Actuellement, des préparatifs sont en cours pour la production en série de chasseurs Su-57 prometteurs. Comme dans le cas des prototypes, l'équipement de série sera équipé de moteurs de deux modèles. Les premiers échantillons de production recevront les moteurs AL-41F1 existants (ce sont également des "moteurs de premier étage"), puis les nouveaux "Produits 30" les remplaceront dans la série. Depuis fin 2017, des turboréacteurs prometteurs "Product 30" ont été testés dans les airs, et à l'avenir, il est prévu de maîtriser leur production dans l'intérêt de la production en série d'avions.
Le type TRDDF "Product 30", ou "moteur de deuxième étage", est l'un des thèmes principaux dans le cadre du projet PAK FA/T-50/Su-57. De plus, ce sujet est l'un des plus fermés.
Cependant, le développeur représenté par NPO Saturn, ainsi que des responsables du ministère de la Défense et d'autres structures, ont réussi à divulguer certaines données et à dresser un tableau approximatif. On s'attend à ce qu'à l'avenir, de nouvelles informations continuent de circuler et que l'industrie révèle de nouveaux détails sur un projet intéressant.
Moteur de cinquième génération
Le chasseur Su-57 appartient à la cinquième génération conditionnelle, ce qui indique la présence d'un certain nombre d'exigences caractéristiques. L'une des principales de ces exigences est d'assurer une vitesse de croisière supersonique, y compris sans utiliser de postcombustion. Les moteurs de série existants ne permettent pas d'obtenir de telles caractéristiques, et donc une toute nouvelle centrale électrique est nécessaire. Un moteur prometteur conçu pour le Su-57, comme l'avion lui-même, est attribué à la cinquième génération conditionnelle - cependant, déjà dans le domaine de la construction de moteurs.
Avion Su-57 avec moteurs "premier étage" - AL-41F1. Photo UAC / uacrussia.ru
On pense que la différence entre les générations de turboréacteurs se manifeste dans le changement des paramètres de base. Une forte augmentation de la poussée spécifique ou une réduction de la consommation spécifique de carburant atteint dans le nouveau projet permettent de le référer à la prochaine génération. Le dernier TRDDF "Product 30" par ces indicateurs se compare favorablement aux systèmes existants, ce qui permet à ses développeurs de parler de la création d'un moteur de la génération "5" ou "5+".
Les hautes performances du nouveau moteur sont principalement obtenues grâce à l'utilisation des technologies, des matériaux et des solutions les plus modernes. Dans ce cas, des idées déjà maîtrisées sont également utilisées. Ainsi, "Product 30" poursuit la gamme des moteurs domestiques avec une tuyère standard avec commandes vectorielles de poussée.
Cependant, certaines solutions modernes ont dû être abandonnées. Par exemple, en 2013, NPO Saturn a présenté une conception prometteuse d'une aube de compresseur haute pression en aluminiure de titane. Il y a eu des rapports sur l'introduction possible d'un tel matériau dans la conception de la turbine. Cependant, plus tard, l'aluminiure de titane entrant dans la composition du "Produit 30" a été abandonnée. Les gains de poids se sont avérés négligeables et la résistance aux charges mécaniques et thermiques accrues typiques des moteurs militaires était insuffisante.
Détails techniques
Selon des données connues, le "Produit 30" est un turboréacteur à by-pass avec post-combustion. Au niveau de certaines idées de base, il ressemble aux moteurs plus anciens des familles AL-31 et AL-41, mais toutes ses unités ont été développées à nouveau et en utilisant des développements modernes. Il en a résulté une augmentation notable de toutes les caractéristiques principales, permettant d'attribuer le "Produit 30" à la prochaine génération de TRDDF.
Le moteur a une architecture typique de sa catégorie avec des compresseurs haute et basse pression à plusieurs étages, une chambre de combustion et des turbines à plusieurs étages. Derrière les turbines se trouvent la postcombustion et la tuyère avec l'UHT. Les unités nécessaires à un usage ou à un autre sont placées sur la surface extérieure du moteur. Les développeurs de "Product 30" ne sont pas pressés de divulguer tous les détails de la conception, mais certaines des caractéristiques du nouveau projet sont déjà connues.
Le compresseur fournit une compression de l'air entrant avec un degré de 6, 7, fournissant un débit d'air allant jusqu'à 20-23 kg / s. La chambre de combustion est équipée d'un système d'allumage plasma installé directement sur les injecteurs. De tels moyens garantissent que le carburant est enflammé immédiatement après son entrée dans la chambre de combustion. Grâce à cela, le mode de combustion optimal est maintenu, et le soi-disant. torche - combustion incorrecte du carburant accumulé dans le moteur. La température des gaz devant la turbine varie de 1950 à 2100°K. A titre de comparaison, pour un moteur série AL-31F, ce paramètre ne dépasse pas 1700°K.
Su-57 expérimenté avec le moteur "Product 30". Photo Nickolay Krasnov / russianplanes.net
Le moteur "30" est équipé d'une nouvelle tuyère avec des fonctions de contrôle de vecteur de poussée. Cette unité est sensiblement plus petite que celles précédemment utilisées et a des contours différents. En particulier, le bord de fuite de la tuyère, formé par les volets individuels, devient irrégulier.
Une caractéristique de conception importante qui offre de nouvelles opportunités est le changement du degré de dérivation. Le projet a également pris en compte la nécessité de réduire la visibilité du moteur et de l'avion dans son ensemble pour les systèmes de surveillance radar et infrarouge. Ces problèmes ont été résolus en créant des conceptions optimales de l'admission d'air et de la buse.
