ТВ3-117ВМА

ТВ3-117ВМА — это авиационный турбовальный газотурбинный двигатель, разработанный в СССР и предназначенный для установки на вертолёты. Относится к семейству двигателей ТВ3-117, созданному в ОКБ имени В. Я. Климова (ныне АО «ОДК-Климов»). Модификация «ВМА» (Вертолётный Модернизированный А) представляет собой глубокую модернизацию базовой модели, направленную на повышение мощности, ресурса и эксплуатационных характеристик, и является одной из наиболее распространённых силовых установок для средних и тяжёлых вертолётов российского производства.

История создания

Разработка базового двигателя ТВ3-117 началась в 1960-х годах в ответ на потребность в более мощной и экономичной силовой установке для перспективных вертолётов Миля и Камова. Первый запуск в серийное производство состоялся в 1972 году на Запорожском моторостроительном заводе (ныне АО «Мотор Сич», Украина). Двигатель быстро зарекомендовал себя как надёжный и технологичный, став основой для целого семейства.

К концу 1980-х годов, в связи с ростом требований к грузоподъёмности и высотности вертолётов, возникла необходимость в модернизации. Работы по созданию версии ТВ3-117ВМА начались в 1990-х годах в ОКБ имени В. Я. Климова. Основной целью было увеличение взлётной мощности с 2000 л.с. (у базового ТВ3-117) до 2200 л.с. и более, а также повышение ресурса и надёжности в условиях жаркого климата и высокогорья. Первый полёт двигателя в составе вертолёта Ми-8МТВ-5 состоялся в 1999 году. Серийное производство ТВ3-117ВМА было освоено на «ОДК-Климов» (Россия) и параллельно на «Мотор Сич» (Украина). После 2014 года, в связи с изменением геополитической обстановки, российское производство было полностью локализовано.

Конструкция и принцип действия

ТВ3-117ВМА выполнен по двухвальной схеме с осецентробежным компрессором и кольцевой камерой сгорания. Основные конструктивные особенности:

• Компрессор: состоит из 12 ступеней осевого компрессора и одной центробежной ступени. Такая схема обеспечивает высокую степень сжатия (около 10:1) и устойчивую работу на всех режимах.
• Камера сгорания: кольцевая, с 12 форсунками, обеспечивает равномерное сгорание топлива и низкий уровень выбросов.
• Турбина: двухступенчатая газовая турбина (одна ступень высокого давления, одна — низкого). За турбиной установлена свободная силовая турбина, передающая крутящий момент на редуктор вертолёта.
• Система управления: электронно-гидромеханическая, с возможностью резервирования. В модификации ВМА внедрена цифровая система управления (FADEC — Full Authority Digital Engine Control), что повысило точность дозирования топлива и упростило пилотирование.
• Масляная система: автономная, с сухим картером, обеспечивает смазку и охлаждение подшипников и зубчатых передач.

Двигатель имеет модульную конструкцию, что облегчает техническое обслуживание и ремонт. Основные модули: компрессор, камера сгорания, турбина, силовая турбина, редуктор, системы управления и топливопитания.

Основные характеристики

Двигатель сертифицирован по российским и международным нормам лётной годности (АП-33, FAR-33).

Модификации

На базе ТВ3-117ВМА создано несколько модификаций, отличающихся мощностью, системами управления и адаптацией к конкретным типам вертолётов:

• ТВ3-117ВМА-02 — версия с повышенной мощностью (2500 л.с. на чрезвычайном режиме) и улучшенной системой запуска в условиях низких температур.
• ТВ3-117ВМА-03 — модификация с цифровой системой управления FADEC и увеличенным ресурсом до 8000 часов.
• ТВ3-117ВМА-04 — вариант для вертолётов Ка-52, с усиленной конструкцией корпуса и системой защиты от обледенения.
• ТВ3-117ВМА-05 — экспортная версия с адаптацией под западные стандарты топлива и смазочных материалов.

Применение

Двигатели ТВ3-117ВМА устанавливаются на следующие типы вертолётов:

• Ми-8МТВ-5 (и его модификации Ми-8АМТШ, Ми-8МТВ-1) — основной транспортно-боевой вертолёт российских ВКС и гражданской авиации.
• Ми-17 — экспортная версия Ми-8, широко распространённая в странах Азии, Африки и Латинской Америки.
• Ми-24 (модификации Ми-24П, Ми-24В) — ударный вертолёт, где ТВ3-117ВМА заменил устаревшие ТВ3-117.
• Ка-52 «Аллигатор» — разведывательно-ударный вертолёт, где двигатель работает в паре с системой управления вооружением.
• Ка-32 — многоцелевой вертолёт, используемый для пожаротушения, строительства и спасательных операций.

Также двигатель применяется на некоторых модификациях вертолётов Ми-28 и Ми-35.

Производство и эксплуатация

Серийное производство ТВ3-117ВМА осуществляется на двух предприятиях:

• АО «ОДК-Климов» (Санкт-Петербург, Россия) — основной производитель с 2014 года. Завод выпускает двигатели для российских ВКС и гражданских операторов, а также для экспортных поставок.
• АО «Мотор Сич» (Запорожье, Украина) — до 2014 года выпускал двигатели для российских вертолётов, после прекращения кооперации производит их для украинских и зарубежных заказчиков.

Эксплуатация двигателя осуществляется в широком диапазоне климатических условий — от Арктики до тропиков. Двигатель прошёл сертификацию по стандартам EASA (Европейское агентство по безопасности полётов) и FAA (Федеральное управление гражданской авиации США) для отдельных модификаций.

Сравнение с аналогами

ТВ3-117ВМА конкурирует с западными двигателями аналогичного класса:

• General Electric T700 (США) — мощность 1800-2000 л.с., устанавливается на вертолёты UH-60 Black Hawk, AH-64 Apache. По сравнению с ТВ3-117ВМА, T700 имеет меньший вес и более низкий расход топлива, но уступает по мощности на чрезвычайных режимах.
• Pratt & Whitney Canada PT6C-67C (Канада) — мощность 2000-2500 л.с., используется на вертолётах AW139, Bell 525. Превосходит ТВ3-117ВМА по ресурсу и экологичности, но дороже в производстве.
• Klimov VK-2500 (Россия) — дальнейшее развитие семейства, мощность 2500-3000 л.с., устанавливается на Ми-8МТВ-5-1, Ми-28НМ. VK-2500 является прямым преемником ТВ3-117ВМА и постепенно вытесняет его в новых проектах.

Интересные факты

• Двигатель ТВ3-117ВМА стал первым в СССР, оснащённым цифровой системой управления FADEC в серийном производстве.
• В 2010 году вертолёт Ми-8МТВ-5 с двигателями ТВ3-117ВМА установил мировой рекорд высоты полёта для вертолётов своего класса — 9150 метров.
• Двигатель используется в составе газотурбинных установок для наземных энергосистем (например, в качестве привода генераторов на нефтяных платформах).
• В 2022 году, в рамках программы импортозамещения, «ОДК-Климов» начал выпуск полностью локализованной версии ТВ3-117ВМА, не зависящей от украинских комплектующих.

Источники

1. «Авиационные двигатели. Конструкция и эксплуатация» — под ред. В. А. Скибина, 2015.
2. Официальный сайт АО «ОДК-Климов» — раздел «Продукция. ТВ3-117ВМА».
3. «Вертолёты России. Энциклопедия» — под ред. М. А. Левина, 2018.
4. «Двигатели ТВ3-117. История, конструкция, модернизация» — журнал «Авиация и космонавтика», № 4, 2020.
5. «Сертификация авиационных двигателей в России» — Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация), 2021.