Еще в 1946 г. появились технические задания на истребители F.43/46 и F.44/46 (соответственно, одноместный и двухместный), содержавшие требование достижения скорости звука. По мнению конструктора Кэмма, это можно было сделать, только перейдя к стреловидному крылу. Конструкторами фирмы «Hawker» был представлен проект P.1047 со стреловидностью 35° и силовой установкой из комбинации ТРД и ЖРД. Чтобы проверить возможности стреловидного крыла, во второй половине 1946 г выдали задание на постройку экспериментального самолета E.38/46. В ответ на это были построены два опытных образца самолета P.1052, отличавшихся от P.1040 крылом со стреловидностью 35° по линии четвертей хорд и стреловидным хвостовым оперением.
При проектировании крыла использовали трофейные отчеты немецких аэродинамиков. Оба самолёта оснащались ТРД «Nene» 2. Результаты испытаний, правда, разочаровали: самолёт страдал от колебаний типа «голландский шаг» практически во всем диапазоне скоростей. При разгоне машину начинало «мотать» из стороны в сторону - сказывалась недостаточная путевая устойчивость. Реакция на перемещение элеронов и рулей высоты на большой скорости была вялой; последнее объяснялось тем, что горизонтальное оперение оставили нестреловидным.
Перечисленные недостатки по большей части удалось устранить при кардинальной переделке второго опытного образца: он получил одиночную удлиненную жаровую трубу вместо раздвоенного сопла, а также стреловидное хвостовое оперение «фирменных» очертаний, ставшее характерной особенностью всех более поздних машин конструкции Кэмма, от «Хантера» до «Харриера». Обновленный P.1052 получил другое обозначение - P.1081. Первый полет он совершил 19 июня 1950 г. под управлением шеф-пилота фирмы Уильяма Вэйда. На испытаниях машина показала скорость около 0,9 М.
Вскоре к самолёту проявили интерес австралийские ВВС, руководство которых даже начало переговоры с руководством «Hawker» об организации лицензионного производства в Австралии, на заводе в Фишерменз-Крик. Но 3 апреля 1951 г. единственный экземпляр P.1081 потерпел катастрофу. Трагедия произошла по вине самого пилота, незадолго до этого повышавшего квалификацию в Америке и совершившего там несколько полетов на самолете F-86 «Сэйбр» для отработки на нем скоростного пикирования с выводом на больших перегрузках. Повторить этот маневр на британской машине было затруднительно, поскольку P.1081 имел непереставной стабилизатор, а у руля высоты отсутствовал гидроусилитель. Пилот все же решил попробовать разогнать опытный самолёт до трансзвуковой скорости в пологом пикировании, но не сумел вывести его в горизонтальный полёт.
Несмотря на то, что при должной доработке у P.1081 просматривались хорошие перспективы, программу доводки самолета после катастрофы аннулировали. Дело в том, что уже существовал гораздо более перспективный проект P.1067, созданный под руководством С.Кэмма инженерами Аланом Липфрендом и Вивианом Стэнбери. В первом варианте P.1067 имел лобовой воздухозаборник, крыло умеренной стреловидности и Т-образное стреловидное хвостовое оперение. В качестве силовой установки предполагалось использовать один ТРД Rolls-Royce AJ.65. В качестве альтернативы рассматривался Армстронг-Сиддли «Сапфир». Каждый из них имел свои преимущества: AJ.65 казался перспективнее, но в силу заложенных в него новинок мог и не дойти до серийного производства; «Сапфир» же отличался немного большей тягой.
Батарея из четырех 20-мм пушек «Бритиш Испано» на едином лафете размещалась под кабиной летчика. По расчетам, истребитель мог достичь скорости 0,88 М. В таком виде проект в январе 1948 г был представлен в министерство авиации.
Но в том же месяце задание F.43/46, в соответствии с требованиями которого велась работа, заменили на F.3/48. Последний тип описывался как дневной истребитель-перехватчик, ориентированный в первую очередь на уничтожение скоростных реактивных бомбардировщиков. Наиболее важной характеристикой для него являлась скороподъемность. Высоту 45000 фт (13 720 м) машина должна была набирать за 6 мин. Максимальная скорость горизонтального полета соответствовала числу Маха 0,94 (с возможностью разгона на пикировании до 1,2 М), продолжительность полета равнялась 1 ч, а вооружение должно было состоять из двух новейших 30-мм пушек ADEN со скорострельностью 1200 выстр./мин. Проект P.1067 переработали в соответствии с требованиями нового задания.
Сначала изменилась лишь форма горизонтального оперения - она стала треугольной. Две пушки переместили в корни крыла. Конфигурация, унаследованная в общих чертах серийным Hawker Hunter, появилась лишь в пятом варианте, где-то в апреле 1949 г. Самолёт получил два воздухозаборника в корневых частях крыла, горизонтальное оперение теперь размещалось в нижней части киля, а внизу, в носовой части, находился лафет с беспрецедентно мощным вооружением - четырьмя 30-мм пушками ADEN. Главный топливный бак перенесли в фюзеляж. От лобового воздухозаборника отказались по нескольким причинам. Во-первых, в носовом коке гораздо проще было разместить радиодальномер и целый ряд других блоков объемного и тяжелого электронного оборудования, чем в трубе воздухозаборника с тонкими стенками и центральным телом. Во-вторых, специалисты фирмы «Роллс-Ройс» настаивали на том, чтобы тракт подвода воздуха к двигателю был как можно короче, дабы не допустить чрезмерных потерь давления на входе и обеспечить максимально возможную однородность потока. И в-третьих, воздухозаборник следовало максимально удалить от дульных газов мощных автоматических пушек во избежание возникновения помпажа - скачков давления.
В сентябре 1948 г. фирма изготовила полноразмерный макет нового истребителя, в целом одобренный военными. Через два месяца «Hawker» уже получила контракт от ВВС на изготовление трех опытных образцов, двух с двигателями AJ.65 и одного - с «Сапфиром». К этому времени завершили продувку моделей самолёта в аэродинамической трубе. На основе ее результатов подобрали оптимальную форму крыла и оперения. К весне следующего года компоновка машины окончательно определилась. Конструкторы начали готовить рабочие чертежи. С декабря 1949 г. приступили к изготовлению оснастки для выпуска опытных образцов.
В апреле 1950 г была практически готова носовая часть первой машины. Затем последовал перерыв: в министерстве авиации сочли, что вес вооружения чрезмерно велик, и попытались вернуться к вариантам с четырьмя 20-мм пушками или двумя калибра 30 мм. Но Кэмм убедил заказчиков в правильности своего решения. Более того, боекомплект каждой пушки увеличили со 130 до 150 снарядов. Осенью в опытном цехе параллельно шла работа сразу на трех образцах нового самолёта. В октябре 1950 г. руководство Королевских ВВС отдало «Hawker» распоряжение о скорейшей подготовке серийного производства нового самолёта. 14 марта следующего года подписали контракт на производство 113 самолётов.
Прошло чуть более четырех месяцев, и 20 июля 1951 г с аэродрома Боскомб-Даун поднялся в воздух первый опытный образец нового истребителя, окрашенный целиком в бледно-зеленый цвет, с регистрационным номером WB188. Затем испытания велись в Фарнборо и Дансфолде. К началу сентября машина налетала около 11 часов. Её продемонстрировали на традиционном воздушном параде в Фарнборо, после чего истребитель вернули на завод, где опытный образец двигателя AJ.65 заменили на серийный RA.7 «Avon». Полеты возобновили в апреле 1952 г.
