Soloviev D-30
| D-30 | |
|---|---|
 | |
| Tipo | Turbofán |
| Origen nacional | Unión Soviética |
| Fabricante | Oficina de diseño Soloviev |
| Primera ejecución | 1963 |
| Aplicaciones principales | Tupolev Tu-134 Tupolev Tu-154 Mikoyan MiG-31 Ilyushin Il-76 Ilyushin Il-62 Sukhoi Su-47 |
| Desarrollado en | Avión Soloviev D-30K |
El Soloviev D-30 (actualmente Aviadvigatel PS-30 ) es un motor turbofán soviético de dos ejes y bajo bypass , oficialmente denominado " turborreactor bypass " [ cita requerida ] . Es uno de los motores turbofán más potentes desarrollados en la Unión Soviética. El desarrollo del turbofán impulsó numerosas versiones de crecimiento con mayor diámetro del ventilador y disposiciones de componentes modificadas. Desarrollado en un corto período de tiempo (alrededor de tres años), el D-30 resultó ser uno de los motores más confiables en la historia del desarrollo de motores soviéticos, y fue reconocido con el Premio Estatal de la URSS. [1]
Diseño y desarrollo
La versión original del Soloviev D-30 fue desarrollada específicamente para propulsar el avión de pasajeros de corto y medio alcance Tupolev Tu-134 ; sin embargo, también sirvió como base para el desarrollo de una familia de motores avanzados. El desarrollo del motor comenzó a principios de los años 60. En 1966, el motor se puso en producción en serie. [1]
El motor D-30 tiene un carrete de compresión de dos etapas, una cámara de combustión canular y una turbina de 4 etapas, y fue el primer motor de fabricación soviética en utilizar álabes de turbina refrigerados. La turbina se fabricó utilizando el material resistente al calor más nuevo de la época, junto con una tobera de escape con un mezclador de lóbulos. Los parámetros técnicos y de eficiencia del D-30 eran competitivos y similares a los de los motores occidentales de ese período. [1] [ ¿ Fuente promocional? ]
En 1969 se creó una versión mejorada, la serie II de motores D-30, cuya principal diferencia era la incorporación de un inversor de empuje y un sistema de control mejorado. El motor se fabricó entre 1970 y 1987 y se utilizó en los aviones Tu-134FA, Tu-134B y Tu-134AK. [1]
En 1980 se creó el motor D-30 de la serie III, una mejora adicional, con un empuje máximo de 6930 kgf (manteniéndolo hasta до = +C). El número de etapas del compresor del motor se aumentó a 5, se mejoró el margen de estabilidad dinámica del gas y se introdujo el sistema que protegía contra el exceso de velocidad del motor y el sobrecalentamiento de la temperatura del gas. El motor D-30 de la tercera serie se fabricó entre 1983 y 1993. Estos motores se instalaron en los aviones de pasajeros Tu-134-A-3, Tu-134B-3 y Tu-134UB-L. El núcleo del D-30 de la tercera serie también se tomó como punto de base para el desarrollo de plantas de turbinas de gas para el complejo ruso de combustibles y energía. [1]
El motor Soloviev D-30 se fabricó en diversas versiones en la Planta de Motores de Perm (actualmente JSC UEC-PM). En total, se fabricaron alrededor de 3000 unidades de motores D-30 (series I a III) en esta planta de motores. [1]
Variantes
- D-30KU
El motor D-30KU, capaz de generar 11.000 kgf en el despegue, fue desarrollado en 1971 para sustituir al motor Kuznetsov NK-8 -4 del avión de largo recorrido Il-62 , que tenía algunas dificultades para cubrir rutas intercontinentales debido a su insuficiente autonomía. El Ilyushin Design Bureau, el diseñador de la aeronave, tomó la decisión de propulsar el avión con motores más nuevos que tienen un menor consumo específico de combustible. A diferencia del D-30 básico, el D-30KU tiene una mayor relación de derivación y una temperatura de entrada de la turbina más alta: su desarrollo fue comparable al desarrollo de la serie JT8D-200 de Pratt & Whitney , pero con un aumento aún mayor del empuje. El primer carrete del compresor tiene 3 etapas, el segundo tiene 11 etapas, sin embargo, el diseño de la cámara de combustión es similar al del D-30. La sección caliente de la turbina tiene un total de 6 etapas, la tobera es común para ambos flujos y tiene un mezclador de lóbulos y una cámara de mezcla. El motor D-30KU fue el primer motor de aviación de la URSS que incluía un inversor de empuje de tipo cangilón. El avión Il-62M equipado con el D-30KU tenía una autonomía ampliada en 1500 km, en comparación con el modelo básico equipado con motores NK-8-4. Un total de 1584 motores D-30KU fueron fabricados por la Planta de Motores de Rybinsk (ahora PAO NPO UEC-Saturn) bajo la supervisión autorizada de la Oficina de Diseño de Perm. [2]
- D-30KP
