Двухконтурный турбореактивный двигатель АЛ-31Ф («изделие 99»). Двигатель ал 31ф


Турбореактивный авиационный двигатель АЛ-31Ф. - Российская авиация

Турбореактивный авиационный двигатель АЛ-31Ф.

Разработчик: НПО «Сатурн» (под руководством А.М.Люльки) Страна: СССР Испытания: 1977 г. Серийное производство: 1981 г.

АЛ-31Ф («изделие 99») — базовый двигатель серии авиационных высокотемпературных турбореактивных двухконтурных двигателей с форсажными камерами. Разработан под руководством А.М.Люльки в НПО «Сатурн». Проектирование двигателя началось в 1973 году, первые испытания прошли в 1977 году, государственные испытания завершились в 1985 году. С 1981 года двигатели АЛ-31 производятся на УМПО (г. Уфа) и «ММПП Салют» (г. Москва). После смерти А.М.Люльки в 1984 году работы по двигателю и его модификациям возглавил генеральный конструктор В.М.Чепкин. В настоящее время ОКБ им. Люльки (г. Москва) является частью УМПО.

АЛ-31Ф — базовый двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель со смешением потоков внутреннего и наружного контуров за турбиной, общей для обоих контуров форсажной камерой и регулируемым сверхзвуковым всережимным реактивным соплом. Двигатель модульный.

Состоит из компрессора низкого давления осевого 4-ступенчатого, с регулируемым входным направляющим аппаратом (ВНА), компрессора высокого давления, осевого 9-ступенчатого, с регулируемым ВНА и направляющими аппаратами первых двух ступеней, турбины высокого и низкого давления — осевые одноступенчатые; лопатки турбин и сопловых аппаратов охлаждаемые (пленочное охлаждение). Основная камера сгорания кольцевая.

В конструкции двигателя широко применяются титановые сплавы (до 35 % массы) и жаропрочные стали. Лопатки турбин имеют полости в виде лабиринтов, для охлаждения газы подаются из диска в лопатку и проходят через отверстия по кромкам (пленочное воздушное охлаждение), для крепления лопатки к диску используется хвостовик ёлочного типа. После турбины установлен 11-лепестковый смеситель. Для обеспечения стабильной работы ФК, установлен затурбинный кок, плавно переводящий поток, из кольцевого в круглое сечение, с антивибрационными отверстиями, а также в форсажной камере установлены антивибрационные продольные экраны.

Двигатель имеет электрическую систему зажигания. Пусковая система может запускать двигатель как на земле, так и в полёте. Для запуска двигателя на земле используется пусковое устройство расположенное в выносной коробке двигателя. На обычных режимах работы двигателя для экономии топлива охлаждение турбин частично отключается.

Применение регулируемых ВНА КНД и КВД дает более высокую устойчивость к помпажу, на практике это означало что двигатели сохранят работоспособность при попадании самолета в штопор и при пуске ракет. Двигатель в полёте может использоваться на всех режимах без ограничений. Время приемистости из режима малого газа до режима «максимал» на малой высоте 3-5 с, на средней 5 с, на большой высоте 8 с. Максимальная частота вращения 13 300 об./мин.

Двигатель работает на авиационном керосине марок Т-1, ТС-1, РТ.

Поставлялся на экспорт в Индию и Китай. Капитальный ремонт осуществляется на авиаремонтном заводе № 121 в Кубинке.

Модификации:АЛ-31Ф — базовый. Устанавливается на Су-27, Су-27УБ, Су-30, Су-34, Су-35. Первоначально назначенный ресурс серийных АЛ-31Ф составлял всего 100 часов, при требовании ВВС в 300 часов, но затем со временем он был доведён до 1500 часов.

АЛ-31К — двигатель для палубного самолёта Су-33. Тяга на форсаже увеличена до 13300 кгс. Отличается дополнительной антикоррозионной защитой.

АЛ-31ФM1 — модернизированный. Тяга на форсаже увеличена до 13500 кгс. С четырехступенчатым компрессором низкого давления КНД-924-4 с увеличенным с 905 до 924 мм диаметром, обеспечивающим на 6 % больший расход воздуха, а также более совершенной цифровой системой автоматического управления (степень сжатия 3,6). Температура газов перед турбиной у этого двигателя повышена на 25°С. Двигатель двухконтурный, первый контур проходит через «рубашку» для охлаждения, затем смешивается за турбиной с горячим вторым контуром двухвальный. Серийно производится с 2006 года для истребителей семейства Су-27, устанавливается без доработок в любые истребители, в том числе ранних годов выпуска, установлены на 1 полку Су-27СМ/СМ2 и уже устанавливаются на производимые Су-34.

АЛ-31ФM2 — форсированный до 14000 кгс. Отличается трёхступенчатым компрессором низкого давления. Назначенный ресурс модернизированного двигателя превышает 3 000 часов. Не требует доработки борта самолета при постановке на самолеты типа Су-27, Су-30, Су-34, в отличие от двигателей других серий.

АЛ-31ФM3 — форсированный. 3-й этап модернизации АЛ-31Ф ММПП Салют, дополнительно устанавливается новый трёхступенчатый КНД с широкохордными лопатками пространственного профилирования и увеличенной степенью повышения давления до 4.2 (КНД-924-3), что позволяет увеличить тягу до 15 300 кгс (получено на статических испытаниях). Лопатки и диск 3-х ступенчатого КНД представляют собой единое целое (блиск), вместо 9 ступеней КВД планируется уменьшить число до 6.

