Вице-президент Академии наук авиации и воздухоплавания Денис Иванов о перспективных технических решениях ОАО «НПП «Темп» им. Ф.Короткова».

2 декабря Денис Владимирович Иванов, вице-президент Академии наук авиации и воздухоплавания, кандидат физико-математических наук, генеральный директор ОАО «Научно-производственное предприятие «Темп» им. Ф.Короткова», специализирующегося в области разработки систем автоматического управления ГТД выступил на Международной научно-технической конференции по авиационным двигателям «International Conference on Aviation Motors» (ICAM 2025) с докладом: «Перспективные технические решения ОАО «НПП «Темп» им. Ф.Короткова».

Д.В. Иванов¹, Р.Ш. Докудаев^1
1 ОАО «НПП «Темп» им. Ф.Короткова», Москва

В работе рассматриваются некоторые примеры перспективных технических решений, предложенных коллективом ОАО «НПП «Темп» им. Ф.Короткова» и основанных на объединении в рамках одной конструкции технологических подходов из таких областей, как механика, гидравлика, электроника и электротехника, а также программирование. Показаны преимущества подобного типа конструкций перед существующими серийными изделиями.

Innovative Technical Solutions of RPE “Temp” named after F. Korotkov

D.V. Ivanov¹, R.Sh.Dokudaev^1
1 RPE “Temp” named after F. Korotkov, Moscow, Russia

The paper presents some examples of innovative technical solutions proposed by the team of RPE “Temp” named after F. Korotkov. These solutions are based on the integration of technologies from various fields within a single design, including: mechanics, hydraulics, electronics, electrical engineering and programming. The advantages of this approach over existing products are also demonstrated.

1 Введение

В 2025 году ОАО «НПП «Темп» им. Ф.Короткова» отпраздновало 85-летний юбилей!

История предприятия [1] начинается с одного из авиаремонтных поездов, на базе которого в 1922 были созданы «Ремвоздухмастерские», впоследствии преобразованные в Московский карбюраторный завод № 33 (в настоящее время – АО «МПО им. И.Румянцева»). В 1940 году, с целью обеспечения развития отечественных карбюраторов, по указанию И.Сталина из коллектива завода № 33 выделено самостоятельное конструкторское бюро, усиленное сотрудниками карбюраторной лаборатории ЦИАМ.

Руководителем вновь созданного коллектива назначен Ф.А.Коротков.

За годы истории коллектив Темпа многократно проявлял способность создавать уникальные прорывные технические решения. Например, карбюратор К-34РД, обеспечил рекордную дальность полёта самолёта АНТ-25 во время легендарного перелёта Москва — Северный полюс — Ванкувер под управлением экипажа В.Чкалова, созданные автомат коррекции по высоте карбюратора К-62, беспоплавковая конструкция карбюратора К-105БП, агрегат непосредственного впрыска НБ-3, безусловно внесли вклад в обеспечение преимущества в воздухе в годы Великой Отечественной войны.

Одной из «визитных карточек» конструкторских решений предприятия был и остается тренд на интеграцию разнородных технических решений в единый механизм, что безусловно создает дополнительные преимущества в достижении требуемых характеристик.

2 Как из 50 кг получилось 30 кг

Одним из примеров применения интеграционных решений в конструкции топливных агрегатов является история создания насосов регуляторов для двигателей многофункциональных истребителей четвертого поколения, известная со слов В.И.Зазулова (Генеральный конструктор предприятия с 1984 по 2004 год).

Будучи в начале 70-х годов заместителем Генерального конструктора В.И.Зазулов вместе с Генеральным конструктором Ф.А.Коротковым поехал на совещание в Ленинград к Г.Е.Лозино-Лозинскому для обсуждения предложений по топливной автоматике перспективного самолета. Предложения заключались в адаптации существующей системы, основанной на насосе-регуляторе типа НР-53 (МиГ-23, Су-17, Су-24), который весил более 50 кг, (см. рис. 1). В связи с абсолютно неприемлемой массой агрегата для маневренных истребителей завоевания господства в воздухе уважаемые руководителя Темпа были с позором изгнаны с совещания. Возвращаясь в Москву ночным поездом оба не спали, сначала размышляя молча, а потом стали обсуждать план по распределенному проектированию отдельных узлов (а не агрегата целиком) несколькими конструкторскими бригадами с последующей их интеграцией в единую конструкцию. Такой замысел в полной мере удался и на свет (с использованием конструкторского воображения, ватмана и кульмана, а не компьютерных САПР!) появились шедевры инженерной мысли – интегрированные насосы-регуляторы НР-59 и НР-31 массой менее 30 кг для самолетов МиГ-29 и Су-27, которые до настоящего времени служат верой и правдой нашему отечеству.

2 Электро-управляемый топливный насос

В настоящее время предприятие участвует в большинстве программ создания / модернизации современных и перспективных авиационных комплексов, в том числе разработало и производит электроприводные баковые топливные насосы. При этом, исторически Темп никогда не специализировался на электрических приводах, которые с точки зрения конструкции насоса являются покупным комплектующим изделием. Однако, в ходе «реформирования» ряда предприятий-поставщиков в 2013 году Темп оказался в ситуации невозможности приобрести необходимый электропривод и коллектив принял решение осваивать его разработку и производство самостоятельно, что и было реализовано.

