| AL-31F | |
|---|---|
| Motor AL-31FN | |
| País | URSS |
| Uso | |
| Años de operación | desde 1984 |
| Solicitud |
Su-27 y sus modificaciones BTS-002 OK-GLI |
| Desarrollo | AL-41F1 |
| Producción | |
| Constructor | A. M. Lyulka , V. M. Chepkin |
| año de creación | desde principios de la década de 1970 hasta 1985 |
| Fabricante | JSC "Ingeniería de turbinas de gas SPC" Salyut " , JSC "UMPO" |
| Años de producción | desde 1981 |
| Opciones |
AL-31F AL-31FP AL-31F Serie 3 AL-31FN AL-31F M1 AL-31F M2 R-32 AL-31ST |
| Características de peso y tamaño. | |
| Peso en seco | 1530 kg |
| Longitud | 4950mm _ |
| Diámetro | 1180mm _ |
| Características de funcionamiento | |
| empuje | 7670 kgf |
| Empuje del poscombustión | 12500 kgf |
| Recurso | 1000 horas |
| Temperatura de la turbina | 1427 ºC |
| Proporción de presión | 23 |
| Control | electromecánico |
| Flujo de aire | hasta 112 kg / s |
| El consumo de combustible | 3,96 kg/s kg / h |
| Consumo específico de combustible | 0,75 [1] kg / ( kgf· h ) |
| Grado de derivación | 0.571 |
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AL-31F es el motor base de una serie de motores turborreactores de derivación de alta temperatura para aeronaves con postquemadores .
Desarrollado bajo la dirección de A. M. Lyulka en NPO Saturn . AL - las primeras letras del nombre y apellido: Arkhip Lyulka , modelo - 31, F - postcombustión.
El diseño del motor comenzó en 1973, las primeras pruebas se realizaron en 1977, las pruebas estatales se completaron en 1985. Desde 1981, los motores AL-31 se han producido en UMPO ( Ufa ) y MMPP Salyut ( Moscú ).
Después de la muerte de A. M. Lyulka en 1984, el trabajo en el motor y sus modificaciones estuvo a cargo del diseñador general V. M. Chepkin . En la actualidad, OKB im. Lyulki (Moscú) forma parte de UMPO .
El costo estimado de un motor AL-31F (a partir de 2008) es de 96,4 millones de rublos [2] .
Desde 2013, el motor se ensambla como parte de la división UEC "motores de aviación de combate", los NPT de construcción de turbinas de gas Salyut son responsables de la parte caliente, y OMO es responsable de la parte fría y el ensamblaje de UMPO .
AL-31F es un motor turborreactor básico de doble eje y dos circuitos con mezcla de flujos de los circuitos internos y externos detrás de la turbina, un dispositivo de poscombustión común para ambos circuitos y una boquilla de chorro supersónica ajustable en todos los modos. El motor es modular.
Se compone de un compresor axial de baja presión de 4 etapas con paleta guía de entrada (VNA) ajustable, un compresor axial de alta presión de 9 etapas con una VNA ajustable y paletas guía de las dos primeras etapas, turbinas de alta y baja presión - axial de una sola etapa; los álabes de las turbinas y los dispositivos de toberas se enfrían (enfriamiento de película). La cámara de combustión principal es anular.
Las aleaciones de titanio (hasta el 35% de la masa) y los aceros resistentes al calor se utilizan ampliamente en el diseño del motor . Los álabes de turbina tienen cavidades en forma de laberintos, para el enfriamiento se suministran gases desde el disco al álabe y pasan a través de los orificios a lo largo de los bordes (enfriamiento por aire de película), se utiliza un vástago tipo árbol de Navidad para unir el álabe al disco . El eje de cada rotor está soportado por 2 rodamientos de rodillos y 1 rodamiento de bolas. . Después de la turbina, se instala un mezclador de 11 palas. Para garantizar el funcionamiento estable del FC, se instala un rotor detrás de la turbina, que transfiere suavemente el flujo de una sección anular a una circular, con orificios antivibración y pantallas longitudinales antivibración instaladas en el postquemador.
