Пд 14 сравнение с зарубежными. Теперь "Сделано у нас" и в Telegram
ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-14
TURBOFAN BYPASS ENGINE PD-14
19.01.2018
В Центральном институте авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») на разгонном стенде проведены испытания по определению стойкости вентилятора двигателя ПД-14 (головной разработчик – АО «ОДК-Авиадвигатель») к попаданию крупной одиночной птицы.
Экспериментальной работе предшествовала серьезная подготовка. Стенд прошел существенную модернизацию. Были изготовлены специальная пушка и стапель для ее крепления. В ходе подготовительных работ проведена серия калибровочных испытаний для подтверждения возможности заброса в вентилятор крупной птицы в критическое сечение лопатки и проверки удержания гильзы в пушке.
Испытание c забросом птицы прошло успешно в регламентированных в соответствии с требованиями действующих норм летной годности условиях. В процессе испытания были проведены высокоскоростная видеосъемка процесса и измерение вибраций, которые важны для последующих расчетов.
Проведение двух инженерных испытаний на разгонном стенде ЦИАМ (с забросом крупной птицы и с обрывом рабочей лопатки), а также сертификационного испытания на базе пермского КБ по обрыву рабочей лопатки вентилятора показало, что критичность обрыва лопатки вентилятора на двигателе выше, чем критичность попадания в двигатель крупной одиночной птицы. Таким образом, сертификационное испытание двигателя с забросом крупной птицы можно не проводить, что обеспечивает значительное сокращение затрат времени и средств при сертификации двигателя.
Пресс-служба ЦИАМ
28.01.2018
АО «ОДК-Пермские моторы» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) подписало с ПАО «Корпорация «Иркут» (входит в Объединенную авиастроительную корпорацию) договор на поставку двигательных установок ПД-14 для летных испытаний самолета МС-21.
ПД-14 - базовый турбовентиляторный двигатель, который создается в широкой кооперации предприятий ОДК для авиалайнера МС-21 с применением новейших технологий и материалов, в том числе, композитных.
Поставки начнутся в конце 2018 г. К этому времени двигатель ПД-14 должен получить сертификат типа Федерального агентства воздушного транспорта (Росавиация). Начало летных испытаний самолета МС-21 с двигательными установками ПД-14 запланировано на 2019 г. Их завершение и получение сертификата типа воздушного судна МС-21 с двигателями ПД-14 планируется в 2021 г.
«Подписание контракта с Корпорацией «Иркут» - это конкретный шаг к тому, что наши двигатели поднимут в небо новейший российский лайнер, - заявил управляющий директор АО «ОДК-Пермские моторы» Сергей Попов. - Завод готов обеспечить поставку ПД-14 в установленные сроки».
В декабре 2017 г. ОДК начала в ЛИИ им. М.М. Громова (г. Жуковский, Московская обл.) третий этап летных испытаний двигателя ПД-14 в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Он проводится с участием представителей сертифицирующих органов и должен официально подтвердить итоги первых двух этапов. Параллельно продолжаются различные специальные наземные испытания ПД-14.
28.01.2018
Уфимское предприятие Объединенной двигателестроительной корпорации (входит в Госкорпорацию Ростех) ПАО «ОДК-УМПО» осваивает производство деталей и сборочных единиц (ДСЕ) новейшего российского гражданского авиационного двигателя пятого поколения ПД-14.
ПД-14 - базовый турбовентиляторный двигатель, который создается в широкой кооперации предприятий ОДК для авиалайнера МС-21 с применением новейших технологий и материалов, в том числе, композитных. ОДК в настоящее время проводит в ЛИИ им. М.М. Громова (г. Жуковский, Московская обл.) третий этап летных испытаний двигателя ПД-14 в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Параллельно продолжаются различные специальные наземные испытания ПД-14.
За ОДК-УМПО закреплено изготовление более 30% ДСЕ двигателя ПД-14. В зону ответственности предприятия вошло изготовление полых рабочих лопаток вентилятора, разделительного корпуса, ротора компрессора высокого давления, отливок для корпуса приводных агрегатов, центрального привода и валопровода, а также разработка конструкторской документации и изготовление модуля турбины низкого давления с задней опорой.
«Освоение двигателя находится на финишной прямой, следующей задачей станет выход на серию, - говорит управляющий директор ПАО «ОДК-УМПО» Евгений Семивеличенко. - Уверен, что приобретенный в нашем объединении опыт изготовления деталей и узлов двигателя для ПД-14 имеет важнейшее значение и перспективы для участия в проекте ПД-35».
ПД-14 обладает проверенной современной конструкцией турбовентиляторного двигателя: компактная двухвальная схема, прямой привод вентилятора, оптимальная степень двухконтурности, эффективный газогенератор, цифровая САУ с полной ответственностью (типа FADEC). Модульная конструкция двигателя в совокупности с цифровой САУ, встроенной системой диагностики и предлагаемой эффективной системой послепродажного обслуживания обеспечивают успешное применение концепции эксплуатации двигателя по техническому состоянию.
