Motory Walter M05, M701a M602 Základní principy stavby a užití v České republice

Transkript

1 TURBÍNOVÉ Proudové Motory Motory Walter M05, M701a M602 Základní principy stavby a užití v České republice

2 Obsah Strana 1. Předmluva 3 2. Některé základní technické informace 4 3. Kompresory a turbíny 7 4. Historie výroby proudových motorů v České republice Motory JUMO 004 a BMW Motor M05 pro letadla MiG Motor Walter M701 pro letadla L Motory AI-25 a DV2 pro letadla L-39 a L Motor Walter M601 pro letadla L Motor Walter M602 pro letadla L-610M Dovezené motory vojenských letadel a vrtulníků Motor Honeywell F124 GA-100 pro letadla L Motory pro bojová letadla MiG, Su a JAS 39 Gripen Motor TV3-117 pro vrtulníky Mi 24V Motor PW-127G pro letadla CASA C-295M Současný stav nabídky proudových motorů v České republice Motor GE H80 pro malá dopravní letadla Motor TJ 100 pro kluzáky a experimentální letadla Informace o významné spolupráci a kooperaci v ČR Některé doplňující informace ze světa 22 Následující text je určen především pro zájemce z okruhu málo informované veřejnosti. Mohou v něm najít odpověď alespoň na některé otázky, které si souvislosti s tímto technicky velmi složitým oborem sami pokládají. Pro více informované zájemce mohou být užitečné některé konkrétní informace nebo data o motorech a letadlech z historie nebo současnosti. Uváděné typy letadel i motorů mají více verzí, které byly vyvinuty k různým účelům nebo jako technické zlepšení. V této základní informaci nejsou uváděny. Všechny informace a data byly převzaty z veřejně dostupných zdrojů a firemních materiálů. Použity byly jen základní údaje a informace, případné zájemce o podrobnější informace odkazujeme na uvedené zdroje. U výrobců i u provozovaných zařízení dochází často ke změnám. Čas někdy přináší nové informace i o tom, co bylo pokládáno za historicky ověřené. Správnost a přesnost uváděných informací byla ověřována porovnáním s několika různými zdroji, ale ani to nezaručuje, že mohlo dojít k nějaké nepřesnosti, která by ale neměla být významná. Zdeněk Sedláček Září

3 1. Předmluva S humornou nadsázkou lze motorové letadlo přirovnat k jakémusi manželství mezi motorem a drakem. Požadavek na vzájemnou harmonii je obdobný a také se vždy nevydaří. Soužití je ale neoddělitelné, protože jedno bez druhého létat nemůže. Motor vlastně stále v letadle nějak překáží, rámusí a těch škodlivých zplodin! A vysoká spotřeba! Svými sexy ladnými křivkami proto sklízí obdiv jen letadlo a motor zůstává diskrétně zakrytý. Upřímně řečeno ono na něm ke koukání také moc není. Samozřejmě ale jen pro laickou veřejnost, odborníkům a pamětníkům se může líbit, a někdy mohou i žasnout. Je obecně známo, že letadlo létá, protože má křídla. Obtékáním vzduchu kolem aerodynamicky zkonstruovaného profilu křídel vzniká potřebná síla pro stoupání i let, nazývaná vztlak. Ovšem jen za podmínky, že letadlo má alespoň minimální stanovenou letovou rychlost, kterou mu musí dodat motor. Až do konce druhé světové války byla motorová letadla poháněna vrtulí a pístovými motory. Ve snaze získat výhodu vyšší rychlosti u bojových stíhacích letadel byly na jejím konci uvedeny do operačního provozu první turbínové proudové motory nejdříve v Německu, vzápětí i u ostatních mocností. Převládajícím typem motorů současných vojenských a velkých dopravních letadel jsou turbínové proudové motory, které využívají sílu vzniklou plynulým spalováním směsi paliva (letecký petrolej kerosin) a stlačeného vzduchu. Výkon vytvořený proudovým motorem je závislý na množství a rychlosti protékajících plynů. K potřebnému stlačení vzduchu je nutný lopatkový kompresor. K jeho pohonu je nutná lopatková turbína poháněná vystupujícími horkými plyny. Vysoká teplota a rychlost vystupujících spálených plynů sice může vyvozovat vysoký výkon motoru, ale za cenu vysoké spotřeby paliva a tudíž nízké efektivnosti. K jejímu zlepšení byla postupným technickým vývojem nalezena řada konstrukčních řešení. Podle rozdílných požadavků na provoz různých typů letadel (velikost, dopravní, vojenská atp.) jsou nejčastěji používány následující konstrukční typy turbínových proudových motorů: turbokompresorové (tzv. jednoproudové, angl. Turbojet) turbohřídelové (pro vrtulníky, angl. Turboshaft) turbovrtulové (pro vrtulová letadla, angl. Turboprop) turbodmychadlové (tzv. dvouproudové, angl. Turbofan) Typ propfan, (anglický termín, nemá český název, přeloženo snad jako vrtulový, nebo lopatkový ventilátor ), je spíš ve vývoji a zkouškách, jejichž výsledky snad ukáží reálnost nadějí na další úspory paliva a uplatnění. Pro uživatele turbínových proudových motorů je důležitá jejich přijatelná cena, relativně nízká spotřeba paliva, nízká váha, minimální údržba a vysoká spolehlivost i životnost. Spolehlivý provoz letadel je nutné zajistit v rozdílných výškách a teplotách i klimatických podmínkách. Motor je součástí letadla a má i další funkce nezbytné pro jeho provoz, jako např. zdroj elektrické energie, pohon hydrauliky, zdroj stlačeného vzduchu, startér atp. Požadavky na něj kladené jsou často protichůdné, a proto je možné je řešit jen technickým kompromisem. Parametry a správnou funkci motorů je nutné ověřit řadou zkoušek, jejichž dobré výsledky jsou podmínkou pro vydání certifikátů od příslušných úřadů v jednotlivých státech prodeje, bez nichž je není možné používat. 2

