Walter M602 je československý turbovrtulový letecký motor vyvíjený během 80. a 90. let společnosti Walter (Motorlet n. p.). Byl zamýšlen jako pohonná jednotka pro letoun Let L-610, nicméně vývoj motoru ustal v roce 1996 a bylo vyrobeno pouze několik desítek předsériových kusů. Motor měl být původně certifikován vůči sovětské předpisové základně ENLG-S. Po změně politického režimu v Československu byl hlavním konkurentem motoru M602 motor amerického General Electric CT7-9D.

Vývoj Na vývoji motoru se podílela řada akademických instutucí a přidružených leteckých podniků. VZLÚ zpracoval návrh radiálního kompresoru a realizoval vývojové zkoušky. ČVUT provádělo optimalizaci návrhu vstupu vzduchu do motoru. Elektronický systém regulace byl navržen v Jihostroji Velešín ve spolupráci s Mesitem Uherské Hradiště a pražskou Mikrotechnou. Spouštěcí systém motoru byl vyvinut a vyráběn v PBS, výrobu reduktoru a skříně pohonů zajišťovala Česká Zbrojovka Uherský Brod. Vývoj a výrobu vrtulové jednoty VJ518 zajišťovala letecká divize pražské Avie. První varianta motoru M602(A) byla oproti předpokladům až o 20 % těžší, proto se ještě v předsériové fázi začalo uvažovat o odlehčené verzi M602B. Na její realizaci však již nedošlo.

Motor byl sestaven ze samostatných montážních celků – modulů, což umožňovalo zavedení moderních metod kontroly a údržby v letovém provozu. Konstrukční skupinu kompresoru vedl Ing. Josef Maršálek, skupinu turbín Ing. Vladimír Martínek, později Ing. Jiří Vítek, skupinu spalovací komory Ing. Mojmír Horák, později Karel Langr. Na regulaci motoru spolupracoval s Jihostrojem Velešín Ing. Jiří Barvitius. Dynamické problémy motoru řešil Ing. Jan Souček. Skupinu reduktoru vedl Ing. Schmied, později Ivan Petr. Za skříň pohonů po konstrukční stránce odpovídal Josef Čihula. Zástavbu motoru do letounu L610 řešil Tomáš Daňhel.

Základním modulem byl generátor plynů. K němu byl ve směru proudu plynů připojen modul výkonové turbíny a výstupního systému. V přední části motoru byl modul reduktoru, v jehož horní části byly uloženy náhony na přístroje a příslušenství. S vrtulovou jednotkou Avia VJ518 tvořil motor pohonnou jednotku.

První zálet letounu Let L-610 X01 s motory M602 přoběhl 28. 12. 1988 na továrním letišti v Kunovicích.

V roce 1993 bylo rozhodnuto o dokončení rozpracovaných motorů a jejich postupném zakonzervování vzhledem k nevyjasněným odbytovým možnostem.

K datu 31. 12. 1994 byly ukončeny provozní zkoušky u českého letectva a v únoru 1996 Armáda České republiky oficiálně oznámila odstoupení od záměru pořízení letounů Let L-610. Následně motor M602 nenašel jiného využití a celý vývojový program byl ukončen.

Konstrukce Základním modulem je generátor. K němu je po proudu plynů připojen modul výkonové/volné turbíny a výstupního systému. V přední části je modul reduktoru. Zde je napojen modul vrtulové jednotky VJ 518, se kterou tvoří motor pohonnou jednotku. V horní části jsou uloženy přístroje a příslušenství. Vzájemné propojení mezi moduly zajišťují mechanické vazby, palivová, olejová, vzduchová a elektrická instalace.

Modulové uspořádání umožňuje zavedení moderních metod kontroly v letovém provozu, jež vedou ke zvýšení spolehlivosti a životnosti při snížených provozních nákladech. Koncepce motoru je tříhřídelová se souosým uspořádáním hřídelů, předsunutým reduktorem a vyoseným vrtulovým hřídelem. alt=Generátor motoru Walter M602|náhled|Generátor motoru Walter M602

Generátor Skládá se z dvoustupňového radiálního kompresoru s celkovým stlačením 12,8 (nízkotlaký stupeň se stlačením 4,14), spalovací komory a turbín středo- a vysokotlakého rotoru. Vysokotlaký stupeň kompresoru spolu s vysokotlakým stupněm generátorové turbíny tvoří vysokotlaký rotor. Nastavený režim chodu motoru je řízen regulačním systémem.

Maximální provozní otáčky VTK jsou 31 500 ot/min. Vzduchem chlazené lopatky (rozváděcí i oběžné) a disk turbíny umožňují práci vysokotlaké turbíny při středních teplotách plynů do 1 387 K.