Головной исполнитель по программе ПД-14 - АО «ОДК», головной разработчик - АО «ОДК-Авиадвигатель», головной изготовитель - АО «ОДК-Пермские моторы» (оба предприятия входят в ОДК). Это первая полностью российская силовая установка для пассажирских авиалайнеров, созданная в России за последние десятилетия.
Объединенная двигателестроительная корпорация
10.10.2018
Дочерние компании Госкорпорации Ростех – Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК) и Всероссийский институт легких сплавов (ВИЛС) – увеличат ресурс компонентов двигателя ПД-14 за счет использования в его конструкции нового жаропрочного гранулируемого сплава.
Новый сплав применен в дисках компрессора высокого давления и турбине двигателя ПД-14, создаваемого для первого российского ближне-среднемагистрального самолета МС-21. По текущим оценкам, его внедрение наряду с другими инновационными техническими решениями позволит повысить ресурс этих компонентов отечественных двигателей для гражданской авиации с 5 до 30 тыс. полетных циклов.
«ПД-14 является результатом работы широкой кооперации наших предприятий. Примененные в нем инновационные решения, в том числе новые сплавы, позволили создать действительно современный, мощный и высокоресурсный авиационный двигатель. Первый полет прототипа МС-21 с ПД-14 запланирован на второй квартал 2019 года. Поставки ПД-14 для МС-21 начнутся с 2021 года», – отметил индустриальный директор авиационного кластера Ростеха Анатолий Сердюков.
В 2019 году Всероссийский институт легких сплавов проведет в интересах ОДК еще ряд исследований, которые позволят расширить применение данной технологии в двигателях гражданской авиации. Они включают в себя разработку новых сплавов и изделий на их основе для семейства двигателей нового поколения ПД-35.
Ростех
19.10.2018
Росавиация выдала сертификат типа на новый российский двигатель ПД-14 для пассажирского самолета МС-21, сообщила пресс-служба Минпромторга РФ.
«Авиационный двигатель ПД-14 получил сертификат типа. Документ был подписан руководителем Федерального агентства воздушного транспорта (Росавиация) Александром Нерадько», - говорится в сообщении.
Разработкой и производством силовой установки занимается Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК). Ожидается, что до конца 2018 года будет произведено и поставлено корпорации «Иркут» (разработчик и производитель самолета МС-21) три серийных двигателя ПД-14.
«Фактически, получение сертификата типа подтверждает готовность ПД-14 к реализации и эксплуатации. Можно констатировать: успешно создан первый в современной России турбореактивный двигатель для гражданской авиации», – приводятся в релизе слова министра промышленности и торговли Дениса Мантурова. Следующим этапом реализации проекта станет валидация сертификата типа ПД-14 в Европейском агентстве по безопасности полетов (EASA), которая намечена на 2019 год.
РИА Новости
25.10.2018
Пермское АО «ОДК-СТАР» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех) успешно завершило квалификационные испытания системы автоматического управления (САУ) для российского гражданского двигателя нового поколения ПД-14. Система соответствует лучшим мировым аналогам и отвечает всем современным требованиям по ресурсам, срокам службы и показателям надежности.
ПД-14 – базовый двигатель, разработанный в широкой кооперации предприятий ОДК для авиалайнера МС-21-300 с применением новейших технологий и материалов, в том числе композитных. ПД-14 превосходит по экологичности находящиеся в эксплуатации зарубежные аналоги, параметры двигателя обеспечивают снижение удельного расхода топлива на крейсерском режиме на 10-15%. В октябре 2018 г. ПД-14 получил Сертификат типа Федерального агентства воздушного транспорта (Росавиация).
Росавиацией выдано свидетельство о годности комплектующего изделия категории А на входящий в состав комплексной электронно-гидромеханической системы управления двигателем ПД-14 с полной ответственностью (типа FADEC – Full Authority Digital Engine Control System) электронный регулятор двигателя РЭД-14. По другим агрегатам системы также завершены все квалификационные испытания, получено одобрение АО «ОДК-Авиадвигатель» на использование агрегатов в составе двигателя ПД-14.
«Создание и успешная сертификация сложнейшей системы управления двигателем ПД-14 – это качественный скачок вперед для всей отрасли агрегатостроения России и серьезный задел для перспективных разработок, – отметил управляющий директор АО «ОДК-СТАР» Сергей Остапенко. – В настоящий момент мы готовимся к серийному производству САУ ПД-14″.
Система управления двигателем ПД-14 обладает огромными показателями надежности – она способна работать без гидромеханического резерва (когда электроника отвечает за все режимы работы двигателя – от запуска до остановки). В конструкции агрегатов САУ ПД-14 применяются только современные российские компоненты и элементная база.
«Для Росавиации – большая ответственность и одновременно большая честь принимать участие в работах, имеющих отношение к самым передовым и наукоемким разработкам в области отечественного двигателестроения, – отметил Руководитель Федерального агентства воздушного транспорта Александр Нерадько. – Успешно пройденная АО «ОДК-СТАР» сертификация системы управления двигателем ПД-14 дает перспективный «зеленый свет» российскому двигателю ПД-14 не только в России, но и за ее пределами».