4 2. Některé základní technické informace Proudový motor je tepelný motor, ve kterém pracovní cyklus nasátí, stlačení, hoření a výfuk probíhá kontinuálně. Síla tlačící motor kupředu je reakcí na sílu vznikající rychlým vycházením spálených plynů z výstupní trysky motoru. Její velikost je daná množstvím proteklého vzduchu a rozdílem jeho rychlosti na vstupu a na výstupu. Do motoru vstupující vzduch je stlačen lopatkovým axiálním nebo radiálním kompresorem, do spalovací komory (jedna prstencová nebo několik trubkových) je vstřikováno palivo a směs zapálena. Horké spaliny zvýší svůj objem i teplotu a přes pevné usměrňující rozváděcí lopatky expandují lopatkovou turbínou do výstupní trysky. Turbína se roztočí na společném hřídeli s kompresorem, a část energie spálených plynů tak ubere na jeho pohon. Ve výstupní trysce je zbývající tlaková a tepelná energie převedena na kinetickou, spaliny expandují na tlak okolní atmosféry a reaktivně vyvozují dopředný tah. Konstrukční a termodynamické hranice získání vysokého výkonu motoru jsou dány zejména možností vysokého celkového stlačení vzduchu vícestupňovým kompresorem na vstupu do spalovacích komor, a dále maximálně možnou teplotou plynů před turbínou. K využití potřebné vysoké teploty plynů, kde může být teplota přes 1300 C, jsou nutné zejména velmi odolné žáruvzdorné materiály a systém chlazení lopatek turbíny. Pro chod motoru bez vibrací je velmi důležité dynamické vyvážení celého rotoru, jehož otáčky za provozu mohou být např. až kolem ot/min. Konstrukce kompresoru může být buď axiální (vzduch postupuje shodným směrem s osou otáčení, česky tedy osový) nebo radiální (odstředivý), ve kterém vzduch postupuje kolmo na osu otáčení. Axiální kompresory jsou mnohastupňové, tedy složitější, ale umožňují dosáhnout většího stlačení vzduchu. Radiální kompresory sice v jednom stupni mohou dosáhnout přijatelné stlačení vzduchu pro chod motoru, to ale většinou nestačí pro požadovaný výkon (tah), a je nutné použít ještě další stupeň. Proudový motor je možné nastartovat, tj. roztočit kompresor, jedině pomocí vnějšího zdroje energie. Na zemi je to řešitelné dobře, ale zejména pro požadavek možnosti startu po zhasnutí motoru ve vzduchu se často jedná o složitá zařízení. V současné době se pro označení tahu motorů místo původních kg nebo kp používá jednotka Newton, nejčastěji jako tisícinásobek s označením kilonewton (1kN = 101,9716 kp). Pro dobrý poměr váhy a výkonu byly vyvinuty i proudové motory pro pohon letadel vrtulí (s nižší rychlostí letu = turbovrtulové, angl. Turboprop) a listů rotoru vrtulníků (turbohřídelové, angl. Turboshaft). U těchto motorů se výkon na hřídeli udává v kw. Turbokompresorové (také jednoproudové, angl. Turbojet) motory se nejdříve začaly používat na konci druhé světové války ve vojenských stíhacích letadlech. Postupný vývoj ve snaze o snížení spotřeby paliva vyšším využitím energie spalin vedl k použití dalších stupňů turbíny pohánějících více stupňů kompresoru. Pro možnost krátkodobého mimořádného zvýšení výkonu je možné použít přídavné spalování vstřikem paliva do výstupní trysky. Výkon se tím může zvýšit tak, že letadlo dosahuje i nadzvukové rychlosti, ovšem opět za cenu vysoké spotřeby paliva. Turbokompresorový (jednoproudový) motor s axiálním kompresorem Další stupně turbín mohou pohánět nejen stupně kompresoru stlačující vzduch jen pro spalování, ale vpředu umístěný další nízkotlaký kompresor - dmychadlo. Z prvního nízkotlakého kompresoru pak jedna část stlačeného vzduchu vstupuje do vysokotlakého kompresoru a do spalovacích komor, druhá část stlačeného vzduchu obtéká motor a vystupuje spolu se spalinami na výstupu z motoru. Poměr mezi množstvím vzduchu protékajícím motorem do spalovacích komor a množstvím vzduchu obtékajícím 3

