ENGINE CLUB
Двигатели
АИ-20
Выполнен по одновальной схеме и состоит из осевого десятиступенчатого компрессора, кольцевой камеры сгорания, трехступенчатой неохлаждаемой турбины и планетарного редуктора.
ENGINE CLUB
Разработка
В 1955 году моторостроительные ОКБ Кузнецова (город Куйбышев) и ОКБ Ивченко (город Запорожье) получили задание на разработку турбовинтовых двигателей взлётной мощностью 4000 л. с. для среднемагистральных пассажирских и транспортных самолётов, проектируемых в ОКБ Антонова и Ильюшина. Этот конкурс выиграло запорожское ОКБ.Серийное производство
МВ 1957 году созданный им двигатель АИ-20 успешно прошёл государственные испытания и был запущен в серийное производство одновременно на двух заводах — запорожском и пермском. Резервы, заложенные в конструкцию АИ-20 на этапе проектирования, позволили в дальнейшем создать целое семейство модифицированных двигателей мощностью от 4000 до 5180 л. с.Почти 14 тысяч ТВД этого типа успешно эксплуатировались на военно-транспортных Ан-8 и Ан-12, пассажирских Ил-18 и Ан-10, противолодочных Ил-38, амфибиях Бе-12.
Проблемы двигателя
Большой проблемой двигателей раннего производства была низкая надежность двигателей АИ-20, межремонтный период между которыми составлял от 600 до 750 часов. Наконец-то был представлен вариант двигателя АИ-20К с наработкой 2000 часов — невпечатляющий по современным стандартам, но значительный прогресс.
Одной из проблем, которая так и не была решена, был шум; турбовинтовые двигатели относительно шумные, и высокий уровень шума был проблемой для пассажиров. Как упоминалось, межремонтный ресурс двигателя изначально был низким по сравнению с современными западными двигателями и в 1964 году составлял 600−750 часов, но позже был улучшен путем непрерывного совершенствования до 8000 часов при сроке службы 22 000 часов у AИ-20Д 5 серии 5M.
- АИ-20 — базовый мощностью 4000 л. с. Устанавливался на Ан-10, Ан-12
- АИ-20А — два двигателя этой модификации были установлены на экспериментальном судне на подводных крыльях «Буревестник»
- АИ-20Д — форсированный до 5180 л. с. Разработан в 1956 году. Устанавливался на Ан-8, Ан-32, Бе-12
- АИ-20ДК — доработанный для гидросамолёта Бе-12ФС. Устанавливался на Ан-32
- АИ-20ДМЭ (ДМН) — модификация используется в качестве силовой установки в передвижной автоматизированной газотурбинной электростанции ПАЭС-2500
- АИ-20К — для самолёта Ил-18В. Выпускался в 1963—1965 года
- АИ-20М — форсированный до 4250 л. с. Устанавливался на Ан-12БК, Ан-32, Ил-18Д, Ил-38
Технические характеристики
- Сухая масса, Mдв, кг : 1040
- Степень повышения давления в компрессоре, πk : 9,45
- Температура газов перед турбиной, ТГ, К : 1200
Габариты
- Длина двигателя, Lдв : 4964
- Ширина, bдв : 842
- Высота, Ндв : 1180
Часто вращения ротора, об/мин
- Рабочий режим : 12300
- “Малый газ” : 10400
Показатели на взлетном режиме (H=0 км, M= 0)
- Мощность, P, л.с.: 5180
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(л.с.*ч): 0,239
Показатели на крейсерском режиме (H=5,18 км, M=0,478)
- Мощность, P, л.с.: 2725
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(л.с.*ч): 0,199
Пассажирские самолёты
- Ан-10
- Ил-18
Противолодочные самолёты
- Ил-38
- Бе-12
Транспортные самолёты
- Ан-8
- Ан-12
- Ан-32
Размещение агрегатов (рассмотрим на примере РТ6)
1 - Блок управления пропеллером
2 - Выходной канал (выхлопной патрубок)
3 - Двухступенчатый планетрный редуктор
4 - Вал силовой турбины
5 - Осевые силовые турбины
6 - Камера сгорания с обратным потоком
7 - Вал газогенератора
8 - Турбина компрессора высокого давления (газовая)
9 - Центробежный компрессор
10 - Осевые компрессоры низкого давления
11 - Входной канал (воздухозаборник)
