Main Menu
User Menu

Turbovrtulový motor NK-12 (TV-2, TV-12)

Autor : 🕔08.10.2022 📕2.576
Rozpočet valka.cz 2022 : 104.000,- Kč Příjmy k 20.11.2022 : 132.009,- Kč
♡ Chci přispět

Vývojář: OKB–276, N. D. Kuzněcov
Země: SSSR
Postaven: 1954
Počátek státních zkoušek: 1955
Přijat do výzbroje: 1955

V roce 1946 ve vesnici Upravlenčeskij, která se nachází na břehu Volhy 30 km od Kujbyševa, byl zorganizován experimentální závod č. 2. Na jeho základě byly vytvořeny dvě konstrukční kanceláře: OKB–1 (hlavní konstruktér A. Schaibe) a OKB–2 (hlavní konstruktér Prestel), počet zaměstnanců v roce 1947 byl asi 2 500 lidí, z toho 662 německých specialistů. Při organizaci závodu se předpokládalo, že v SSSR budou Němci pokračovat v započatých pracích v Německu – vytváření silnějších vzorů sériových německých proudových motorů Jumo 004 a BMW 003 a nových výkonných proudových motorů Jumo 012 a BMW 018... Na konci roku 1946 však vyvstal nový úkol: vývoj turbovrtulových motorů.


Motor NK–12

Po sérii vývojových prací na turbovrtulových motorech 022 a 028, motokompresorovém reaktivním motoru 032 a proudových motorech 003s v roce 1948 bylo rozhodnuto spojit obě konstrukční kanceláře a soustředit úsilí na vývoj jednoho motoru – 022. V polovině roku 1948 bylo dokončeno projektování motoru, tři kusy byly zadány do výroby. V roce 1949, uprostřed prací na 022, přišel do závodu č. 2 nový vedoucí – Nikolaj Dmitrijevič Kuzněcov. Měl už zkušenosti s prací na německých proudových motorech – v roce 1946 spolu s Klimovem a Brandnerem v závodě v Ufě zaváděl výrobu Jumo–004.


Motor NK–12

V roce 1951 byl motor 022 pojmenován TV–2 (turbovrtulový motor–2). Místo obvyklé čtyřlisté vrtule byly použity protiběžné koaxiální vrtule.

Specialisté dostali nový úkol: vybudovat TVD (turbovintovyj dvigatěl) TV–2 velkého výkonu – 12 000k. Takové motory byly vyžadovány pro nový strategický bombardér Tu–95.

Nejjednodušší metodou, jak zajistit požadované vlastnosti nové pohonné jednotky, bylo spojení dvou výkonnějších TV–2 s přenosem energie na jednu společnou převodovku. První zkušební testy a poté katastrofa Tu–95 s motory 2TV–2F však ukázaly, že pro spolehlivý provoz je nutné vytvořit nový motor.


Motor NK–12MV v řezu

U nového motoru se počet turbínových stupňů zvýšil na pět. Díky vytvoření nové vysokoteplotní slitiny nimonic bylo možné zvýšit stlačení kompresoru a zvýšit teplotu plynu před turbínou. Ke zlepšení účinnosti motoru bylo provedeno velké množství studií ke snížení ztrát v lopatkových strojích, byly použity těsnicí vložky k minimalizaci radiálních vůlí v turbíně a byly vytvořeny duté chlazené lopatky originálního designu. Byl vyroben nový reduktor, byly vyřešeny problémy regulace TVD s koaxiálními protiběžnými vrtulemi.

Výsledkem všech těchto opatření bylo možné dosáhnout požadovaného výkonu, vysoké spolehlivosti a dobré palivové účinnosti motoru. Pokud jde o specifickou spotřebu paliva, ukázalo se, že je mnohem úspornější než jeho předchůdce TV–2.


