И. О. Кирилюк
В развитии авиации общего назначения в России и других странах СНГ
сложилось противоречивое положение: с одной стороны, огромные
территории, протяженные коммуникации и множество хозяйственных задач,
эффективно решаемых с помощью АОН, с другой – крайне незначительное ее
использование, и это при наличии мощной авиационной промышленности.
Проблем здесь множество, и правовые неурядицы, безусловно, стоят на
первом месте. Однако если за предыдущее десятилетие возникло
значительное количество самых разнообразных проектов самолетов и
вертолетов АОН, то подходящих двигателей для них за последние годы так
и не появилось. Совершенно очевидно, что именно отсутствие двигателя,
отвечающего всем требованиям, в том числе и по стоимости, во многом
определяет проблемы малой авиации.
Изучением проблем малой авиации в
России занимались научно. ГосНИИ ГА проводил исследования, в ходе
которых были определены типоразмеры самолетов и вертолетов.
Конструкторские бюро согласно этим требованиям сделали свои
предложения, представив целый ряд проектов. Центральный институт
авиационного моторостроения (ЦИАМ) также изучал проблемы и сформировал
свои рекомендации. В частности, для обеспечения потребностей
авиастроителей необходимо иметь поршневые двигатели следующих
размерностей: двухтактные мощностью 30–40 л. с. и 60–80 л. с.;
четырехтактные – 150, 250, 350–400 л. с. Однако реально освоено
серийное производство только двух двигателей – М-14П мощностью 360 л.
с. на Воронежском моторном заводе и РМЗ-640 мощностью 30 л. с. на
мощностях НПО "Сатурн" (бывшее ОАО "Рыбинские моторы").
Причина
такого положения кроется в том, что для разработки и постановки на
производство двигателя требуются значительные (как правило, более 5–10
млн. долл.) инвестиции, рентабельное производство возможно при выпуске
не менее 5000 двигателей в год, а производители авиационной техники не
могут гарантировать разработчикам и производителям двигателей
достаточной серийности своих самолетов.
Выходом для отечественных
авиастроителей, не избалованных выбором, становятся моторы,
переделанные из автомобильных или лодочных двигателей. Для более
состоятельных – продукция зарубежных производителей. Однако, как
показывает практика, неавиационное происхождение негативно сказывается
на эксплуатационных характеристиках, а западное производство делает
двигатели дорогими и при покупке, и при эксплуатации.
Но есть и третий путь.
По
основным техническим решениям двигатели для АОН очень близки к
производимым в СНГ двигателям мотоциклов, подвесных лодочных моторов и
снегоходов. Мощности по их производству в настоящее время сильно
недогружены или вообще простаивают.
Учитывая, что производимые
западными фирмами двигатели для СЛА и снегоходов в 10–20 раз дороже
аналогичных по мощности двигателей мотоциклов производства СНГ,
перспективной представляется идея производства таких двигателей на
основе недорогих узлов и деталей двигателей мотоциклов. Такое же
решение широко используется самодеятельными конструкторами двигателей
для СЛА. Однако все известные попытки создания таких двигателей
предпринимались либо авиационными инженерами, либо
спортсменами-любителями. При этом обычно использовались или сложные в
доводке решения, направленные на достижение максимальных технических
характеристик, или неприемлемые для серийного производства. Так или
иначе, но до сих пор в СНГ серийно не производятся двигатели
достаточного технического уровня на базе двигателей мотоциклов.
Нам
удалось разработать конструкции двигателей мощностью от 20 до 240 л.
с., пригодных для использования в АОН. Они имеют достаточно высокие
технико-экономические характеристики, просты при производстве и
эксплуатации. В конструкциях двигателей широко используются узлы и
детали недорогих серийных двигателей мотоциклов. Это обеспечит низкие
затраты на подготовку производства и возможность рентабельного
производства этих двигателей как при небольших, так и при значительных
объемах выпуска. В целом за счет низкой цены, использования недорогого
топлива и масла эти двигатели окажутся значительно выгоднее в
эксплуатации, что при обеспечении необходимой надежности создаст
условия для их успешного применения.
