เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อป Ivchenko AI-20 ( ภาษารัสเซีย: Ивченко АИ-20 ) เป็น เครื่องยนต์ เทอร์โบพร็อปของโซเวียต ที่พัฒนาโดยสำนักงานออกแบบ Ivchenkoในช่วงทศวรรษ 1950 มีการผลิตเครื่องยนต์รุ่นนี้เป็นจำนวนมาก และใช้เป็นเครื่องยนต์สำหรับทั้ง เครื่องบินขนส่ง Antonov An-12และเครื่องบินโดยสารIlyushin Il-18

เครื่องยนต์กังหันแก๊ส AI-20 เป็น เครื่องยนต์ กังหันแก๊ส เครื่องแรก ที่พัฒนาโดยสำนักงานออกแบบที่นำโดยOleksandr Heorhiiovych Ivchenko ซึ่งตั้งอยู่ที่Zaporizhzhiaสหภาพโซเวียตซึ่งก่อนหน้านี้มุ่งเน้นไปที่เครื่องยนต์ลูกสูบขนาดเล็ก เช่นเครื่องยนต์เรเดียลIvchenko AI-14และAI-26 เครื่องยนต์ นี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้เป็นเครื่องยนต์ขับเคลื่อนสำหรับเครื่องบินโดยสาร ขนาดใหญ่รุ่นใหม่ Ilyushin Il-18 และ Antonov An-10ซึ่งใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป สี่เครื่อง เพื่อแข่งขันกับ เครื่องยนต์ Kuznetsov NK-4เครื่องยนต์ทั้งสองได้รับการทดสอบในเครื่องบิน Il-18 รุ่นก่อนการผลิตจำนวน 20 ลำ แต่เครื่องยนต์ Ivchenko ได้รับเลือกสำหรับการผลิตเต็มรูปแบบ^{[ 1 ]}อาจเนื่องมาจากอุบัติเหตุที่เกิดจากความล้มเหลวระหว่างบินของเครื่องยนต์ NK-4 และอาจเนื่องมาจากความต้องการให้เครื่องยนต์ของ An-10 ของยูเครนผลิตในยูเครนด้วย^{[ 2 ]}

เครื่องบิน Il-18B ใช้เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อป Ivchenko AI-20A Series 1 จำนวน 4 เครื่อง แต่ละเครื่องให้กำลังขับขึ้น 2,985  กิโลวัตต์ (4,000 แรงม้า) และกำลังขับต่อเนื่อง 2,090  กิโลวัตต์ (2,800 แรงม้า) ที่ระดับความสูงในการบินปกติ เครื่องบิน Il-18A รุ่นแรกๆ ติดตั้งเครื่องยนต์ Kuznetsov NK-4 แต่ต่อมาเปลี่ยนมาใช้ AI-20 ส่วนเครื่องบิน Il-18B รุ่นหลังๆ ใช้เครื่องยนต์ AI-20A Series 2 ซึ่งมีกำลังเท่ากัน แต่มีการปรับปรุงทางเทคนิค ดังนั้นเครื่องบินรุ่นเก่าจึงได้รับการอัพเกรดเป็นเครื่องยนต์ Series 2 เครื่องยนต์ AI-20 ขับเคลื่อนใบพัดแบบปรับมุมได้ 4 ใบ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 4.5 เมตร (14 ฟุต 9 นิ้ว) มีส่วนครอบ ใบพัดที่โดดเด่น และใช้ระบบไฮดรอลิกในการปรับมุมใบพัด เครื่องยนต์ติดตั้งอยู่เหนือปีกและมีระบบดับเพลิงในตัว การสตาร์ทเครื่องยนต์ใช้มอเตอร์ไฟฟ้า โดยพลังงานสำหรับมอเตอร์มาจากรถเข็นภาคพื้นดิน^{[ 3 ]}

