Американская компания GE Aviation совместно со специалистами Армии США завершили испытания первого прототипа нового газотурбинного двигателя, разработка которого ведется в рамках программы FATE (Future Affordable Turbine Engine, доступный газотурбинный двигатель будущего). Согласно сообщению американской компании, двигатель, в конструкции которого широко используются керамические матричные композиты, успешно прошел серию стендовых испытаний, включая отдельные проверки компрессора.

В 2011 году американские военные объявили, что им необходимы новые газотурбинные двигатели, которые были бы экономичными в эксплуатации и относительно недорогими в производстве. Силовые установки планируется ставить на разные типы вертолетной техники. По оценке GE Aviation, использование керамики в конструкции перспективных двигателей позволит удешевить их производство за счет упрощения производственного цикла и снизить стоимость эксплуатации благодаря большему ресурсу керамических композитов по сравнению с традиционными материалами.

Керамические матричные композиты имеют широкий диапазон рабочих температур, причем детали, выполненные из таких материалов, могут нормально эксплуатироваться при гораздо больших температурах, чем обычные элементы из металлических сплавов. Это позволяет расширить и рабочий диапазон двигательной установки в целом. В силовых установках FATE керамические детали будут изготавливаются с помощью технологии трехмерной печати.

Согласно требованию военных, новые двигатели должны иметь на 80 процентов больше удельной мощности, чем современные силовые установки. Кроме того, удельное потребление топлива новыми двигателями должно быть меньше на 35 процентов, а расчетный ресурс — на 20 процентов больше. Наконец, расходы на производство и техническое обслуживание силовых установок проекта FATE должны быть меньше на 45 процентов. В GE Aviation полагают эти требования вполне выполнимыми.

Испытания первого прототипа двигателя проекта FATE начались осенью 2016 года. Двигатель прошел множество циклов запуска и остановки, его проверяли на возможность длительной работы. В ходе проверки разработчики следили за надежностью работы компрессора, камеры сгорания и турбины, причем эти элементы проверялись как в составе силовой установки, так и по отдельности на специальном стенде. Другие подробности о проведенных проверках не раскрываются.

Силовые установки проекта FATE будут выпускаться в нескольких вариантах. Они будут отличаться друг от друга размерами и мощностью. В зависимости от версии двигатели смогут развивать мощность от пяти до десяти тысяч лошадиных сил (3,7–7,4 тысячи киловатт). В первую очередь силовые установки проекта FATE рассматриваются в качестве замены двигателей T700 вертолетов AH-64 Apache и UH-60 Black Hawk. Двигатели T700 в нескольких десятках версий выпускаются с 1973 года и имеют мощность от 6,1 до 7,4 киловатт.

Использовать керамические матричные композиты в уже выпускаемых двигателях намерена американская компания Honeywell. Детали из этого материала, в частности, планируется использовать в силовых установках T55, устанавливаемых на тяжелые транспортные вертолеты CH-47 Chinook, и CTS800, при помощи которых летают многоцелевые вертолеты AW159 Wildcat. Из нового материала предполагается изготавливать конусы сопел выпускной системы двигателей. Кроме того, керамическим может быть сделан обтекатель турбины.

Автор: Василий Сычёв