![]() |
RD-45Fautor textu: Ing. Marián Hocko, PhD.![]() ÚVODKeď boli v marci 1948 úspešne ukončené vojskové skúšky prototypov stíhacieho lietadla „MiG-15“ z konštrukčnej kancelárie ARŤOMA IVANOVIČA MIKOJANA (5.8. 1905–9.12.1970) a MICHAILA JOSIFOVIČA GURJEVIČA (12.1.1893–12.11.1976) s turbokompresorovým motorom „RD-45“, dostalo sa do sériovej výroby prúdové stíhacie lietadlo druhej generácie, ktoré sa na dlhé roky stalo základným typom stíhacieho letectva ZSSR a mnohých ďalších štátov sveta. Zaradenie stíhacieho lietadla „MIG-15“ (v kóde NATO „FAGOT A“) s motorom „RD-45“ do výzbroje československého vojenského letectva v podstatnej miere ovplyvnilo aj smerovanie a vývoj československého leteckého priemyslu po roku 1951. Začiatky vývoja motora „RD-45“ siahajú do obdobia 2. svetovej vojny, kedy bol vo Veľkej Británii pod vedením Sira FRANKA WHITTLEYHO realizovaný výskum prvých prúdových motorov. Vývoj motora „ROLLS-ROYCE RB.41 NENE“, ktorý sa stal priamym predchodcom motora „RD-45“, začala firma „ROLLS-ROYCE“ v marci 1944 na základe požiadavky Ministerstva letectva na motor s ťahom FT = 18,683 kN (4200 lb.). HOOKER a LOMBARD navrhli motor „RB.40“ (počiatočné písmena pochádzali z označenia ROLLS-ROYCE a BARNOLDSWICK). Uprostred roku 1944 HOOKER navštívil USA a zistil, že firma „GENERAL-ELECTRIC“ mala v tej dobe už dva pracujúce prototypy motorov s ťahom FT = 17,793 kN (4000 lb.). Z tohto dôvodu sa rozhodol upraviť pôvodný návrh motora na ťah FT = 22,241 kN (5000 lb.), a tak pod vedením LOMBARDA bol motor „RB.40“ zmenený na motor „RB.41 NENE“. Miernou redukciou priemeru motora na D = 1,257 m (49,5 in.) a zväčšením priemeru obežného kolesa radiálneho kompresora na Drk = 0,732 m (28,8 in.) bola zvýšená dodávka vzduchu na Qv = 36,287 kg.s-1 (80 lb.s-1). Ostatné prvky motora boli prevzaté zo skúšaných motorov „DERWENT“. Prototyp motora bol vyrobený za šesť týždňov. Prvé spustenie motora bez vstupného ústrojenstva sa konalo 27. októbra 1944. Pri prvom spúšťaní motora sa vyskytli problémy so zapaľovačmi. Po opakovaných pokusoch o spustenie Denis DREW vyskrutkoval nespoľahlivé zapaľovače z motora a roztáčaný motor zapálil plameňom z kyslíkovo-acetylénového zváracieho prístroja cez otvor, určený pre montáž zapaľovača (takto sa vlastne zrodil prvý pochodňový zapaľovač leteckých turbokompresorových motorov). Po úspešnom zapálení zmesi paliva a vzduchu v spaľovacích komorách bol postupne otváraný škrtiaci ventil, pričom motor zvyšoval svoj ťah. Maximálny ťah motora pri tomto prvom spustení prekročil FT = 17,793 kN (4000 lb.). Nasledujúci deň nariadil HOOKER inštalovať vstupné ústrojenstvo motora a opakovať skúšku motora. Motor „NENE“ dosiahol pri tejto skúške ťah FT = 22,241 kN (5000 lb.) pri tej istej teplote plynu pred plynovou turbínou ako pri predchádzajúcej skúške. Tak sa podarilo v priebehu 5 mesiacov vytvoriť malému kolektívu pracovníkov z BAROLDSWICKU v tej dobe najsilnejší motor na svete. Motor používal kvalitnejší kompresor so stupňom stlačenia πKC = 4, pri zvýšenej účinnosti kompresora z ηKC = 0,74 na ηKC = 0,79, ktorý bol umiestnený v skrini typu „16“ s 9 nátrubkami odvodu vzduchu do 9 veľkých spaľovacích komôr rúrkového typu od firmy „LUCAS“. Kompresor