เครื่องยนต์ AI-20 เป็นเครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปแบบเพลาเดี่ยวที่มีคอมเพรสเซอร์แกนหมุน 10 ขั้นและกังหันกำลัง 3 ขั้น และได้รับการออกแบบให้ทำงานที่ความเร็วคงที่^{[ 4 ]}ปัญหาใหญ่ของเครื่องยนต์ที่ผลิตในช่วงแรกคือความน่าเชื่อถือต่ำของเครื่องยนต์ AI-20 ซึ่งมีระยะเวลาระหว่างการซ่อมบำรุง (TBO) อยู่ในช่วง 600 ถึง 750 ชั่วโมง ในที่สุดก็มีการเปิดตัวเครื่องยนต์ AI-20K ซึ่งมี TBO 2,000 ชั่วโมง – ไม่น่าประทับใจเมื่อเทียบกับมาตรฐานสมัยใหม่ แต่ถือเป็นการปรับปรุงครั้งใหญ่ ปัญหาหนึ่งที่ไม่เคยได้รับการแก้ไขคือเสียงรบกวน เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปค่อนข้างมีเสียงดัง และระดับเสียงที่สูงเป็นปัญหาสำหรับผู้โดยสาร ดังที่กล่าวมาแล้ว อายุการใช้งานหลังการซ่อมบำรุงของเครื่องยนต์ในตอนแรกนั้นค่อนข้างแย่เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ตะวันตกในยุคเดียวกัน โดยมีรายงานว่าอยู่ที่ 600–750 ชั่วโมงในปี 1964 ^{[ 5 ]}แต่ต่อมาได้รับการปรับปรุงโดยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องจนถึง 8,000 ชั่วโมง โดยมีอายุการใช้งาน 22,000 ชั่วโมงในซีรี่ส์ AI-20D 5M ^{[ 6 ]}

การผลิตแบบต่อเนื่องดำเนินการที่ Zaporizhzhia ( Motor Sich ) และที่โรงงานเครื่องยนต์ Perm ( UEC-Perm Engines ) สหภาพโซเวียตในปี 1958 และยังผลิตภายใต้ใบอนุญาตในประเทศจีนในชื่อWJ-6รวมแล้วมีการผลิต AI-20 ประมาณ 14,000 เครื่อง^{[ 7 ]}

AI-20A ซีรีส์ 1

รุ่นการผลิตเริ่มต้นของเครื่องยนต์ IL-18 รุ่นแรก มีกำลัง 2,985 กิโลวัตต์ (4,000 แรงม้า) อายุการใช้งานก่อนการซ่อมบำรุง (TBO) อยู่ที่ 200-400 ชั่วโมง

AI-20A ซีรีส์ 2

รุ่นปรับปรุงการผลิตที่มีกำลังเครื่องยนต์เท่าเดิม แต่มีการปรับปรุงทางเทคนิค เครื่องบินรุ่นเก่าได้รับการอัพเดทด้วยเครื่องยนต์ซีรีส์ 2 ระยะเวลาการใช้งานก่อนการซ่อมบำรุง (TBO) คือ (600–750 ชั่วโมง)

AI-20K

รุ่นปรับปรุงใหม่นี้เน้นเรื่องความน่าเชื่อถือและความทนทาน โดยมีระยะเวลาการใช้งานก่อนการซ่อมบำรุง (TBO) เพิ่มขึ้นเป็น 2,000 ชั่วโมง และกลายเป็นรุ่นมาตรฐานสำหรับการผลิต

AI-20M

เครื่องยนต์รุ่นนี้ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์รุ่นก่อนหน้าในทุกด้าน AI-20M เพิ่มกำลังขับขึ้นจาก 2,985 กิโลวัตต์ (4,000 แรงม้า) เป็น 3,169 กิโลวัตต์ (4,250 แรงม้า) ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการขับขึ้นภายใต้สภาวะ "ร้อนและสูง" และอนุญาตให้บรรทุกน้ำหนักขึ้นบินได้มากขึ้น นอกจากนี้ยังได้กำลังขับต่อเนื่องที่สูงขึ้น (2,700 แรงม้า) ซึ่งทำให้การบินมีประสิทธิภาพมากขึ้น ยิ่งไปกว่านั้น AI-20M ยังมีความน่าเชื่อถือที่ดี น้ำหนักเบากว่า และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมี SFC ที่ดีขึ้นมาก^{[ 3 ]}

AI-20D

รุ่นนี้มีการปรับปรุงกำลังเครื่องยนต์อย่างมีนัยสำคัญ อัตราการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงก็ดีขึ้นเล็กน้อยเช่นกัน AI-20D มักถูกเรียกอีกชื่อหนึ่งว่า AI-20D ซีรีส์ 4 กำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเป็น 5,180 แรงม้า

AI-20D ซีรีส์ 5

รุ่นนี้พัฒนาต่อยอดจากความสำเร็จของรุ่นซีรีส์ 4 พารามิเตอร์ด้านประสิทธิภาพส่วนใหญ่ยังคงเหมือนเดิม โดยมีการปรับปรุงที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคือในด้านความน่าเชื่อถือและความทนทาน ระยะเวลาการใช้งานก่อนการซ่อมบำรุง (TBO) และอายุการใช้งานได้รับการปรับปรุงเป็น 6,000 ชั่วโมง และ 20,000 ชั่วโมง ตามลำดับ