En 1971, el Il-76MD con un motor basado en cuatro D-30KP se presentó a los líderes del país, al igual que el D-30KU . En 1972, el motor pasó las pruebas de certificación y luego se presentó al público en el siguiente salón aeronáutico internacional en Le Bourget (Francia). En 1974, el motor se puso en servicio no solo para propulsar al Il-76 militar, sino también a numerosas modificaciones: el avión cisterna Il-78, el avión-hospital Il-76MD Scalpel, el avión de alerta temprana y control A-50, el simulador de gravedad cero Il-76K, el banco de pruebas aéreo Il-76LL para pruebas en vuelo de los motores de los aviones, etc. El D-30KP era idéntico a su predecesor, el D-30KU: ambos son motores turbofán de bajo bypass. El motor difiere solo en que tiene una temperatura de gas más alta en la entrada de la turbina y una relación de presión del compresor y de bypass aumentada. Propulsado por cuatro motores D-30KP, el Il-76 es capaz de levantar una carga útil de 40 toneladas (88.000 lb) en un alcance de 5.000 km (2.700 nmi; 3.100 mi) a una velocidad de crucero de hasta 900 km/h. Los motores D-30KP se fabricaron en la ciudad de Rybinsk (región de Yaroslavl) en la Planta de Producción de Motores de Rybinsk (ahora NPO UEC-Saturn). La producción de motores D-30KP continúa hasta el presente para suministros militares. Se han fabricado más de 4700 motores D-30KP en total. [3]
El prototipo chino Xi'an Y-20 también estaba propulsado por cuatro motores D-30KP-2. [4]
- D-30KU-154
El éxito de la sustitución de los motores del Il-62, un avión de largo recorrido, animó a los dirigentes del Ministerio de la Industria Aeronáutica de la Unión Soviética a renovar el motor de otro avión popular: el avión de pasajeros de media distancia Tu-154 . En definitiva, el Tu-154M con motor D-30KU-154 fue la columna vertebral de la industria de la aviación civil en la Unión Soviética hasta finales del siglo XX. El motor D-30KU-154 fue desarrollado con un empuje máximo de 10.500 kgf específicamente para propulsar al Tu-154. El desarrollo comenzó en 1979. Pavel Solovyov utilizó el núcleo del D-30KU como punto de partida. En el curso del diseño del motor D-30KU-154, se mejoraron algunos de los sistemas, se añadieron nuevos componentes y en 1984 el nuevo motor entró en producción en serie. La sustitución del motor Kuznetsov NK-8 por el motor D-30KU-154 en el Tu-154 permitió reducir el consumo de combustible en un 28% [5] . Esto, en definitiva, definió la rentabilidad de la industria del transporte aéreo en la Unión Soviética durante otros 15 años. Durante los años de funcionamiento activo del D-30KU-154, el fabricante, la oficina de diseño de Perm, siguió trabajando en la mejora del motor. Un claro ejemplo de ello es el desarrollo del sistema de supresión de ruido con estructuras absorbentes de ruido de materiales compuestos de polímero. En total, se fabricaron más de 1500 motores D-30KU-154 en la Planta de Motores de Rybinsk (actualmente NPO UEC-Saturn). [5]
- D-30F-6
A mediados de la década de 1970, la Unión Soviética comenzó la búsqueda de un interceptor de alta velocidad para complementar y reemplazar su MiG-25 . El MiG-25 tenía dos turborreactores Tumansky R-15 enormemente potentes, que permitían una velocidad de Mach 3 a grandes altitudes, pero el problema era su débil rendimiento a bajas altitudes , ni siquiera suficiente para cruzar el límite de Mach 1. [ cita requerida ] Los problemas más agudos surgieron de la tendencia de los motores del Foxbat a averiarse al máximo acelerador en situaciones de alta velocidad. Se necesitaba un nuevo motor, esta vez un turbofán de bajo bypass, para propulsar el nuevo interceptor. La oficina de diseño Mikoyan-Gurevich (MiG) contrató a la oficina de diseño OKB-19 (ahora parte de Aviadvigatel ) para construir un motor de este tipo, para el avión que se conocería como MiG-31 .
La oficina de diseño de Soloviev ideó el motor turbofán D-30F6. Capaz de generar 9.500 kgf (20.900 lbf o 93 kN ) de empuje en seco y 15.500 kgf (34.200 lbf o 152 kN) de empuje en postcombustión, el motor le dio al nuevo interceptor de MiG una velocidad máxima que excedía los 3.000 km/h (1.900 mph), [ cita requerida ] y un peso máximo de despegue de 45.800 kg (101.000 lb). Estos potentes motores también permitieron que el interceptor grande y complejo alcanzara velocidades supersónicas a bajas altitudes por debajo de los 1.500 m (4.900 ft). Datos de: Aircraft engine of the World 1970, [6] Jane's all the World's Aircraft 1993–94 [7]
- Otras variantes
- D-30V12
- Versión de gran altitud del Myasishchev M-55 reducida a 49 kN (11.000 lbf) [8]
- D-30F11
- Motor para prototipo experimental bimotor S-37 (Su-47) [8]
- D-21A1
- Otra variante del motor de dos cilindros con tobera supersónica, diseñado para propulsar el avión comercial supersónico de gran altitud S-21, de la oficina de diseño Sukhoi. El esquema de construcción es casi el mismo que el del D-30F6, salvo por la ausencia de cámara de postcombustión. [8]
- WS-18
- Copia china de ingeniería inversa del D-30KP-2 importado.
