Что выделяет реактивный двигатель

Прямоточный реактивный двигатель

Реактивный двигатель – устройство, создающее требуемую для движения силу тяги, преобразовывая внутреннюю энергию горючего в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Классы реактивных двигателей:

Все реактивные двигатели подразделяют на 2 класса:

• Воздушно-реактивные – тепловые двигатели, использующие энергию окисления воздуха, получаемого из атмосферы. В этих двигателях рабочее тело представлено смесью продуктов горения с остальными элементами отобранного воздуха.
• Ракетные – двигатели, которые на борту содержат все необходимые компоненты и способны работать даже в безвоздушном пространстве.

Прямоточный воздушно-реактивный двигатель – самый простой в классе ВРД по конструкции. Требуемое для работы устройства повышение давления образуется путем торможения встречного воздушного потока.

Рабочий процесс ПВРД можно кратко описать следующим образом:

• Во входное устройство двигателя поступает воздух со скоростью полета, кинетическая его энергия преобразуется во внутреннюю, давление и температура воздуха повышаются. На входе в камеру сгорания и по всей длине проточной части наблюдается максимальное давление.

• Нагревание сжатого воздуха в камере сгорания происходит путем окисления подаваемого воздуха, при этом внутренняя энергия рабочего тела увеличивается.
• Далее поток сужается в сопле, рабочее тело достигает звуковой скорости, а вновь при расширении – сверхзвуковой. За счет того, что рабочее тело движется со скоростью, превышающей скорость встречного потока, внутри создается реактивная тяга.

В конструктивном плане ПВРД является предельно простым устройством. В составе двигателя есть камера сгорания, внутрь которой горючее поступает из топливных форсунок, а воздух – из диффузора. Камера сгорания заканчивается входом в сопло, которое является суживающейся-расширяющимся.

Развитие технологии смесевого твердого топлива повлекло за собой использование этого горючего в ПВРД. В камере сгорания располагается топливная шашка с центральным продольным каналом. Проходя по каналу, рабочее тело постепенно окисляет поверхность топлива и нагревается само. Применение твердого горючего еще более упрощает состоящую конструкцию двигателя: топливная система становится ненужной.

Смесевое топливо по своему составу в ПВРД отличается от применяемого в РДТТ. Если в ракетном двигателе большую часть состава топлива занимает окислитель, то в ПВРД он используется в небольших пропорциях для активирования процесса горения.

Наполнитель смесевого топлива ПВРД преимущественно состоит из мелкодисперсного порошка бериллия, магния или алюминия. Их теплота окисления существенно превосходит теплоту сгорания углеводородного горючего. В качестве примера твердотопливного ПВРД можно привести маршевый двигатель крылатой противокорабельной ракеты «П-270 Москит».

Тяга ПВРД зависит от скорости полета и определяется исходя из влияния нескольких факторов:

• Чем больше показатель скорости полета, тем большим будет расход воздуха, проходящего через тракт двигателя, соответственно, большее количество кислорода будет проникать в камеру сгорания, что увеличивает расход топлива, тепловую и механическую мощность мотора.
• Чем больше расход воздуха сквозь тракт двигателя, тем выше будет создаваемая мотором тяга. Однако существует некий предел, расход воздуха сквозь тракт мотора не может увеличиваться неограниченно.
• При возрастании скорости полета увеличивается уровень давления в камере сгорания. Вследствие этого увеличивается термический КПД двигателя.
• Чем больше разница между скоростью полета аппарата и скоростью прохождения реактивной струи, тем больше тяга двигателя.

Зависимость тяги прямоточного воздушно-реактивного двигателя от скорости полета можно представить следующим образом: до того момента, пока скорость полета намного ниже скорости прохождения реактивной струи, тяга будет увеличиваться вместе с ростом скорости полета. Когда скорость полета приближается к скорости реактивной струи, тяга начинает падать, миновав определенный максимум, при котором наблюдается оптимальная скорость полета.

В зависимости от скорости полета выделяют такие категории ПВРД:

• дозвуковые;
• сверхзвуковые;
• гиперзвуковые.

Каждая из групп имеет свои отличительные особенности конструкции.

Дозвуковые ПВРД

Эта группа двигателей предназначена для обеспечения полетов на скоростях, равных от 0,5 до 1,0 числа Маха. Сжатие воздуха и торможение в таких двигателях происходит в диффузоре – расширяющемся канале устройства на входе потока.