Primárním náhonem kuželovými rychloběžnými koly se přenáší kroutící moment od vysokotlakého rotoru do skříně pohonů a naopak při spouštění motoru je přes tento náhon roztáčen vysokotlaký rotor na spouštěcí otáčky vzduchovým spouštěčem.

Nízkotlaký stupeň kompresoru je poháněn druhým stupněm turbíny, s nímž tvoří středotlaký rotor. S vysokotlakým rotorem není mechanická vazba. Signál od vysílače otáček NTK je veden k regulátoru přívodu paliva, který zamezuje přetočení rotoru NTK nad stanovené otáčky. Maximální provozní otáčky 24 500 ot/min při 98 % na palubním ukazateli.

Rozvaděč prvého stupně je tvořen ze segmentů vzniklých spájením jednotlivých přesně litých lopatek. Rozvaděč druhého stupně je konstruován jako integrální.

Spalovací komora V prostoru za vysokotlakým kompresorem vně obou stupňů generátorové turbíny je umístěna prstencová protiproudá spalovací komora. Přívod paliva je veden do primární zóny v obvodovém směru. Palivo je rozprašováno 14 vysokotlakými odstředivými palivovými tryskami, které jsou uspořádány do dvou větví po 7 tryskách. Zapálení směsi paliva se vzduchem při spouštění zajišťují 2 nízkonapěťové polovodičové zapalovací svíčky, které jsou umístěné v primární zóně spalovací komory. Elektrickou energii dostává každá svíčka od vlastního vysokoenergetického zapalovacího zdroje.

Skříň pohonů Skříň pohonů je provedená jako odlitek z hořčíkové slitiny. Centrální část tvoří prstencový kanál pro přívod vzduchu ke kompresoru. Kanál je rozdělen šesti vyhřívanými žebry, které nesou střední náboj pro uložení torzního hřídele výkonové turbíny. Na vnějším obvodu kanálu v dolní části jsou nálitky pro připojení olejové nádrže a v horní části nálitky pro skříň převodů. V olejové nádrži jsou uložena olejová čerpadla, filtr a přístroje pro měření tlaku a hladiny oleje (signalizace maximální a minimální hladiny oleje) a signalizátor kovových třísek v oleji. Na nádrži je umístěno nálevní hrdlo a olejoznak.

Skříň převodů obsahuje systém ozubených kol a na vnějším povrchu je opatřena přírubami pro uchycení palivového čerpadla, regulátoru paliva, vzduchového spouštěče, odlučovače oleje a vysílače otáček vysokotlakého rotoru. Na levém rohu skříně jsou umístěny nálitky pro uchycení palivoolejového výměníku tepla.

Výkonová/volná turbína Na výstupní straně generátoru je připojen modul výkonové/volné turbíny. Skládá se ze skříně, rotoru a rozvaděčů, Turbína je dvoustupňová. Disk prvého stupně má na vnitřním náboji přírubu, která umožňuje rozebíratelné spojení s diskem druhého stupně. Disk druhého stupně je spojen s hřídelem, který přenáší krouticí moment z výkonové turbíny na torzní hřídel. Maximální provozní otáčky jsou 16 600 ot/min.

Přenos krouticího momentu od výkonové turbíny k reduktoru, umístěnému před generátorem, je proveden dvěma za sebou zařazenými torzními hřídeli. První, dlouhý, prochází středem obou rotorů generátoru a pracuje v nadkritických otáčkách. Kromě krouticího momentu od výkonové turbíny přenáší i axiální sílu do kuličkového ložiska. Druhý torzní hřídel je kratší. Jedním koncem je zasunut do drážkování na výstupním pastorku reduktoru. Hřídelový systém je součástí zdroje elektrických signálů elektronického torkmetru a vytváří rovněž řídicí signál pro regulační systém. Údaj o krouticím momentu je zobrazován na ukazateli v pilotní kabině.

Reduktor Modul reduktoru je připojen k přední části generátoru přechodovou skříní, jež tvoří současně část vstupního kanálu. Se vstupním kanálem je spojena přírubou s rychloupínkou. Vlastní reduktor je předlohový s vyoseným vrtulovým hřídelem oproti vstupnímu pastorku a ose generátoru. Kanály v dutém vrtulovém hřídeli se přivádí tlakový olej do vrtulové hlavy k ovládání vrtulových listů. Náhony na reduktoru jsou určeny k pohonu hydraulického čerpadla, elektrického generátoru, regulátoru vrtule a pomocného náhonu. Dále zajišťuje mechanickou vazbu od parkovací brzdy k vrtulovému hřídeli.

Valivá ložiska a ozubená kola reduktoru jsou uložena v masivních skříních. Střední skříň má nálitky pro tři hlavní závěsy. Další dva opěrné závěsy jsou umístěny na výstupní skříní vysokotlakého kompresoru.

