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:

Новикомбанк профинансирует создание перспективных образцов самолетов
АО АКБ «НОВИКОМБАНК»

Первый опытный образец легкого многоцелевого самолета ЛМС-901 "Байкал" оснащен турбовинтовым двигателем GE
GE Aviation

В МГТУ ГА подведены первые итоги приемной кампании
Московский государственный технический университет гражданской авиации

Замгендиректора Роскосмоса Михаил Хайлов избран председателем совета директоров РКС
АО «Российские космические системы»

LOT Polish Airlines расширяет стратегическое партнерство с Amadeus в области информационных технологий и дистрибуции
Amadeus

Аэропорт Нижнего Новгорода составил рейтинг пунктуальности авиакомпаний по итогам I полугодия
Международный аэропорт Нижнего Новгорода им. В.П. Чкалова

В аэропорт Петропавловск-Камчатский поступил новый багажный тягач
Аэропорт Петропавловск-Камчатский (Елизово)

Авиакомпания "Аврора" начинает выполнять полеты из Южно-Сахалинска в Красноярск
АО «Авиакомпания "Аврора"»

Шереметьево впервые признан самым загруженным аэропортом Европы
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

Аэрофлот открыл продажу билетов в Коломбо (Шри-Ланка)

Готовимся к взлету: в Тобольске подходит к завершению строительство аэропорта
FIELDS 4E PR Agency

ГТЛК подписала соглашение о сотрудничестве с компанией "Аквариус"
АО "ГТЛК"

В аэропорту Красноярск силач вручную отбуксировал самолет Boeing 737-800 авиакомпании NordStar
Международный аэропорт Красноярск

Международный аэропорт "Казань" им. Габдуллы Тукая поставил сразу два рекорда по объёму перевозок
ОАО «Международный аэропорт «Казань»

Трафик медгруза в Домодедово на 20% превысил уровень 2019 года
Московский аэропорт Домодедово

Airbus Helicopters провела семинар по безопасности полетов в России
Airbus

Делегация "Волга-Днепр" в рамках МАКС-2021 провела встречу с топ-менеджерами Airbus
Группа «Волга-Днепр»

В новом терминале аэропорта Геленджик начат монтаж системы обработки багажа
ООО «Аэропорт Геленджик»

Ученые-оптики "Швабе" запатентовали новое решение для телескопостроения
Холдинг «Швабе»

Из Международного аэропорта Владивосток открываются прямые рейсы в Забайкалье
АО «Международный аэропорт Владивосток»