a plynová turbína mali samostatné hriadele prepojené rýchlorozoberateľnou spojkou, ktoré boli uložené na tlakovo mazanom guličkovom a valčekovom ložisku. Motor mal malé radiálne obežné koleso kompresora, pridané pre zabezpečenie chladenia ložiska plynovej turbíny a disku plynovej turbíny. Dodávku paliva do motora zabezpečovali dve štandardné palivové čerpadlá. Pre výrobu plášťov motora bol použitý materiál „NIMONIC 75“. Lopatky plynovej turbíny boli vyrobené z materiálu „NIMONIC 80“, disk plynovej turbíny z materiálu „JESSOPS G.18B“. Hmotnosť celého motora bola okolo G = 725,7 kg (1600 lb.). ![]() Po úspešnom ukončení skúšok bol motor „ROLLS-ROYCE NENE R.N.1“ zaradený do sériovej výroby a stal sa jedným zo základných typov leteckých turbokompresorových motorov, na ktorých bol postavený povojnový vývoj prúdových lietadiel vo Veľkej Británii a v celom rade ďalších krajín sveta. Dodávky motora „NENE“ boli povolené do Sovietskeho zväzu, pre firmu „HISPANO-SUIZA“, firmu „PRATT & WHITNEY“, firmu „ROLLS-ROYCE CANADA“, do krajín Britského spoločenstva a neskôr aj do Číny.> Sovietsky zväz, ktorý vo vývoji leteckých turbokompresorových motorov v období po ukončení 2. svetovej vojny zaostával, sústredil svoju pozornosť na využitie nemeckých ukoristených motorov „JUMO-004“ a „BMW-003“ a ich ďalší vývoj. Na ich základe vznikli prvé prúdové motory vyrobené v Sovietskom zväze, označené „RD-10“ a „RD-20“. Ich ďalšie vývojové možnosti však boli už značne obmedzené. Keďže v tomto období vývoj vlastných sovietskych leteckých turbokompresorových motorov ešte nebol dokončený, J. V. Stalin rozhodol využiť možnosti nákupu tejto kategórie motorov vo Veľkej Británii. Motory „NENE-1, 2“ boli dodané do ZSSR v septembri 1946. Začiatkom roku 1946 začali konštruktéri zo závodu „GAZ č.117“ (štátny letecký závod) v Leningrade s pokusom vytvoriť kópiu prúdového motora „ROLLS-ROYCE NE-NE“. V septembri 1946 nákup skutočného motora „NENE“ a jeho dodanie do Moskvy mal za následok okamžité zrušenie tohto pokusu. V. J. KLIMOV priamo odišiel do závodu „GAZ-45“ a so špičkovým kolektívom konštruktérov a inžinierov zo závodu „GAZ-117“ vyrobil kópiu britského motora „NENE“ do najmenšieho detailu. Takto vznikol motor „RD-45“, ktorý dostal svoje číselné označenie podľa čísla továrne, v ktorej bol motor vytvorený. Motor bol zaradený do masovej sériovej výroby pre použitie u prvých sérií stíhacieho lietadla „MIG-15“. V. J. KLIMOV okamžite nariadil začať práce na ďalšom zdokonaľovaní motora „RD-45“. V decembri bol zdokonalený motor, označený podľa V. KLIMOVA „VK-1“, pripravený do výroby, avšak s technickou životnosťou len 25 hodín. Maximálne prietokové množstvo vzduchu bolo zvýšené z Qv = 41 kg.s-1 na Qv = 45 kg.s-1. Variant motora „VK-1A“ s ťahom FT = 26,487 kN (2700 kp) mal zvýšenú životnosť a zmenenú skriňu pohonov. Používal sa u bombardovacieho lietadla „IL-28“. Variant motora „VK-1F“ s prídavným spaľovaním dosahoval ťah FT = 33,1158 kN (3380 kp). Motor bol použitý u stíhacieho lietadla „MiG-17F“. Motor „VK-1“ sa od konca roka 1949 vyrábal v závodoch „GAZ-45“ v Moskve, „GAZ-16“ v UFE a „GAZ-19“ v Kujbyševe. Celkovo bolo v ZSSR vyrobených viac ako 39 000 kusov tohto typu prúdového motora.