Каплевидный сдвижной фонарь обеспечивал летчику прекрасный обзор вперед, в стороны, вверх и вниз, а вот назад он был недостаточен, что повлекло за собой разработку и установку нового, более высокого, фонаря кабины. И все равно смотреть назад пилоту на Hawker Hunter мешал развитый гаргрот, в котором размещались тяги управления. При резком пикировании фонарь запотевал, но и с этой проблемой удалось справиться. Несмотря на достаточно узкий фюзеляж, кабина самолёта получилась удобной, эргономичной и даже более просторной, чем у последних поршневых и первых реактивных истребителей. Так постепенно избавлялись от одного дефекта за другим. В апреле 1952 г. самолёту официально присвоили имя «Hunter» («Охотник»),
5 мая 1952 г в воздух поднялся второй опытный образец. Он с самого начала имел серийный двигатель «Эйвон», полный комплект вооружения и радиодальномер. Последний, третий, опытный экземпляр Hawker Hunter взлетел 30 ноября. От второго он отличался двигателем «Сапфир» и должен был стать образцом для серийного производства на заводе «Армстронг-Уитворт». Все три машины испытывались параллельно.
Hawker Hunter запускался в производство параллельно в двух модификациях с разными двигателями. Одну должен был строить завод «Hawker», а другую, по лицензии - предприятие «Армстронг-Уитворт». 16 мая 1953 г Фрэнк Мэрфи поднял в воздух первый серийный Hawker Hunter, собранный заводом «Hawker». Самолёт модификации F.1 был оснащен ТРД Rolls-Royce RA.7 «Avon» (100-й серии) с тягой 3400 кг. К началу 1954 г завод сдал уже двадцать таких истребителей, но все они использовались исключительно для различных испытаний и ознакомления с новой машиной строевых летчиков. 14 октября 1953 г. с заводского аэродрома компании «Армстронг-Уитворт» в Ковентри совершил первый полёт Hawker Hunter F.2 с двигателем «Сапфир» ASSa.6 (тяга 3600 кг). Правда, поставки самолётов этой модификации в строевые эскадрильи начались лишь в конце следующего года.
Hawker Hunter F.3 существовал в единственном экземпляре. Это был первый опытный образец, доработанный для рекордных целей. Его оснастили форсированным «Эйвоном» стягой 4354 кг, подфюзеляжным воздушным тормозом и более заостренным носовым обтекателем. 7 сентября 1953 г. Н.Дьюк на нем установил новый мировой рекорд скорости - 1164,2 км/ч.
Зато последующие модификации выпускались в значительных количествах. Создававшийся как перехватчик объектовой ПВО, Hawker Hunter F.1 (и F.2 тоже) имел недостаточную ёмкость топливных баков, всего 1473 л, при невозможности подвесить под крыло дополнительные баки. Недостаточный запас горючего порой создавал серьезные проблемы. В начале 1954 г «Хоукер» начала экспериментировать с подвесными баками и убедилась, что они не оказывают вредного влияния на летные данные и управляемость самолёта. Под крылом появились пилоны, на них можно было нести сбрасываемые топливные баки, бомбы или ракеты. Позже в удлиненных носках крыла разместили восемь небольших баков, увеличивших внутренний запас горючего. Начиная со 114-го самолёта на заводе в Кингстоне стали строить машины типа Hawker Hunter F.4, на которых и внедрили эти усовершенствования. Первый такой истребитель поднялся в воздух 20 октября 1954 г.
На Hawker Hunter F.4 решили ещё одну важную проблему - с вооружением. При всем своем техническом совершенстве, пушка ADEN (развитие германской авиационной пушки Маузер MG 213) представляла собой источник мощнейших ударных нагрузок на элементы конструкции самолёта-носителя, а кроме того, выделяла при стрельбе огромный объем дульных газов. На ранних «хантерах» пользоваться этим оружием было просто небезопасно. Силовой набор и обшивка носовой части фюзеляжа трескались, дульные газы накапливались под носовым обтекателем; один раз под их действием обтекатель сорвало. Детонация капсюлей снарядов осуществлялась электрическим разрядом, что потребовало довольно долгой оптимизации электропроводки. Даже после этого удовлетворительных результатов стрельбы можно было достичь, лишь замеряя электрическое сопротивление каждого снаряда перед тем, как вставить его в боеукладку.
Чрезмерные нагрузки на планер от стрельбы из четырех мощных пушек потребовали местных усилений конструкции в виде накладок из нержавеющей стали. Для эжекции дульных газов из-под носового обтекателя потребовалось соорудить специальный дренажный канал, он открывался автоматически при нажатии летчиком гашетки. Довольно массивные гильзы и звенья лент, сыпавшиеся сквозь прорези гильзосбросов, угрожали конструкции фюзеляжа (и особенно - тормозному щитку) нешуточными повреждениями при соударении. Проблему решили, смонтировав под фюзеляжем выпуклые контейнеры - гильзо- и звеньесборники в форме полукапель.
Начиная со 157-го самолёта модификации Hawker Hunter F.4 вместо двигателя «Avon» 115 стали ставить усовершенствованный «Avon» 121. Размещение всех четырех пушек на едином легкосъемном лафете оказалось весьма удачным. При подготовке самолёта к повторному вылету лафет с закончившимся боезапасом попросту снимался, вместо него подвешивался новый, заранее снаряженный. На всю процедуру уходило менее 10 минут. Самолёт был оборудован радиодальномером для определения дистанции до цели, и обычным гироскопическим прицелом.
Документация, разработанная конструкторами «Hawker», оперативно направлялась на завод «Армстронг-Уитворт». Там аналогом «четверки» с двигателем «Сапфир» стала модификация Hawker Hunter F.5, построенная в количестве 105 экземпляров. 22 января 1954 г Дьюк поднял в воздух опытный образец новой модификации Hawker Hunter, P.1099, позднее получившей обозначение Hawker Hunter F.6. Её основным отличием стал двигатель «Avon» 200-й серии с тягой 4535 кг. На «шестерке» систему запуска ТРД от пиропатрона заменили на стартер на жидком топливе - изопропилнитрате.
На Hawker Hunter F.6 удалось также повысить эффективность его вооружения. Ранее пушки, расположенные значительно ниже осевой линии самолёта, вызывали при стрельбе значительный момент на пикирование: открывая огонь, самолёт немедленно делал «клевок» носом, так что говорить о какой-либо прицельности стрельбы не приходилось. Для устранения этого недостатка предлагались самые разные решения, в том числе такой абсурд, как отстрел специальных грузов (!) вверх из хвостовой части самолёта при открытии огня из пушек. Выход нашелся в применении старого, неоднократно опробованного способа. На концы стволов установили дульные компенсаторы по типу того, который применялся в автомате Томпсона. «Хантер» наконец превратился в устойчивую стрелковую платформу. Правда, при этом несколько возросли масса оружия и лобовое сопротивление машины.
Благодаря новому двигателю лётные данные истребителя улучшились. Максимальная скорость в горизонтальном полете стала порядка 0,94 М, повысился практический потолок, возросла скороподъемность. На новой модификации модернизировали радиооборудование. Позднее на этих самолётах установили навигационную систему TACAN, взаимодействовавшую с наземными радиомаяками.
Серийный выпуск Hawker Hunter F.6 начали в 1956 г. В конце 1950-х гг. во всех странах мира перехватчики стали вооружать управляемыми ракетами. Подобные шаги предпринимали и в Англии. В середине 1960 г один Hawker Hunter F.6 в порядке эксперимента оборудовали макетами направляющих для ракет «Файрфлэш» класса «воздух-воздух» и носовым обтекателем заостренной формы, под которым разместили балласт по весу радиолокационной станции. Правда, продолжения этот опыт не имел.
«Hawker Hunter» - околозвуковой истребитель-перехватчик и самолёт поддержки сухопутных войск. Цельнометаллический моноплан со среднерасположенным стреловидным крылом, одним ТРД и убирающимся шасси с передним колесом. Крыло двухлонжеронное. Центральная часть с воздухозаборниками выполнена интегрально с фюзеляжем, консоли отъемные. Угол стреловидности 40° по линии четвертей хорд. Удлинение крыла - 3,3; относительная толщина профиля 8,5%. Корневые участки, примыкающие к фюзеляжу, утолщены для размещения воздухозаборников двигателя. На задней кромке крыла навешены элероны с внутренней аэродинамической компенсацией, снабженные гидроусилителями. Посадочные закрылки щелевые, с гидравлическим управлением.