5 motor se nazývá obtokový poměr. Spotřeba paliva klesá při vyšším objemu vzduchu obtékajícím motor, protože se tak více využije tepelná energie vystupujících plynů. Dmychadlo je tedy svojí funkcí blízké známé vrtuli. Dvouproudové motory (turbodmychadlové, angl. Turbofan) s více stupni kompresoru a turbíny jsou konstrukčně složitější, protože mají nejen více stupňů a různých lopatek, ale také dva nebo i tři hřídele otáčející se v jedné ose, které tak spojují mezi sebou příslušný stupeň kompresoru a turbíny. Dvouproudový dvouhřídelový motor s nízkým obtokovým poměrem Motory s nízkým obtokovým poměrem, (angl. low by-pass), např. 0,3 až 0,8, jsou vhodné i pro rychlosti nad 900 km/hod, tedy i pro vojenská bojová letadla. Motory s vysokým obtokovým poměrem (angl. high by-pass), např. 3 až 7, podstatně snižují měrnou spotřebu paliva. Jsou proto používány zejména u dopravních letadel s maximální rychlostí kolem 900 km/hod, u kterých požadavek vyšší rychlosti letu není úplnou prioritou. Turbodmychadlový tříhřídelový motor s vysokým obtokovým poměrem U motorů turbovrtulových (Turboprop) i turbohřídelových (Turboshaft) je sestava kompresor, spalovací komora a turbína generátorem plynu pro další turbínu, tzv. výkonovou nebo také volnou. Ta má za úkol využít maximum energie spalin před jejich výstupem do atmosféry k pohonu hřídele a dalších konstrukčních mechanismů přenášejících výkon na listy rotoru vrtulníku nebo na vrtuli. Schéma turbovrtulového motoru s obráceným směrem průtoku vzduchu a spalin Turbovrtulové motory pohání vrtuli, která urychlením proudu vzduchu vyvolává dopředný tah. Vrtulové listy jsou obvykle stavitelné pro různé režimy letu. Aby konce jejich listů neměly nadzvukovou rychlost, musí být použit reduktor k potřebnému snížení počtu otáček, např. 1:15. Způsob výhodného konstrukčního uspořádání motoru s obráceným směrem průtoku vzduchu a spalin (tj. ve směru letu) dle obrázku je použit u motoru Walter M601 popisovaného na str.11. Turbovrtulové motory jsou nejčastěji používány pro pohon menších dopravních letadel s rychlostí letu asi do 600 km/hod, tedy obdobně jako u motorů pístových. 4

6 Motory turbohřídelové jsou určené zejména pro pohon vrtulníků. U větších typů vrtulníků a také z bezpečnostních důvodů jsou používány dva motory, jejichž výkon je soustavou převodů přenášen na nosné listy rotoru i na listy vyrovnávací vrtule. Celkový převod počtu otáček tak může být snížen např. 1:70. Na vedlejším obrázku je schematické znázornění možného konstrukčního řešení umístění dvou turbohřídelových motorů s přímým průtokem plynů a dalších převodů k místům nosných a vyrovnávacích pohonů. Turbínové motory typově označované propfan jsou variantou, která by měla slučovat výhody turbovrtulových a turbodmychadlových motorů, tedy výkon turbodmychadlových a nízkou spotřebu paliva turbovrtulových. Mají vně motorové gondoly dvojici vícelistých a širokolistých vrtulí speciálního tvaru se silně zakřivenými listy, s použitím reverzoru otáčení protiběžných. Snížení spotřeby paliva se díky menšímu průměru vrtulí, a tedy menšímu odporu, projevuje významně až při vyšších rychlostech kolem 900 km/hod. Pro jejich vyšší hlučnost se zatím umísťují spíš na zadní části trupu letadla. Vývoj a zkoušky provádí největší světoví výrobci, ale dle zveřejněných zpráv by úspěch a certifikace snad mohla proběhnout v následujících několika letech. Pro úplnost této informace uvádíme na obrázcích zveřejněných v odborných publikacích schéma jejich konstrukční sestavy a možného umístění na letadle. 5

7 3. Kompresory a turbíny Bez kompresoru a turbíny se žádný turbínový proudový motor neobejde. Jejich konstrukční a termodynamické parametry jsou pro výkon motorů rozhodující. Sice podobné, ale rozdílné postavení usměrňovacích (statorových) a oběžných lopatek ve věnci axiálního kompresoru a turbíny je na následujícím obrázku. Turbínou protékají horké spaliny a jejich energie je využita k roztočení oběžného kola turbíny, tedy k vykonání práce. Kompresor Turbína Kompresor naopak ke stlačení vzduchu práci spotřebovává. Využívá k tomu energii turbíny, která je na společném hřídeli. V kompresoru se rychlost vzduchu zpomaluje a stoupá jeho teplota a tlak. V turbíně je to obráceně, roztočením turbíny průtokem spalin jejich tlak, teplota i rychlost poklesne. Prakticky se rozdíl mezi nimi projevuje tím, že jeden stupeň turbíny může pohánět více řad lopatek axiálního kompresoru v jednom stupni. Počet řad lopatek a stupňů kompresoru (dmychadlo, nízkotlaký, vysokotlaký) a tvaru i postavení lopatek je výsledkem složitých výpočtů a zkoušek. Cílem je co nejlépe využít energii spalin v příslušných stupních turbíny k dosažení potřebného vysokého stlačení vzduchu. Jednostupňový kompresor Dvoustupňový kompresor (nízko a vysokotlaký) Třístupňový kompresor (dmychadlo, nízko a vysokotlaký) 6