Pre československé vojenské letectvo malo stíhacie lietadlo „MiG-15“ („S-102“), „UTI MiG-15“ („CS-102“) a „MiG-15BIS“ („S-103“) mimoriadny význam. V päťdesiatych a začiatkom šesťdesiatych rokov tvorilo takmer 1000 lietadiel „MiG-15“ a „MiG-15BIS“ v 18 stíhacích, 2 prieskumných a 2 školských plukoch základ vojenského letectva v Československu. Prvé zo 62 lietadiel „MiG-15“, dodaných zo Sovietskeho zväzu, boli oficiálne prebrané 8.6.1951. Už predtým bola 17.4.1951 v Moskve podpísaná dohoda o licenčnej výrobe lietadla „MiG-15“ a leteckých turbokompresorových motorov „RD-45“. Stíhacie lietadlá „MiG-15“ boli vyrábané v leteckej továrni „LETOV LETŇANY“ v Prahe, od roku 1953 v novej továrni „AERO VODOCHODY“. Celkovo bolo v období od roku 1951 do 1961 vyrobených 821 kusov lietadiel „MiG-15“ (v kóde NATO „FAGOT A“), 620 lietadiel „MiG-15BIS“ (v kóde NATO „FAGOT B“) a 2013 lietadiel „UTI MiG-15“ (v kóde NATO „MIDGET“). Veľká časť z vyrobených lietadiel bola určená na export. Letecké turbokompresorové motory „RD-45F“ („M-05“) a „VK-1“ („M-06“) boli v licencii vyrábané v n. p. ZÁVODY JANA ŠVERMY („MOTORLET“) v Prahe Jinoniciach. V rokoch 1952 až 1962 bolo vyrobených 5094 motorov „M-05“. 1028 motorov „M-06“ sa vyrobilo v období 1954 až 1957. Dva motory RD-45F byly také použity na letounu I-320 R-1, jež prvně vzlétl 16.dubna 1949. Prototyp R-2 již dostal motory VK-1. K sériové výrobě I-320 nedošlo, protože požadavku SSSR na stíhací letoun pro každé počasí vyhovoval lépe Jak-25. Dva motory RD-45F měl také jediný postavený letoun Su-15 (typ z konce 40. let, nikoliv přepadový stíhač z pozdější doby). Ten letěl prvně v lednu 1949, po jeho havárii o pár měsíců později byl program zastaven.
CHARAKTERISTIKA MOTORA „RD-45F“Motor „RD-45F“ je jednoprúdový, jednohriadeľový letecký turbokompresorový motor s jednostupňovým radiálnym kompresorom s obojstranným vstupom, priamoprúdovou spaľovacou komorou s deviatimi samostatnými trubkovými spaľovacími komorami, jednostupňovou axiálnou plynovou turbínou a pevnou výstupnou dýzou. Motory „RD-45“ a „RD-45F“ boli použité u stíhacieho lietadla „MiG-15“, „MiG-15 BIS“ a „UTI MiG-15“. ZÁKLADNÉ TECHNICKÉ ÚDAJE MOTORA „RD-45F“
KONŠTRUKCIA MOTORA „RD-45F“KompresorKompresor motora „RD-45F“ je radiálny, jednohriadeľový, jednostupňový s obojstranným vstupom vzduchu. Rotor kompresora tvorí obežné koleso, ku ktorému sa skrutkami upevňuje predný čap a zadný hriadeľ. Od predného čapu sa prenáša krútiaci moment do skrine pohonov. Obojstranné usmerňovacie zariadenie usmerňuje prívod vzduchu k obežnému kolesu kompresora. Lopatky vstupného zariadenia a rozdeľovacie kužele rozdeľujú vzduch, ktorý vstupuje do obežného kolesa. Stlačený vzduch z obežného kolesa vystupuje do lopatkového difúzora, z ktorého sa deviatimi výstupnými nátrubkami dostáva do deviatich samostatných trubkových spaľovacích komôr. Rotor kompresora motora je uložený na prednom valčekovom ložisku a strednom guličkovom ložisku. Na hriadeli kompresora je upevnený ventilátor, ktorý zabezpečuje dodávku vzduchu na chladenie motora. Ochranné sito na vstupoch do kompresora motora zabraňuje vnikaniu cudzích predmetov do obežného kolesa kompresora. Spaľovacia komoraSpaľovacia komora motora „RD-45F“ má deväť samostatných rúrkových spaľovacích komôr, ktoré sú vzájomne prepojené prešľahovými