Содержание
Как в Петербурге создают и производят моторы для современных самолетов и вертолетов — 25 октября 2019
Как в Петербурге создают и производят моторы для современных самолетов и вертолетов
Двигатель прогресса
Если «вместо сердца пламенный мотор» — это про вертолеты и самолеты, которые оснащены двигателями, разработанными и собранными на АО «ОДК-Климов». 20 октября предприятие отметило 105-летие со дня основания, что не мешает ему оставаться современным: активно модернизируется производственная база, осваивается 3D-печать и расширяется применение роботов. А все для того, чтобы двигатели были еще более надежными, эффективными, долговечными и конкурентоспособными на мировом рынке.
Площадка для развития
Основная площадка завода им. Климова сейчас располагается в Приморском районе — именно сюда (причем без остановки производства) в рамках проекта по созданию конструкторско-производственного комплекса инновационного типа «Петербургские моторы» в 2014 году переехало все предприятие.
Именно здесь вертолетные и самолетные двигатели проходят путь от идеи и концепции до конвейера.
Интересно, что изначально завод создавался для выпуска в России автомобилей французской компании «Рено», и коррективы в эти планы внесла Первая мировая война. Окончательно статус разработчика и производителя авиационных двигателей за предприятием закрепился в годы Второй мировой войны. С тех пор здесь продолжают разрабатывать и производить самолетные и вертолетные двигатели как для гражданской, так и для военной техники.
После переезда на память о заводе Выборгскому району остается площадь академика Климова — на пересечении Кантемировской улицы и Большого Сампсониевского проспекта. Также завод оставляет за собой один из исторических корпусов, где в разное время бывали Ленин и Путин.
Всего 6 стран в мире создают авиадвигатели: помимо России это США, Канада, Франция, Великобритания и Украина. И весьма ценно, что одно из таких уникальных предприятий находится в Петербурге.
А знаете ли вы, что:
Создание двигателя — сложная многоступенчатая, иногда даже секретная цепь операций.
«Фонтанке» удалось пройти по цехам и посмотреть на то, как создается двигатель.
От кульмана к компьютеру
На примере конструкторского бюро, пожалуй, наиболее ярко видно, как трансформируется предприятие. Ведь именно от идеи, концепции и, в дальнейшем, проекта, зависит то, насколько совершенным будет новый двигатель и можно ли улучшить уже действующую модель.
Александр Ватагин
«Мало построить новый завод — нужно, чтобы к этому был готов коллектив, нужно изменить менталитет людей», — говорит исполнительный директор «ОДК-Климов» Александр Ватагин. Он вспоминает, что еще в 2004 году — а по меркам авиации это, можно сказать, вчера — конструкторское бюро завода работало исключительно на кульманах. И когда начался процесс перехода на современные методы проектирования, то возникали сомнения, как это воспримут конструкторы.
исполнительный директор «ОДК-Климов»
Но опытные сотрудники проявили себя настоящими профессионалами. Переход на новые компьютерные технологии прошел органично.
Поэтому сейчас именно симбиоз опыта и автоматизации процессов проектирования позволяет АО «ОДК-Климов» предлагать отрасли современные разработки. Ведь на бумаге это делается или на компьютере — лишь вопрос эпохи.
Надежность прежде всего
В рамках конструкторского бюро в «ОДК-Климов» работает подразделение с романтичным названием, но при этом с ответственными задачами — «Отдел надежности». Ведь когда создается двигатель, конструктор обязан думать о том, как его изделие покажет себя в эксплуатации, насколько оно будет надежным.
Понятие «надежность» не абстрактно: оно включает в себя такие пункты как безотказность, долговечность в пределах отведенного ресурса, ремонтопригодность и сохраняемость, — рассказывают на предприятии.
фото предоставлено «ОДК-Климов»
Отдел надежности включается в работу на стадии эскизного проектирования: конструкция анализируется с точки зрения того, как она будет работать в дальнейшем. Но на этом работа не заканчивается — ведь проверка надежности нужна на всем жизненном цикле работы двигателя.
Особенно важно, если во время эксплуатации происходит какая-то поломка, отказ, неисправность, учесть это и внести корректировки в конструкцию. И это тоже задача отдела надежности.