El motor tiene un sistema de encendido eléctrico. El sistema de lanzamiento puede arrancar el motor tanto en tierra como en vuelo. Para arrancar el motor en el suelo, se utiliza un dispositivo de arranque, ubicado en la caja del motor remoto. Durante el funcionamiento normal del motor, la refrigeración de las turbinas se desconecta parcialmente para ahorrar combustible.
El uso de VNA KND y KVD ajustables brinda una mayor resistencia a la sobretensión ; en la práctica, esto significaba que los motores permanecerían operativos cuando la aeronave entrara en picada y cuando se lanzaran misiles. El motor en vuelo se puede utilizar en todos los modos sin restricciones. El tiempo de recogida desde el modo inactivo hasta el modo "máximo" a baja altitud es de 3 a 5 segundos, a media altitud - 5 s, a gran altitud - 8 s. La velocidad nominal del rotor de alta presión es de 13.300 rpm.
La versión básica del motor se usa en los cazas Su-27 y sus modificaciones. Inicialmente, el recurso asignado de la serie AL-31F era de solo 100 horas, mientras que la Fuerza Aérea de la URSS requería 300 horas, pero luego, con el tiempo, se elevó a 1500 horas. La vida útil de la revisión en los modos de funcionamiento máximo osciló entre 5 y 15 horas. El número máximo de ciclos de arranque (TAC) es 300. Los motores AL-31 son producidos por las empresas UMPO y el Centro de Investigación y Producción de Ingeniería de Turbinas de Gas Salyut .
CaracterísticasSe han desarrollado una gran cantidad de modificaciones sobre la base del AL-31F.
La principal diferencia con el motor AL-31F básico es el vector de empuje controlable , que aumenta significativamente la maniobrabilidad de la aeronave. El vector se puede cambiar hasta ±15° en el plano vertical. Se instalan dos motores, cada uno girando hacia afuera alrededor del eje longitudinal para un cambio de perspectiva total en el vector de empuje total. FP - significa postquemador rotativo. El motor fue desarrollado en NPO Saturn y se produce en UMPO.
Los motores AL-31FP están instalados en los cazas Su-30SM , Su-30MKI.
Motor forzado AL-31F para el avión récord P-42 , creado sobre la base del Su-27 . El empuje del poscombustión del motor se incrementó a 13600 kgf.
Variante del motor AL-31F para el caza Su-33 basado en portaaviones . A diferencia del AL-31F básico, tiene un modo especial adicional (OR) con un empuje de 12800 kgf, que se utiliza durante un breve período de tiempo cuando la aeronave despega de la cubierta con una carga de combate completa o durante una maniobra de emergencia. .
Modificación del AL-31F con la disposición inferior de la caja de cambios para el caza chino Chengdu J-10 . Tiene una fuerza de tracción aumentada en 200 kg en comparación con la versión básica. Desarrollado en MMPP Salyut. La República Popular China compró un total de 399 unidades de AL-31FN por valor de 500 millones de dólares en 2013 [3] .
El contrato de I+D entre China y Rusia se firmó en 1992 y China también proporcionó financiación. En 1994, finalmente se diseñó el motor.
Inicialmente, el motor fue desarrollado conjuntamente por NPO Saturn y MMPP Salyut, pero después de 1998, MMPP Salyut desarrolló la documentación y lanzó la producción en masa del AL-31FN por su cuenta. En 1999, se creó la Agencia Federal para la Protección de los Resultados de la Actividad Intelectual (FAPRID), dependiente del Ministerio de Justicia. En un esfuerzo por deslegitimar los derechos del desarrollador, Yury Eliseev, Director General de MMPP Salyut, logró firmar un acuerdo de licencia con FAPRID (No. 1-01-99-00031), que se convirtió en el primer acuerdo de este tipo concluido por la agencia recién creada. Refiriéndose a él, Salyut considera nulo el acuerdo de licencia de 1998 con Saturn.
