Журнал "Воздухоплаватель"

Аэростатные горелки в России

Горелки - немаловажная деталь аэростатов. Как обстоит дело в России с производством современных их модификаций? К сожалению, не лучшим образом. Но и импортные образцы – не лучший вариант. Автор статьи рассказывает о различных горелках, об их достоинствах и недостатках.

"Balloon burners in Russia"
The burners are not an unimportant detail of hotair balloons. The author of the article tells about different burners, about their defects and their advantages.

В этой статье речь пойдет о реальных горелках, которые производились и производятся в России и могут встретиться на российских просторах. Цель статьи - попытаться взглянуть на ситуацию в целом и дать не рекламную информацию, а хоть немного приближенную к действительности. Чтобы внести некоторую ясность, надо сказать несколько слов о фирмах-производителях и об инженерах, которые разрабатывали и вели эти изделия.

История современных аэростатных горелок в России начинается с изготовления под флагом Центра Научно-технического творчества молодежи в г. Красногорске первого аэростата в 1989 г. (Насчет «первого» оговоримся сразу - имеется в виду более или менее серьезная разработка, а не самоделка). Информации было мало, опыта – нуль, и первый блин вышел комом. Это относится и к горелке (фото 1,2). Проектированием и изготовлением ее занимались энтузиасты с оборонного предприятия «Вымпел» под руководством Александра Комиссарова. 

Развал Красногоркой команды в 1989 г. способствовал образованию нескольких фирм, две из которых серьезно занялись производством тепловых аэростатов – «Интеравиа» и «Дирижаблестрой». В то же время на этот рынок вышло ДКБА (Долгопрудненское конструкторское бюро автоматики). В 1991-95 гг. «Интеравиа» занимала лидирующее положение на рынке, наладив серийное производство на своем заводе в Репихово. Свое производство было и у ДКБА, но им, судя по всему, мешала неповоротливость госструктуры. «Дирижаблестрой» работал, размещая заказы на стороне. В обоих случаях можно говорить скорее о единичном производстве. В мае 1991 г. из «Интеравиа» выделился «АэроНаТЦ» (Аэростатный Научно-технический Центр), который имел всю техническую документацию, разработанную к этому моменту, но не имел своего производства. Остальные фирмы серьезно на рынке горелок не выступали.

В настоящее время наиболее массовыми в России являются горелки производства «Интеравиа», которое последовательно меняло вывеску на «Интеравиа баллонз» и «Интеравиа Радонеж». Они различаются по модификациям, но, по сути, являются развитием первой горелки 80ТА.03 образца 1990 года. Эта горелка была сделана по типу английской фирмы «Саmеrоn balloons», выпускавшейся в 80-х годах, но походила на нее только формой кожухов, змеевиков и общей компоновкой (фото З,4). Автор ее - инженер предприятия «Вымпел» Михаил Кирноценский, впоследствии ставший сотрудником «Интеравиа». Первые чертежи выпускались по договору с «творческим коллективом». Основной лозунг при разработке конструкторской документации был - сделать «как у Камеруна, но чтобы было не похоже». Кроме того, в распоряжении инженеров оказалась кое-какая документация, которая в начальный период информационного голода, конечно же, была важна. Недостаток опыта в этой области, давление заказчика и порочность лозунга дали соответствующий результат. После первых испытаний, к сожалению, было принято решение, не переделывая кардинально, исправлять недостатки «косметическими» средствами. Процесс этот тянулся все время существования «Интеравиа». Усилия приносили плоды, горелка становилась лучше, но результат явно не соответствовал затратам.

Пожалуй, лучшие образцы были выпушены в 199З году (фото 5) под обозначением 80ТА.2З (ведущий конструктор Михаил Кирноценский). Они имели хороший внешний вид, шаровые краны (проходной и кран дежурной горелки), надежное крепление змеевика, пьезозажигание, карданное соединение в местах крепления стоек, два положения блока горелок относительно рамы.

Существенными недостатками продолжали оставаться: очень сложный доступ к собственно огневому клапану и прокладкам штока, неоправданно большое количество стыков в газовых магистралях. К сожалению, сохранился центральный карданный подвес горелок (следствие лозунга непохожести на Kaмеруна), который приводил к неудобству транспортировки и большим вертикальным габаритам. Кроме того, два положения горелки по высоте привели к появлению дополнительного стыка с неудачным креплением, которое разбалтывается при транспортировке. Регулировка по высоте делалась под западного покупателя и вряд ли была оправдана на нашем рынке.

К более мелким недостаткам можно отнести невозможность замены форсунок без специального ключа, выход из строя прокладок форсунок при замене, наличие дожига после закрытия огневого клапана, неудачное сочетание вращающихся рукояток огневых клапанов и общей ручки блока горелок: чтобы добраться до клапана и прокладок штока, необходимо выбивать штифты рукояток огневых клапанов. А так как разборки неизбежны, то рано иди поздно это приводит к плохой фиксации штифтов и возможности их выпадения в полете.