Роботы на службе
Часть деталей для двигателя производится непосредственно на «ОДК-Климов». Так, едва ли не самая важная деталь газотурбинного двигателя — это лопатка. Их в двигателе более 200. Изначально это лишь металлическая заготовка (разумеется, из непростого металла), и для того, чтобы она работала так как надо, необходима механообработка — шлифовка и полировка. Эти операции очень трудоемки, занимают много времени и требуют высокой точности. Именно для них на «ОДК-Климов» начали использовать роботов. Они позволяют значительно сократить, во-первых, цикл производства, во-вторых, количество задействованных в простых механических операциях людей, повышая, таким образом, производительность труда, а в-третьих — процент брака.
Один робот выполняет функции четырех человек. При этом он не только сам полирует или шлифует детали, но и измеряет точность обработки.
А знаете ли вы, что:
Современные технологии позволяют обрабатывать около 70-100 лопаток в день. Полный же цикл обработки лопатки занимает 1,5-2 месяца, включая нанесение жаропрочного покрытия.
Александр Ватагин подчеркивает важность того, что на предприятии используется целая линейка станков, произведенных в России.
Общее дело
Конечно, не все детали двигателя выпускаются непосредственно на предприятии — еще с 2005 года команда «Климова» начала работать по принципу широкого аутсорсинга. «Тогда с нами многие не соглашались, в том числе в отрасли, — рассказывает Александр Ватагин, — сейчас однозначно признается, что за этим будущее».
В современном авиационном двигателе около 5000 деталей.
По словам Ватагина, время гигантских предприятий, производящих все на одной площадке, ушло: при такой организации процесса невозможно быть конкурентоспособным на мировом уровне. Тренд настоящего времени — создавать предприятия-интеграторы, которые за счет широкой кооперации и аутсорсинга достигают высокой эффективности.
«Но недостаточно прийти к такой концепции, чтобы все заработало», — отмечает Александр Ватагин.
Например, чтобы обеспечить конкуренцию, нужно по каждой номенклатуре иметь 2-3 поставщика, а это не так-то просто при отсутствии сформировавшегося рынка. Тем более, что у авиационной отрасли своя специфика — очень высокие требования ко всем кооперантам. И если предприятие из другой отрасли хочет стать поставщиком «Климова», то даже при наличии хорошего оборудования и рабочих высокой квалификации на это уйдет немало сил.
Александр Ватагин
«Пока рынка нет, но он очень активно создается, — говорит Александр Ватагин. — Корпорация ОДК, в которую входит наш завод, пытается трансформировать существующую производственную модель, создавая центры специализации, центры компетенции по тем или иным элементам». Помочь в этом должны цифровизация и активное внедрение новых технологий в производство.
исполнительный директор «ОДК-Климов»
Ручная работа
На то, чтобы из россыпи деталей получился двигатель — например, самый массовый ВК-2500, — необходимо двое суток или 4 смены по 12 часов.
Каждый двигатель на предприятии собирается вручную, но по наиболее популярным моделям это уже практически конвейер: детали поставляются точно в срок, сборка идет круглосуточно, без перерывов и сбоев.
Вот, для примера, какие модели двигателей собирают на «Климове»: вертолетные ВК-2500 и ТВ3-117; ТВ7-117СТ для самолетов Ил-112В и ТВ7-117СТ-01 для Ил-114-300, а также вертолетную версию этого мотора — ТВ7-117В для нового Ми-38. Под них тоже будет создано серийное производство.
фото предоставлено «ОДК-Климов»
Двигатели собираются полностью из российских деталей, узлов и комплектующих. Например, производство ТВ7-117СТ осуществляется в широкой кооперации предприятий ОДК, которая кроме АО «ОДК-Климов» включает АО «ММП им. В. В. Чернышева», АО «ОДК-СТАР» и другие.
А знаете ли вы, что:
Есть на «Климове» и сборка стендовых моторов — например, реактивного двигателя РД-33 для истребителя МиГ-29. Серийное производство этого двигателя ведется на другом предприятии, а здесь собираются опытные образцы, чтобы дорабатывать, улучшать как сами двигатели, так и связанные с ними системы.
