This is one article about Izdeliye 30 from 2013 and there is some very interesting things/details about its possible weight. I already mentioned that it is lighter than ~1400kg heavy AL-41F-1. There is also some details about so called VCE.
Генконструктор НПО "Сатурн" Юрий Шмотин: "Двигатель второго этапа подарит самолету пятого поколения новую жизнь
Одной из важнейших задач, стоящих сегодня перед российским авиадвигателестроением, является разработка двигателя второго этапа для самолета ПАК ФА (Т-50). Большую часть работ по созданию этого двигателя выполняет Рыбинское НПО "Сатурн".
О том, на какой стадии находится процесс создания этого двигателя, какие возможности приобретет самолет с новым "сердцем" рассказал "Интерфаксу-АВН" генеральный конструктор НПО "Сатурн" Юрий ШМОТИН.
- Юрий Николаевич, расскажите, каким должен быть двигатель для самолета пятого поколения? Каковы его основные признаки?
- Самолет пятого поколения Т-50 это не просто истребитель, бомбардировщик или штурмовик. Это многоцелевой летательный аппарат. Такому самолету надо дать новое "сердце", которое позволит сделать его высокоманевренным, скоростным, экономичным и способным противостоять таким конкурентам, как американские F-22 и F-35.
Двигатель для самолета пятого поколения будет отличаться от двигателя предыдущего поколения увеличенной удельной тягой, меньшим весом, сниженным удельным расходом топлива и наличием новых решений по малой заметности. При этом он должен быть относительно дешевым в обслуживании и эксплуатации. НПО "Сатурн" сейчас работает именно над таким двигателем.
- Каким узлам и агрегатам нового двигателя уделяется особое внимание при разработке? Что представляет наибольшую сложность для инженеров?
- В авиационном двигателе важно все. Одним из сложнейших узлов двигателя является турбина высокого давления. Нам было задано сделать турбину, работающую при таком уровне температур, при которых металлические никелевые сплавы просто плавятся. Эта работа была успешно выполнена.
Сердцем авиационного двигателя является компрессор высокого давления. От уровня его совершенства напрямую зависят все основные характеристики двигателя. Количество деталей в новом компрессоре высокого давления мы сумели сократить практически вдвое по сравнению с компрессором предыдущего этапа, при этом обеспечили значительное увеличение работы на одну ступень. Стоимость изготовления такого компрессора не будет превышать стоимость изготовления КВД двигателя четвертого поколения. И это при условии применения новых материалов и технологий.
Решив эти и другие задачи, на выходе мы получим газогенератор с новым уровнем характеристик, который будет основой для нового семейства двигателей. Характеристики узлов этого газогенератора, например эффективность КВД, повышена в среднем более чем на четыре процента, а на ряде режимов и на восемь. Фактически, это революция в двигателестроении, т.к. определяет возможность создания двигателя с колоссальным резервом развития по тяге.
- Каким конструкционным материалам отдается предпочтение при создании нового двигателя?
- Без принципиально новых материалов невозможно обеспечить те характеристики, которые мы предъявляем к ГТД нового поколения. У специалистов НПО "Сатурн" есть опыт и неплохие результаты применения новых материалов, разработанных Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов (ВИАМ).
В первую очередь, это, конечно, лопаточные жаропрочные никелевые сплавы. Лопатка турбины - это абсолютно уникальное изделие. Она представляет собой сложную пространственную конструкцию, которая должна работать при температурах выше 2000 К.
Есть также материалы собственной разработки НПО "Сатурн". Мы готовы предложить их для двигателя нового поколения. Эти материалы позволяют в полтора раза повысить ресурс двигателя при тех же температурах.
Сегодня много говорится о применении композиционных материалов. В новом двигателе для ПАК ФА применяются композиты, которые построены не только на полимерной матрице для холодной части, а также детали, созданные на высокотемпературных композициях. Эти работы НПО "Сатурн" ведет уже достаточно давно.
- Нельзя забывать, что все новое и современное со временем устаревает. Предусмотрена ли в создаваемом двигателе возможность его модернизации?
- Конечно. Одновременно с выполнением опытно-конструкторских работ по двигателю пятого поколения мы формируем задел, который позволит развивать двигатель не только на десять, но и на 30, возможно и 50 лет вперед.
Сегодня в НПО "Сатурн" ведутся серьезные исследования по развитию двигателя пятого поколения с применением технологии, которую называют "двигатель переменного цикла". Выполнены исследования, которые говорят о том, что при определенной трансформации термодинамики двигателя за счет конструктивных изменений можно существенно улучшить характеристики двигателя на дозвуковых и сверхзвуковых режимах полета. Одной из таких трансформаций может стать применение третьего контура. Все это предусмотрено.
- Каким образом повлияет установка новых двигателей на летные характеристики истребителя пятого поколения? Почувствует ли разницу летчик, пересевший с самолета с двигателем первого этапа на самолет с двигателем второго этапа?
- Новый двигатель принципиально отличается от предыдущего изделия первого этапа. Безусловно, летчик сразу почувствует разницу в тяге. Самолет с новым двигателем станет более послушным и сможет быстрее реагировать на действия пилота. Фактически, двигатель второго этапа должен дать самолету Т-50 новую жизнь.
- Юрий Николаевич, известно, что ПАК ФА уже проходит испытания. Какими двигателями оснащаются первые опытные образцы?