АЛ-31ФП (АЛ-31ФУ) — с поворотным соплом. Разработан в 1988-1994 годах. Масса увеличена на 110 кг, длина — на 0,4 м. Устанавливался на Су-33КУБ, Су-37. Основное отличие от базового двигателя АЛ-31Ф — управляемый вектор тяги, значительно повышающий маневренные характеристики самолета. Изменение вектора возможно на угол до ±16° в вертикальной плоскости и до ±15 в любом направлении.»ФП» означает форсажный поворотный. Двигатель разработан в НПО Сатурн, прозводится на УМПО. Двигатели АЛ-31ФП устанавливаются на истребители поколения 4++ — Су-35.

Р-32 — форсированный двигатель АЛ-31Ф для рекордного самолета П-42, созданного на базе Су-27. Форсажная тяга двигателя была повышена до 13600 кгс.

АЛ-31ФН — с нижним расположение коробки приводов. Разработан по заказу Китая.

1.Двигатель АЛ-31Ф.1.Двигатель АЛ-31Ф.

Двигатель АЛ-31Ф.

2.Двигатель АЛ-31Ф.2.Двигатель АЛ-31Ф.

Двигатель АЛ-31Ф.

4.Двигатель АЛ-31Ф. 4.Двигатель АЛ-31Ф.

Двигатель АЛ-31Ф.

5.Двигатель АЛ-31Ф. Музей 218-го АРЗ в г.Гатчина Ленинградской обл.5.Двигатель АЛ-31Ф. Музей 218-го АРЗ в г.Гатчина Ленинградской обл.

Двигатель АЛ-31Ф. Музей 218-го АРЗ в г.Гатчина, Ленинградской области.

3.Двигатель АЛ-31ФП.3.Двигатель АЛ-31ФП.

Двигатель АЛ-31ФП.

.

.Список источников:Крылья Родины. № 8 за 1999 г. Уфимские моторы.Журнал «Двигатель». № 3 за 2000 г. В.М.Чепкин. Шедевр двадцатого века.Фотоархив сайта russianplanes.net

xn--80aafy5bs.xn--p1ai

Авиационный двигатель АЛ-31Ф

Характеристики двигателя АЛ-31Ф  АЛ-31Ф
Тип двигателя:ТРДДФ
Размерыдиаметр входа0.91 м
максимальный диаметр1.22 м*
длина4.95 м
Степень повышения давления в компрессоре23
Расход воздуха110 кг/с
Степень двухконтурности0.6
Масса двигателя1533 кг**
Отношение тяги к массе8
Температура газов перед турбинойдо 1700 К
    * - по другим данным 1.18 м ** - по другим данным 1520 кг
Эксплуатационные характеристики  Крейсерский режимМаксималФорсаж
Тяга 7600 кГс (74.53 кН)12500 кГс (122.58 кН)
Расход топлива0.67 кг/кГсч0.75 кг/кГсч1.92 кг/кГсч

!!Описание Турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой (ТРДДФ) АЛ-31Ф, созданный в НПО «Сатурн» им. А.М.Люльки - первый в нашей стране двухконтурный двигатель, соответствующий по параметрам в своём классе высшим мировым достижениям. Это мощный и экономичный ТРДДФ модульной конструкции, состоит из 14 блоков. Отношение тяги к массе более 8. Двигатель состоит из 4-ступенчатого компрессора низкого давления с регулируемым входным направляющим аппаратом, промежуточного корпуса с центральной коробкой приводов, 9-ступенчатого компрессора высокого давления с регулируемой первой группой ступеней, наружного контура, кольцевой камеры сгорания, одноступенчатой охлаждаемой турбины высокого давления, одноступенчатой охлаждаемой турбины низкого давления с активным управлением радиальными зазорами, компактной кольцевой камеры сгорания, форсажной камеры и сверхзвукового регулируемого сужающегося-расширяющегося реактивного сопла. АЛ-31Ф оснащен гидроэлектронной системой автоматического управления и топливопитания с электронным регулятором-ограничителем.

Основная особенность АЛ-31Ф - уникальные по механическим и эксплуатационным характеристикам лопатки турбины, изготовленные из жаропрочного сплава с монокристаллической структурой и имеющие эффективную систему охлаждения. Напряжённая термодинамика двигателя, высокие степень повышения давления и температура газов перед турбиной (1600-1700 К), компактная конструкция позволили получить высокую тягу при малой массе (двигатель дал выигрыш в массе самолёта на целых 2 т) и небольших габаритах и обеспечить высокую тяговооружённость самолёта. Масса 1533 кг, диаметр входа 0.91 м, максимальный диаметр 1.22 м, длина 4.95 м.

Базовый вариант двигателя развивает стендовую тягу 12500 кгс (122.6 кН) на режиме "полный форсаж" и 7600 кгс (74.6 кН) - на "максимале". Удельный расход топлива на максимальном режиме работы составляет 0.75 кг/(кгс·ч) (0.08 кг/(Н·ч)), на форсаже - до 1.92 кг/(кгс·ч) (0.20 кг/(Н·ч)), а минимальный крейсерский расход составляет 0.67 кг/(кгс·ч) (0.07 кг/(Н·ч)). Высоконапорный двухкаскадный компрессор обеспечивает 23-кратное сжатие поступающего воздуха при расходе его 112 кг/с и степени двухконтурности около 0.6.

