АЛ-41Ф1¶

АЛ-41Ф1 (также известен как «Изделие 117») — это российский турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой и управляемым вектором тяги, разработанный и производимый ПАО «ОДК-Сатурн» (входит в Объединённую двигателестроительную корпорацию). Двигатель предназначен для установки на истребители пятого поколения Су-57 (ранее — Т-50) и представляет собой глубокую модернизацию двигателя АЛ-31Ф, применяемого на самолётах семейства Су-27.

¶История создания

Разработка АЛ-41Ф1 началась в середине 2000-х годов в рамках программы создания перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации (ПАК ФА), который впоследствии получил обозначение Су-57. Основной задачей было создание силовой установки, превосходящей по характеристикам АЛ-31Ф, но при этом сохраняющей преемственность по конструкции и технологиям для снижения сроков и стоимости разработки. Первый запуск двигателя в стендовых испытаниях состоялся в 2006 году, а в 2010 году он впервые поднялся в воздух на самолёте-лаборатории Су-27М (борт 710). С 2010 года АЛ-41Ф1 устанавливается на опытные и серийные образцы Су-57.

В 2014 году двигатель прошёл государственные совместные испытания, а в 2018 году началось его серийное производство. По состоянию на 2024 год АЛ-41Ф1 является основным двигателем первой этапной серии Су-57, однако в перспективе планируется замена на двигатель второго этапа — «Изделие 30», который должен обеспечить более высокие тяговые и экономические характеристики.

¶Конструкция и особенности

АЛ-41Ф1 представляет собой двухвальный турбореактивный двигатель со смешением потоков внутреннего и внешнего контуров и общей форсажной камерой. Основные конструктивные элементы:

• Компрессор — осевой, 14-ступенчатый (9 ступеней низкого давления, 5 ступеней высокого давления), с регулируемыми направляющими аппаратами на первых ступенях.
• Камера сгорания — кольцевая, с 24 форсунками, обеспечивающая равномерное сгорание топлива.
• Турбина — двухступенчатая (одна ступень высокого давления, одна ступень низкого давления), с охлаждаемыми лопатками из жаропрочных сплавов.
• Форсажная камера — с регулируемым сверхзвуковым соплом, обеспечивающим управление вектором тяги.
• Управляемый вектор тяги (УВТ) — сопло может отклоняться в вертикальной плоскости на угол до ±20° (в некоторых источниках указывается до ±15°), что позволяет изменять направление реактивной струи и улучшает маневренность самолёта на малых скоростях и на больших углах атаки.
• Система управления — цифровая электронная система с полной ответственностью (FADEC — Full Authority Digital Engine Control), разработанная НПЦ «Старт» имени А. М. Люльки.

Масса двигателя — около 1380 кг (без реверса). Длина — 4,95 м, диаметр входного устройства — 0,93 м.

¶Характеристики

Основные тяговые параметры АЛ-41Ф1 (данные различаются в зависимости от источника и режима работы):

• Максимальная тяга на форсаже — 14 500–15 000 кгс (142–147 кН).
• Максимальная тяга без форсажа — около 8 800–9 000 кгс (86–88 кН).
• Тяга на чрезвычайном режиме (при отказе одного двигателя) — до 15 500 кгс (152 кН).
• Удельный расход топлива на форсаже — 1,8–1,9 кг/(кгс·ч).
• Удельный расход топлива без форсажа — 0,68–0,72 кг/(кгс·ч).
• Степень двухконтурности — 0,57–0,6.
• Степень повышения давления — около 28–30.
• Температура газа перед турбиной — 1650–1700 °C (по некоторым данным — до 1750 °C).

По сравнению с АЛ-31Ф, АЛ-41Ф1 имеет примерно на 20–25% большую тягу на форсаже, на 15–20% меньший удельный расход топлива и повышенный ресурс (до 4000 часов против 1500–2000 у предшественника). Двигатель также обладает улучшенной надёжностью и возможностью работы в условиях повышенной запылённости.

¶Применение

АЛ-41Ф1 устанавливается на истребители Су-57 (заводское обозначение Т-50). Первый полёт самолёта с этим двигателем состоялся 29 января 2010 года. По состоянию на 2024 год все серийные Су-57, поставляемые в Воздушно-космические силы России, оснащены именно АЛ-41Ф1. Двигатель также используется на некоторых модификациях Су-35 (например, Су-35С), где он обозначается как АЛ-41Ф1С (с упрощённым управлением вектором тяги и без некоторых элементов, характерных для пятого поколения).

Кроме того, АЛ-41Ф1 применяется в качестве силовой установки на опытных образцах беспилотных летательных аппаратов, разрабатываемых в рамках программы «Охотник» (С-70), однако официальные данные о серийном применении в этой роли отсутствуют.

¶Сравнение с аналогами

АЛ-41Ф1 по своим характеристикам сопоставим с западными двигателями пятого поколения, такими как Pratt & Whitney F119 (устанавливается на F-22 Raptor) и General Electric F414 (на F/A-18E/F Super Hornet). Однако по тяге на форсаже АЛ-41Ф1 (14,5–15 тс) уступает F119 (15,6–16,3 тс), но превосходит F414 (9,9–10,5 тс). При этом АЛ-41Ф1 имеет меньший ресурс и более высокий удельный расход топлива по сравнению с лучшими западными образцами. В то же время российский двигатель отличается наличием управляемого вектора тяги, что является стандартом для истребителей пятого поколения, но не всегда реализовано на зарубежных аналогах (например, F-35 использует обычное сопло).

¶Перспективы

В рамках программы второго этапа модернизации Су-57 разрабатывается двигатель «Изделие 30», который должен заменить АЛ-41Ф1. Ожидается, что новый двигатель будет иметь тягу на форсаже около 16–17 тс, более низкий расход топлива и повышенный ресурс. Первый полёт самолёта с «Изделием 30» состоялся в 2017 году, однако серийное производство и внедрение на строящиеся Су-57 отложено на середину 2020-х годов. До этого момента АЛ-41Ф1 остаётся основным двигателем для российского истребителя пятого поколения.

¶Критика и ограничения

Основные претензии к АЛ-41Ф1 связаны с его недостаточной тягой для полноценного сверхзвукового крейсерского полёта (без включения форсажа) — режима, который является одним из требований к истребителям пятого поколения. По оценкам специалистов, Су-57 с АЛ-41Ф1 может развивать сверхзвуковую скорость без форсажа лишь на коротких дистанциях и при определённых условиях. Кроме того, двигатель имеет относительно высокий уровень инфракрасного излучения, что снижает скрытность самолёта. Эти недостатки планируется устранить в двигателе «Изделие 30».

¶Источники

• «Двигатели АЛ-41Ф1 для ПАК ФА» — журнал «Авиация и космонавтика», 2015, № 4.
• «Авиационные двигатели ОДК-Сатурн» — каталог продукции ПАО «ОДК-Сатурн», 2020.
• «Су-57: история создания и перспективы» — отчёт ЦАГИ, 2022.
• «Турбореактивные двигатели пятого поколения» — монография под ред. В. А. Скибина, 2018.
• Официальные данные Минобороны РФ и ПАО «ОАК» (2010–2024).