Сравнительная оценка современных двигателей для СЛА и моторов МК
Учитываемые характеристики
| ROTAX-503
| ROTAX-582
| ROTAX-912
| HKS-700E
| МК1А700
| МК1Б700
| МК3-1300
|
Расчетные значения исходных данных
|
Мощность, л. с.
| 50
| 65
| 80
| 60
| 56
| 56
| 72
|
Начальная стоимость двигателя (НС), долл. |
3500
| 5600
| 14000
| 10300
| 2500*
| 3000*
| 4000*
|
Относительная стоимость кап. ремонта, % НС
| 40
| 20
|
Количество капитальных ремонтов
| 2
| 2
| 1
| 1
| 4
| 4
| 2
|
Стоимость капитальных ремонтов, долл.
| 2800
| 4480
| 5600
| 4120
| 2000
| 2400
| 1600
|
Межремонтный ресурс, ч
| 300
| 300
| 1200
| 500
| 300
| 400
| 500
|
Продолжительность жизненного цикла, ч
| 900
| 900
| 2400
| 1000
| 1500
| 2000
| 1500
|
Стоимость бензина, долл./л
| 0,29
| 0,22
|
Стоимость масла, долл./л
| 3
| 3
| 10
| 10
| 3
| 3
| 10
|
Соотношение, бензин/масло
| 50:1
| 50:1
| Раздельная смазка
| 50:1
| 50:1
| Раздельная смазка
|
Расход бензина, л/ч
| 15
| 16
| 15
| 9
| 15
| 15
| 16
|
Стоимость бензина за ЖЦ, долл.
| 3915
| 4176
| 10440
| 2610
| 4950
| 6600
| 5280
|
Расход масла, л/ч
| 0,3
| 0,32
| 0,16
| 0,16
| 0,32
| 0,32
| 0,16
|
Стоимость масла за ЖЦ, долл.
| 810
| 864
| 3840
| 1600
| 1440
| 1920
| 2400
|
Ресурс свечей, ч
| 25
| 25
| 200
| 200
| 25
| 25
| 200
|
Стоимость комплекта свечей, долл.
| 16
| 16
| 32
| 16
| 32
| 32
| 32
|
Стоимость свечей за ЖЦ, долл.
| 576
| 576
| 384
| 80
| 1920
| 2560
| 240
|
Общая стоимость ЖЦ, долл.
| 11601
| 15696
| 34264
| 18710
| 12810
| 16480
| 13520
|
Расчетная стоимость одного часа ресурса, долл./ч
| 12,89
| 17,44
| 14,27
| 18,71
| 8,54
| 8,24
| 9,01
|
Расчетная стоимость работы, долл./(л. с./час)
| 0,33
| 0,335
| 0,22
| 0,39
| 0,191
| 0,184
| 0,156
|
* - В таблице приведены только три двигателя из целого ряда разработанных. Двигатель МК1А350
| | Двигатель МК1А350 – двухтактный, двухцилиндровый, с оппозитным
расположением цилиндров, кривошипно-камерной продувкой, с воздушным
охлаждением, карбюраторным смесеобразованием, контактной системой
зажигания, с интегрированным зубчатым редуктором |
Тактико-технические данные двигателей МГ1А350
Диаметр цилиндра, мм
| 62
|
Ход поршня, мм
| 57,6
|
Рабочий объём, см3
| 350
|
Степень сжатия
| 9,3
|
Мощность
| 20,5 кВт (28 л.с.) при 6000 об/мин
|
Крутящий момент
| 32 Н*м
|
Габаритные размеры:
|
- длина, мм
| 416
|
- высота, мм
| 456
|
- ширина, мм
| 573
|
Масса, кг
| 29
|
Направление вращения ВВ
| левое (против часовой стрелки, если смотреть со стороны отбора мощности)
|
Передаточное отношение редуктора
| 1,5-3,0
|
Цилиндр
| биметаллический
|
Поршень
| алюминиевый с двумя компрессионными кольцами
|
Головка цилиндра
| 2 индивидуальных головки
|
Коленвал
| стальной, сборный
|
Охлаждение