АЛ-31Ф эксплуатируется в широком диапазоне высот и скоростей полёта, устойчиво работает на режимах глубокого помпажа воздухозаборника на числах M=2 в условиях плоского, прямого и перевёрнутого штопора. Системы ликвидации помпажа, автоматического запуска в полёте, встречного запуска основной и форсажной камер обеспечивают надёжность силовой установки при применении бортового оружия.       Двигатель имеет большой ресурс. При ремонте двигателя в эксплуатационных условиях можно поменять шесть, а на аварийных заводах - все 14 блоков. Ресурс двигателя поднят до ресурса самолёта.

АЛ-31Ф эксплуатируется на самолётах семейства Су-27.

!!Источники

  • Ильин и Левин. .
  • Polygon. «Су-27».

Статьи

  • Шедевр двадцатого века АЛ-31Ф является сегодня первым и единственным известным в мире турбореактивным двигателем, надежно и устойчиво работающим при углах кабрирования самолета, намного превышающих недоступный и предельный для всех известных самолетов зарубежных фирм угол 60°. Двигатель обеспечивает также исполнение полета в условиях полностью "обращенного" (по направлению) движения самолета на скоростях, превышающих 200 км/ч, что позволяет выполнять самолетами Су-27 новые, уникальные боевые фигуры сверхманеврирования.
 

www.airbase.ru

Неиссякаемый потенциал АЛ-31Ф » Военное обозрение

Вечный двигатель российского военного авиапрома

Созданный более сорока лет назад для истребителя четвертого поколения двигатель АЛ-31Ф до сих пор соответствует по техническим параметрам лучшим образцам в своем классе. Технологический резерв, заложенный в этот авиамотор, позволяет проводить постоянную его модернизацию. Семейство АЛ-31Ф стало символом стабильности отечественного моторостроения. Наработки, накопленные при создании этого модельного ряда, используются для разработки принципиально нового двигателя истребителя пятого поколения, который будет иметь еще более высокую тягу и меньший удельный вес.

Свой первый зарубежный визит на посту министра обороны генерал армии Сергей Шойгу совершенно закономерно совершил в Китайскую Народную Республику. Военно-техническое сотрудничество (ВТС) России и Китая, чрезвычайно активное в конце ХХ и серьезно стагнировавшее в начале ХХI века, вновь обрело второе дыхание в последние два года. В основе новой фазы российско-китайского ВТС – поставки авиационных двигателей прежде всего семейства АЛ-31Ф. В разрушительные для всего российского оборонно-промышленного комплекса (ОПК) 90-е годы именно они во многом обеспечили коммерческий успех за рубежом многофункциональных истребителей линейки Су-27/Су-30 и таким образом спасли не только отечественный военный авиапром, но и моторостроительную отрасль в целом. Сегодня разработчики АЛ-31Ф используют весь накопленный опыт и наработки для создания принципиально нового двигателя истребителя пятого поколения Т-50 (ПАК ФА – перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации).

Для превосходства над F-15

Двигатель АЛ-31Ф разработки московского машиностроительного завода «Сатурн» (ныне ОАО «А. Люлька-Сатурн», с 2001 года входит в состав ОАО «НПО «Сатурн») был выбран в качестве основного для будущего истребителя четвертого поколения Су-27, главной задачей которого было добиться превосходства над своим американским аналогом – F-15. Решение о его создании принято в 1971 году. Соответствующее заключение Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) было сделано по результатам анализа работы трех двигателей – АЛ-31Ф, Д-30Ф-9 и Р-59Ф-300.

Опытный самолет проекта под названием Т-10-1 проходил испытания с 20 мая 1977 года. До 1982-го для этого было построено девять таких машин с двигателями предыдущего поколения – АЛ-21Ф-3.

Разработка перспективного авиамотора велась с 1974 года. Но характеристики первоначального варианта АЛ-31Ф (с двухступенчатыми турбинами высокого и низкого давления и низконагруженными компрессорами) не отвечали тактико-техническому заданию. Новый турбореактивный двухконтурный двигатель создавался с форсажной камерой одновременно вместе с полным перепроектированием конструкции самолета. Фактически заново разработанный Московским машиностроительным заводом имени П. О. Сухого истребитель Т-10С имел, помимо всего прочего, значительно улучшенные аэродинамические качества и другую компоновку авиамотора (коробка приводов и все агрегаты в верхней части). 6 августа 1985 года был подписан акт о приемке государственных испытаний АЛ-31Ф. Новый двигатель тягой 12,5 тонны имел одноступенчатые турбины высокого и низкого давления и высоконагруженные компрессоры. Одним из ключевых моментов стало создание и внедрение ОАО «А. Люлька-Сатурн» лопатки турбины циклонно-вихревой системы, что сделало мотор ресурсным, до этого он мог эксплуатироваться не более 70 часов. Работа над продлением ресурса стала одним из главных направлений. Тогда требования советских ВВС ограничивались 300 часами. В настоящее время этот показатель двигателя достиг тысячи часов.

Основным производителем АЛ-31Ф было определено ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (УМПО). Затем к программе было привлечено московское машиностроительное производственное предприятие «Салют» (сейчас ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют»), которое сначала занималось изготовлением отдельных элементов двигателя. Со временем сложилось своеобразное разделение труда, согласно которому УМПО (ведущее по тематике) специализировалось на производстве элементов холодной части мотора, а «Салют» – горячей. При этом сборка велась на обоих предприятиях.

Управляемый вектор

Двигатель АЛ-31ФП с поворотным соплом впервые был испытан в 1989 году. В апреле 1996-го экспериментальный образец истребителя Су-35 поднялся в воздух с прототипом этого мотора с управляемым вектором тяги (УВТ). В ходе работы над этим агрегатом особое внимание уделялось эффективному управлению соплом, сложная задача была решена при создании надежного уплотненного сочленения его подвижной и неподвижной частей. Представленный в итоге двигатель обеспечил всемирно известную маневренность и надежность в управлении тяжелых истребителей «Сухого». Серийный АЛ-31ФП установлен на Су-30. Первый зарубежный контракт на самолеты с этими моторами выполнили уфимцы, обеспечив поставку в Индию 40 Су-30МКИ (80 двигателей) по соглашению 1996 года.

