От винтов!

В Ассоциации Вертолетной Индустрии (АВИ) вспомнили о проблемах с ремонтом двигателей для восьмерок, о чем в Известиях выкатили весьма пространную статью.

Весьма примечательно, что вспомнили они в аккурат после вынужденой посадки ельцовской восьмерки, о которой был недавно пост в сообществе — Ельцовка села на вынужденную. Опять тэшка

По информации АВИ, по итогам 2022–2024 годов цена на капремонт мотора ТВ2-117 выросла на 209%, а на ТВ3-117 — на 291%. Рост цен на детали для Ми-8/17 составил 170–185%, например, стоимость лопастей несущего винта поднялась на 189%. Аналогичная ситуация с ремонтом агрегатов. Почти в три раза увеличилась цена на моторы после капремонта, если до 2022 года отремонтированный двигатель стоил 25–30 млн, то сейчас — 75–90 млн рублей.

При этом около 100 двигателей для вертолетов Ми-8 в России требуют срочной замены. Эксплуатанты попросили правительство разработать в РФ программу, которая решит эту проблему. В «Ростехе» и в Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) подтвердили: бесконечно продлевать сроки эксплуатации старых силовых установок уже нецелесообразно, и их необходимо менять на новые.

По некоторым критически важным агрегатам, без которых невозможно летать, сроки поставок сильно увеличены, и сейчас можно вставать в очередь на 2027–2028 годы, а это снижает коммерческий налет воздушных судов.

Простой вертолетов из-за нехватки запчастей, агрегатов и двигателей за период 2022–2024 годов составлял в среднем один-три месяца в год на одно ВС, а в некоторых случаях растягивался на полгода. Практика «каннибализации» (перестановка агрегатов с одних воздушных судов на другие) помогает вернуть воздушные судна в эксплуатацию, но сокращает сам летающий парк.

Как сообщила ОДК, сложнее всего отремонтировать ТВ2-117, так как они были разработаны в середине 1960-х годов, их выпуск был завершен в 1990-х. Это сильно устаревшая техника. В частности, характеристики двигателя не соответствуют современным требованиям по безопасности.

При этом ОДК не проводит капитальный ремонт и не обслуживает эти вертолетные двигатели.

О проблемах безопасности восьмерок и почему их до сих пор эксплуатируют был пост в сообществе — В России могут запретить регулярные коммерческие перевозки пассажиров на вертолетах Ми-8Т

В России летает много старых Ми-8 с двигателями ТВ2-117. Есть вертолеты, которым более 50 лет, им вынужденно продлевают сроки эксплуатации по запросам авиакомпаний, если техника продолжает соответствовать требованиям по безопасности, в связи с их социально-экономической значимостью. Но это невозможно делать бесконечно.

На смену ТВ2-117 давно пришли двигатели следующего поколения — семейство ТВ3-117, различные модификации которого под наименованием ВК-2500 производит петербургское предприятие «ОДК-Климов». Эксплуатация вертолетной техники с устаревшими моторами может представлять угрозу безопасности. Вертолеты Ми-8Т/Ми-8П с двигателями ТВ2-117 выпускались с середины 1960-х годов до первой половины 1990-х. Затем в гражданскую авиацию пошли модернизированные Ми-8МТВ с моторами ТВ3-117. Промышленность последовательно сокращала объем выпуска основных комплектующих изделий для старой техники. Вследствие этого развивались две параллельные тенденции: выпуск комплектующих становился для производителей менее привлекательным, а дефицит запчастей и увеличение сроков ремонта подталкивало авиакомпании к омоложению флота. И «Вертолеты России» (ВР) стали активно предлагать более дорогие модификации Ми-8МТВ/АМТ с двигателями ТВ3-117.
Изготовителям вертолетов и двигателей выгодно стимулировать эксплуатантов переходить на новые модели, поэтому и подняли стоимость обслуживания агрегатов для старых Ми-8.

Но существовала и альтернатива этому — скупка остатков запчастей и агрегатов со вторичного рынка, а также восстановление законсервированных бортов. Но теперь значительная часть запасов запчастей уже израсходована.

Ну а после 2022 года приоритеты авиапромышленности и вовсе изменились.

Рост цен в такой ситуации неизбежен.

Неограниченное продление ресурса и капитальные ремонты устаревших ТВ2-117 несут потенциальную угрозу для безопасности вертолетных перевозок — детали этих двигателей не производит ни одно предприятие, а для ремонта используются детали с разобранных ТВ2-117.

И тут ОДК рекомендует заменить ТВ2-117 на двигатели ТВ3-117/ВК-2500.

Только для этого нужно провести довольно серьезную модернизацию восьмерки для установки ТВ3-117. На Мотор Сичи начинали заниматься этим вопросом еще лет двадцать назад, результатом которого стала модификация Ми-8МСБ.
Древний пост в сообществе об этом вертолёте — Супер Ми-8

Однако эти наработки КБ Миля в своё время отвергло к внедрению.

При этом и в Ассоциации Вертолетной Индустрии видят решение в льготном лизинге для обновления парка вертолетных авиадвигателей.

