Передовой и надёжный»: чем уникален российский дизель-газотурбинный агрегат М55Р для кораблей ВМФ

«Передовой и надёжный»: чем уникален российский дизель-газотурбинный агрегат М55Р для кораблей ВМФ

Петербургский завод «Северная верфь» получит четыре дизель-газотурбинных агрегата (ДГТА) М55Р для строящихся фрегатов дальней морской зоны проекта 22350 «Адмирал Юмашев» и «Адмирал Спиридонов».

Соответствующий контракт был заключён между судостроительным предприятием и Объединённой двигателестроительной корпорацией (ОДК, входит в «Ростех») на полях Международного военно-морского салона, который проходит в эти дни в городе на Неве.

На церемонии подписания договора директор «Северной верфи» Игорь Орлов назвал ОДК надёжным изготовителем ДГТА для фрегатов проекта 22350.

«Корпорации в достаточно сжатые сроки удалось успешно организовать импортозамещение, создать турбины необходимых технических параметров, по меньшей мере не уступающие зарубежным аналогам, и наладить их серийное производство», — цитирует Орлова пресс-служба «Ростеха».

В свою очередь, заместитель генерального директора ОДК Виктор Поляков заявил, что нынешнее соглашение увеличивает общее количество законтрактованных агрегатов до 12 единиц, обеспечивая поставки вплоть до 2025 года. По его словам, имеющиеся компетенции в сфере морского газотурбостроения позволяют предприятиям госкорпорации удовлетворять потребности ВМФ.

«Ключевой элемент импортозамещения»

По данным ОДК, силовыми установками М55Р будут укомплектованы шесть фрегатов: «Адмирал Головко», «Адмирал флота Советского Союза Исаков», «Адмирал Амелько», «Адмирал Чичагов», «Адмирал Юмашев» и «Адмирал Спиридонов».

На сегодняшний день в составе ВМФ два таких сторожевых корабля: «Адмирал флота Советского Союза Горшков» и «Адмирал флота Касатонов». Оба несут службу на Северном флоте.

Фрегаты проекта 22350 предназначены для выполнения широкого круга задач: борьбы с кораблями и подлодками противника, уничтожения наземных целей, обеспечения противолодочной и противоракетной обороны, поддержки высадки десанта, охраны государственных границ и защиты гражданских судов.

Эти корабли могут вести стрельбу ракетами 3М-14 «Калибр», 3М55 «Оникс» и гиперзвуковыми боеприпасами «Циркон». Также в арсенал фрегатов входят зенитные комплексы 3К96-2 «Полимент-Редут», противолодочные системы 91Р2 и противоторпедные изделия «Пакет-НК».

Первые серийные корабли проекта 22350 оснащены 16 ячейками для вертикального пуска крылатых и зенитных ракет. Теперь же «Адмирал Юмашев» и «Адмирал Спиридонов», заложенные в 2020 году, получат 24 шахты, что, по словам экспертов, существенно увеличит их боевую мощь по сравнению с предшественниками.

«Эти фрегаты категорически нужны флоту, особенно с учётом постепенного вывода из эксплуатации советских крейсеров, эсминцев и больших противолодочных кораблей. Фрегаты проекта 22350 в перспективе составят основу надводного флота, способного действовать в дальней морской зоне и на просторах Мирового океана», — сказал RT основатель портала Military Russia Дмитрий Корнев.

Аналогичной точки зрения придерживается и главный редактор журнала «Арсенал Отечества» Виктор Мураховский. В беседе с RT он отметил, что эксплуатация фрегатов «Адмирал флота Советского Союза Горшков» и «Адмирал флота Касатонов» подтвердила высокие качества, заложенные в корабли проекта 22350.

«Они обладают мощным ракетным вооружением, в том числе зенитным. К тому же идёт модернизация: новые серийные корабли будут иметь несколько большее водоизмещение, улучшенный состав радиоэлектронного оборудования и ракетного вооружения. Без таких фрегатов не получится успешно выполнять задачи не только вблизи своих берегов, но и в океанской зоне», — пояснил Мураховский.

Как подчёркивают эксперты, реализация уникальной для ВМФ программы строительства фрегатов дальней морской зоны была бы невозможна без успешного завершения работ и испытаний установки М55Р.