8 U radiálních (odstředivých) kompresorů se k potřebnému stlačení vzduchu využívá jeho urychlení odstředivou silou. Stlačení nastává až po výstupu z oběžného kola kompresoru v kanálech a lopatkách difusoru. U radiálního typu kompresoru je možné dosáhnout v jednom stupni obdobné stlačení jako u několika stupňů kompresoru axiálního. Často je proto také používán v kombinaci s kompresorem axiálním. Schéma odstředivého (radiálního) kompresoru U kompresorů obou typů je důležitá jejich účinnost a zejména dosažené stlačení na vstupu do spalovací komory. Vysoké stlačení se dociluje zvýšením počtu jejich stupňů. Rotační i stacionární dílce kompresorů jsou vyráběny z legovaných slitin hliníku a také z titanu. Jejich pevnost vzhledem k jejich funkci je sice důležitá, ale jednou z kritických zkoušek je také odolnost proti destrukci vniknutím cizích těles, zejména např. ptáků. Radiální kompresor motoru M701 Lopatky turbín jsou namáhány za vysokých teplot (až např. kolem 1300 C) a mechanickým namáháním vznikajícím rychlou rotací disku i dynamicky proudícími spalinami. Jsou proto vyráběny ze slitin odolávajících vysokým teplotám na bázi niklu a chromu, které jsou ale obtížně obrobitelné. Statorové rozváděcí lopatky turbín jsou odlévány přesným litím. Oběžné lopatky byly dříve vyráběny z odkovků kovaných za tepla, později také přesným litím. Technologie přesného lití umožňuje vytvořit uvnitř listu lopatek kanálky pro chladící vzduch. Oběžné lopatky s volným koncem listu mohou být dále také namáhány rezonančním kmitáním, které lze eliminovat konstrukcí tzv. bandáže, která souvisle zakončuje obvod celého věnce konců listů lopatek turbíny. Schéma kanálků chlazení oběžných turbínových lopatek 7

9 4. Historie výroby proudových motorů v České republice 4.1 Motory JUMO 004 a BMW 003 Na konci 2. světové války se některé podniky na našem území zúčastnily přípravy a výroby proudových motorů Junkers Jumo 004 a BMW 003. Oba měly axiální kompresor se stlačením asi 3:1 a jednostupňovou turbínu, otáčky rotoru asi 9000 ot/min. Na konci války zůstaly na našem území hotové nebo rozpracované součástky i dvoumotorová letadla Me 262 Schwalbe (Vlaštovka) s rychlostí do 800 km/hod. s motorem JUMO 004, protože motor BMW ještě nebyl dokončen. Létáním, opravami a zkouškami se snahou o jejich technické zlepšení tak byly získány první zkušenosti a znalosti našich techniků s provozem proudových motorů. Další pokračování jejich vývoje bylo v roce 1950 přerušeno předáním licenční výroby tehdy jednoho z nejvýkonnějších proudových motorů RD-45 z tehdejšího SSSR (Ruska) a letadel MiG-15 našemu leteckému průmyslu. Letadlo Me 262 Schwalbe 4.2 Motor M05 do letadla MiG-15 První proudový motor u nás označený M05, byl vyráběn v Československu od roku 1952 do roku Byla to vlastně kopie motoru Rolls-Royce Nene, jehož dokumentace byla krátce po válce předána anglickou vládou Rusku, a to ho použilo do tehdy moderního bojového letadla MiG-15 konstruktérů Mikojana a Gurjeviče. Letadlo mělo šípová křídla a jeho maximální rychlost se blížila rychlosti zvuku. Údajně se podnik Rolls-Royce později neúspěšně snažil o soudní vyrovnání škody za předání licence do dalšího státu. M05 Motory měly oboustranný radiální kompresor se stlačením 4,4:1, devět spalovacích komor, jednostupňovou turbínu, tah 2270 kp při ot/min. Následoval obdobný výkonnější motor VK-1 konstruktéra Klimova, u nás označený M06, s tahem 2700 kp a možností forsáže. V podniku Walter (tehdy Motorlet) v Jinonicích bylo motorů M05 a M06 v letech 1952 až 1962 vyrobeno více než 6000 kusů. Výroba byla MiG-15 osvojena ve velmi krátké době včetně subdodávek speciálních materiálů a zařízení. V leteckém průmyslu tak byla vytvořena technická i technologická schopnost vyrábět a dodávat podobné nově vyvinuté proudové motory vlastní konstrukce. 8