Motor NK–12MV v řezu

Na začátku roku 1953 byla dokončena montáž motoru. Získal označení TV–12. Stendové testy TV–12 byly úspěšné. Motor prokázal požadovaný výkon a vysoký resurs. Vytvoření TV–12 (NK–12) bylo závěrečnou prací, které se zúčastnili němečtí specialisté. Na konci roku 1953 opustili závod poslední Němci. Závěrečné zkoušky a následné vylepšení motoru provedl sovětský tým pod vedením N. D. Kuzněcova.


Motor NK–12MV na Tu–95

Tři letouny Tu–4LL (létající laboratoř) byly speciálně vybaveny pro letové zkoušky v roce 1953. Motor TV–12 byl instalován namísto pravého vnitřního pístového motoru AŠ–73. TV–12 předčil AŠ–73 výkonem více než 5krát a jeho vrtule měly průměr asi 1,5krát větší. Zkoušky provedli přední zkušební pilot M. A. Njuchtikov a přední inženýr D. I. Kantor. Po státních zkouškách koncem roku 1954 – do února 1955 –  byl dokončen první let letadla 95–2, druhý prototyp Tu–95 s motory TV–12. Sériový motor se stal známým jako NK–12 – po prvních písmenech jména a příjmení vedoucího zkušebního závodu.

Jednohřídelový turbovrtulový motor NK–12MV se skládá z následujících hlavních jednotek:

  • 14stupňový axiální kompresor;
  • prstencová spalovací komora;
  • reaktivní 5stupňová turbína;
  • neregulovaná tryska a planetový reduktor vrtule (převodový poměr 0,0882).


Motor NK–12MV na An–22

Stlačení kompresoru se pohybuje od 9 do 13 v závislosti na výšce a také na poloze mechanizace kompresoru. Jmenovitá rychlost otáčení hřídele motoru je 8300 ot/min, každá vrtule má 735 ot/min. NK–12 je nejvýkonnější a nejekonomičtější turbovrtulový motor na světě (měrná spotřeba paliva při cestovním letu je 0,161 kg/k h.), Vyznačuje se také extrémně vysokou spolehlivostí.

Motor je zavěšen na tlumičích gondoly letadla na čtyřprutovém závěsném rámu.

Silová, nosná část motoru se skládá z:

  • pouzdro hřídele zadní vrtule;
  • pouzdro reduktoru;
  • skříň turbíny spojená se skříní reduktoru čtyřmi vzpěrami;
  • stator turbíny;
  • zadní podpěra.

Tyto uzly spolu se skříní kompresoru tvoří kostru motoru, uvnitř které je umístěna převodovka s hnacími hřídeli, rotor kompresoru, rotor turbíny, spalovací komora, náhony agregátů a další uzly a detaily.

Rotor má podle směru letu pravotočivý směr otáčení. Kompresor je axiálního typu, 14stupňového s nastavitelným vstupním vodicím aparátem (VNA) a s 5 škrticími ventily obtoku vzduchu s hydraulickým ovládáním. VNA je ovládán v závislosti na výšce a rychlosti letu, obtokové ventily vzduchu jsou ovládány v závislosti na otáčkách – při spuštění a provozu v režimu malé připustí na zemi jsou otevřené, při zvýšení otáček na 7900 ot/min jsou postupně uzavírány. Prstencová spalovací komora s 12 hlavami, 5stupňová proudová turbína. Účinnost kompresoru je 0,88, účinnost turbíny je 0,94, což je rekord k dnešnímu dni. Aby se snížily radiální vůle, byly na prvky dráhy statoru naneseny snadno stíratelné povlaky. U lopatek turbíny byly použity lité žáruvzdorné slitiny, které mají při vysokých teplotách dlouhodobé mezní hodnoty pevnosti vyšší než slitiny tvářené.

V NK–12 byl poprvé použit systém pro regulaci přívodu paliva v jednom bloku (komandno–toplyvnyj agregat), regulace radiálních vůlí v turbíně. Z praxe výroby zahraničních leteckých motorů je známo, že pokus o vytvoření motoru s výkonem více než 10 000k měl velké potíže s konstrukcí dostatečně spolehlivého reduktoru s vysokým KPD a nízkou hmotností skončil neúspěchem. V OKB N. D. Kuzněcova byl tento problém vyřešen ve spolupráci s M. L. Novikovem – profesorem Akademie leteckých sil N. E. Žukovského použitím ozubených převodů originální konstrukce.