Этот агрегат стал первым российским морским двигателем, полностью изготовленным отечественными предприятиями.

Запуск его производства был продиктован потребностями импортозамещения. До 2014—2015 годов российская промышленность закупала продукцию украинской двигателестроительной индустрии. Разработчиком ДГТА является «ОДК-Сатурн» (Рыбинск, Ярославская область).

«Испытания агрегата в сборе с редуктором, дизелем и локальными системами управления проводились в сборочно-испытательном комплексе корабельных газотурбинных двигателей и газотурбинных агрегатов ПАО «ОДК-Сатурн» — уникальном для России объекте, введённом в строй в 2017 году, ставшим ключевым элементом импортозамещения», — говорится в материалах «ОДК-Сатурн».

Задача импортозамещения решена

М55Р — важнейший элемент в составе главной энергетической установки кораблей проекта 22350. На каждом фрегате монтируется два агрегата — по одному на каждый борт. Электропитание обеспечивает дизель-генератор АДГ-1000НК разработки ООО «Уральский дизель-моторный завод» (Екатеринбург). Все материалы и комплектующие, использованные в М55Р, исключительно российского производства.

Создание ДГТА велось в кооперации с ведущими российскими предприятиями. В проектировке изделия рыбинским инженерам помогали специалисты Северного проектно-конструкторского бюро (Санкт-Петербург).

Редуктор М55Р был изготовлен на ПАО «Звезда» (Санкт-Петербург), локальные системы управления — в АО «Концерн «НПО «Аврора» (Санкт-Петербург).

В 2023 году М55Р получит цифрового двойника. По информации ОДК, это позволит управлять жизненным циклом силовой установки, повысит надёжность и коммерческую привлекательность российских морских двигателей.

«Цифровизация сокращает сроки и стоимость проектирования силовых установок, в том числе линейки морских газотурбинных двигателей нового поколения, помогает достичь расчётных характеристик, минимизирует затраты на изготовление опытных образцов, а также испытания и доводку двигателей», — цитирует пресс-служба ОДК генерального конструктора корпорации Юрия Шмотина.

Мощность М55Р составляет 27,5 тыс. л. с. при КПД 36,8%. Как отмечают в ОДК, по своим характеристикам ДГТА не уступает зарубежным аналогам. Как сообщил в декабре 2020 года генеральный конструктор «ОДК-Сатурн» Роман Храмин, ДГТА является одним из самых передовых и надёжных агрегатов.

«Самое важное, что освоено серийное производство составных частей газотурбинного агрегата. Освоены дизель, редуктор, двигатель и все компоненты этой системы, в том числе электронная, топливная аппаратура», — цитирует Храмина пресс-служба Торгово-промышленной палаты Ярославской области.

По словам Мураховского, М55Р отличается от украинского образца увеличенным эксплуатационным ресурсом, более эффективной топливной системой и повышенным коэффициентом полезного действия.

«После разрыва Киевом военно-технических отношений с Россией нам пришлось в сжатые сроки создать испытательный стенд и подготовить производственную площадку. В итоге российский двигатель получился более совершенным. Он в лучшую сторону отличается по материалам, КПД, техническим и эксплуатационным характеристикам», — пояснил Мураховский.

Как отмечал в 2017 году президент РФ Владимир Путин на встрече с представителями деловых кругов Ярославской области, на момент прекращения поставок украинских газотурбинных агрегатов Россия не имела научно-производственного фундамента для удовлетворения потребностей флота в двигателестроительных изделиях.

Тем не менее, с точки зрения главы государства, задача импортозамещения данной продукции была решена быстро, уверенно и с высоким качеством.

«Мы создали фактически новую научную школу и новую отрасль по морскому двигателестроению, чего в России раньше никогда не было, мы всё покупали на Украине. Но не было бы счастья, да несчастье помогло», — заявил Путин.

Дмитрий Корнев констатирует, что разрыв военно-технического сотрудничества, на который пошёл официальный Киев, на несколько лет затормозил кораблестроительные программы РФ. «Не будем лукавить: сроки сдачи кораблей ВМФ тогда поползли вправо, и это относилось не только к фрегатам 22350», — сказал Корнев.

