Motor pro rychlé, vysokolétající letouny MiG-25. Vyvíjen byl v 60. letech.
R-15
AMNTK Sojuz (Tumansky), Rusko (vývoj)
OKB A.A.Mikulina, Rusko (vývoj)
MMPP Saljut, Rusko (výroba)

Jednohřídelový
motor R-15 byl vyvinut speciálně pro let ve velké výšce a pří rychlosti převyšující
M=2,5. Základní variantu motoru vyvinula OKB-300 S.K.Tumanskeho, na dalším vývoji
se podílela spolu s OKB A.A.Mikulina. Nejprve se plánovalo použití na strategické
jaderné okřídlené střele Tu-121 o doletu necelých 4000 km. Ta byla poprvé
vypuštěna v srpnu 1959, v následujícím roce byl však projekt ukončen ve
prospěch balistických střel. Speciálně pro tento typ prostředků byla
vyvinuta pohonná jednotka 15K (značená též R-15K-300 nebo KR-15-300)
s tahem na přídavném spalování 10000 kp.
První sériově vyráběné motory začaly být montovány do "gigantických" dálkově řízených bezpilotních průzkumných letounů
Tu-123 Jastreb (DBR-2). Ty vznikly úpravou střel Tu-121 v letech 1960-61, do výzbroje
byly zavedeny 23.5.1964 a do roku 1972 jich bylo vyrobeno celkem 52 kusů. Co se
týče termodynamických dějů, blížily se R-15 ke kategorii motorů náporových.
Odpovídalo tomu i stlačení vzduchu za pětistupňovým
kompresorem, které při statických podmínkách bylo už i na svou dobu
opravdu nízké. Stlačení na kompresoru bylo kompenzováno náporovým stlačením při
vysoké rychlosti a speciální neregulovatelnou tryskou, díky čemuž byl výkon ve velkých výškách a
rychlostech kolem M=2.5 podstatně vyšší než u běžných motorů - blížil
se ke 20ti tunám (téměř 200kN). S příliš dlouhou
životností se nepočítalo a tak byl resurs (garantovaná
doba bezporuchového provozu) stanoven jen na 50 hodin provozu. Ve spojitosti se
střelou Tu-121 se někdy udává resurs dokonce jen 15 hodin, přičemž motor
mohl pracovat nepřetržitě 3 hodiny na plné forsáží.
V
roce 1957 byl na rýsovacích prknech navržen prototyp stíhacího letounu
E-150. Plánovalo se využití upravených předchozích motorů, tentokrát s
označením R-15-300(M). Na jejich dokončení se muselo čekat celých 18
měsíců a tak první prototyp E-150 vzlétnul až 8.7.1960. Na rozdíl od původního motoru musel R-15-300 pracovat v plném provozním
rozsahu letounu, včetně vzletu, přistání a pozdvukových letů. Tento požadavek si vyžádal instalaci automaticky ovládaného odpouštěcího pásu za třetím
stupněm kompresoru, trubkově-prstencové spalovací komory, nové (doposud největší v historii) komory přídavného spalování a trojpolohové výstupní trysky.
Turbína zůstala jednostuoňová. Trubkově-prstencová spalovací komora pracovala s o 50°C vyšší teplotou a byla "doladěna" pro provoz ve větší výšce (není jisté, zda se tak nestalo až u motoru R-15B-300).
Druhý prototyp
E-150 testoval od roku 1962 modernizované motory R-15M-300 se zlepšeným
výškovým výkonem. Přímým následovníkem E-150 byl od 21.5.1961 létající
E-152 také s jedním motorem R-15-300(M). (pozor, E-152A měl dva motory
R-11F-300). V organizaci FAI byl letoun veden jako E-166, motor jako R-166. Životnost
už ale začínala být problémem - resurs několik desítek hodin stačil
nanejvýš pro pozemní zkoušky a pokusné lety, pro sériové stroje musí být
motor vyladěný a mnohem spolehlivější. Tak jak tak, motory R-15-300 a jejich nejbližší
modifikace nastřádaly počátkem 60. let na letounech E-150, E-152 a E-152M
značné množství letových hodin včetně letů ve velkých výškách a při
vysokých rychlostech. Stejným motorem poháněná ozbrojená varianta letounu
E-150, typ E-151, zůstala jen v podobě makety.