В течение 90-х годов производители АЛ-31Ф с помощью неформальных договоренностей поделили рынки: моторы для индийских самолетов изготавливало УМПО, для экспорта в Китай – «Салют». Что касается других зарубежных заказчиков, то Алжир и Малайзия получили истребители Су-30 с уфимскими моторами, Вьетнам и Индонезия – с московскими. Венесуэльский же контракт на 24 Су-30MKV2 заводы поделили ровно пополам.

Китайский контракт

События на площади Тяньаньмэнь в июне 1989 года «поставили крест» на поставках западных вооружений и военной техники в Китай. Из-за эмбарго под угрозой срыва оказалась китайская программа по созданию национального легкого однодвигательного самолета J-10. Машина создавалась на основе тактического истребителя Lavi израильской компании Israel Aerospace Industries. Проект был закрыт под давлением США в 1986 году в пользу F-16, но его наработки использовались израильтянами в совместных зарубежных программах.

Китайские J-10 должны были оснащаться специально разрабатывавшимся для них двигателем PW-1120 американской компании Pratt&Whitney. Но после введения эмбарго об этом можно было забыть. В качестве альтернативного варианта верховное командование Народно-освободительной армии Китая выбрало модификацию российского АЛ-31Ф с нижним расположением агрегатов – АЛ-31ФН.

Разработку первых 14 двигателей для китайского проекта выполнило ОАО «А. Люлька-Сатурн» в 1992–1994 годах на деньги заказчика – первый прецедент в истории постсоветского ОПК России. Серийным изготовителем АЛ-31ФН Российское авиационно-космическое агентство выбрало московский завод «Салют».

Спор вокруг роялти

«Сатурн» заключил с УМПО и «Салютом» лицензионные соглашения о денежной компенсации (роялти) ему как разработчику, согласно которому он получает восемь процентов от стоимости каждого проданного двигателя – около 250–300 тысяч долларов. Его цена со временем выросла с 2,5 до 3,5 миллиона долларов. В случае с АЛ-31ФН руководство «Салюта», получив по соглашению неполную техническую документацию на двигатель, решило доработать ее до уровня серийного производства. Более того, генеральный директор предприятия Юрий Елисеев заключил в 1999 году лицензионный договор с Федеральным агентством по правовой защите результатов интеллектуальной деятельности военного, специального и двойного назначения, переписав фактически права на изготовление двигателя на «Салют» и нивелировав таким образом соглашение с «Сатурном», который получает роялти только от УМПО.

Ключевой элемент

Экспортная динамика семейства АЛ-31Ф давно приобрела самостоятельный (от поставок боевых самолетов) характер. Особенно это заметно в контексте российско-китайского ВТС. АЛ-31ФН стал своеобразной лакмусовой бумажкой оценки состояния двигателестроения Поднебесной. Если по большинству направлений китайский ОПК постоянно демонстрирует серьезные успехи, то на двигателестроительном фронте китайцы пока не в состоянии наладить серийное производство надежного мотора для боевого самолета.

Именно поэтому КНР продолжает до сих пор закупки двигателей серии АЛ-31Ф для легких J-10, а также для тяжелого J-11B/BS (копия российского истребителя Су-27). В 1996 году Китай приобрел лицензию на производство 200 самолетов Су-27СК без права реэкспорта в третьи страны. К концу 2007-го было собрано 105 из них. Затем Пекин отказался от дальнейшей реализации этой лицензионной программы, создав свой клон – J-11.

Российские двигатели закупаются КНР при формальном наличии широко разрекламированного отечественного турбореактивного двухконтурного WS-10A Taihang, разработанного специально для J-10 и J-11. Но этот мотор характеризуется невысоким ресурсом и большим количеством конструктивных и технологических недостатков, которые до сих пор не удалось устранить. По официальным данным, серийное производство Taihang должно быть развернуто до конца 2015 года, однако эти сроки представляются излишне оптимистичными.

Попытки Китая преодолеть «двигательную зависимость» от России пока провалились. В 2009 году КНР возобновила закупки моторов АЛ-31Ф/ФН. Причем рост китайских заказов настолько высокий, что ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют» едва хватает производственных мощностей – в 2009–2011 годах законтрактовано почти 400 единиц (весь объем заказов и поставок приближается к тысяче). Еще 140 АЛ-31ФН должно поставить УМПО по контракту 2011-го для замены выработавших ресурс двигателей многофункциональных истребителей J-11 (Су-27/Су-30MKK/MK2).

Силовые характеристики улучшаются

По словам генерального директора ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют» Владислава Масалова, силовые характеристики АЛ-31Ф уже не вполне удовлетворяют параметрам техзаданий для самолетов семейства Су, которые должны поступать на вооружение Военно-воздушных сил России. Речь идет прежде всего о новых серийных фронтовых бомбардировщиках Су-34 и глубоко модернизированных многофункциональных истребителях Су-27СМ. Тяга созданной «Салютом» более мощной версии двигателя АЛ-31Ф-М1 (42-я серия) увеличена до 13,5 тонны без изменения габаритных размеров. Этот мотор уже поставляется серийно для Су-27СМ. Кроме того, он будет использован для ремоторизации Су-27, Су-30, а также, возможно, для 19 остающихся в строю корабельных истребителей Су-33 авиагруппировки тяжелого авианесущего крейсера «Адмирал Кузнецов».