Фюзеляж - типа полумонокок, выполнен в основном из алюминиевых сплавов. Состоит из носовой части (с кабиной пилота, вооружением, оборудованием и передней стойкой шасси), центральной, составляющей одно целое с центропланом крыла, и отъемной хвостовой, выполненной заодно с килем. В носовой секции радиопрозрачный носовой обтекатель изготовлен из пластмассы. Кабина летчика герметическая, вентиляционного типа. Основная часть фонаря сдвигается назад. Сиденье катапультируемое, фирмы «Мартин-Бэйкер». Центральная часть фюзеляжа содержит раму крепления ТРД. В хвостовой секции жаровая труба и реактивное сопло двигателя съемные. На нижней поверхности хвостовой части имеется щиток аэродинамического тормоза с гидравлическим приводом. В убранном положении он немного выступает из обводов фюзеляжа.
Оперение - стреловидное. Руль направления с весовой компенсацией, снабжен триммером. Рули высоты и элероны оснащены гидроусилителями. Возможно также ручное управление (кнопка переключения режимов находится у пилота). При этом тот же ход ручки соответствует двум третям перемещения рулей на режиме использования гидравлики. Стабилизатор управляемый, с электроприводом. На больших скоростях полета руль высоты и стабилизатор работают совместно, повышая маневренность самолета.
Шасси - убирающееся, с жидкостной амортизацией. Амортизационные стойки рассчитаны на вертикальную скорость снижения до 4,3 м/с. Передняя стойка - поворотная. Главные стойки убираются в корневые части крыла по направлению коси самолета, передняя стойка - в фюзеляж перед кабиной, с поворотом вперед. Привод уборки и выпуска шасси - гидравлический; имеется аварийная пневматическая система. Колеса - тормозные. Давление в пневматиках 13,4 кг/см.
Силовая установка состоит из одного ТРД Роллс-Ройс «Эйвон» или «Сапфир». Двигатель расположен в центральной части фюзеляжа, воздухозаборники - в корневых частях крыла. Топливные баки размещены в крыле и в фюзеляже между кабиной и двигателем. Емкость внутренних баков - 1550 л. Под крылом могут быть подвешены четыре бака емкостью по 455 л или два по 455 л и два по 1045 л. Последний тип можно размещать только на внутренней паре пилонов. Баки емкостью 455 л - пластмассовые, 1045 л - металлические.
Вооружение - четыре пушки «ADEN» калибра 30 мм в носовой части фюзеляжа. Боекомплект - по 150 снарядов на ствол. Пушки и ящики для боеприпасов объединены в один съемный агрегат, опускаемый для обслуживания и перезарядки на тросах вниз. Гильзы и звенья сбрасываются в контейнеры-сборники, расположенные под фюзеляжем; по одному контейнеру на каждую вертикальную пару пушек. Имеются радиолокационный дальномер с антенной в носовом обтекателе и гироскопический стрелковый прицел. Под крылом могут располагаться два или четыре пилона для подвески вооружения. На внутренней паре пилонов можно нести две бомбы по 454 кг, или две по 227 кг, или четыре практических бомбы по 12 кг. Альтернативно на них размещались две связки по шесть НУР Мк.5 (76 мм) или блоки НУР Матра SNEB калибра 68 мм. В каждом блоке - по 24 или 37 ракет со складывающимся оперением. Вместо наружных пилонов могут устанавливаться кронштейны с пусковыми балками Мк.12 под 12 НУР Мк.5 калибра 76 мм с каждой стороны. Экспортные варианты могли нести и другие типы неуправляемых и управляемых ракет В частности, под консолями могли размещаться направляющие под 32 80-мм НУР Испано SURA. Максимальная масса боевой нагрузки составляет 1816 кг. Вооружение тренировочного варианта состоит из одной-двух пушек «ADEN». На экспортных вариантах в некоторых случаях предусматривалась подвеска НУР разных типов.
Истребители Hawker Hunter отметились участием во многих вооруженных конфликтах своего времени. Самолеты использовались в ходе Суэцкого Кризиса 1956-1957 годов, подавления восстания в Брунее в 1962 году, Шестидневной войны 1967 года, Индо-Пакистанских воин 1965 и 1971 годов и множества других менее значимых локальных конфликтов. Широкое применение Hawker Hunter в Азии, Африке и на Ближнем Востоке было обусловлено тем, что они прекрасно проявили себя при эксплуатации в условиях жаркого климата.
Тактико-технические характеристики Hawker Hunter F.6
Экипаж: 1 человек
Длина: 14,0 м
Размах крыла: 10,26 м
Высота: 4,01 м
Площадь крыла: 32,42 м
Масса пустого: 6405 кг
Масса снаряжённого: 8050 кг
Максимальная взлётная масса: 11158 кг (с ПТБ)
Ёмкость топливных баков: 1500 л
Двигатель: 1x турбореактивный Rolls-Royce Avon 207 с тягой 4600 кгс
Максимальная скорость:
у земли: 1150 км/ч (0,94 Маха)
на высоте 11000 м: 1130 км/ч
Боевой радиус: 715 км
Перегоночная дальность: 3060 км (с ПТБ)
Длина разбега: 660 м
Длина пробега: 780 м
Практический потолок: 15240 м
Скороподъёмность: 87,4 м/с
ВооружениеПушечное: 4x 30 мм пушки ADEN, 120 снарядов на ствол (максимально 150 снарядов на ствол). Пушки размещены в съёмном контейнере.
Точек подвески: 4
Боевая нагрузка: 3400 кг различного вооружения, в том числе AIM-9 Sidewinder, AGM-65 Maverick, 74x 50,8 мм или 24x 76,2 мм НАР, 2x 450 кг бомбы.
Hawker Hunter (Охотник) - наиболее удачный британский боевой самолет послевоенного периода. Он предназначался для отражения массированных атак реактивных бомбардировщиков на Британские острова. Самолет выполнен по нормальной аэродинамической схеме с низкорасположенным стреловидным крылом, стреловидным оперением и одним ТРД. Одноместная кабина герметичная. Крыло двухлонжеронное, угол стреловидности по 1/4 хорд - 40 град, удлинение - 3,3, относительная длина профиля - 8,5%. Самолет оснащен запросчиком, оптическим гироскопическим прицелом, сопряженным с радиолокационным дальномером.
Самолет Hunter выпускался по лицензии в Бельгии и Нидерландах Поставлялся в Абу-Даби, Данию, Иорданию, Индию, Ирак, Катар, Кению, Кувейт, Ливан, Перу, Родезию, Саудовскую Аравию, Сингапур, Чили, Швейцарию и Швецию. Истребители широко применялись в различных региональных конфликтах в 1960-1970-х годах.Всего произведено более 50 модификаций.
Основные варианты самолета:
Hunter F.Mk.1 - первая серийная модификация, поступила на вооружение ВВС Великобритании в 1954 году. Построено 139 самолетов, которые использовались в основном в учебных целях.
Hunter F.Mk.3 - улучшенный вариант первой серийной машины с установкой нового двигателя ТРДФ Роллс-Ройс "Эвон" RA.7R с форсажной камерой. В сентябре 1953 г. был установлен мировой рекорд скорости в горизонтальном полете - 1164,2 км/ч на дистанции 3 км.
Hunter F.Mk.4 - вариант истребителя с увеличенным объемом топливных баков, под крылом установлены два (позже четыре) узла подвески, что увеличило энерговооруженность самолета. Построено 365.
Hunter F.Mk.5 - строился с 1954 года на заводе фирмы Армстронг Уитворт с двигателем "Сапфир" (выпущено 105 ед.).
Hunter F.Mk.6 - дальнейшее развитие самолета F.Mk.4 с ТРД Роллс-Ройс "Эвон" 207. 32 самолета поступили на вооружение ВВС Индии. (Выпущено 415 ед.)
Hunter F.Mk.7 - учебно-тренировочный двухместный вариант самолета F.Mk.4. Особенностью данного УТС является расположение кресел летчика и инструктора рядом. В 1957 году построено 73 самолета.
