В Самаре разработали и изготовили испытательный комплекс для тестирования малоразмерных газотурбинных двигателей в экстремальных климатических и высотных условиях. Установка может воспроизводить перепады температур от -50 до +50 градусов, дождь, снег и другие явления. С ее помощью можно «накормить» двигатель БПЛА сосульками и «отправить» его на Эверест. Рассказываем, для чего нужна новая разработка.
Проверка на прочность
Испытательный комплекс создали инженеры Самарского университета им. Королева. Установка воссоздает сложные погодные условия со значительными перепадами температур и атмосферного давления. Во время испытаний можно понять, как поведет себя тот или иной двигатель, как изменятся его характеристики из-за осадков и разных неблагоприятных явлений. Например, станет ясно, что будет, если внутрь двигателя во время полета попадут снег, дождь, кусочки льда и даже целые сосульки.
Поэтому можно смотреть на влияние атмосферных осадков на работу двигателя: специальное устройство на входе установки замораживает воду и далее порционно выдает во время «полета» снег, кусочки льда, сосульки, а разработчики смотрят, как двигатель на это реагирует, насколько снижается его мощность при попадании льда в проточную часть.
Разработка имитирует для двигателей не только климатические, но и высотные условия полета. Помимо того, что она позволяет установить температуру окружающей среды – от -50 до +50 градусов, она еще и делает разреженную атмосферу различных высот полета, вплоть до высоты 10 км.
Подобные установки в России есть в ведущих научно-исследовательских учреждениях в сфере двигателестроения и на крупных двигателестроительных предприятиях. Однако, как правило, они рассчитаны на проведение испытаний больших, полноразмерных двигателей.
«Уникальность нашего испытательного комплекса в том, что он разработан для тестирования именно малоразмерных газотурбинных двигателей, которые используются в малой и беспилотной авиации, а также в небольших энергоустановках. Их испытания отличаются от тестирования больших двигателей и предусматривают ряд технологических особенностей», –рассказал старший научный сотрудник лаборатории «Энергетические установки» Евгений Филинов.
Как и что испытывать
Установка рассчитана на испытания двигателей тягой до 1500 ньютонов. Размеры внутренней термобарокамеры, в которую помещается объект испытаний, составляет 185х115х170 см. Внешне испытательный комплекс представляет собой большой стальной параллелепипед на ножках и с иллюминаторами на боку – почти что батискаф, только угловатый.
Испытывать можно целиком весь двигатель в сборе или его отдельные узлы и детали. Это открывает больше возможностей для доведения новых двигателей до целевых показателей. Так, при проведении испытаний не всего двигателя, а только камеры сгорания на этой установке можно создавать условия разреженной атмосферы даже не десятикилометровой высоты, как для двигателей, а 16-километровой.
«Здесь будут проводиться различные виды испытаний с имитацией атмосферных условий на разной высоте полета. Теоретически можно испытывать не только газотурбинные двигатели, но даже поршневые, поскольку камера проточная», – объясняет Филинов.
На установке получится отслеживать «живучесть» систем управления двигателем, как на нее влияют низкие температуры, какие характеристики различных топлив: будет ли оно гореть на определенной высоте, замерзнет ли при -50 градусах или нет, нужна ли дополнительная система подогрева топливного бака.
Востребованность
Сейчас новую установку уже ввели в эксплуатацию, на ней готовятся заключительные испытания созданного в университете малоразмерного газотурбинного двигателя «Колибри» с максимальной тягой 220 ньютонов. Он достаточно компактный и легкий: длина около 30 см, диаметр – примерно 12 см, а вес – 2 кг.
На основе подобных мини-двигателей можно создавать мобильные энергоустановки и перспективные грузовые беспилотные летательные аппараты на реактивной тяге. Согласно расчетам, оснащенный таким двигателем небольшой беспилотник при общем взлетном весе 45 кг в перспективе сможет развивать максимальную скорость до 800 км/ч при максимальной высоте полета до 9 км. В 2026 году в университете планируется выпустить первую предсерийную партию «Колибри».
Также от ряда промышленных предприятий уже поступили первые заказы на проведение испытаний своей продукции на новом оборудовании университета.
Комсомолка на MAXималках - читайте наши новости раньше других в канале @truekpru