Сердце "Руслана". Модификации ТРДД-18Т

Модификации

 

ТРДД Д-18Т (изд. 18Т)

 

Первый серийный вариант (серии 0, 1 и 2). Взлетная тяга - 229.8 кН кгс при МСА. Применяется на тяжелых транспортных самолетах Ан-124. Ресурс до первого ремонта составлял всего 500 ч, а назначенный - 1000 ч.

 

Успешно прошел Государственные испытания в феврале 1987 г., хотя еще в начале 1986 г. первые самолеты Ан-124 с двигателями Д-18Т были переданы в эксплуатацию.

 

 

Модернизированный вариант исходного ТРДД Д-18Т. В этом двигателе был обобщен богатый опыт эксплуатации и внедрены все изменения, внесенные в процессе производства за 1984-1994 гг. Все это позволило не только повысить надежность и ресурс, но и снизить удельный расход топлива на 3.9%. Существенно повышена газодинамическая устойчивость - “бич” предыдущих серий. Снижение температуры газов за турбиной СД на взлетном режиме с 860 до 850°С дало возможность пользоваться максимальной тягой до температуры окружающего воздуха +30°С, что было особенно важно при эксплуатации самолета Ан 124 с полной полезной нагрузкой в условиях жары. Применяется на самолетах Ан-124-100, Ан-124-100М, Ан-225. Назначенный ресурс - 20000 ч.

 

Первые четыре двигателя Д-18Т 3-й серии изготовлены в 1994 г. В дальнейшем в процессе капитальных ремонтов большинство ТРДД Д-18Т ранних серий были доведены до уровня Д-18Т 3-й серии и получили обозначение Д-18Т серии “Н” (надежный) или “РДН”.

 

ТРДД Д-18Т серии 3М

 

Усовершенствованный вариант ТРДД Д-18Т 3-й серии. В конструкцию двигателя внедрены мероприятия, которые повысят ресурс “горячей части”, а также уменьшат уровни шума и эмиссий ниже норм ИСАО 2014 г. Назначенный ресурс планируется повысить до 50000 ч. Отличительные детали и сборочные единицы профиля серии 3М изготовлены предприятиями АО «Мотор Сич» и ГП «Ивченко-Прогресс». Опытно-конструкторские и сертификационные испытания двигателя начаты в августе 2015 г.

 

Принятые доработки позволят успешно эксплуатировать самолеты Ан-124 и Ан-225 с двигателями Д-18Т серии 3М до 2050 г.

 

ТРДД Д-18Т 4-й серии

 

Перспективная модификация двигателя Д-18Т 3-й серии, прорабатываемая с целью повышения грузоподъемности и повышения эффективности самолета Ан-124-100М. Предполагается повысить тягу на взлетном режиме приблизительно на 10%.

 

Д-18Т 4-й серии будет иметь перепрофилированный вентилятор, модернизированную турбину вентилятора и систему охлаждения рабочих и сопловых лопаток турбины ВД. Будет разработано новое реверсивное устройство с приводом подвижных частей от двух гидромоторов и электронным управлением вместо механического привода и гидромеханической системы управления. Предполагается снизить уровни шума и выброса загрязняющих веществ.

 

ТРДД Д-18Т 5-й серии

 

Разработка Д-18Т 5-й серии является отдаленной перспективой. Чтобы разработать такой двигатель потребуется около 400 млн. долл инвестиций. Двигатель Д-18Т 5-й серии должен иметь взлетную тягу 27-28 т, а тягу на чрезвычайном режиме - до 32 т.

 

К настоящему времени выполнена предварительная проработка проекта. Если будет решение о возобновлении серийного производства Ан-124, то разработчик начнет полномасштабную разработку этой модификации.

 

ТРДД Д-18Т1

 

Модификация ТРДД Д-18Т 3-й серии для широкофюзеляжного среднемагистрального пассажирского самолета Ан-218. Работы по этому двигателю начались в ЗМКБ "Прогресс" в 1994 г., когда стало ясно, что средств и времени для разработки перспективных ТРДД Д 18ТМ/ТР не хватает. Поэтому в целях обеспечения первого вылета и начального этапа испытаний самолета Ан 218 решено было разработать модификацию серийного двигателя Д-18Т с увеличенной тягой.