Следующий этап – АЛ-31Ф-М2, который планируется запустить в серийное производство в следующем году. По результатам испытаний в ЦИАМ подтверждена возможность увеличения максимальной тяги до 14,5 тонны при снижении удельных расходов топлива, в том числе на бесфорсажных режимах. Назначенный ресурс – три тысячи часов. Его установка не потребует никаких доработок в конструкции планера или мотогондолы двигателя Су-27СМ или Су-34 и может быть проведена непосредственно в войсках.

Двигатель для ПАК ФА

После долгих дискуссий и борьбы за право быть головным разработчиком двигателя для ПАК ФА решением руководства страны этот мотор создается в рамках Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) с распределением зон ответственности. «Салют», не входящий в корпорацию, является соисполнителем ОДК.

Два главных конкурента разрабатывали свои параллельные прототипы двигателя для истребителя пятого поколения – «Енисейск-А» вел «Сатурн», «Енисейск-Б» – «Салют». Окончательный победитель официально объявлен не был.

Пока же опытные образцы Т-50 проходят испытания на АЛ-41Ф1 – «изделии 117» совместной разработки ОАО «НПО «Сатурн», ОАО «УМПО» и ОАО «ОКБ Сухого». В его основе все тот же АЛ-31Ф. Некоторые элементы заимствованы из наработок по созданию «изделия 117С» (АЛ-41Ф1С) для истребителя поколения «4++» Су-35. Тяга мотора «117» первого этапа для ПАК ФА достигает 15 тонн, у него турбина с увеличенным диаметром, всеракурсное управление вектором тяги, цифровая система автоматического управления. Полноценный двигатель пятого поколения будет иметь более высокую тягу и меньший удельный вес. Точные параметры, как и собственно сам процесс разработки, держатся в секрете. Во всяком случае, по официальным заявлениям, «Салют» и «Сатурн» работают над проектом в тесном контакте.

topwar.ru

Двухконтурный турбореактивный двигатель АЛ-31Ф («изделие 99»)

Технические характеристики:

Длина, мм 4945

Максимальный  диаметр, мм  910

Высота, мм  1240

Масса, кг  1530

Удельный расход топлива, кг/Н ч:

на форсажном  режиме  1,96

на максимальном режиме  0,75

на крейсерском режиме  0,66

Расход воздуха  через компрессор, кг/с  112

Степень повышения давления в компрессоре  12,7

Температура газа перед турбиной, °C  1387

Тяга, кгс:

максимальная  бесфорсажная 7850

на форсаже 12500

Двигатель АЛ-31Ф предназначен для установки на самолетах Су-27 и его модификациях (Су-27СК, Су-30МК, Су-32МФ).

Модификации:

АЛ-31К — двигатель  для палубного самолёта Су-33. Тяга на форсаже увеличена до 13300 кгс. Отличается дополнительной антикоррозионной защитой.

АЛ-31СТ — двигатель  для газоперекачивающих станций.

АЛ-31Ф — базовый. Устанавливается на Су-27, Су-27УБ, Су-30, Су-34, Су-35.

АЛ-31ФM1 — модернизированный. Тяга на форсаже увеличена до 13500 кгс.

АЛ-31ФM2 — форсированный  до 14000 кгс. Отличается трёхступенчатым  компрессором низкого давления.

АЛ-31ФM3 — форсированный.

АЛ-31ФН — с нижним расположение коробки приводов. Разработан по заказу Китая.

АЛ-31ФП (АЛ-31ФУ) — с поворотным соплом. Разработан в 1988-1994 годах. Масса увеличена на 110 кг, длина — на 0,4 м. Устанавливался на Су-33УБ, Су-37.

Серийно производился с 1981 года на заводе № 165 в Москве (Московское МПП «Салют») и на УМПО (г. Уфа)

Разрабатывался  с первой половины 1970-х годов в ОКБ им. А.М. Люльки. В настоящее время ОКБ им. Люльки является частью НПО «Сатурн».  

История создания и особенности  конструкции:

Турбореактивный двигатель АЛ-31Ф («изделие 99») разработан в 70-х годах на Московском машиностроительном производственном предприятии "Салют" под руководством генерального конструктора В.М.Чепкина для самолёта Су-27 и его модификаций. (После смерти А. М. Люльки в 1984 году работы по двигателю и его модификациям возглавил генеральный конструктор В. М. Чепкин).Серийное производство организовано в 1981 году на Уфимском машиностроительном производственном объединении и ММПП «Салют».

АЛ-31Ф представляет собой двухвальный двухконтурный  турбореактивный двигатель со смещением потоков за турбиной. Двигатель имеет модульную конструкцию. Он состоит из 4-ступенчатого компрессора низкого давления с регулируемым входным направляющим аппаратом, промежуточного корпуса с центральной коробкой приводов, 10-ступенчатого компрессора высокого давления с регулируемой первой группой ступеней, наружного контура, кольцевой камеры сгорания, одноступенчатой охлаждаемой турбины высокого давления, одноступенчатой охлаждаемой турбины низкого давления, форсажной камеры и сверхзвукового реактивного сопла. Двигатель имеет верхнее расположение агрегатов. Маслосистема замкнутая. Запуск осуществляется от воздушного стартера. Двигатель работает на авиационном керосине марок Т-1, ТС-1, РТ.