10 4.3 Motor M701 do letadla L-29 Delfín Požadavek na dodávky cvičného letadla vznikl ze skutečnosti, že armádní letectvo států Varšavské smlouvy mělo k výcviku nových pilotů na proudových letadlech k dispozici jen letadlo MiG-15UTI s duálním řízením, jehož pořizovací i provozní náklady byly značně vysoké. První nově vyvinuté vojenské cvičné letadlo L-29 Delfín mělo proudový motor M701, maximální rychlost 655 km/hod, dostup m a dolet 900 km. Motor M701 měl jednostranný radiální kompresor, jednostupňovou turbínu a vzletový tah 870 kp při ot/min. Protože ruské letectvo jako největší zákazník požadovalo změnu z axiálního na radiální kompresor, muselo být v roce 1959 zalétání L-29 provedeno s dovezeným anglickým L-29 Delfín motorem Bristol Siddeley Viper. V roce 1961 při zkouškách ke vzájemnému porovnání parametrů mezi ruským, polským a československým letadlem v Moninu u Moskvy, bylo vybráno letadlo L-29 Delfín s motorem M701 pro výcvik vojenských pilotů v rámci armád tehdejší Varšavské smlouvy Řez motorem M701 s výjimkou Polska, které výsledky zkoušek odmítlo. Od roku 1960 do roku 1978 bylo podnikem Motorlet v Jinonicích dodáno 9250 kusů motorů M701. Byl tak v leteckém průmyslu vytvořen další krok ke zvýšení schopnosti leteckého průmyslu i řady spolupracujících podniků a ústavů k pokračování vývoje dalších typů proudových motorů. Letadlo L-29 Delfín bylo velmi úspěšné. Bylo jich podniky Aero Vodochody a Let Kunovice dodáno asi 3500 kusů do několika desítek států světa. Jednou z obtížných částí vývoje a zkoušek motoru bylo vyřešení trhlin a praskání v horní části listu oběžných lopatek, jak je vidět z přiložené fotografie celého disku turbíny. Lopatky byly vyráběny z výkovků obtížně obrobitelného žárupevného materiálu třískovým a elektrochemickým obráběním s konečným broušením a leštěním listů. Vznik lomů mohl mít dvě souvisící příčiny, teplotní rázy a rezonanční kmitání listu. U oběžných lopatek byla proto nakonec zavedena tehdy neobvyklá kontrola vlastních kmitů lopatek i teplotního pole. Disk turbíny motoru M701 s ulomenou částí listu jedné oběžné lopatky Oběžná lopatka turbíny M701 9

11 Výstupní tryska motoru M701 Vstup vzduchu do motoru M Motory pro letadla L-39 a L-59 Vývojovým následovníkem letadla L-29 Delfín bylo letadlo L-39 Albatros, které bylo opět v několika verzích dodáváno podnikem AERO Vodochody počínaje rokem Celkem bylo vyrobeno 2892 kusů a dodány byly do 20 států. Jako nejvhodnější typ motoru byl vybrán dvouproudový motor s předním dmychadlem. Pro nutné zkrácení doby vývoje došlo k rozhodnutí o použití dokumentace dvouproudového motoru AI 25 (AI = Alexandr Ivčenko) určeného původně pro dopravní letadlo JAK-40. Motor vyvinutý v podniku PROGRESS v Záporoží měl axiální kompresor a třístupňovou turbínu. Podnik Motorlet dokumentaci rekonstruoval pro použití ve cvičném letadle a vyrobil a dodal Letadlo L-39 Albatros s motorem AI 25TL v letech 1971 a 1972 celkem 35 kusů motorů AI 25W (W=Walter), které měly tah 14,4 kn. K zavedení sériové výroby těchto motorů ale nedošlo nejen pro její vysokou nákladovou a investiční náročnost, ale hlavně proto, že Záporoží nabídlo dodávku upraveného motoru s vyšším tahem 16,8 kn. Motor byl označen AI 25TL (T= Temperatura a L=L-39). Pro sériovou výrobu letadla byla tato varianta přijatelnější, neboť tehdejší Sovětský svaz kupoval přes 70 % vyráběných letadel. Motor AI 25TL 10

