Газотурбинный привод АЛ-31СТ можно назвать одним из лучших примеров военной конверсии – его основой стал двигатель АЛ-31Ф, который до сих пор поднимает в небо боевые самолеты. На земле АЛ-31СТ трудится на компрессорных станциях «Газпрома», отработав в общей сложности более 2 млн часов. О том, как создавался уникальный двигатель, как «спустился» с небес на землю, – в нашем материале.

Боевой двигатель на мирной службе

Совсем скоро, 30 марта, свой 75-летний юбилей отпразднует Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки – филиал ПАО «ОДК-УМПО». Со дня основания в 1946 году в этом КБ были разработаны двигатели пяти поколений, в том числе технический «бестселлер» XX века – АЛ-31Ф. Этот двигатель, созданный Архипом Люлькой в 1970-х годах, стал не просто самым передовым для своего времени, но и перспективным на долгие годы вперед. Он был установлен на легендарный Су-27, последующие модификации встали на крыло самолетов семейства Су-30, подняли в воздух новейшие Су-35С и Су-57. АЛ-31Ф покорил не только небо, но и построил отличную «карьеру» на земле.

В конце 1980-х – начале 1990-х годов отечественная промышленность переживала сложные времена. Особенно досталось оборонному комплексу в отсутствии госзаказов. АО «Люлька-Сатурн», как и многие военные предприятия в то время, переходило на «мирные рельсы». Разработчики боевых двигателей решили заняться тем, что ближе по роду деятельности, – созданием наземных энергетических установок для газовой промышленности. На тот момент огромный запрос на эту продукцию был со стороны «Газпрома». Газоперекачивающие агрегаты составляют у нефтегазовых компаний основу оборудования, ответственного за транспортировку газа. Мощности «Газпрома» нуждались в техническом обновлении – в более экологичных и эффективных агрегатах с большим КПД.

Техзадание на создание газовой турбины на базе двигателя АЛ-31Ф, коллектив КБ получил в 1992 году. Тогда же началось проектирование самой турбины, которая получила название АЛ-31СТ (стационарная).

Первый образец был собран в марте 1994 года и сразу же поступил на стендовые испытания в КБ. Для этого был переоборудован один из стендов, который ранее использовался для тестирования авиадвигателя АЛ-31Ф. Кстати, опыт испытаний наземной версии двигателя пригодился конструкторам при доводке его авиационного «собрата».

В том же 1994 году АЛ-31СТ был передан на компрессорную станцию «Карпинская» для опытной эксплуатации. Все параметры нового двигателя совпали с ожиданиями и запросами «Газпрома». В 1996 году АЛ-31СТ успешно прошел межведомственные испытания и получил «путевку» в серию. Производство было налажено на уфимском предприятии (ныне «ОДК-УМПО»).

Нет предела совершенству

Многие эксперты отрасли признали газовую турбину АЛ-31СТ, созданную на базе боевого авиадвигателя АЛ-31Ф, одной из самых значимых разработок оборонной отрасли для применения в народном хозяйстве. Хотя в начале проекта находилось немало скептиков, которые не верили в успех конвертирования авиационного двигателя. Надо отметить, что это был первый случай в нашей стране, и второй в мировой истории, когда двигатель для истребителя был переделан под нужды газодобычи.

Конечно, такая трансформация потребовала от конструкторов большой работы. Военные авиадвигатели безотказно работают в самых экстремальных условиях полета. Однако, их ресурс составляет не более 500 … 2000 часов – для «наземной версии» нужно было его увеличить до 100 тыс. часов. Кроме того, необходимо было обеспечить надежность газотурбинного привода в отношении резких перепадов температуры воздуха. Авиационные двигатели рассчитаны для полетов на высотах, где температура воздуха хоть и равна минус 55 °С, но стабильна, а атмосферное давление примерно в пять раз меньше, чем у поверхности Земли. На территориях с резко-континентальным климатом, где в большинстве случаев и находятся компрессорные станции магистральных газопроводов, в течение суток температурные колебания достигают 18 градусов. В таких условиях лопатки турбины высокого давления могут просто не выдержать перегрузки.

В первые же годы эксплуатации АЛ-31СТ доказал на деле, что его разработчики проделали отличную работу и справились с поставленными задачами. Однако конструкторы не перестают трудиться над повышением надежности и экологичности привода. Начиная с 1990-х годов, было сделано около 170 конструкторских доработок агрегата с целью усовершенствования.

С 2012 года «ОДК-УМПО» модернизирует АЛ-31СТ в партнерстве с «Газпром трансгаз Уфа». Было внедрено множество изменений в конструкции, которые повысили надежность двигателя. Кроме того, двигатель становится более экологичным – снижается уровень выброса вредных веществ.

По итогам 2020 года совместная работа коллективов «ОДК-УМПО» и «Газпром трансгаз Уфа» отмечена премией ПАО «Газпром» в области науки и техники. Специалистами компаний была создана инновационная система удаленного мониторинга рабочих параметров АЛ-31СТ. Теперь на основе данных, полученных в режиме реального времени с компрессорных станций, можно провести анализ технического состояния двигателей, определить мощностные параметры и осуществлять вибрационный контроль.

Было подсчитано, что один привод АЛ-31СТ может перекачивать до 36 млн кубометров газа в сутки, а в год обеспечить голубым топливом до 2,5 тыс. домов. На сегодняшний день общая наработка АЛ-31СТ на всех объектах «Газпрома» достигла 2 млн часов. Компания эксплуатирует 76 таких двигателей, также изделия будут задействованы в грандиозном проекте «Сила Сибири».

Продолжение следует: новые модели на основе АЛ-31СТ

Опыт ОДК в создании АЛ-31СТ и его модернизации заложил основу для расширения линейки наземных двигателей корпорации. В частности, АЛ-31СТ стал базой газотурбинного привода АЛ-31СТЭ для электрогенераторов электростанций мощностью от 12 до 20 мегаватт. Разработка полностью соответствует мировым стандартам, в частности, и по своим экологическим данным. Этот привод был использован в проекте создания не только российских ТЭЦ, но и при строительстве электростанции в Чехии.

В числе приоритетных проектов ОДК по линии наземных двигателей на текущий год – программа АЛ-41СТ-25. В настоящее время в ОКБ им. Люльки завершается разработка конструкторской документации на изделие, «ОДК-УМПО» ведет подготовку производства.

Напомним, что соглашение о разработке нового высокоэффективного газотурбинного двигателя мощностью 25 МВт было подписано между ОДК и «Газпромом» в июне 2019 года. В дальнейшем планируется создание целого семейства приводов – мощностью 25, 32 и 42 МВт. Это предоставит отечественному ТЭК еще больше независимости от импортных поставок.

Источник: https://rostec.ru/news/al-31st-s-nebes-na-zemlyu/