Часовой прогон: двигатель GT50 выходит на установившийся режим

Безупречное состояние после первого запуска

Первым делом после первоначального запуска GT50 необходимо было осмотреть двигатель и убедиться, что ничто не повреждено, а все системы отработали именно так, как ожидалось.

Мы сняли топливный коллектор и проверили каждую топливную форсунку и завихритель.** Затем, воспользовавшись подготовленными точками доступа, **мы исследовали ядро двигателя с помощью бороскопа: осмотрели жаровую трубу, стык между жаровой трубой и сопловым аппаратом, прошли через заднюю часть двигателя, чтобы осмотреть лопатки турбины спереди, и дошли вплоть до компрессора.

Вердикт? Никаких следов касаний, никаких нарушений целостности компонентов и абсолютно никаких непредвиденных отклонений в работе. Двигатель отработал именно так, как мы и надеялись.

Двадцать запусков за месяц

После подтверждения исправности двигателя следующим этапом стала установка нового оборудования на испытательный стенд, завершение функциональных испытаний и постепенный вывод двигателя на более высокие расчетные режимы — с увеличением оборотов, температуры и мощности. Двигатель работал более продолжительное время, чтобы максимально осторожно, методично и планомерно расширить эксплуатационный диапазон и накопить опыт эксплуатации.

Спустя примерно двадцать испытательных запусков множество небольших последовательных изменений в совокупности привели к реальному прогрессу.

Внутри модернизированной испытательной камеры

Защита — прежде всего

Перед началом любых высокоскоростных испытаний на первый план выходят системы безопасности. Во время первых высокоскоростных тестов поверх двигателя теперь устанавливается защитная конструкция, предназначенная для безопасного удержания лопастей в случае их обрыва до полной остановки двигателя. Для предстоящих запусков при более высоких температурах и скоростях вокруг защитного кожуха будет возведена бетонная конструкция, способная выдержать разрыв диска — по сути, масштабное катастрофическое разрушение внутри двигателя. На ближайшие несколько запусков нам достаточно защиты от обрыва лопастей.

150 датчиков: полная калибровка и непрерывная запись данных

Главное визуальное изменение в самом двигателе состоит в том, что все 150 датчиков теперь полностью подключены, откалиброваны и аккуратно подведены к системам сбора данных. Это позволяет нам отслеживать каждую деталь работы двигателя в режиме реального времени в ходе испытаний.

Не менее важно и то, что мы фиксируем абсолютно всё. После завершения каждой контрольной точки испытаний мы можем перейти в автономный режим и сравнить фактические показатели каждого параметра двигателя с расчётными проектными значениями — выявляя любые нюансы, требующие доработки, настройки или улучшения конфигурации, прежде чем переходить к более скоростным, высокотемпературным и интенсивным испытаниям, по-настоящему нагружающим двигатель до предела.

Системы топливоснабжения и смазки, вынесенные за пределы двигателя

Мы продолжаем использовать внешние вспомогательные системы топливоснабжения и смазки, чтобы идеально настроить их работу до установки собственных агрегатов на переднюю часть двигателя. Стенд системы смазки обеспечивает независимое управление каждой напорной и каждой откачивающей магистралью, а также интенсивностью теплообмена возвращаемого масла в баке. Это позволяет настраивать параметры подачи и откачки масла и, следовательно, минимизировать габариты и массу агрегатного насоса, который будет устанавливаться на GT50 в стандартной комплектации, — просто за счёт подбора ширины зубчатых венцов его шестерёнчатых насосов.

Вне контейнера мы теперь можем дозаправлять двигатель в режиме реального времени и изменять параметры смазки и откачки с внешних пультов управления прямо во время испытаний. Топливный бак значительно большего объёма, питаемый из резервного бака на территории комплекса, позволяет нам подготовиться к длительным запускам, которые уже не за горами, а новый навес укрывает команду во время испытаний в прохладные месяцы.

Контроль со всех ракурсов

Внутри контейнера видеокамеры, расположенные по всем четырём углам, обеспечивают полную видеозапись работы двигателя со всех ракурсов во время каждого испытания. Тепловизионная камера, направленная на двигатель, позволяет нам калибровать температуру всех окружающих поверхностей — и выявлять любые утечки газа через фланцы или в любой другой части двигателя в момент их возникновения.

Правильный запуск двигателя

Ещё одним направлением недавних испытаний стали характеристики зажигания. GT50 оснащён двумя запальными свечами в нижних квадрантах; предусмотрено несколько мест их установки с возможностью смещения ближе к центру или дальше от него.

До настоящего времени характеристики зажигания определялись главным образом динамикой топливной системы: тем, как мы заполняем и продуваем топливные магистрали и поддерживаем распылительные форсунки в исправном состоянии в ходе каждого испытания, чтобы обеспечить равномерный и плавный розжиг по всей камере сгорания. Значительная часть времени на этом этапе испытаний была посвящена тому, чтобы добиться именно такого результата: удерживать температуру на низком уровне при запуске и обеспечивать плавное нарастание оборотов на начальных этапах зажигания и выхода на режим.

Балансировка системы смазки

Ещё одним критически важным узлом является система смазки: необходимо правильно настроить и сбалансировать каждый из потоков. По мере того как мы постепенно увеличиваем продолжительность работы и повышаем нагрузку на двигатель, мы следим за тем, чтобы он достигал устойчивого теплового равновесия — с настроенной гидродинамикой потоков для отвода тепла от подшипников и внутренних компонентов двигателя, поддержания масла в баке при оптимальной температуре, а также стабильной работы как нагнетающего, так и откачивающего насосов.

Часовой прогон

Сегодня в программе случилось сразу несколько первых: двигатель проработал со всеми проверенными системами значительно дольше, чем прежде.

Утром мы запустили двигатель и прогнали его более часа, чтобы выйти на установившийся режим работы:

• Стабильная температура масла в системе смазки
• Стабильная откачка
• Стабильная температура подшипников
• Равномерная температура на выходе из камеры сгорания

Во второй половине дня мы повторили запуск — ещё один часовой прогон, на этот раз с установленным коническим выхлопным патрубком, который обеспечивает правильное распределение давлений по всему тракту двигателя. Результат? Температура подшипников стабильна, температура в камере сгорания стабильна, подача масла и давления в норме. Двигатель работал действительно плавно, ровно и безупречно.

Дальнейший путь ясен. Мы увеличим наработку двигателя и накопим больше опыта, точно настроим температурные режимы системы смазки, а затем перейдём к расширению эксплуатационного диапазона, подвергая GT50 более высоким нагрузкам, оборотам и температурам во всём спектре граничных условий по давлению.