Американці випробували «керамічний» двигун

Американська компанія GE Aviation спільно з фахівцями Армії США завершили випробування першого прототипу нового газотурбінного двигуна, розробка якого ведеться в рамках програми FATE (Future Affordable Turbine Engine, доступний газотурбінний двигун майбутнього). Згідно з повідомленням американської компанії, двигун, в конструкції якого широко використовуються керамічні матричні композити, успішно пройшов серію стендових випробувань, включаючи окремі перевірки компресора.

У 2011 році американські військові оголосили, що їм необхідні нові газотурбінні двигуни, які були б економічними в експлуатації і відносно недорогими у виробництві. Силові установки планується ставити на різні типи вертолітної техніки. За оцінкою GE Aviation, використання кераміки в конструкції перспективних двигунів дозволить здешевити їх виробництво за рахунок спрощення виробничого циклу і знизити вартість експлуатації завдяки більшому ресурсу керамічних композитів порівняно з традиційними матеріалами.

Керамічні матричні композити мають широкий діапазон робочих температур, причому деталі, виконані з таких матеріалів, можуть нормально експлуатуватися при набагато більших температурах, ніж звичайні елементи з металевих сплавів. Це дозволяє розширити і робочий діапазон рухової установки в цілому. У силових установках FATE керамічні деталі будуть виготовляються за допомогою технології тривимірного друку.

Згідно з вимогою військових, нові двигуни повинні мати на 80 відсотків більше питомої потужності, ніж сучасні силові установки. Крім того, питоме споживання палива новими двигунами має бути менше на 35 відсотків, а розрахунковий ресурс - на 20 відсотків більше. Нарешті, витрати на виробництво і технічне обслуговування силових установок проекту FATE повинні бути менше на 45 відсотків. У GE Aviation вважають ці вимоги цілком здійсненними.

Випробування першого прототипу двигуна проекту FATE почалися восени 2016 року. Двигун пройшов безліч циклів запуску і зупинки, його перевіряли на можливість тривалої роботи. Під час перевірки розробники стежили за надійністю роботи компресора, камери згоряння і турбіни, причому ці елементи перевірялися як у складі силової установки, так і окремо на спеціальному стенді. Інші подробиці про проведені перевірки не розкриваються.

Силові установки проекту FATE будуть випускатися в декількох варіантах. Вони будуть відрізнятися один від одного розмірами і потужністю. Залежно від версії двигуни зможуть розвивати потужність від п'яти до десяти тисяч кінських сил (3,7-7,4 тисячі кіловат). У першу чергу силові установки проекту FATE розглядаються в якості заміни двигунів T700 вертольотів AH-64 Apache і UH-60 Black Hawk. Двигуни T700 в декількох десятках версій випускаються з 1973 року і мають потужність від 6,1 до 7,4 кіловат.

Використовувати керамічні матричні композити в двигунах, що вже випускаються, має намір американська компанія Honeywell. Деталі з цього матеріалу, зокрема, планується використовувати в силових установках T55, що встановлюються на важкі транспортні вертольоти CH-47 Chinook, і CTS800, за допомогою яких літають багатоцільові вертольоти AW159 Wildcat. З нового матеріалу передбачається виготовляти конуси сопел випускної системи двигунів. Крім того, керамічним може бути зроблений обтічник турбіни.