AL-41F

Saturn - Ljulka, Rusko (projekt)
Rybinskije Motory, Rusko (výroba)

AL-41F (Izdělije 20) je první ruský motor 5. generace, v době svého testování byl absolutní novinkou ve světě leteckých motorů i použitých technologií. Zahrnuje v sobě uplně nové aerodynamické charakteristiky a použití "exotických" materiálů, jako je například kvalitní tepelně odolná keramika, uhlíkové materiály, sloučeniny bóru a hliníku atd. Motor byl od roku 1985 vyvíjen kanceláří Saturn-Ljulka (Moskva), vedenou Viktorem Čepkinem. Je srovnatelný s americkým F119 letounů F-22 a JSF.

AL-41F splňuje několik základních charakteristik motorů 5. generace:

• poměr tahu ke hmotnosti je 11:1, což je znatelný skok oproti 8:1 u motorů AL-31F. Na redukci hmotnosti a zvýšení tahu má zásluhu mimo jiné také znatelné snížení počtu stupňů vysokotlakého kompresoru, celkové stlačení však vzrostlo.
• vektorování tahu má být zahrnuto již v základní produkční verzi na rozdíl od motorů 4. generace, kde je takovýto systém nabízen v pozdějších verzích, nebo až na přání zákazníka. Testovací motory vektorování tahu patrně neměly.
• letoun poháněný těmito motory je schopen letu nadzvukovou rychlostí bez použití přídavného spalování - supercruise. Na vysokém výkonu bez přídavného spalování má největší podíl zvýšení teploty plynů před turbínou o 250°C - na dosud nevídaných 1600°C.
• ovládání motoru je plně integrováno do digitálního systému řízení letounu (vývoj takovéhoto systému údajně přijde na 600 až 700 miliónů dolarů)

Základní parametry motoru byly nejprve prověřeny při pozemních zkouškách. Do vzduchu se motor dostal na létající laboratoři Tu-16 Gromovského institutu pro výzkum v oblasti letectví na začátku roku 1990. Nakonec byl nainstalován do letounu MiG-25PD (20-84) na místo levého motoru R-15-300. Během více než třiceti letů (1990 - 1991) byly prověřeny vlastnosti i na vysokých Machových číslech, motor byl za letu zastavován a opětovně úspěšně spouštěn. Na základě výsledků testů byly na motoru provedeny některé konstrukční úpravy, čímž byl vývoj téměř u konce. Poté se však delší dobu díky nedostatku financí nic nedělo. Až v únoru 2000 motor znovu vzlétnul, tentokrát na dvoumotorovém technologickém demonstrátoru MiG 1.44 projektu MFI. Ne zcela dokončený vývoj motoru a ovládacího systému letounu zpozdily jeho vzlet zhruba o 6 let. Letoun provedl dva nebo tři lety, brzy však bylo přerušeno financování celého projektu a demonstrátor kanceláře MiG se už do vzduchu nedostal. Do této doby bylo zhotoveno celkem 25 motorů.

U testovaných motorů bylo údajně dosaženo tahu 176 kN při hmotnosti 1500 kg. Jak již je poslední dobou zvykem, motor měl být později k dispozici ve vojenských verzích (tah 15 - 20 tun), v civilních verzích (tah 16 - 40 tun) a také jako výkonný pozemní zdroj elektrické energie. Takovýto přístup pomáhá snížit cenu vývoje a zároveň umožňuje rozšíření motoru do několika dalších sektorů - nejen k armádnímu letectvu. AL-41F byl vážným kandidátem pro pohon lehkého taktického bojového letounu S-55 (program LFI, motor by byl zřejmě ve slabší variantě). S motory se údajně počítalo i pro pohon experimentálního S-37, použity musely být nakonec motory D-30F6, protože všechny dostupné AL-41F získal program MiGu a další experimentální motory od Ljulky (deriváty AL-31F s vektorováním tahu) byly v jiných programech kanceláře Suchoj.

Zmrazení projektu AL-41F však neznamenalo ukončení práce na pokročilých motorech nové generace. Poznatky nabyté patnáctiletým vývojem motoru byly využity u níže popisovaných motorů AL-41F1A (Izdělije 117S).

Nyní je vhodný okamžik zmínit, že použití označení AL-41 u motorů Saturnu je trochu nešťastné. AL-41F (Izdělije 20) je výše popisovaný, výkonný motor 5. generace z 90. let. AL-41F1A (Izdělije 117S) je výrazná modernizace motoru AL-31F na úroveň motorů generace 4++. Konečně AL-41F1 je motor rozměrově kompatibilní s AL-31F, ale s novým jádrem a technologicky plně na úrovni 5. generace.

