Разработчик двигателей для БПЛА: отрасль спасет только центр компетенций под крылом Минобороны

БПЛА без двигателя - это дорогостоящий полноразмерный макет полноценной военной техники с полезной нагрузкой. Сегодня уже два российских перспективных беспилотника рискуют оказаться прикованными к земле. И, как ни странно, не из-за технических причин. Проблемы возникают от несогласованности в кооперации, отсутствия возможности использовать задел по одному двигателю для Минобороны в создании другого, желания крупных корпоративных игроков перенести все компетенции в свой контур. Владелец инженерного центра "Итлан" Михаил Корюков в интервью Mil.

Prеss Военное рассказал о том, насколько тернист путь адаптации импортных поршневых двигателей под военные ТТХ, а также предложил путь решения отраслевых разногласий.

Михаил Александрович, весной 2020 года появилась информация о проблемах с разработкой поршневого двигателя для БПЛА средней дальности "Орион". В чем причины?
К теме "Иноходец" мы подключились в 2013 году, и были уже четвертой организацией, которая работала над этим двигателем в рамках СЧ ОКР "Орион-АПД". Двигатель изначально был достаточно проблемным.

Авиационный поршневый двигатель АПД-115Т для БПЛА "Орион"
Авиационный поршневый двигатель АПД-115Т для БПЛА "Орион" / Mil.Press Военное, Валерий Бутымов

В итоге мы собрали 17 двигателей АПД-115Т. Построили и аттестовали стенды, провели предварительные испытания. Получили литеру "О" на рабочую конструкторскую документацию.
Два "Ориона" с нашими моторами успешно отлетали в боевых условиях на специальных летных испытаниях в Сирии более 200 часов. Это порядка 60 вылетов.
Работа над двигателем должна закончиться успешным прохождением государственных стендовых испытаний и утверждением рабочей конструкторской документации для организации промышленного производства.
В рамках предварительных испытаний мы отработали начальный ресурс до первого ремонта (150 часов с коэффициентом 1,2) на трех двигателях и выявили ряд дефектов, которые перед предъявлением двигателей на государственные стендовые испытания нужно устранить.
Все вопросы технического характера, выявленные при испытаниях, были решены, осталось доработать программное обеспечение, но начались проблемы административного характера.
Территорию инженерного центра взяли под контроль сотрудники частного охранного предприятия, работающие по контракту с нашим заказчиком.

Вы назвали двигатель изначально проблемным. Что с ним не так?
Первый двигатель был сделан на базе зарубежного авиационного ДВС мощностью 100 л.с. Сам по себе это хороший двигатель с приличным ресурсом. Но для наших задач согласно техническому заданию он не подходит. В первую очередь из-за элементной базы (датчики, исполнительные механизмы, разъемы), используемой на двигателе.
Когда нас только подключили к работе, в ЦИАМ он стоял на стенде уже с установленной турбиной, но не выдавал требуемых параметров.

БПЛА "Орион"
БПЛА "Орион" / Группа "Кронштадт"

Блок управления двигателем (ECU - engine control unit) производства США не позволял двигателю работать в режиме турбонаддува: система управления не понимала, что идет увеличенный расход воздуха, и вставала на самоблокировку. Регулировочные таблицы же были закрыты.
Изначально этот двигатель безнаддувный, у него степень сжатия 10,5: если его наддувать, поршни начинают прогорать.
В связи с этим нужно было построить новую идеологию управления двигателем и турбонаддувом таким образом, чтобы на земле давление воздуха не превышало расчетную величину, обеспечивающую потребную мощность на взлете и на высотах до 7500 метров.
Учитывая важность решаемых задач, нами был предложен вариант двигателя КО-1 (первый конструктивный облик), чтобы можно было начать летные испытания.
Это двигатель без наддува, с электроуправлемой дроссельной заслонкой, американским электронным блоком управления, но управляемый через российский промежуточный блок (вертолетный с доработкой). Функция управления винтом отсутствовала, винт зафиксирован на постоянном шаге.
Это было временной мерой: двигатель изначально был для пилотируемого самолета, поэтому параллельно мы стали создавать окончательный вариант – КО-2, включающий российскую систему управления.
Написали техническое задание на отечественный электронный регулятор с функцией поддержания оборотов двигателя за счет изменения шага винта. Этот двигатель уже полностью соответствовал техническому заданию.

