Российский государственный фонд перспективных исследований (ФПИ - https://fpi.gov.ru/) и Федеральное государственное унитарное предприятие (ВИАМ - https://viam.ru/en) впервые провели летные испытания своего газотурбинного двигателя МГТД-20, напечатанного на 3D-принтере.
Двигатель был испытан на борту легкого беспилотного летательного аппарата (БПЛА), который был запущен над авиационным центром Казанбаш в Татарстане, примерно в 500 милях к востоку от Москвы. Использование 3D-печати для создания транспортного средства, которое, как сообщается, достигло скорости 154 км / ч, вдвое сократило его стоимость и сделало его сборку в 20 раз быстрее, чем при использовании традиционных методов. После успешного испытательного полета организаторы проекта разрабатывают линейку небольших 3D-печатных турбинных двигателей, производство которых начнется в период с 2021 по 2022 год.
Совместное предприятие между ФПИ и ВИАМ, созданное в ноябре 2015 года, нацелено на разработку «материалов нового поколения» для 3D-печати самолетов и ракетных двигателей. В рамках проекта поддерживаемые государством группы внедрили технологию производства селективного лазерного спекания (SLS) для изготовления прототипа газотурбинного двигателя МГТД-20.
Используя свои ударопрочные металлические порошки, разработанные по индивидуальному заказу, ВИАМ 3D напечатала турбину, которая, по сообщениям, была на 20 процентов прочнее, чем турбины, изготовленные с использованием существующих материалов. ВИАМ также предоставила ряд технологий синтеза, термической обработки и решений для постобработки для оптимизации процесса и сокращения времени его производства.
Полученный двигатель был испытан на борту беспилотного летательного аппарата с 3-метровым размахом крыла, разработанного российской охранной фирмой ОАО «НПО ОКБ им. М.П. Симонова (https://www.globalsecurity.org/military/world/russia/okb-simonova.htm). При весе 40 кг (включая двигатель 10 кг) машина успешно взлетела и развила тягу в 20 кгс, чтобы достичь максимальной высоты 170 метров. Сама турбина работала на рабочей скорости 58 000 об/мин и достигала максимальной скорости 101600 об/мин.
После завершения испытательного полета, в котором для пролёта заданных точек маршрута использовался автопилот, беспилотник приземлился и был восстановлен без повреждений. Оценив эксплуатационные характеристики MGTD-20, ФПИ и ВИАМ проводят испытания малогабаритных газотурбинных двигателей с классом тяги 10, 20, 125 и 150 кгс для промышленного применения. Испытания на выносливость уже были проведены на их турбинах MGTD-10, 20 и 125 с целью ввода в серийное производство к 2022 году.
В аэрокосмической промышленности США полностью трехмерные печатные двигатели, как правило, используются космическими компаниями для запуска спутников на орбиту. Тем не менее, GE Aviation (https://www.geaviation.com/), многонациональный производитель реактивных двигателей, недавно заключил партнерские соглашения с рядом авиационных компаний для интеграции печатных компонентов в двигатели их самолетов.
GE Additive (https://www.ge.com/additive/) и GE Aviation совместно с ВВС США (https://www.airforce.com/) провели 3D-печать крышки маслоотстойника для реактивного двигателя F110, который используется как на самолетах F-15, так и на F-16. Более широкий проект направлен на повышение военной готовности и снижение рисков в цепочках поставок запасных частей.
Авиастроительный завод Boeing (https://www.boeing.com/) также работал с GE Aviation, чтобы завершить первый полет своего самолета 777X, который оснащен двумя двигателями GE9X. Двигатель GE9X, изготовленный с использованием более 300 деталей с 3D-печатью, в настоящее время прошёл летные испытания 72 раза. Boeing планирует ввести его в эксплуатацию к 2021 году.
Британский многонациональный производитель GKN Aerospace (https://www.gknaerospace.com/) также внедряет 3D-печать в партнерстве с американским производителем аэрокосмической техники Pratt&Whitney (https://prattwhitney.com/). Кольцо крепления корпуса вентилятора и прокладка вентилятора, используемые в двигателях Pratt & Whitney PW1500G и PW1900G, были напечатаны для уменьшения выбросов CO2, образующихся в процессе производства.