Пресс-служба ОДК
24.12.2018
ОДК ВРУЧЕН СЕРТИФИКАТ ТИПА НА ГРАЖДАНСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ ПД-14
Объединенной двигателестроительной корпорации (входит в Госкорпорацию Ростех) вручен Сертификат типа Росавиации на гражданский авиационный двигатель нового поколения ПД-14, созданный ОДК для российского авиалайнера МС-21.
Торжественная церемония состоялась 21 декабря в Москве в Минпромторге России. В присутствии министра промышленности и торговли Российской Федерации Дениса Мантурова и генерального директора АО «ОДК» Александра Артюхова Сертификат типа на двигатель ПД-14 был вручен руководителем Росавиации Александром Нерадько управляющему директору – генеральному конструктору АО «ОДК-Авиадвигатель» Александру Иноземцеву.
Двигатель ПД-14 разработан в широкой кооперации предприятий ОДК для узкофюзеляжного среднемагистрального самолета МС-21-300 с применением новейших технологий и материалов, в том числе композитных. Это первый с 1980-х гг. полностью российский турбовентиляторный двигатель для гражданской авиации и первый отечественный двигатель, изначально разработанный в соответствии с международными нормами и требованиями.
«Этот, безусловно, уникальный по сложности и перспективам проект открывает новую страницу в истории российской конструкторской мысли. ПД-14 превосходит по экологичности находящиеся в эксплуатации зарубежные аналоги, параметры двигателя обеспечивают снижение удельного расхода топлива на крейсерском режиме на 10-15%. Хотя впереди еще испытания двигателя на МС-21, уже сейчас можно сказать, что благодаря проделанной вами работе наша страна восстанавливает свои компетенции в двигателестроении», – заявил министр промышленности и торговли Российской Федерации Денис Мантуров.
«Получение Сертификата типа на двигатель ПД-14 - это значительный успех российского авиационного двигателестроения и связанных с ним отраслей», - сказал генеральный директор АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» Александр Артюхов, отметив, что речь идет о коллективном труде.
По его словам, свою эффективность доказал новый формат организации работ.
Денис Мантуров за большой личный вклад в разработку и сертификацию двигателя ПД-14 вручил награды Минпромторга России сотрудникам ОДК – начальнику отделения динамики и прочности АО «ОДК-Авиадвигатель» Игорю Андрейченко, старшему мастеру производственного участка цеха АО «ОДК-Пермские моторы» Василию Аликину, заместителю начальника цеха ПАО «ОДК-УМПО» Евгению Кудрявцеву, заместителю начальника цеха по производству АО «НПЦ газотурбостроения «Салют» Виктору Воронову, заместителю начальника механического цеха компрессорных и турбинных лопаток по лопаточному производству АО «ОДК-Авидвигатель» Виктору Злобину, начальнику конструкторского отдела термодинамических расчетов АО «ОДК-Авиадвигатель» Марату Идиятуллину, начальнику цеха ПАО «ОДК-Сатурн» Александру Павлову.
Разработка двигателя ПД-14 осуществлялась в рамках государственной программы Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы». Проект инициирован ОДК в целях обеспечения альтернативных поставок авиационных двигателей для перспективных российских среднемагистральных самолетов.
ПД-14 обладает проверенной современной конструкцией турбовентиляторного двигателя: компактная двухвальная схема, прямой привод вентилятора с полыми рабочими лопатками, оптимальная степень двухконтурности, эффективный газогенератор, цифровая САУ с полной ответственностью (типа FADEC). Все это позволяет добиться высокой надежности и технологичности и снизить расходы. Модульная конструкция двигателя в совокупности с цифровой САУ, встроенной системой диагностики и организацией системы ППО обеспечивают успешное применение концепции эксплуатации двигателя по техническому состоянию. В ходе реализации программы были разработаны и внедрены 16 новых технологий, которые позволили достичь высоких параметров двигателя.
Головной исполнитель по программе ПД-14 - АО «ОДК», головной разработчик - пермское АО «ОДК-Авиадвигатель», головной изготовитель - АО «ОДК-Пермские моторы» (оба предприятия входят в ОДК).
Пресс-служба ОДК
02.03.2019
АО УНПП «Молния» холдинга «Технодинамика» Госкорпорации «Ростех» завершило ОКР по разработке системы зажигания для двигателя ПД-14 российского ближне-среднемагистрального узкофюзеляжного пассажирского самолёта МС-21 в составе агрегата зажигания ПВФ-22-20-10МД, свечей зажигания СП-14МС и высоковольтных проводов зажигания ПЗВ-14Д1кл.М, ПЗВ-14Д2кл.М.
Холдинг «Технодинамика»
Разговоры о технической отсталости российской промышленности звучат привычным назойливым фоном, а все, что из этого фона выбивается, почему-то не вызывает такого же взрывного интереса, как политические скандалы или личная жизнь медиаперсон. Так и проходят мимо события поистине выдающегося масштаба. В подмосковном Жуковском начались летные испытания первого полностью российского авиадвигателя для гражданских самолетов. И этот двигатель готов к конкуренции с продукцией мировых грандов.