Данные двигатели имеют крайне низкую эффективность. При полетах на скорости М= 0,5 уровень увеличения давления в них равен 1,186, из-за чего идеальный термический КПД для них – всего 4,76%, а если еще и учитывать потери в реальном двигателе, эта величина будет приближаться к нулю. Это значит, что при полетах на скоростях M

Реактивный прорыв: под Северодвинском испытывались «ядерные батарейки»

Взрыв на полигоне в Архангельской области, унесший 8 августа жизни пяти специалистов «Росатома», не имеет отношения к работам над ракетой «Буревестник». ЧП произошло при испытании не ракеты, а перспективного ускорителя — новой жидкостной реактивной двигательной установки, на борту которой были смонтированы «ядерные батарейки», сообщил источник «Известий» в военном ведомстве и подтвердили еще два источника в ОПК. «Батарейками» на военно-промышленном сленге называются принципиально новые изотопные источники питания. Несмотря на неудачу, разработки будут продолжены.

Мал, да дорог

Полигонные испытания реактивной установки с изотопными источниками 8 августа проводились впервые, отмечают источники «Известий». Предназначение новой разработки не разглашается.

«Батарейки» использовались вместо традиционных аккумуляторов. По мнению экспертов, они значительно упростят обслуживание и удешевят применение жидкостных ракетных двигателей. В них топливо и окислитель находятся отдельно друг от друга и принудительно подаются в камеру сгорания. Там они смешиваются, происходит инициация — микровзрыв и начинается горение с выделением большого количества тепла. Такая конструкция сложнее, чем у твердотопливных двигателей.

— У двигателя с жидким топливом гораздо больше энергия. А значит, ракета гораздо быстрее разгоняется и достигает высоких скоростей, — пояснил «Известиям» военный историк Дмитрий Болтенков. — Минус таких двигателей в их опасности. Топливо и окислитель очень токсичны и взрывоопасны. Они могут привести к катастрофе и гибели людей от отравления или взрыва.

По словам собеседников издания, «атомные батарейки» обеспечивали необходимую мощность заряда для инициации. Причины случившейся нештатной ситуации пока не определены. Найти ответ на этот вопрос предстоит специальной комиссии.

Разработкой испытанных в Нёноксе «батареек» занимается Российский федеральный ядерный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (РФЯЦ-ВНИИЭФ), расположенный в Сарове. Одно из направлений работы этого научного учреждения — создание малогабаритных источников энергии с использованием радиоактивных материалов. Такие изделия необходимы не только для новых систем вооружений, но и для космических исследований, а также в народном хозяйстве. В частности, они незаменимы в Арктике и других удаленных районах.

Разработкой испытанных в Нёноксе «батареек» занимается Российский федеральный ядерный центр «Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (РФЯЦ-ВНИИЭФ), расположенный в Сарове

Характеристики новых изотопных источников питания остаются засекреченными. «Известия» направили запрос в «Росатом» с просьбой раскрыть информацию, какое изделие испытывалось в момент нештатной ситуации, как новые источники питания влияют на характеристики двигательной установки и продолжатся ли работы. На момент публикации ответ не поступил.

По мнению экспертов, «атомные батарейки» — это развитие так называемых радионуклидных термоэлектрических генераторов (РИТЭГи). Это компактные источники энергии, которые использовались для производственных нужд еще в Советском Союзе.

— Визуально источник представляет собой коробку метр на метр, — рассказал «Известиям» Дмитрий Болтенков. — Радиоактивный элемент тщательно упакован в свинцовую защиту. Энергию вырабатывает делящийся элемент — слабый изотоп. Он выделяет тепло, оно преобразуется в электричество. Это надежные устройства, с ними никогда не возникало проблем. При разрушении они создают минимальное заражение в радиусе 30–40 метров, которое не представляет особой угрозы для окружающей среды.

За рубежом также ведутся подобные работы. К примеру, в США с 2015 года реализуется проект Kilopower, в рамках которого создаются ядерные реакторы для космических аппаратов мощностью от 1 до 10 кВт. В прошлом году в пустыне Невада прошли первые испытания такого реактора.

Больше тепла

Новые изотопные источники питания — «атомные батарейки» — на порядок облегчают обслуживание, применение и хранение жидкостных реактивных двигателей, считает главный редактор интернет-проекта Militaryrussia Дмитрий Корнев.