Поставлялся на экспорт в Индию и Китай. Капитальный  ремонт осуществляется на авиаремонтном заводе №121 в Кубинке.

avia.biz.ua

«Двигатель АЛ-31Ф М2 интересен ОКБ Сухого» в блоге «Авиация»

28 февраля 2012 г. Москва

На базе ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют» состоялся научно-технический совет, посвященный результатам опытно-конструкторских работ по модернизации двигателя АЛ-31Ф второго этапа (АЛ-31Ф М2). «ОКБ «Сухого» заинтересовано в изделии для дальнейшей ремоторизации самолетов Су-27СМ и Су-34, стоящих на вооружении ВВС РФ.

Научно-технический совет, в котором приняли участие все заинтересованные стороны – представители «ОКБ «Сухого», «НТЦ им. Люльки», «Объединенной авиастроительной корпорации» и «Объединенной двигателестроительной корпорации», состоялся впервые за последние пять лет. С докладом о результатах работы, достигнутых в ходе модернизации двигателя АЛ-31ФМ2 второго этапа, выступил начальник отдела ведущих конструкторов Сергей Родюк.

Все работы, связанные со вторым этапом модернизации двигателя, проводятся в соответствии с заданными планами-графиками. К настоящему времени завершены специальные стендовые испытания двигателя второго этапа в термобарокамере ЦИАМ, которые подтвердили возможность достижения статической тяги 14 500 кгс и обеспечение заявленных характеристик в полете. По сравнению с АЛ-31ФМ первого этапа на 9% увеличена тяга на полетных режимах.

«Модернизация двигателя АЛ-31Ф ведется без изменения его габаритных размеров и направлена на сохранение возможности ремоторизации всего самолетного парка Су-27 без дополнительных изменений планера самолета или мотогондолы двигателя», - сказал исполняющий обязанности генерального конструктора «Салюта» Геннадий Скирдов.

До конца 2012 года планируется завершить программу специальных стендовых и ресурсных испытаний, а также приступить к выполнению программы специальных летных испытаний, предшествующих государственным специальным испытаниям.

По словам генерального директора ФГУП «НПЦ газотурбостроения «Салют» Владислава Масалова, серийные поставки модернизированного двигателя могут быть начаты уже с 2013 года. «Двигатель АЛ-31Ф М2 может рассматриваться как недорогой вариант для ремоторизации парка самолетов типа Су-27, Су-30 и Су-34 эксплуатируемых в МО РФ, а также для поставок инозаказчикам», - отметил генеральный директор «Салюта». Для удовлетворения требованиям технического задания и ТУ самолетами Су-27СМ и Су-34 необходимо применение двигателя с повышенной тягой и лучшими расходами. Применение двигателя АЛ-31Ф М2 на этих самолетах обеспечит выполнение предъявляемых требований. Его установка не потребует никаких доработок самолета и может быть проведена непосредственно в эксплуатации.

Краткая информация: Двигатель АЛ-31ФМ2 – турбореактивный двухконтурный двигатель на базе АЛ-31Ф. Тяга двигателя на особом режиме 14 500 кгс. Назначенный ресурс модернизированного двигателя превышает 3 000 часов. Двигатель имеет минимальные отличия от серий 3, 20 и 23. Повышены тяговые характеристики при снижении удельных расходов топлива, в том числе и на бесфорсажных режимах. Не требует доработки борта самолета при постановке на самолеты типа Су-27, Су-30, Су-34 вместо двигателей других серий. Модернизация возможна при проведении ремонта двигателей ранних серий. ЛТХ и эксплуатационные характеристики ЛА улучшены за счет повышения параметров и исключения системы кислородной подпитки. Повышена точность регулирования и качество диагностики.

sdelanounas.ru

АЛ-31Ф — WiKi

АЛ-31Ф — базовый двухконтурный двухвальный турбореактивный двигатель со смешением потоков внутреннего и наружного контуров за турбиной, общей для обоих контуров форсажной камерой и регулируемым сверхзвуковым всережимным реактивным соплом. Двигатель - модульный.

Состоит из компрессора низкого давления осевого 4-ступенчатого, с регулируемым входным направляющим аппаратом (ВНА), компрессора высокого давления осевого 9-ступенчатого, с регулируемым ВНА и направляющими аппаратами первых двух ступеней, турбины высокого и низкого давления — осевые одноступенчатые; лопатки турбин и сопловых аппаратов охлаждаемые (пленочное охлаждение). Основная камера сгорания - кольцевая.

В конструкции двигателя широко применяются титановые сплавы (до 35 % массы) и жаропрочные стали. Лопатки турбин имеют полости в виде лабиринтов, для охлаждения газы подаются из диска в лопатку и проходят через отверстия по кромкам (пленочное воздушное охлаждение), для крепления лопатки к диску используется хвостовик ёлочного типа. Вал каждого ротора опирается на 2 роликовых и 1 шариковый подшипник[источник не указан 1364 дня]. После турбины установлен 11-лепестковый смеситель. Для обеспечения стабильной работы ФК установлен затурбинный кок, плавно переводящий поток из кольцевого в круглое сечение, с антивибрационными отверстиями, а также в форсажной камере установлены антивибрационные продольные экраны.

Двигатель имеет электрическую систему зажигания. Пусковая система может запускать двигатель как на земле, так и в полёте. Для запуска двигателя на земле используется пусковое устройство, расположенное в выносной коробке двигателя. На обычных режимах работы двигателя для экономии топлива охлаждение турбин частично отключается.