Олег Макаров
Как известно, российский гражданский авиапром оказался в последние десятилетия в сложном положении. Нет, самолеты, которые летают, у нас делать не разучились. Но на мировом рынке авиаперевозок требуется техника, отвечающая высоким эксплуатационным требованиям, особенно в части экономичности, уровня шума и экологической чистоты. Большинству из этих требований спроектированные в советское время пассажирские самолеты не соответствовали или, во всяком случае, проигрывали по этим показателям конкурентам из Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.
ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.
Своего не было
Первую в новой России попытку создать конкурентоспособный продукт предприняла компания «Гражданские самолеты Сухого» со своим Superjet 100. Создателей этого регионального лайнера часто упрекали в том, что, дескать, машину назвать российской можно лишь условно — слишком много в ней импортных комплектующих. Взять, например, двигатели, составляющие порядка трети цены самолета. На Superjet 100 установлены SaM-146 совместного производства французской компании Snecma и российского НПО «Сатурн». Однако самая сложная и дорогая часть турбовентиляторного двигателя — газогенератор (компрессоры, камера сгорания, турбина высокого давления) — решение от французского партнера. И лишь «холодную» часть — вентилятор и вращающую его турбину низкого давления — разрабатывали в Рыбинске на НПО «Сатурн».
Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.
Иными словами, на момент проектирования Superjet российской промышленности почти нечего было предложить авиастроителям. Своего конкурентоспособного двигателя для регионального самолета у России не было. Как и многого другого. Однако сегодня ситуация изменилась. Новый среднемагистральный лайнер МС-21 (вероятное название в серии Як-242) уже в значительно меньшей степени будет зависеть от кооперации с иностранными поставщиками. И хотя, как это принято, заказчик самолета получит право выбора и сможет отдать предпочтение силовой установке иностранного производства, российские двигатели для МС-21 будут. Точнее, они уже есть.
ПД-14 относится к турбовентиляторным двигателям, в которых потоки из двух контуров не смешиваются. Воздух из второго «холодного» контура истекает из соплового насадка, имеющего волнистые края.
Параметры мирового уровня
Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3. Это современный показатель как для отечественных турбовентиляторных двигателей, так и для зарубежных. Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.
«Чужак» под крылом
Пока первый летный образец МС-21 только строится, ПД-14 поднимается в небо. Он подвешен к пилону летающей лаборатории Ил-76 ЛЛ вместо одного из четырех штатных двигателей. Тесты проводят летчики-испытатели и инженеры входящего в Объединенную авиастроительную корпорацию знаменитого Летно-испытательного института (ЛИИ им. М.М. Громова), а также представители производителя — ОАО «Авиадвигатель». Экспериментальный двигатель со штатными «иловскими» перепутать трудно, так как его размеры превышают размеры штатного Д-30КП-2. Достаточно сказать, что только диаметр входа в вентилятор равен 1,9 м.
О технологиях подготовки и проведения испытаний перспективного российского двигателя «Популярной механике» рассказал Анатолий Дмитриевич Кулаков, заместитель генерального директора ЛИИ им. М.М. Громова по испытаниям силовых установок. Как удалось узнать из нашего разговора, прежде чем двигатель смог отправиться в свой первый полет, специалистам института пришлось решать множество сложнейших инженерных задач. Первой из них стал выбор летающей лаборатории (ЛЛ). В распоряжении ЛИИ есть несколько ЛЛ, созданных на базе самолета Ил-76, но не на каждой можно проводить испытания именно ПД-14. Многое зависит от массы силовой установки (выдержит ли вес крыло?) и тяги, создаваемой ПД-14. Выбор пал на Ил-76 ЛЛ с усиленным крылом, на котором можно разместить силовую установку весом до 9 т и тягой двигателя до 25 000 кгс. Однако этот самолет последний раз привлекался к испытаниям в 1996 году. Тогда к нему подвешивали уникальный винто-вентиляторный двигатель Д-27, предназначавшийся к использованию на украинско-российском самолете Ан-70. После почти двух десятилетий простоя необходимо было восстановить летную годность Ил-76 ЛЛ, для чего составили специальную программу при активном участии ОАО «АКБ им. С.В. Ильюшина». На самолете-ветеране заменили значительную часть оборудования, в том числе пилотажного и навигационного, и получили все необходимые заключения о том, что ЛЛ может отправляться в полет. Что дальше? Подвесить двигатель и начинать испытания? Нет! Все не так просто.
На фото можно увидеть перспективный российский двигатель без гондолы.
Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике отечественного двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). Таким образом, у двигателя уже есть крепление, рассчитанное на пилон МС-21, и к крылу Ил-76ЛЛ оно не подходит. Специалистам ЛИИ пришлось конструировать специальную силовую проставку — переходник между креплениями пилона МС-21 и крыла Ил-76ЛЛ.