Помимо двигателей на «ОДК-Климов» делают и БАРКи — блоки автоматического регулирования и контроля двигателя. Эти небольшие коробочки и есть «мозги» двигателя, которые им руководят: получая данные от различных датчиков, БАРК выбирает наиболее экономичный режим работы двигателя для старта, взлета, посадки.
Испытано на себе
Между сборкой опытного образца и запуском серийного производства лежит длинный путь. Например, сейчас на одном из стендов «Климова» проводятся специальные испытания двигателя ТВ7-117СТ. Причем испытывают не только сам двигатель, но и винт, который входит в состав силовой установки, а также БАРК. «Гоняем по полной программе», — говорят сотрудники предприятия. Ведь от того, насколько тщательно будут произведены испытания, зависит надежность эксплуатации двигателя в будущем.
Двигатели ТВ7-117СТ в марте 2019 года впервые подняли в небо новый российский военно-транспортный самолет Ил-112.
Сейчас на основной производственной площадке «ОДК-Климов» завершается реконструкция испытательных стендов.
В дальнейшем планируется создать корпус поузловой доводки изделий — они позволяют испытывать двигатель не целиком, а по отдельным элементам. Это сделает производство более экономичным. А новые технологии и вовсе позволяют проводить часть проверок виртуально.
Александр Ватагин
«Внедрение цифровизации позволит многие процессы моделировать: не проводить испытания фактически, а получать результаты расчетным путем», — рассказывает Александр Ватагин. Один из первых результатов — система защиты двигателя от попадания посторонних предметов, которую разрабатывало предприятие вместе с Политехническим университетом. Сейчас она проходит сертификацию.
исполнительный директор «ОДК-Климов»
Нет модернизации конца
Создание единого конструкторско-производственного комплекса требует решения большого числа организационных, практически «бытовых» вопросов. Например, недавно «ОДК-Климов» запустил новые локальные очистные сооружения. «Существующие требования к качеству очистки сточных вод перед сбросом в городскую канализацию очень жесткие, мы их выполняем», — говорит Александр Ватагин.
Кроме того, компания планирует вывести из эксплуатации старый топливный терминал, запустив вместо него новый, строительство которого должно начаться в следующем году. Это важно, поскольку территория находится в природоохранной зоне. «Мы социально и экологически ответственное предприятие», — резюмирует Александр Ватагин.
Современные двигатели отличаются низким потреблением топлива. Например, новый двигатель ТВ7-117СТ имеет удельный расход топлива меньше 200 грамм на л. с. в час.
А знаете ли вы, что:
Что касается дальнейшего развития кооперации, то «ОДК-Климов» ориентировано, в первую очередь, на сотрудничество внутри страны — в том числе и с петербургскими предприятиями. И чем интенсивнее будет развиваться цифровизация, тем эффективнее будет взаимодействие с партнерами. Весьма способствует развитию связей между различными предприятиями и то, что «ОДК-Климов» входит в «Объединенную двигателестроительную корпорацию», а она, в свою очередь, — в Госкорпорацию Ростех.
Вместе это более 800 научных и производственных организаций в 60 регионах страны, что также способствует развитию кооперации.
Материал подготовлен специально для «ОДК-Климов»
Автор: Денис Лебедев
Редактор: Мария Мокейчева
Корректор: Елена Виноградова
Координатор: Елена Рожнова
Фотограф: Алексей Рожнов
Дизайнер: Екатерина Елизарова
Коллекторный и бесколлекторный двигатели
В ассортименте продукции Greenworks есть инструменты с коллекторным (щёточным) и бесколлекторным (бесщёточным) двигателями. Но везде делается акцент только на бесколлекторном электродвигателе. Почему только на нём, и для чего тогда устройства с щёточным? Расскажем в данной статье преимущества и недостатки каждого электродвигателя и ответим на эти два вопроса.
Коллекторный двигатель
Начнём с того, что двигатель — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механический и наоборот. Эффективность данного процесса зависит от внутренней конструкции двигателя, которая в свою очередь зависит от источника тока (постоянного или переменного).
