи венца бобышек 13 с заплечиками 13А, равномерно распределенных по окружности, которые запрессовывают индивидуально в отверстие 110, выполненное в кованом материале конструкции 11 из титана или его сплава. Запрессовку каждой бобышки 13 производят при помощи посадочного кольца 130 предпочтительно способом холодного экспандирования типа FTI®. Таким образом, одну из концентричных выемок 1210 одного из профилей 121 и одну из концентричных выемок 1220 профиля 122, находящегося сразу за ним, запрессовывают одним венцом бобышек 13 (фиг.2В). Предпочтительно используемые бобышки 13 с заплечиками выполнены из того же сплава, что и экран, или из Hastelloy®X, или из стали А286 для направляющих втулок поворотных лопаток. Как показано на фиг.2 В, крепление экрана 121 осуществляется за счет зацепления ветвей Т-образного профиля с двумя разнонаправленными заплечиками 13А, один из которых направлен в сторону входа, а другой - в сторону выхода (фиг.2А). Предпочтительно крепление экрана 120 или 121 дополнительно осуществляется за счет осевого упора в часть крепежного фланца 13В, выполненного механической обработкой непосредственно в другом, расположенном в продолжении смежном корпусе. Как вариант, часть 13В крепежного фланца, используемая для крепления экрана 120, образована крепежным фланцем не показанного на чертежах промежуточного корпуса компрессора 1 высокого давления. Часть 13С крепежного фланца, используемая для блокировки осевого поступательного перемещения экрана 122, может быть образована крепежным фланцем выходного корпуса 14 компрессора 1 высокого давления.
Таким образом, согласно изобретению конструкция из бобышек 130 и профилей 121 и 122 ограничивает наружный контур 40 канала 4 компрессора. Иными словами, выбранное крепление позволяет не только скрепить несущую конструкцию 11 из титана или его сплава с экранами 120, 121, 122 защиты от титанового пожара, но и точно ограничить наружный контур 40 канала 4.
Согласно предпочтительному варианту выполнения крепления, когда компрессор 1 высокого давления содержит венец поворотных лопаток 5, используемая бобышка 13 с заплечиком в соответствии с настоящим изобретением может быть образована втулкой 50 для поворотной оси указанных лопаток 5. Таким образом, в наружном корпусе 10, показанном на фиг.1, третий венец лопаток 5 образован венцом неподвижных поворотных лопаток, посадочные втулки которых образуют также бобышки 13 с заплечиками в соответствии с настоящим изобретением, то есть позволяющие закрепить экраны 120, 121 и 122.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения, границу раздела между профилем 120, 121 или 122 из жаростойкой стали или сплава (сплавов) и несущей конструкцией 11 из титана или его сплава можно обработать анодным окислением титана, чтобы избежать возможности появления коррозии от трения между этими деталями. Для получения такого антикоррозийного эффекта на сталь, из которой выполнены экраны 120, 121 или 122, напротив анодированного титана можно нанести слой краски, например, с алюминиевым пигментом.
Выполненный таким образом наружный корпус 10 позволяет сохранить несущую конструкцию 11 из титанового сплава (например, Ti 64, 6242 или 6246), защищенную от титанового пожара листом 12, который крепят запрессованными бобышками 13, что позволяет упростить сборку и механическую обработку наружных поясов профилей 120, 121, 122.
Настоящее изобретение позволяет:
а) защитить тракт компрессоров высокого давления за счет применения сплава, невоспламеняемого при горении титана,
б) выполнить наружную часть или несущую конструкцию из титанового сплава за пределами зоны, потенциально подверженной воздействию титанового пожара,
в) сохранить намного меньшую массу по сравнению с корпусами, полностью выполненными из жаростойкой стали или сплава (сплавов). Например, можно выполнить наружный корпус 10 средней толщины 1,5 мм, в котором в качестве профилей 12 используют листы из Inconel® 909, аналогично выполнению на длине L в представленном варианте осуществления, с весом, меньшим примерно на 10 кг по сравнению с корпусом идентичных формы и размеров, полностью выполненным из жаростойкой стали или сплава (сплавов). Таким образом, «средняя» масса на единицу объема корпуса в соответствии с настоящим изобретением эквивалента массе корпуса из производных сплавов титана, которые считаются жаростойкими.