— Для таких двигательных установок очень важно поддерживать термостатичность — когда выдерживается постоянная температура топлива, окислителя и всех систем, — отметил эксперт. — Поэтому эти изделия требуют очень сложной инфраструктуры. Их хранят в специальных помещениях и держат постоянно подключенными к источникам энергии. Перевозят их на специально оборудованных автомобилях. Но благодаря «атомной батарейке» таких проблем больше не возникнет. Изотопный источник выделяет достаточно тепла и электроэнергии, чтобы поддерживать режим термостатичности.

Нештатная ситуация произошла 8 августа на полигоне Нёнокса Минобороны России в Архангельской области. В результате взрыва с последующим возгоранием погибли пять сотрудников РФЯЦ-ВНИИЭФ: Алексей Вьюшин, Евгений Коратаев, Вячеслав Липшев, Сергей Пичугин и Владислав Яновский. Три специалиста саровского ядерного центра получили ранения.

Как заявили позднее в «Росатоме», трагедия произошла в период работ, связанных с инженерно-техническим сопровождением изотопных источников питания на жидкостной двигательной установке.

В минувшее воскресенье в Сарове был объявлен двухдневный траур.

Космические моторы. Главные разработки Валентина Глушко, известные на весь мир

2 сентября исполнилось 110 лет со дня рождения инженера, ученого и конструктора, занимавшегося разработкой ракетных двигателей и космических систем, — Валентина Петровича Глушко. При его непосредственном участии был разработан целый ряд двигателей, на которых до сегодняшнего дня летают космические носители «Союз» и «Протон», а также межконтинентальная баллистическая ракета «Воевода», которая известна на Западе как «Сатана». ТАСС собрал главные изобретения знаменитого конструктора ракетно-космической техники.

Первый электрический реактивный двигатель

Под руководством Глушко был разработан первый в мире электротермический реактивный двигатель. Опытный образец был создан в СССР — в Газодинамической лаборатории в Ленинграде, которой заведовал Глушко, в 1929 году.

В двигателе в камеру сгорания устанавливались специальные проводники (из железа, палладия других металлов), на эти проводники подавались кратковременные, но мощные импульсы электрического тока с определенной частотой. Сам процесс назывался «электрическим взрывом» — при прохождении разряда проводники в прямом смысле разрушались, выделяя водород, который истекал из сопла двигателя и создавал тягу. Позже работы по этим двигателям были свернуты из-за низкой мощности.

Впервые в советской космической промышленности электрореактивные двигатели (ЭРД), но с иным принципом, были применены значительно позже — в 1964 году в космос был отправлен спутник «Зонд-2», с шестью установленными плазменными двигателями ориентации.

В современной космической технике применяются различные ЭРД, например, ионный (ионизированный газ разгоняется в электрическом поле). Такие модели, как и первый двигатель Глушко, имеют малую тягу, но могут работать за счет низкого расхода рабочего тела чрезвычайно долго — до нескольких лет. В качестве маршевого ЭРД был, например, установлен на японском космическом аппарате «Хаябуса», запущенном для изучения астероида Итокава. ЭРД широко применяются на спутниках в качестве двигателей коррекции траектории.

Первые в СССР жидкостные ракетные двигатели

Под руководством Глушко после завершения работ по ЭРД впервые в отечественной космической промышленности была создана целая серия опытных ракетных двигателей, работающих на жидком топливе. Серия называлась ОРМ — опытные ракетные моторы. В качестве топлива в двигателях серии использовались керосин, бензин, толуол, другие вещества.

Советские ученые экспериментировали как со смешанными унитарными, так и с двухкомпонентными топливами. Первые образцы, работавшие на унитарном топливе (ОРМ-1 тягой всего 20 кгс), были крайне несовершенны и терпели отказы, вплоть до аварийных ситуаций — двигатели взрывались на стендах во время работы. В итоге был сделан выбор в пользу более безопасной двухкомпонентной схемы — отдельные баки для горючего, отдельные для окислителя.

Работы над двигателями серии ОРМ Газодинамическая лаборатория начала в 1930-х годах, и к 1933-му был создан достаточно мощный образец ОРМ-52 с тягой 300 кгс. Под этот двигатель был разработан целый ряд реактивных летательных аппаратов («РЛА-1», «РЛА-2» и так далее), но их образцы «в железе» не создавались. По задумке инженеров, РЛА должны были взлетать на высоту нескольких километров и выбрасывать контейнер с метеоаппаратурой, которая затем опускалась бы на землю на парашюте. ОРМ-52 прошел официальные государственные испытания, правда, только на стенде. На одном из запусков образца двигателя в 1933 году присутствовал начальник вооружения Красной Армии маршал Михаил Тухачевский и дал работе лаборатории Глушко положительную оценку.

