サターンAL-31(旧称リュルカ)は、ソビエト連邦のリュルカ・サターン設計局(現ロシアのNPOサターン)が開発した軸流ターボファンエンジンのファミリーで、当初はスホーイSu-27長距離制空戦闘機用の12.5トン(122.6 kN、27,560 lbf)の動力装置として開発されました。AL-31は現在、Su-27戦闘機ファミリーと成都J-10多用途ジェット戦闘機のいくつかの派生型に搭載されています。このエンジンは、インドのHAL社によってライセンス生産され、スホーイSu-30MKIに搭載されています。改良型は、第5世代戦闘機のスホーイSu-57と成都J-20に搭載されています。
AL-31ターボファンの設計は、1970年代にリュルカ設計局(リュルカ・サターンとしても知られる)によってizdeliye 99 [ N 1 ]という名称で始まった。航続距離を長くするためにターボジェットよりも燃料効率を重視するこの12.5トン力(122.6 kN、27,560 lbf)クラスのターボファンエンジンは、スホーイがT-10として開発していた重戦闘機PFI(ロシア語: ПФИ、перспективного фронтового истребителяの略、文字通り「将来有望な前線戦闘機」)の動力源となることを意図していた。主任設計者はアルヒープ・M・リュルカで、彼の死後はヴィクトル・M・チェプキンが引き継いだ。 AL-31は1977年の最初の2機のT-10試作機にはまだ搭載できる状態ではなかったため、当初は改良型AL-21F3ターボジェットエンジンが搭載されていた。3番目の試作機がAL-31を搭載した最初の機体となる。T-10の設計は大幅に改良されT-10Sとなり、T-10-7が改良型設計の最初の試作機となった。機体の外形とパッケージングの変更による空力的な改良により、AL-31ギアボックスも上部に取り付けられるようになった。AL-31の国家試験は1985年に完了し、T-10はSu-27としてソ連空軍に配備された。エンジンはウファのUMPOとモスクワのサリュートで製造されている。[ 1 ] [ 2 ]
ソビエト連邦の崩壊後、設計局と生産工場の区別は再編され、徐々に消滅し、リュルカ・サトゥルンは最終的にルイビンスク・モーターズと合併してNPOサトゥルンとなり、UMPOと密接な関係になった一方、サリュートは独立した組織となった。サトゥルンとサリュートはどちらもAL-31ファミリーの独自開発を行った。サリュートは中国が運用する戦闘機にもAL-31の派生型を供給している。J-10は新型が国産のWS-10Aに移行する前にAL-31FNを使用し、J-20は予定のWS-15が完成するまでの暫定エンジンとしてAL-31FM2を使用している。[ 3 ]この再編により、中国へのAL-31販売に関する知的財産権とロイヤリティをめぐってサトゥルンとサリュートの間で深刻な紛争が生じた。[ 2 ]
AL-31は、中国のエンジン設計・製造会社である瀋陽/黎明がWS-10を開発する際にも使用され、初期の例ではAL-31F制御システムを直接使用していた。[ 4 ] 117および117Sエンジンの主任設計者であるサターンのビクター・M・チェプキンによれば、WS-10はAL-31の整備技術文書の助けを借りて開発されたとのことである。[ 5 ]これは最近、瀋陽航空機公司の親会社である中国航空工業集団(AVIC)によって確認された。[ 6 ]
基本型AL-31Fは、2軸軸流式アフターバーナー付きターボファンエンジンです。このエンジンは、4段低圧コンプレッサーと9段高圧コンプレッサーを備え、どちらも単段タービンで駆動されます。全体の圧力比は23、タービン入口温度は1,392 ℃ (1,665K 、2,538 °F )です。タービンブレードにはエアフィルム冷却が組み込まれています。エンジンはアナログKRD-99ユニットで制御され、吸気からの空気の流れが大きく歪んでも耐えることができます。ドライ推力は7.8トン(76.49kN 、17,200lbf ) 、アフターバーナー使用時は12.5トン(122.6kN 、27,560lbf )の推力を発生します。AL-31は、メンテナンスとオーバーホールを容易にするためにモジュール設計になっています。双発エンジンのSu-27では、左右のエンジンは交換可能です。当初、エンジンの平均オーバーホール間隔(MTBO)はわずか100時間で、要求される300時間には達していませんでした。後のシリーズでは、MTBOが段階的に500時間に改善され、耐用年数は1,500時間と定められました。AL-31Fシリーズ42などのさらに改良された派生型では、MTBOが1,000時間に増加し、耐用年数は2,000時間になりました。[ 2 ]
AL-37FUとAL-31FPの派生型には推力偏向機能がある。AL-37FUは、後にSu-37と命名された改良型Su-27M用の実験的な推力偏向型で、推力は14.5トン力(142.2 kN、31,970 lbf)に増強された。推力偏向ノズルは、ピッチ方向では垂直面内で±15°まで同時に偏向でき、ロール方向では個別に偏向できる。エンジンの耐用年数が過ぎた後、唯一のSu-37には通常のAL-31Fが搭載され、2002年12月に墜落するまで運用された。[ 7 ]