На этом фото запечатлен процесс подвешивания гондолы с двигателем к пилону летающей лаборатории. Для соединения креплений разных типов применен специальный силовой переходник.
Куда девать энергию?
Самая же главная инженерная проблема в том, что новый двигатель не может испытываться под управлением штатных систем ЛЛ. В лаборатории необходимо воссоздать все системы управления экспериментальной силовой установкой, схожие с теми, что будут использованы на МС-21, а также достоверно воспроизвести все нагрузки, под которыми будет работать двигатель. С этой целью перед испытаниями необходимо было сконструировать и встроить в летающую лабораторию все соответствующее оборудование.
Двигатель не только создает реактивную тягу, он — энергетическое сердце самолета. С помощью вала и редуктора вал турбины высокого давления связан с КПСА (коробкой приводов самолетных агрегатов). В КПСА передаваемый туда крутящий момент «разбирается» электрогенератором и гидравлическими насосами. Сейчас от двигателей требуется как можно больше электрической мощности, особенно ввиду тенденции к замене ряда гидравлических приводов электрическими. На Ил-76ЛЛ установлена система отбора электрической мощности. Отбираемая от генератора мощность реализуется в специальных тепловых электрозагружателях (ТЭН), которые установлены в обтекателях, обдуваемых в полете наружным воздухом.
На заднем плане виден главный пульт управления опытным двигателем: сидя за этим пультом, ведущий инженер ЛИИ управляет режимами ПД-14 в ходе испытательного полета. Ближе к нам — рабочие места других специалистов, отслеживающих параметры работы двигателя.
Кроме крутящего момента от двигателя отбирается сжатый воздух, который поступает в системы самолета МС-21. Отбор воздуха для разных целей производится в нескольких точках газогенератора. Например, после третьей ступени компрессора отводится воздух для нужд кондиционирования пассажирского салона МС-21. На летающей лаборатории нет системы отбора воздуха с параметрами системы кондиционирования, аналогичной той, что будет в МС-21, так как отбор сжатого воздуха — это отбор мощности от двигателя, а значит, во время испытаний эта нагрузка также должна быть реализована. ЛЛ также насыщена контрольно-измерительным оборудованием. При эксплуатации серийного двигателя бортовой параметрический самописец регистрирует 30−40 параметров работы установки. В ходе испытаний с экспериментального двигателя, оборудованного множеством датчиков, снимается 1066 параметров. Данные поступают на центральный сервер, на пульт ведущего инженера в грузовой кабине Ил-76ЛЛ, на дисплей в кабине пилотов, по радиоканалу в наземный контрольный пункт и непосредственно специалистам в Пермь, в ОАО «Авиадвигатель».
Рабочее место одного из инженеров, участвующих в испытаниях, и шкаф с вычислительной техникой, анализирующей данные с помощью специально разработанного ПО.
Соло на одном моторе
Когда наступает время поднять ЛЛ в воздух, в кресла летного экипажа садятся опытнейшие летчики-испытатели ЛИИ им. М.М. Громова. В грузовой кабине места у пультов занимают инженеры-испытатели. В распоряжении пилотов все обычные системы управления самолетом Ил-76ЛЛ и его двигателями. И только экспериментальным двигателем управляет ведущий инженер-испытатель из ЛИИ. Рядом с ним за центральным пультом еще один представитель ЛИИ и инженер от предприятия-разработчика ПД-14. «Взлетаем мы на трех двигателях по специальной методике, чтобы из-за несимметричной тяги самолет не слетел с полосы, — рассказывает Александр Крутов, заслуженный летчик-испытатель, Герой России, начальник Школы летчиков-испытателей ЛИИ. — На данной стадии испытаний на взлете опытный двигатель работает только на малом газе. Сначала прогреваем три штатных двигателя. Потом второй двигатель, симметричный опытному, убираем на малый газ и потихоньку начинаем разбег. Выводим на взлетный режим 1-й и 4-й штатные двигатели. Затем в процессе разбега плавно выводим 3-й штатный двигатель на взлетный режим. Отрываемся на трех, набираем высоту. Так удается на взлете избежать опасных разворачивающих моментов».
Уже после набора высоты ведущий инженер-испытатель, в распоряжении которого находится установленный на главном пульте рычаг управления опытного двигателя, приступает непосредственно к испытаниям. Первая программа инженерных испытаний ПД-14 рассчитана всего на 12 часов полетов. По завершении каждого полета полученная информация анализируется специалистами ЛИИ, и представители ОАО «Авиадвигатель» внимательно осматривают узлы двигателя, оценивают его состояние, устраняют возможные недоработки. Конечно, первой серией испытательных полетов все не закончится. Двигатель ждут новые испытания с большими нагрузками, в том числе в условиях высокогорья, сильной жары и лютого холода. Но уже сейчас, по утверждениям специалистов ЛИИ, участвующих в испытаниях, характеристики двигателя ПД-14 соответствуют расчетным данным на проверенных режимах.
Предлагаю фрагмент интервью с Александром Иноземцевым, генеральным конструктором ОАО "Авиадвигатель".