12 Motor DV-2 Pro další modernizované letadlo L-59 Super Albatros připravované v AERO Vodochody bylo v roce 1980 rozhodnuto o použití obdobného typu motoru s vyšším tahem 21,5 kn vyvinutého opět v Záporoží konstruktérem Lotarevem. Rozhodnutí ministerstva o osvojení jeho výroby na Slovensku v podniku Povážské strojírny vyústilo po desetiletých přípravách v dodávku 60 letadel L-59 s motorem DV-2 (D=Dněpr a V=Váh) do Egypta a Tunisu v první polovině devadesátých let. 4.5 Motor Walter M601 pro letadla L-410 V podniku Motorlet byly od roku 1975 jako původní česká konstrukce vyráběny turbovrtulové motory označené M601. Jedná se o dvouhřídelový motor s volnou výkonovou turbínou a obráceným průtokem vzduchu a spalin. Generátor plynů je složen ze dvou axiálních stupňů kompresoru a jednoho radiálního se stlačením cca 6,5, dále má prstencovou spalovací komoru, ve které je palivo rozstřikováno odstředivou silou kroužkem na hřídeli rotoru generátoru, a axiální turbínu. Volná výkonová turbína pohání reduktor s převodem 1:14,91. Motorů bylo vyrobeno a dodáno ve více verzích celkem asi 4500 kusů. Motory mají výkon 540 až 590 kw při otáčkách generátoru ot/min, měrnou spotřebu cca 400 g/kw/hod. Hmotnost motoru je 200 kg. Motor Walter M601 s vrtulovou jednotkou Avia VJ 508 Certifikováno bylo 18 modelů pro použití v 25 typech letadel, a dále i pro pozemní účely. První určení jejich použití bylo pro dvoumotorová dopravní letadla L-410 Turbolet vyráběná ve více variantách v podniku LET Kunovice, která měla kapacitu 19 cestujících a max. rychlost 315 km/hod. Prototypy letadel byly ale zalétány s kanadským motorem Pratt & Whitney PT6. Letadel bylo vyrobeno přes 1000 kusů a jsou používány v řadě států Evropy, Asie, Afriky i Jižní Ameriky. Pohledový řez motorem Walter M601 11

13 Letadlo L-410 s motory Walter M Motory Walter M602 pro letadla L-610M Letadlo L-610M změny po roce 1989 ale způsobily, že letadlo se nestalo obchodně úspěšným ani s českým ani s dováženým motorem. Motor Walter M602 měl vzletový výkon 1360 kw při otáčkách generátoru ot/min a hmotnosti 570 kg. Jeho generátor se skládá ze dvouhřídelového dvoustupňového odstředivého kompresoru s celkovým stlačením 12, prstencové protiproudé spalovací komory, axiálních turbín středotlakého a vysokotlakého rotoru. Turbovrtulový motor Walter M602 je motor vyvinutý v podniku Motorlet (Walter) v letech 1982 až 1989 pro dvoumotorové letadlo L- 610 s kapacitou 40 cestujících a max. rychlostí 490 km/hod. V roce 1988 tehdejší vláda doporučila vyvíjet tzv. západní variantu letadla, aby bylo prodejné i na západních trzích, což znamenalo určit dodavatele motoru ze západního státu. Změny ve výběru mezi motorem General Electric CT-7 a Pratt & Whitney 100/85 i politické Pohledový řez motorem M602 12

14 Vysokotlaká turbína má vzduchem chlazené rozváděcí a oběžné lopatky umožňující práci vysokotlaké turbíny při střední teplotě plynů před turbínou do 1380 C. Výkonová turbína je dvoustupňová a přenáší krouticí moment dvěma torzními hřídeli do reduktoru. Měrná spotřeba motoru je 365 g/kw/hod. Alternativní motor General Electric CT7-9D pro západní variantu L-610G Motor M602 Z předchozího textu informací o vyvíjených českých motorech a letadlech vyplývá, že letadla L-29 Delfín, L-39 Albatros i Turbolet L-410 byly v prototypu zalétány s dovezenými motory, protože nově vyvíjené české motory v potřebný čas ještě neměly potřebné zkoušky. Potřebný časový předstih motoru vlastně znamená, že jeho vývoj by měl být ukončen před prototypem letadla, aby letové zkoušky mohly být provedeny se spolehlivým motorem. Prototypy letadla L-610 byly ale úspěšně zkoušeny s motory M602 ověřenými 150 hodinovou podnikovou zkouškou. I přes neúspěšné dodávky letadla lze pokládat vývoj motoru M602 za sice poslední, ale velkou kapitolu už neexistujícího českého podniku Walter (Motorlet), jehož vznik v roce 1911 zahájil téměř stoletou tradici dodavatele kvalitních letadlových motorů. Úspěšné zvládnutí vývoje i výroby českých letadel s českými proudovými motory je výsledkem vynikající práce celých kolektivů leteckého průmyslu v řadě různých specializovaných oborů. Orientace výroby letadel i motorů na východní trhy však nemohla vytvořit konkurenční schopnost v prostředí světového trhu a tím méně ekonomicky unést všechna rizika s tím spojená. Po několika desetiletích vývoje turbínové proudové motory v celém světě svými výkony i efektivností plně ovládly nejen vojenská, ale i civilní dopravní letadla. Jsou stále dokonalejší nejen konstrukčně, ale také elektronickým řízením, kontrolou a regulací chodu. 13

