Motory TV3-117

Motory TV3-117, které jsou hlavní pohonnou jednotkou vrtulníků Mi-8/Mi-17/Mi-171/Mi-24 a dalších. Mají historii psanou již od roku 1974. Za tu dobu vznikla celá řada verzí pro různé typy vrtulníků. Dnes je můžeme najít skoro všech vrtulnících řady Mil a Kamov. V turbo-vrtulové verzi TV3-117VMA-SBM1 se dokonce se montují i na letouny Antonov-140. Vrtulníkový motor TV3-117 je turbo-hřídelový s výkonem až 2400 koňských sil. V české letectvu máme několik variant tohoto motoru. Můžeme se setkat s verzí MT (modernizovaný, transportní) na vrtulnících Mi-17, dále verze VM (výškový, modernizovaný), nebo třeba VMA (výškový, modernizovaný, verze A) sloužící jako pohonná jednotka vrtulníků Mi-24/35.

Schématický řez motorem TV3-117

1.Kompresor 12.stupňový 2.Hřídel spojující dvoustupňovou turbínu s kompresorem 3.Prstencová spalovací komora 4. Dvoustupňovou turbína 5.Volná turbína 6. Výfuková roura 7. Hřídel od volné turbíny do reduktoru

Motor TV3-117 je turbo-hřídelový motor určený pro pohon rotoru vrtulníku a pomocných agregátů. Za axiálním vstupním ústrojím najdeme 12-ti stupňový axiální kompresor, který stlačuje vzduch pro prstencovou spalovací komoru. Hned za ní se nachází dvoustupňová kompresorová turbína a následně volná turbína, která je axiální a reakční. Oba motory na vrtulníku pracují nezávisle, což umožňuje samostatnou práci jednoho motoru v případě vysazení druhého. Motor je spouštěn pomocí APU ( pomocná energetická jednotka – auxiliary power unit), která vytváří proud vzduchu. Ten je přiváděn na turbínu vzduchového spouštěče. Spouštěč roztáčí kompresor motoru a při určených otáčkách dojde k zapálení paliva, odpojení spouštěče, a motor je již schopen akcelerovat a udržovat volnoběžné otáčky.

Řez motorem Tv3-117. Je vidět dvoustupňová turbína pohánějící kompresor a volná turbína, pohánějící rotor a agregáty.

Řez motorem, je vidět spalovací komora a turbína pohánějící turbokompresor a volná turbína

Systémy motoru

Pro funkčnost motorů vrtulníku je potřeba celé řady dalších systémů:

Olejový systém – jako každý motor i letecké motory je potřeba promazávat a chladit. Rotační části motoru pracují na vysokých otáčkách při vysokých teplotách. Olejový systém zabezpečuje regulaci teploty jednotlivých částí motoru a promazávání jednotlivých částí. V neposlední řadě olej zabraňuje vzniku koroze a zabezpečuje odvzdušnění všech mazacích míst motoru. Olejový systém obsahuje přibližně 17 litrů oleje na každý motor.

Olejový systém vrtulníku Mi-17

Palivový systém – Palivový systém zabezpečuje dodávku a regulaci dodávky paliva do spalovací komory na všech režimech práce motoru za všech letových a atmosférických podmínek. Ovládá mechanizaci kompresoru motoru a zabezpečuje spouštění a vypnutí motoru. Palivový systém je uzavřený a používá palivo F-34 (JET A1). Při teplotách 0°C a nižších se do paliva přidává přísada proti tvoření ledových krupiček v palivu.
Protinámrazový systém – Aby nedošlo k nasátí vytvořené námrazy do motorů a k jeho poškození, jsou vstupy do motorů vyhřívané. Vyhřívání je horkým vzduchem od kompresoru motoru a ohřátým olejem. Vyhřívány jsou i odlučovače prachu PZU na vstupech do motorů.
Spouštěcí systém – Systém spouštění zabezpečuje spuštění motorů na zemi i ve vzduchu za letu.
Systém elektrického napájení
Systémy pro kontrolu parametrů motoru a jeho omezení a regulaci – motory a jeho parametry je třeba regulovat a v některých případech omezovat aby nedošlo k poškození částí motoru. Zároveň jsou na motoru nainstalovány různé snímače a signalizátory, pomocí kterých osádka dostává informace do kabiny o stavu a režimu motorů.

Přístroje pro kontrolu chodu motorů v kabině pilotů

Pomocné systémy motoru (protipožární, protiprachové zařízení PZU, …)
Schéma protiprachového systému PZU na vstupech motorů

Motory jsou vybaveny systémem automatické regulace otáček nosného rotoru a synchronizací výkonů obou motorů. Kromě automatického ovládání je možné motor ovládat i ručně, přičemž automatické ovládání je hlavní systém a ruční systém je záložním.

Režimy motoru

Graf pracovních režimů motoru TV3-117VM

Volnoběžný režim odpovídá minimálním otáčkám rotoru turbokompresoru, při kterých je motor schopen samostatné stabilní práce.Doba nepřetržité práce motoru na tomto režimu je omezena kvůli nedostatečnému mazání a nebezpečí přehřátí motoru

I. cestovní režim motoru odpovídá ekonomické rychlosti vrtulníku, při které je nejmenší potřebný výkon vrtulníku. Při dané rychlosti je největší záloha výkonu, nejmenší spotřeba motoru a z toho vyplývá nejdelší doba letu vrtulníku. Doba nepřetržité práce motoru se při tomto režimu neomezuje.

II. cestovní režim motoru odpovídá optimální rychlosti vrtulníku, při které potřebný výkon motoru je vyšší a tím je i větší spotřeba paliva, zároveň je vyšší rychlost letu vrtulníku a vrtulník uletí nejdelší vzdálenost. Doba nepřetržité práce motoru se při tomto režimu neomezuje.

Nominální režim je definován počtem otáček motoru, které jsou přibližně o 3 – 4 % nižší, než jsou otáčky maximální. Doba nepřetržité práce motoru na tomto režimu se omezuje. Nominální režim chodu motoru se využívá při letech vysokou rychlostí, při prudkém stoupání a pod.

Vzletový (maximální) režim je definován maximálními otáčkami rotoru motoru (turbokompresoru) a maximálním výkonem motoru. Doba nepřetržité práce motoru na tomto režimu se omezuje. Vzletový režim motoru se využívá při vzletu vrtulníku nebo při letu maximální rychlostí.

Při přepravních letech vrtulník operuje v cestovních režimech. Při taktických letech a při visu v nominálním nebo maximálních režimu.

Turbohřídelový motor TV3-117 pohánějící vrtulník Mi-17

Turbohřídelový motor TV3-117 pohánějící vrtulník Mi-17

Základní údaje motoru

Smysl otáčení hřídele: levý (u levého i pravého motoru)
Druh motoru:  turbohřídelový s VT
Systém spouštění : vzduchový
Protinámrazový systém : vzduchotepelný
Hmotnost motoru:  285 ± 5,7 kg
Délka motoru celková:  2055 mm
Šířka : 650 mm
Výška: 728 mm
100% otáček turbokompresoru: 19500 min-1
100% otáček volné turbíny: 15000 min-1
Stupeň stlačení kompresoru : max. 9.55

Limity motoru:

Teplota vzduchu na vstupu: ± 60° C
Relativní vlhkost vzduchu: do 100 %
Rychlost letu :0 až 350 km/h
Výška letu: 5 000 m MT , 6 000 mVM
Doba spouštění: max. 60 s