Устройство коллекторного двигателя
Якорь. Стержнем всей конструкции является якорь, он же металлический вал. Вал является движущимся элементом, от которого зависит крутящий момент. На нём также располагается ротор.
Ротор. Связан с ведущим валом. Его внешняя конструкция напоминает барабан, который вращается внутри статора. Задача ротора получать или отдавать напряжение рабочему телу.
Подшипники. Они расположены на противоположных концах якоря для его сбалансированного вращения.
Щётки. Выполнены обычно из графита. Их задача предавать напряжение через коллектор в обмотки.
Коллектор (коммутатор). Он выполнен в виде соединенных между собой медных контактов. Во время процесса вращения он принимает на себя энергию с щёток и направляет её в обмотки.
Обмотки. Расположены на роторе и статоре разных полярностей. Их функция в генерировании собственного магнитного поля под воздействием разных полярностей, за счёт чего якорь приходит в действие.
Сердечник статора. Выполнен из металлических пластин. Может иметь катушку возбуждения с полярным напряжением обмотки ротора. Или — постоянные магниты. Данная конструкция зависит от источника напряжения. Является статичным элементом всего механизма.
Плюсы:
- Стоимость меньше, чем у бесколлекторных двигателей (БД).
-
Конструкция относительно проще конструкции БД. -
В виду этого, техническое обслуживание проще.
Минусы:
На высоких оборотах увеличивается трение щёток. Отсюда вытекает:
- Быстрый износ щёток.
-
Снижение мощности инструмента. -
Появление искр. -
Задымление инструмента. -
Выход из строя инструмента раньше его «жизненного цикла».
Если рассматривать бытовую сферу применения, то коллекторный двигатель является традиционным и бюджетным вариантом эксплуатации (и самым часто используемым).
Инструменты на данном типе двигателя преданно и верно справятся с любой повседневной задачей в пределах своих возможностей. Так как такие инструменты по стоимости значительно дешевле инструментов на бесколлекторном двигателе, их рассматривает категория потребителей, которая придерживается мнения: «ничто не вечно». Зачем переплачивать, если любой агрегат может выйти из строя? Мы же считаем, что при надлежащих условиях эксплуатации любой инструмент может прослужить верой и правдой довольно долгий срок. Но выбор за Вами.
Бесколлекторный двигатель
Если в коллекторном двигателе всё приходит в действие за счёт механики, то в бесщёточном — чистая электроника. Также позиции некоторых элементов в конструкции меняются местами. В коллекторном двигателе обмотки находились на роторе, а постоянные магниты — на статоре. У бесколлеторного — постоянные магниты переносятся на ротор, а катушки с обмоткой располагаются на статоре. Также ротор и статор могут менять свои позиции: есть модели двигателей с внешним ротором.
Здесь отсутствуют щётки и коллектор, вместо них добавлен микропроцессор (контроллер) и кулер для охлаждения системы. Микропроцессор контролирует положение ротора, скорость вращения, равномерное распределение напряжения по катушкам обмотки.
Основные типы бесщёточного двигателя :
- Асинхронный — это двигатель, который преобразовывает электроэнергию переменного тока в механическую. Название происходит от разной скорости вращения магнитного поля и ротора. Частота вращения ротора меньше, чем у магнитного поля, создаваемого обмотками статора (Например, двигатель DigiPro, который используется в продукции Greenworks).
- Синхронный — это двигатель переменного тока, у которого частота вращений ротора равна частоте вращений магнитного поля.
Тип двигателя с внешним ротором
Расположение ротора и статора в бесщёточном двигателе DigiPro
Плюсы:
-
Из-за отсутствия щёток меньше трения.
-
Меньше подвержены износу. -
Отсутствие искр и возможного возгорания. -
Упрощенная регулировка крутящего момента в больших пределах. -
Экономия расходуемой энергии. -
У инструментов с реверсом одинаковая мощность в обоих направлениях вращения. -
Быстрый запуск с больших скоростей. -
Могут разгоняться до предельных показателей. -
Некоторые модели при сильной нагрузке оснащены системой защиты двигателя.
Минусы:
-
Значительно дороже в цене, чем коллекторные двигатели. -
Техническое обслуживание более узкоспециализированное.