15 5. Dovezené motory vojenských letadel a vrtulníků Uvedeny jsou jen hlavní typy, které byly používány ve výzbroji v roce 1989 a dalších letech. 5.1 Motor F124GA-100 Pro velmi specifické rozhodnutí vlády v roce 1995 a 1997 o výrobě letadel L159 ALCA (Advanced Light Combat Aircraft) byl použit americký motor Honeywell Allied Signal F124GA- 100 s tahem 29 kn (dvouproudový, s obtokovým poměrem 0,47). V podniku AERO Vodochody bylo v letech 2000 až 2004 pro české armádní letectvo vyrobeno 72 kusů letadel v jednomístné verzi L- 159A. Armáda jich používá jenom 24 (19 v jednomístné verzi a pět letadel L-159T1 v dodatečně přestavěné dvoumístné cvičné verzi). F124 GA-100 bez výstupní trysky V rámci platby za letadla CASA bylo použito pět letadel (dvě vráceny), dalších 36 obtížně prodejných je zakonzervováno v Aero Vodochody a stále čeká na zákazníka. Pro export je nabízena dvoumístná cvičně bojová verze L-159B. Rozdíl v počtech devět letadel jsou havárie a spotřeba při přestavbách. Letadlo je určeno především k podpoře pozemních vojsk a v omezené míře k vedení vzdušného boje. Má moderní přístrojovou a navigační techniku. Jeho maximální rychlost je 936 km/hod a dostup metrů. L159 ALCA 5.2 Motory pro bojová letadla MiG, Su a JAS 39 Gripen První nadzvuková letadla MiG-21 s delta křídlem byla u nás armádním letectvem používána od roku V té době byla v počtu celkem 194 kusů vyráběna v podniku Aero Vodochody. Motor s označením R-11F-300 a tahem 38 kn, s přídavným spalováním 56 kn, umožňoval docílit letadlu maximální rychlost M=2,0. Motor byl dvouhřídelový, měl třístupňový MiG-21F Řez turbínou a komorou přídav. spalování axiální nízkotlaký a třístupňový vysokotlaký kompresor se stlačením 8,85. Turbína byla dvoustupňová. Dalšími verzemi byla letadla modernizována a zůstala ve výzbroji jako poslední z ruských dodávek až do roku

16 Počínaje rokem 1981 byla zařazena do výzbroje stíhací letadla MiG-23, která měla část delta křídla s měnitelnou geometrií, což umožňovalo zkrácení délky startu a přistání. Motor R měl tah 83,6 kn, což umožnovalo docílit rychlost 1,1 M. MiG-23 S přídavným spalováním měl tah 127 kn a mohl docílit ve výšce rychlost až 2,0 M. Motor byl jednoproudový s jedenáctistupňovým axiálním kompresorem a stlačením 13, měl prstencovou spalovací komoru a dva stupně turbíny. Z výzbroje byla letadla vyřazena v roce R Počínaje rokem 1984 byl do výzbroje letectva československé armády zařazen stíhací bombardér Su-22, který měl měnitelnou geometrii poloviny křídla, umožňující zkrácení délky startu a přistání. Motor AI-21F-3 měl tah 76,4 kn a s přídavným spalováním 109,8 kn, což umožňovalo docílit maximální rychlost 1400 km/hod a ve výšce 1860 km/hod. Jednoproudový motor měl 14 stupňový axiální kompresor, prstencovou spalovací komoru a dva stupně turbíny. Z původního počtu 36 jednomístných letadel a dvou dvoumístných zůstalo českému letectvu v roce 1993 po rozdělení se Slovenskem 24 jednomístných letadel a jedno dvoumístné. Z výzbroje byly vyřazeny v roce V roce 1984 byly do výzbroje zařazeny bitevní podzvuková letadla Su-25, která měla dva motory s označením R-95-Š. Každý měl tah 40,21 kn, což umožňovalo docílit maximální rychlost 1000 km/hod. Z výzbroje letectva české armády byla tato letadla vyřazena v roce V roce 1989 bylo do výzbroje zařazeno 18 letadel MiG-29, Su-25 jejichž maximální rychlost byla M=2,3. Měly dvojici motorů RD- 33K. Každý motor měl tah 49 kn, s přídavným spalováním 86 kn. Dvouproudové motory (obtokový poměr 0,475) měly 4 stupňový nízkotlaký a devítistupňový vysokotlaký axiální MiG-29 kompresor se stlačením 21 a dva stupně turbíny. Českému letectvu po rozdělení Československa zůstalo deset letadel, které byly v roce 1995 vyměněny RD-33K s Polskem za jedenáct jejich vrtulníků W-3A Sokol. Hlavním uváděným důvodem byly vysoké náklady na provoz letadel MiG

17 V souvislosti s prozápadní orientací vojenského letectva a požadavkem zachovat ve výzbroji nadzvuková letadla, bylo českou armádou počínaje rokem 2005 na deset let od Švédska pronajato 14 stíhacích letadel JAS 39 Gripen. Letadla dodala firma Saab a britská BAE. S přídavným spalováním dosahují rychlost M=2,0 (2400 km/hod) a dostup mají 15 km. Používá je mimo Švédska (140) ještě Maďarsko (14), Jižní Afrika (29) a Thajsko (6), o pořízení jedná Švýcarsko (22). V současné době naše vláda jedná o prodloužení pronájmu těchto letadel. JAS 39 Gripen Letadla JAS 39 Gripen mají jeden dvouhřídelový turbodmychadlový motor Volvo RM-12 se statickým tahem 54 kn, s přídavným spalováním 80 kn, adaptovaný z motoru GE 404J. Motor má třístupňové nízkotlaké axiální dmychadlo (obtokový poměr 0,31), vysokotlaký sedmistupňový axiální kompresor se stlačením 27,5:1, prstencovou spalovací komoru a dva stupně turbíny s chlazenými lopatkami. Maximální teplota před turbínou je 1448 C. Hmotnost suchého motoru 1055 kg, délka 4,04 m, maximální. průměr 0,884 m, průměr vstupního otvoru 0,709 m. Letadlo má delta křídlo a plně stavitelné plovoucí předkřídlo (typ kachna ). Výzbroj je určena pouze proti vzdušným cílům. Volvo RM-12 16