1. Корпус (10), содержащий по меньшей мере одну часть, образующую несущую конструкцию с установленными на ней венцами неподвижных лопаток, и внутреннюю стенку, ограничивающую наружный контур (40) проточного тракта (4) компрессора (1), в котором с возможностью вращения установлены венцы подвижных лопаток (3), индивидуально чередующиеся с венцами неподвижных лопаток (2) или поворотных лопаток, и средства тепловой защиты от горящего титана, отличающийся тем, что в качестве несущей конструкции на по меньшей мере части своей длины содержит моноблочную деталь (11) из титана или его сплава, а в качестве средств тепловой защиты содержит по меньшей мере один элемент, образующий экран (12, 120, 121, 122) из жаростойкого (жаростойких) сплава (сплавов), невоспламеняемого (невоспламеняемых) от горящего титана, при этом экран (экраны) неподвижно соединен (соединены) с моноблочной деталью при помощи средств (13, 130) крепления, расположенных совместно с экраном (экранами) таким образом, чтобы вместе образовывать внутреннюю стенку, ограничивающую наружный контур (40) проточного тракта (4) компрессора.
2. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что жаростойкий и невоспламеняемый от горящего титана сплав является стальным сплавом, выбранным из группы, включающей в себя сталь 17-4 РН, сталь Z 12 CNDV 12, Inconel® 909, Inconel® 783 или сплав JETHETE M 152.
3. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что титановый сплав представляет собой Ti 64, Ti 6242 или Ti 6246.
4. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере один слой антикоррозийного материала, расположенный между каждым экраном из жаростойкой стали или сплава, невоспламеняемого от горящего титана, и моноблочной деталью из титана или его сплава.
5. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что длина экрана соответствует только части длины корпуса.
6. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что в конце участка, на котором закреплен (закреплены) экран (экраны), или на внутреннем диаметре экрана (экранов) закреплен или нанесен расходный материал, предназначенный для образования наружного контура канала.
7. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что экран (экраны) в сечении (120, 121, 122) имеют Т-образную форму.
8. Корпус (10) по п.7, отличающийся тем, что средства крепления содержат одну или несколько бобышек (13) с заплечиками, закрепленную (закрепленных) индивидуально в отверстиях (110), выполненных в моноблочной детали (11) из титана или его сплава или в отверстиях, выполненных в экране (экранах), при этом крепление каждой бобышки выполнено так, чтобы обеспечивалась непрерывность поверхности с экраном (экранами) для обеспечения непрерывности наружного контура (40) проточного тракта (4).
9. Корпус (10) по п.8, отличающийся тем, что по меньшей мере часть бобышек образована направляющими втулками (50) осей поворотных лопаток (5).
10. Корпус (10) по любому из пп.8 или 9, отличающийся тем, что бобышки индивидуально запрессованы в отверстия (110) моноблочной детали (11).
11. Корпус (10) по п.10, отличающийся тем, что бобышки запрессованы путем холодной запрессовки.
12. Корпус (10) по п.8, отличающийся тем, что бобышки выполнены из Hastelloy® X, или из стали А 286, или из сплава экрана (экранов).
13. Корпус (10) по п.1, отличающийся тем, что дополнительно к средствам крепления содержит средства блокировки осевого поступательного перемещения экрана (экранов), образованные частью крепежного фланца, выполненного механической обработкой непосредственно в другом расположенном в продолжении корпусе, в которую упирается в осевом направлении часть экрана (экранов).
14. Осевой компрессор (1) высокого давления, содержащий в качестве статора корпус (10) по п.1.
15. Компрессор (1) по п.14, характеризующийся тем, что длина (L) корпуса образует только переднюю часть (10) компрессора, при этом внутренняя стенка (14), ограничивающая наружный контур (40) тракта (4) на выходе, выполнена из титана или его сплава.