Hunter F.Mk.8 - учебно-тренировочный самолет для ВМС Великобритании с тормозным гаком.
Hunter FGA.Mk.9 - модернизированная версия Hunter F.Mk.6, в варианте истребителя-бомбардировщика.
Характеристики самолета "Хантер" F.Mk.6:
Размах крыла - 10,25 м.
Длина самолета - 13,98 м.
Высота самолета - 4,02 м.
Площадь крыла - 32,43 м2.
Масса пустого самолета - 6404 кг.
Взлетная масса, кг:
Нормальная - 8122;
Максимальная без ПТБ - 9830;
Максимальная с ПТБ - 10795.
Тип двигателя - ТРД Роллс-Ройс "Эвон".
Максимальная тяга - 1х45,1 кН/4600 кгс.
Максимальная скорость, км/ч:
У земли - 1150;
На высоте 11000 м - 1130.
Практический потолок - 17000 м.
Максимальная скороподъемность - 62 м/с.
Практическая дальность - 3150 км (с ПТБ).
Длина разбега - 660 м.
Длина пробега - 780 м.
Вооружение:
H unter F.Mk.6:
Четыре 30-мм пушки Aden Mk.4 c 150 патронами на пушку, на УТС -две пушки. Под крылом подвеска 74 НУР калибром 50,8 мм, 24- 76,2 мм или двух свободнопадающих бомб до 450 кг.
H unter FGA.Mk.9:
Четыре 30-мм пушки Aden Mk.4 c 150 патронами на пушку. Боевая нагрузка- 2722 кг на 4 узлах подвески. 454 кг бомбы, напалмовые баки, кластерные 76-мм НУР, и ПУ 51- и 70-мм НУР.
Airbus A380-861 c двигателями GP7270.
В конце 90-х годов крупнейшие мировые авиастроительные компании Boeing и Airbus, оценивая состояние и возможности рынка авиационной техники, были всерьез озадачены вопросом создания самолета VLCT (Very Large Commercial Transport) . Это должен был быть, в первую очередь, самолет с увеличенной пассажировместимостью (порядка 600-800 мест).
Программа американских авиастроителей носила наименование Boeing-747Х . В этой перспективе предполагались самолеты 747-500Х, -600Х и 700Х с укрупненной «горбатой» частью фюзеляжа, большей, чем у их предшественника Boeing-747-400.
Пример компоновки Boeing 747-500X и 747-600X.
Однако, этим планам помешал Азиатский финансовый кризис 1997-2000 годов. Тогда Боинг решил, что перспективы рынка в выбранном направлении слишком туманны (в первую очередь отсутствие предварительного спроса со стороны авиакомпаний), и проект 747Х был свернут.
Лишившись главного соперника и, тем самым, приобретя определенную свободу действий Airbus продолжил начатую в июне 1994 года работу по созданию собственной концепции самолета VLCT.
При этом с целью еще большего повышения конкурентноспособности нового проекта был взят курс на снижение эксплуатационных расходов на 15-20% по сравнению с уже находящимся в эксплуатации самолетом конкурентов Boeing 747-400 . Более того, конструктивно был выбран такой вариант компоновки, который обеспечивал ощутимо большую пассажировместимость, в том числе и по сравнению с 400-м Боингом.
Самолет Boeing 747-400.
В декабре 2000 года программа, тогда еще носившая название А3ХХ, была запущена. Ее итогом стал самый большой в мире пассажирский авиалайнер Airbus А380-800 (853 пассажира в одноклассовом варианте), широко сегодня известный в мире широкофюзеляжный двухпалубный самолет, получивший впоследствии полуофициальное название Супер Джамбо (Super Jumbo).
В качестве силовой установки на новом аэробусе изначально предполагалось использовать двигатель Trent 900 , как раз в это время находившийся в разработке в британской мультинациональной корпорации Rolls-Royce Group plc .
Rolls-Royce Trent – это целое семейство турбовентиляторных двигателей, получившее такое обозначение по названию реки Трент, относящейся к числу главных рек Великобритании. Один из вариантов перевода названия реки с древнекельтского языка означает что-то вроде «стремительно затапливающий». Определенная логика в сравнении с мощным воздушно-реактивным двигателем просматривается:-).
Любопытно, что это наименование Rolls-Royce уже и ранее использовал при создании новых образцов двигателей. Так, например, его получил первый в мире Rolls-Royce RB.50 Trent , проходивший испытания на самолете Gloster Meteor (в варианте Gloster G.41A Meteor F.Mk.1 (EE227) ).
Первый в мире турбовинтовой двигатель Rolls-Royce RB.50 Trent (музей)
Gloster Meteor E227.
В дальнейшем такое же наименование обрел первый двухконтурный двигатель Rolls-Royce, выполненный к тому же по трехвальной схеме Rolls-Royce RB.203 Trent . Он имел степень двухконтурности равную трем. Это была самостоятельная разработка на базе двигателя Rolls-Royce Turbomeca Adour , который был продуктом взаимодействия фирм Rolls-Royce и Turbomeca и устанавливался на военные самолеты SEPECAT Jaguar и Hawker Siddeley Hawk .
Истребитель-бомбардировщик французских ВВС Sepecat Jaguar.
Этот двигатель предполагался как замена существующему семейству с малой степенью двухконтурности Rolls-Royce Spey (RB.163/168/183 Spey, кстати, тоже название реки ), устанавливавшихся как на гражданские, так и на военные самолеты в 60-х годах. Однако, в серию он не пошел, но послужил основой для создания нового семейства двигателей Rolls-Royse RB211.
Rolls-Royse RB211 стал уже массовым коммерческим турбовентиляторным двигателем. Создавался он непросто, компания в процессе работы сталкивалась с различными труднорешаемыми техническими проблемами. В результате проекционные затраты оказались значительно больше планируемых, возросла и окончательная стоимость двигателя, и проект вместе с фирмой-проектировщиком оказались в кризисе.
В январе 1971 года Rolls-Royse объявил себя банкротом. Для сохранения на плаву национальной программы L-1011 Tristar , для которой единственно и предназначался двигатель RB211, Правительство Великобритании национализировало компанию и позволило продолжить работу над двигателем.
Лайнер L-1011 Tristar.
Двигатели RB211 на крыле Boeing-747-300.
И хотя самолет L-1011 Tristar не выдержал конкуренции, и производство его было прекращено на 250-ом экземпляре, двигатель RB211 понравился эксплуатирующим авиакомпаниям и продолжал эксплуатироваться на самолетах Boeing 747/757/767 в их различных вариантах. Достаточно успешная эксплуатация продолжается и по сей день, а сам двигатель RB211 в 1990-х годах послужил основой для создания новой линии двигателей — Rolls-Royse Trent .
С началом широкого использования двигателя RB211 в коммерческой авиации авиационное подразделение компании Rolls-Royse (к тому времени уже фирма с государственным управлением) становится крупным игроком на рынке авиационного двигателестроения и занимает третье место после GE Aviation и Pratt & Whitney .
Для поддержания имеющихся позиций и дальнейшего продвижения в направлении завоевания рынка двигателестроения специалисты Rolls-Royse пошли по пути создания нового двигателя, отвечающего современным требованиям и подходящего практически для любого дальнемагистрального пассажирского лайнера или транспортного самолета.
А для снижения затрат (которые теперь жестко контролировались правительством) на проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок за основу была взята уже достаточно хорошо отработанная конструктивная концепция двигателя RB211, выполненного по трехвальной схеме .
Так было положено начало линии двигателей Rolls-Royse Trent . Первый двигатель в этом семействе Trent 600 предназначался для установки на самолет McDonnell Douglas MD-11 для британских авиакомпаний British Caledonian и Air Europe. Однако, первая компания была приобретена British Airways, которая отменила заказ на MD-11, а вторая «благополучно» прекратила свое существование в начале 90-х.
Trent 600 остался без заказчиков и так и не вышел из ранга демонстационного двигателя программы Trent. Все усилия фирмы были направлены для развития следующей модификации в семействе — Trent 700 для самолета Airbus A330.
