Allison T63

Allison T63 — это семейство лёгких газотурбинных двигателей, разработанных американской компанией Allison Engine Company (впоследствии подразделение Rolls-Royce) в 1950-х годах. Двигатели серии T63, также известные под гражданскими обозначениями 250-С (для вертолётов) и 250-В (для самолётов), стали одними из самых массовых и долгоживущих турбовальных двигателей в мире, применяемых преимущественно на лёгких и средних вертолётах, а также на некоторых самолётах и беспилотных летательных аппаратах.

История создания

Разработка двигателя T63 началась в 1957 году по заказу Армии США, которая искала компактный и мощный газотурбинный двигатель для лёгких вертолётов. Первоначально проект назывался Model 250. Первый запуск прототипа состоялся в 1959 году. В 1961 году двигатель был сертифицирован Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA) под обозначением 250-С. Первым серийным вертолётом, оснащённым T63, стал лёгкий многоцелевой вертолёт Bell OH-58 Kiowa, принятый на вооружение в 1969 году. В 1960-х годах двигатель также устанавливался на экспериментальные и серийные модели вертолётов Hughes OH-6 Cayuse и MD Helicopters MD 500. В 1970-х годах на базе T63 был создан турбовентиляторный двигатель Allison 250-B, предназначенный для лёгких самолётов, таких как Cessna 404 Titan и Beechcraft King Air 90. В 1995 году компания Allison была приобретена Rolls-Royce, и двигатель получил обозначение Rolls-Royce M250, хотя в технической литературе и на рынке продолжает использоваться исходное название.

Конструкция

Двигатели серии T63 представляют собой одновальные турбовальные или турбовинтовые газотурбинные двигатели с осецентробежным компрессором. Основные конструктивные особенности:

• Компрессор: состоит из нескольких ступеней осевого компрессора (обычно 4–6) и одной центробежной ступени. Такая схема обеспечивает высокую степень сжатия (до 8:1) при компактных размерах.
• Камера сгорания: кольцевая, с прямым впрыском топлива. Обеспечивает равномерное сгорание и низкий уровень выбросов.
• Турбина: двухступенчатая, осевая. Первая ступень — турбина высокого давления, вторая — турбина низкого давления (силовая), которая через редуктор передаёт крутящий момент на выходной вал.
• Редуктор: встроенный планетарный редуктор, снижающий обороты выходного вала до типичных для вертолётов 6000–8000 об/мин.
• Система управления: электронная (FADEC) на поздних модификациях, на ранних — гидромеханическая.
• Масляная система: автономная, с замкнутым контуром и масляным радиатором.

Двигатели T63 отличаются высокой удельной мощностью (до 1,5 кВт/кг) и низким расходом топлива для своего класса. Они также известны своей надёжностью и простотой обслуживания, что способствовало их широкому распространению.

Модификации

Семейство T63 включает множество модификаций, различающихся мощностью, степенью сжатия, типом топлива и наличием дополнительных систем. Основные серии:

• T63-A-5A (военное обозначение) — базовая версия мощностью 250 л.с. (186 кВт). Устанавливалась на Bell OH-58 Kiowa.
• T63-A-700 — модификация с увеличенной мощностью до 317 л.с. (236 кВт). Применялась на Hughes OH-6 Cayuse.
• 250-C20 (гражданское обозначение) — мощность 420 л.с. (313 кВт). Одна из самых массовых версий, использовалась на MD Helicopters MD 500, Agusta A109, Bell 206 JetRanger.
• 250-C30 — мощность 650 л.с. (485 кВт). Устанавливалась на более тяжёлые вертолёты, такие как Bell 430 и Sikorsky S-76.
• 250-B17 — турбовинтовая версия для самолётов, мощность 450 л.с. (336 кВт). Применялась на Cessna 404 Titan, Beechcraft King Air 90.
• Rolls-Royce M250 — современное обозначение после покупки Allison. Включает модификации с увеличенной мощностью до 800 л.с. (597 кВт) и улучшенной топливной эффективностью.

