Рабочий процесс микроразмерных турбореактивных двигателей организован так же как в больших газовых турбинах, но имеет ряд специфических особенностей, вызванных пропорциональностью при масштабировании. Основные пути повышения КПД, такие как повышение параметров цикла, повышение параметров движителя, повышение КПД узлов ТРД, неизбежно приводят к усложнению конструкции, а при использовании традиционной технологии к увеличению стоимости конечного продукта.

    Ключевым техническим решением в проекте является переход от отдельных сегментных конструкций к единой, комплексно-интегрированной детали статора мТРД, что существенно увеличивает преимущество аддитивных технологий (АТ) перед другими технологическими процессами. Разработанные с учётом технологических ограничений  и полученные 3D-печатью заготовки могут поступать на сборку как готовые детали.

    Технологические ограничения при комплексной интеграции существенным образом влияет на конструкцию мТРД и физические процессы внутри него. Все элементы комплексно-интегрированной детали должны быть изготовлены из одного материала материалов, выбор которого обусловлен наиболее теплонагруженным из объединяемых элементов.

     Одними из решений проекта является разработка камеры сгорания с уникальной конфигурацией стенок жаровой трубы, которые позволяют производить изготовление данной конструкции в комплексной интеграции с другими элементами мТРД. Плоская форма днища была заменена на каплевидную, данная форма существенным образом влияет на объём первичной и вторичной зон горения КС, что накладывает повышенные требования организации процессов горения в данной КС. В ходе расчётов удалось достигнуть приемлемое качество работы КС, на уровне исходного варианта. В данном элементе удалось достигнуть более эффективного охлаждения стенок жаровой трубы за счёт создания искусственной шероховатости на внешней стенке. По данному результату получен патент.

       Предлагаемый продукт не является новым на рынке и рынок его сбыта продолжает бурно развиваться. На данный момент серийный выпуск подобных двигателей налажен у более чем 15-ти зарубежных компаний – таких как AeroDesignWorks, ATJ Turbine, JetPol, Behotec, Hybl Turbines, Jetcentral, JetCat, PBS Aerospace, Kingtech, Swiwin, Jets Munt, Titan, Evojets. Лидером на рынке является немецкая компаний Jetcat, ежегодный оборот которой составляет не менее 10 мл. евро в год.

       За рубежом большинство компаний идут по пути создания наиболее простой конструкции, так в таких компаниях как JetCat (Германия), KingTech (Корея), JetJoe (Китай), PBS Aerospace (Бельгия) и им подобных, мТРД выполняются по одновальной схеме.

       За последние годы в России произошел бурный рост аддитивных технологий (АТ): значительно расширена технологическая база для производства отечественных металлопорошковых композиций, ведется большой объём работ в направлении импортозамещения материалов, ведутся подбор технологических режимов сплавления для номенклатуры отечественных сплавов, разрабатываются ГОСТы и нормативно-техническая документация, бурно ведется разработка отечественного программного обеспечения и установок аддитивного производства. Значительную работу по развитию и продвижению аддитивных технологий проводят госкорпорации «Росатом» и «Роскосмос», Государственные институты, а также частные компании. Бурный рост АТ в России обусловил существенное снижение стоимости как оборудования, так и услуг 3Д печати.

      При примерно одинаковых параметрах малоразмерных одновальных турбореактивных двигателей, стоимость их изготовления, с учетом стоимости исходных материалов может быть снижена в 3 – 5 раз по сравнению с традиционными способами. АТ позволяет существенным образом усложнять исходную конструкцию без увеличения стоимости продукта, при этом достижим ресурс 500 часов и снижение удельной массы близкой к теоретической – линейной зависимости.

На страницу проекта