- Сегодня пермское КБ - головной разработчик семейства двигателей на базе унифицированного газогенератора для авиации, энергетики и транспорта газа. Базовым двигателем нового семейства станет ПД-14. Расскажите, пожалуйста, подробнее об этом проекте.
Цель Проекта "Двигатели для самолетов МС-21" - создание российского коммерческого двигателя для наиболее емкой ниши мировой гражданской (коммерческой, магистральной) авиации - ближнее - среднемагистральных самолетов пассажировместимостью 130…180 мест, который будет конкурентоспособен с перспективными зарубежными двигателями аналогичного назначения, вводимыми в эксплуатацию в 2014…2016 гг., по техническим характеристикам и экономической эффективности.
По сравнению с современными серийными авиационными двигателями: российским ПС-90А (Ил-96, Ту-204, Ил-76) и франко-российским SaM146 (SSJ-100) при разработке ПД-14 сделан качественный рывок в основных параметрах, в том числе: по степени двухконтурности (в 2 раза), температуре газа перед турбиной (на 100 К), суммарной степени сжатия в компрессоре (на 20…50 %). Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 12…16 % и соответствие перспективным экологическим требованиям по шуму и эмиссии вредных веществ.
Указанный рывок обеспечивается применением передовых технологий проектирования.
Нашими партнерами в короткий срок освоены новые уникальные технологии изготовления деталей и узлов нового двигателя:
Технология изготовления пустотелой титановой рабочей лопатки вентилятора (осваивается на УМПО) позволяет снизить массу детали на 30%, что дает суммарное снижение массы двигателя на 8-10%. Внедрение на "Пермском моторном заводе" технологии изготовления монокристаллических рабочих лопаток турбины из сплавов нового поколения с защитным керамическим покрытием второго поколения позволило поднять температуру газа перед турбиной до 2000 К. Технология изготовления деталей мотогондолы и двигателя из полимерных композиционных материалов (до 65% деталей мотогондолы (по массе) из ПКМ) снижает общую массу силовой установки на 7…8%. С целью обеспечения ресурсных характеристик и последующей сертификации двигателя c применением 3-й стратегии управления ресурсом впервые в российском двигателестроении развернута работа по созданию банка механических характеристик конструкционных материалов, применяемых в двигателе.
ПД-14 конкурирует с перспективными продуктами аналогичного назначения лидеров мирового авиадвигателестроения: двигателями PW1400G (самолет МС-21) и PW1100G (самолет А320NEO) компании Pratt & Whitney, а также двигателями Leap-1А (самолет А320NEO) и Leap-1В (самолет В737 МАХ) консорциума CFMI (компании General Electric и Snecma).
По заключению ГНЦ РФ ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова" двигатель ПД-14 не уступает конкурентам по сумме технико-экономических параметров. Комплексная оценка экономической эффективности двигателя ПД-14 в составе самолета МС-21, выполненная ОАО "НПК "Иркут", показала, что двигатель ПД-14 конкурентоспособен в сравнении с двигателем PW1400G.
Необходимо подчеркнуть, что все конструкторские наработки и технологические решения могут быть использованы в перспективных программах создания газотурбинных двигателей различного назначения.
Сегодня Проект двигателя "Двигатели для МС-21"находится на этапе разработки рабочей конструкторской документации, по которой начнется изготовление опытных двигателей для проведения для стендовых, сертификационных и летных испытаний.
Этому предшествовали несколько важных этапов проекта:
- Разработка научно-технического задела проекта, который позволил спроектировать узлы и системы двигателя с использованием самых передовых технологических и конструкторских достижений в авиационном двигателестроении;
- Разработка, освоение производства и проведение квалификации новых материалов и сплавов с самыми передовыми свойствами, без которых невозможно создать двигатель с конкурентоспособными характеристиками;
- Изготовление опытных узлов двигателя и исследование их характеристик на специальных стендах;
- Изготовление и проведение испытаний опытных газогенераторов (газогенератор - это основа, ядро авиационного двигателя);
- Изготовление и испытание двигателя демонстратора технологий на котором были проверены основные идеи, заложенные в проекте.
Задачи проекта чрезвычайно амбициозны и сложны, цена ошибки крайне велика, поэтому для его технической реализации были привлечены наиболее дееспособные двигателестроительные ресурсы России. Это ОАО "Пермский моторный завод", ОАО "НПО "Сатурн", ОАО "УМПО", ОАО "НПП "Мотор", ОАО "Инкар", ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют". Вкладываются значительные федеральные средства в технологическое переоснащение этих предприятий.
К участию в Проекте привлечены и профильные институты: ГНЦ РФ ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", ФГУП "ВИАМ", ОАО "ВИЛС", ОАО "ЛИИ им. Громова", ФГУП "ЦАГИ им. Жуковского" и др.
В настоящее время ведутся работы по выпуску конструкторской документации, в т.ч. на оборудование летающей лаборатории для начала летных испытаний, высотных стендов ЦИАМ, увеличивается количество изготовленных опытных узлов, газогенераторов, все интенсивнее идут испытания.
