Революционный «керамический» вертолетный двигатель будет готов в 2020 году — Naked Science
6 минут
Василий Парфенов
3

Революционный «керамический» вертолетный двигатель будет готов в 2020 году

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

Концепт газотурбинного двигателя FATE
Концепт газотурбинного двигателя FATE / ©GE Aviation

Причем такого значительного прогресса достигнут не благодаря удорожанию конструкции, а вопреки — двигатели будут на 45% дешевле в производстве. Все вышеперечисленные проценты улучшения характеристик — цели программы FATE (Future Affordable Turbine Engine, перспективный недорогой газотурбинный двигатель). Ее инициировала Армия США почти десять лет назад, а совсем недавно, как сообщает портал FlightGlobal, специалисты GE Aviation смогли достичь всех показателей во время испытаний прототипов.

Точная дата демонстрации первых экземпляров готовых революционных силовых установок пока не назначена, но компания обещает сделать это до 2021 года. То есть осталось всего пара месяцев — максимум.

Столь впечатляющих результатов удалось добиться благодаря широкому использованию композитов с керамической матрицей (CMC, ceramic matrix composite) в конструкции газотурбинного двигателя. Эти материалы отличаются впечатляющей жаропрочностью, твердостью и относительной простотой в изготовлении, но, в отличие от обычных керамик, не столь хрупкие. Они весьма устойчивы к сколам и возникновению трещин, а это ахиллесова пята даже металлических лопаток турбин и компрессоров.

Массо-габаритный макет ТРД GE T901
Массо-габаритный макет ТРД GE T901, в котором будут использоваться технологии, отработанные в рамках программы FATE / ©US Army

Керамики отличаются высоким модулем упругости, что означает способность материала противостоять растяжению или сжатию при упругой деформации. Однако они могут разрушиться из-за появления малейших повреждений в своей структуре, что ограничивает сферу применения керамик. Чтобы придать нужную прочность конструкциям на их основе, часто используют более пластичные слои, например металлические. Однако покрытие керамикой других структур — недешевый процесс.

В свою очередь, CMC получаются путем выращивания керамических волокон и внедрения их в матрицу основного материала. Зачастую оба ключевых компонента производят из одного и того же типа керамики, то есть химические свойства композита остаются едиными, а улучшаются только его физические характеристики.

Sikorsky Raider X / ©Lockheed Martin

Инновационные газотурбинные установки уже прошли более 130 часов испытаний, которые включали в себя как работу двигателей в сборе, так и тесты отдельных компонентов и узлов. На сегодня GE Aviation создала два изделия различной производительности, а в перспективе планирует выпустить целую линейку моделей мощностью от пяти до 10 тысяч лошадиных сил.

Первоочередное назначение этих агрегатов — установка на разрабатываемую в рамках программы Армии США Future Vertical Lift (FVL) технику. Это означает, что они, скорее всего, окажутся в серийных версиях конвертоплана Bell V-280 Valor, винтокрыла Sikorsky-Boeing SB-1 Defiant (подпрограмма FLRAA), а также в Bell 360 Invictus и Sicorsky Raider X (подпрограмма FARA).

Помимо перспективных двигателей и летательных аппаратов, результаты девяти лет упорного труда инженеров GE Aviation можно будет применять для усовершенствования уже выпущенных или стоящих на конвейере изделий. Компания планирует использовать наработки FATE при модернизации ГТД T901, который выбрали для ремоторизации вертолетов Sikorsky UH-60 Black Hawk и Boeing AH-64 Apache в ближайшем будущем, а также T700, приводящей в действие сотни этих машин по всему миру сегодня.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 20:22
3 минуты
Денис Гордеев

Эта награда вручается за деятельность в области научно-популярной и просветительской литературы.

12 часов назад
4 минуты
Сергей Васильев

Астрономы сообщили об открытии OGLE-2016-BLG-1928 — самой маленькой из «планет-сирот», свободно летящих между звездами.

10 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Немецкое судостроительное предприятие Pella Sietas, принадлежащее российской «Пелле», заложило линейный дизель-электрический ледокол проекта 21900М2. Его будет эксплуатировать «Росморпорт».

27 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Ученые пришли к выводу, что искусственные подсластители не могут быть здоровой заменой сладким напиткам.

26 октября
4 минуты
Денис Гордеев

Временные промежутки между посещениями дантиста могут составлять от трех месяцев до двух лет, в зависимости от индивидуальных факторов.

26 октября
8 минут
Василий Парфенов

Пусть романтика мирного атома с середины 1960-х поутихла, к идее использования ядерных реакторов в «гражданских» целях все равно возвращаются регулярно. Новый ядерный ракетный двигатель (ЯРД) позволит доставить человека на Марс гораздо быстрее, чем это возможно сейчас.

20 октября
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

Grigory Bazhul
5 дней назад
-
0
+
На авиацию я бы не стал ставить так сразу, если только на беспилотники...., ну посмотрим..., я только за.
Парамон Пиктурес
1 неделя назад
-
0
+
Лет двадцать-тридцать назад говорили о керамическом движке на авто. "А воз и ныне там".
Михаил Солдатов
1 неделя назад
-
0
+
Сдается мне, что эту новую разработку весело скомуниздят товарищи из Поднебесной.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: