В Новосибирске впервые в мире испытали алюминиевый двигатель
На аэродроме Мочище под Новосибирском закончились испытания первого в мире полностью алюминиевого двигателя внутреннего сгорания. Он создан конструкторами Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) — такая конструкция позволит уменьшить вес мотора на 30-40%, что очень важно в той же авиации.
Экспериментальный агрегат прошёл многочасовые ресурсные испытания, которые подтвердили высокие эксплуатационные характеристики сверхпрочного покрытия, которым покрыты алюминиевые детали двигателя. «Износ деталей не определяется микрометрическим измерительным инструментом, фактически его нет. Это нас вдохновляет», — рассказал руководитель команды разработчиков, профессор кафедры самолето- и вертолетостроения НГТУ Илья Зверков.
Вместе с тем испытания не обошлись без внештатных ситуаций. На одном из этапов испытания на одной из деталей появился скол инновационного покрытия, повредились уплотнения масляной системы и двигатель начал дымить, однако он не заглох, что подтвердило высокую надёжность агрегата. Анализ неполадки показал, что она случилась из-за производственного брака при обработке детали и не имеет отношения к самой технологии. «Даже испытания нового двигателя с традиционными технологиями не обходятся без эксцессов, что уж говорить о революционном агрегате, в основном механизме которого нет ни одной стальной детали. Мы даже рады, что это случилось, ведь мы увидели, что двигатель не заглох, он продолжал работать и не потерял мощность. Это значит, что если бы мотор стоял на самолёте, то он спокойно вернулся бы на аэродром», — отмечает Илья Зверков.
Полностью алюминиевый авиадвигатель был впервые представлен конструкторами НГТУ в январе 2018 года. Использование алюминия вместо стали позволило снизить вес двигателя на 30-40 % по сравнению с традиционными стальными двигателями аналогичной мощности. При этом расчётная мощность нового двигателя выросла на 40 лошадиных сил — до 400 лошадиных сил, а расход топлива снизился примерно на 15%. Экспериментальный двигатель испытывался на обычном автомобильном бензине АИ-95.
Алюминий уже применялся в авиационных и автомобильных двигателях, но детали, работающие под высокой нагрузкой, до сих пор изготавливаются из стали. Учёным опорного университета Новосибирской области удалось заменить их на алюминиевые с помощью особой технологии плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО), созданной в Институте неорганической химии СО РАН. Суть технологии в том, что на алюминиевые детали воздействуют плазменными разрядами, в результате чего на поверхности алюминиевой детали образуется тонкий слой оксида алюминия, известного как корунд. Корунд обладает высокой твердостью и температурой плавления, именно поэтому алюминиевые детали с корундовой поверхностью смогли заменить стальные в двигателе. Детали нового двигателя были специально сконструированы для эффективного применения технологии ПЭО.
Параллельно с испытаниями шла работа по проектированию серийного образца двигателя. Разработчики отказались от H-образной схемы, которая была применена на экспериментальном двигателе, и остановились на V-образной схеме. Это позволило значительно сократить габариты мотора, что даст возможность устанавливать его на разные модели самолётов, а не только на ЯК-52, под который был сделан экспериментальный образец. Новый двигатель сможет быть также установлен на самолеты Як-18Т, Ил-103, Бе-103. Серийный двигатель будет эксплуатироваться на авиационном бензине Б-91, производство которого возобновлено в России. Проектируемый двигатель будет модульным, два силовых блока мощностью 200 лошадиных могут быть использованы как вместе, так и отдельно для моторизации легких самолетов. Новый 200-сильный двигатель будет весить 98 кг, что как минимум на 30 % меньше, чем у стальных аналогов.
Сейчас идет изготовление деталей нового двигателя, который будет готов к началу лета 2019 года. Все основные детали нового двигателя будут отлиты из алюминия в Новосибирске. В этом еще одно преимущество новой схемы: она позволит отказаться от импортных комплектующих, которые использовались в экспериментальном агрегате. В перспективе это даст возможность использовать двигатель на самолетах ВВС России.
Двигатель разрабатывает созданная выпускниками НГТУ компания «ЗК-Мотор». Разработчик двигателя — профессор кафедры самолето- и вертолетостроения факультета летательных аппаратов НГТУ Илья Зверков, коллектив разработчиков составляют аспиранты и магистранты НГТУ.
Научно-технологическую поддержку разработке оказывает Институт теоретической и прикладной механики СО РАН. Финансируется разработка двигателя в основном за счёт средств фонда «Возрождение отечественной авиации».