 

 

ТРДД Д-18Т1 должен был иметь два новых режима: максимальный чрезвычайный - тяга 27950 кгс (274.1 кН) при МСА+15.0°С и чрезвычайный продолжительный - тяга 23850 кгс (233.9 кН) при МСА+10.0°С. Предполагалось также увеличить тягу на максимальном продолжительном и максимальном крейсерском режимах. На этом двигателе должны были быть опробованы некоторые новые узлы, разработанные для ТРДД Д-18ТМ/ТР: привод-генератор ГП-26, электронная САУ, гидросистема управления реверсивным устройством, дополнительные панели шумоглушения и др.

 

Разработка прекращена в связи с прекращением работ по самолету. Часть усовершенствований (в частности, обеспечение работы на новых режимах) нашла применение на предлагаемых в настоящее время ТРДД Д-18Т 3-й серии.

 

ТРДД Д-18ТМ

 

Проект усовершенствованного варианта ТРДД семейства Д-18Т. Взлетная тяга - 25300 кгс (248.1 кН). Предлагался для проекта двухдвигательного широкофюзеляжного среднемагистрального пассажирского самолета Ан-218.

 

В конце 1980-х ОКБ им. О.К. Антонова, после длительного перерыва, вызванного разработкой и доводкой тяжелого транспортного самолета Ан-124, вновь обратилось к гражданской тематике и в соответствии с планами развития парка пассажирских самолетов в СССР предложило разработать новый широкофюзеляжный среднемагистральный 350-местный самолет Ан-218 для замены устаревшего Ил 86. В его конструкции предполагалось использовать все имеющиеся и перспективные наработки, в том числе в области электронного оборудования. Это должен был быть "советский аналог" европейского самолета аналогичного назначения - Эрбас A330, разработка которого в то время только начиналась. В перспективе ставился вопрос о выходе на международный рынок и о конкуренции с Боинг и Эрбас.

 

 

Для нового самолета нужны были высокоэкономичные и надежные двигатели с тягой 25000…27000 кгс, имеющие цифровую САУ и реверсивные устройства. Единственным подходящим вариантом силовой установки были ТРДД Д 18Т с увеличенной тягой. Эти двигатели уже эксплуатировались и имели резервы для дальнейшего совершенствования. Новые двигатели должны были иметь начальный ресурс 4000 ч с доведением его к пятому году эксплуатации до 6000 ч и назначенный ресурс - 20000 ч (с его доведением до 30000 ч и выше).

 

Известные исторические события - распад СССР, нарушение налаженных связей, экономические проблемы — привели к прекращению финансирования программы самолета Ан-218. Тем не менее ОКБ им. О.К. Антонова изыскало средства уже в масштабах независимой Украины для продолжения работ. В марте 1992 г. был официально подписан договор с ЗМКБ "Прогресс" на создание двигателей Д-18ТМ и Д-18ТР для самолета Ан-218.

 

Специалисты ЗМКБ активно взялись за проработку конструкции нового двигателя. Был определен конструктивный профиль двигателя повышенной тяги. Еще в январе 1992 г. на опытном двигателе 18Т21 были испытаны рабочие лопатки вентилятора "чечевицеобразного" профиля, обладающие большей прочностью и устойчивостью при попадании в них птиц. В мае 1992 г. на газогенераторе 18ТГ2.21 выполнены испытания СА турбины ВД с трехмерным профилированием и раскрытием на 5% для увеличения расхода газа. Была выпущена рабочая документация по новым компрессорам СД и ВД с бóльшими КПД и степенью повышения давления, а также по ряду других узлов. Часть усовершенствованных узлов прошли предварительные стендовые испытания на газогенераторах 18ТГ1.01, 18ТГ2.04, 18ТГ2.05 и полноразмерных двигателях 18Т21 и 18Т26. Начались работы по созданию новой электронной цифровой САУ типа FADEC. В том же 1992 г. был изготовлен и отправлен заказчику макет нового двигателя.