То есть и ОДК и АВИ видят решение проблемы в ремоторизации старых восьмерок новыми двигателями.

Однако и вертолёты тоже способны справиться с такой задачей.
Вот MBB Bo 105 довольно эффектно вытаскивает в небо планёр:

Старый добрый Ми-2 тоже может:

Вот только о вертолёте Ми-6 в интернетах уже написано очень много статей и постов, которые продолжают плодиться в околоавиационных интернет-кружка́х благодаря копипастам, перепостам и компиляциям различной степени достоверности и качества. Излюбленной темой, например, является крыло Ми-6, фантазии вокруг которого рождают порой даже новую терминологию:

Однако и более солидные источники порой грешат нестыковками, например та же рупедия, из которой зачастую черпают информацию, до сих пор не может определиться с датой первого полета Ми-6, хотя там ведь всё просто:

Вобщем нет большого смысла перечислять в очередной раз все достижения и рекорды этого уникального вертолёта.
А вот сама уникальность вертолёта Ми-6 вполне достойна внимания и одним из, весьма нечасто упоминаемых, аспектов его уникальности является реализация использования остаточной реактивной тяги двигателей.

Дело в том что энергия рабочих газов далеко не полностью срабатывается на турбинах турбовального двигателя и выхлопные газы ещё обладают некоторым запасом энергии для образования реактивной тяги. Кстати, чем больше такой энергии - тем, естественно, ниже КПД турбовального двигателя.

На Ми-6 установлены два турбовальных двигателя Д-25В вдоль продольной оси вертолёта.

Выхлопные устройства двигателей развернуты в стороны под углом в 32 градуса к продольной оси и таким образом реактивная тяга TR выхлопных газов имеет горизонтальную составляющую Ta, направленную по полету и дополняющую пропульсивную тягу несущего винта.

К сожалению, численных значений этой реактивной тяги в литературе не приводится, собственно как и отсутствуют в открытом доступе какие-либо работы по исследованиям этой темы.

В книге по практической аэродинамике Ми-6 оценка реактивной тяги производится по приросту располагаемой мощности несущего винта в зависимости от скорости полета.

Вот только по общему виду такой зависимости можно лишь очень прибизительно оценить этот самый прирост в лошадях, который тут выглядит многообещающе.

Следующий, уже более точный график значительно менее нагляден и более сложен для понимания, поскольку в нём увеличение располагаемой тяги оценивается через прирост коэффициента крутящего момента несущего винта за счет реактивной тяги в зависимости от скорости и высоты полета.

И тут уже количество нолей после запятой в коэффициенте намекает, вобщем-то, на мизерность этого самого прироста, не говоря уже о какой-либо наглядности для количественной оценки этой реактивной тяги.

Однако несложно выполнить оценочный расчет остаточной реактивной тяги, имеющихся данных двигателя Д-25В для этого вполне достаточно:

- скорость истечения газов реактивного двигателя такого класса около 700-800 м/с, примем 700 м/с (у Д-25В πк=5,6);
- остаточная скорость истечения (после свободной турбины) составляет 10–20% от теоретической, примем 15%:
0,15 х 700 = 105 м/с;
- массовый расход воздуха 26 кг/с;
- тогда остаточная тяга:
26 х 105 = 2730 Н
2730 х 2 х cos32 = 4553 Н ≈ 460 кгс

Что вобщем-то совсем даже и не мало. Хотя в реальности она будет ниже, потому что турбовальные двигатели оптимизированы для создания крутящего момента, а не реактивной тяги и оборудованы выходными устройствами, представляющие собой расширяющийся диффузор, а не реактивное сопло. И тем не менее, давление газов на выходе Д-25В выше атмосферного и их скорость больше нуля, что и обуславливает наличие остаточной реактивной тяги.

Также анализируя первый график видно, что с уменьшением поступательной скорости до висения реактивная тяга двигателей тоже стремится к нулю. Однако в действительности этого не происходит - двигатели на висении по-прежнему прокачивают через себя воздух и закон сохранения импульса не отменяется.

Косвенной иллюстрацией могут послужить фотографии Ми-6 на висении с загрузкой:

Хотя, на самом деле, большие положительные тангажи Ми-6 на висении обусловлены в значительной степени кабрирующими моментами крыла и стабилизатора, а также конструктивным наклоном вперед оси несущего винта, для компенсации реактивной тяги двигателей всё же требуется отклонение конуса несущего винта назад, что способствует увеличению угла тангажа.
Отклонение тяги несущего винта назад уменьшает ее вертикальную составляющую, то есть требует увеличения тяги несущего винта по сравнению с отсутствием реактивной тяги двигателей.

Другими словами, на режимах висения реактивня тяга двигателей увеличивает потребную мощность и является "вредной".

Силовая установка Ми-6 целиком перекочевала на вертолёты типа Ми-10, так что их вполне можно также называть реактивными вертолётами.

Пост в сообществе с другим примером вертолёта, использующего остаточную реактивную тягу двигателей:
Westland ONE