50 лет первым в нашей стране испытаниям авиадвигателя на водороде

ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", 27 октября 2017 года
В середине 50-х годов прошлого века ЦИАМ совместно с ЦАГИ выступил с инициативой применения в качестве топлива в авиационных двигателях водорода. Преимущества замены керосина на водород основывались на показателях обеспечения дальности полета и экологических характеристик. 

Практический опыт использования водорода в авиационных двигателях в СССР начался с наземных испытаний в конце 1967 года вертолетного двигателя ГТД-350 в ЦИАМ на стенде У-6. 

Газообразный водород хранился в 16-ти баллонах объемом по 40 литров каждый при давлении 15Мпа. Запас водорода обеспечивал время испытаний на альтернативном топливе в пределах 10 минут. Первые испытания были проведены 26 октября 1967 года. Двигатель испытывался попеременно на керосине и водороде, для чего форсуночная головка ГТД-350 была дополнена форсунками, работающими попеременно на водороде (природном газе) и керосине. 

В результате проведения серии успешных испытаний были отработаны технологии запуска ГТД-350 и его плавного выхода на номинальный режим работы, устойчивой работы системы обеспечения испытаний, аварийного прекращения испытаний по факту возникших утечек водорода при превышении 4% объемного содержания Н2 в воздухе, плавного перехода на малом газе c керосина на водород или на природный газ. По результатам испытаний были подтверждены расчетные данные по улучшению эффективности и экологичности функционирования двигателя и др. 

Полученные результаты стали заметной вехой на пути к первому в мире полету самолета с работой двигателя на водороде: 15 апреля 1988 года в воздух поднялся ТУ-155 с двигателем НК-88. Всего было совершено 5 полетов с суммарным временем 4 часа 27 минут. 

Неоценимый опыт отечественных достижений по применению жидкого водорода в авиации обобщен в монографии «Внимание: газы. Криогенное топливо для авиации», авторы В.А.Андреев, В.Д. Борисов, В.Т.Климов, В.В.Малышев, В.Н.Орлов, М. Изд-во Московский рабочий, 2011. Ее авторы – руководящий состав создателей самолета ТУ-155 – обращают внимание на следующие обстоятельства: «…Тема криогенных топлив вышла из моды. Бесценные наработки в этой области, как и во многих других, где российские специалисты занимали ведущие мировые позиции, могут быть безвозвратно утеряны. Но переход на новые альтернативные источники энергии являются жестокой необходимостью. Ученые могут ошибаться на 50 и даже на 100 лет, однако ископаемые топлива в какой-то момент будут исчерпаны. Потеря источников энергии такой же «конец света», как и любые другие глобальные катастрофы и беды. Та страна, ученые и специалисты которой первыми найдут оптимальное решение проблемы перехода на неисчерпаемые источники энергии, получит доминирующее положение в мире. Особенно это важно для России с учетом огромного населения, богатейших природных ресурсов, занимаемого географического положения, климатических зон и расстояний». 

Уместно заметить, что ЦИАМ активно сотрудничал в создании двигателя НК-88 с куйбышевским ОКБ (в настоящее время входит в состав ПАО «Кузнецов») под руководством генерального конструктора, дважды Героя социалистического труда, академика Н.Д. Кузнецова. В вышеуказанной монографии (стр. 79) перечислены специалисты ЦИАМ, принявшие участие в разработке водородного двигателя: «к работам по смесеобразованию и сжиганию водорода был привлечен Д.Г Пажи, по водородному насосу и исследованию кавитационных явлений – В.И.Гуров, В.В.Карпушин, по системе регулирования – Ф.Н.Олифиров, В.М.Калнин, А.И.Гулиенко». 

ГТД-350 – авиационный газотурбинный двигатель, обладающий максимальной мощностью 400 л.с. Является малоразмерным газотурбинным двигателем и состоит из осецентробежного компрессора (7 осевых и 1 центробежная ступень), одноступенчатой турбины компрессора и двухступенчатой силовой турбины. Температура газа перед турбиной равна 1163К при степени повышения давления в компрессоре, близкой к 6,0. 

Предназначен для легких вертолетов типа Ми-2. Применение на вертолете двигателей ГТД-350 двух двигателей обеспечивает повышение безопасности полётов, так как создает вертолёту возможность продолжать полёт до места необходимой посадки на одном работающем двигателе при выходе второго двигателя из строя. 

При установке двух двигателей на вертолёте задние выводные валы редукторов двигателей соединяются через карданные валы с отдельным агрегатом - главным редуктором вертолёта. От главного редуктора производится передача крутящего момента к несущему и хвостовому винтам. 

Разработка двигателя началась в 1959 году в ОКБ-117 (сейчас – АО "ОДК-Климов"). В процессе проектирования были использованы новейшие для того времени методики, такие как метод поузловой доводки и конструктивное демпфирование гибких высокооборотных роторов. 

Первые образцы двигателя были изготовлены в 1961 году. 22 сентября 1961 года Ми-2 с двумя ГТД-350 совершил свой первый полет. По результатам испытаний в конструкцию двигателя были внесены незначительные изменения, и в 1964 году двигатель был запущен в серийное производство на заводе концерна PZL (Польша). 


Сообщения компаний:

Аэропорт Пулково открывает бренды 
ООО "Воздушные Ворота Северной Столицы"

Ассоциации авиационных учебных центров 30 лет
Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)

Пресс-релиз по итогам 2020 года
АО "Международный аэропорт "Минеральные воды"

Airbus приветствует авиакомпанию Turkmenistan Airlines в качестве своего нового заказчика 
Airbus

Airbus корректирует производственные темпы в ответ на меняющуюся конъюнктуру рынка
Airbus

Рабочий визит Генерального конструктора по средствам выведения и наземной космической инфраструктуре на предприятия Корпорации "Промтех"
АО "Опытно-конструкторское бюро "Аэрокосмические системы"

ОДК откроет новый сервисный центр по обслуживанию двигателей АИ-222-25
АО "Объединенная двигателестроительная корпорация" (ОДК)

Новая фотовыставка открылась в терминале внутренних авиалиний международного аэропорта Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"

Посадочная площадка на кровле Боткинской больницы
Helipoints

В ЦАГИ наградили победителей конкурса имени профессора Н.Е. Жуковского
ФГУП "Центральный аэрогидродинамический институт" (ЦАГИ)

Авиакомпания "РусЛайн" выполняет прямые рейсы из Липецка в Санкт-Петербург
АО АК "Руслайн"

Аэропорт "Пулково" признан лучшим аэропортом Европы по качеству обслуживания пассажиров 
ООО "Воздушные Ворота Северной Столицы"

Авиакомпания "РусЛайн" начала выполнять прямые рейсы из Архангельска в Краснодар и Казань
АО АК "Руслайн"

Авиаперевозчики – лидеры аэропорта Платов
АО УК "Аэропорты Регионов"

Пассажиропоток УК "Аэропорты Регионов" снизился на 39%
АО УК "Аэропорты Регионов"

МГТУ ГА и КАИ подписали меморандум о сотрудничестве
Московский государственный технический университет гражданской авиации (МГТУ ГА)

Глава Росавиации Александр Нерадько и председатель правительства Чеченской Республики Муслим Хучиев провели рабочую встречу
Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)

Международный аэропорт Краснодар подвел итоги за 2020 год
Базэл Аэро

Специалисты ЦАГИ удостоены государственных наград Российской Федерации
ФГУП "Центральный аэрогидродинамический институт" (ЦАГИ)

95 двигателей Энергомаша успешно отработали в 2020 году
Государственная корпорация "Роскосмос"