Инженерный центр "Итлан", г. Рыбинск
Инженерный центр "Итлан", г. Рыбинск

Когда начались стендовые испытания варианта КО-2, стали проявляться проблемы с датчиками, исполнительными механизмами, катушками зажигания, электропроводкой, включая разъемы.
Основной проблемой стал переход на 27В питание. Двигатель изначально рассчитан на номинальное напряжение 12В, что согласно нашей нормативной базе недопустимо.
В этом направлении мы совместно с контрагентами провели большую конструкторскую работу, которая позволила добиться удовлетворительных результатов и довести двигатель до этапа ГСтИ.
Но уже в 2015 году было понятно, что больших ресурсных показателей не достичь, пока всю эту периферийную комплектацию не поменять на российскую. Часть задела на тот момент уже имелась: мы, например, заказывали российские малогабаритные датчики для двигателя более легкого военного БПЛА.
Но пока работали с тем двигателем, которым располагали: с гибридной проводкой 12–27 В и программным обеспечением, которое требовало доработки.
С ними мы и проводили ресурсные испытания.

Что они показали?
Что касается наших испытаний, то нужно кое-что пояснить.
Все испытания, которые мы проводили, проходят в рамках программы государственных стендовых испытаний­, которую разрабатывает Государственный летный испытательный центр – ГЛИЦ. В программе предусмотрен и обобщенный типовой полетный цикл.
Программа испытаний подразумевает более напряженную работу двигателей относительно реальных условий эксплуатации.

Двигатель производства Итлана на испытательном стенде
Двигатель производства Итлана на испытательном стенде / Инженерный центр "Итлан"

Например, во взлетном режиме двигатель работает на максимальных оборотах – 5800 об/мин. В таком режиме мы должны работать 5 минут. Во время реальной эксплуатации двигатель работает в таком режиме 1-2 минуты.
При превышении этого времени аппарат должен автоматически переходить в максимально продолжительный режим - 5500 об/мин. Если весь типовой полетный цикл занимает 14 часов, 9 из них двигатель работает в максимально продолжительном режиме.
Длительная работа на оборотах близких к максимальным наиболее критична для двигателя. БПЛА в таких условиях долго не летает, поэтому в эксплуатации дефекты проявляются не так явно, как при стендовых испытаниях.
И вот, после примерно 50 часов работы двигателя в стендовых условиях, начинают проявляться недостатки. Из наиболее критичных - западают поршневые кольца, подгорает кромка поршня и так далее.
Все эти проблемы были выявлены на ресурсных испытаниях.
Какие-то моменты мы первое время даже не могли диагностировать. Например, зажигание срабатывало без нужного упреждения, форсунки не отсекали впрыск топлива в нужный момент, что влияло на удельный расход топлива.

Инженерный центр "Итлан", г. Рыбинск
Инженерный центр "Итлан", г. Рыбинск

Нам не хватало контрольно-измерительных приборов. Например, прибор Kistler, благодаря которому выявили проблемы с зажиганием и впрыском, мы получили только в 2018 году.
Из-за выявленных недостатков потребовалась доработать программное обеспечение. Пока эта задача не решена, но первоначальный вариант ПО допускает проведение испытаний в специальных условиях: при минимальном или максимальном давлении масла, на предельных температурах и так далее.
Мы были готовы начать специспытания еще в начале 2020 года, получили разрешение у госзаказчика. За это время ПО доработали бы.
Но этому помешали вышеуказанные проблемы административного характера.

Если доработать программное обеспечение, двигатель можно представлять на госиспытания?
Прежде чем представлять два двигателя на госиспытания, их нужно доукомплектовать. Нужны новые датчики, нужно доработать электронный регулятор: как в части ПО, так и в материальной части. На это требуется технологическое время, месяцы.
Кроме того, еще нужно проверить в новом ПО систему встроенного контроля двигателя. Технический документ, на основе которого на стенде проверяется система, занимает примерно 300 страниц. Проверка еще на месяц затянется.
Без нового программного обеспечения не получится полноценно провести госиспытания. Эксплуатировать двигатели без него тем более нельзя.