Последовательно решается глобальная российская проблема отсутствия серийного производства специализированных деталей и узлов авиационного двигателестроения из полимерных конструкционных материалов. В рамках создания семейства двигателей на базе унифицированного газогенератора создана промышленная лаборатория разработки технологии и изготовления деталей из ПКМ на базе пермского национального исследовательского технического университета.
Проекты такого масштаба и сложности невозможно реализовать без широкого применения передовых информационных технологий и оборудования:
- создания и использования для сложных расчетов вычислительных кластеров;
- трехмерного проектирования деталей и узлов двигателя с использованием цифровых безбумажных технологий;
- создания двигателя в кооперации с другими предприятиями с реализацией, впервые в практике отечественного двигателестроения, полнофункционального территориально распределенного ведения электронного проекта двигателя;
- обмена конструкторскими данными между предприятиями - соисполнителями в системе Teamcenter Multisite Collaboration;
- широкого применения видеоконференцсвязи при проведении организационных и технических совещаний.
- Рассматривается ли перспектива оснащения самолетов Ту-204СМ двигателями ПД-14М? Ведутся ли работы в этом направлении, на каком этапе они находятся?
Работа по привязке двигателя ПД-14М к самолету Ту-204СМ в настоящее время не ведется. При определенных условиях, двигатель ПД-14М возможно установить на самолете Ту-204СМ, но при этом потребуется провести серьезный объем работ по модернизации самолета и его систем, а также выполнить доработку самого двигателя для обеспечения его интеграции на самолете. После чего предстоит провести цикл сертификационных испытаний двигателя и самолета. Весь перечисленный объем работ потребует значительных финансовых затрат, и работа по замене двигателя на самолете целесообразна при большой заинтересованности экслуатантов в данном варианте самолета. Тем не менее, этот двигатель входит в семейство двигателей ПД-14 и рассматривается нами в перспективном бизнес-плане.
Создание авиамоторов собственного производства позволит отечественной авиапромышленности выйти на новый качественный уровень. Современный авиационный газотурбинный двигатель ПД 14 является лучшей разработкой, в сравнении с предыдущими аналогами, выпущенными в последние годы. В конструкцию силового агрегата турбовентиляторного типа входит вентилятор большого диаметра. Это необходимо для подачи в двигатель воздуха в больших количествах. Воздушная струя создает условия для создания необходимого тягового усилия.
Устройство и принцип действия двигателя ПД 14
Внутреннее строение авиамоторов напоминает по конструкции ракетные модели. При этом вместо последних ступеней здесь установлен привод вентилятора. Авиационный двигатель ПД 14, как и все существующие механизмы, обладает определенными преимуществами и недостатками.
Основные достоинства ПД 14:
- Повышенная экономичность (расход топлива уменьшен на 12-16%).
- Возможность широкого применения в самолетах, работающих на маршрутах различной дальности.
- Совместимость с различными моделями самолетов, выпущенных ранее.
- Оснащение системой шумопоглощения, обладающей высокой эффективностью.
К имеющимся недостаткам относятся следующие факторы:
- Большой вес.
- Габариты.
Это создает большое сопротивление набегающим воздушным потокам при полетах.
В сравнении с классическими авиадвигателями отечественного производства, выпущенными ранее, ПД-14 обладает многочисленными конструктивными отличиями и улучшенными техническими характеристиками.
Чаще всего его сравнивают с мотором ПС-90А, который установлен на самолетах ИЛ-76, ТУ-14. В сравнении с предыдущей моделью, новый силовой агрегат более технологичен, имеет больше возможностей, увеличены основные рабочие показатели:
- степень двухконтурности – вдвое;
- температура газа у входа в турбину – на 100°К;
- степень сжатия топлива – на 20-50%.
Двигатель ПД 14 технические характеристики
Представленные характеристики двигателя ПД 14 позволяют понять, насколько данная модель опережает своих предшественников по техническим параметрам и эксплуатационным возможностям. Это позволило существенно увеличить длительность эксплуатационного срока силового агрегата. На примере военно-транспортного самолета ИЛ 76 с установленным ПД-14, видно, насколько улучшены характеристики данного воздушного судна:
- Увеличена дальность полета до 4,8 тыс. км с нагрузкой, равной 6 000 кг; до 10,9 тыс. км – без нагрузки, соответственно.
- Снижено потребление топлива на 13% из расчета на 1 км пути.
- Увеличение максимальной скорости до 800 км/час.
Новости о перспективных разработках двигателя ПД 14
С целью снижения общего веса, при проектировании применена новая технология, предусматривающая создание турбинных лопастей в виде пустотелых конструкций. Для их изготовления используются специальные титановые сплавы повышенной прочности. Применение данных технологий привело к уменьшению массы лопастей на 30%, а всего авиамотора – на 10% соответственно.