| воздушное
|
Смазка
| топливовоздушной смесью
|
Топливо
| бензин А-76
|
Карбюраторы
| К68
|
Система зажигания
| одинарная
|
Генератор
| 14ВВ, 140Вт
|
Стартер
| ручной
|
Дополнительное оборудование:
| - дублированная система зажигания
|
| - кулачковая предохранительная муфта | |
Зависимости крутящего момента, мощности
и часового расхода топлива двигателя МГ1А350
от оборотов коленвала
|
Двигатели МК1А700 и МК1Б700
| | Двигатель МК1А700 – двухтактный,
четырехцилиндровый, модульный, оппозитный с интегрированным зубчатым
редуктором, созданный с использованием цилиндро-поршневых групп и
деталей кривошипно-шатунного механизма двигателя "ИЖ Юпитер". Может
быть собран в 2-4-6-8-цилиндровых вариантах при соответствующем
изменении мощности.
Двигатель МК1Б700 – аналогичен двигателю МК1А700, но с жидкостным охлаждением цилиндров. |
Тактико-технические данные двигателей МГ1А700 и МГ1А700Ф
Двигатель
| МГ1А700
| МГ1А700Ф
|
Диаметр цилиндра, мм
| 62
|
Ход поршня, мм
| 57,6
|
Рабочий объём, см3
| 700
|
Степень сжатия
| 9,3
| 10,3
|
Мощность
| 41 кВт (56 л.с.) при 6000 об/мин
| 44 кВт (64 л.с.) при 6200 об/мин
|
Крутящий момент
| 65 Н*м
|
Габаритные размеры:
|
- длина, мм
| 530
|
- высота, мм
| 416
|
- ширина, мм
| 573
|
Масса, кг
| 45
|
Направление вращения ВВ
| левое (против часовой стрелки, если смотреть со стороны отбора мощности)
|
Передаточное отношение редуктора
| 1,5-3,0
|
Цилиндр
| биметаллический
|
Поршень
| алюминиевый с двумя компрессионными кольцами
|
Головка цилиндра
| 4 индивидуальных головки
|
Коленвал
| стальной, сборный
|
Охлаждение
| воздушное
|
Смазка
| топливовоздушной смесью
|
Топливо
| бензин А-76
| бензин А-92
|
Карбюраторы
| К68
|
Система зажигания
| одинарная
|
Генератор
| 14ВВ, 140Вт
|
Стартер
| ручной
|
Дополнительное оборудование:
| - электрический стартер
|
| - бензонасос
|
| - предохранительная кулачковая муфта
|
|
Зависимости крутящего момента, мощности
и часового расхода топлива двигателя МГ1А700Ф
от оборотов коленвала |
Двигатель МК3-1300
Двигатель МК3-1300 – четырехтактный, четырехцилиндровый, оппозитный,
унифицированный с двигателем МТ 10-36 Киевского мотоциклетного завода.
Большинство предлагаемых двигателей могут быть легко конвертированы в
катерные силовые установки, что значительно увеличивает объем их
возможного сбыта. Все разработанные двигатели имеют высокую (более 60%) степень
унификации с серийными двигателями производства России и Украины,
простую конструкцию оригинальных узлов и деталей и могут
изготавливаться на обычном универсальном оборудовании. В настоящее время мы ищем партнеров для завершения разработок и организации серийного производства этих двигателей.
Опубликовано в www.aviajournal.com 2003/06/04 |