Ивченко AI-20

АИ-20
	Ивченко AI-20M turboprop engine
Тип	Турбовинтовой
Национальное происхождение	Советский Союз
Производитель	Ивченко / ЗМКБ Прогресс , ПМЗ (Пермь), АИ22 также на заводе КМПО
Основные приложения	Антонов Ан-10 ; Антонов Ан-12 ; Ильюшин Ил-18

Ивченко АИ-20 — советский турбовинтовой двигатель, разработанный ОКБ Ивченко в 1950-х годах. Он был построен в больших количествах и служил силовой установкой как для Ан-12 транспортного , так и для авиалайнера Ил-18 .

Проектирование и разработка

АИ-20 был первым газотурбинным двигателем, разработанным конструкторским бюро под руководством Александра Ивченко в Запорожье , СССР , которое ранее концентрировалось на небольших поршневых двигателях, таких как Ивченко АИ-14 и АИ-26 радиальные двигатели . Он был спроектирован как перспективная силовая установка для нового большого авиалайнера Ил-18 и Ан-10 с четырьмя турбовинтовыми двигателями , конкурирующими с двигателями Кузнецова НК-4 . Оба двигателя испытывались на предсерийной партии из 20 Ил-18, но для серийного производства был выбран двигатель Ивченко. ^{[ 1 ]} возможно, из-за катастрофы, вызванной отказом двигателя НК-4 в полете, а возможно, из-за желания, чтобы двигатели украинского Ан-10 также производились в Украине. ^{[ 2 ]}

Ил-18Б был оснащен четырьмя турбовинтовыми двигателями Ивченко АИ-20А серии 1, каждый из которых обеспечивал взлетную мощность 2985 кВт (4000 л.с.) и устойчивую мощность 2090 кВт (2800 л.с.) на крейсерской высоте. Ранние Ил-18А изначально оснащались двигателями Кузнецова НК-4, но вскоре их заменили на АИ-20. В более позднем производстве Ил-18Б использовались двигатели АИ-20А серии 2 той же мощности, но с техническими усовершенствованиями, поэтому старые машины были обновлены силовыми установками серии 2. АИ-20 приводили в движение четырехлопастные реверсивные винты изменяемого шага диаметром 4,5 метра (14 футов 9 дюймов) с выступающими коками гребных винтов и гидравлическим приводом для изменения угла наклона винтов. Двигатели располагались над крылом и имели встроенные огнетушители. Двигатели запускались с помощью электродвигателей, питание двигателей обеспечивалось наземной тележкой. ^{[ 3 ]}

АИ-20 представляет собой одновальный турбовинтовой двигатель с десятиступенчатым осевым компрессором и трехступенчатой силовой турбиной, предназначенный для работы с постоянной скоростью. ^{[ 4 ]} Большой проблемой двигателей раннего выпуска была низкая надежность двигателей АИ-20, межремонтный наработка которых (МВО) составляла от 600 до 750 часов. Наконец был представлен вариант двигателя АИ-20К с межремонтным сроком службы 2000 часов – невпечатляюще по современным меркам, но большое улучшение. Одной из проблем, которая так и не была решена, был шум; Турбовинтовые двигатели относительно шумные, и высокий уровень шума был проблемой для пассажиров. Как уже упоминалось, межремонтный ресурс двигателя изначально был плохим по сравнению с современными западными двигателями: в 1964 году он составлял 600–750 часов. ^{[ 5 ]} но позже был улучшен путем непрерывного развития до 8000 часов при сроке службы 22000 часов в АИ-20Д серии 5М. ^{[ 6 ]}

Серийное производство осуществлялось на Запорожском ( «Мотор Сич» ) и Пермском моторном заводе ( «ОДК-Пермские моторы ») СССР в 1958 году, также строился по лицензии в Китае как WJ-6 . Всего построено около 14 тысяч АИ-20. ^{[ 7 ]}