12 - Дополнительная коробка передач
Этапы:
1 - Блок управления пропеллером
2 - Выходной канал (выхлопной патрубок)
3 - Двухступенчатый планетрный редуктор
4 - Вал силовой турбины
5 - Осевые силовые турбины
6 - Камера сгорания с обратным потоком
7 - Вал газогенератора
8 - Турбина компрессора высокого давления (газовая)
9 - Центробежный компрессор
10 - Осевые компрессоры низкого давления
11 - Входной канал (воздухозаборник)
12 - Дополнительная коробка передач
Принцип работы турбовинтового двигателя:
Мощность турбовинтового двигателя сосредоточена в валу из-за отсутствия выходящей реактивной струи. Именно вал приводит в движение винт, который и создает тягу.Этапы:
- Во время полета воздушный поток поступает в двигатель через впусное отверстие воздухозаборника
- Затем воздух сжимается несколькими компрессорами
- Потом к сжатому воздуху, поступающему в камеры сгорания, добавляется топливо
- Эта топливовоздушная смесь воспламеняется и расширияется через турбину
- Горячие газы еще больше расширяют форсунку двигателя. Большая часть энергии, вырабатываемой турбиной, передается через редуктор воздушного винта.
- На двигателях АИ-20 был достигнут высокий уровень надёжности, позволивший впервые в советском двигателестроении установить межремонтный ресурс, измеряемый тысячами часов. Назначенный ресурс модификаций АИ-20К и АИ-20М составляет 20 тыс. часов
- АИ-20 было создано семейство двигателей АИ-24: меньшей размерности, мощностью от 2550 до 2820 л. с.
Разработка
Серийное производство
Проблемы двигателя
В 1955 году моторостроительные ОКБ Кузнецова (город Куйбышев) и ОКБ Ивченко (город Запорожье) получили задание на разработку турбовинтовых двигателей взлётной мощностью 4000 л. с. для среднемагистральных пассажирских и транспортных самолётов, проектируемых в ОКБ Антонова и Ильюшина. Этот конкурс выиграло запорожское ОКБ.
МВ 1957 году созданный им двигатель АИ-20 успешно прошёл государственные испытания и был запущен в серийное производство одновременно на двух заводах — запорожском и пермском. Резервы, заложенные в конструкцию АИ-20 на этапе проектирования, позволили в дальнейшем создать целое семейство модифицированных двигателей мощностью от 4000 до 5180 л. с.
Почти 14 тысяч ТВД этого типа успешно эксплуатировались на военно-транспортных Ан-8 и Ан-12, пассажирских Ил-18 и Ан-10, противолодочных Ил-38, амфибиях Бе-12.
Почти 14 тысяч ТВД этого типа успешно эксплуатировались на военно-транспортных Ан-8 и Ан-12, пассажирских Ил-18 и Ан-10, противолодочных Ил-38, амфибиях Бе-12.
Большой проблемой двигателей раннего производства была низкая надежность двигателей АИ-20, межремонтный период между которыми составлял от 600 до 750 часов. Наконец-то был представлен вариант двигателя АИ-20К с наработкой 2000 часов — невпечатляющий по современным стандартам, но значительный прогресс.
Одной из проблем, которая так и не была решена, был шум; турбовинтовые двигатели относительно шумные, и высокий уровень шума был проблемой для пассажиров. Как упоминалось, межремонтный ресурс двигателя изначально был низким по сравнению с современными западными двигателями и в 1964 году составлял 600−750 часов, но позже был улучшен путем непрерывного совершенствования до 8000 часов при сроке службы 22 000 часов у AИ-20Д 5 серии 5M.
Одной из проблем, которая так и не была решена, был шум; турбовинтовые двигатели относительно шумные, и высокий уровень шума был проблемой для пассажиров. Как упоминалось, межремонтный ресурс двигателя изначально был низким по сравнению с современными западными двигателями и в 1964 году составлял 600−750 часов, но позже был улучшен путем непрерывного совершенствования до 8000 часов при сроке службы 22 000 часов у AИ-20Д 5 серии 5M.