Несомненно бесколлекторные двигатели ориентированы на профессиональные работы с приличной нагрузкой. Несмотря на высокие показатели усовершенствованного типа двигателя, его единственный недостаток бьёт по кошельку. И перед тем, как приобретать инструмент на том или ином двигателе, прежде всего надо поставить перед собой вопрос: для каких целей он нужен.
Уже исходя из ответа делать свой выбор.
Сколько людей — столько и мнений. Компания Greenworks старается делать качественную продукцию на разных типах двигателя, чтобы каждый мог подобрать себе инструмент по предпочтениям, функционалу и необходимой мощности под конкретные задачи, которые у каждого клиента свои. Именно поэтому, например, в разделе «Ручной инструмент» Вы можете наблюдать один тип агрегата на коллекторном и бесколлекторном двигателях. Какой лучше? Выбор за Вами!
Вернуться к списку
Grammar Nerd: что вы называете «мотором» или «двигателем»?
Мой друг Саджив Мехта пишет для Правда об автомобилях . У одного из его читателей есть проблема с использованием им слов «двигатель» и «мотор» в его письме. Он правильный?
На этой неделе он написал статью, в которой был следующий абзац:
«Коленчатые валы, как почти все остальное в нашей жизни, выигрывают от принципа KISS. Коленчатый вал с плоской плоскостью может значительно снизить вес, оптимизировать момент инерции двигателя и обеспечить более равномерное зажигание, чтобы улучшить такт выпуска, что позволяет увеличить число оборотов/мощность».
В ответ он получил электронное письмо от читателя, который серьезно возражал против его грамматики.
«Я полагаю, вы знаете, что «мотор» используется для обозначения электродвигателя, а «двигатель» — для двигателя внутреннего сгорания. Это «реактивный двигатель», а не «реактивный двигатель», поскольку турбореактивный двигатель — это устройство внутреннего сгорания. Итак, почему вы используете слово «мотор» в этом абзаце? Да, я знаю, что это общеупотребительное слово (я называю его деревенским словом), но почему «эксперт» использует его?»
(В скобках, пока мы обсуждаем лингвистику, мы процитируем лингвиста NPR Джеффа Нанберга, который написал: «Еще в 1989, историк К. Ванн Вудворд сказал, что «деревенщина» — это единственный эпитет для этнического меньшинства, который до сих пор разрешен в вежливой компании»). в этом семантическом споре о «двигателе» и «моторе»?
НАЙДИТЕ СВОЙ СЛЕДУЮЩИЙ АВТОМОБИЛЬ АВТОМОБИЛЬ НА BESTRIDE.
COM
Ах, да, «деревенщины» из Массачусетского технологического института, широко известные своими инновациями в области самогонных аппаратов и NASCAR.
«Этимология слов «двигатель» и «двигатель» отражает то, как язык развивается, чтобы представлять то, что происходит в мире», — говорит профессор литературы Массачусетского технологического института Мэри Фуллер в сообщении «Спросите инженера» на веб-сайте Инженерной школы Массачусетского технологического института.
«Оксфордский словарь английского языка определяет «мотор» как машину, которая обеспечивает движущую силу для транспортного средства или другого устройства с движущимися частями», — пишет она. «Точно так же он говорит нам, что двигатель — это машина с движущимися частями, которая преобразует мощность в движение. Сейчас мы используем эти слова взаимозаменяемо, но изначально они означали совершенно разные вещи».
Корень слова «мотор» — латинское movere, , что означает «двигаться», что является довольно буквальным определением того, что делает «мотор».
«Двигатель» далеко не такой конкретный. «Двигатель» происходит от латинского ingenium, , что означает характер, умственные способности, талант, интеллект или сообразительность. Это не имеет ничего общего ни с механической силой, ни с различиями между электродвигателями и двигателями внутреннего сгорания. По словам Фуллера, до широкого распространения бензиновых и дизельных двигателей слово «двигатель» использовалось для описания таких вещей, как устройства для ловли дичи, сети, ловушки и приманки.
«Двигатель» — другими словами — это метафора или «вещь, рассматриваемая как представитель или символ чего-то другого, особенно чего-то абстрактного».