Un système de contrôle électronique numérique original avec l'entière responsabilité a été créé pour le nouveau moteur. Il reçoit les données de nombreux capteurs différents et surveille le fonctionnement de tous les composants du moteur. Recevant des commandes du pilote, le système de contrôle les exécute en tenant compte des paramètres actuels et de divers facteurs. Le contrôle automatique du moteur simplifie le travail du pilote et facilite également le réglage du groupe motopropulseur pour le travail dans certaines conditions.
Toutes les nouvelles idées et solutions visent à améliorer les caractéristiques de base du moteur. Selon des données ouvertes, la poussée maximale du moteur "Product 30" atteint 11000 kgf, postcombustion - 18000 kgf. À titre de comparaison, le moteur du premier étage AL-41F1 a une poussée de 9 500 et 15 000 kgf, respectivement. Ainsi, le Su-57, même avec une masse maximale au décollage supérieure à 35 tonnes, aura un rapport poussée/poids de plus d'un. Avec une masse normale au décollage, ce paramètre atteindra 1, 15-1, 2.
Les paramètres spécifiques du nouveau moteur se sont améliorés ou sont restés au niveau des produits précédents. Ainsi, la direction de NPO Saturn indique que la consommation spécifique de carburant du Produit 30 est restée au niveau du moteur AL-31F - environ 0,67 kg•kgf/h. Dans le même temps, la poussée spécifique a augmenté, mais la valeur exacte de ce paramètre n'est pas nommée. Avec de tels paramètres, en termes de dimensions et de poids, le moteur "30" ne diffère guère des turboréacteurs domestiques de série.
L'optimisation des principaux paramètres conduit à une augmentation des performances de l'avion. Selon diverses estimations, la vitesse de croisière supersonique du Su-57 sans l'utilisation de postcombustion, fournie par deux moteurs d'une poussée de 11 000 kgf chacun, peut atteindre M = 1, 5. La présence d'une tuyère avec UHT améliore considérablement la maniabilité. dans tous les modes.
Projets pour l'avenir
Jusqu'à présent, le produit prometteur du turboréacteur 30 reste au stade des essais en vol et est en cours de test sur des prototypes d'avions T-50 / Su-57. À ce jour, environ deux douzaines de moteurs expérimentaux ont été fabriqués pour des essais au sol et dans les airs. Les essais en vol des moteurs sont en cours depuis plus d'un an et prendront plus de temps. Ainsi, au début de l'année dernière, il a été signalé que l'ensemble du cycle d'essais en vol pourrait prendre trois ans.
Moteur "30" dans l'atelier de montage (vraisemblablement). Photo Militaryrussia.ru
Selon les plans actuels, dans les années à venir, les forces aérospatiales russes recevront plusieurs des premiers chasseurs Su-57 de production. Les premiers véhicules de ce type seront équipés de ce qu'on appelle. moteurs du premier étage - TRDDF AL-41F1. En 2020, un deuxième contrat de fourniture d'équipements de série devrait apparaître. Cette fois, nous parlons de l'introduction de nouveaux moteurs. Une partie des combattants de la deuxième série sera équipée de "Produits 30". La production en série de ces moteurs sera maîtrisée par l'association UEC-Ufa Engine-Building Production. Plus tard, vers le milieu des années vingt, le nouveau moteur deviendra la norme pour tous les Su-57 de série.
Parallèlement aux tests et à la mise au point du "Produit 30" dans sa version existante, des travaux sont en cours pour créer de nouvelles unités pour un tel moteur. Le développement d'une tuyère plate capable de réduire la signature de l'avion dans différents spectres est en cours. Au lieu de la buse standard, il est prévu de placer un canal incurvé derrière le moteur, sur lequel deux volets plats mobiles doivent être installés.
Le canal en forme de S protège les aubes de turbine du rayonnement radar et la section rectangulaire de la tuyère réduit le rayonnement infrarouge des gaz réactifs. Dans le même temps, de telles unités créent une résistance supplémentaire au mouvement des gaz, ce qui entraîne une légère réduction des caractéristiques techniques du moteur. La nouvelle tuyère en est encore à ses débuts et on ne sait pas encore si elle sera mise en œuvre dans les futures mises à niveau du Su-57. Cependant, avec l'aide d'un tel projet, les constructeurs de moteurs russes acquièrent une expérience importante.
Il est également signalé l'élaboration des problèmes de création du moteur de "sixième génération". Pour améliorer encore les caractéristiques de base et spécifiques, il est proposé d'ajouter un troisième circuit en plus des deux existants. Cependant, de telles idées restent encore au stade des premières recherches et peuvent donc difficilement être envisagées dans le contexte d'un raffinement ultérieur des chasseurs Su-57.
Jusqu'à présent, la tâche principale des constructeurs de moteurs au sein du programme PAK FA est d'affiner le "Produit 30" avec le lancement ultérieur de sa production et l'introduction dans la production en série des chasseurs Su-57. Apparemment, le moteur entrera en production dans sa configuration actuelle - avec un certain nombre de solutions techniques spéciales qui augmentent les performances globales. Dans le même temps, les révisions cardinales, telles que l'installation d'une nouvelle tuyère, ne sont pas encore prévues.
Le principal résultat du projet sous la désignation de travail "30" est la création d'un turboréacteur hautes performances pour le plus récent chasseur russe. Dans le même temps, n'oubliez pas d'autres points importants. Après avoir achevé les travaux du "Produit 30" et l'avoir mis en service dans l'armée, la motorisation russe montrera une nouvelle fois son potentiel et confirmera sa position de leader.