В 1934 году коллектив Газодинамической лаборатории из Ленинграда был объединен с московской группой изучения реактивного движения (под руководством Сергея Павловича Королева) в Реактивный научно-исследовательский институт. Ученые совместными усилиями продолжили разработку двигателей и носителей под них. Коллектив Глушко создал образцы с номерами от ОРМ-53 до ОРМ-102. В частности, двигатель ОРМ-65 разработки Глушко ставился на созданную Королевым крылатую ракету — «объект 212». В 1939 году прошли ее испытания — ракета с ОРМ-65 достигла высоты 250 м, когда преждевременно раскрылся ее парашют. Двигатель ОРМ-65 работал на азотной кислоте и керосине, развивал тягу 150 кгс и мог работать до 80 секунд.

Двигатели для баллистических и космических ракет

С 1946 года Глушко был назначен главным конструктором ОКБ-456 в Химках (сейчас НПО «Энергомаш» — главный разработчик и производитель российских ракетных двигателей — прим. ТАСС). Здесь под его руководством созданы двигатели для первых советских баллистических ракет Р-1, Р-2 и Р-5.

В 1954–1957 годах коллектив ОКБ-456 разработал жидкостные ракетные двигатели РД-107, которые впоследствии будут устанавливаться на знаменитую ракету Р-7, сконструированную коллективом ОКБ-1 под руководством Королева, так называемую королевскую семерку. Это была первая в мире полноценная межконтинентальная баллистическая ракета с максимальной дальностью полета 8 тыс. км и одним термоядерным зарядом мощностью 3 мегатонны. Первый запуск Р-7 состоялся 15 мая 1957 года, на вооружение Ракетных войск стратегического назначения она была принята в январе 1960-го.

На базе Р-7 был создано целое семейство ракет космического назначения. В частности, знаменитый «Восток», на котором 12 апреля 1961 года в космос отправился Юрий Гагарин. Модификации этой ракеты используются до сих пор — с грузовыми кораблями и спутниками в космос стартуют ракеты серии «Союз-2», с пилотируемыми — «Союз-ФГ» (со следующего года запуски космонавтов будут переведены на «Союз-2»). До сих пор на этих ракетах используются модификации двигателей, разработанных Глушко: версии РД-107 для боковых и центрального блока первой ступени и варианты РД-108 — для второй ступени.

Также сотрудники ОКБ-456 под руководством Глушко создали двигатель РД-253, который с изменениями и сейчас используется в самой массовой серии советских и российских тяжелых грузовых ракет «Протон». Последний вариант — «Протон-М» — использует на первой ступени шесть двигателей РД-276, которые являются глубокой модернизацией РД-253 Глушко.

Параллельно известный конструктор работал над двигателями для советских баллистических ракет, появившихся после Р-7. В частности, самая мощная на сегодняшний день и стоящая на вооружении РВСН тяжелая межконтинентальная ракета «Воевода» использует на первой ступени двигатель РД-264, разработанный при непосредственном участии Глушко.

«Энергия — Буран»

В 1974 году было создано НПО «Энергия» (сейчас Ракетно-космическая корпорация «Энергия»), в новую организацию вошло Центральное конструкторское бюро машиностроения (ОКБ-1, переименованное так после смерти Королева), а также КБ «Энергомаш» (бывшее ОКБ-456). Глушко стал главным конструктором «Энергии», название которой, по некоторым данным, он и придумал.

Несмотря на все его усилия, НПО «Энергия» не получило заказ от государства на разработку двигателей под ракету сверхтяжелого класса Н-1 для советской лунной программы. Идеи конструктора были отклонены из-за токсичности предложенных им компонентов топлива. Позже он в своих письмах не оставляет планов покорения Луны, в частности, предлагает руководству страны в течение десяти лет разработать и создать систему доставки космонавтов к естественному спутнику Земли и орбитальный лунный модуль весом 60 тонн, который обеспечит высадку на Луну трех космонавтов. Однако этим планам не суждено сбыться.