推力偏向に関する研究は、インド向けのSukhoi/ Irkut Su-30MKIで使用されている量産型AL-31FP 、およびマレーシア向けのSu-30MKMやロシア空軍・海軍向けのSu-30SMなどの派生型にも適用される。AL-31FPは、ベースラインのAL-31Fと同じ12.5トン力(122.6 kN、27,560 lbf)の推力を持つが、ノズルを最大±15°まで30°/秒の速度で偏向させることができる。偏向ノズルは主にピッチ面で使用されるが、AL-37FUとは異なり、偏向軸の傾斜により、ロールモーメントとヨーモーメントも発生させる差動偏向が可能となる。 AL-31FPノズルのオーバーホールまでの時間は500時間、エンジンのMTBOは1,000時間で、どちらも耐用年数は2,000時間です。AL-31FPはUMPOによって製造されているほか、インドではヒンドゥスタン・エアロノーティクス・リミテッド(HAL)がコラプット工場で、深い技術移転協定に基づいて製造しています。[ 2 ]
AL-31FN 型は、成都 J-10 の動力源としてサリュート社によって開発され、推力がわずかに増加して12.7 トン力 (124.54 kN; 27,999 lbf)となり、ギアボックスがエンジンの上部から下部に移設されたことが主な違いである。後の J-10 の派生型と生産ロットには、改良型の AL-31FN シリーズ 3 が搭載され、推力が13.7 トン力 (134.35 kN; 30,203 lbf)に増加し、耐用年数が 250 時間延長された。[ 8 ]それ以降の J-10 の生産バッチには、最終的に AL-31FN の代わりに瀋陽/黎明 WS-10A が搭載されることになる。[ 2 ]
2024年の珠海航空ショーで、ロステックはAL-31FNのシリーズ5アップグレードを発表した。理論推力は14トン力(137.29 kN、30,865 lbf)で、燃料消費量は6%向上している。[ 9 ]

サリュート社は、推力と信頼性を向上させたAL-31Fの改良型も開発しました。最初のAL-31FM1は、AL-31Fシリーズ42とも呼ばれ、より大型のKND-924-4ファンを搭載し、吸気口径はベースラインのAL-31の905 mm (35.6 in)から924 mm (36.4 in)に拡大され、空気流量が6%増加しました。その他の改良点としては、タービン吸気温度を高めるための改良されたコアと、改良されたエンジン制御システムがあります。このエンジンは、MTBOが1,000時間に向上し、想定寿命は2,000時間、推力は13.5トン重 (132.4 kN; 29,760 lbf)に増加しました。このエンジンは2006年にロシアの国家受入試験に合格し、Su-27SM、Su-30M2、Su-34に搭載されました。[ 1 ] [ 10 ]
AL-31FM2 は AL-31FM1 のさらなる発展型です。ファンの空力特性がさらに改良され、圧力比が向上しました。また、燃焼器とタービンブレードの空力特性と冷却が改良され、より高い突入温度に対応できるようになりました。AL-31FM2 には、油圧機械バックアップを備えた新しいフル権限デジタルエンジン制御 ( FADEC ) が搭載されています。推力は全領域で 9% 増加し、アフターバーナー使用時の最大推力は14.5 トン力 (142.2 kN; 31,970 lbf)です。エンジンの MTBO は 1,000 時間で、想定寿命は 3,000 時間に延長されています。AL-31FM2 のバージョンは、成都 J-20の初期生産バッチに搭載され、後のバッチは WS-10C に移行しました。これらのエンジンはどちらも、J-20に搭載予定だった西安WS-15の代替として暫定的に搭載された動力装置である。[ 11 ]
この系列の最後は、提案されたAL-31FM3で、新しい3段ファンKND-924-3を備え、圧力比がさらに向上し、タービン入口温度を150 ℃上げるための追加のコア改良が施される予定だった。アフターバーナー使用時の最大推力は15トン力(147.1 kN、33,070 lbf)に増加した。[ 1 ] AL-31FM3は、スホーイのT-50 PAK FA設計の潜在的な動力源として提案されていたが、スホーイはこの案を追求しず、代わりにサリュートのライバルであるNPOサトゥルンとそのAL-41F1を選んだ。[ 12 ] [ 13 ] [ 10 ]
サリュートによるAL-31の開発は、リュルカ・サターンの後継企業であるNPOサターンとの間で深刻な紛争を引き起こした。NPOサターンは、AL-31の開発は無許可であり、知的財産権を侵害していると考えている。[ 2 ]

1990年代にミコヤン計画1.42/1.44 MFI第5世代戦闘機計画が衰退したため、ロシア国防省はより手頃な価格の次世代多用途戦闘機としてPAK FA計画を開始し、2001年に競争入札が発表された。設計はMFIよりも小型化される予定だったため、MiG 1.42/1.44向けに当初設計されたリュルカ・サトゥルンAL-41Fは大きすぎた。代わりに、リュルカ・サトゥルン(後のNPOサトゥルン)のAL-31Fを大幅に改良した派生型であるizdeliye 117が、スホーイのT-50設計に採用され、最終的に2002年の競争入札で勝利し、2020年にSu-57として就役した。 2001年にサターン社によって初めて提案されたイズデリエ117、またはAL-41F1は、NPOサターン社との契約締結により2004年4月に正式に開発が開始された。[ 14 ] [ 15 ]
