Изменению подверглись лишь некоторые элементы АЛ-31Ф. Их называет главный конструктор Виктор Викторович Куприк:
— компрессор низкого давления из-за перепроектирования проточной части на меньший расход воздуха;
— камера сгорания — из-за перехода на газообразное топливо и обеспечения низкого уровня выбросов вредных веществ;
— наружный контур — из-за изменения внешнего диаметра компрессора низкого давления;
— система уплотнений опор — из-за перехода на лабиринтные уплотнения вместо масляных контактных уплотнений для повышения ресурса;
— система управления — в связи с применением электронной системы управления Series-4 американской фирмы «Компрессор Контролз Корпорейшн».
Ходовая часть, диски, валы, подшипники газотурбинного привода, включая и компрессор низкого давления, изменению не подвергались».
Силовая турбина для газотурбинного привода с частотой вращения 5300 об/мин была спроектирована вновь. По предложению генерального конструктора В.М. Чепкина она была объединена с нагнетателем природного газа осевого типа в одном блоке. Ее эксплуатация была начата практически без доводочных работ.
Первый образец газотурбинного привода АЛ-31СТ был собран в марте 1994 года и поступил на испытания на стенд НПО «А. Люлька-Сатурн». Один из стендов в Тураеве, предназначенных для испытаний базового двигателя АЛ-31Ф, был переоборудован для испытаний АЛ-31СТ на газообразном топливе с системой управления Series-4 для отработки запуска, системы управления, оценки характеристик. Этот образец газотурбинного привода используется и сейчас для экспериментальных работ.
Второй образец газотурбинного привода АЛ-31СТ, собранный в июне 1994 года, пройдя комплекс испытаний на стенде, в сентябре того же года поступил на компрессорную станцию «Карпинская» ДАО Тюментрансгаза для опытной эксплуатации. Газотурбинный привод АЛ-31СТ был установлен вместо газотурбинного привода НК-16СТ (КБ Н.Д. Кузнецова), при этом системы, обслуживающие газотурбинный привод в газоперекачивающем агрегате, претерпели минимальные изменения.
С сентября по декабрь 1994 года были проведены подготовительные и монтажные работы, выполнена пусконаладка. С января 1995 года начата опытная эксплуатация газотурбинного привода, наработка его за первый этап эксплуатации составила 1175 часов.
Для обеспечения непрерывной работы на выделенном для АЛ-31СТ рабочем месте на НПО «А. Люлька-Сатурн» принято решение использовать для опытной лидерной эксплуатации два газотурбинных привода АЛ-31СТ. Такое решение ускорило темп доводки АЛ-31СТ, позволило оперативно внедрить разрабатываемые мероприятия с проверкой их в реальных условиях эксплуатации. Оперативному внедрению мероприятий способствовал созданный на базе Краснотурьинского производственно-технического предприятия ДАО Тюментрансгаза (в 12 км от компрессорной станции «Карпинская») центр диагностики и восстановительного ремонта. Ряд мероприятий, требующих частичной разборки газотурбинного привода, был внедрен в условиях центра. Там же проводилась углубленная инспекция состояния элементов газотурбинного привода. Центр диагностики сократил сроки внедрения и контроля.
«Модульная конструкция газотурбинного привода АЛ-31СТ, — по словам Валерия Вадимовича Белоконя, — обеспечивает замену узлов без дополнительных работ по подгонке, балансировке и испытаниям».
Центр диагностики и восстановительного ремонта, который мы создали совместно со специалистами Газпрома, позволяет выполнять многие трудоемкие технологические операции: комплексное диагностирование технического состояния, замену модулей, отдельных узлов, и деталей, частичную разборку для устранения повреждений лопаток компрессора, промывку и очистку узлов и деталей.
Поэтому цикл восстановительного ремонта не превышает 15–20 дней, а это очень удобно и важно для эксплуатации.
В 1996 году АЛ-31СТ прошел межведомственные испытания и рекомендован для серийного изготовления.
На Уфимском машиностроительном производственном объединении под руководством генерального директора Валерия Павловича Лесунова началось освоение его серийного производства.
По всем параметрам и характеристикам он полностью соответствует требованиям технического задания, согласованного с РАО «Газпром».
По сравнению с приводом НК-16СТ Самарского ОКБ, для замены которого используется АЛ-31СТ, он имеет расход топливного газа на 900—1000 кг/ч меньше. При средней годовой наработке газоперекачивающего агрегата 5600 часов экономия в расходе топливного газа при использовании газотурбинного привода АЛ-31СТ составляет 8 000 000 нм3, что соответствует экономии 400 000 долларов США в год.
Необходимо также отметить низкий уровень безвозвратных потерь масла (0,28…0,30 кг/ч), что тоже вместе с периодичностью технического обслуживания через 2000–3000 часов вносит экономию в эксплуатационные расходы.
Конструкторы продолжают работу по дальнейшему совершенствованию конструкции газотурбинного привода, его характеристик, снижению трудоемкости изготовления.
Для улучшения эксплуатационной технологичности разработана компоновка и изготовлен газотурбинный привод с «нижним» расположением коробки приводов агрегатов.
При создании АЛ-31СТ широко использовали отечественный и зарубежный опыт.
Назначенному в 1993 году руководителем проекта турбонагнетателя И. Уварову довелось участвовать совместно со специалистами итальянских, английских, голландских, американских фирм в создании автоматического управления газотурбинных приводов, познакомиться с уровнем зарубежной техники, с организацией труда на их фирмах.
«Наше руководство предоставило возможность, — говорит И. Уваров, — посетить фирму «Купер-Ройлс» в США для знакомства с изготовлением современных нагнетателей природного газа. Довольно много приходилось участвовать в переговорах с представителями различных фирм Англии, США, Китая, Швейцарии. Все это пригодилось при создании АЛ-31СТ. В 1995 году меня назначили начальником отдела компрессоров и турбин. Ежегодно на международном симпозиуме компрессорщиков в Санкт-Петербурге мы с В.А. Фаминским были представителями нашего предприятия, активно участвуя в семинарах этого симпозиума».
«Опыт эксплуатационных испытаний АЛ-31СТ, — утверждает Н.Н. Булычев, — существенно помог конструкторам при доводке авиационных двигателей, так как современный двигатель военного назначения должен иметь увеличенный до 1500–2000 часов ресурс. Мероприятия по дефектам, возникшим при работе более 1000 часов на испытаниях АЛ-31СТ, были успешно внедрены и в авиационный двигатель».
В начале эксплуатации двигателя отмечались некоторые неисправности. Самым серьезным дефектом был выход из строя межроторного подшипника, расположенного между вращающимися валами турбин низкого и высокого давления. Для его устранения была спроектирована и изготовлена опора турбины высокого давления, на которую установили подшипники по классической схеме. Двигатель с такой компоновкой турбины прошел испытания и внедрен в серию на Уфимском машиностроительном производственном объединении.