Vrtulová jednotka VJ518 Vrtule je pětilistá o celkovém průměru 3,5 m. Vzletové otáčky vrtule Avia V518 jsou 1 320 ot/min, cestovní otáčky pak 1 050 ot/min. Otáčky obou vrtulí jsou synchronizované a vrtule jsou vybaveny automatickým praporováním při vysazení motoru a zařízením pro reverzaci tahu.

Funkce

Spouštění motoru Počáteční roztočení je zajištěno vzduchovým spouštěčem, který roztočí vysokotlaký rotor do oblasti spouštěcích otáček. Ze skříně pohonů přes kuželová kola se roztáčí vysokotlaký rotor. Tím dochází k nasávání vzduchu, který prochází ze sacího hrdla umístěného pod motorem kanálem v přechodové skříni přes usměrňovací lopatky a nízkotlaký kompresor. Odtud vzduch prochází 15 rozváděcími kanály do vysokotlakého kompresoru. Z vysokotlakého kompresoru prochází trubkovým difuzorem do prstencové protiproudé spalovací komory. Ve spalovací komoře se dodaný vzduch mísí s palivem, přiváděným do primární zóny v obvodovém směru.

Palivo je rozprášeno 14 vysokotlakými odstředivými palivovými tryskami, které jsou uspořádány do 2 větví po 7 tryskách. Při spouštění motoru je v prvé fázi v činnosti jen jedna větev, aby se docílilo lepšího rozprášení spouštěcího paliva v malém množství vzduchu. Druhá větev se automaticky připojuje prostřednictvím rozvaděče paliva v průběhu spouštěcího cyklu. Zapálení směsí paliva se vzduchem zajišťují 2 zapalovací svíčky, napájené dvěma samostatnými vysokoenergetickými polovodičovými zapalovacími zdroji. Ze spalovací komory jdou spaliny do vysokotlakého stupně generátorové turbíny, který s vysokotlakým kompresorem tvoří vysokotlaký rotor, od kterého se přes kuželová kola pohání agregáty umístěné na skříni pohonů.

Regulace Nastavený režim motoru je udržován na zvolené hodnotě regulátorem paliva, které je přiváděno do spalovací komory. Maximální provozní otáčky vysokotlakého rotoru jsou 31 500 ot/min. Druhý stupeň generátorové turbíny pohání nízkotlaký stupeň kompresoru. Vzájemné propojení tvoří středotlaký rotor. Vazba s vysokotlakým rotorem není mechanická. Signál od vysílače otáček je veden k regulačnímu systému, který zamezuje přetočení rotoru nad stanovených 98 % otáček.

Energií plynů z generátorové části je poháněn prvý a druhý stupeň výkonové turbíny, které jsou mechanicky propojeny a tvoří spolu rotor výkonové turbíny. Maximální provozní otáčky 16 600 ot/min. Spaliny odcházejí výstupním ústrojím ven z motoru a dávají přídavný tah cca 1 083 N.

Vnitřním drážkováním v hřídeli rotoru výkonové turbíny se přenáší krouticí moment na dva za sebou řazené torzní hřídele. Na prvý torzní hřídel je drážkami napojený druhý, který přenáší krouticí moment na výstupní pastorek reduktoru. Přes reduktor je přenášen krouticí moment na vrtulový hřídel. Maximální provozní otáčky vrtule 1 320 ot/min.

Vyrobené kusy Výčet vyrobených motorů zahrnuje jak předsériové kusy, které se účastnily letových zkoušek, tak i kusy prototypové a generátory pro vývojové zkoušky.

Generátory

G1 – Generátor pro vývojové zkoušky – 1. běh: 25. ledna 1985 G2 – Generátor pro vývojové zkoušky – 1. běh: 10. června 1985 G3 – pro měření charakteristik nízkotlakého kompresoru – 1. běh: listopad 1985 G14 – pro zkoušky v sovětském CIAM/ЦИАМ (Ústřední institut leteckých motorů / Центральный институт авиационного моторостроения) v námrazových a prašných podmínkách – zkoušky úspěšně dokonceny v roce 1992

Prototypové motory

A01 – pro první pozemní běh – 25. února 1986 A03 až A06 – vyrobeny během roku 1986 A07 – vyroben v roce 1987 pro pozemní 100h/150h vytrvalostní zkoušku A08 a A09 – vyrobeny v roce 1987 a následující rok odeslány k zástavbě do L-610 X01 (OK-130), v roce 1992 instalovány na L-610 X03 (OK-132). Na konci roku A08 určen pro zkoušky v Létající laboratoři Il-18 a nahrazen motorem A12 A10 – vyroben v roce 1987, od roku 1988 určen pro Létající laboratoř LL Il-18