AL-41F1A (Izdělije 117S)

Izdělije 117S, motor generace 4++, patrně vychází z AL-31FP letounů Su-30/30MKI, přičemž byly aplikovány zkušenosti z vývoje původního motoru AL-41F. Motor byl Saturnem vyvinut na základě objednávky kanceláře Suchého (Suchoj) pro letouny Su-27SM2 a jejich exportní variantu Su-35.

Od AL-31FP se liší zvýšeným tahem a resursem. Tah dosahuje 8800/14500 kp, doba mezi generálními opravami vzrostla z 500 na 1000 hodin, celková životnost z 1500 na 4000 hodin. Těchto vysokých hodnot, při zachování vnějších rozměrů a hmotnosti, bylo dosaženo použitím nových technik při návrhu nízkotlakého kompresoru a zvětšením jeho vstupního průměru z 905 na 932 mm, čím se zvýšil průtok vzduchu a zvýšilo stlačení. Další novinkou je vylepšená turbína s efektivnějším systémem chlazení lopatek (zde ono prodloužení životnosti). Digitální systém řízení motoru je nyní integrován v systému řízení letounu. Motor je vybaven trojrozměrnou vektorovatelnou tryskou s výchylkou až +- 15°.

Motor si zachoval vnější rozměry a hmotnost dřívějších AL-31F a AL-31FP, tudíž instalace do stávajících letounů řady Su-27/30 bude vyžadovat jen nevelké úpravy motorových gondol a vstupů vzduchu. Nové motory by měly být od roku 2010 instalovány například do letounů Su-27IB/32FN/34, zvažuje se také možnost budoucí instalace do čínských Su-30MKK/MK2, indických Su-30MKI nebo dalších typů řady Su-27.

Celkem bylo sestrojeno (stav z dubna 2006) pět motorů. V první etapě zkoušek se uskutečnily stendové zkoušky (od srpna 2003) a letové testy (březen 2004 až listopad 2005) na zkušebním letounu Su-27M ev. č. 710 (Su-35-1) a to jak s jedním (k tomu byly připraveny 3 motory základní verze 117), tak i se dvěma motory (dva 117A), to vše včetně letů rychlostí M>2. Celkem bylo provedeno 30 letů, z toho 5 letů se dvěma motory. Celkové náklady od zahájení vývoje v roce 2000 až do ukončení první etapy se vyšplhaly na 1.5 mld rublů (cca 52 mil $). Pro druhou etapu zkoušek bylo určeno několik motorů 117S s životností stanovenou již na 4000 hodin oproti pár stovkám u základního 117. Motor 117S má několik menších vylepšení, především pro usnadnění jeho velkosériové výroby. Odtud možná přípona S pro "serijnyj". V současné době (2008) se motory 117S testují na letounech Su-35BM.

Saturn předpokládá, že další vývojem se s 117S dostane do tahové třídy nad 15000 kp. Projekt vývoje motorů řady Izdělije 117 ze 40% financuje kancelář Suchého, zbytek se rovným dílem dělí mezi Saturn a UMPO, tedy obě firmy po 30%.

Motor 117S byl vybrán pro pohon nového letounu T-50 (program PAK-FA), vzlet se předpokládá v roce 2009. Jiné zprávy to upřesňují. Nemělo by se jednat přímo o 117S (AL-41F1A) s jádrem z AL-31F, ale o motory AL-41F1 s technologicky novým jádrem a životností 6000 hodin. Motor s novým jádrem uplatní všechny zásadní technologie, které Saturn vyvinul při práci na AL-41F. Vektorovatelná tryska se bude vychylovat vertikálně o +- 15° a horizontálně o +-8° rychlostí 60°/s.

Motor s označením AL-41F1 byl prezentován už na výstavě MAKS 2001 jako nejslabší vojenská varianta řady AL-41. Není jasné, zda motor stejného označení z předchozího odstavce je ten samý typ, jako motor z výstavy, či jde o další vývojový stupeň po AL-41F1A.

Na prvním snímku letoun Su-35 s motory Izdělije 117S na výstavě MAKS 2007.

Některé zprávy zmiňují, že Saturn nadále pracuje na novém motoru pro letouny nové generace, dost možná se jedná o znovuobnovení vývoje AL-41F s řadou změn a předpokládaným poměrem tahu ke hmotnosti na hodnotě 14 až 15. Nový motor by mohl pohánět i jednomotorový letoun, odpověď na americký program JSF.

MiG 1.42


Schématické srovnání AL-41F (Izdělije 20) a AL-41F1A (Izdělije 117S).

Některé zdroje použitých informací a obrázků:

• http://engine.aviaport.ru
• http://www.npo-saturn.ru
• http://www.flightinternational.com

Poslední aktualizace: 18.9.2002 | 1.12.2007 | 31.12.2007 | 10.11.2008