Пьезозажигание состояло из блока с пьезоэлементом, провода и автомобильной свечи, выполняющей роль разрядника. К сожалению, работает очень капризно и ненадежно.

В целом можно сказать, что горелка делалась в эпоху дешевого труда и металла, изобиловала гальваническими покрытиями и имела неоправданно усложненную конструкцию. Недостатки устранялись не конструктивно, а усложнением технологии и ужесточением контроля. На качество и внешний вид горелок «Интеравиа» повлияли игры с западными партнерами, которые придавали этому большое значение, а также активная подготовка к сертификации. Общее количество выпушенных горелок оценивается в 150 комплектов.

Реформы, произошедшие в «Интеравиа» в 1993-94 годах, сразу отразились на качестве горелок. Ухудшился внешний вид, остановился процесс совершенствования конструкции.

Здесь, пожалуй, будет уместно высказать сожаление о несостоявшемся альянсе между «Интеравиа» и «Саmеrоn Balloons», который, наверное, позволил бы нашим инженерам сказать более веское слово в воздухоплавании.

Несколько слов о горелках «ДКБА» и «Дирижаблестроя», конкурировавших с горелками линии 80ТА.03.

Итак, «Дирижаблестрой»>, горелка «Вега 4». Была разработана и выпускалась на предприятии «Сатурн» при финансировании «Дирижаблестроя». В ней предпринимались попытки творческого решения задачи по сжиганию газа. Форсунки, в которых газ закручивался, напоминали стаканы и давали короткий факел, что авторы пытались выдавать за достоинство. Опыт эксплуатации этого не подтвердил. Внешний вид оставлял желать лучшего и, похоже, что она так и не была доведена «до ума». Сейчас не выпускается из-за отсутствия самого «Дирижаблестроя».

Детище «ДКБА» (ведущий конструктор Михаил Аврумович Найдорф) - горелка АТ 6000-0 имела рамочную подвеску, жидкостную дежурную горелку с двухходовым пробковым краном, импульсную бесшумную горелку, электронное зажигание (фото 6). Горелка требует работы двумя руками. К недостаткам можно отнести ненадежную работу зажигания и дежурной горелки, большие консоли в заделках рукавов и отсутствие дизайна. Сведений о ее выпуске нет уже несколько лет. По слухам, существовала в чертежах новая горелка, но, скорее всего, мы ее никогда не увидим «в железе», т.к. Михаил Аврумович давно покинул «ДКБА».

Фирма «Русбал», один из осколков «Интеравиа», здравствует и поныне. Она состоит из бывших сотрудников Аэростатного конструкторского бюро «Интеравиа» и владеет комплектом документации на аэростаты АХ-7 и АХ-8 (70ТА и 80ТА) - но не более того. Новыми разработками в этом направлении они не занимаются, да и производством тоже. Случайные заказы выполняются «методом народной стройки», т.е. что-то делают сами (например, оболочку), что-то заказывают в Репихово, что-то покупают на стороне.

Горелки «АэроНаТЦ» до дета 1993 года фактически выпускались по чертежам горелки 80ТА.03 первых модификаций, т.е. тех времен, когда «АэроНаТЦ» был структурной единицей «Интеравиа». В 199З г. появилась партия горелок БГ.02 - модификация 80ТА.0З, отличающаяся конструкцией рамы и ручки и имеющая пьезозажигание производства Красногорска.

В 1994 году «АэроНаТЦ» выпустил новую горелку БГ.12 – «Flаmе» (Пламя) (ведущий конструктор Константин Пономарев). Это был существенный шаг в развитии линии горелки 80ТА.0З - БГ.02. Всего «АэроНаТЦ» произвел около 40 горелок разных модификаций (10шт. 80ТА.03, 10шт, БГ02, 20 шт. БГ.12).

