Совместными усилиями FAG Aerospace, подразделения компании Schaeffler, и моторостроительной фирмы MTU Aero Engines, был разработан гибридный
шарикоподшипник для турбовентиляторных авиационных двигателей. Он позволит значительно уменьшить количество масла, необходимое для охлаждения
двигателя, а также снизить расход топлива.
Новый подшипник FAG поможет авиакомпаниям повысить эффективность летной эксплуатации, особенно с
учетом действующих и перспективных экологических требований по ограничению вредных выбросов в атмосферу.
Среди характеристик подшипника следует выделить лучшие скоростные возможности, чем у аналогичных моделей предыдущего поколения. Впервые в
истории линейная скорость подшипника достигла 4 миллионов мм/мин. Для сравнения: существующие подшипники главного вала авиадвигателя
разгоняются во время взлета до 2,5 миллионов мм/мин.
Поясним, что линейная скорость определяется на среднем диаметре, соответствующем центрам шариков, и может быть рассчитана как произведение
среднего диаметра в мм и скорости вращения подшипника в об/мин.
Высокоскоростные подшипники нуждаются в мощном охлаждении для поддержания рабочей температуры ниже критического порога. Данные подшипники
FAG требуют в 2 раза меньшего расхода охлаждающего масла, 6 л/мин вместо 12, благодаря прямому охлаждению наружного кольца. Также они оснащены
встроенной демпфирующей системой с масляной пленкой под давлением, которая гасит вибрации. Уменьшенный расход масла способствует снижению потерь
мощности в подшипнике на 25% и, следовательно, повышению механического КПД авиационного двигателя.
Так, по примерным оценкам, снижение на четверть потерь мощности в подшипниках позволит сэкономить 200 тысяч тонн топлива в год на полетах мирового
авиапарка. Кажется, капля в море по сравнению с годовым объемом потребляемого керосина в 230 миллионов тонн. Но для авиаперевозчиков, которые
умеют грамотно считать деньги, это все равно представляет большой интерес.
Средний диаметр опытного подшипника FAG для авиадвигателя составляет 168 мм. Шарики выполнены из нитрида кремния, более твердого и легкого, чем
сталь, что позволяет снизить трение в подшипнике и его вес на 13% по сравнению с обычным подшипником. Внутреннее и наружное кольца стальные, с
жаропрочными дорожками качения двойной закалки с поверхностным азотированием.
Подшипник может устанавливаться в различных местах, в зависимости от конструкции двигателя. Особенно эффективен он при установке на валу
компрессора высокого давления турбовентиляторного двигателя, но также может устанавливаться в промежуточном компрессоре среднего давления или в
компрессоре низкого давления.
Данную технологию можно перенести на цилиндрические роликоподшипники. Кроме того, эти шариковые подшипники FAG могут быть использованы в
авиадвигателях других производителей, не только MTU, и в других отраслях, особенно в оборудовании, работающем при высоких оборотах и
температурах. Это, например, стационарные газовые турбины, насосы, высокоскоростные ступени редукторов.
Коммерческое применение этих подшипников FAG зависит от готовности производителей двигателей. Наземные и летные испытания будут проведены перед
сертификацией подшипника.
FAG Aerospace и MTU разрабатывали эти подшипники более 8 лет, в рамках авиационной исследовательской программы, спонсируемой правительством
Германии. После начала выпуска они будут продаваться в приоритетном порядке относительно старых, так как позволят снизить общие эксплуатационные
затраты повышению КПД и общей надежности, снижению расхода топлива, объема выбросов и массы системы охлаждения.
