Торпедные двигатели: вчера и сегодня
ОАО «НИИ мортеплотехники» осталось единственным предприятием в Российской Федерации, осуществляющим полномасштабную разработку тепловых энергоустановок

Стендовый корпус.

Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт морской теплотехники» – правопреемник образованного в 1948 г. государственного предприятия «Филиал ЦНИИ «Гидроприбор» – на протяжении десятилетий выполняло функции головного разработчика тяжелых торпед на тепловой энергетике. При этом большая часть коллектива ученых и инженеров специализировалась на создании энергосиловых установок для этих торпед.

Александр КАБАНОВ

Владимир ГУРОВ

Юрий САННИКОВ

В период от основания предприятия и до середины 1960-х гг. главное внимание уделялось разработке турбинных двигателей для противокорабельных торпед с рабочим диапазоном работы турбин на глубинах 5-20 м. Противолодочные торпеды проектировались тогда только на электроэнергетике. В связи с условиями применения противокорабельных торпед важными требованиями к энергосиловым установкам были максимально возможная мощность и визуальная незаметность. Требование по визуальной незаметности легко выполнялось за счет применения двухкомпонентного топлива: керосина и маловодного раствора перекиси водорода (МПВ) концентрации 84%. В продуктах сгорания содержался водяной пар и двуокись углерода. Выхлоп продуктов сгорания за борт осуществлялся на расстоянии 1000-1500 мм от органов управления торпедой, при этом пар конденсировался, а двуокись углерода быстро растворялась в воде так, что газообразные продукты сгорания не только не достигали поверхности воды, но и не оказывали влияния на рули и гребные винты торпеды.

Турбинный двигатель.

Максимальная мощность турбины, достигнутая на торпеде 53-65, составила 1070 кВт и обеспечивала движение со скоростью около 70 узлов. Это была самая скоростная торпеда в мире. Для снижения температуры продуктов сгорания топлива с 2700-2900 К до приемлемого уровня в продукты сгорания впрыскивалась морская вода. На начальной стадии работ соли из морской воды осаждались в проточной части турбины и приводили к ее разрушению. Это происходило до тех пор, пока не были найдены условия безаварийной работы, минимизирующие влияние солей морской воды на работоспособность газотурбинного двигателя.

При всех энергетических преимуществах перексида водорода как окислителя, его повышенная пожаровзрывоопасность при эксплуатации диктовала поиск применения альтернативных окислителей. Одним из вариантов подобных технических решений была замена МПВ на газообразный кислород. Турбинный двигатель, разработанный на нашем предприятии, сохранился, а торпеда, получившая обозначение 53-65К, успешно эксплуатировалась и не снята с вооружения ВМФ до сих пор. Отказ от применения МПВ в торпедных тепловых энергосиловых установках привел к необходимости проведения многочисленных научно-исследовательских работ по поиску новых топлив. В связи с появлением в середине 1960-х гг. атомных подводных лодок, имеющих высокие скорости подводного движения, противолодочные торпеды с электроэнергетикой оказались малоэффективными. Поэтому наряду с поиском новых топлив исследовались новые типы двигателей и термодинамические циклы. Наибольшее внимание было уделено созданию паротурбинной установки, работающей в замкнутом цикле Ренкина. На этапах предварительной как стендовой, так и морской отработки таких агрегатов, как турбина, парогенератор, конденсатор, насосы, клапана и всей системы в целом использовалось топливо: керосин и МПВ, а в основном варианте – твердое гидрореагирующее топливо, обладающее высокими энергетическими и эксплуатационными показателями.

Паротурбинная установка была успешно отработана, но работы по торпеде были остановлены.

Поршневой двигатель.

Двигатель для торпеды малого калибра.

В 1970-1980-х гг. большое внимание уделялось разработке газотурбинных установок открытого цикла, а также комбинированного цикла с применением в системе газовыхлопа эжектора на больших глубинах работы. В качестве топлива использовались многочисленные рецептуры жидкого монотоплива типа Otto-Fuel II, в том числе с добавками металлического горючего, а также с применением жидкого окислителя на основе гидроксил аммония перхлорат (НАР).

Практический выход получило направление создания газотурбинной установки открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II. Был создан турбинный двигатель мощностью более 1000 кВт для ударной торпеды калибра 650 мм.

В середине 1980-х гг. по результатам проведенных исследовательских работ руководством нашего предприятия было принято решение о развитии нового направления – разработки для универсальных торпед калибра 533 мм аксиально-поршневых двигателей на топливе типа Otto-Fuel II. Поршневые двигатели по сравнению с турбинными обладают более слабой зависимостью экономичности от глубины хода торпеды.

Отработка двигателя на стенде.

С 1986-го по 1991 гг. был создан аксиально-поршневой двигатель (модель 1) мощностью около 600 кВт для универсальной торпеды калибра 533 мм. Он успешно прошел все виды стендовых и морских испытаний. В конце 1990-х годов в связи с уменьшением длины торпеды была создана вторая модель этого двигателя путем модернизации в части упрощения конструкции, повышении надежности, исключения дефицитных материалов и внедрения многорежимности. Эта модель двигателя принята в серийной конструкции универсальной глубоководной самонаводящейся торпеды.

В 2002 г. ОАО «НИИ мортеплотехники» было поручено создание энергосиловой установки для новой легкой противолодочной торпеды калибра 324 мм. После анализа всевозможных типов двигателей, термодинамических циклов и топлив выбор был сделан также, как и для тяжелой торпеды, в пользу аксиально-поршневого двигателя открытого цикла на топливе типа Otto-Fuel II.