16. Двигатель летательного аппарата, содержащий компрессор по п.14.
www.freepatent.ru
Редко какой самолет подвергался более масштабным изменениям конструкции в процессе проектирования, чем Су-24. Характеристики этого фронтового бомбардировщика заказчику (Министерству обороны СССР) постоянно требовались все более высокие, и авиаконструкторам приходилось несколько раз пересматривать не только частные технические решения, но и общую концептуальную схему. Результат превзошел ожидания: аппарат получился на славу и, пережив свой век, оказался востребованным даже в третьем тысячелетии.
В пятидесятые годы весь мир оказался во власти «ракетной истерии». Военным теоретикам казалось, что самолеты как ударная сила, если и не полностью устарели, то уж, по крайней мере, утратили свое решающее значение в современном бою. В полной мере эти умозаключения касались и штурмовой авиации. Впрочем, эту крайне смелую точку зрения разделяли не все, и разработка штурмовиков все же продолжалась. В рамках экономии бюджетных средств КБ П. О. Сухого занималось адаптацией очень удачного самолета Су-7 для придания ему способности решать боевую задачу поддержки наземных войск в сложных метеоусловиях. Собственно, под видом работ по модификации коллектив на самом деле создавал совсем новую машину, а версия об улучшении старой была выдумана для партийных чиновников, навязывавших «технарям» свою генеральную линию. Рассматривались различные варианты компоновки, учитывающие возможность размещения сложной электроники, без которой современный штурмовик не смог бы стать грозной силой.
Результатом творческих мук стал сначала Су-15, снабженный всепогодным навигационным комплексом «Орион». Но требования военных становились все жестче, им теперь нужно было, чтобы штурмовик мог взлетать с грунтовой полосы, причем короткой. Поиск оптимального решения продолжался, в конструкцию были добавлены дополнительные двигатели, поднимающие летательный аппарат в момент взлета. Но все это было не то. О. С. Самойлович, руководитель проекта, ломал голову над разрешением этого ребуса. А подсказка пришла, как ни странно, от вероятного противника.
Дело было в 1964 году, Хрущева совсем недавно сняли, а новое руководство страны мыслило не столь романтично, зато прагматично. Проектирование боевых самолетов вновь получило полноценное финансирование. Конструктор Самойлович вылетел в Париж, на аэрокосмическую выставку. Он там увидел кое-что интересное.
Они внешне очень похожи - американский F-111 и наш Су-24. Фото, характеристики и боевые возможности, а главное, назначение этих двух самолетов очень близки. В каком-то смысле Самойлович допустил прямое заимствование общей компоновочной схемы, впрочем, вполне оправданное. Фирма «Дженерал Дайнемикс» с гордостью выставила свое детище на международном салоне в Ле-Бурже. Видеть самолет могли все желающие, но главный конструктор не сразу решился к нему близко подойти. Затем он взял свой «ФЭД» и в этот момент понял, каким будет Су-24. Фото самолета F-111 в Москве рассматривали очень внимательно, инженеры восхищались мастерством соперников и комментировали увиденное.
Разумеется, о том, что конструкция «украдена» у американцев, и речи быть не может. Секреты фирма «Дженерал Дайнемикс» хранить умеет, и если советская сторона получила к ним доступ, то случилось это намного позже. А пока О. С. Самойловичу хватило и внешнего вида. Как в таких случаях писали на своих чертежах древние римляне, «умному довольно».
Дополнительные подъемные двигатели, уменьшающие разбег машины при взлете, были признаны решением неправильным. Работают они только в первые секунды, а нести их самолет должен все время. Другое дело - крыло изменяемой стреловидности, его преимуществами можно пользоваться на протяжении боевого задания, переводя штурмовик в разные скоростные режимы.
Вместе с тем возникли некоторые сложности с вооружениями, которые должен был нести на внешних подвесках Су-24. Бомбардировщик автоматически направляет пилоны ракет и бомб параллельно вектору курса - для этого потребовалась особая согласующая электромеханическая система. Просторный отсек для двух антенн РЛС позволил разместить мощную БРЭА, которой не было у предшествующих моделей самолетов фронтовой поддержки КБ Сухого. Но главные сложности были впереди.