Варианты

АИ-20А серия 1: Начальный серийный вариант ранней версии Ил-18 мощностью 2985 кВт (4000 л.с.). TBO был ужасен в 200–400 часов.
АИ-20А серия 2: Улучшенный производственный вариант с той же номинальной мощностью, но с техническими улучшениями; старые самолеты были обновлены двигателями Series 2. TBO все еще был плохим (600–750 часов).
АИ-20К: В этом значительно улучшенном варианте были решены вопросы надежности и долговечности. Среднее время работы увеличилось до 2000 часов. Это стало стандартным производственным вариантом.
АИ-20М: Этот вариант представлял собой значительное улучшение по сравнению с предыдущими вариантами двигателей во всех отношениях. АИ-20М увеличил взлетную мощность с 2985 кВт (4000 л.с.) до 3169 кВт (4250 л.с.), улучшив взлетные характеристики в «жарких и высоких» условиях и позволив увеличить взлетную массу. Также была достигнута более высокая постоянная мощность (2700 л.с.), что позволило повысить эффективность круиза. Помимо этого, АИ-20М также обладал хорошей надежностью, был легче и, в частности, имел значительно улучшенный SFC. ^{[ 3 ]}
АИ-20Д: В этом варианте наблюдалось значительное улучшение выходной мощности. Экономия топлива также была незначительно улучшена. АИ-20Д также часто называют АИ-20Д серии 4. Мощность была увеличена до огромных 5180 л.с.
АИ-20Д серия 5: Этот вариант основан на предыдущем успехе варианта серии 4. Большинство параметров производительности остались прежними, единственное существенное улучшение произошло в области надежности и долговечности. Срок службы/время службы увеличен до 6000 часов/20 000 часов соответственно.
АИ-20Д серии 5М или АИ-20ДМ: Это последний разработанный вариант. АИ-20ДМ по сути аналогичен АИ-20Д серии 5, с той лишь разницей, что в настройке мощности. Мощность АИ-20ДМ снижена до 4750 л.с. (взлетная мощность), что позволяет продлить срок службы двигателя и увеличить общий ресурс двигателя. Таким образом, наработка до капитального ремонта (TBO) увеличивается до 8000 часов при сроке службы 22000 часов. ^{[ 8 ]}

Приложения

АИ-20

WJ-6

Технические характеристики (АИ-20Д серия 5)

Данные Jane's All The World's Aircraft, 1993–94 гг., ^{[ 9 ]} сайт Мотор Сич, ^{[ 8 ]} Авиационные двигатели мира 1970 г. ^{[ 10 ]}

Общие характеристики

Тип: Одновальный турбовинтовой
Длина: 3096 мм (121,9 дюйма)
Диаметр: 450 мм (18 дюймов) (впускной корпус) ^{[ 10 ]}
Ширина : 842 мм (33,1 дюйма)
Высота : 11 802 мм (464,6 дюйма)
Сухой вес: 1040 кг (2290 фунтов)

Компоненты

Компрессор: 10-ступенчатый осевой компрессор с 4 перепускными клапанами для пусковых и переходных режимов.
Камеры сгорания : кольцевые с 10 конусами горелок.
Турбина : 3-ступенчатая с осевым потоком
Тип топлива: авиационное керосиновое топливо, такое как JP-4.
Масляная система: подача под давлением, полная рециркуляция.

Производительность

Максимальная выходная мощность: 3170 кВт (4250 л.с.) (эквивалент) при взлете при 12300 об/мин на уровне моря / (2900 кВт (3900 л.с.) + 2,35 кН (529 фунт-сила))

Макс. крейсерская мощность: 2600 кВт (3500 л.с.) (эквивалент) при 630 км/ч (390 миль в час; 340 узлов) на высоте 8000 м (26000 футов)

Рабочие обороты двигателя: 12300 об/мин.
Холостой ход двигателя: 10 400 об/мин.
Общая степень сжатия : от 7,6:1 (взлет) до 9,2:1 (крейсерский режим).
Массовый расход воздуха: 20,7 кг/с (46 фунтов/с) при 12300 об/мин.
Температура на входе в турбину: TIT макс. 1170 К (900 °С) на уровне моря; JPT 833 К (560 °С)
Удельный расход топлива :

Взлетный SFC: 0,322 кг/кВтч (0,529 фунта/(л.с.⋅ч))
Круизный SFC: 0,264 кг/кВтч (0,434 фунта/(л.с.⋅ч))

Отношение мощности к весу : 3,07 кВт/кг (1,87 л.с./фунт) (эквивалентная взлетная мощность) ^{[ 10 ]}

См. также

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Список авиационных двигателей