Aplicaciones
- Avión de pasajeros Ilyushin Il-62
- Avión de reconocimiento de gran altitud Myasishchev M-55
- Interceptor a reacción Mikoyan-Gurevich MiG-31
- Avión de combate de demostración Sukhoi Su-47 Berkut (anteriormente S-37)
- Avión de pasajeros Tupolev Tu-134
- Avión de pasajeros a reacción Tupolev Tu-154
- Avión de transporte estratégico Ilyushin Il-76
- Bombardero a reacción Xian H-6 (WS-18)
- Avión de transporte estratégico Xian Y-20
Presupuesto
| Modelo | D-30 II | D-30KU-154 | D-30KP-2 |
|---|---|---|---|
| Compresor [9] [10] | Ventilador axial, compresor LP de 4 etapas, compresor HP de 10 etapas | Ventilador axial, compresor LP de 3 etapas, compresor HP de 11 etapas | Ventilador axial, compresor LP de 3 etapas, compresor HP de 11 etapas |
| Combustión [9] [1] | Cánula con 12 tubos de llama | ||
| Turbina [9] [10] [11] | Turbina HP de 2 etapas, turbina LP de 2 etapas | Turbina HP de 2 etapas, turbina LP de 4 etapas | Turbina HP de 2 etapas, turbina LP de 4 etapas |
| Empuje | 66,68 kN (14.990 lb -pie ) | 103,02 kN (23 160 lb -pie ) | 117,68 kN (26 460 lb -pie ) |
| Peso seco | 1.546 kg (3.408 libras) [1] | 2.305 kg (5.082 libras) [5] | 2.640 kg (5.820 lb) (con inversor) [3] |
| Relación empuje-peso | 4.45 | 4.56 | 5.21 |
| Longitud [11] | 3.983 mm (156,8 pulgadas) [1] | 5.698 mm (224,3 pulgadas) (con inversor) | 5.448 mm (214,5 pulgadas) (con inversor) |
| Consumo específico de combustible (Crucero) (kg/kgf·h) [11] | 0,781 [1] | 0,705 | 0,715 |
| Diámetro del ventilador | 963 mm (38 pulgadas) [1] | 1.455 mm (57 pulgadas) [12] | 1.455 mm (57 pulgadas) [3] |
| Relación de derivación [11] [1] | 1:1 | 2,50:1 | 2.24:1 |
| Relación de presión global [9] | 18.6 | 17.1 [13] | 20.1 [10] |
| Temperatura de entrada de la turbina (K) | 1360 [1] | 1336 [5] | 1427 [3] |
Véase también
Motores comparables
Listas relacionadas
Referencias
- ^ abcdefghijklm "D-30". Avid.ru. Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ "D-30KU". Avid.ru . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ abcd "D-30KP". Avid.ru . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ Fisher, Richard D Jr (4 de septiembre de 2014). «El Y-20 de China entra en la segunda fase de pruebas». IHS Jane's 360. Consultado el 5 de mayo de 2015 .
- ^ abcd "D-30KU-154". Avid.ru . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ Wilkinson, Paul H. (1970). Motores de aeronaves del mundo 1970 (22.ª ed.). Londres: Paul H. Wilkinson. pág. 224.
- ^ Taylor, Michael JH; Lambert, Mark; Munson, Kenneth, eds. (1993). Jane's all the World's Aircraft 1993–94 (84.ª ed.). Coulson, Surrey, Reino Unido: Jane's Information Group. pág. 633. ISBN 978-0710610669.
- ^ abc "D-30F6". LeteckeMotory.cz . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ abcd "datos" (PDF) . www.flightglobal.com . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ abc "datos" (PDF) . www.flightglobal.com . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ abcd "D-30KU/KP. "UEC-SATURN"". Npo-saturn.ru. Archivado desde el original el 2020-09-28 . Consultado el 2019-11-19 .
- ^ "Butterworth-Heinemann - Diseño de aviones a reacción civiles - Archivo de datos de motores - Motores varios". Booksite.elsevier.com . Consultado el 19 de noviembre de 2019 .
- ^ Stephen Payne. "Soloviev D-30". Parts.jspayne.com. Archivado desde el original el 2020-09-26 . Consultado el 2019-11-19 .
Enlaces externos
- Descripción del modelo D-30F6 en el sitio del fabricante