R-15 byl jako jediný dostupný
motor
odpovídajících charakteristik vybrán pro pohon letounu E-155, prototypu MiGu-25. Po pravdě: nebyl to zcela jediný motor těchto výkonů.
Rybinská kancelář pod vedením P.A.Kolesova v té době zkonstruovala a
testovala ještě silnější motory RD17-16. Ovšem byla postavena jen hrstka
exemplářů a motor byl určen jen a pouze pro nadzvukový bombardér M-52,
který nakonec nikdy nevzlétnul. Ljulka také pracoval na motoru stejné tahové
třídy, projekt byl však zatím jen na rýsovacím prkně.
Pro
použití na letounech E-155 byla vyvinuta verze R-15B-300 (Izdělije
15B), která měla oproti původním 15K z bezpilotních letounů a R-15-300 z pokusných letounů řadu konstrukčních změn.
Během krátké doby konstruktéři provedli výměnu původního jednoduchého hydromechanického systému
řízení přívodu paliva, optimalizovaného pro držení motoru na konstantním
tahu, za plně regulovatelný elektronický systém (prvně na sovětském bojovém
letadle) typu RRD-15B s rezervním mechanickým systémem. Práce na elektronické
regulaci vedl S. Čěkunov. Problém původního hydromechanického řízení se
projevil už u letounů E-150 a E-152, kde se průtok paliva často měnil a to
v širokém rozsahu 150 - 15000 kg/h. Na tak rozdílné průtoky nebyl původní
systém stavěný. U E-155 byla vyžadována přesnost
regulace otáček 0,2%, krom toho musel být systém svázán s regulátorem nasávacích
otvorů letounu.
Jako palivo se používá speciální kerosin T-6 (T - Toplivo) s vysokým bodem
varu. Náhradou může být palivo T-7P a RT (Reaktivnoje Toplivo). Každý motor
je vybaven vlastním
detektorem ohně s ionizačními senzory a hasícím přístrojem, jehož médiem
je chlorfluorocarbon (CFC). Otáčky při maximálním výkonu byly 7000 /min.

Koncová hrana motoru má úctyhodný průměr téměř 150 cm.
Konečný
R-15B-300 a především jeho elektronický systém řízení byl nejprve v
letech 1963-64 intenzivně testován pod létající laboratoří Tu-16LL. Výsledky
však neposkytly všechny potřebné informace, jelikož letové podmínky
poskytnuté letounem Tu-16 se ani zdaleka neblížily podmínkám, pro které
byl motor optimalizován. První
R-15B-300 měly životnost jen 25 hodin! E-155 vzlétnul poprvé v březnu 1964,
v letech 1965-75 bylo na letounech tohoto typu ustanoveno 21 světových rekordů.
V záznamech FAI byl letoun veden jako E-266 a motory jako R-266, to vše pro
zmatení "západního" nepřítele. Motory prvních sériových MiG-25
(od 1969) měly životnost stanovenu na 150 hodin, v dalších sériích byla zvýšena
až na 750 hodin provozu. Nepřerušovaná doba provozu s přídavným spalováním
byla z počátku stanovena na 3 minuty. Byla však zvýšena na 8 a později na
40 minut. Trysky jsou v zadní části
z aerodynamických důvodů natočeny nepatrně k sobě a jsou u sebe natolik
blízko, že se jejich profily prolínají, takže z každé trysky musely být
odstraněny 3 segmenty a nahrazeny na trup letounu napojeným oddělujícím
blokem. Vzhledem k značnému zahřívání povrchu motorů musely mít letouny
kvalitní tepelné stínění. Motory se používaly
na starších letounech MiG-25 a ukázaly se být dostatečně spolehlivými i při ostrých
klimatických podmínkách od chladného Ruska až po horký Egypt. Konstruktéři letounu MiG-25 nakonec
dostali Leninovu Cenu, za pohonnou jednotku R-15B-300 ji dostal Fedor Šuchov.
Neúspěšný projekt letounu T-37
byl založen také kolem těchto motorů. Ve stádiu projektu zůstal také
dvoumotorový přepadový stíhač Tu-128 2R-15B-300 i čtyřmotorový nadzvukový
bombardér Tu-125.