В 1976 году внимание Глушко переключается на совсем другую тему — создание челнока «Буран» как ответа на запуски американских многоразовых кораблей «Спейс Шаттл». Отечественная многоразовая система «Энергия — Буран» создавалась под непосредственным руководством Глушко и по его проекту, именно он настоял на облике сверхтяжелой ракеты «Энергия» и предложил вид двигателя первой ступени РД-170. Успешный запуск «Бурана» прошел в ноябре 1988 года в автоматическом режиме.

Кроме двигателей, под руководством Глушко был выполнен ряд ключевых работ по направлению пилотируемой космонавтики. Так, конструктор возглавлял работы по совершенствованию пилотируемых космических кораблей «Союз», им была предложена концепция многомодульной станции «Мир»: НПО «Энергия» выдвинула свои предложения по созданию новых орбитальных станций в 1976 году, эскизный проект «Мира» был готов в 1978 году.

Подготовила Валерия Решетникова

» Добро пожаловать на борт!

• Русский
  • American
  • Čeština
  • Deutsch
  • UK
  • Español
  • Français
  • Italiano
  • 简体中文
  • Global Edition

Добро пожаловать на борт!

Инженеры авиакосмического подразделения SKF сотрудничают с клиентами компании в об­ласти разработки инновационных технологий.

РЕЗЮМЕ

Аэрокосмическая отрасль десятилетиями скачкообразно развивалась от инновации к инновации с первого полёта братьев Райт в 1903 г. на аппарате тяжелее воздуха, оснащённом двигателем. Авиакосмическое подразделение SKF является неизменным лидером в области разработки инновационных технологий для аэрокосмической промышленности. Компания продолжает тесно сотрудничать с клиентами для решения перспективных задач будущего.

История авиации насчитывает более 2000 лет, начиная с её ранних форм – воздушных змеев и попыток прыжков с башен – до сверхзвуковых и гиперзвуковых полётов на реактивных самолётах. Известные изобретатели, такие как Леонардо да Винчи, Джон Стрингфеллоу и Лоуренс Харгрейв, размышляли о том, как заставить летать самые немыслимые механизмы. Эксперименты с планерами заложили основу для создания летательных аппаратов тяжелее воздуха, и к началу 20 века достижения в области двигателестроения и аэродинамики позволили совершить первый управляемый полёт с двигателем.

17 декабря 1903 г. в 10:35 братья Райт – за штурвалом находился Орвил – совершили первый полёт на аппарате тяжелее воздуха, оснащённом двигателем. Он длился 12 секунд, а расстояние полёта составило 36,5 м (рис. 1). Современный самолёт с характерным хвостовым стабилизатором был создан к 1909 г., после чего история развития самолётов была непрерывно связана с разработкой всё более мощных двигателей.

С 1940 по 1960 г. скорость самолётов возросла в четыре раза, при этом в разработке уже находились и более скоростные модели, которые сегодня стали реальностью с потенциальным возвратом к сверхзвуковым полётам. В 1907 г. мировой рекорд скорости (220 км/ч) был установлен первопроходцем в области авиации Гленном Кёртиссом – но не на самолёте, а на мотоцикле (рис. 2).

Спустя шесть лет, в 1913 г., один из первых двигателей, специально разработанных для самолётов – 14-цилиндровый роторный двигатель Gnome мощностью 117 кВт (160 л. с.), установленный на деревянном самолёте француза Луи Бешро, – завоевал Кубок Гордона Беннетта, развив среднюю скорость в 200 км/ч.

После Первой мировой войны потребность в военных технологиях по всему миру привела к гонке за скоростями, а также послужила толчком к созданию первых авиационных стандартов безопасности, которые оказались полезны для развития коммерчес­кого воздушного транспорта.

Важной вехой в истории полётов и гонки скоростей стал стратегический сверхзвуковой разведчик Lockheed SR-71 Blackbird (рис. 3). В 1976 г. он побил мировой рекорд скорос­ти и высоты полёта самолётов – 3529,6 км/ч на высоте 25 929 м – и этот результат до сих пор никто не превзошёл.

SR-71 регулярно выполнял полёты на скоростях свыше 3 Махов и с высоты 24 км мог проводить аэросъёмку более 250 000 кв. км земной поверхнос­ти в час. Такие экстремальные условия эксплуатации позволили самолёту успешно избегать истребителей-перехватчиков или ракет, но при этом экипажу из двух пилотов приходилось надевать костюмы, подобные скафандрам космонавтов, на случай разгерметизации кабины.