БПЛА "Орион", разбившийся в ноябре 2019 года
БПЛА "Орион", разбившийся в ноябре 2019 года / ya62.ru

Но программным обеспечением все не ограничивается.
После выполнения всех проверок нужно выпустить технический отчет за подписью заказчика.
Необходимо провести большую работу по предъявлению текстовых документов профильным научно-исследовательским институтам промышленности: Центральному институту авиационного моторостроения, Летно-исследовательскому институту имени Громова, Государственному НИИ авиационных систем, Государственному казенному научно-испытательному полигону авиационных систем. Получить от них все нужные заключения.

В составе двигателя нужно также провести госиспытания винта.
Кроме того, для всех этих операций требуется лицензия от Минпромторга на разработку авиационной техники в части поршневых двигателей – по ЕКПС 2810. У нас она есть, у тех, кто сейчас хочет забрать наше предприятие, – нет. Нужна аттестованная испытательная бригада, которой у них тоже нет. Нужно переаттестовать измерительный комплекс.
Поэтому я и не понимаю, кто и как сейчас будет организовывать госиспытания, как их будут проводить.

Министерство обороны подписало акт приемки тяжелых БПЛА в составе трех машин. Что на них за двигатели?
Наши четыре двигателя, которые мы отгрузили в 2019 году. Характеристика поставленных двигателей доступна в закрытой информационной ленте Mil.Press Ключ (доступ только для МО РФ).

Модель двигателя АПД-115Т
Модель двигателя АПД-115Т / Инженерный центр "Итлан"

В конечном итоге я как конструктор хотел бы видеть вариант КО-3: с российскими датчиками, исполнительными механизмами и электропроводкой с разъемами СНЦ. Только при таком конструктивном исполнении двигателя можно быть уверенным в полной безопасности.
Кто в этой ситуации будет этим заниматься, непонятно.

Проблемы с исполнением работ не могли не привлечь внимание компетентных органов – ФСБ, прокуратуры, госзаказчика в лице Минобороны. Было ли общение с сотрудниками этих структур?
С представителем ФСБ общались совсем недавно, еще по теме двигателя для более легкого беспилотника. Я показывал видео испытаний, подтверждающих, что еще в 2017 году двигатель был готов. Сейчас 2020 год, а испытанного и принятого двигателя для "маленького" беспилотника все нет.

Двигатель АПД-50 на основе Zanzottera 498Hs
Двигатель АПД-50 на основе Zanzottera 498Hs / Валерий Бутымов

По этому же двигателю мы обращались в администрацию президента РФ, представляли все документы, показывали, что уже существует полноценный российский ДВС для БПЛА. Они отреагировали моментально: отправили копии обращения в Минобороны, Генпрокуратуру и военную прокуратуру.
Насчет прокуратуры, конечно, мы все это прошли. Повторюсь, к теме "Иноходец" мы подключились в 2013 году и были не первыми, кто ей занимался. Уже в 2016 году сроки контракта были провалены. Но заказчики нам сказали: "Вы, главное, сделайте двигатель. Санкций никаких за это не будет". (Похожая ситуация с НИОКР "Чайка": срок разработки новых перспективных двигателей для бронетехники был сжатым, но в Минпромторге РФ участников конкурса заверили, что даже при срыве сроков никаких санкций к исполнителю не будет, если работа будет системной – ред.)
Контроль за нашей работой, конечно, есть, сотрудники знакомятся с документами, я все рассказываю. Но это, к сожалению, никак не влияет на ситуацию с двигателями.

Почему для ряда российских военных БПЛА заказчики решили адаптировать импортные двигатели, а не пошли по пути разработки полностью российских агрегатов?
Иностранные двигатели решили использовать, когда в России только начинали собственные разработки БПЛА. Посмотрели, кто на чем летает, и решили пойти по тому же пути. В итоге столкнулись с теми проблемами, которые я описал.
Сейчас для меня очевидно, что для российских БПЛА нужны именно российские двигатели.

