Литейно-кузнечное производство завода «Калужский двигатель»

Уникальность созданного более 40 лет назад в структуре Калужского опытно-моторного завода (в последствии ОАО «Калужский Двигатель») литейно-кузнечного производства обусловлена сложностью и новизной задач, поставленных государством перед предприятием в те годы.

Этапы. 1969 – 1975 г.г.

В середине 60-х годов советская военная наука устремилась на штурм никем недосигаемых ранее высот. Перед учеными Правительством была поставлена задача разработки и серийного выпуска танка с газотурбинной силовой установкой. Весной 1967 года секретарь ЦК КПСС Устинов Д.Ф. позвонил главному конструктору советских танков Котину Ж.Я. и сказал: «Генерал! Я взял «шашку» и твой танк «зарубил». На нем нет газотурбинного двигателя». Уже через год решение «крестного отца», как его потом стали называть, нового танка Т-80 Дмитрия Федоровича Устинова было оформлено постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 16 апреля 1968 года. Оно предписывало вести работы над танком с газотурбинной силовой установкой.

Т-80 начинал свой штурм

Сердцем новой машины, разумеется, должен был стать совершенно новый газотурбинный двигатель. Мощностью не менее 1000 л.с. Освоение уникального мотора было поручено калужанам, уже имеющим опыт изготовления газотурбинных двигателей малой и средней мощности. В том числе – изделий 9И56, предназначенных для энергоснабжения зенитно-ракетных комплексов для ПВО . 9 марта 1970 года Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР Калужскому опытному моторному заводу было поручено освоение серийного производства нового типа газотурбинного танкового двигателя разработки научно-производственного объединения им.Климова под руководством генерального конструктора С.П.Изотова.

При всей чрезвычайной сложности и новизне поставленных перед предприятием задач все же одной из самых ключевых была проблема освоения уникальных металлургических технологий. Как известно, изготовление газотурбинных установок предъявляет сверхжесткие требования к параметрам материалов, из которых изготавливаются рабочие детали турбин. Это лопатки, сопловые аппараты, ротора, крыльчатки и т.д. Все они должна обладать повышенной жаропрочностью.

Высокие температуры, возникающие в камерах сгорания турбин, потребовали создания новых технологий и применения новых материалов для конструирования одного из наиболее ответственных элементов двигателя – статорных и роторных лопаток газовой турбины. Они должны в течение многих часов, не теряя механической прочности, выдерживать огромную температуру, при которой многие стали и сплавы уже плавятся. В первую очередь это относится к лопаткам турбины – они воспринимают поток раскаленных газов, нагретых до температур выше 1600 К. Теоретически температура газа перед турбиной может достигать 2200 К (1927

^о

C). В момент зарождения реактивной авиации – сразу после войны – материалов, из которых можно было изготовить лопатки, способные длительно выдерживать высокие механические нагрузки, в нашей стране не существовало.

Все начиналось с малого

Этапы. 1969 – 1975 г.г.

В повседневной жизни мы привыкли считать литые изделия очень грубыми и шероховатыми. Нашим ученым, а затем и производственникам, в том числе и с Калужского опытного моторного завода удалось отработать такие литейные технологии, подобрать такие легирующие составы жаропрочных сплавов, а также керамические составы на основе оксида алюминия, что отливаемые турбинные лопатки, а также другие особо ответственные детали получались cовершенно гладкими, практически не требующими дополнительной механической обработки.

Порядок изготовления лопатки таков. Сначала создается никелевый сплав с заданными параметрами по механической прочности и жаропрочности, для чего в никель вводятся легирующие добавки: 6% алюминия, 6-10% вольфрама, тантала, рения и немного рутения. Они позволяют добиться максимальных высокотемпературных характеристик для литых сплавов на основе никеля. Сплав заливается в форму при температуре 1570 ^оС и вместе с ней охлаждается. Остывающий металл кристаллизуется в заданную керамической оболочкой конфигурацию. В данном случае – форму турбинной лопатки.

Не трудно представить степень сложности задач, поставленных страной перед металлургами нашего завода: научиться отливать уникальные жаропрочные изделия по техническим характеристикам не уступающим аналогам из авиапрома, а по неприхотливости и надежности (учитывая экстремальные условия эксплуатации танковых турбин) в разы превосходящих их. Сегодня бы это назвали звучным словом «хай-тек», а тогда все звучало гораздо более сухо и сдержанно: «особо важное правительственное задание».