Применение регулируемых ВНА КНД и КВД даёт более высокую устойчивость к помпажу, на практике это означало, что двигатели сохранят работоспособность при попадании самолёта в штопор и при пуске ракет. Двигатель в полёте может использоваться на всех режимах без ограничений. Время приемистости из режима малого газа до режима “максимал” на малой высоте 3—5 секунд, на средней - 5 с, на большой высоте - 8 с. Номинальная частота вращения ротора высокого давления - 13 300 об./мин.

АЛ-31Ф

Базовый вариант двигателя используется на истребителях Су-27 и его модификациях. Первоначально назначенный ресурс серийных АЛ-31Ф составлял всего 100 часов, при требовании ВВС СССР в 300 часов, но затем со временем он был доведён до 1500 часов. Межремонтный ресурс на максимальных режимах работы составлял от 5 до 15 часов. Максимальное количество циклов запуска (TAC) 300. Двигатели АЛ-31 производят предприятия УМПО и НПЦ газотурбостроения «Салют».

Характеристики
  • Длина: 4945 мм
  • Диаметр входа: 905 мм
  • Масса: 1488 кг
  • Стендовая тяга на форсаже: 12 500 кгс
  • Тяга на режиме максимал: 7770 кгс
  • Температура газов перед турбиной: 1665 К
  • Степень сжатия: 23:1
  • Степень двухконтурности: 0,56
  • Расход воздуха: 112 кг/с
  • Удельный расход топлива:
    • крейсерский режим: 0,67 кг·кгс/час
    • в режиме максимал: 0,75 кг·кгс/час
    • на режиме полный форсаж: 1,92 кг·кгс/час

На базе АЛ-31Ф разработано большое количество модификаций.

АЛ-31ФП

Основное отличие от базового двигателя АЛ-31Ф — управляемый вектор тяги, значительно повышающий манёвренные характеристики самолёта. Изменение вектора возможно на угол до ±15° в вертикальной плоскости. "ФП" означает форсажный поворотный. Двигатель разработан в НПО Сатурн, производится на УМПО.

Двигатели АЛ-31ФП устанавливаются на истребители Су-30СМ, Су-30МКИ.

  • Длина 4942 мм
  • Входной диаметр 905 мм
  • Наружный диаметр 1277 мм
  • Масса 1520 кг

Р-32

Форсированный двигатель АЛ-31Ф для рекордного самолёта П-42, созданного на базе Су-27. Форсажная тяга двигателя была повышена до 13600 кгс.

АЛ-31Ф3

Вариант двигателя АЛ-31Ф для палубного истребителя Су-33. В отличие от базового АЛ-31Ф появился дополнительный особый режим (ОР) с тягой 12800 кгс, кратковременно используемый при взлёте самолёта с палубы с полной боевой нагрузкой или при экстренном уходе на второй круг.

АЛ-31ФН

Модификация АЛ-31Ф с нижним расположением коробки агрегатов для китайского истребителя Chengdu J-10. Имеет повышенную на 200 кгс силу тяги по сравнению с базовым вариантом. Разработан в ММПП Салют. КНР закупила в общей сложности 399 единиц АЛ-31ФН на сумму 500 млн долларов в 2013[3].

Контракт на проведение НИОКР между Китаем и Россией был подписан в 1992 году, финансирование так же осуществлялось со стороны Китая. В 1994 году двигатель был окончательно спроектирован.

Первоначально двигатель разрабатывался совместно НПО Сатурн с ММПП Салют, но после 1998 года ММПП Салют разработал документацию и наладил серийное производство АЛ-31ФН самостоятельно. В 1999 году при Министерстве юстиции было создано Федеральное агентство по защите результатов интеллектуальной деятельности (ФАПРИД). Стремясь делегитимизировать права разработчика, генеральный директор ММПП Салют Юрий Елисеев сумел подписать с ФАПРИД лицензионный договор (№ 1-01-99-00031), который стал самым первым договором такого рода, заключенным вновь созданным агентством. Ссылаясь на него, Салют рассматривает лицензионный договор 1998 году с Сатурном как ничтожный.

АЛ-31Ф М1

Модернизированный двигатель АЛ-31Ф ММПП Салют с четырёхступенчатым компрессором низкого давления КНД-924-4 с увеличенным с 905 до 924 мм диаметром, обеспечивающим на 6 % больший расход воздуха, а также более совершенной цифровой системой автоматического управления (степень сжатия 3,6). Температура газов перед турбиной у этого двигателя повышена на 25°С. Двигатель двухконтурный, первый контур проходит через «рубашку» для охлаждения, затем смешивается за турбиной с горячим вторым контуром двухвальный.

Первый полёт 25 января 2002 года, серийно производится с 2006 года для истребителей семейства Су-27[4], устанавливается без доработок в любые истребители, в том числе ранних годов выпуска, установлены на 1 полку Су-27СМ/СМ2. Принят на вооружение ВВС РФ в 2007 году[5].Имеет повышенную силу тяги (13 300 кгс), межремонтный ресурс 1000 часов[6], назначенный ресурс 2000 часов при сохранении габаритных размеров и веса. Удельный расход топлива был снижен. Имеет модификацию с управляемым вектором тяги, с ресурсом 800 часов[6].

  • Длина 4,945 м
  • Максимальный внешний диаметр 1,14 м
  • Масса 1520 кг

АЛ-31Ф М2

Двигатель АЛ-31ФМ2 — турбореактивный двухконтурный двигатель на базе АЛ-31Ф. Лопатки турбины с перфорацией по кромкам, изготавливаются литьём, температура перед входом в турбину увеличена на 100°С в сравнении с АЛ-31Ф. Тяга двигателя на особом режиме 14 500 кгс[7], на режиме полный форсаж 14 100 кгс[8]. Назначенный ресурс модернизированного двигателя превышает 3 000 часов. Двигатель имеет минимальные отличия от серий 3, 20 и 23. Повышены тяговые характеристики при снижении удельных расходов топлива, в том числе и на бесфорсажных режимах. Не требует доработки борта самолёта при постановке на самолёты типа Су-27, Су-30, Су-34, в отличие от двигателей других серий. В 2012 двигатель впервые показан на 2-м Международном форуме "Технологии в машиностроении-2012 (ТВМ-2012)[9]. СЛИ запланированы с 2013 года.