Реализованная в качестве «антикризисной меры» идея дала возможность интегрировать в одном коллективе все технологии, необходимые для разработки электроприводного топливного насоса, а именно гидравлику, электротехнику, электронику и программное обеспечение. В свою очередь, такая возможность, с учетом пожеланий заказчиков, привела к идее создания высокоэффективного управляемого топливного насоса переменной производительности, что и было начато в инициативном порядке.

Исключительно благодаря возможности совместной работы специалистов по всем необходимым областям технических знаний после нескольких итераций и экспериментов была предложена интегрированная конструкция насоса, основанная на принципе «мотор-колеса» - единой детали, одновременно являющейся ротором электродвигателя и центробежным колесом проточной части насоса. Кроме этого в насосе используется нестандартная компоновка (см. рис. 2) вентильного электродвигателя, охлаждаемого непосредственно потоком рабочей жидкости, а также полноценная электронная система, обеспечивающая управления режимами работы насоса, информационный обмен с системами объекта, а также определенные возможности диагностики технического состояния. Для изготовления геометрически сложных деталей использовались аддитивные технологии, в том числе, изготовление шнека из титана.

Принятые конструктивные решения обеспечили:

- возможность управления производительность насоса в широком диапазоне расходов в реальном времени;

- увеличить КПД насоса в сравнении с известными серийными изделиями более, чем в 2 раза, за счет чего значительно снизить энергопотребление;

- уменьшить массу насоса более чем вдвое относительно наиболее близких аналогов по напорно-расходным характеристикам;

- обеспечить возможность работы в электросетях нестабилизированной частоты.

В настоящее время заявленные характеристики подтверждены испытаниями экспериментальных образцов, осуществляется НИОКР по созданию конкретных изделий по ТЗ заказчиков. В 2023 году данный проект стал лауреатом конкурса «Авиастроитель года», проводимого Союзом авиастроителей России.

3 Пропорциональный гидравлический клапан

Основной областью работы Темпа на протяжении всей его истории являлась топливная автоматика и системы автоматического управления авиационных двигателей. Вместе с тем, безусловно широкие технологические возможности предприятия могут быть востребованы и в других отраслях промышленности, особенно в условиях действующих ограничений международной кооперации.

Руководствуясь данным соображение на предприятии был открыт новый проект по разработке пропорциональных гидравлических клапанов – аналогов продукции, поставляемой в Россию всемирно известными брендами Moog (США), Bosch Rexroth (Германия) и др., и используемой в составе гидравлические систем управления прокатными прессами, станами и тому подобным оборудованием металлургических заводов.

Функция такого клапана относительно проста – пропорционально уровню входного электрического сигнала требуется осуществлять управление подачей гидравлической жидкости высокого давления (до 350 атм.) к исполнительным механизмам. Вместе с тем, особенности применения на объектах диктуют высочайшие требования по скорости и точности регулирования, гестерезису, утечкам в золотниковых парах и иным параметрам, одновременное достижение которых оказалось весьма сложной задачей.

Принципиальное устройство подобного клапана (см. рис. 3) не является новаторским решением и строится вокруг золотника, перемещение которого осуществляется с помощью электро-гидроусилителя, выполненного по принципу «сопло-заслонка». При работе изделия встроенная электронная САУ устройства воздействуя на обмотки катушек электромагнитного преобразователя отклоняет заслонку от нейтрального положения, что изменяет гидравлическую проводимость веток системы, и, формируя таким образом перепад давления на торцах золотника, приводит к его смещению, открытию рабочих окон и подаче необходимого объема гидравлической жидкости. Обратная связь внутри изделия осуществляется по положению золотника, которое измеряется соответствующим датчиком.

В ходе проектирования системы для удовлетворения специфичных для потребителя характеристик кросс-дисциплинарной команде разработчиков не удалось найти ни датчиков, ни электромагнитных преобразователей обще-промышленного назначения с необходимыми характеристиками, что привело к вынужденному решению разрабатывать все компоненты самостоятельно (ранее Темп этого никогда не делал) и резкому удлинению сроков проекта.

Вместе с тем, интеграция имеющихся знаний привела к созданию конструкции, которая безусловно способна конкурировать с самыми лучшими зарубежными образцами (см. рис. 4).

4 Заключение

Таким образом, на конкретных примерах (создание облегченного насоса-регулятора, управляемого топливного насоса, пропорционального гидравлического клапана) показано, что создание интегрированных конструктивных решений, объединяющих технологии из таких областей, как механика, гидравлика, электроника и электротехника, а также программирование, безусловно создает дополнительные технические преимущества по отношению к решениям, создаваемым методом инжиниринга, а именно сложения конечной технической системы из готовых компонент.

Список использованных источников

[1]П.Миличевич. От сохи до сверхзвуковых и космических полетов. М.: Издательство «Весь Мир», 2008.