Ссылки

^ Страуд, Джон (1968). Советская транспортная авиация с 1945 г. (1-е изд.). Лондон: Патнэм. п. 113. ИСБН 9780370001265 .
^ Александров Николай. «Это тот самый «НК» » . Aviation.ru (на русском языке). Москва. Архивировано из оригинала 14 мая 2011 года . Проверено 23 марта 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Ильюшин Ил-18 и Ил-38» . www.airvectors.net . Проверено 23 марта 2019 г.
^ Ганстон, Билл (1987). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей (Переиздание). Веллингборо: Стивенс. п. 81. ИСБН 978-0-85059-717-2 .
^ «Под капотами Ил-18» . Рейс Интернешнл . 85 (2862): 85. 16 января 1964 г. Проверено 23 марта 2019 г.
^ «ИСТОРИЯ ФОНДА С.Е. ИВЧЕНКО-ПРОГРЕСС» . ivченко-progress.com . Ивченко-Прогресс . Проверено 23 марта 2019 г.
^ "ГП "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" (ГП "Ивченко-Прогресс"): история ГП "Ивченко-Прогресс" . ivченко-progress.com . Ивенчко-Прогресс. 2007. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 года . Проверено 23 марта 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «АИ-20» . Motorsich.com.ua . Проверено 23 марта 2019 г.
^ Тейлор, Майкл Дж. Х.; Ламберт, Марк; Мансон, Кеннет, ред. (1993). Jane's All the World's Aircraft 1993–94 (84-е изд.). Коулсон, Суррей, Великобритания: Информационная группа Джейн. п. 650. ИСБН 978-0710610669 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Уилкинсон, Пол Х. (1970). Авиационные двигатели мира 1970 (21-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Пол Х. Уилкинсон. п. 217.

Внешние ссылки

Motorsich. Архивировано 25 марта 2014 г. в Wayback Machine.

[Stroud-1] Страуд, Джон (1968). Советская транспортная авиация с 1945 г. (1-е изд.). Лондон: Патнэм. п. 113. ИСБН 9780370001265 .

[aviation.ru-2] Александров Николай. «Это тот самый «НК» » . Aviation.ru (на русском языке). Москва. Архивировано из оригинала 14 мая 2011 года . Проверено 23 марта 2019 г.

[airvectors-3] Jump up to: ^а ^б «Ильюшин Ил-18 и Ил-38» . www.airvectors.net . Проверено 23 марта 2019 г.

[Gunston_aero_p81-4] Ганстон, Билл (1987). Всемирная энциклопедия авиационных двигателей (Переиздание). Веллингборо: Стивенс. п. 81. ИСБН 978-0-85059-717-2 .

[Flight160164p85-5] «Под капотами Ил-18» . Рейс Интернешнл . 85 (2862): 85. 16 января 1964 г. Проверено 23 марта 2019 г.

[ivchenko-progress.com-6] «ИСТОРИЯ ФОНДА С.Е. ИВЧЕНКО-ПРОГРЕСС» . ivченко-progress.com . Ивченко-Прогресс . Проверено 23 марта 2019 г.

[Ivenchko-Progress-7] "ГП "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" (ГП "Ивченко-Прогресс"): история ГП "Ивченко-Прогресс" . ivченко-progress.com . Ивенчко-Прогресс. 2007. Архивировано из оригинала 26 июля 2011 года . Проверено 23 марта 2019 г.

[Motorsich.ua-8] Jump up to: ^а ^б «АИ-20» . Motorsich.com.ua . Проверено 23 марта 2019 г.

[JAWA93-94-9] Тейлор, Майкл Дж. Х.; Ламберт, Марк; Мансон, Кеннет, ред. (1993). Jane's All the World's Aircraft 1993–94 (84-е изд.). Коулсон, Суррей, Великобритания: Информационная группа Джейн. п. 650. ИСБН 978-0710610669 .

[Wilkinson70-10] Jump up to: ^а ^б ^с Уилкинсон, Пол Х. (1970). Авиационные двигатели мира 1970 (21-е изд.). Вашингтон, округ Колумбия: Пол Х. Уилкинсон. п. 217.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

v т и Ivchenko-Progress aircraft engines
Piston engines	AI-4 AI-14 AI-26
Turboshafts/turboprops and auxiliary power units (APU)	AI-9 AI-20 AI-24 AI-450 D-136
Turbofans and propfans	AI-22 AI-222 AI-25 AI-322 DV-2 D-18T D-27 D-36 D-236 D-436