Silnik turbośmigłowy AI-24

Silnik turbośmigłowy Aleksander Iwczenko AI-24

Aleksander Iwczenko AI-20.

W 50-latach w CCCP opracowano kilka silników turbośmigłowych. Jednym z nich był silnik Iwczenko AI-20. Silnik ten wykorzystano do napędu takich samolotów jak An-10, An-12 oraz Ił-18. Silnik opracowano z końcem 50-lat na Zaporożu. Na czele zespołu stał Aleksander Iwczenko. Wcześniej zespół zajmował się opracowywaniem niedużych silników tłokowych. Silnik AI-20 był projektowany dla samolotów nowych samolotów An-10 i Ił-18. Silnik był planowany na moc chwilową około 4 000 kW i stałą (przelotową) 2 090 kW. Konkurentem silnika AI-20 był silnik turbośmigłowy Kuzniecow NK-4, który okazał się jednak gorszy, a zespół Kuzniecowa miał pilniejsze zadanie – silnik turboodrzutowy NK-8 dla samolotu Ił-62.

Silnik AI-20 wyposażono w 4-łopatowe stało-obrotowe śmigło o średnicy 4,5 m. Uruchamianie silnika jest realizowane rozrusznikiem elektrycznym. Początkowo silnik trapiły usterki. Okres międzyremontowy wynosił 600 godzin. Udało się ten okres wydłużyć do 2 000 godzin pracy. Całkowita żywotność silnika wyniosła 22 000 godzin. Silnik AI-20 był produkowany w zakładach Motor Sicz na Zaporożu i w Permie. Zbudowano imponującą ilość silników 14 000 sztuk. Silnik był produkowany także w Chinach. Silniki AI-20 trafiły do samolotów An-8, An-10, An-12, An-32, Be-12, Ił-18, Ił-38. Silnik jest stosunkowo głośny i komfort podróżowania samolotami Ił-18 nie był wysoki.

Silnik AI-20 składa się z: 10-stopniowej sprężarki osiowej z czterema zaworami powietrznymi, komory spalania złożona z 10 dzbanowych komór spalania, 3-stopniowej turbiny. Długość 3,10 m, maksymalna wysokość 1,18 m, maksymalna szerokość 0,84 m, masa 1 040 kg. Moc 3 809 kW. Kompresja sprężarki wyniosła 7,6:1, a podczas lotu 9,2:1. Przepływ powietrza przez silnik wynosi 21 kg/s. Temperatura przed turbina wynosi 900 stopni C.

Aleksander Iwczenko AI-24.

AI-24. 2012 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman
AI-24. 2012 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman

AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman
AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman

AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman
AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman

AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman
AI-24. 2017 rok. Zdjęcie Karol Placha Hetman

Niemal w tym samym czasie co silnik AI-20 opracowywano silnik Iwczenko AI-24. Silnik AI-24 miał mieć moc maksymalną 2 000 kW, czyli połowę mniej niż silnik AI-20. Pierwsze uruchomienie silnika AI-24 nastąpiło w 1958 roku. Silnik posłużył do napędu samolotów An-24, An-26, An-30. Silniki AI-24 miał moc od 1 877 kW do 1 902 kW. Montuje się do nich 4-łopatowe śmigła, przestawiane i wyposażone w instalację odladzania, zarówno krawędzi natarcia łopat jak i kołpaka. Produkcja seryna ruszyła w Motor Sich w Zaporożu w 1960 roku.

Pierwsza seria produkcyjna silników była krótka i objęła 100 egzemplarzy. Zebrane doświadczenia posłużyły do uruchomienia produkcji seryjnej silników AI-24 Seria 2. Tych silników zbudowano najwięcej.

Antonow An-24.

Kiedy z końcem 50-lat biuro konstrukcyjne Antonowa opracowało samolot pasażerski An-24 silnik AI-24 został specjalnie dopasowany do tego samolotu. Chodziło o system wentylacji, ogrzewania i przeciwpożarowy. Pierwszy prototyp nowego samolotu An-24 został oblatany w dniu 20 grudnia 1959 roku, a pilotami byli J. Kurlin i G. Łysenko. W kwietniu 1960 roku, pierwszy lot wykonała kompletna wersja pasażerska. W 1963 roku, samolot wszedł do eksploatacji. Produkcja była znacząca i w 1967 roku, przekroczyła 1 100 sztuk. Do tej liczby musimy dodać kilkaset samolotów wyprodukowanych w Chinach, pod oznaczeniem Y-7.

W 1960 roku, zbudowano jedenaście silników oznaczonych AI-24V(W), które użyto do napędu prototypowych śmigłowców Mil Mi-8. Litera „V” w nazwie silnika oznacza vertalot - śmigłowiec. Silnik AI-24V(W) miał moc 2 KM. Jednak dla śmigłowca Mil Mi-8 wybrano inne silniki - TW2-117, i prace nad silnikiem AI-24V(W) przerwano.

Prace nad silnikiem AI-24 nie ustawały. W 1966 roku, opracowano wersję AI-24A, który ma maksymalny ciąg 1 900 kW (2 550 kW). Silnik wyposażono w system przeciwpożarowy, który może działać automatycznie.