 

Работы были замечены правительством, в результате чего появилась амбициозная "Программа развития авиационной промышленности Украины" (указ президента Украины от 3 июля 1992 г. и постановление кабинета министров Украины № 477 от 17 августа 1992 г.). Предполагалось построить 26 двигателей, из них 15 - для проведения доводочных работ, госиспытаний и сертификации, а 11- для летных исследований на летающей лаборатории и опытных самолетах Ан 218. Однокаскадный газогенератор планировалось изготовить в июне 1994 г., полноразмерный двигатель - в четвертом квартале 1994 г., а поставка двигателей для обеспечения вылета первого самолета Ан-128 - во втором квартале 1995 г. Предполагаемая дата госиспытаний и сертификации - 1996 г.

 

Однако этим планам не суждено было сбыться. В начале 1993 г. финансирование программы было значительно урезано, а затем совсем прекращено. Ни самолет, ни двигатель так и не были построены.

 

ТРДД Д-18ТР

 

Вариант ТРДД Д-18ТМ с тягой, увеличенной до 27500 кгс (269.7 кН). Предполагалось его использование на самолете Ан-218 с увеличенной взлетной массой и дальностью полета. Разработка прекращена.

 

Двигатели Д-18ТМ и Д-18ТР должны были иметь единую конструкцию. Повышение тяги Д-18ТР предполагалось добиться увеличением температуры газов перед турбиной. Госиспытания и сертификация планировались на 1998 г.

 

ТРДД Д-18ТX (АИ-35)

 

Перспективная модификация с тягой более 31000 кгс (304.0 кН) на основе ТРДД Д-18ТМ/ТР. Работы прекращены.

 

ТРДД Д-418

 

Серия проектов ТРДД с уменьшенной по сравнению с базовым Д-18Т тягой (166-186 кН) и вентилятором меньшего диаметра. В 1980-х гг. ЗМКБ “Прогресс” предлагал эти двигатели в качестве альтернативы ТРДД Д-90А для пассажирских самолетов Ил-96 и Ту-204. Д-418 примерно повторял развитие ТРДД Роллс-Ройс RB.211 при переходе от варианта RB.211-524 к RB.211-535.

 

Иркутская трагедия

 

6 декабря 1997 г. транспортный самолет Ан-124-100 (серийный номер 01-07, бортовой номер 08, RA-82005) ВВС России, выполняя рейс по маршруту Москва-Иркутск-Владивосток-Камрань и имея на борту два истребителя Су-27УБК общей массой около 40 т., после взлета из Иркутска в результате отказа трех из четырех двигателей упал на жилые дома и полностью разрушился. Погибли все находившиеся на борту самолета 23 человека (8 членов экипажа и 15 пассажиров), а также 49 человек на земле, в том числе 14 детей.

 

 

Объявленная правительственной комиссией официальная версия катастрофы - дефект двигателей Д-18Т, вызвал сомнения у украинских экспертов. Они заявили, что к последовательной остановке трех двигателей "Руслана" за первые 11 секунд полета привели не их недостатки, а скопление значительного количества ледяной крошки в топливной системе самолета. Ф.М. Муравченко тогда написал: ”Одновременный помпаж двух двигателей по сути опровергает теорию вероятностей, а о трех и четырех одновременно остановившихся двигателях говорить вообще нечего…”.

 

Действительно, проблема помпажа Д-18Т существует. В 2014 г. бывший начальник службы безопасности полетов ВВС РФ, член комиссии по расследованию авиапроисшествий с воздушными судами генерал-майор авиации Борис Туманов сообщил, что у двигателей Д-18Т есть конструктивный дефект - низкая газодинамическая устойчивость, который подтверждает статистика: с 1987 по 1997 гг. произошло 60 отказов Д-18Т. Однако в этой статистике не указано какой серии были двигатели и происходили ли отказы одновременно двух-трех двигателей!

 

Практически сразу после катастрофы, с середины декабря 1997 г. на закрытом стенде ЗМКБ ”Прогресс” начались испытания серийного двигателя Д-18Т с баками и элементами топливной системы самолета Ан-124. Исследовалось поведение двигателя при разном количестве воды в топливе, при отрицательных температурах, при наличии льда и ”шуги” на топливных фильтрах. Испытания продолжались 102 дня без выходных! Основной вывод - повышенное содержание воды в керосине вызвало льдообразование и забивание топливных фильтров, колебания расхода топлива и срыв в центробежном и шестеренчатом топливных насосах, что вызвало помпаж двигателей.