Общее представление о двигателях
Сердцем всех описанных выше самолётов является двигатель. Раньше существовало множест­во уникальных способов приведения самолёта в движение, но сейчас для коммерческих рейсов наиболее часто используется турбовентиляторный двигатель (рис. 5) – турбореактивный двигатель с высокой степенью двухконтурности.

Турбореактивный двигатель – это газотурбинный агрегат, который сжимает поступающий через входное устройство двигателя воздух с помощью компрессора (осевого, центробежного или комбинированного), смешивает сжатый воздух с топливом, сжигает получившуюся смесь в камере сгорания и пропускает горячий воздух под высоким давлением через турбину и сопло. Компрессор приводится в действие турбиной, которая преобразует энергию из проходящего через неё расширяющегося газа. Двигатель преобразует внутреннюю энергию газа в кинетическую на выходном устройстве, создавая тягу. Весь воздух, поступающий через входное устройство, пропускается через компрессор, камеру сгорания и турбину. Поскольку турбореактивный двигатель является тепловой машиной, степень расширения газов напрямую зависит от температуры сгорания.

В конструкцию турбовентиля-торного двигателя также входит вентилятор (рис. 5), который обеспечивает прохождение воздуха не только через внутренний контур двигателя, но и через внешний. Отношение расхода воздуха через внешний контур двигателя к расходу воздуха через внутренний контур называется степенью двухконтурности. Главные преимущества турбовентиляторных двигателей заключаются в значительном снижении расхода топлива и уровня шума. Степень двухконтурности некоторых современных двигателей достигает значения 12:1.

Авиакосмическое подразделение SKF
В авиакосмическом подразделении SKF работает более 2500 сотрудников. SKF является лидером в производстве подшипников для авиационных двигателей и планеров летательных аппаратов, эластомерных подшипников, конструкционных элементов с использованием композитных материалов, узлов и других специализированных решений. SKF участвует в развитии аэрокосмической отрасли, помогая производителям авиационной техники соответствовать требованиям заказчиков и предоставляя им множество инновационных решений.

Северная Америка
Авиакосмическое подразделение SKF в Северной Америке было основано в 1940 г. в Филадельфии , где SKF приобрела завод по изготовлению подшипников. Чтобы справиться с растущим спросом на авиационные подшипники, в 1986 г. SKF приобрела компанию MRC, подразделение TRW Bearings Division, находящуюся в г. Фалконер, штат Нью-Йорк (рис. 6). При покупке MRC был также приобретён завод по изготовлению прецизионных шарикоподшипников в Винстеде, штат Коннектикут. Со временем SKF закрыла завод подшипников для аэрокосмической отрасли в Филадельфии и частично перенесла производство на мощности MRC. В 1990 г. SKF приобрела компанию Chicago Rawhide, теперь известную как SKF Sealing Solutions, находящуюся в Элджине, штат Иллинойс. В настоящее время там производятся уплотнения для аэрокосмической отрасли и систем перемещения.

В 2000 г. SKF открыла центр технического обслуживания подшипников для авиации (ABSC) в Чарльстоне, штат Южная Каролина. ABSC специализируется на ремонте подшипников для авиационных двигателей. В 2007 г. SKF учредила совместное предприятие с General Electric Aircraft Engines и открыла завод в Лэдсоне, штат Южная Каролина. В 2013 г. SKF приобрела компанию Kaydon Corporation, которая занимается производством продукции для различных отраслей, в том числе аэрокосмической. В ассортимент продукции Kaydon входят графитовые и кольцевые уплотнения. Графитовые уплотнения преимущественно используются для подшипников основного вала в аэрокосмичес­ких и авиационных двигателях. Уплотнения валов реактивных двигателей для аэрокосмической отрасли предназначены для герметизации отсека подшипника основного вала и маслосборника и обеспечивают более надёжную и экологичную работу.

