Три контури майбутнього
Досвід інженерів старшого покоління в поєднанні з інтелектом, креативністю та ентузіазмом молоді дає чудовий результат. Приклад тому — інноваційна розробка викладачів і студентів Національного авіаційного університету (Київ).
Конкурс «Винахід року» проводиться вже 10 років Державним департаментом інтелектуальної власності. Його мета — популяризація винахідницької діяльності, заохочення роботодавців до впровадження у виробництво результатів інтелектуальної праці, а також виявлення найталановитіших і найперспективніших розробок і привернення до них уваги як вітчизняних, так і іноземних підприємців та інвесторів.
Особлива роль приділяється категорії «Кращий винахід серед молоді», оскільки в ній оцінюється «питома вага» внеску в науку молодих авторів. Це цілком зрозуміло: на тлі старіння вітчизняних наукових та інженерних кадрів молоді вчені та ентузіасти-винахідники зараз як золото. За підсумками минулого року переможцем у номінації стала корисна модель триконтурного турбореактивного двигуна. Авторство належить колективу винахідників у складі трьох студентів і двох викладачів НАУ: Ю.М. Терещенка, Ю.Ю. Терещенка, В.В. Паніна, Ю.В. Паніна й С.Ю. Гуза.
Корінь проблеми
Кожен двигун можна оцінити за ефективністю його роботи — одержанням максимальної кількості корисної роботи за мінімальної кількості витраченої енергії. Немаловажлива також мінімізація втрат, які виникають, наприклад, унаслідок неповного згоряння палива.
Ідея триконтурних турбореактивних двигунів (не кажучи вже про двоконтурні, запропоновані ще в 1937 році відомим конструктором Архипом Люлькою) не нова й докладно описана в літературі. Але фахівці відзначають, що наявні рішення мають декілька недоліків. Серед них — досить низький внутрішній ККД, обумовлений високими значеннями температури вихідних газів, і значний рівень термічних напруг у деталях турбіни через великий градієнт температур. Останній, до речі, безпосередньо впливає на довговічність агрегатів. Необхідністю вирішення саме цих завдань послуговувалися київські дослідники.
У чому новизна?
По роз’яснення із приводу розробки ми звернулися до одного з її авторів — Юрія Терещенка, доктора технічних наук професора Національного авіаційного університету.
— Поставлені завдання вирішуються за допомогою конструктивного нововведення — установлення камери змішування газів, у якій гарячий газ за турбіною газогенератора (перший контур) і холодне повітря за вентилятором (другий контур) змішуються, у результаті чого температура газів зменшується, — розповідає Юрій Матвійович. — За зниження температури газу перед турбіною вентилятора зменшується його температура на виході — перед реактивним соплом. Зменшення температури вихідних газів обумовлює підвищення внутрішнього ККД двигуна та, як наслідок, збільшує його економічність. Зниження температури газу перед турбіною вентилятора також дозволяє зменшити термічні напруги в лопатях турбіни за рахунок падіння температурного градієнта між потоками газу та повітря в зовнішньому (третьому) контурі. При цьому потужність турбіни вентилятора, у порівнянні із прототипом, не зменшується, оскільки за зменшення температури газу збільшується його витрата.
Реалізація? У перспективі…
Запропонована корисна модель насамперед належить до сфери авіаційного двигунобудування, де вона може бути найбільш затребувана. При цьому не виключається використання розробки в суміжних галузях техніки, де реалізується принцип реактивного руху — у суднобудуванні (у газотурбінних двигунах морських суден), під час транспортування енергоресурсів, у стаціонарних енергетичних установках газоперекачувальних станцій.
Для країни із традиційно розвинутою авіабудівною галуззю цей винахід, звичайно ж, актуальний. Але, як і у випадку з більшістю українських інновацій, песимістичний сценарій розвитку подій більш імовірний. Розроблення нового типу двигуна — процес тривалий, часом до 10—15 років, до того ж дорогий, бо потребує чималих інвестицій і певних виробничих потужностей. Очевидно, що ані університет, який є патентовласником, ані автори винаходу не мають у своєму розпорядженні необхідних фінансових і технічних ресурсів. Без будь-якої допомоги створення навіть дослідної моделі проблематичне, не кажучи вже про напівпромислові зразки.
Самі ж автори твердять, що про практичні результати говорити ще рано. На сьогоднішній день оформлений патент України, що захищає розробку протягом двадцяти років, триває процес наукової апробації, — створення креслень, узгодження схем, добір матеріалів.
