Двигатель АИ-20М

Двигатель АИ-20М — это советский турбовинтовой авиационный двигатель, разработанный в ОКБ-478 под руководством Александра Ивченко (ныне — ГП «Ивченко-Прогресс», Украина). Представляет собой модификацию базового двигателя АИ-20, созданную в 1960-х годах для повышения надёжности и ресурса. Двигатель относится к классу газотурбинных двигателей со свободной турбиной и предназначен для установки на самолёты военной и гражданской авиации.

История создания

Разработка базового двигателя АИ-20 началась в 1950-х годах по заказу ОКБ О. К. Антонова для перспективного транспортного самолёта Ан-12. Первый запуск опытного образца состоялся в 1955 году, а серийное производство было развёрнуто в 1957 году на Запорожском моторостроительном заводе (ныне — АО «Мотор Сич»). В ходе эксплуатации выявились недостатки, связанные с ресурсом лопаток турбины и надёжностью маслосистемы, что потребовало модернизации.

Модификация АИ-20М была сертифицирована в 1963 году. Основные изменения коснулись конструкции компрессора, камеры сгорания и турбины. Была увеличена степень повышения давления, что позволило повысить мощность при сохранении габаритов. Двигатель получил усиленную маслосистему с улучшенным охлаждением масла и более надёжные подшипники. В 1965 году АИ-20М был принят на вооружение и начал устанавливаться на самолёты Ан-12Б и Ил-18Д.

Конструкция

АИ-20М выполнен по схеме двухвального турбовинтового двигателя с осевым компрессором и кольцевой камерой сгорания. Основные узлы:

• Компрессор — десятиступенчатый осевой, с регулируемыми направляющими аппаратами на первых двух ступенях. Степень повышения давления — 9,5:1.
• Камера сгорания — кольцевая, с 12 форсунками. Обеспечивает равномерное сгорание топлива (керосин марок Т-1, ТС-1, РТ).
• Турбина — двухступенчатая, с воздушным охлаждением дисков и лопаток первой ступени. Температура газов на входе в турбину — до 950 °C.
• Редуктор — планетарный, с передаточным числом 0,085:1, понижает обороты винта до 1100 об/мин.
• Система запуска — электрическая, с использованием стартёра-генератора СТГ-12.

Масляная система — автономная, с циркуляцией масла под давлением. Рабочее масло — МС-8П или МС-20. Система охлаждения масла включает воздушно-масляный радиатор, установленный на входе в двигатель.

Характеристики

Основные технические параметры двигателя АИ-20М:

Применение

Двигатель АИ-20М устанавливался на следующие типы летательных аппаратов:

• Ан-12 — средний военно-транспортный самолёт. На модификациях Ан-12Б, Ан-12БК и Ан-12БЛ использовались четыре двигателя АИ-20М.
• Ил-18 — пассажирский самолёт для магистральных линий. На Ил-18Д и Ил-18Е устанавливались четыре АИ-20М.
• Бе-12 — противолодочный самолёт-амфибия. На Бе-12 «Чайка» применялись два двигателя АИ-20М с шестилопастными винтами.
• Ан-26 — военно-транспортный самолёт. На некоторых модификациях Ан-26 (например, Ан-26Б) использовались АИ-20М вместо штатных АИ-24ВТ.

Кроме того, на базе АИ-20М были созданы газотурбинные установки для наземного применения, в частности, газоперекачивающие агрегаты ГПА-Ц-6,3/56.

Модификации

На основе АИ-20М были разработаны несколько модификаций, отличавшихся мощностью и ресурсом:

• АИ-20М серия 1 — базовая версия с ресурсом 4000 часов.
• АИ-20М серия 2 — модернизированная версия с усиленной турбиной и увеличенным ресурсом до 6000 часов.
• АИ-20М серия 3 — версия с повышенной мощностью до 4500 л.с. за счёт увеличения температуры газов на входе в турбину.
• АИ-20МК — модификация для самолёта-амфибии Бе-12, с изменённой системой охлаждения и защиты от коррозии.

Эксплуатация

Двигатель АИ-20М эксплуатировался в ВВС СССР, а затем в ВВС России и стран СНГ, а также в гражданской авиации. В 1970—1980-х годах он был основным силовым агрегатом для самолётов Ан-12 и Ил-18. Надёжность двигателя оценивалась как высокая: наработка на отказ в среднем составляла 10 000 часов. Однако в ходе эксплуатации выявлялись проблемы с износом лопаток компрессора и трещинами в камере сгорания, что приводило к необходимости капитального ремонта каждые 4000—6000 часов.

В 1990-х годах, в связи с сокращением парка самолётов Ан-12 и Ил-18, производство АИ-20М было прекращено. Тем не менее, двигатель продолжает эксплуатироваться на модернизированных версиях Ан-12 и на самолётах-амфибиях Бе-12. В 2021 году в России была разработана программа продления ресурса двигателей АИ-20М до 8000 часов за счёт замены отдельных узлов.

Интересные факты

• Двигатель АИ-20М стал основой для создания турбостартёра для двигателей самолёта Ту-144.
• На базе АИ-20М был разработан первый в СССР газотурбинный двигатель для вертолёта — АИ-20В, однако он не пошёл в серию из-за больших габаритов.
• В 1972 году на самолёте Ан-12 с двигателями АИ-20М был установлен мировой рекорд грузоподъёмности для турбовинтовых самолётов — 40 тонн на высоте 2000 метров.

Источники

• Авиационные двигатели. Под редакцией В. А. Данилова. — М.: Машиностроение, 1985.
• Двигатели АИ-20 и АИ-24. Руководство по эксплуатации. — Запорожье: Мотор Сич, 1978.
• История авиационного двигателестроения в СССР. Том 2. — М.: ЦИАМ, 2004.
• Техническое описание двигателя АИ-20М. — ОКБ-478, 1963.