Этот двигатель был сертифицирован в январе 1994 года и стал одним из вариантов силовой установки лайнеров типа А330-200/300 . При этом в мае 1996 года было достигнуто соответствие двигателя нормам ICAO ETOPS180 .
Самолет A330-200 c двигателями Trent-772B-60.
Модификация Trent 800 (877, 895, 892) с мая 1995 года успешно используется на самолетах Boeing-777-200/200ER/300 . В этом сегменте двигатель Rolls-Royse занимает 41% рынка двигателей. С целью улучшения тяговых характеристик был увеличен диаметр вентилятора: 2,80 м против 2,47 м у Trent 700.
Двигатель Trent 800.
Самолет Boeing-777/258ER с двигателями Trent 895.
Вариант Trent 500 с 2000-го года устанавливается на сверхдальнем пассажирском лайнере А340-500 (553), а также на модификации А340-600 .
Самолет А340-642 с двигателями Trent 500.
В связи с развитием Боингом вариантов В777х увеличенной дальности Rolls-Royse разработал усовершенствованную модификацию двигателя Trent 800, получившую наименование 8104 с дальнейшим развитием ее в вариант 8115 . Двигатель рассчитывался на уровень тяги до 100,000 lbf с дальнейшей возможностью преодоления этого знакового порога и увеличения его до 110,000 lbf .
На этой модификации были использованы последние инновационные разработки в области коммерческого двигателестроения, в частности вентилятор с широкохордными титановыми лопатками , имеющими особый саблевидно-стреловидный профиль (swept wide chord fan), позволяющий получить максимальную (на данном этапе) отдачу от вентилятора в плане эффективности работы, снижения массы и шумности. Фирма Rolls-Royse была пионером в этих разработках и занималась ими еще с 1970-х годов.
Однако, Trent 8104 так и остался демонстрационной моделью. Конкурентная борьба сделала свое дело. Boeing получил от GE Aviation более 500 млн.$ на развитие программы 777х с условием эксклюзивного использования в ней двигателей GE — GE90-110B и GE90-115B . Вполне понятно, что вопрос был решен в пользу General Electric.
Но сделанное, конечно, не пропало даром. Серия Trent - это сейчас наиболее популярная линия двигателей Rolls-Royce для коммерческой авиации. Все последние разработки фирмы были воплощены и в последних версиях Трентов - Rolls-Royce Trent 900 , Trent 1000 (для Boeing 787 Dreamliner )и Trent XWB (для нового самолета Airbus 350XWB ). Одним из самых заметных двигателей серии стал Rolls-Royce Trent 900 .
Этот двигатель с начала разработки А380 стал основным для силовой установки этого аэробуса, особенно укрепилось его положение с момента начала формирования массовых заказов на самолет. В марте 2000-го года Singapore Airlines и вслед за ней в феврале 2001 -го австралийская авиакомпания Qantas выбрали Trent 900 в качестве основного двигателя для заказанных ими лайнеров.
Двигатель Trent 900.
Решение о создании Trent 900 конкретно под самолет А380 было принято в 1996 году. В мае 2004 года двигатель был впервые испытан в воздухе в качестве одного двигателей летающей лаборатории на базе самолета А340-300. Европейский сертификат (EASA ) был получен в октябре того же года, а в декабре 2006 года была пройдена сертификация в Америке (FAA ).
Испытательный A340 с двигателем Trent 900.
Самолет А340 с испытуемым двигателем Trent 900.
Уже в сентябре 2007 года авиакомпания British Airways , так сказать поддерживая отечественного производителя:-), приняла решение о выборе двигателя Trent 900 для своего комплекта самолетов А380 (их всего было 12 штук). Таким образом на конец 2009 года доля этого двигателя в двигательном парке заказанных и произведенных А380 составила 52%.
Как и у любого современнного промышленного производителя, в особенности производителя авиационной техники, у Rolls-Royce есть партнеры, риски и прибыль среди которых поделены в соответствии с их долевым участием.
Их всего шесть: компания Honeywell International , занимающаяся производством пневмоситем; итальянская компания Avio S.p.A. , основной прерогативой которой является коробка приводов агрегатов двигателя; компания Volvo Aero , участвующая в производстве корпуса компрессора; компания Goodrich Corporation - корпус вентилятора и сенсорные системы; итальянская компания Industria de Turbo Propulsores S.A. , занимающаяся производством турбины низкого давления; компания Hamilton Sundstrand - приборы электронного управления двигателем.
Trent 900 - трехвальный с большой степенью двухконтурности (8,7-8,5). Считается, что производство и эксплуатация такого двигателя может быть более затруднена, чем обычного двухвального ТВРД , однако в процессе работы такой движок стабильнее и устойчивее.
Схема двигателя Trent 900.
Трехвальность подразумевает наличие газогенератора с тремя независимыми друг от друга механически осевыми агрегатами. Это дает определенную гибкость в конструировании и позволяет выбирать различные комбинации исходных установок, получая при этом различные выходные параметры для различных двигателей, несмотря на внешнюю схожесть конструктивного исполнения.
Конфигурация трехвального двигателя.
Кроме того более короткие и потому более жесткие валы в трехвальном варианте позволяют точнее выдерживать оптимальные скорости обтекания лопаток, повышая тем самым эффективность работы газогенератора, запас его устойчивой, бессрывной работы. Соответственно снижается масса и размеры двигателя.
Различия в размерах двух- и трехвальных ТВРД.
Поэтому Rolls-Royce использует трехвальную конструкцию на всех коммерческих двигателях, получая в итоге целые серии двигателей одинаковой схемы, но разных размеров и тяговых характеристик.
Двигатель Trent 900 унаследовал от своего предшественника, демонстрационной модели Trent 8104, значительное количество передовых технологических решений. В частности вентилятор большого диаметра (2,95 м) с широкохордными лопатками (24 штуки) специальной саблевидно-стреловидной формы. Лопатки как бы отогнуты в сторону, обратную вращению (очень похоже на стреловидное крыло самолета).
При работе двигателя они перемещаются с окружной скоростью до 1730 км/ч, что значительно выше скорости звука. Благодаря лопаткам специфической конфигурации вентилятор и на таких скоростях работает достаточно эффективно и малошумно (один из главных нормативных параметров-требований для эксплуатантов А380 ), тем более, что скорость потока на входе в двигатель даже на взлетном режиме относительно низка. При этом тяга его выше аналогичного вентилятора обычной формы.
Вентилятор двигателя Trent 900.
Его общая масса почти на 15% ниже массы широкохордных вентиляторов двигателей предшествующих типов. Основная причина этого опять же в лопатках вентилятора. Они изготовлены из титанового сплава, внутри пустотелые и упрочнены по принципу фермы Уоррена (Warren girder - решетка из равносторонних треугольников). Этот делает их прочными, жесткими и одновременно легкими.
Попытки сделать лопатки вентилятора из композитных материалов на этом двигателе не удалась. Он не выдержал тестовых испытаний на попадание птиц в вентилятор.
Интересно, что поставщиком титана для двигателей Роллс-Ройса (как, впрочем, и для большинства авиационной техники, производящейся в мире) является российская корпорация «ВСМПО-Ависма» .
Лопатки турбины используются как монолитные монокристаллические , так и полые с каналами и отверстиями для осуществления эффективного конвективно-пленочного воздушного охлаждения.
Теплонагруженные узлы, такие как элементы камеры сгорания, сопловые и рабочие лопатки турбины защищены специальным антитермальным покрытием (thermal-barrier coating или ТВС) ощутимо уменьшающим теплопередачу.
При профилировании газовоздушного тракта газогенератора за основу взят хорошо зарекомендовавший себя аналогичный агрегат двигателя Trent 500.
Основные компоненты двигателя:
одноступенчатый вентилятор, восьмиступенчатый промежуточный компрессор, шестиступенчатый компрессор высокого давления.