Многие слова меняют значение. Что такое Google, Yahoo и Bing? «Поиск ДВИГАТЕЛИ ». Если я что-то не упустил, ни одно из этих устройств не работает на газу. На самом деле, они используют слово «двигатель» таким образом, который гораздо ближе к первоначальному употреблению 15-го века для описания устройства особой хитрости.
Точно так же слово «приборная панель» использовалось взаимозаменяемо с «приборной панелью» на протяжении поколений, но в 1840-х годах буквально обозначало кусок дерева, который предохранял водителя дилижанса от брызг грязи и мусора.
Мне не грозит опасность быть настолько испачканным, когда я пишу этот пост через «панель управления» WordPress.
И еще есть чистая экономика: если мы действительно решили, что неуместно использовать слова «двигатель» и «двигатель» взаимозаменяемо, компаниям будет стоить много денег, чтобы переименовать себя в «Дженерал энжиниз». Ford Engine Company» и «Toyota Engine Corporation».
Мы также предупредим всю Германию о том, что хотя «двигатель» переводится буквально как «двигатель», им придется придумать что-то другое.
Крейг Фитцджеральд — главный редактор BestRide.com, а восемь лет работал редактором в Hemmings Motor Новости двигателей
В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?
В чем разница между двигателями переменного тока и двигателями постоянного тока?
info@powerelectric.
com | Звоните сегодня: 763-383-6936
Существует много различий между двигателями переменного и постоянного тока. Наиболее очевидным отличием является тип тока, который каждый двигатель превращает в энергию: переменный ток в случае двигателей переменного тока и постоянный ток в случае двигателей постоянного тока. Двигатели переменного тока известны своей повышенной выходной мощностью и эффективностью, в то время как двигатели постоянного тока ценятся за контроль скорости и диапазон мощности. Двигатели переменного тока доступны в однофазной или трехфазной конфигурации, а двигатели постоянного тока всегда однофазные.
Подробнее о асинхронных двигателях
В асинхронном двигателе энергия поступает от магнитных полей, создаваемых катушками, намотанными на выходной вал. Двигатели переменного тока состоят из нескольких частей, включая статор и ротор. Двигатели переменного тока эффективны, долговечны, бесшумны и универсальны, что делает их жизнеспособным решением для многих нужд производства электроэнергии.
Два типа двигателей переменного тока включают:
- Синхронный: Синхронный двигатель вращается с той же скоростью, что и частота питающего тока, что и дало название двигателю. Синхронные двигатели состоят из статора и ротора. Синхронные двигатели используются в самых разных областях.
- Асинхронный: Асинхронные двигатели — это самые простые и надежные электродвигатели. Эти электродвигатели переменного тока состоят из двух электрических узлов: обмотки статора и узла ротора. Электрический ток, необходимый для вращения ротора, создается электромагнитной индукцией, создаваемой обмоткой статора. Асинхронные двигатели являются одними из наиболее часто используемых типов двигателей в мире.
Двигатели переменного тока используются в ряде приложений, включая насосы для пищевых продуктов, водонагреватели, оборудование для газонов и сада и многое другое.
Подробнее о двигателях постоянного тока
Энергия, используемая двигателем постоянного тока, поступает от аккумуляторов или другого источника энергии, обеспечивающего постоянное напряжение.
Двигатели постоянного тока состоят из нескольких частей, наиболее заметными из которых являются подшипники, валы и редуктор или шестерни. Двигатели постоянного тока обеспечивают лучшее изменение скорости и контроль, а также создают больший крутящий момент, чем двигатели переменного тока.
Два типа двигателей постоянного тока включают:
- Коллекторный: Один из старейших типов двигателей, щеточные двигатели представляют собой электродвигатели с внутренней коммутацией, работающие от постоянного тока. Коллекторные двигатели состоят из ротора, щеток, оси. Заряд и полярность щеток определяют направление и скорость двигателя.
- Бесколлекторный: В последние годы бесколлекторные двигатели приобрели популярность во многих областях, в основном благодаря их эффективности. Бесщеточные двигатели сконструированы так же, как и щеточные, за исключением, конечно, щеток. Бесщеточные двигатели также включают в себя специальные схемы для управления скоростью и направлением.