Всего было выпущено более 30 000 двигателей семейства T63, включая все модификации.

Применение

Вертолёты

Основное применение двигателей T63 — лёгкие и средние вертолёты. Наиболее известные модели:

• Bell OH-58 Kiowa — разведывательный вертолёт армии США.
• Hughes OH-6 Cayuse — лёгкий разведывательный вертолёт.
• MD Helicopters MD 500 — гражданская и военная версия, широко используется в полиции, медицине и частной авиации.
• Bell 206 JetRanger — один из самых массовых гражданских вертолётов.
• Agusta A109 — итальянский многоцелевой вертолёт.
• Sikorsky S-76 — пассажирский и корпоративный вертолёт.
• Robinson R66 — лёгкий вертолёт, оснащённый двигателем Rolls-Royce RR300 (производная от T63).

Самолёты

Турбовинтовые версии (250-B) устанавливались на лёгкие самолёты:

• Cessna 404 Titan — лёгкий транспортный самолёт.
• Beechcraft King Air 90 — турбовинтовой бизнес-самолёт.
• Pilatus PC-6 Porter — многоцелевой самолёт короткого взлёта и посадки.

Беспилотные летательные аппараты

В 2010-х годах двигатели M250 начали применяться на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) средней и большой продолжительности полёта, например, на MQ-8 Fire Scout (вертолёт-беспилотник) и некоторых моделях Northrop Grumman.

Характеристики (на примере 250-C20)

• Тип: турбовальный
• Мощность на взлётном режиме: 420 л.с. (313 кВт)
• Мощность на крейсерском режиме: 350 л.с. (261 кВт)
• Удельный расход топлива: 0,28 кг/(кВт·ч) (на крейсерском режиме)
• Степень сжатия: 8:1
• Температура газов перед турбиной: 950 °C
• Сухая масса: 68 кг
• Габариты: длина 1,1 м, диаметр 0,5 м
• Ресурс до капитального ремонта: 3500 часов (на ранних модификациях), до 6000 часов (на поздних)

Критика и недостатки

Несмотря на общую надёжность, двигатели T63 имеют ряд недостатков, выявленных в ходе эксплуатации:

• Чувствительность к загрязнениям: компрессор с осевыми ступенями подвержен эрозии и загрязнению при работе в пыльных условиях, что требует частой промывки.
• Высокая стоимость обслуживания: ремонт и замена деталей горячей части (турбина, камера сгорания) дороги из-за применения жаропрочных сплавов.
• Ограниченная мощность на больших высотах: на высотах свыше 4000 м мощность падает на 30–40% из-за снижения плотности воздуха.
• Шумность: на ранних модификациях отсутствовали шумопоглощающие кожухи, что создавало дискомфорт для экипажа и пассажиров.

Тем не менее, эти недостатки не помешали двигателю стать одним из самых коммерчески успешных в своём классе.

Влияние на авиастроение

Двигатели T63 оказали значительное влияние на развитие лёгкой авиации. Они позволили создать компактные и экономичные вертолёты, которые стали основой для многих гражданских и военных программ. Благодаря высокой удельной мощности и надёжности, T63 стал стандартом для лёгких вертолётов, и его конструкция была заимствована при разработке двигателей других производителей, таких как Pratt & Whitney Canada PT6 и Turbomeca Arrius. В 2020-х годах Rolls-Royce продолжает выпуск модернизированных версий M250, которые используются в новейших моделях вертолётов и БПЛА, что подтверждает долгосрочную актуальность этой конструкции.

Источники

• Taylor, J. W. R. (1975). Jane's All the World's Aircraft 1975–76. Jane's Yearbooks.
• Gunston, B. (1989). World Encyclopedia of Aero Engines. Patrick Stephens Limited.
• Rolls-Royce. (2020). M250 Engine Product Brochure.
• FAA Type Certificate Data Sheet E-0001 (Allison 250 Series).
• «Allison T63 (Model 250)». Aircraft Engine Historical Society.