Сейчас опытные образцы комплектуются двигателем первого этапа, который в инженерных кругах известен как изделие 117. По сути, это результат глубокого развития семейства двигателей АЛ-31, который устанавливается сегодня на самолеты семейства Су-27.
Безусловно, это замечательный двигатель, который является бестселлером и построен на основных принципах и базовых идеях конструкторского бюро Архипа Люльки. Но все-таки это двигатель этапа 4++.
Source:
https://vpk.name/news/87906_genkons...samoletu_pyatogo_pokoleniya_novuyu_zhizn.html
Transl:
Saturn NPO General Designer Yuri Shmotin: "The second-stage engine will give the fifth-generation aircraft a new lease of life."
One of the most important tasks facing Russian aircraft engine manufacturing today is the development of the second-stage engine for the PAK FA (T-50) aircraft. The Rybinsk-based NPO Saturn is carrying out most of the work on this engine.
Yuri Shmotin, General Designer of NPO Saturn, spoke to Interfax-AVN about the current stage of the engine's development and the capabilities the aircraft will acquire with its new "heart."
Yuri Nikolaevich, please tell us what an engine for a fifth-generation aircraft should be like. What are its key features?
-The fifth-generation T-50 aircraft isn't just a fighter, bomber, or attack aircraft. It's a multirole aircraft. Such an aircraft needs a new "heart" that will make it highly maneuverable, fast, fuel-efficient, and capable of competing with competitors like the American F-22 and F-35.
The engine for the fifth-generation aircraft will differ from the previous generation engine in that it has increased specific thrust, lower weight, reduced specific fuel consumption, and new low-observability solutions.At the same time, it should be relatively inexpensive to maintain and operate. NPO Saturn is currently working on just such an engine.
Which components and assemblies of the new engine are receiving special attention during development? What presents the greatest challenges for engineers?
-Everything is important in an aircraft engine. One of the most complex engine components is the high-pressure turbine. We were tasked with creating a turbine that would operate at temperatures that would melt nickel alloys. This work was successfully completed.
The heart of an aircraft engine is the high-pressure compressor. All key engine performance characteristics directly depend on its level of sophistication. We've managed to reduce the number of components in the new high-pressure compressor by almost half compared to the previous version,at the same time, they provided a significant increase in performance per stage. The cost of manufacturing such a compressor will not exceed the cost of manufacturing a fourth-generation engine's high-pressure compressor. This is provided that new materials and technologies are used.
By solving these and other problems, we will obtain a gas generator with a new level of performance, which will serve as the basis for a new family of engines. The performance of this gas generator's components, such as the efficiency of the high-pressure compressor, has been increased by an average of more than four percent, and by eight percent in some modes.
In fact, this is a revolution in engine building, since it determines the possibility of creating an engine with a colossal reserve for thrust development.
What construction materials are preferred when creating a new engine?
-Without fundamentally new materials, it's impossible to achieve the characteristics we require of a new-generation gas turbine engine. Saturn specialists have experience and demonstrated good results using new materials developed by the All-Russian Research Institute of Aviation Materials (VIAM).
First and foremost, these are, of course, heat-resistant nickel alloys for turbine blades. A turbine blade is a completely unique component. It is a complex spatial structure that must operate at temperatures above 2000 K.
NPO Saturn also has materials developed in-house. We are ready to offer them for the next-generation engine. These materials allow for a 50% increase in engine life at the same temperatures.
Much is being said today about the use of composite materials. The new PAK FA engine utilizes composites built not only on a polymer matrix for the cold section, but also components created using high-temperature composites. NPO Saturn has been conducting this work for quite some time.
We mustn't forget that everything new and modern eventually becomes obsolete. Does the engine being developed allow for upgrades?
- Of course. While we're conducting research and development on the fifth-generation engine, we're laying the groundwork that will allow us to develop the engine not just for ten, but for 30, and possibly even 50 years to come.
Today, NPO Saturn is conducting serious research into the development of a fifth-generation engine using technology called a "variable-cycle engine."
Research has been carried out which shows that with a certain transformation of the engine thermodynamics, through design changes, it is possible to significantly improve the engine's performance in subsonic and supersonic flight modes.One such transformation could be the use of a third circuit. All of this is provided for.
How will the installation of new engines affect the performance of the fifth-generation fighter? Will a pilot switching from an aircraft with a first-stage engine to one with a second-stage engine feel any difference?
-The new engine is fundamentally different from the previous first-stage product. The pilot will certainly immediately feel the difference in thrust. The aircraft with the new engine will be more responsive and able to respond more quickly to pilot inputs. Essentially, the second-stage engine should give the T-50 a new lease of life.
Yuri Nikolaevich, we know the PAK FA is already undergoing testing. What engines are the first prototypes equipped with?
-Currently, prototypes are equipped with the first-stage engine, known in engineering circles as Product 117. Essentially, this is the result of extensive development of the AL-31 engine family, which is currently installed on the Su-27 family of aircraft.
It's certainly a remarkable engine, a bestseller built on the core principles and ideas of Arkhip Lyulka's design bureau. But it's still a Stage 4++ engine.
So from the interview we can see that Izd. 30 has some parts and componentes made by very light composites,thus it must be lighter than Izd. 117. Another thing, we can see now that Izd. 30 is one engine and that VCE is another one. Article from 2013 tell us that both of them were in R&D phase in that time.