Назначение тактического бомбардировщика состоит в том, чтобы наносить ущерб противнику в широкой (до 800 км) прифронтовой полосе. Чтобы реализовать эту задачу, нужно иметь техническую возможность преодолеть рубежи ПВО, которые, соответственно, будут предсказуемо осуществлять максимальное противодействие. В шестидесятые годы радиолокаторы были не столь совершенны, как сегодня, и цели на малых высотах «видели» не всегда. Это же касалось и бортовых РЛС, которые не могли различать объектов на фоне земли. Американский F-111 летал на предельно малой высоте, огибая рельеф. Эту же задачу поставили и для конструкторов Су-24. Характеристики скоростные при этом не снижались, требовался уверенный «сверхзвук» даже во время настильного полета.
Система поддержания безопасного огибания препятствий работает в двух режимах - ручном и автоматическом. Учитывая элементную базу 60-х (преимущественно лампы), остается лишь восхищаться этим достижением.
В те далекие годы вопрос экономии топлива остро не стоял. Однако расход керосина влиял на очень важный показатель – дальность. Чтобы ее повысить, требовалось революционное решение – переход на экономичные двухконтурные двигатели. В режиме форсажа они развивали меньшую тягу, чем обычные ТРДФ, но, как показывал опыт, тактическому бомбардировщику возможность резкого увеличения скорости практически не нужна. Проектированием специальных двигателей занялось конструкторское бюро Люльки и Туманского («Сатурн»). Они предназначались исключительно для Су-24. Боевой радиус самолета существенно увеличился - он превысил полтысячи километров.
Практически все тактические бомбардировщики и штурмовики времен Второй мировой войны и последующих лет имели тандемную схему размещения членов экипажа. Посадить пилота, штурмана или оператора систем вооружений друг за другом конструкторов побуждало желание уменьшить поперечное сечение фюзеляжа. Так снижалось аэродинамическое сопротивление. Кроме этого, имел значение и размер цели, с точки зрения зенитной артиллерии, при лобовой атаке. Настоящим откровением стало размещение двух членов экипажа друг рядом с другом в американском F-111. Эту схему О. С. Самойлович решил применить и для Су-24. Фото кабины демонстрирует наличие рукояти управления и у штурмана, правда, она несколько меньше, чем пилотская. Соображениями безопасности диктовалась и особая ширма, отделявшая кресла при катапультировании, но в дальнейшем оказалось, что риск травмы летчика, оставшегося в самолете, минимален. Обмен информацией между пилотом и штурманом значительно облегчился, появилось «чувство локтя».
На технические характеристики Су-24 существенно влиял выбор двигателя. Первые экземпляры комплектовались «изделием № 85», то есть реактивной турбиной АЛ-21Ф, в компрессоре которого применялись титановые детали. Материал этот очень прочный и легкий, но при проектировании двигателя конструкторы не учли некоторых его особенностей. Нагрев лопаток турбины приводил к их удлинению, а затем и касанию корпуса их периферийными кромками. Это явление, названное «титановым пожаром», приводило практически к мгновенному сгоранию всего летательного аппарата, а выяснить причину удалось не сразу.
В конечном счете, после нескольких попыток адаптировать другие серийные двигатели, КБ приняло решение о доводке АЛ-21Ф, который и используется в настоящее время.
В первый полет прототип, получивший индекс Т6-1, в 1967 году поднял летчик-испытатель B. C. Ильюшин, сын знаменитого авиаконструктора. Тест прошел успешно, однако в ходе доработок обозначились серьезные конструктивные пороки. Испытания шли долго и тяжело, за их период разбились десять машин (из них 7 - по причине ошибок разработчиков двигателей). Только за один день 1973 года (28 августа) КБ потеряло два опытных образца. Возможно, будь проект менее важен для обороны страны, его бы закрыли после стольких неудач. Но О. С. Самойлович верил в самолет Су-24, характеристики которого обещали стать превосходными. И испытания продолжались, как и работы по устранению выявленных конструкционных просчетов.