Zástavba motorů a rozmístění palivových nádrží o kapacitě 15ti tun
speciálního kerosinu v letounu MiG-25.
Motory
R-15B-300 však vždy omezovaly výkony letounů MiG-25, hlavně dolet a dlouhodobou cestovní rychlost. Při letu nad M=2,8 měly tendenci nekontrolovatelně zvýšit otáčky a přehřívaly se. Podle vyprávění zkušebních pilotů překračovaly letouny MiG-25 manuálem povolenou rychlost M=2,83 velmi
ochotně a taky se tak často stávalo. Dosáhnout rychlosti kolem M=3 údajně nebyl větší problém.
V některých materiálech se lze dokonce dočíst, že svéhu času operovaly egyptské MiG-25 nad Izraelským územím
při rychlosti M=3,2, motory po těchto letech prý byly vyměněny. Lze se jen dohadovat, zda údaj o rychlosti M=3,2 je založen na pravdě.
Brzy po zavedení MiGu-25 do služby
byly požadovány výkonnější a ekonomičtější pohonné jednotky. Bylo
toho možné dosáhnout i ne tak drastickou změnou stávajících motorů.
Nový
R-15BF2-300 (Izdělije 65M) designérů Šuchova a Rotmistrova měl navíc jeden stupeň kompresoru a bylo použito nových
materiálů, dovolujících zvýšit teplotu ve spalovací komoře a na turbíně.
Při zachování vnějších rozměrů se zvýšil stupeň stlačení ze 4,75 na
4,95 a klesla spotřeba paliva. Tah narostl přibližně o čtvrtinu a umožnil
by lety rychlostí až 3500 km/h. Motory byly od roku 1973 zkoušeny
na dvou letounech E-155M (MiG-25M), které dosáhly několika rekordů ve
stoupavosti a výšce letu. Přestože se prokázalo zlepšení výkonů letounu
a motory byly plně zaměnitelné s předchozími verzemi, přes 10 let zavedená
sériová výroba R-15 by se zbytečně zkomplikovala. Hlavně ale SSSR začal v té době
měnit priority a extrémní rychlost už nebyla tak důležitá jako dříve. Krom toho Koliesovy motory D-30F6 pro plánovaný MiG-31 poskytovaly podobné výkonnostní
kvality, ale měly výrazně nižší spotřebu.
Poslední
sériově vyráběnou verzí byla R-15BD-300 s modifikovaným příslušenstvím
(skříň náhonů atd.), životností stanovenou na 1000 hodin a s výkonem 'stejným' jako jeho předchůdce (viz poznámka za tabulkou TTD). Motor začal být od konce 70. let montován do
nových sérií MiGů-25,
konkrétně to byly nejméně tyto verze: PD, BM a konverze starších letounů
na verzi PDS a RBF. Starší MiGy-25, u kterých skončila doba životnosti
R-15B-300 už dostávaly nové motory R-15BD-300. Pozdější série R-15BD-300
měly tah nepatrně vyšší.
Měla
vzniknout ještě jedna verze motoru, a sice R-15BV-300 (V - Vysotnyj) se
zvýšeným výkonem ve velkých výškách. Motor by umožnil let nebývalou
rychlostí M=3.5 (přes 3700 km/h). V polovině 60. let se s ním uvažovalo v
souvislosti s přepadovým stíhačem
E-155PA (MiG-25PA). Projekt ale nebyl nijak dál rozvíjen.