Беспилотный комплекс "Орион", Группа "Кронштадт"
Беспилотный комплекс "Орион", Группа "Кронштадт" / Mil.Press

Для того чтобы они появились, нужна полноценная, самостоятельная, но, возможно, с участием Минобороны РФ инженерная структура по поршневому двигателестроению. Если ее не будет, в России с беспилотной техникой будут ровно те же проблемы.
Под угрозой и двигатели для перспективных российских БПЛА вертолетного типа.
Разработка двигателя под конкретный проект – это невыгодно. Достойно оплачивать работу специалистов, содержать собственное КБ, уникальную испытательную стендовую базу и производство, решать прикладные научные задачи будет возможно только при последовательной работе над несколькими проектами.
Эта структура могла бы стать ключевым звеном в разработке двигателей не только для военных БПЛА, но и для гражданской легкой авиации, для МЧС и других структур.
Нужно привлечь специалистов по двигателестроению, электронщиков, метрологов.
Самое главное, что в этом случае разработка новых двигателей была бы даже дешевле и быстрее, потому что можно было бы легитимно использовать полученный научно-технический задел завершенных проектов.
Сейчас научно-технический задел огромный, есть опыт разработки систем, выстроенная кооперация, построены и аттестованы стенды.
Например, в процессе работы над двигателем для "Ориона" мы изучили и другие изделия того же производителя. Двигатель мощностью до 140 л.с. имеет такой же силовой корпус, головки цилиндра. Но есть и существенные отличия. Например, степень сжатия в нем уменьшена до 9,5, благодаря чему он может работать с наддувом. Также в нем другая маслосистема, другой редуктор и так далее.
Нам удалось адаптировать для более мощного двигателя редуктор уже освоенного в рамках КО-2. Смогли привязать к нему российский электронный блок управления. Провели минимальные ресурсные испытания, и теперь мы можем говорить о более мощном моторе в рамках старого конструктивного облика.
Но даже при всех достижениях есть риск все загубить. Потратить огромные деньги, но так и не начать серийный выпуск новой техники.
Полную версию, включающую информацию о двигателе АПД-110/120 для БПЛА "Орион", читайте в закрытой информационной ленте Mil.Press Ключ (доступ только для МО РФ).

Валерий Бутымов
Источник ➝

КОНСЕРВАЦИЯ САМОЛЕТОВ...

Крупнейший кризис в истории авиации «приземлил» десятки авиакомпаний по всему миру. Однако знаете ли вы, что самолет нельзя просто так поставить в дальний угол аэродрома, правильная консервация — это продолжительный и трудоемкий процесс.

Посмотрим, как выглядят самолеты «на самоизоляции» или просто на консервацию самолетов...

00

Фотографии авиакомпании Brussels Airlines.

Флот Brussels Airlines состоит из 57 самолетов, деятельность авиакомпании приостановлена в середине марта, всего несколько самолетов в настоящий момент используется для репатриационных рейсов.

02

Аэропорт Брюсселя не предназначен для парковки такого количества самолетов одновременно, поэтому одну из рулежных дорожек пришлось освободить для хранения флота.

03

К примеру, только процедуры хранения одного Airbus A330 занимают около 400 человеко/часов, которые следуют инструкциям производителя — концерна Airbus, чтобы обеспечить безопасное хранение и минимизации расходов во время перезапуска лётной программы.

04

Все иллюминаторы закрыты и заклеены специальной лентой для предотвращения обесцвечивания отделки кресел и салона, шасси и двигатели обработаны специальным химическим составом и тщательно упакованы, чтобы предотвратить коррозию.

05

Можно подумать, что после парковки самолета больше ничего предпринимать не нужно, но на самом деле команды технического обслуживания ежедневно работают, чтобы поддерживать парк в отличной форме.

06

Например, каждый день колеса нужно слегка поворачивать, чтобы они не изнашивались под весом самолета, и каждую неделю необходимо проводить проверки технических параметров, считывая показатели специальным компьютером.

07

Сейчас 30 сотрудников из технического департамента работают полный рабочий день для выполнения всех этих задач.

08

09

10

11

12

13

14

15

16

Все кресла закрыты полиэтиленом, чтобы они оставались свежими и чистыми.

17

18

19

ссылка

Последний рывок: Китай обгоняет США в «лунной гонке»

Смогут ли тайконавты первыми высадиться на поверхность Луны

В мае 2020 года Китай осуществил запуск ракеты-носителя CZ-5B с новым многоразовым космическим кораблем. С помощью этого пилотируемого корабля КНР не только сможет доставлять космонавтов на новую орбитальную станцию, но и осуществить полет на Луну. После успешного завершения испытаний, по мнению некоторых экспертов, Китай стал ближе к высадке на Луну, чем США. «Известия» разбирались, почему так получилось.