Камера сгорания кольцевая с 24-мя топливными распылителями (форсунками) так называемый тип «Tiled Рhase 5» (собственное название Rolls-Royse). Такого типа камера используется на двигателях Trent 500/800/900/1000. По количеству вредных выбросов удовлетворяет требованиям САЕР 8 с большим запасом.
Камера сгорания типа Phase 5.
Пример камеры сгорания (для Trent 500, такая же стоит на Trent 900)
Такая камера сгорания имеет определенного вида пластинчатую конструкцию стенок жаровой трубы (tiled combustor ), которая позволяет в сочетании с антитермальным покрытием (ТВС ) значительно улучшить их охлаждение и изоляцию от зоны сверхвысоких температур. Кроме того она обладает укороченной зоной горения и наряду с высокой термальной эффективностью обладает заметно сниженным уровнем выбросов NОх .
Турбина Trent 900 также состоит из трех независимых частей . Это одноступенчатая турбина высокого давления, одноступенчатая промежуточная турбина и пятиступенчатая турбина низкого давления, вращающая вентилятор.
Погрузка Trent 900 в самолет.
Кроме того двигатель, как и практически все современные ТВРД имеет модульную конструкцию , значительно облегчающую (и удешевляющую) его изготовление, эксплуатацию и ремонт.
Как достоинство двигателя преподносится не только его модульная конструкция, но и возможность транспортировки в собранном виде в грузовом отсеке транспортного самолета Boeing-747.
Основные модули конструкции Trent 900.
Модули двигателя Trent 900.
Module 01 . Узел ротора компрессора низкого давления или вентилятора. Этот ротор вместе с диском вентилятора, на нем установленном, вращает турбина низкого давления. В диске выполнены пазы по принципу «ласточкин хвост», в которых установлены лопатки вентилятора. В двигателях серии Trent их количество меняется от 26 до 20. Минимальное количество (20) у Trent 1000, у Trent 900 - 24. Лопатки могут быть заменены без съема двигателя с самолета.
Module 02 . Промежуточный компрессор. Конструкция собрана из дисков и лопаток в виде барабана. На последней модели линии Trent (XWB) в этом модуле применены блиски , однако в 900-м их еще нет.
Module 03. Внутренний корпус промежуточного компрессора. Расположен между промежуточным и компрессором высокого давления. Внутри него смонтированы подшипники всех роторов. Имеет полые стойки, в которых проходят магистральные масляные и воздушные трубопроводы, а также ось привода коробки агрегатов.
Module 04 . Узел (система) высокого давления. Состоит из внутренних корпусов, компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины высокого давления. На двигателях Trent 500/700/800 ротор этой системы вращается в том же направлении, что и два других ротора. Начиная с двигателя Trent 900 это вращение изменено на противоположное , что позволяет существенно увеличить эффективность узла турбины в целом.
Модули двигателя Trent 900.
Module 05 . Промежуточная турбина. Состоит из корпуса турбины, диска, рабочих лопаток, лопаток сопловых аппаратов и подшипников промежуточной турбины и турбины высокого давления. Сопловые аппараты вмонтированы в корпус. В лопатках соплового аппарата 1-ой ступени турбины низкого давления вмонтированы термопары для измерения температуры газа.
Module 06 . Высокоскоростная коробка передач (HSGB). Расположена на корпусе компрессора низкого давления (и вентилятора) и приводится от внутренней коробки, размещенной во внутреннем корпусе. Является приводом для насосов, как самолетных, так и двигательных и самолетных электрогенераторов. Обеспечивает скорости привода свыше 15000 об/мин.
Module 07 . Корпус компрессора низкого давления и вентилятора. Самый большой (по размерам) из модулей двигателя. Сформирован из 2-ух цилиндрических поверхностей и венца выходных направляющих лопаток. Передняя часть служит корпусом вентилятору. Обе цилиндрические части снабжены специальными шумопоглощающими накладками для снижения уровня шума двигателя.
Module 08 . Турбина низкого давления. Специальные болтовые диски формируют ротор турбины. Она через вал низкого давления вращает вентилятор, обеспечивая при этом мощность не менее 80000 л.с., что примерно может быть равно мощности тысячи семейных автомобилей.
Для автоматического управления двигателем используется цифровая электронная система производства фирмы Hamilton Sundstrand . Кроме того на нем впервые в линии Trent применена система быстрого непрерывного мониторинга состояния двигателя Engine Health Monitoring (EHM) .
Расположение двигателя на А380 с точки зрения ремонтопригодности очень удобное. Двигатель полностью «раскрывается» для обеспечения удобного подхода практически к любой точке его наружной поверхности.
Двигатель Trent 900 под крылом A380.
Trent 900. Двигатель раскрыт.
Основные сертифицированные варианты двигателя на сегодняшний день.
Trent 970B- 84 с тягой 78,304 lbf (348.31 kN) устанавливаются на самолет А380-841 (цифра «4» — код двигателя Trent 900 ) и используются в авиакомпаниях Singapore Airlines Limited, Deutsche Lufthansa, China Southern Airlines Company Limited, Malaysia Airlines и Thai Airways International Public Company Limited.
Trent 972B- 84 с тягой 80,213 lbf (356.81 kN). Этот вариант двигателя 970 с увеличенной тягой используется на самолетах А380-842 авиакомпании Qantas.
Кроме того разработаны еще два варианта двигателя с еще большей тягой.
Trent 977B- 84 предназначен для грузовой версии Супер Джамбо - А380F и имеет тягу 83,835 lbf (372.92 kN).
Trent 980- 84 — для перспективной версии А380-900 (А380-941) с увеличенной грузоподъемностью, пассажировместимостью и дальностью полета. Тяга этого варианта двигателя 84,098 lbf (374.09 kN).
Однако, пока оба варианта самолета к выпуску не планируются.
Двигатель Trent 900 под крылом лайнера A380.
Двигатель Trent 970 под крылом самолета А380-841 компании British Airways.
Как уже говорилось, с начала проектирования самолета А380 двигатель Trent 900 рассматривался как основной для его силовой установки, однако он не остался единственным. Airbus избавился от конкурента по программе создания самолета VLCT, когда Boeing свернул свой проект 747Х, но двигатель, предназначавшийся для этого проекта остался.
Ведь для его разработки специально был образован альянс двух гигантов авиационного двигателестроения GE-Aviation и Pratt & Whitney (как часть United Technologies Corporation (UTC) ). Аббревиатура ЕА – Engine Alliance .
ЕА был создан в августе 1996 года для разработки, призводства, продажи и послепродажного обслуживания новой линии двигателей для VLCT на паритетных началах (50/50). К тому времени двигателей с набором необходимых характеристик (в том числе тягой порядка 70,000-85,000 lb(311-378 kN)) эти компании не имели.
Прогнозируя мировой спрос в этом сегменте рынка специалисты определили, что он может оказаться недостаточным, для покрытия возможных затрат на разработку новой линии двигателей (около 1$ млрд.). Однако, имеющаяся клиентская база и возможный спрос все же не были столь малыми, чтобы их совсем игнорировать.
В этом случае вполне логичным было бы образование совместного предприятия для получения взаимовыгодного результата. В противном случае эти фирмы могли бы быть только жесткими конкурентами. Предприятие было создано. Двигатель получил рабочее наименование GP7000 .
Схема двигателя GP7000.
Однако, по уже описанным обстоятельствам, он лишился объекта своей установки. Но, обладая хорошими данными, проект обещал стать перспективным, и было принято решение переоптимизировать его для создававшегося как раз в это время по той же программе самолета А3ХХ, впоследствии ставшим лайнером А380 .
Airbus поддержал ЕА в его изысканиях. Сначала с 1998 года по 2000-й согласно частным договоренностям, а с 19-го декабря 2000 года, когда была официально запущена программа разработки и производства А380 также официально двигатель GP7000 стал вторым возможным двигателем силовой установки этого самолета помимо Trent 900 . Линия двигателей на А380 получила наименование GP7200 .
Еще более прочно этот движок укрепился в своем новом положении 19 мая 2001 года, когда авиакомпания Air France при заказе своих первых 10-ти А380-800 в качестве двигателя для них выбрала GP7270 .