Несколько слов о БГ.12 (фото 7,8). Цель модификации - устранить максимальное количество недостатков, сделать горелку более технологичной, дешевой и компактной. Общий габарит горелки по высоте (от верха змеевика то ручки) уменьшился по сравнению со всеми прототипами на 140 мм, что позволило уменьшить и высоту рамы, сохранив расстояние от пола корзины до ручки горелки неизменным. Уменьшение высоты плюс рамочная подвеска резко сократили транспортные габариты. Вес горелки снизился с 28 до 22 кг. Змеевик и кожух претерпели незначительные изменения, что было вызвано стремлением использовать старую оснастку. Тем не менее, обеспечен более удобный доступ к дежурной горелке при ручном поджигании и к форсункам, для смены которых уже не нужен спецключ. Измененные форсунки при затяжке меньше деформируют уплотнительные кольца, что, естественно, продлевает срок их службы. Основное отличие - огневой клапан, который уже больше напоминает моноблок. В корпус клапана встроена бесшумная горелка. Удобен доступ к собственно клапану и штоку. Для разборки надо открутить всего одну гайку - в отличие от предыдущих модификаций, где необходимо разбирать половину горелки. Соединение штока и рукоятки клапана выполнено неразборным, что освобождает от лишнего беспокойства в полете по поводу выскакивающих штифтов. Рукоятки клапанов имеют различную насечку, что позволяет при перемещениях пилота по гондоле не спутать рабочий баллон. Рукоятки не вращаются и расположены вдоль оси ручки горелки. Количество соединений, а, следовательно, и уплотнений, сведено к минимуму. Проходной кран и кран дежурной горелки – шаровые. Из системы зажигания удалены провод и разрядник, что сделало поджиг более стабильным.

Как и положено, своим путем идет в вопросе горелок относительный новичок на этом рынке - фирма «Авиатрон», г. Жуковский, исправно наступая на те же грабли и совершая те же ошибки при конструировании. Пока что их подход - подход энтузиастов - самодельщиков.

А вообще ситуация такова, что качество и удобство горелок (да и баллонов) очень слабо влияет на минимальный спрос на российском рынке. Соответственно, никто и не вкладывает деньги в новые разработки.

Парадоксально, но даже предложения о выпуске более дешевых модификаций не встречают энтузиазма, хотя напрашивается серия максимально упрошенных горелок, которые бы, тем не менее, не нарушали норм летной годности. Имеется в виду, что можно безболезненно убрать проходной кран и пьезозажигание. Использование проходного крана с нашим газом вообще неоправданно, т.к. факел становится короче, а количество сжигаемого газа возрастает незначительно. В экстремальной ситуации быстрее и проще включить вторую горелку, чем возиться с проходным краном. Что же касается пьезозажигания... Покажите хоть одного пилота, у которого карманы не были бы набиты спичками и зажигалками.

К сожалению, пока не будет конкуренции, мы не сможем выбирать между простой, дешевой горелкой и дорогой, с неоправданными наворотами.

В целом идеи по развитию горелки выглядят следующим образом:

- переход на круглый змеевик и кожух, что будет дешевле и проще и снимет проблемы при их изготовлении;

- отказ от центральной трубки в змеевике, что позволит избежать деформации факела;

- переход на большое количество форсунок малого диаметра;

- модификация сопла бесшумной горелки для обеспечения лучшего сгорания и переход на шаровой кран;

- соединение ручкой непосредственно корпусов огневых клапанов, что упростит сборку, даст выигрыш в высоте и улучшит внешний вид;

- отказ от пьезозажигания вообще или применение импортных комплектуюших (что тоже не слишком надежно);

- выпуск дешевых модификаций без проходного крана, пьезозажигания и бесшумных горелок.

Введение жидкостной дежурной горелки вызывает сомнения, т.к. с нашим газом, в котором очень много грязи и бутана, ее работа будет нестабильной. Но технически это проблемой сейчас не является. Совершенно ясно, в чем там изюминка и как ее победить.

Ну а вообще, будущее, скорее всего, за одинарной горелкой, имеющей два змеевика и дублированную систему подачи топлива.

Надо сказать, что западные фирмы не стоят на месте и хоть маленький шаг вперед, но делают каждый год. Если ситуация застоя на рынке и, соответственно, в конструкторских разработках будет продолжаться, вряд ли отечественные горелки смогут конкурировать даже внутри страны.

Что касается импортных горелок, то, честно говоря, для серьезного анализа мало информации, но кое-что сказать можно. Мне пришлось как следует познакомиться с горелкой фирмы «Саmеrоn Balloons»выпуска 1989 года и горелкой MK-lll фирмы «Таndеr & Colt» (1990 г.). Думаю, что обе уже морально устарели. Но, тем не менее... Обе горелки отличаются большим количеством покупных унифицированных деталей и узлов (штуцера, краны и т.д.). Это привело к большому количеству стыков и слабой ремонтопригодности в нашем понимании. Регулировка отсутствует в принципе и износ прокладок в кранах у этих горелок приводит либо к замене целиком кранов, либо к сложным ухищрениям с подрезанием штуцеров и т.д.

С тех пор ведущие западные фирмы значительно продвинулись в смысле дизайна и решительно идут по пути моноблоков и жидкостных дежурных горелок.

Будет очень славно, если пилоты, летающие на импортных аппаратах, выскажут свои впечатления от их эксплуатации на страницах журнала.

В заключение хочется извиниться за возможные неточности в летописной части (это у нас традиционно больная тема) и признать возможность существования других взглядов по данному вопросу.

К.Пономарев

Читать в PDF формате...