Wersja silnika AI-24T otrzymała instalację wtrysku wody, zwiększając chwilową moc silnika. W silniku wprowadzono również automatyczne ograniczenie przeciążenia mocy i temperatury gazów spalinowych, a także monitorowanie drgań i automatycznego ograniczenia mocy.

Turbośmigłowy silnik AI-24 wyróżniona szeroki margines stabilności dynamicznej gazu w każdych warunkach zasilania, wysokości i prędkości lotu. Najbardziej zauważalną cechą silnika była niezawodność operacyjna. Główne zalety silnika to prosta konstrukcja, wysoka niezawodność, długa żywotność i łatwość konserwacji. Popularność i sukces samolotu An-24 w krajach socjalistycznych i Chinach, zapewnił właśnie silnik turbośmigłowy AI-24.

Śmigło cztero-łopatowe AV-72T (AW-72T), o stałej prędkości obrotowej, i ma regulowany kąt natarcia.

Antonow An-26.

Na bazie samolotu pasażerskiego Antonow An-24 opracowano samolot transportowy z tylną rampą załadunkową, Antonow An-26. Do napędu samolotu An-26 wykorzystano dwa silniki turbośmigłowe AI-24 i dodatkowo jednego turboodrzutowego RU-19 A-300 o ciągu 1 x 8,80 kN ( 1 x 900 kG ). Ten silnik turboodrzutowy pełni rolę rozrusznika dla silników głównych, wspomaga start, a także może stanowić silnik marszowy. Silnik RU-19 A-300 jest typowym APU i silnikiem napędowym. Prototyp samolotu An-26 został oblatany w 1969 roku.

Uruchamianie silników jest niezależne od źródeł lotniskowych. Jednak w rzeczywistości rozruch silników jest realizowany przy pomocy lotniskowych źródeł zasilania. Podczas startu awaria jednego z silników nie przerywa jego kontynuacji. Silniki główne to wersja AI-24 T, o mocy maksymalnej 2 x 2 103 kW.

W 1969 roku, uruchomiono produkcję seryjną samolotu Antonow An-26. Zbudowano około 1 000 sztuk. W 1981 roku, została oblatana wersja ulepszona oznaczona An-26 B. Samolot ma dobre własności lotne. Z ładunkiem 2 100 kg ma zasięg 2 550 km.

Samolot Antonow An-26 doczekał się kilku kolejnych odmian. Godną uwagi jest wersja aerofotograficzna An-30 z przeszklonym dziobem. Pierwszy lot w 1974 roku. Samolot An-30 ma przeszklony nos, w którym umieszczono stanowisko oficera-operatora aparatury fotograficznej. Kabina pilotów została także przebudowana i podniesiona do góry.

Zespół napędowy to silniki AI-24NT o ciągu 2 x 2 003 kW i silnik turboodrzutowy RU-19 A-300 o ciągu 1 x 8,83 kN.

Budowa silnika AI-24.

Sprężarka osiowa 10-stopniowa. W sprężarce umieszczono cztery upusty powietrza przeciwpompazowe. Maksymalny spręż powietrza wynosi 7,05:1. Przepływ powietrza przez silnik wynosi 14,4 kg/s. Komora spalania pierścieniowo-rurowa, z 8-komorami płomieniowymi. Turbina 3-stopniowa. Instalacja olejowa o ciśnieniu 4,4 bary.

Dane silnika AI-24:

Silnik jest turbośmigłowy, jedno-wałowy. Moc maksymalna 1 875 kW (2 550 KM). Moc maksymalna na wale śmigła 1 214 kW (1 650 KM). Maksymalny spręż powietrza wynosi 9,55:1 (7,55:1). Temperatura maksymalna za turbiną wynosi 750 stopni Celsjusza. Maksymalna prędkość obrotowa wynosi 15 800 obrotów na minutę. Długość silnika 2,436 m (95,9 in). Maksymalna szerokość silnika 0,677 m. Maksymalna wysokość silnika 1,075 m. Maksymalna masa silnika 600 kg. Jednostkowe zużycie paliwa 0,309 kg/kWxh.

Dane silnika AI-24T (1970 rok):

Silnik jest turbośmigłowy, jedno-wałowy, z instalacją wtrysku wody. Moc maksymalna, z wtryskiem wody, 2 100 kW (2 800 KM), przy 15 100 obrotów na minutę. Moc maksymalna bez wtrysku wody 1 900 kW (2 500 KM). Długość 2,436 m (95,9 in). Średnica wlotu powietrza 0,36 m (14 in). Powierzchnia czołowa chwytu powietrza wynosi 0,1 m2. Masa silnika 600 kg (1,300 lb). Paliwo to nafta lotnicza typu JP-1 lub podobna. Zużycie paliwa wynosi 0,324 kg/kWxh. Temperatura za turbiną wynosi 550 stopni Celsjusza. Stosunek ciągu do masy wynosi 3,52 kW / kg.

Opracował Karol Placha Hetman