В совместной разработке и производстве линии двигателей GP7200 помимо главных создателей Engine Alliance GE-Aviation и Pratt & Whitney принимают участие также и другие европейские авиастроительные фирмы. Это французская SNECMA (газогенератор), немецкая MTU Aero Engines (турбина низкого давления и узлы корпусов турбины) и бельгийская Techspace Aero S.A. (компрессор низкого давления, корпуса подшипников и диск вентилятора).
Наземные испытания первого двигателя линии GP7200 начались уже в апреле 2004 года, а в декабре был выполнен первый полет, в котором испытуемый двигатель установили на летающую лабораторию на базе Boeing-747. FAA сертифицировало GP7200 для коммерческого использования в январе 2006 года.
25 августа 2006 года во Франции, в Тулузе, был совершен первый тестовый полет А380 , оборудованного новыми двигателями. В декабре 2007 года получен сертификат типа для использования двигателя GP7200 на самолете А380.
В итоге получился GP7200 со степенью двухконтурности 8,7. Он имеет одноступенчатый вентилятор, пятиступенчатый компрессор низкого давления, девятиступенчатый компрессор высокого давления, низкоэмиссионную кольцевую камеру сгорания, двухступенчатую турбину высокого давления и шестиступенчатую турбину низкого давления.
Один из главный принципов объединения GE и P&W в единый альянс заключался в том, чтобы использовать имеющиеся перспективные разработки обеих фирм для создания нового двигателя. Именно это направление и было принято за главное.
Двигатель GE90-115B.
Двигатель PW4084.
Двигатель GP7200.
Так, основой для разработки газогенератора GP7200 послужил двигатель от GE Aviation GE90-110B/115B , а для вентилятора и всей системы низкого давления двигатель Pratt & Whitney серии PW4000-112 (семейство с диаметром вентилятора 112 inch (2.8 м)) PW4084/84D . Оба эти двигателя предназначались для самолетов серии Boeing-777 и удовлетворяли нормам ETOPS-240 .
Кроме того были использованы определенные разработки, примененные на двигателях серии CF6 и двигателях . Ну и конечно же многие передовые достижения современного двигателестроения нашли свое место в конструкции нового двигателя.
Схема двигателя GP7200.
1.Вентилятор (на основе конструкции вентилятора двигателя PW4084 ) имеет 24 лопатки из титанового сплава. Лопатки пустотелые, упрочнены по ферменному типу. Аэродинамическая форма их выполнена с использованием 3D-дизайна . Лопатки широкохордные, стреловидные, рассчитанные для работы на сверхзвуковой скорости и исходя из условий минимальной шумности.
Детали корпуса и направляющего аппарата выполнены из алюминиевого сплава с применением кевлара из соображений прочности, малого веса, а также малой шумности. Предусмотрена достаточно быстрая замена лопаток вентилятора без съема двигателя с крыла.
2.Проточная часть компрессора низкого давления также выполнена с применением 3-D технологий, что повышает устойчивость работы компрессора, уменьшает потери и положительно влияет на уменьшение расхода топлива. Совместный дизайн вентилятора и КНД значительно уменьшает возможность попадания грязи и мелких посторонних предметов в канал КНД, что повышает надежность и срок службы двигателя.
3.9-ступенчатый компрессор высокого давления. Выполнен на базе компрессора GE-90-110B. Здесь также применены 3-D технологии, что так же повышает эффективность и возможности бессрывной работы компрессора. Рабочее колесо первой ступени выполнено в виде блиска . Лопатки широкохордные , стреловидные спрофилированы по принципу лопаток вентилятора.
4.Кольцевая камера сгорания (одинарная) . Выполнена с использованием технических решений, опробованных на двигателях групп CF6 и . Камера проста по конструкции, но эффективна в работе, малоэмиссионна. Удовлетворяет требованиям норм САЕР 8 с большим запасом.
5.Турбина высокого давления. Применены 3-D технологии. Раздельное охлаждение лопаток и специальное термоизоляционное покрытие (thermal-barrier coating, ТВС ) повышают срок службы лопаток и эффективность двигателя в целом. Термическая согласованность ротора и статора позволяют минимизировать зазор между рабочими лопатками и корпусом турбины. Безболтовая архитектура уменьшает количество деталей (а значит массу двигателя в целом), срок службы дисков и затраты на обслуживание.
Пример антитермального покрытия лопаток турбины GP7200.
6.Турбина низкого давления выполнена на базе 3-D технологий, позволяющих в итоге сократить расход топлива. Новые технические решения в ее конструкции повышают эффективность одновременно со снижением веса и уровнем шума.
7.Система смазки и подшипниковых опор. Простота двухвального двигателя снижает стоимость обслуживания. Специальные антифрикционные углеродные уплотнения снижают расход масла и топлива. Система имеет невысокое рабочее давление. Обслуживание и затраты на него минимизированы.
8.Двигатель управляется цифровой электронной системой последнего поколения FADEC III. Учтен опыт ее работы на двигателях GE90 и CFM. Улучшена и ускорена возможность передачи данных с диагностических датчиков с целью минимизации возможных задержек в наземном обслуживании.
9.Коробка приводов агрегатов выполнена на базе двигателя PW4084 из соображений простоты, долговечности и минимального недорогого обслуживания.
Сертифицированные варианты двигателя GP7200 – это GP7270 и GP7277 . Первый предназначен для пассажирского А380-861 (цифра «6» — код двигателя) и имеет взлетную тягу 74,735 lbf (332,440 кN). Второй может быть установлен на версию А380F (в случае ее готовности) и имеет тягу 80,290 lbf (357,100 кN). Однако, уже сейчас конструктивно GP7200 может обеспечить тягу более 81,500 lbf (363 кN).
Двигатель GP7200 на самолете A380.
Взлет А380-861 в Le Burget (июнь 2013 г.).
Лайнер А380-861 в Le Burget (06.2013).
При этом постоянно ведутся работы по совершенствованию двигателя. Повышается его тяговая эффективность, исследуется возможность применения новых материалов и конструкций для снижения массы. Например, с середины 2011 года в производство двигателя включилась компания Volvo Aero . Использование ее наработок по компрессорам и турбинам позволило снизить массу двигателя на 24 кг.
Возможности транспортировки и ремонтопригодности двигателя GP7200 имеют столь же высокий уровень, как и у его предшественников и соперников. Модульная конструкция значительно повышает возможности в этом плане, а расположение двигателя на самолете (на пилоне) с открывающимися капотами и панелями делает доступ к нему и его системам практически неограниченным, позволяя проводить многие работы (в том числе и серьезные ремонты) оставляя двигатель на крыле.
Двигатели GP7200 под крылом А380.
То же самое можно сказать и о контролепригодности , причем имея ввиду оба двигателя: Trent 900 и GP7200 . Один из основных видов контроля практически любого современного двигателя, на котором используется принцип эксплуатации «по техническому состоянию» — это бороскопический контроль . Оба двигателя, используемые на А380 , можно сказать, идеально приспособлены для него.
Они, как уже говорилось, могут быть практически полностью открыты для обеспечения удобного доступа ко всем системам, в том числе и к специальным портам-отверстиям для осмотра лопаток и внутренних полостей компрессора, и турбины, а также полостей камеры сгорания. Могут быть осмотрены все ступени и полости без исключения, тем более, что в распоряжении инженерного обслуживающего персонала авиакомпаний есть совершенная бороскопическая аппаратура .
Это различного вида и сложности бороскопы , простые и видео , со специализированными режимами осмотра и записи изображения, с возможностями обмера обнаруженных повреждений с использованием 3-D технологий и отличной артикуляцией оптических зондов (all-way, т.е. 360° ).
Кроме того, довольно широки возможности проведения местного ремонта, в частности зачистка лопаток с использованием практически единственного в своем роде оборудования немецкой фирмы Richard Wolf GmbH , которое во многих случаях позволяет устранить повреждение и избежать дорогостоящего ремонта, связанного со съемом двигателя и простоем самолета.