rúrkami. Každá rúrková spaľovacia komora je zložená zo vstupného hrdla, vonkajšieho plášťa a plamenca. Predné príruby spaľovacích komôr sú pripevnené k výstupným nátrubkom difúzora kompresora skrutkami. Zadné časti spaľovacích komôr sa opierajú o oceľové puzdro telesa zberača plynu. Na tretej a ôsmej spaľovacej komore sú pre potreby zapálenia zmesi paliva a vzduchu umiestnené spúšťacie palivové dýzy so zapaľovacími sviečkami. Z jednotlivých trubkových spaľovacích komôr prúdia plyny výstupnými kolenami a prstencovou dutinou zberača plynu na usmerňovacie lopatky plynovej turbíny. Plynová turbínaPlynová turbína motora „RD-45F“ je axiálna, jednostupňová, reakčného typu. Usmerňovacie ústrojenstvo tvorí 54 nechladených usmerňovacích lopatiek. Rotor plynovej turbíny je zložený z hriadeľa, disku plynovej turbíny a 62 obežných nechladených lopatiek, ktoré sú k disku upevnené pomocou stromčekových zámkov. Krútiaci moment z hriadeľa plynovej turbíny sa prenáša na hriadeľ kompresora cez zubovú spojku a drážkované puzdro. Rotor turbokompresora je uložený na prednom valčekovom ložisku kompresora, strednom guličkovom ložisku kompresora a na zadnom valčekovom ložisku plynovej turbíny. Výstupná sústavaVýstupná sústava „RD-45F“ sa skladá z výstupnej rúry a výtokovej rúry s konštantným priemerom. Vonkajší plášť má tepelnú izoláciu z hliníkových segmentov. Vnútorný kužeľ je spojený s vonkajším plášťom pomocou štyroch aerodynamických rebier. V priestore vonkajšieho plášťa sú umiestnené štyri termočlánky, ktoré slúžia na meranie teploty výstupných plynov. Výstupná dýza sa skrutkami upevňuje k vonkajšiemu plášťu. Kritický priemer výstupnej dýzy je možné meniť výmenou výstupnej dýzy v rozsahu od 538 do 554 mm. Skriňa pohonovSkriňa pohonov motora „RD-45F“ zabezpečuje prenos krútiaceho momentu od hriadeľa kompresora motora na pohon lietadlových a motorových agregátov. Skriňa pohonov je umiestnená v prednej časti motora. Na skrini pohonov motora sú umiestnené palivové čerpadlá, olejové čerpadlá, hydraulické čerpadlo, generátor elektrického prúdu a elektrický spúšťač „ST-2“. ![]() ![]() ![]() ![]() Nákresy motorů VK-1. Motory VK-1 různých verzí se od RD-45F liší jen v detailech, mnohdy ne viditelných, proto lze tyto nákresy považovat za platné pro všechny tyto motory. zleva: celkový pohľad na VK-1, uzol kompresora VK-1, uzol plynovej turbíny VK-1, silová sústava VK-1 SÚSTAVY MOTORA „RD-45F“Olejová sústavaOlejová sústava motora „RD-45F“ zabezpečuje mazanie troch ložísk motora a častí skrine pohonov. Tlakový olej je privádzaný olejového čerpadla do jednotlivých mazaných miest s tlakom 0,3 MPa cez olejové dýzy. V olejovej sústave sa používa transformátorový olej „MK-8“. Olejovú nádrž vytvára spodná časť skrine pohonov, na ktorej sú umiestnené olejové čerpadlá a olejové čističe. Utesnenie jednotlivých ložísk motora je zabezpečované labyrintovým tesnením a tlakovým vzduchom, ktorý je privádzaný ventilátora motora. Chladiaca sústavaChladiaca sústava motora „RD-45F“ zabezpečuje odvod tepla z priestoru stredného ložiska, zadného ložiska a disku rotora plynovej turbíny motora. Zdrojom chladiaceho vzduchu je ventilátor, ktorý je upevnený na hriadeli rotora kompresora v priestore za obežným kolesom. Dúchadlo dodáva chladiaci vzduch s tlakom 0,3 MPa. Stlačený vzduch od ventilátora sa okrem