Найти тему
Первым делом самолёты

Неудачная судьба винтовентиляторного НК-93

Затрагивая тему двигателей Кузнецова многие интернет издания придерживаются мнения, что турбовентиляторный двигатель НК-93 не был до конца оценён. Некоторые даже считают, что все технологии по этой силовой установке утеряны, тогда как другие утверждают, что он всё же получит второй шанс. Более того есть те, кто сравнивает его с двигателем ПД-14 и даже пытаются ставить на тот же МС-21, но всё же не стоит забывать, что это принципиально другая схема да и само предназначение.

Говорить о том, что НК-93 мог бы стать сердцем МС-21 не совсем логично. Эти умозаключения пожалуй не имеют под собой никаких оснований, да и сам двигатель просто не влезет под крыло российского среднемагистрала.

Николай Дмитриевич Кузнецов, создавший двигатель НК-93 был одним из самых талантливых конструкторов и учёных ХХ века, невероятные и уникальные разработки которого до сих пор будоражат умы западных авиастроителей. Чего стоит только непревзойдённый до сих пор двигатель НК-32 для нашего стратега Ту-160, который и сейчас, спустя четыре десятилетия является самой мощной турбореактивной установкой и предметом гордости отечественного авиастроения.

Легендарный конструктор авиадвигателей Н.Д. Кузнецов
Легендарный конструктор авиадвигателей Н.Д. Кузнецов

Однако, турбовентиляторный двигатель высокой двухконтурности НК-93 до сих пор является предметом горячих дискуссий и споров. Безусловно нет сомнений в том, что такая силовая установка это очередная уникальная разработка команды Николая Дмитриевича Кузнецова. Но, всё же по каким-то причинам его так и не довели до серийного производства.

По поводу того, что винтовентиляторные двигатели будут более экономичнее турбовентиляторных с аналогичной удельной тягой здесь спору нет. Тут стоит отметить, что даже обычные турбовинтовые двигатели будут экономичнее турбовентиляторных.

Однако говорить, что винтовентиляторный НК-93 достаточно тихий пока рано, Безусловно, что если бы работы по двигателю не приостановились, скорее всего наши конструкторы решили бы проблему не только с шумом, тем более с учётом активного внедрения цифровых систем управления в отечественные авиационные двигатели.

На сегодняшний день все гражданские самолёты оснащены только двумя типами двигателей, то есть традиционными турбовинтовыми и турбовентиляторными силовыми установками. Но всё же турбовинтовые двигатели при очень хороших показателях топливной эффективности имеют несколько серьёзных недостатков.

Самым основным недостатком турбовинтовых двигателей для авиаперевозчиков является скоростной барьер и повышенные шумовые и вибрационные характеристики, а также невозможность создания турбовинтовых двигателей, обладающих большой тягой при условии сохранения тех же размеров и весовых характеристик.

Тоже самое касается и турбовентиляторных двигателей, где в первую очередь недостатком является большой диаметр самого вентилятора. Такие размеры создают значительное лобовое сопротивление и, как следствие большой двигатель - большая масса. Но, человечество пока ещё не придумала другого двигателя, чтобы летать на околозвуковых скоростях.

Почти параллельно с нашими конструкторами к разработке винтовентиляторных двигателей приступили западные моторостроители в США и Франции. Они использовали двухрядную схему вентиляторов из композитных материалов, ступени которых вращались в противоположных направлениях, а количество композитных лопастей, по сравнению с турбовинтовым двигателем существенно увеличилось.

Вентиляторы винтовентиляторного двигателя крутились на определённом числе максимальных оборотов, чтобы избежать эффекта шумового и волнового кризиса, а также, чтобы не приблизиться к так называемому эффекту запирания.

Американская версия двигателя фирм PW и Allison
Американская версия двигателя фирм PW и Allison

В результате активных лётных испытаний заокеанским инженерам удалось достичь крейсерской скорости 830 км/час , что в принципе являлось стандартом для магистральных лайнеров. Испытания винтовентиляторных двигателей западных фирм завершились в 1988 году, когда выяснилось, что из-за ограниченного числа оборотов эти силовые установки имели меньшую тягу при том же диаметре, что и турбиновинтовые штатные моторы, хотя и потребляли при этом в три раза меньше топлива.

Для увеличения мощности требовалось увеличивать размеры самих вентиляторов и увеличивать обороты, что приводило к повышенной вибрации и значительно снижало ресурс силовых установок. Повышенный шум и вибрации сделали невозможным пройти сертификацию для гражданских самолётов.

Наш двигатель НК-93 полетел только в 2006 году, вначале была разработана силовая установка НК-92, являющаяся прототипом НК-93. Она разрабатывалась для перспективного тяжёлого военно-транспортного самолёта Ил-106 , который должен был заменить Ан-22 и Ил-76. Советские инженеры столкнулись, как и их западные коллеги с той же проблемой повышенного шума, что для военно-транспортного самолёта не имело большого значения и на неё забили.

Проект тяжёлого военного-транспортного самолёта Ил-106
Проект тяжёлого военного-транспортного самолёта Ил-106

Но, когда НК-92 был включён в программу дальнемагистрального пассажирского самолёта Ил-96, к проблеме пришлось вернуться и началась доработка уже существующего двигателя НК-92 до версии НК-93. В результате немалых трудов и стендовых испытаний конструкторы выяснили, чтобы снизить шумовой порог на разных режимах, необходимо сделать поворотные лопасти вентилятора, причём с разным направлением вращения, что и было сделано. В истории мировой авиации никто и никогда подобное ещё не осмеливался сделать.

На лётных испытаниях НК-93 в составе летающей лаборатории Ил-76
На лётных испытаниях НК-93 в составе летающей лаборатории Ил-76

В 1995 году планировали изготовить новый двигатель, чтобы в 1997 году установить его на военный транспортник Ил-106, но финансирование прекратилось ещё в 1992 году из-за экономического спада, последовавшего после развала Советского Союза.

В Самарском научном комплексе им.Кузнецова несколько раз предпринимали попытку завершить начатое дело на собственные средства. Средства должны быть получены от продажи ракетных двигателей НК-33 от лунной ракеты после закрытия этой программы, которые спрятал на свой страх и риск Николай Дмитриевич Кузнецов в неприметном ангаре на испытательном полигоне.

В 1992 году было собрано 8 двигателей, которые уже прошли стендовые испытания. Изначально двигатель рассчитывался на тягу в 18 тонн, но в 2007 году на лётных испытаниях, в составе летающей лаборатории Ил-76 двигатель показал тягу чуть большую 20 тонн.

Выяснилось, что шумовые характеристики значительно превосходили всех своих одноклассников, однако вопрос по шуму на некоторых режимах до конца так и не был решён, что в принципе и стало камнем преткновения и одним из основных предметов спора о необходимости дальнейших работ по двигателю НК-93 для гражданской авиации, а также дальнейшего его финансирования со стороны государства. Что же поделаешь, вы знаете какие люди рулили в то время авиапромом.