AL-41F1は、ベースラインのAL-31と同じ全体的なアーキテクチャを持ち、4段の低圧コンプレッサー(ファン)、9段の高圧コンプレッサー、1段の低圧タービン、1段の高圧タービンを備えていますが、エンジンは最大80%の新しい部品とAL-41Fの技術の適用により大幅に改良されています。[ 16 ]ファン直径は932ミリメートル(36.7インチ)に拡大され、新しい高圧および低圧タービン、AL-31FPと同様の推力偏向ノズルの設置、航空機の飛行制御システムに統合されたデジタル制御システム( FADEC )を備えています。詳細は機密扱いだが、AL-41F1の推力はAL-31に比べて2.5トン力(24.5 kN、5,510 lbf)増加し、エンジン重量の増加は150 kg(330 lb)減少した。このエンジンは、ドライ状態で9トン力(88.26 kN、19,840 lbf) 、アフターバーナー使用時で14.5トン力(142.2 kN、31,970 lbf)、緊急時で15トン力(147.1 kN、33,070 lbf)の推力を発生し、ドライ重量は約1,600 kg(3,527 lb)である。[ N 2 ]このエンジンにより、Su-57はアフターバーナーなしでマッハ1.3の超音速、つまりスーパークルーズを達成できます。 [ 17 ] [ 18 ]
ロシア空軍の要求を満たすための国家試験の完了後、AL-41F1の量産が2019年に開始され、ロシア空軍および将来の外国の顧客に供給される量産型Su-57戦闘機に搭載されるようになった。[ 19 ] AL-41F1のアフターバーナーなしバージョンは、スホーイS-70オホートニク無人戦闘航空機(UCAV)に搭載されている。[ 20 ]現在のSu-57生産トランシェはAL-41F1で駆動されているが、この航空機はステルス戦闘機ファミリーの基礎となる予定であり、将来の改良型は、AL-41F1と同じフットプリントに収まる新しい設計である、後にAL-51F-1と命名されたサトゥルン・イズデリエ30で駆動される予定である。
第 5 世代 PAK FA プログラムの開発リスクと関連コストを分散させるため、スホーイは推進システムを含む一部の技術を高度にアップグレードした Su-27 の派生型であるT-10BM (一般に Su-35BM と呼ばれる) に適用し、その後単に Su-35 と命名された。この航空機の動力装置である NPO Saturn izdeliye 117S、または AL-41F1S は、Su-57 の AL-41F1 をわずかに簡略化した派生型で、主な違いは AL-41F1S の独立したエンジン制御システムである。Su-35 とその AL-41F1S エンジンは、当初は輸出用にスホーイとサターンが社内で開発したが、最初の顧客はロシア国防省であった。[ 21 ]このエンジンは、ドライ状態で8.8トン力(86.30 kN、19,400 lbf) 、アフターバーナー使用時で14トン力(137.3 kN、30,860 lbf)、緊急時で14.5トン力(142.2 kN、31,970 lbf)の推力を発生します。 [ 22 ] AL-41F1Sのファン直径は、ベースラインのAL-31に比べて905 mm(35.6 in)から932 mm(36.7 in)に3%増加し 、タービン入口温度も上昇しています。このエンジンの重量はドライ状態で1,604 kg(3,536 lb)で、定格寿命は4,000時間、MTBOは1,000~1,500時間です。[ 23 ]このエンジンの初飛行は、2008年2月20日にSu-35BMで行われた。[ 24 ] 2010年8月9日、UMPOはSu-35S戦闘機向けのAL-41F1Sの供給を開始した。このエンジンは、Su-35Sとのシステム統一のためのアップグレード計画の一環として、Su-30SM2にも搭載されている。[ 25 ]
Gordon [ 30 ] Rosoboronexport [ 31 ] United Engine Corporation [ 32 ] UMPO [ 33 ] [ 34 ] Salyut [ 35 ]のデータ
Rosoboronexportからのデータ[ 36 ] [ 37 ]
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関連リスト
{{cite web}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)多用途戦闘機用のAL-31F/FN/FPファミリーエンジンは、シリーズ5にアップグレードされました。新しいAL-31FNエンジンバージョンは、特に単発機用に設計されており、信頼性が向上しています。このエンジンは、航空機の航続距離と高度の可能性を拡大します。これは、離陸推力が最大14,000 kgfに増加し、燃料消費量が6%削減されたことによって保証されます。