Бомбовыми отсеками, в отличие от американского F-111, самолет не снабжен, все виды вооружений располагаются на восьми пилонах, четыре из которых – подфюзеляжные. Два мощных двигателя обеспечивают возможность нести и обычные, и специальные (ядерные или химические) боеприпасы, в том числе большой мощности. Так, подвески на неподвижной части крыла предназначены для бомб весом в полтонны. Разнообразен характер вооружений Су-24. Боевая нагрузка общим весом до восьми тонн может состоять из неуправляемых или корректируемых бомб (в том числе и с лазерным наведением), блоков НАР, контейнеров или кассет. Чтобы удерживать столь широкую номенклатуру, пилоны снабжены переходными устройствами и дополнительными балками. Но не только бомбами может наносить удары Су-24: бомбардировщик этот можно назвать и ракетоносцем.
Задача подавления ПВО вероятного противника неразрывно связана с обнаружением и уничтожением радиолокационных постов, в первую очередь - антенн излучателей-приемников. В Америке для этой цели была разработана противорадиолокационная ракета «Шпайк» (1963), система наведения которой ориентируется на интенсивные высокочастотные излучения РЛС. Аналогичный снаряд Х-28 был спроектирован и в СССР - для комплектования им системы вооружений самолета Су-24. Боевые возможности этого боеприпаса раскрываются наиболее широко при парном вылете двух бомбардировщиков, первый из которых «засекал» локаторы системой «Филин», а второй наносил непосредственный удар, уже зная параметры несущих частот излучателей. Управляемые ракеты Х-23 наводятся радиокомандным способом.
Существует еще много вариантов вооружения реактивными снарядами Су-24. Фото самолета, снабженного кассетами НУРСов или ракетами Р-60 («воздух-воздух»), доказывают универсальность возможного применения бомбардировщика, в том числе и против воздушных целей. Полноценным перехватчиком его, разумеется, назвать нельзя, но и беззащитным в небе тоже считать невозможно.
Не забыли конструкторы и об артиллерийском вооружении. Су-24 оснащен 23-миллиметровой шестиствольной пушкой ГШ-6-23М (встроенной). Предусмотрена возможность оперативного увеличения огневой мощи путем установки подвесных скорострельных артустановок (еще трех) на внешних узлах подвесок.
Любая удачная машина обречена на долгую жизнь, сопровождаемую попытками улучшения ее конструкции. Так произошло и с самолетом Су-24. Характеристики его, с точки зрения руководителей Министерства обороны СССР, нуждались в коррекции. Особенно актуальной представлялась задача совершенствования бортового радиоэлектронного оборудования и возможность повышения массы боевой нагрузки. Новая модификация, которую на Новосибирском авиационном заводе с 1979 года называли «изделием 44», в 1981-м начала поступать в войсковые части под кодом Су-24М. Официально образец был принят на вооружение в 1983 году. Он оказался тяжелее прототипа, но на фоне некоторого снижения летных данных сохранил потрясающую маневренность, характерную для «чистого» Су-24. Характеристики позволяют выполнять даже фигуры высшего пилотажа, что для фронтового бомбардировщика свойство редкое.
Важным новшеством стала и возможность дозаправки в полете. К ней пилотам начала восьмидесятых предстояло привыкнуть, отработав технику плавного подхода к конусу шланга заправщика, но результат оправдывал усилия. Радиус боевого применения теперь охватывал всю Европу (при взлете с аэродромов ЗГВ) и значительную часть Азии.
И в начале третьего тысячелетия ничего не указывает на то, что вскоре отправится на «заслуженный отдых» самолет Су-24. Характеристики его таковы, что боевые задачи он может уверенно выполнять еще многие годы. Ему довелось повоевать в нескольких конфликтах, возникших уже после распада СССР. Самолет имеет прочный планер, мощные двигатели и широкий арсенал. На высоте в 200 метров он может лететь со скоростью до 1400 км/ч. Су-24 оснащен уникальными средствами спасения экипажа. Ему еще придется послужить родной стране.
fb.ru
http://7x7-journal.ru/post/72349
Кировская область 7x7-journal.ru