Schéma motoru NK–12MA

Poprvé byly navíc na NK–12 použity následující:

  • regulace kompresoru obtokovými ventily vzduchu;
  • systém pro regulaci dodávky paliva v jednom bloku (komandno–toplyvnyj agregat);
  • automatické nastavení vrtule jako systém ochrany motoru;
  • regulace radiálních vůlí v turbíně.

S motorem se používají tažné automatické souosé vrtule s proměnlivým stoupáním, s odstředivou aretací stoupání, hydroodstředivým mechanismem pro otáčení lopatek s lopatkami v poloze praporování – AV–60K nebo AV–60N na Tu–95, Tu–114 a Tu–142, AV–90 na An–22. AV–60K se skládá ze dvou čtyřlistých protiběžných vrtulí s proměnným stoupáním během letu a elektrického systému proti námraze. Směr otáčení vrtulí, při pohledu ve směru letu je přední vrtule vpravo, zadní vrtule vlevo. Hmotnost vrtule: vpředu 518 kg, vzadu 637 kg, celkem 1155 kg, průměr 5,6 m. Jako ochranný systém motoru a letadla se používá automatické praporování vrtule. Vrtule byly vyvinuty v OKB–150 (později Stupinskoje KB strojírenské výroby, nyní – NPP „Aerosila“). Vedoucí OKB–150, K. I. Ždanov, obdržel Leninovu cenu za jejich vývoj v roce 1957.

Modifikace:

TV–2 – Dotažen k výrobě, použit velmi omezeně.

2TV–2F – dvojitá verze TV–2. Testy skončily neúspěchem.

TV–12, též NK–12 – první sériová verze. Měl být instalován na dopravně–desantním letadle, ale projekt byl zrušen.

NK–12M – TVD o vyšším výkonu. První test NK–12M proběhl v září 1955, státní zkoušky 19. června 1956.

NK–12MA – byl instalován na letadle An–22. Vrtule AV–90 o průměru 6,2 m.

NK–12MV – byl nainstalován na Tu–95K, Tu–114, Tu–126, TU–142. Vrtule o průměru 5,6 m a hmotnosti 1155 kg.

NK–12MK – byl instalován na ekranoplán „Orljonok“.

NK–12MP – motor pro raketový nosič Tu–95MS. Byl zvýšen resurs, snížena spotřeba paliva, byly použity nové náhony pro výkonnější generátory. Také instalován na Tu–142M.

NK–16 (TV–16): výkon zvýšen na 16 000 koní

NK–12ST, NK–14ST: pohony plynových čerpacích jednotek.

NK–14E: pohon generátoru v modulárních elektrárnách.


Schéma motoru NK–12

Technické charakteristiky motoru NK–12MV

NK–12MV
Palivo (GTD) petrolej
Turbína typ reakční
počet stupňů 5
Reduktor převodový poměr 0,0882
Kompresor počet stupňů 14
Spalovací komora typ prstencová s 12 hlavami
Otáčky motoru (ot/min) vzlet 8300 ± 50
jmenovitý režim 8300 ± 50
nízký plyn 6600 + 200
Seznam zdrojů:
D.A. Sobolev, D.B. Chazanov. Vytvoření TVD v SSSR.
A.N.Ponomarev. Sovětští konstruktéři letadel.
Stránka "Kout oblohy". 2004 strana: "Turbovrtulový motor NK–12MV".
Список источников:
Д.А.Соболев, Д.Б.Хазанов. Создание ТВД в СССР.
А.Н.Пономарев. Советские авиационные конструкторы.
Сайт «Уголок неба». 2004 страница: «Турбовинтовой двигатель НК–12МВ».

Podobné články

Další články autora

Autor : 🕔08.10.2022 📕2.576