 

Текущее состояние

 

На протяжении последних 25 лет предпринимались неоднократные попытки переоснастить Ан-124 другими двигателями: Пратт-Уитни PW4000 в 1994 г., Роллс-Ройс RB.211-524H-T в 1999 г., Дженерал Электрик CF6-80C2 в 2018 г. Однако дальше “намерений” не продвинулись.

 

Начиная с 2004 г. предпринимались попытки возобновить производство Ан-124 как для коммерческого применения, так и для нужд ВКС России. Для этих самолетов предполагалось разработать усовершенствованные модификации ТРДД Д-18Т (4-й и 5-й серий), модернизировать авионику и т.д.

 

В октябре 2006 г. Комитет по вопросам экономического сотрудничества украинско-российской комиссии (“В.А. Ющенко - В.В. Путин”) принял решение продолжить реализацию проекта самолёта Ан-124. По различным прогнозам предполагалось построить от 40 до 75 самолетов. 20 июля 2011 г. председатель Совета директоров ОАО “Мотор Сич” Вячеслав Богуслаев сообщил, что программа восстановления производства Ан-124 на ульяновском авиазаводе “Авиастар-СП” отодвинута на 2016 г. Однако в связи с известными событиями в украино-российских отношениях техническое сотрудничество было прекращено.

 

В результате в России были возобновлены работы по ”преемнику” Ан-124 - проекту Ил-106 ПАК ТА (перспективный авиационный комплекс транспортной авиации). Для этого самолета предполагается разработать ТРДД ПД-35 с тягой 35 т на базе газогенератора ПД-14.

 

По данным из открытых источников, современные эксплуатанты Ан-124 - Министерство обороны РФ (не менее 10 самолетов), российские авиаперевозчики "Волга-Днепр" (12) и ОАО "Государственная авиакомпания "224-й летный отряд" (8), украинские "Авиалинии Антонова" (7) и грузовой авиаперевозчик Maximus Air Cargo из ОАЭ (1). Самолеты Ан-124 (и Ан-225), принадлежащие коммерческим авиакомпаниям ("Авиалинии Антонова", "Волга-Днепр", Maximus Air Cargo), оснащены двигателями Д-18Т 3-й серии и активно выполняют грузовые перевозки по всему миру. Судьба остальных самолетов неясна.

 

Вместо эпилога

 

Как всякий ”герой”, Д-18Т уже “увековечен” для потомков в виде памятников. На территории Украины таких памятников три. Полноразмерный двигатель установлен в музее техники Богуслаева в г. Запорожье. Эффектного вида натурный вентилятор можно увидеть еще в двух местах: на наружной стене лабораторного корпуса ГП ”Ивченко-Прогресс” со стороны ул. Иванова, а также на постаменте на лестничной площадке 2-го этажа моторного корпуса Национального аэрокосмического университета “ХАИ” (г. Харьков).

 

Двигатель / характеристики	Д-18Т 3-й серии	Д-18ТМ	RB.211-22B
Страна	Украина		Великобритания
Фирма-разработчик	ЗМКБ “Прогресс”		Роллс-Ройс
Взлетный режим (H=0, M=0, МСА):
Тяга, кН, сохраняется до температуры окружающего воздуха, °С	229.80	248.10	187.00
	+30.0	+30.0	+28.9
Удельный расход топлива, кг/Н ч	0.0361	-	0.0360
Расход воздуха, кг/с	765.0	-	626.0
Степень двухконтурности	5.60	5.10	5.00
Общая степень повышения давления	25.0	27.0	24.7
Температура газов перед турбиной, К	1590	1600	1540
Крейсерский режим (МСА):	Н=11 км, М=0.75	Н=11 км, М=0.8	Н=10.6 км, М=0.85
Тяга, кН	47.66	51.49	41.80
Удельный расход топлива, кг/Н ч	0.0579	0.0596	0.0653
Общая степень повышения давления	27.5	-	-
Габаритные размеры, м:
диаметр вентилятора	2.330	-	2.172
максимальный диаметр	2.792	2.986	2.240
максимальная длина	4.531	5.700	3.033 (*)
Сухая масса, кг	4100	4750	4171
Дополнительная информация
Дата сертификации	1994	-	02.1971
Состояние программы	серийный	проект	серийный
Применение	Ан-124, Ан-225	Ан-218	Локхид L-1011-1
Примечание. Для RB.211-22B приведена длина по фланцам (без сопла внутреннего контура)