АЛ-31Ф М3

3-й этап модернизации АЛ-31Ф ММПП Салют, дополнительно устанавливается новый трёхступенчатый КНД с широкохордными лопатками пространственного профилирования и увеличенной степенью повышения давления до 4.2 (КНД-924-3), что позволяет увеличить тягу до 15 300 кгс (получено на статических испытаниях). Лопатки и диск 3-х ступенчатого КНД представляют собой единое целое (блиск), вместо 9 ступеней КВД планируется уменьшить число до 6[10]. С 2002 года двигатель находился на стендовых испытаниях.

АЛ-41Ф1С (Изделие 117С)

Двигатель «первого этапа» для истребителя поколения 4++ Су-35БМ, принятому на вооружение ВВС РФ (ныне ВКС) под обозначением Су-35С, с тягой 14 000 кгс на полном форсаже (14500 в чрезвычайном режиме)[11][12]. Создан на основе двигателей АЛ-31Ф, АЛ-31ФП и АЛ-41Ф. Несмотря на схожую с АЛ-31Ф схему, двигатель на 80 % состоит из новых деталей[13]. От предшественников его отличает повышенная тяга (14000[14] кгс против 12500 у АЛ-31Ф), полностью цифровая система управления, плазменная система зажигания, новый компрессор большего диаметра, значительно повышенный ресурс (4000 часов против 1000 у АЛ-31Ф) и улучшенные расходные характеристики[13]. Коробка агрегатов расположена сверху двигателя. Стоимость разработки составила 3 млрд руб[15].

Прирост тяги получен за счёт увеличения диаметра компрессора с 905 до 932 мм[16]. Длина двигателя увеличена до 4990 мм. Тяга на чрезвычайном режиме 14 500, на максимале 8800 кгс.

НПО Сатурн в 2008 году провел 200 часовые испытания, в том числе 16 часов- «горячие»[17].

АЛ-31СТ

«Наземная» стационарная модификация АЛ-31Ф мощностью 16 МВт[18] для применения в качестве привода газоперекачивающих станций.

ru-wiki.org

46. Масляная система двигателя ал-31ф: работа системы суфлирования.

Суфлирование масляной полости передней опоры ротора КНД производится через два канала, стойки 17 и 21 переднего корпуса КНД и клапан суфлирования компрессора (1). Суфлирование по­лости кока (а) осуществляется через те же каналы и тот же кла­пан суфлировании.

Суфлирование предмаслянои полости задней опоры КНД (и) осуществляется через трубопровод, стойки № 2 й 12 промежу­точного корпуса и клапан суфлирования.

Суфлирование предмаслянои полости передней опоры КВД(л) осуществляется через кольцевой канал (к), стойки № 2 и 12 и клапан суфлирования (63).

Суфлирование пред масляных полостей опоры турбины осуществляется через кольцевую полость (х), стойки №7,8,9,10 и клапан суфлирования турбины (41).

На переходных режимах в предмасляные полости может попадать из масляных полостей незначительное количество масла, котор отводится за борт через клапаны суфлирования компрессора и турбины.

47. Нр-31: работа насоса при запуске двигателя ал-31ф

Запуском двигателя называется процесс вывода двигателя из состояния покоя или режима авторотации на режим МГ.

Для запуска двигателя на земле необходимо:

1. Раскрутить ротор от постороннего источника мощности с целью повышения давления воздуха и подачи его в ОКС - выполняется ГТДЭ- 117-1.

2. Подать в ОКС GTи управлять его расходом по закону:

PТ=PТО+К1×(К2×Рк-Pб)

Реализация этого закона позволяет управлять подачей топлива при запуске пропорционально Gв так как давление воздуха за компрессором Рк однозначно определяет расход воздуха через двигатель. Потребная подача топлива лежит в пределах допустимых границ «горячего» и «холодного» зависания: если превысить Gтрасп над потребной, произойдет резкий подъем Tг (Тв) без подъема п2. Это приведет к перегреву двигателя и помпажу (рисунок 2.3)

Нижний предел потребнойGTприведет к «холодному» зависанию. Это приводит к тому, что Тг и п2 не увеличиваются, т.к. мощности турбины не хватает для раскрутки ротора двигателя.

В начале запуска топливо поступает от НР-31В к РТ-31В, перепускается на слив через проточку золотника распределителя и к форсункам не поступает. Сервопоршень ДК находится на упоре минимального расхода, а часть топлива перепускается от ШН на вход через предохранительный клапан и клапан перепуска.

При поступлении команды «+27В» от АПД-У9 на электромагнитный клапан распределителя топлива РТ-31В (149) золотник последнего (150) прекращает слив топлива, что приводит к повышению Рт перед распределительным золотником и подачу топлива в форсунки ОКС. Количество топлива, подводимого в ОКС, определяется затяжкой пружины A3, натяжение которой регулируется винтом (Р38) (57) и зависит от температуры окружающего воздуха (Тд).

При повышении n снижается количество топлива, сливаемого через автомат запуска, и Gтокс повышается пропорционально повышению Рк.

studfiles.net