Центральный институт авиационного моторостроения

Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова (сокращённо — ЦИАМ) — государственная научно-исследовательская организация в России, головной отраслевой институт в области авиационного двигателестроения. Основан в 1930 году. Расположен в Москве. Входит в структуру Государственной корпорации по содействию разработке, производству и экспорту высокотехнологичной промышленной продукции «Ростех» (Госкорпорация Ростех). Основная деятельность института включает фундаментальные и прикладные исследования, проектирование, испытания и доводку газотурбинных, поршневых и электрических авиационных двигателей, а также энергетических установок на их основе.

История

Предпосылки создания

К концу 1920-х годов в СССР сложилась ситуация, при которой авиационная промышленность, активно развивавшаяся, испытывала острую нехватку собственных научно-исследовательских центров по двигателестроению. Существовавшие конструкторские бюро (например, Н. М. Окромешко, В. Я. Климова) не имели достаточной экспериментальной базы. В 1929 году Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) и Научно-исследовательский институт Гражданского воздушного флота (НИИ ГВФ) инициировали создание специализированного института моторостроения.

Основание и довоенный период (1930—1941)

Институт был учреждён 3 декабря 1930 года приказом Высшего совета народного хозяйства СССР № 1188. Первоначально назывался Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ). В 1931 году институту было присвоено имя Павла Ивановича Баранова — начальника Главного управления авиационной промышленности СССР, погибшего в авиакатастрофе. В 1930-е годы ЦИАМ занимался разработкой и доводкой поршневых двигателей для бомбардировщиков и истребителей. В частности, под руководством А. А. Микулина и В. Я. Климова были созданы двигатели М-34 (АМ-34) и М-100, которые устанавливались на самолёты ТБ-3, Р-5, И-16. В 1935 году в ЦИАМе был построен первый в СССР высотный стенд для испытаний двигателей в условиях разрежённого воздуха.

Великая Отечественная война (1941—1945)

С началом войны институт был частично эвакуирован в Куйбышев (Самара) и Уфу. В Москве осталась часть лабораторий и стендов. В годы войны ЦИАМ обеспечивал доводку и серийное производство двигателей АШ-82 (А. Д. Швецов), АМ-38 (А. А. Микулин) и М-105 (В. Я. Климов). В 1942 году институт разработал систему непосредственного впрыска топлива для авиационных двигателей, что повысило их мощность и экономичность. В 1943 году ЦИАМ вернулся в Москву.

Послевоенное развитие (1945—1991)

После войны институт переключился на реактивную тематику. В 1947 году был создан первый советский турбореактивный двигатель РД-45 (копия британского Rolls-Royce Nene), но вскоре ЦИАМ перешёл к разработке собственных конструкций. В 1950-е годы под руководством С. А. Гаврилова и В. А. Сосулина были созданы двигатели для сверхзвуковых самолётов: АЛ-7Ф (для Су-7), Р-11-300 (для МиГ-21). В 1960-е годы институт участвовал в программе создания двигателя НК-12 для стратегического бомбардировщика Ту-95. В 1970-е годы ЦИАМ разрабатывал двигатели для пассажирских лайнеров Ту-154 (Д-30КУ), Ил-76 (Д-30КП) и Ил-86 (НК-86). В 1980-е годы институт занимался проблемами повышения топливной эффективности и снижения шума двигателей, а также участвовал в программе «Энергия-Буран» (разработка двигателей для орбитального корабля).

Современный этап (с 1991 года)

После распада СССР ЦИАМ столкнулся с сокращением государственного финансирования и падением объёмов заказов. В 1990-е годы институт был вынужден диверсифицировать деятельность, занимаясь конверсионными проектами (газотурбинные установки для энергетики, насосные агрегаты). В 2000-е годы началось восстановление: ЦИАМ вошёл в состав Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК, входит в Ростех). В 2010-е годы институт участвовал в разработке двигателя ПД-14 (для МС-21), ПД-8 (для SSJ-New) и перспективного двигателя для ПАК ФА (Су-57). В 2020 году ЦИАМ завершил строительство нового испытательного комплекса «Климов» в Санкт-Петербурге.

Структура и деятельность

Основные направления

• Разработка газотурбинных двигателей — проектирование и доводка турбореактивных, турбовентиляторных и турбовальных двигателей для гражданской и военной авиации.
• Поршневые двигатели — создание маломощных авиационных двигателей для лёгких самолётов и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
• Электрические и гибридные силовые установки — исследования в области электрической авиации, включая разработку сверхпроводниковых электрических двигателей и систем управления.
• Материаловедение — разработка жаропрочных сплавов, керамических композитов и покрытий для лопаток турбин и камер сгорания.
• Испытания — проведение стендовых, ресурсных и климатических испытаний двигателей, включая испытания на высотных стендах и в аэродинамических трубах.