Долгий старт Китая

Необъявленная «лунная гонка» между двумя самыми экономически мощными странами мира длится уже не первый год.

Инициировал соревнование Китай, сам того не зная. С 2004 года в КНР действует большая и многоэтапная программа исследований Луны, реализуемая CNSA (Китайским национальным космическим управлением). И если поначалу планы Китая вызывали в NASA лишь усмешку, то уже спустя десять лет ситуация коренным образом изменилась.

Первым этапом были полеты по окололунной орбите, ничего особо сложного с точки зрения опыта мировой космонавтики. Вторым, проводимым с 2013 по 2018 год, стала отработка мягкой посадки на поверхность естественного спутника земли. Два лунохода, две полностью удачные миссии. В настоящее время Китай работает над третьей фазой — автоматической доставкой грунта с Луны на Землю.

Можно возразить, что в этом нет ничего нового — советские автоматические станции «Луна» сделали это трижды почти полвека назад. В этом есть доля истины — Китай действительно сейчас похож на школьника, проболевшего весь учебный год и теперь срочно догоняющего лидеров класса.

«Шэньчжоу»

Космическая лаборатория «Тяньгун-2» и пилотируемый космический корабль «Шэньчжоу-11», 2016 год / Фото: Global Look Press via ZUMA Press/ Xinhua/Cas

Правда, как оказалось, это сравнение работает далеко не во всем. В пилотируемой космонавтике КНР показывает темпы развития, практически недоступные другим странам. В начале столетия Китай стал третьей страной в мире, запустившей человека в космос. Сделано это было при помощи космического корабля «Шэньчжоу», «до степени смешения» похожего на российский «Союз». Разве что размеры у него чуть больше, а потому внутри у тайконавтов гораздо больше свободного места.

Одновременно с проведением пилотируемых полетов Китай начал разрабатывать многомодульную орбитальную станцию и создавать перспективный космический корабль нового поколения. Спустя несколько лет появилась информация о начале работ над сверхтяжелой ракетой-носителем CZ-7 и впервые была озвучена дата возможной высадки на Луну — 2028 год.

https://iz.ru/video/embed/1005415

Ответный ход

Планы вновь высадиться на Луну в американской космонавтике существовали еще до того, как китайцы начали показывать серьезные успехи. Повторная посадка, после шести удачных полетов миссии «Аполлон», предполагалась в масштабной программе «Созвездие» (Constellation, 2004–2010), отмененной президентом Бараком Обамой.

Именно тогда, в 2005 году стартовала разработка пилотируемого космического корабля «Орион», главной задачей которого была именно доставка астронавтов на Луну и другие миссии в дальнем космосе. В то же время началось проектирование сверхтяжелой ракеты «Арес-5», специально для новой лунной миссии. Впоследствии, после закрытия «Созвездия», этот проект трансформировался в перспективную сверхтяжелую программу Space Launch System (SLS).

Разработка космического корабля «Орион» / Фото: Global Look Press/NASA

После прихода в Белый дом Дональда Трампа планы NASA поменялись в очередной раз. Основное внимание перешло к строительству лунной орбитальной станции. Предполагалось, что она станет своеобразным форпостом человечества перед началом покорения дальнего космоса. Создание станции шло своим чередом, постепенно меняясь и уточняясь, но в 2019 году США анонсировали новую дату прилунения. Согласно заявлению Майкла Пенса, посадка на Луну запланирована на 2024 год, на четыре года раньше китайцев.

NASA пришлось подвинуть программу лунной орбитальной станции. Изначально считалось, что высаживаться на Луну астронавты будут с нее, но затем всё снова переиграли. NASA чрезвычайно не хотело один в один повторять миссию «Аполлон», а потому предлагало более сложные варианты: высадка на Луну с недостроенной лунной орбитальной станции, затем стыковка с посадочным модулем на орбите.