Однако при проектировании двигателя был учтен опыт слабых сторон конструкции двигателя тяжелой торпеды. Новый двигатель имеет принципиально другую кинематическую схему. В нем отсутствуют элементы трения в топливоподающем тракте камеры сгорания, что исключило возможность взрыва топлива в процессе работы. Вращающиеся части хорошо сбалансированы, а приводы вспомогательных агрегатов значительно упрощены, что привело к снижению виброактивности. Внедрена электронная система плавного регулирования расхода топлива и соответственно мощности двигателя. Практически отсутствуют регуляторы и трубопроводы. При мощности двигателя 110 кВт во всем диапазоне требуемых глубин, на малых глубинах он допускает удвоение мощности при сохранении работоспособности. Широкий диапазон параметров работы двигателя позволяет использовать его в торпедах, антиторпедах, самодвижущихся минах, средствах гидроакустического противодействия, а также в автономных подводных аппаратах военного и гражданского назначения.

Элемент системы утилизации.

Все эти достижения в области создания торпедных энергосиловых установок были возможны в связи с наличием в ОАО «НИИ мортеплотехники» уникальных экспериментальных комплексов, созданных как собственными силами, так и за счет государственных средств. Комплексы располагаются на территории около 100 тыс.м2. Они обеспечены всеми необходимыми системами энергоснабжения, в том числе системами воздуха, воды, азота и топлив высокого давления. В испытательные комплексы входят системы утилизации твердых, жидких и газообразных продуктов сгорания. В комплексах имеются стенды для испытаний макетных и полномасштабных турбинных и поршневых двигателей, а также двигателей других типов. Имеются, кроме того, стенды для испытаний топлив, камер сгорания, различных насосов и приборов. Стенды оснащены электронными системами управления, измерения и регистрации параметров, визуального наблюдения испытуемых объектов, а также аварийной сигнализацией и защитой оборудования.

В настоящее время ОАО «НИИ мортеплотехники» осталось единственным предприятием в Российской Федерации, осуществляющим полномасштабную разработку тепловых энергоустановок для морского подводного оружия и других подводных технических средств.

ОАО «НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МОРСКОЙ ТЕПЛОТЕХНИКИ»

Россия, 198412, Санкт-Петербург,

г. Ломоносов, Черникова, 44

Тел.: +7 (812) 422-4564

Факс: +7 (812) 422-7535

fmtt@mail.ru


 

НОВОСТИ

Министр обороны РФ генерал армии Сергей Шойгу вручил награды военным строителям за высокие достижения в возведении стратегически важных объектов в интересах Вооруженных Сил и страны.
Боевая экипировка солдата будущего «Ратник» успешно прошла боевую эксплуатацию в Сирии, заявил гендиректор Центрального научно-исследовательского института точного машиностроения Дмитрий Семизоров.
Новейшая зенитная ракетная система (ЗРС) С-500 в настоящее время проходит испытания, сообщил в ходе форума «Армия-2017» заместитель министра обороны России Юрий Борисов.
Опытный образец двигателя СМ-100 планируется испытать через два года.
Казанский вертолетный завод (КВЗ) холдинга «Вертолеты России» приступил к сборке первой опытной машины в рамках контракта на поставку МО РФ Ми-38Т в 2018 г.
В ходе заседания советов директоров Объединенной авиастроительной корпорации, Корпорации «Иркут» и компании «Гражданские самолеты Сухого» был принят ряд решений, давших старт трансформации ПАО «ОАК», ПАО «Корпорация «Иркут», АО «ГСС» в Корпоративный центр обновленной единой компании с приданием ему функций Гражданского дивизиона на базе ПАО «Корпорация «Иркут». Это очередной важный шаг в рамках реализации программы корпоративного преобразования ОАК, формирования единой компании и перехода на единую акцию в соответствии с решением, принятым советом директоров ОАК в декабре 2016 г.
Заместитель председателя правительства России Дмитрий Рогозин на заводе ПАО «Корпорация «Иркут» ознакомился с производством самолетов МС-21 и провел рабочее совещание.
Россия планирует разместить в Крыму новейшую радиолокационную станцию «Воронеж-СМ» системы предупреждения о ракетном нападении (СПРН), сообщил РИА «Новости» генеральный конструктор системы Сергей Боев.
«В стратегии развития ОАК несколько приоритетных направлений. В первую очередь активизация работы в сфере военно-технического сотрудничества. Операция в Сирии наглядно продемонстрировала возможности российской боевой техники в реальных боевых условиях и «подогрела» интерес со стороны иностранных заказчиков к самолетам, которые сейчас стоят на вооружении ВКС. Это многофункциональные истребители поколения «4+», «4++» Су-34, Су-35, Су-30 СМ. Мы рассчитываем на увеличение поставок этих самолетов в перспективе», – заявил президент Объединенной авиастроительной корпорации Юрий Слюсарь в ходе торжественной церемонии открытия форума «Армия-2017».
В ответ на появившиеся в СМИ публикации о снижении надежности парка новых российских авиалайнеров Sukhoi Superjet 100 (SSJ100) компания «Гражданские самолеты Сухого», производитель воздушных судов этого типа, распространила официальное сообщение, в котором содержится актуальная статистика о надежности самолетов.

 

 

 

 

 

 

 

Учредитель и издатель: ООО «Издательский дом «Национальная оборона»

Адрес редакции: 109147, Москва, ул. Воронцовская, д. 35Б, стр. 2, офис 636

Для писем: 123104, Москва, а/я 16

Свидетельство о регистрации: Эл № ФС 77-22322 от 17.11.2005

 

 

 

Дизайн и разработка сайта - Группа «Оборона.Ру»

Техническая поддержка - Группа Компаний КОНСТАНТА

Управление сайтом - Система управления контентом (CMS) InfoDesignerWeb

 

Rambler's Top100