Ключевые подразделения

• Научно-исследовательский центр «Аэродинамика и прочность» — занимается аэродинамическим проектированием компрессоров и турбин, а также расчётами на прочность.
• Центр испытаний двигателей — включает стенды для испытаний двигателей тягой до 50 тонн, а также стенды для испытаний на высоте до 30 км.
• Лаборатория горения и топлива — исследует процессы горения, разрабатывает камеры сгорания с низким уровнем выбросов.
• Отдел систем управления — разрабатывает электронные системы управления (FADEC) для авиационных двигателей.

Известные разработки

Поршневые двигатели

• М-34 (АМ-34) — двигатель для бомбардировщика ТБ-3, мощность 750—900 л. с. (1932).
• М-100 — двигатель для истребителя И-16, мощность 860 л. с. (1935).
• АШ-82 — 14-цилиндровый звездообразный двигатель, мощность 1700—2000 л. с. (1940).

Газотурбинные двигатели

• РД-45 — первый советский турбореактивный двигатель, тяга 2270 кгс (1947).
• АЛ-7Ф — двигатель для сверхзвукового истребителя Су-7, тяга 9600 кгс (1955).
• Р-11-300 — двигатель для МиГ-21, тяга 5750 кгс (1956).
• Д-30КУ — двигатель для Ту-154М, тяга 11000 кгс (1974).
• НК-12 — турбовинтовой двигатель для Ту-95, мощность 15000 л. с. (1954).
• ПД-14 — перспективный турбовентиляторный двигатель для МС-21, тяга 14000 кгс (2015).
• ПД-8 — двигатель для SSJ-New, тяга 8000 кгс (2022).

Энергетические установки

• ГТУ-25П — газотурбинная установка мощностью 25 МВт для газоперекачивающих станций (1990).
• ГТЭ-110 — газотурбинная установка мощностью 110 МВт для электростанций (2000).

Научная и образовательная деятельность

ЦИАМ является базой для подготовки научных кадров. При институте действует аспирантура по специальностям «Авиационные двигатели», «Тепловые двигатели» и «Материаловедение». Институт сотрудничает с Московским авиационным институтом (МАИ), Московским государственным техническим университетом имени Н. Э. Баумана и другими вузами. В 2010 году на базе ЦИАМ создан Научно-образовательный центр «Авиационные двигатели» (НОЦ АД).

Критика и проблемы

В 1990-е годы ЦИАМ подвергался критике за медленное внедрение результатов исследований в серийное производство. Отмечалось, что многие разработки института оставались на уровне экспериментальных образцов из-за отсутствия заказов от авиастроительных предприятий. В 2000-е годы проблемы были связаны с устареванием испытательной базы и нехваткой молодых специалистов. В 2010-е годы институт начал модернизацию, но она затянулась из-за недостатка финансирования. В 2020-е годы в связи с введением санкций против России (в том числе в отношении авиационной промышленности) ЦИАМ столкнулся с необходимостью импортозамещения комплектующих для двигателей, что потребовало дополнительных ресурсов.

Интересные факты

• В 1935 году в ЦИАМе был построен первый в мире высотный стенд для испытаний двигателей, который позволял моделировать условия полёта на высоте до 20 км.
• В 1942 году инженеры института разработали систему непосредственного впрыска топлива, которая была установлена на двигатели АШ-82 и АМ-38, что повысило их мощность на 15—20 %.
• В 1960 году в ЦИАМе был создан первый советский турбореактивный двигатель с форсажной камерой — Р-11Ф-300.
• В 1980 году институт участвовал в создании двигателя для орбитального корабля «Буран» — РД-0120 (водородно-кислородный двигатель).
• В 2021 году ЦИАМ начал испытания первого в России электрического авиационного двигателя мощностью 500 кВт.

Источники

• Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова. Официальный сайт: ciam.ru (дата обращения: 2023).
• История авиационного двигателестроения в России / под ред. В. А. Сосулина. — М.: Машиностроение, 2005. — 480 с.
• Развитие авиационной науки и техники в СССР / под ред. И. Ф. Образцова. — М.: Наука, 1988. — 400 с.
• Авиационные двигатели: история, конструкция, эксплуатация / А. А. Иноземцев, В. А. Сосулин. — М.: Машиностроение, 2010. — 320 с.
• Госкорпорация Ростех. Официальный сайт: rostec.ru (дата обращения: 2023).