 |
 |
MiG-25 |
E-150 |
|
|
Tu-123
|
E-152
|
Typ |
- |
R-15-300 |
R-15B-300 |
R-15BD-300 |
R-15BF2-300 |
Délka |
mm |
|
6264 (MiG-25FP) 6655 (MiG-25, MiG-25RB) |
|
Průměr vstupu |
mm |
|
966 |
|
Maximální průměr |
mm |
|
1640 |
|
Suchá hmotnost |
kg |
|
2706 (MiG-25FP) 2772 (MiG-25, MiG-25RB) |
|
Celkové stlačení |
- |
|
4,75 |
4,95 |
Max. teplota před turbínou |
°C |
|
942 |
|
Max teplota za turbínou |
°C |
|
820 (za letu), 800 (při spouštění) |
|
Tah - maximální (H=0, M=0) |
kp |
6840 |
7500 |
8800 |
10000 |
- s forsáží (H=0, M=0) |
kp |
9500 |
11200 |
11200 |
13250-14500 |
- forsáž (H=15km,
M=1,8) |
kp |
7000 |
|
|
|
- forsáž (H=11km, M=2,4) |
kp |
19800 |
|
|
|
SFC - maximální |
kg/kp/h |
|
1,25 |
|
|
- s forsáží |
kg/kp/h |
|
2,75 |
|
|
Poznámky
- Tah motorů R-15K-300 (KR-15-300) je s přídavným spalováním
kolem 10000 kp.
- R-15BD-300 je ve všech zdrojích udáván 8800 / 11200 kp. Číslo 8800
je ale trochu zajímavé, jelikož je vždy udáváno, že motor verze BD se od
verze B liší pouze modifikovanou skříní náhonů a ta má na výkon pramalý
vliv. Ovšem někdy se také udává, že nové motory mají sníženu
specifickou spotřebu paliva, tím pádem by byly možné i nějaké změny ve výkonu.
- Co se týče motoru R-15BF2-300, tam zdroje uvádějí buď 10000 /
13250-14500 (zdroj z roku 1997) nebo 10900 / 13500. První považuji za věrohodnější.
-
Je jisté, že tah u
země při nulové rychlosti není pro tyto motory zcela směrodatný, jelikož
jsou optimalizovány pro úplně jiné podmínky.
-
U R-15B(BD)-300 jsou dvě hodnoty délky a hmotnosti. První platí pro motory přepadových MiG-25P s "krátkou tryskou", druhá pro motory letounů MiG-25 a MiG-25RB s "dlouhou tryskou". Povolené odchylky hmotností jsou 2%. Jiný
zdroj udává u R-15BD-300 hmotnost 2625 kg
- Připomínám, že hodnoty v tabulkách nemusí vždy přesně odpovídat realitě a berte je pouze
jako orientační (i když s poměrně velkou pravděpodobností, že se dost blíží
realitě). Přesné údaje by bylo nejlepší zjišťovat přímo u výrobce,
ale obávám se, že ani tam by neposkytli univerzálně platné hodnoty.
Jednoduše každá série, ne-li každý jednotlivý motor, je originál.

Schématický řez motorem R-15B-300 a průběhy teploty, stlačení a rychlosti plynů.
KONSTRUKCE MOTORU R-15B-300
R-15B-300 je jednoproudový jednohřídelový motor s pětistupňovým kompresorem, trubkově-prstencovou spalovací komorou, jednostupňovou turbínou, forsážní komorou a výstupní tryskou. Turbína je nejvíce zatěžovanou součástí motou a i přes přítomnost chladícího systému je díky turbíně výrazně omezena doba činnosti motoru na vysokém výkonu. Hlavním letovým režimem letounu MiG-25 je let na dlouhou vzdálenost s částečnou forsáží. Toto si vyžádalo taková konstrukční opatření, aby mohl být režim částečné forsáže dlouhodobě provozován se zachováním stabilního spalování a přijatelné spotřeby. Systém řízení chodu motoru automaticky udržuje zadaný režim práce motoru v závislosti na poloze přípusti motory v kabině letounu, teploty okolního vzduchu rychlosti letu. Hlavní systém je elektronický (RRD-15BM), záložní je hydromechanický (agregát 10370ND).
Výstupní ústrojí
Tryska motoru R-15B-300 sestává ze vzájemně mechanicky svázané vnitřní a vnější pohyblivé části. Plocha kritického průřezu je regulována vnitřní částí.
Automatickou regulaci výstupního ústrojí zajišťuje systém řízení režimu motoru a je závislá na režimu práce motoru a čísle M. Výstupní tryska má tři fixní polohy, pokud je motor vybaven všerežimovou tryskou, je možná plynulá změna mezi těmito polohami.