Однако, как считает эксперт, «время расставило всё по своим местам» и теперь ключевое значение для промышленности и ВМФ имеет то обстоятельство, что М55Р является исключительно российской разработкой, обеспечивающей полную технологическую независимость от Украины и Запада, где выпускаются морские агрегаты такого же класса.

ДО49Р

Разработка – ОАО «НПО «Сатурн».
Производство – ОАО «НПО «Сатурн».

ДО49Р – одновальная газовая турбина со встроенным соосным редуктором для газотурбинных теплоэлектростанций малой мощности (от 2,5 до 15 МВт и выше).

Конструктивные особенности

• 10-ступенчатый осецентробежный компрессор;
• трубчатая камера сгорания (2 жаровые трубы);
• 3-ступенчатая турбина;
• встроенный соосный редуктор (передаточное отношение 1:4,66).

ДО49Р является основой газотурбинных теплоэлектростанций (ГТЭС-2,5 и др.) малой мощности (от 2,5 до 15 МВт и выше) для выработки электрической и тепловой энергии в простом и когенерационном циклах.

Преимущества

• высокое качество вырабатываемой энергии и хорошая динамика при переходных процессах (в т.ч. благодаря применению одновальной схемы);
• высокие показатели топливной эффективности, снижение себестоимости выработки электрической и тепловой энергии;
• возможность блочной замены ГТД, редуктора, других узлов и элементов в эксплуатации;
• повышенная стойкость к сернистой коррозии и морскому климату;
• возможность работы на различных видах топлива: газообразном (природный газ, попутный нефтяной газ) и жидком (керосин, дизельное топливо).

Технические характеристики

* — зависит от модификации котла-утилизатора

Газотурбинные электростанции на базе газовой турбины мощностью 16 МВт

• ( 1 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
• ( 2 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
• ( 3 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
• ( 4 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
• ( 5 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )
• ( 6 / count($arResult[«PROPERTY»][«PHOTO»]) )

Описание

Газотурбинная энергетическая установка ГТЭ-16 простого цикла на базе газотурбинного двигателя Т16, разработки «РЭП Холдинга» совместно с GE Oil&Gas (Nuovo Pignone S.p.A.). Газотурбинный двигатель промышленного типа отличается высоким КПД (37%), большим ресурсом, высокой степенью готовности и ремонтопригодности, низким уровнем вредных выбросов (NOx

Состав ГТЭ-16:

• газовая турбина (ГТ);
• турбогенератор (ТГ) для ГТ;
• редуктор между ГТУ и генератором;
• комплексное воздухоочистительное устройство (КВОУ);
• котел-утилизатор (опция*);
• дожимной компрессор топливного газа (опция*);
• система воздуховодов, газоходов;
• система автоматического управления (АСУ ТП);
• электрооборудование;
• металлоконструкции, площадки обслуживания и др.

Ангарное укрытие для размещения ГТЭ-16 с функциональными системами

Компановка основного оборудования ГТУ-ТЭЦ

Размещение элементов энергоблока ГТЭ-16

1 — газовая турбина
2 — редуктор
3 — турбогенератор
4 — КВОУ
5 — воздуховод циклового воздуха
6 — газоход с шумоглушителем
7 — выхлопная труба
8 — площадка обслуживания

Преимущества ГТЭ-16:

• высокая надежность, обусловленная современными методами проектирования, материалами и применяемыми технологиями в конструкции основного элемента – газотурбинного двигателя;
• полный жизненный цикл — 200 тыс. часов;
• большие межремонтные интервалы;
• высокий электрический КПД;
• высокая экономичность установки на различных режимах работы;
• применение комплектующих преимущественно российских производителей с высокой долей «РЭП Холдинга»;
• возможность ремонта на площадке заказчика;
• возможность оперативного съема ГТД при ремонтах за счет «боковой выкатки» из-под кожуха.

Что такое редуктор газотурбинного двигателя

Морской флот, предприятия энергетики и газовой промышленности почти полвека успешно эксплуатируют газотурбинные двигатели и установки, разработанные в научно-производственном предприятии «Машпроект» и выпускаемые производственным объединением «Зоря». В начале 2002 г. «Машпроект» был преобразован в одноименный Центр НИОКР нового объединенного государственного предприятия «Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Зоря»-«Машпроект».