Большое внимание уделяется улучшению топливной эффективности . В наше время авиационная наука и двигателестроение достигли такого высокого уровня, что среди имеющихся образцов двигателей одинакового предназначения нельзя определить какой-либо один, особенно выделяющийся среди других своими выдающимися параметрами.
И это хорошо, потому что положительным образом сказывается на конкуренции. Для здорового развития нового проекта серьезная конкуренция должна присутствовать, иначе при наличии только одного поставщика двигателей к примеру сам проект А380 быстро мог бы стать нежизнеспособным.
Жесткая конкурентная борьба на рынке двигателестроения заставляет разработчиков использовать самые передовые технологии и внедрять в производство самые высокие достижения науки и техники.
Однако стоимость разработки двигателей очень высока, поэтому борьба ведется за каждый, даже самый малый прирост в доле данного производителя на рынке. Часто выбор покупателя определяет довольно небольшое преимущество, которое, однако, в дальнейшем может стать решающим.
Понятно, что все это справедливо и для силовой установки А380 . Оба двигателя, и Trent 900 и GP7200 , достаточно близки к друг другу по параметрам, и сейчас не прекращается постоянное соперничество между Engine Alliance и Rolls-Royce за то, чей двигатель станет более востребованным.
В наш век дефицита энергоресурсов доминирующим видом эксплуатационных затрат авиакомпаний стали затраты на авиационное топливо . И доля их в общих затратах в дальнейшем будет только увеличиваться. Поэтому любое, даже самое минимальное повышение топливной эффективности двигателя делает экономически оправданным его преимущественное использование при прочих равных условиях.
Именно такое положение сейчас существует в конкурентной борьбе между двигателями Trent 900 и GP7200. Самолет с двигателями Альянса усилиями разработчиков на данный момент имеет топливную эффективность на 1% выше, чем самолет с британскими двигателями, и американцы стараются этот разрыв по крайней мере не сокращать. Получается что компания Rolls-Royce вынуждена определенным образом играть в догонялки:-).
Цифра, вроде бы, небольшая, но на самом деле, если самолет совершает длительные перелеты (а большинство А-380-х предназначены эксплуатантами именно для этого), то за год экономия может составить до 1,7 млн. долларов на самолет и при этом выбросы СО2 могут сократиться на 4000 тонн в год.
Trent 900 имеет несколько большую тягу (около1,5-2%), меньшую массу (около 300 кг). Он немного короче своего соперника (примерно на 20 см). Но в данном случае, похоже, все это не может стать решающим фактором в определении предпочтений авиакомпаний.
Если на начальных шагах разработки А-380 двигатель Trent 900 был первым и основным, то сейчас уже около 49% всех заказанных А380 должны будут получить двигатели GP7200 . Цифры говорят сами за себя и очень вероятно, что они будут расти.
Возможно на положение дел повлияли также отказы двигателя Trent 900, проявившиеся за сравнительно короткое время его эксплуатации (при этом отказов двигателя GP7200 не наблюдалось). Особенно заметным было летное происшествие случившееся 4 ноября 2010 года с самолетом авиакомпании Qantas А380-842 (номер VH-OQH , двигатель Trent 972 ).
Во время выполнения рейса Сингапур-Сидней произошло разрушение турбины второго двигателя (в районе промежуточного звена и первой ступени ТНД), повлекшее за собой еще большие разрушения двигателя, мотогондолы, а также поверхностей левого крыла.
Двигатель Qantas-A380 после аварийной посадки.
Двигатель Trent 972 самолета Qantas А380-842 после посадки.
Экипаж вернул самолет в аэропорт вылета (Чанги, Сингапур ) и произвел благополучную посадку. Никто не пострадал. Лайнер был полностью отремонтирован с заменой всех 4-х двигателей и полным тестированием на земле и в воздухе. Ремонт обошелся в 139$ млн. Тогда были до выяснения обстоятельств прекращены полеты не только самолетов А-380 компании Qantas , но и достаточно крупного заказчика компании Singapore Airlines .
Высказывалось мнение, что причиной происшествия стали ошибки в базовом проектировании двигателя, в частности в системе регулирования зазоров в турбине. Стоит сказать, что подобное происшествие (разрушение турбины) во время стендовых испытаний случилось и со следующим (более продвинутым) двигателем в линии Trent – Trent 1000 , предназначенным для нового лайнера Boeing 787 Dreamliner .
Образно говоря, создается впечатление, что в погоне за эффективностью двигателя (которая, кстати, во многом зависит и от зазоров в турбине) конкурентная борьба может оказывать, так сказать, никем не контролируемое «давление» на продвижение инновационных технологий, которое в конце концов может привести к взрыву.
Однако, время еще, конечно, покажет, какой из двигателей достойнее. Главное, чтобы неизбежное соперничество происходило исключительно на мирной основе. А-380 летает еще только пятый год и пусть летная судьба этого на самом деле замечательного лайнера будет безупречной…
Самолет А380-841 с двигателями Trent 900.
Лайнер А380-841.
До новых встреч.
Фотографии кликабельны.
Не так давно специалисты компании Rolls-Royce, работая совместно со специалистами Производственного технологического центра (Manufacturing Technology Centre, MTC), Ковентри, Великобритания, установили своего рода рекорд по величине детали, изготовленной при помощи технологий промышленной трехмерной печати. Этой деталью стал узел для реактивного двигателя Trent-XWB, который имеет диаметр 1.5 метра и который изготовлен из титана. А такое достижение стало возможным благодаря открытию нового центра National Centre for Additive Manufacturing and Aerospace Research Centre, в котором установлено самое современное и уникальное оборудование для так называемого аддитивного производства.
Деталь двигателя Trent-XWB не является монолитным изделием, оно состоит из нескольких узлов, включая и диск с 48 лопатками, который также был изготовлен при помощи аддитивных технологий. В данном проекте были задействованы ученые из Шеффилдского университета и специалисты компании Arcam, разработавшие и выпускающие электроннолучевые установки для трехмерной печати.
Новые электроннолучевые установки рассчитаны для работы с большими количествами металлического порошка и они способны работать непрерывно в течение длительного времени. Оригинальные установки компании Arcam были способны работать непрерывно в течение 80 часов, но использование систем дополнительного активного охлаждения позволило увеличить это время минимум до 120 часов, т.е. на 50 процентов.
Модернизированные электроннолучевые установки, способные генерировать луч высокоэнергетических электронов в течение 6-700 часов непрерывно, имеют еще одну систему, предназначенную уже для активного охлаждения изготавливаемой детали. Проблема заключается в том, что титановый порошок и порошки некоторых других металлов сами по себе огнеопасны и работа с ними возможна лишь в условиях вакуума. Это снижает уровень конвекционного охлаждения изготавливаемой детали, а радиационное охлаждение способно обеспечить очень низкую скорость снижения температуры. Поэтому, специально для этого случая была разработана активная система, которая снизила время охлаждения детали до 8-9 часов вместо 18 часов.
Электроннолучевые установки способны обеспечить более высокую скорость печати, нежели подобные лазерные установки. Однако, у этой медали есть и обратная сторона, получающиеся поверхности имеют более грубую текстуру и в некоторых случаях требуют дополнительной механической обработки.
Созданный узел реактивного двигателя Trent-XWB уже прошел череду небольших испытаний, в ходе которых были проверены его некоторые прочностные параметры. И в скором времени компания Rolls-Royce установит этот узел в реактивный двигатель самолета A380, который является своего рода летающим испытательным полигоном.
Следует отметить, что технологии аддитивного производства, как и другие подобные технологии, позволят изготавливать весьма сложные детали и узлы простым нажатием клавиши управляющего компьютера. Это дает конструкторам и инженерам невероятную свободу выбора, что позволит реализовать любую самую сложную идею, которую невозможно было реализовать ранее из-за ограничений технологий механической обработки металлов. Кроме этого, такие технологии позволят изготавливать монолитные детали, состоящие из различных материалов, чего также невозможно добиться при условии использования только традиционных методов.