Motor AL-31F MMPP Salyut mejorado con un compresor de baja presión de cuatro etapas KND-924-4 con un diámetro aumentado de 905 a 924 mm, proporcionando un 6% más de consumo de aire, así como un sistema de control automático digital más avanzado (compresión relación 3.6). La temperatura de los gases frente a la turbina de este motor se incrementa en 25°C. El motor es de doble circuito, el primer circuito pasa a través de la "camisa" para enfriar, luego se mezcla después de la turbina con el segundo circuito caliente de dos ejes.
El primer vuelo el 25 de enero de 2002, ha sido producido en masa desde 2006 para los cazas de la familia Su-27 [4] , se instala sin modificaciones en ningún caza, incluidos los primeros años de producción, también en el Su-27SM/SM2 . Adoptado por la Fuerza Aérea Rusa en 2007 [5] . Tiene una mayor fuerza de tracción (13 300 kgf en modo de poscombustión), una vida útil de revisión de 1000 horas [6] , una vida útil asignada de 2000 horas manteniendo las dimensiones y el peso generales. Se ha reducido el consumo específico de combustible. Tiene una modificación con vector de empuje controlado, con un recurso de 800 horas [6] .
El motor AL-31FM2 es un turborreactor de derivación basado en el AL-31F. Los álabes de turbina con perforación a lo largo de los bordes están hechos por fundición, la temperatura antes de ingresar a la turbina aumenta en 100 ° C en comparación con AL-31F. Empuje del motor en modo especial 14 500 kgf [7] , en modo postcombustión completo 14 100 kgf [8] . El recurso asignado del motor actualizado supera las 3000 horas. El motor tiene diferencias mínimas con respecto a las series 3, 20 y 23. Las características de tracción aumentan con una disminución del consumo específico de combustible, incluso en los modos sin postcombustión. No requiere modificación del lado del avión cuando se instala en aviones como el Su-27, Su-30, Su-34, a diferencia de los motores de otras series. En 2012, el motor se mostró por primera vez en el 2º Foro Internacional "Tecnologías en Ingeniería Mecánica-2012 (TVM-2012) [9] . SLI se ha planificado desde 2013.
3ra etapa de modernización de AL-31F MMPP Salyut, además, se instala un nuevo LPC de tres etapas con palas de cuerda ancha de perfilado espacial y una relación de presión aumentada de hasta 4.2 (KND-924-3), lo que hace posible para aumentar el empuje hasta 15.300 kgf en modo postcombustión (obtenido en pruebas estáticas). Los álabes y el disco de un HPC de 3 etapas son una sola unidad (blisk), en lugar de 9 etapas de HPC, se planea reducir el número a 6 [10] . Desde 2002, el motor ha estado en pruebas de banco.
El motor de la "primera etapa" para el caza Su-35BM de generación 4++, adoptado por la Fuerza Aérea Rusa (ahora VKS) bajo la designación Su-35S, con un empuje de 14.000 kgf en postcombustión completa (14.500 en modo de emergencia ) [11] [12] . Creado sobre la base de los motores AL-31F, AL-31FP y AL-41F . A pesar del esquema similar al AL-31F, el motor consiste en un 80% de piezas nuevas [13] . Se distingue de sus predecesores por un mayor empuje en el modo de poscombustión (14 000 [14] kgf frente a los 12 500 del AL-31F), un sistema de control totalmente digital, un sistema de encendido por plasma, un nuevo compresor con un diámetro mayor y un recurso significativamente mayor (4.000 horas frente a 1.000 para AL-31F) y mejores características de consumo [13] . La caja de cambios se encuentra en la parte superior del motor. El costo de desarrollo ascendió a 3 mil millones de rublos [15] .
El aumento de empuje se obtuvo aumentando el diámetro del compresor de 905 a 932 mm [16] . La longitud del motor aumentó a 4990 mm. Tracción en modo de emergencia - 14.500, como máximo - 8800 kgf.
NPO Saturn en 2008 realizó pruebas de 200 horas, incluidas 16 horas - "caliente" [17] .
Modificación estacionaria "en tierra" AL-31F con una capacidad de 16 MW [18] para su uso como accionamiento para estaciones de bombeo de gas.
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