- poloha I s vnitřním průměrem 945 mm. Na motorech bez všerežimové trysky použita při škrceném (otáčky nad cca 68 - 75%) a maximálním režimu (I. maximální). Na motorech se všerežimovou tryskou poloha použita pouze při maximálním režimu do rychlosti letu M=1.5. V této poloze tryska pracuje s podkritickým spádem tlaku, při kterém rychlost plynu ve zužující se části trysky roste a tlak klesá až na úroveň tlaku atmosférického.
- poloha II s vnitřním průměrem 1100 mm. Poloha odpovídá volnoběhu (na motoru se všerežimovou tryskou při stlačené přední podvozkové noze), režimu "první forsáž" (M < 1.5) a bezforsážnímu režimu "druhý maximální" (M>=1.5 při procesu odbržďování letounu po vypnutí forsáže). Při forsážním režimu je na trysce nadkritický spád tlaku. Profil trysky je v této poloze konvergentní-divergentní (Lavalova tryska).
- poloha III s vnitřním průměrem 1170 mm a průměrem výstupní části 1640 mm. Poloha použita při forsážním režimu za letu při rychlosti M > 1.5, tzv. "druhá forsáž" a nebo při nepracujícím motoru. Dochází k velkému nadkritickému propadu tlaku.
Krom vypsaných režimů je poloha II a III použita k usnadnění spouštění motoru, rychlejší akceleraci na maximální režim, udržení stability práce kompresoru, při snižování otáček v momentu překročení jejich maximální povolené hodnoty, použita je také ke stabilizaci práce motoru při snížení nebo zvýšení otáček motoru pilotem na bezforsážních režimech.
Na bezforsážních režimech u motorů bez všerežimové trysky jsou tři režimy:
na zastaveném motoru poloha III, na volnoběhu (nízký tah) poloha II, na otáčkách 68-75% se přechází v polohu I. Doba přechodu mezi jednotlivými polohami trysky je 2 - 4 sekund.
Na bezforsážních režimech motoru vybaveného všerežimovou trysku je krom fixních třech poloh (III - vypnutý motor, II - volnoběh na zemi, I - maximál) ve škrceném režimu motoru proměnlivá poloha mezi polohou I a II. Plné odkrytí trysky (poloha II) je při nízkém tahu (volnoběh) a při stlačené přední podvozkové noze. Při nestlačené přední podvozkové noze a při volnoběhu je poloha trysky proměnlivá. Systém plynulé regulace umožňuje plynulou změnu tahu v závislosti na otáčkách motoru, což je důležité pro jemnou regulaci tahu např. během přistání.
VÝKONOVÉ CHARAKTERISTIKY MOTORU R-15B-300
Režimy motoru R-15B-300, převzato z manuálu.
Výškově-rychlostní charakteristika motoru R-15B-300 na maximálním režimu.
Výškově-rychlostní charakteristika motoru R-15B-300 na režimu forsáže.
Výškově-rychlostní charakteristika motoru R-15B-300 na volnoběhu.
Specifická spotřeba paliva motoru R-15B-300 na maximálním režimu.
Specifická spotřeba paliva motoru R-15B-300 na režimu forsáže.
Komentáře k této stránce
2012-05-08 19:05:30
Emmanuel
Dobre odpoledne. Vim, ze je to mozna otakza nepatricna, ale je sance se dostat k EXIFu u jednotlivych fotografii? Obrazky takoveto kvality jsou bajecnym studijnim materialem. Diky za odpoved.
Hello Mikael, presented information are from MiG-25RB manual, the same you have. I do not posses the R15 manual.
2011-11-07 15:44:17
mikael.oja@kolumbus.fi
Helou reader!
I´m Mikael of Finland; I have MiG-25 RBSh and MiG-23 MLDm.
Ih You now vere is P15B300 engine manual I bay this book.
Yes of goos other book too.
Answe pleas!
Have a nice week!
Mikael of Finland,
2010-09-05 20:48:48
Matyskovič
Výborné, po téhle věci jsem dlouho pátral !!!!!!!!!
Není možné vkládat odkazy začínající http://, použijte h**p://.
Všechny položky formuláře jsou povinné. Nevhodné příspěvky budou bez varování mazány.
Poslední aktualizace: 29. 6. 2004 | 1. 12. 2007 | 5. 5. 2008