Европа
Первое авиакосмическое подразделение SKF в Европе появилось в г. Кливдон в Англии. Официально оно называлось AMPEP Aerospace. Предприятие было основано в 1963 г., а затем его приобрела компания SARMA, принадлежащая SKF. В 2005 г. AMPEP переименовали в SKF (U.K.) Limited, Aerospace – Clevedon. Подразделение Clevedon специализируется на проектировании и изготовлении самосмазывающихся подшипников с использованием вкладыша из композитного материала на основе армированного стекловолокном PTFE для аэрокосмических и промышленных областей применения. Такие подшипники широко используются в самолётной и вертолётной технике, преимущественно в несущих системах и системах управления полётом. В 1966 г. SKF приобрела подшипниковый завод RIV в Виллар-Перозе в Италии. Предприятие в Виллар-Перозе производит на заказ специализированные подшипники и решения для авиационных двигателей, трансмиссионного и другого высокотехнологичного оборудования. В 1971 г. SKF построила завод в Лон-ле-Сонье во Франции. В 2005 г. SKF стала единственным владельцем завода Stonehouse в графстве Глостершир в Англии. Stonehouse в течение 90 лет был производителем подшипников и крупным поставщиком для международных авиакосмических компаний. В 2006 г. SKF приобрела компанию SNFA, ведущего французского производителя прецизионных подшипников. Компания SNFA основана в 1952 г. и находится в Валансьене. Подразделение проектирует и производит прецизионные подшипники для аэрокосмической отрасли, а также для специальных областей применения. В 2013 г. европейс­кий авиакосмический технический центр был открыт в Валансе во Франции. В инжиниринговом центре работает высококвалифицированный персонал, занимающийся разработкой новой продукции и технологий. Испытательная лаборатория центра оборудована самыми современными установками мирового класса для решения задач аэрокосмической отрасли.

Развитие марок сталей подшипников для аэрокосмической отрасли
Аэрокосмическая отрасль стала стимулом для развития многих технологий, а подшипники были ключевым компонентом, благодаря которому такое развитие стало возможным. Разработки в области материалов и термообработки (ковка, термическая обработка и т. д.) оказались крайне важны в производстве подшипников для основного вала двигателя и подшипников редуктора. Это направление до сих пор остаётся приоритетным (рис. 7).

С выделением авиационных двигателей в отдельную отрасль то же произошло и с их компонентами. С 1930-х по 1950-е гг. «загрязнённая» подшипниковая сталь (ранний вариант 52100) – по современным меркам, не самого качественного состава, но приемлемой надёжности — была основным решением. Когда государство стало одним из основных заказчиков, промышленными стандартами были установлены минимальные требования к ­материалам критической важ­ности, например, в рамках первых международных авиационных стандартов 1944 г., закреплённых в Чикагской конвенции. Затем в производстве военных самолётов была впервые принята практика контроля стандартизированных процессов производства и проектирования подшипников со стороны разработчиков двигателей и редукторов, что позволило повысить надёжность и снизить риск. В 1960-х гг. была разработана сталь M50 специально для подшипников авиационных двигателей. Применение стали M50 в таких подшипниках сняло температурные ограничения по стойкости материала. Ограничивающим фактором с тех пор является смазка подшипников. По сравнению с ранними вариантами марки 52100 были достигнуты намного более высокие температурные пределы и значительное увеличение долговечности подшипников. Появление цементированной стали M50NiL позволило реализовать в подшипниках для авиационных двигателей новые конструктивные особенности без ущерба для высоких эксплуатационных характеристик. Цементированная сталь благодаря большей устойчивости к остаточным сжимающим напряжениям обеспечивает дополнительное сопротивление усталости контакта качения. Более мягкая и эластичная сталь позволяет конструкторам использовать посадку с большим натягом, которая требуется при растущих частотах вращения и эффекте «увеличения» кольца подшипника по отношению к валу.

Эти свойства должны сохраняться при температурах, которые в некоторых ситуациях превышают 200 °С, при этом твёрдость поверхности материала должна быть не менее

58 HRC для обеспечения надёжной работы. Азотирование M50/M50NiL может значительно повысить твёрдость поверхности (до

70 HRC) и, соответственно, стойкость к загрязнению. Азотирование – это внедрение азота в поверхностный слой посредством диффузии, что приводит к его повышенному содержанию и более высокой твёрдости. При азотировании сталей для аэрокосмичес­кой отрасли многочисленные испытания показали важность образующейся микроструктуры (например, отсутствие поверхностного белого слоя и зернограничных выделений) в достижении всех преимуществ этой процедуры. Поскольку азотирование требует больших затрат как времени, так и средств, в настоящее время оно в основном проводится для больших (с диаметром отверстия >120 мм) подшипников основного вала двигателя (рис. 10). Согласно прогнозам, условия эксплуатации подшипников авиационных двигателей следующего поколения (после 2030 г.) будут превосходить характеристики используемых в настоящее время подшипниковых сталей (рис. 8).