ซีรี่ส์ AI-20D 5M หรือ AI-20DM

นี่คือรุ่นสุดท้ายที่พัฒนาแล้ว AI-20DM นั้นโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับ AI-20D ซีรีส์ 5 ความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือการตั้งค่ากำลัง AI-20DM ถูกลดกำลังลงเหลือ 4,750 shp (กำลังขึ้นบิน) ซึ่งช่วยให้เครื่องยนต์มีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและ TBO เพิ่มขึ้น เวลาใช้งานก่อนการยกเครื่อง (TBO) จึงเพิ่มขึ้นเป็น 8,000 ชั่วโมง โดยมีอายุการใช้งาน 22,000 ชั่วโมง^{[ 8 ]}

ข้อมูลจาก Jane's All The World's Aircraft 1993–94, ^{[ 9 ]} เว็บไซต์ Motor Sich, ^{[ 8 ]}เครื่องยนต์เครื่องบินของโลก 1970 ^{[ 10 ]}

ลักษณะทั่วไป

• ประเภท: เครื่องยนต์เทอร์โบพร็อปเพลาเดี่ยว
• ความยาว: 3,096  มม. (121.9  นิ้ว)
• เส้นผ่านศูนย์กลาง: 450  มม. (18  นิ้ว) (ปลอกทางเข้า) ^{[ 10 ]}
• ความกว้าง : 842  มม. (33.1  นิ้ว)
• ความสูง : 1,180  มม. (46  นิ้ว)
• น้ำหนักแห้ง: 1,040  กก. (2,290  ปอนด์)

ส่วนประกอบ

• คอมเพรสเซอร์: คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน 10 สเตจพร้อมวาล์วบายพาส 4 ตัว สำหรับการสตาร์ทและการรับแรงดันชั่วขณะ
• ห้องเผาไหม้ : ทรงวงแหวน มีกรวยเผาไหม้ 10 อัน
• กังหัน : แบบไหลตามแนวแกน 3 ขั้น
• ประเภทเชื้อเพลิง: น้ำมันก๊าดสำหรับเครื่องบิน เช่นJP-4
• ระบบน้ำมัน: แบบป้อนด้วยแรงดัน หมุนเวียนเต็มรูปแบบ

ผลงาน

• กำลังขับสูงสุด: 3,170  กิโลวัตต์ (4,250  แรงม้า) (เทียบเท่า) สำหรับการบินขึ้นที่ 12,300 รอบต่อนาที ณ ระดับน้ำทะเล / (2,900  กิโลวัตต์ (3,900  แรงม้า) + 2.35  กิโลนิวตัน (529  ปอนด์))

• กำลังสูงสุดขณะบิน: 2,600  กิโลวัตต์ (3,500  แรงม้า) (เทียบเท่า) ที่ความเร็ว 630  กิโลเมตรต่อชั่วโมง (390  ไมล์ต่อชั่วโมง; 340  นอต) ที่ระดับความสูง 8,000  เมตร (26,000  ฟุต)

• ความเร็วรอบเครื่องยนต์ขณะทำงาน: 12,300 รอบต่อนาที
• รอบเครื่องยนต์ขณะเดินเบา: 10,400 รอบต่อนาที
• อัตราส่วนความดันโดยรวม : 7.6:1 (ขณะขึ้นบิน) ถึง 9.2:1 (ขณะบินปกติ)
• อัตราการไหลของมวลอากาศ: 20.7  กก./วินาที (46  ปอนด์/วินาที) ที่ 12,300 รอบต่อนาที
• อุณหภูมิทางเข้ากังหัน: TITสูงสุด 1,170  K (900  °C) ที่ระดับน้ำทะเล; JPT 833  K (560  °C)
• อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะ :

• อัตราสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงขณะบินขึ้น: 0.322  กก./กิโลวัตต์ชั่วโมง (0.529  ปอนด์/(แรงม้า⋅ชั่วโมง))
• อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงขณะล่องเรือ: 0.264  กก./กิโลวัตต์ชั่วโมง (0.434  ปอนด์/(แรงม้า⋅ชั่วโมง))

• อัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนัก : 3.07  kW/kg (1.87  shp/lb) (กำลังขับขึ้นที่เทียบเท่า) ^{[ 10 ]}

เครื่องยนต์ที่เทียบเคียงได้

• อลิสัน ที56
• บริสตอล โปรเทอุส
• เจเนอรัล อิเล็กทริก ที64
• แพรตต์ แอนด์ วิทนีย์ แคนาดา PW100
• โรลส์-รอยซ์ ไทน์

รายการที่เกี่ยวข้อง

• รายชื่อเครื่องยนต์อากาศยาน

• Motorsich ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 25 มีนาคม 2014 ที่Wayback Machine