Но необходимость успеть к назначенному сроку поставила крест на этих идеях. В ситуации глобальной нехватки времени современный вариант лунной миссии выглядит как полет астронавтов на космическом корабле «Орион», с прикрепленным к нему посадочным модулем, точно так же как и в миссии «Аполлон».

https://iz.ru/video/embed/895430

Подсчет

Необходимый минимум для осуществления лунной миссии — три элемента. Ракета-носитель для доставки космического корабля на орбиту Луны. Космический корабль, оснащенный большими запасами топлива и способный затормозить и безопасно вернуть астронавтов обратно. Посадочный модуль для мягкой посадки на поверхность Луны и возвращения астронавтов на орбиту в космический корабль. Плюс, «по мелочи»: скафандры для выхода на лунную поверхность и возможность обеспечения связи с Землей для удобного контроля миссии.

С ракетой и у США, и у Китая пока ничего не понятно. В Китае вообще выдают такую информацию очень скупо, а американцы «застряли» с производством ракеты SLS. Корпорация Boeing начала работу над ней в 2011 году и предполагала осуществить первый пуск еще в 2017-м. Увы, но пока SLS всё еще не готова. Сроки постоянно сдвигаются, проверки выясняют всё новые проблемы с производством: то некачественная сварка баков, то еще что-нибудь. А ведь до старта в 2024 году SLS должна не только совершить несколько тестовых полетов, но и получить дополнительную модернизацию.

Судя по всему, первый тестовый запуск вряд ли состоится ранее 2021 года, и от того, насколько успешно он пройдет, станут понятны и дальнейшие перспективы американской миссии.

SLS

Иллюстрация запуска ракеты SLS / Фото: NASA

С космическими кораблями наблюдается практически паритет. Американский «Орион» в июле 2019 года прошел последние необходимые испытания и к настоящему времени готов к первому тестовому полету с астронавтами. На разработку и тестирование у американцев ушло более 15 лет. Китай справился с этой же задачей в несколько раз быстрее. Первая информация о создании пилотируемого корабля нового поколения появилась в 2014–2015 годах, и в мае 2020 года Китай провел успешное тестирование.

Посадочные модули у обеих стран еще только разрабатываются. Для американской программы в мае 2019 года NASA отобрало 11 компаний для исследований по созданию многокомпонентной посадочной системы. В настоящее время работы продолжаются, окончательного решения пока не принято. О процессе разработки в Китае, как обычно, известно еще меньше. Скорее всего, раньше 2024–2025 годов широкой общественности ничего не покажут.

Кто впереди?

Если брать только работы по высадке на Луну, то, как мы видим, Китай догнал США по объемам уже сделанного. С учетом неготовности ракеты SLS китайцы, скорее всего, совершат пилотируемый полет первыми. Для этого может быть использована та же самая тяжелая ракета CZ-5B, которая испытывалась в начале мая 2020 года.

Кроме того, стоит учитывать и беспилотные достижения китайской программы. Китайцы осуществили уже две успешных миссии с мягкой посадкой луноходов. В 2020–2021 годах к Луне будут отправлены автоматические станции «Чанъэ-5» и «Чанъэ-6», которые должны доставить образцы грунта. Запланированная для этих полетов автоматическая стыковка на орбите Луны даст необходимый для создания посадочного модуля дополнительный опыт китайским ученым.

автоматическая станция «Чанъэ-4»

Автоматическая станция «Чанъэ-4» на обратной стороне Луны, где совершила мягкую посадку 3 января 2019 года / Фото: Global Look Press via ZUMA Press/Xinhua

Отдельно надо сказать и о китайской системе дальней связи, после ввода которой у КНР появилась возможность круглосуточного и круглогодичного контроля за межпланетными станциями, без каких-либо перерывов в расписании. Кроме системы наземных приемо-передающих станций, Китай запустил космический аппарат «Цюэцяо», который используется в качестве ретранслятора связи. Название этого спутника переводится как «Сорочий мост», и он уже использовался в миссии «Чанъэ-4» для управления луноходом на обратной стороне Луны.

В общем и целом китайская космическая отрасль в ее нынешнем положении кажется более перспективной и готовой для решения самых разных задач, в том числе и высадки на Луну. А вот какая из стран это сделает первой, загадывать пока очень и очень сложно.

Михаил Котов

Картина дня

))}
Loading...
наверх