28 марта 2024, четверг, 14:21
TelegramVK.comTwitterYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

Аддитивные технологии в малоразмерных газотурбинных двигателях

skyturbines.ru

Компания «Скайтурбинс», резидент Фонда «Сколково», была создана для разработки эффективного, доступного малоразмерного газотурбинного двигателя (ГТД). Генеральный директор компании Семён Бородин рассказывает о преимуществах аддитивных технологий при создании малоразмерных ГТД для беспилотной авиации и успехах своей команды.

Сегодня мы наблюдаем стремительный рост беспилотной авиации. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) применяются всё шире и шире в военном деле, и в разных областях народного хозяйства. Они используются для разведки и связи, охраны и мониторинга различных объектов промышленности и транспорта, для агроконтроля посевов и даже для доставки пиццы, рассказывает Семён Бородин.

Бурное развитие БПЛА немедленно привело к возникновению дефицита малоразмерных двигателей для них, и в частности – малоразмерных газотурбинных двигателей. Многие отечественные и зарубежные двигателестроительные фирмы тут же откликнулись на требования рынка и занялись разработкой таких двигателей. Некоторые достигли определённых успехов. Наиболее значимых результатов добились Safran MicroTurbo, PBS и Williams International.

Как отмечает директор «Скайтурбинс», первый же опыт показал, что главным сдерживающим фактором на рынке ГТД для БПЛА является высокая стоимость разработки и производства таких двигателей, а, следовательно, и высокая цена их приобретения. Кроме того, их эффективность оказалась едва – едва удовлетворительной. Так возникла проблема одновременного снижения стоимости малоразмерных ГТД и повышения их эффективности.

«Многочисленные попытки решения этой проблемы с опорой только на классические подходы быстро показали, что это невозможно. Неприемлемо дорогой оказалась каждая единица прироста эффективности двигателей. Стало ясно, что нужно искать инновационные решения, – подчеркивает Семён Бородин. – Одним из таких решений может стать активное внедрение аддитивных технологий. Как бы это не казалось удивительным, но это – одна из древнейших технологий. Ею пользовались гончары и скульпторы, архитекторы и строители, ещё тогда, когда вылепливали амфоры и статуи и складывали свои хижины и дворцы из отдельных кирпичей. Это технология добавления материалов».

Современные интерпретации аддитивных технологий, благодаря развитию науки и техники, отличаются от древних высоким уровнем механизации и автоматизации процесса, способностью «лепить» не только из глины, но и из металлов и сухой керамики. В качестве «глины» они используют затвердевающие гели и подплавленные нити, а в качестве «кирпичей» – мелкодисперсные порошки, при этом заменив руку гончара и скульптора различными манипуляторами.

По словам Семёна Бородина, современные аддитивные технологии позволяют при относительно низкой трудоёмкости, с относительно малыми расходами энергии и материала создавать из различных материалов объекты самых причудливых форм. При этом аддитивные технологии обеспечивают достаточно высокую повторяемость размеров создаваемых объектов, то есть, вполне удовлетворительны по точности. Всё разнообразие этих технологий быстро стали называть по имени самой примитивной из них – трёхмерной печатью. Это случилось только потому, что она первой вышла на массовый рынок и приобрела известность, подчеркивает Семён.

Совершенно естественно двигателестроители тут же обратили внимание на эти технологии, разумно рассматривая их в качестве одного из средств решения вставшей перед ними проблемы. Их не смущала высокая стоимость оборудования и материалов для трёхмерной печати. Они прекрасно знают, что после освоения всякие технологии стремительно дешевеют и потому смело принялись за дело.

«Первопроходцам, как всегда, славы досталось гораздо меньше, чем лавров. Первые же напечатанные реактивные двигатели оказались ничуть не эффективнее своих традиционных братьев, отличаясь от них только своей фантастической дороговизной. Естественно, что такой продукт не имеет никаких шансов продвижения на рынке. Но это был бесценный опыт. Он наглядно продемонстрировал, что, дело тут не только в «глине» и в «руках» и не столько в «глине» и в «руках», сколько в уме создателя – инженера. Со всей очевидностью стало ясно, что применение новых технологий даст разумный результат только при новых подходах к созданию объектов техники», – говорит директор «Скайтурбинс». – Мозги переделывать гораздо труднее, чем руки. Конструкторы десятилетиями, начиная со школьных мастерских и институтских лабораторий мыслили в категориях сверлильных фрезерных и токарных станков. Их сознание оказалось жестко зажато в рамках сортамента проката, литейных уклонов и прочих стандартных конструктивных элементов. Они стали виртуозами складывания потрясающе эффективных конструкций из этих стандартных конструктивных элементов. Что бы ни поручалось конструкторам старой школы, они упорно чертили и моделировали ”швеллер”».

В 2013 году группа выпускников МГТУ имени Н.Э. Баумана взялась за решение проблемы создания эффективного, доступного малоразмерного ГТД. Для реализации своих замыслов они создали компанию «Скайтурбинс».

В настоящий момент команда завершает испытания и доводку своего первого двигателя максимальной тягой 200 Н. При изготовлении опытных образцов которого активно использовала аддитивные технологии. Данный подход позволил существенно уменьшить сроки и стоимость разработки двигателя.

В будущем «Скайтурбинс» планирует использовать аддитивные технологии не только при изготовлении опытных образов, но и при изготовлении серийной продукции, что, по мнению команды, позволит улучшить соотношение цена/качество по сравнению с конкурентами.

Завершив работу над двигателем тягой 200 Н, компания не планирует останавливаться на достигнутом и до 2020 года рассчитывает создать линейку малоразмерных турбореактивных двигателей для БПЛА различных классов.

Комментарий «Сколково»

Илья Гольдт, Директор по развитию проектов Кластера промышленных технологий Фонда «Сколково», отмечает потенциальный спрос на разрабатываемый резидентом двигатель в сложившейся на рынке ситуации: «Взрывной рост интереса к сервисам на основе беспилотников провоцирует спрос как на сами аппараты, так и на силовые установки к ним. Это мы наблюдаем и на гражданском рынке, и на рынке специальной техники. Габариты полезной нагрузки уменьшаются, ее функциональность при этом растет, что позволяет увеличить скорость, уменьшить размер аппарата и как следствие позволяет использовать двигатели меньшей тяги. На рынке двигателей меньше 100 кгс тяги мы явно не наблюдаем переизбытка новых решений и огромного количества предложений, особенно, отечественных. Хотя интерес к разработке таких двигателей в РФ проявляют как молодые команды, так и уже состоявшиеся коллективы разработчиков. Все эти факторы позволяют надеяться, что в случае успешного завершения испытаний и подтверждения параметров при переходе к серии, продукт «Скайтурбинс» будет очень востребован на рынке».

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
VK.com Twitter Telegram YouTube Яндекс.Дзен Одноклассники
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2024.