18 5.3 Motor TV3-117 do vrtulníku Mi -24V České armádní letectvo používá mimo polské vrtulníky W-3A Sokol i nadále ruské vrtulníky Mil typů Mi-17, Mi-8 a Mi-24. Vrtulník W-3A Sokol má přepravní W-3A Sokol kapacitu 12 pasažérů, pohání ho dva turbohřídelové motory PZL-10W o výkonu 670 kw. Jeho vývoj byl odvozen z ruského typu Mi-2. Bitevní vrtulník Mi-24V má dvojicí turbohřídelových motorů TV3-117 VMA a společný reduktor VR-14 pro pohon listů nosného rotoru a stabilizační ocasní vrtule. Výkon jednoho motoru je 2200 kw, celkový převodový poměr 1:62,5, otáčky nosného rotoru 240 ot/min. Vrtulník Mi-24V Motor TV3-117 Reduktor VR Motor Pratt & Whitney 127G pro dopravní letadla CASA C-295M Letectvo české armády používá dopravní letadla Airbus A-319, Challenger CL-601 a L-410. Potřebovalo nahradit zastaralá přepravní letadla typu Antonov An-26. Nákup čtyř dvoumotorových letadel CASA C-295M od španělské společnosti EADS prostřednictvím české společnosti Omnipol se stal mediálně frekventovaným případem. Schválila jej vláda v roce 2009 bez výběrového řízení a první letadlo bylo dodáno v roce Rozhodnutí se setkalo s pochybnostmi co do technických parametrů i ceny dodávky včetně protihodnoty pěti letadel L-159. Veřejně oznámené vyšetřování možné škody pravděpodobně neskončilo, An-26 protože veřejně nebyly sděleny další informace. Dle zveřejněných informací je v operačním provozu cca 100 letadel typu CASA v 15 státech světa. CASA C-295M Nákladový prostor v letadle CASA C-295M 17

19 Funkčnost pasivní ochrany letadel před raketovým napadením byla po opravách dodavatele ověřena až v roce Jako finanční kompenzace této vady byla zřejmě po dohodě vrácena dvě letadla L- 159T1, která byla smluvní součástí platby. Technicky se jedná o taktická transportní dvoumotorová letadla pro dopravu cca 60 osob nebo nákladu 9250 kg, schopná startovat i z nezpevněných ploch. Maximální rychlost mají 576 km/hod, dolet (přelet) bez zatížení 5220 km, s maximálním zatížením mají dolet jen 1333 km. Dostup letadel je 7620 metrů. Pro vzlet potřebují dráhu 670 metrů a pro přistání 320 metrů. Letadla mají dvojí řízení a moderní přístrojové vybavení. Schéma motoru P&W 127G Letadla CASA mají dva turbovrtulové motory Pratt & Whitney PW 127G o výkonu 1972 kw. Jejich generátor má na dvou hřídelích dva stupně radiálního kompresoru poháněné dvěma stupni turbíny, výkonová turbína má dva stupně. Motory používají šestilisté vrtule Hamilton Sundstrand 586-F. Motor Pratt &Whitney 127G Letadlem CASA byli úspěšně v roce 2011, 2012 i 2013 z Prahy do Mongolska s dvěma mezipřistáními přepraveni vždy čtyři koně Převalského. Na mongolském cílovém letišti v Bulganu tak bylo vyzkoušeno přistání a start na nezpevněné přistávací ploše. Nakládání koní Převalského v Praze Přistání na letišti v Bulganu 18

20 6. Současný stav nabídky proudových motorů v České republice 6.1 Motory GE H Podnik GE Aviation Czech se sídlem v Praze-Letňanech převzal od Walter a.s. v Jinonicích aktivity v oboru turbovrtulových motorů typu M601 a pokračuje v nich dodávkami zdokonalených motorů verze označené H80 se zvýšeným výkonem. V České republice je dodává do podniku Aircraft Industries v Kunovicích pro dvoumotorová dopravní letadla L 410 UVP-E20. Původní motor GE M601-E byl v roce 2013 nahrazen motorem GE H s certifikací EASA, který má zlepšené parametry výkonu (597 kw), spotřeby paliva i doby do generální opravy na 3600 hodin. Dle zveřejněných údajů se jedná o nízké počty letadel, z toho velká část do Ruska, kde letadlo i s motorem bylo také certifikováno. Katalogová cena letadla je 5,5 milionu USD. Motory GE80 Trush 510G jsou prodávány také do USA společnosti Trush Aircraft. Ta je používá do letadel 510G, která je dle zprávy zveřejněné v roce 2013 začala také dodávat do Číny. Také čínská společnost CAIGA si dle zveřejněné zprávy pro své letadlo Primus 150 zvolila motor GE H85. 19