За прошедшие годы в НПКГ «Зоря»-«Машпроект» было создано четыре поколения судовых газотурбинных двигателей (ГТД) мощностью от 3 до 25 МВт, на базе которых разработаны несколько десятков установок для различных типов кораблей как водоизмещающих, так и с динамическими принципами поддержания. Зарубежные специалисты, изучавшие работу газотурбинных установок (ГТУ) на кораблях, оказавшихся на Западе, отмечали высокую надежность, достаточную для военных кораблей экономичность и простоту в обслуживании ГТУ.

Одним из них является корабль на воздушной подушке (КВП) проекта 12322 «Зубр», предназначенный для быстрого десантирования боевых частей с бронетехникой в тылу противника. Он имеет водоизмещение 550 т и развивает максимальную скорость 55. 60 узлов. Автономность до 5 суток позволяет кораблю действовать на удалении до 1000 миль от своих баз.

«Зубр» был разработан ЦМКБ «Алмаз» (главные конструкторы Ю.П. Семенов и И.Я. Лебедев) и серийно выпускался в 1988-1992 гг.

В состав силовой установки М35, созданной в НПП «Машпроект» под руководством генерального конструктора В.И. Романова, входят пять агрегатов (три тяговых М35-1 и два нагнетательных М35-2), а также валы трансмиссии с промежуточными опорами.

Установка при суммарной мощности 50 000 л.с. и удельном расходе топлива 0,190 кг/л.с.·ч обладает удельной массой 0,5 кг/л.с.

В тяговом и нагнетательном агрегатах семейства М35 используется унифицированный трехвальный ГТД ДП71 (ГТД 6000) с двухкаскадным газогенератором и свободной силовой турбиной. Компрессор имеет 8 ступеней низкого давления и 9 — высокого, турбины компрессорных каскадов одноступенчатые, а силовая турбина — трехступенчатая.

Агрегаты, помимо ГТД, включают в себя спроектированные в НПП «Машпроект» и изготовленные ПО «Зоря» редукторы различного назначения: М35-1 — редуктор воздушного винта Р035-10, М35-2 — промежуточный редуктор Р035-20, редукторы кормового и носового нагнетателей (типа Р035-21), а также редуктор корабельных агрегатов.

Два двигателя подъемного комплекса размещены в кормовой части служебных отсеков корабля, а три ходовых — на пилонах над верхней палубой.

В пространстве между нагнетателями и подъемными двигателями установлены автономные электростанции.

Следует подчеркнуть, что «Зубр», вошедший в западные каталоги под названием Роmornic как самый большой и быстрый в своем классе, эксплуатируется на флоте с 1983 г. и до сих пор аналогов в мире не имеет.
24 января 2000 г. в Афинах состоялось подписание трехстороннего греко-украинско-российского контракта на общую сумму свыше $ 200 млн. В результате реализации контракта ВМС Греции получили 4 десантных корабля типа «Зубр».

Все газовые турбины КВП как российской, так и украинской части контракта, поставлены ПО «Зоря». По требованию заказчика, исходя из условий эксплуатации, мощность двигателей 10 000 л.с. должна обеспечиваться при температуре воздуха на входе +40 °С.

ВМС Греции получили проверенные в эксплуатации корабли с отработанными ГТУ. Во время передачи кораблей заказчику проблем с энергетическими установками практически не было, «Зубры» прошли испытания на мерной миле с максимальной нагрузкой как в зимний, так и летний периоды, полностью подтвердив заявленные по контракту параметры.

Корабли после сдачи интенсивно эксплуатируются и за год имеют до 300 ч наработки без существенных замечаний. По отзывам греческих специалистов наши ГТУ проще в обслуживании, чем иностранные аналоги, при этом за все время эксплуатации кораблей «Зубр» аварийных поломок установки М35 не было.

В настоящее время Научно-производственный комплекс газотурбостроения «Зоря»-«Машпроект» обеспечивает поддержку эксплуатации своей продукции документацией и запчастями для ремонта.