Модификации
- АИ-20 — базовый мощностью 4000 л. с. Устанавливался на Ан-10, Ан-12
- АИ-20А — два двигателя этой модификации были установлены на экспериментальном судне на подводных крыльях «Буревестник»
- АИ-20Д — форсированный до 5180 л. с. Разработан в 1956 году. Устанавливался на Ан-8, Ан-32, Бе-12
- АИ-20ДК — доработанный для гидросамолёта Бе-12ФС. Устанавливался на Ан-32
- АИ-20ДМЭ (ДМН) — модификация используется в качестве силовой установки в передвижной автоматизированной газотурбинной электростанции ПАЭС-2500
- АИ-20К — для самолёта Ил-18В. Выпускался в 1963—1965 года
- АИ-20М — форсированный до 4250 л. с. Устанавливался на Ан-12БК, Ан-32, Ил-18Д, Ил-38
Технические характеристики
Габариты
Частота вращения ротора, об/мин
- Сухая масса, Mдв, кг : 1040
- Степень повышения давления в компрессоре, πk : 9,45
- Температура газов перед турбиной, ТГ, К : 1200
- Длина двигателя, Lдв : 4964
- Ширина, bдв : 842
- Высота, Ндв : 1180
- Рабочий режим : 12300
- “Малый газ” : 10400
Показатели на взлетном режиме (H=0 км, M=0)
Показатели на крейсерском режиме (H=5,18 км, M=0,478)
- Мощность, P, л.с.: 5180
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(л.с.*ч): 0,239
- Мощность, P, л.с.: 2725
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(л.с.*ч): 0,199
Пассажирские самолёты
Противолодочные самолёты
Транспортные самолёты
- Ан-10
- Ил-18
- Ил-38
- Бе-12
- Ан-8
- Ан-12
- Ан-32
Размещение агрегатов (рассмотрим на примере РТ6)
Принцип работы турбовинтового двигателя
Мощность турбовинтового двигателя сосредоточена в валу из-за отсутствия выходящей реактивной струи. Именно вал приводит в движение винт, который и создает тягу.
Этапы:
Этапы:
- Во время полета воздушный поток поступает в двигатель через впусное отверстие воздухозаборника
- Затем воздух сжимается несколькими компрессорами
- Потом к сжатому воздуху, поступающему в камеры сгорания, добавляется топливо
- Эта топливовоздушная смесь воспламеняется и расширияется через турбину
- Горячие газы еще больше расширяют форсунку двигателя. Большая часть энергии, вырабатываемой турбиной, передается через редуктор воздушного винта.
1
-- Блок управления пропеллером
-- Вал газогенератора
-- Турбина компрессора высокого давления
-- Центробежный компрессор
-- Осевые компрессоры низкого давления
-- Входной канал (воздухозаборник)
-- Дополнительная коробка передач
-- Выходной канал (выхлопной патрубок)
-- Двухступенчатый планетарный редуктор
-- Вал силовой трубины
-- Осевые силовые турбины
-- Камера сгорания с обратным потоком
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
В этом видеоролике автор исследует основные аспекты различий между этими двумя типами двигателей, включая стоимость, надежность, мощность, высотность и расход топлива и другие аспекты. Погрузитесь в мир авиации и выясните, какой двигатель лучше справляется с той или иной задачей!
Поршневые и турбовинтовые двигатели | в чем разница?
Узнайте, как этот двигатель создан для бомбардировщика Ту-95МСМ, изучите усовершенствованную конструкцию, уникальную механическую систему редуктора и многое другое. Погрузитесь в видео прямо сейчас и ощутите волнующий мир авиации!
Самый мощный турбовинтовой двигатель в мире
Интересные факты
- На двигателях АИ-20 был достигнут высокий уровень надёжности, позволивший впервые в советском двигателестроении установить межремонтный ресурс, измеряемый тысячами часов. Назначенный ресурс модификаций АИ-20К и АИ-20М составляет 20 тыс. часов
- АИ-20 было создано семейство двигателей АИ-24: меньшей размерности, мощностью от 2550 до 2820 л. с.
Определите свой уровень знаний об авиадвигателях
Сразу после прохождения вы узнаете свой результат, а затем получите развёрнутую обратную связь от преподавателя и персональный план повышения уровня.