chladenia využíva aj na pretlakovanie labyrintových tesnení ložísk motora. Chladiaci vzduch od dúchadla je vedený cez dutinu telesa stredného ložiska a ďalej sa rozdeľuje na tri prúdy. Prvý prúd zabezpečuje chladenie zadného ložiska a disku plynovej turbíny. Druhý je vedený na chladenie vnútorného krúžku zadného ložiska motora. Tretí prúd vzduchu vytvára vzduchovú chladiacu izolačnú vrstvu medzi izolačným kužeľom a vonkajším povrchom telesa zadného ložiska motora. Použitý vzduch prúdi do zberača a je odvádzaný do atmosféry. Palivová sústavaPalivová sústava motora „RD-45F“ zabezpečuje regulovanú dodávku paliva do palivových dýz spaľovacej komory na všetkých režimoch činnosti motora. Palivová sústava motora má dve paralelne zapojené palivové čerpadlá, ku ktorým sa palivo z palivovej nádrže lietadla dodáva elektrickým dodávacím čerpadlom odstredivého typu s tlakom paliva 0,084 MPa. Palivové čerpadlá vysokého tlaku paliva sú regulovateľné, piestikového typu s meniteľným zdvihom piestikov. Obidve palivové čerpadlá dodávajú na maximálnom režime až 2900 kg paliva za hodinu s tlakom 9,2 MPa. Palivovú sústavu motora tvoria dve palivové čerpadlá vysokého tlaku, barometrický regulátor „BR-2F“, uzatvárací ventil s rozdeľovačom paliva, škrtiaci ventil „DK-6K“, akceleračný automat „ART-8V“ a deväť dvojkanálových palivových dýz. Regulácia dodávky paliva do spaľovacej komory sa vykonáva v závislosti na hodnote celkového tlaku vzduchu pred kompresorom motora „p1c“. Spúšťacia sústavaSpúšťacia sústava motora „RD-45F“ zabezpečuje roztočenie rotora turbokompresora, dodávku paliva do spaľovacích komôr a zapálenie vytvorenej zmesi paliva a vzduchu v tretej a ôsmej spaľovacej komore. Spúšťacia sústava motora riadi celý proces spúšťania motora pomocou spúšťacieho panelu „PS-2“. Pilot spúšťa motor stlačením tlačidla spúšťania na páke ovládania motora a po roztočení rotora turbokompresora otvára uzatvárací kohút. Roztočenie rotora turbokompresora vykonáva elektrický spúšťač „ST-2“, ktorý je napájaný z vonkajšieho zdroja elektrického prúdu. Spúšťaciu sústavu motora tvorí elektrický spúšťač „ST-2“, spúšťací panel „PS-2“, spúšťacie palivové čerpadlo „PNR-45B“, spúšťacie palivové dýzy v tretej a ôsmej rúrkovej spaľovacej komore a dve zapaľovacie sviečky. Elektrický spúšťač, spúšťacie palivové čerpadlo a spúšťacie palivové dýzy uvádza do činnosti spúšťací panel podľa časového programu. Spúšťací cyklus motora trvá 30 sekúnd. Pri poruche motora alebo jeho vysadení počas letu je možné vykonať jeho opätovné spustenie počas letu vo výškach od 2500 do 6500 m. Ovládanie spúšťania motora počas letu sa vykonáva špeciálnym ovládacím vypínačom spúšťania motora počas letu. Kontrolné a signalizačné prístrojeKontrola činnosti motora „RD-45F“ v kabíne pilota lietadla „MIG-15“ sa vykonáva pomocou ukazovateľa palivomera „KES-857“, ukazovateľa otáčkomera „TE-20“, ukazovateľa teploty výstupných plynov „TGZ-47“, ukazovateľa tlakomera paliva „EM-10“ a trojručičkového ukazovateľa tlaku paliva, tlaku oleja a teploty oleja „EMI-3R“. Proces spúšťania motora je signalizovaný signálnou žiarovkou. Tabuľka režimov motora RD-45F
![]() Některé zdroje použitých informací a obrázků: Poslední aktualizace: 20.7.2007 Pokud máte připomínky, nebo narazíte na chybu, prosím napište Zpět na homepage www.leteckemotory.cz |