Коллектив Пермского моторного завода приступил к производству рабочих лопаток для турбин с использованием монокристаллов. Благодаря данному подходу, рабочая температура газов возрастает до 2000°К. В планы разработчиков новых авиационных моторов входит использование большого количества композитных полимеров. Это позволит не только снизить вес двигателя, но и улучшить его прочностные характеристики при работе в условиях значительных перегрузок.
На основе новых авиационных реактивных двигателей создаются современные модели самолетов. Самая известная разработка – магистральный лайнер МС-21.
Благодаря созданию двигателя ПД 14, будет выпущена линейка новейших самолетов, которые будут выполнять рейсы различной степени дальности: от пролетов на внутренних линиях до дальних рейсов. В зависимости от назначения использования, конструкция 14-го двигателя позволяет устанавливать его как на пассажирских, так и на транспортных моделях.
Сила тяги мотора равна 14 тонн. Это дает возможность оснащать двигателем модели ПД 14 такие модели самолетов, как:
- МС-21-200;
- МС-21-300;
- МС21-400;
- ИЛ-214;
- ИЛ-76.
По последним данным, на базе двигателя ПД 14 создается более мощный ПД-18, агрегат данной модификации развивает силу тяги, равную 18 тонн. Новый усиленный мотор предположительно предназначен для самолетов ИЛ-96, ТУ-214. На данный момент они комплектуются устаревшей моделью ПС-90А.
В перспективе будет создан авиационный мотор облегченной версии, рассчитанный на тягу в 10 тонн для установки в самолетах типа «Суперджет» вместо французских двигателей.
Для знаменитых транспортных вертушек МИ-26 создается мотор особой конструкции, выполненный в вертолетном варианте.
Судя по отзывам осведомленных специалистов, вопреки некоторым ожиданиям, выпуск ТУ 334 с двигателем ПД 14 не предусмотрен.
Подготовка к серийному производству двигателей ПД 14
Данные самолетные моторы относятся к двигателям пятого поколения. Главный серийный производитель – объединенная двигательная корпорация «ОДК – Пермские моторы». Здесь подходит к завершению подготовка производства новой продукции. Благодаря постоянному взаимодействия с проверенными надежными поставщиками, механические цеха моторного завода наладили производство более трехсот наименований рабочих элементов для двигателей ПД 14.
Заказчиком современных самолетных авиамоторов является научная корпорация под названием «Иркут».
Каждый двигатель ПД-14 имеет порядковый номер, после сборки он подвергается индивидуальным проверкам конкретных параметров. Для этого создаются специальные стенды с условиями, имитирующими полетный цикл.
Например, после успешного стендового тестирования двигатель №7 устанавливался на летающую лабораторию «ИЛ-76ЛЛ» для последующих летных испытаний. По окончании первого этапа двигатель был демонтирован с самолета. Затем его отправили на завод-изготовитель, где он был разобран на отдельные узлы, с целью проведения дальнейших исследований. После повторной сборки мотор №7 снова проверялся на стендах для последующей установки на Ил-76ЛЛ и проведения новых воздушных испытаний.
Для двигателя ПД-14, выпущенного под №8, предусмотрена другая программа инженерных испытаний. Здесь тестирование проходило на специальном стенде открытого типа «Сатурн». Двигатель устойчиво работал при боковом обдуве. Параллельно проводились испытания реверса и акустических параметров силового агрегата.
Также заводом-изготовителем предусмотрена программа техобслуживания выпускаемой продукции после реализации.
Помимо сборки, на базе завода-изготовителя осуществляется переборка ПД-14, а также модернизация производственных мощностей с целью подготовки их к выпуску авиамоторов в больших количествах. Производственные цеха переоснащаются специализированным оборудованием. Большие надежды возлагаются на приобретение обрабатывающих центров универсального типа, при помощи которых возможно изготовление корпусных узлов и деталей сверхсложной конфигурации.
Программой сборки супермощных авиационных двигателей ПД-14 предусмотрено создание производственной поточной линии, способной обеспечить выпуск до 50 комплектов сборочных узлов в течение одного года.
Испытательные стенды для проверки работоспособности современных авиамоторов предполагается полностью модернизировать.
В соответствии с разработанной программой, планируется создать на основе двигателя ПД-14 целое семейство новых моделей авиационных моторов, обладающих тягой в диапазоне 12,5 – 18 тонн. Эти мощные двигатели будут устанавливаться на самолетах как пассажирского, так и транспортного назначений. В перспективе предполагается выпуск суперлайнера МС 21 с авиадвигателем ПД 14, который находится в плановой разработке корпорации Иркут.
Макет двигателя ПД-14 / Фото: avid.ru
30 октября 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Это событие исключительной важности. По достоинству оценить его значение помогут 10 любопытных фактов о турбореактивных двигателях вообще и о ПД-14 в частности.
1. Достижение человечества
Турбореактивный двигатель (ТРД) - одно из главных технических достижений человечества, которое можно поставить в один ряд с изобретением колеса, паруса, паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, ракетного двигателя и атомного реактора. Именно благодаря ТРД наша планета вдруг стала маленькой и уютной. Любой человек может за считанные часы комфортно и безопасно добраться до самого отдаленного ее уголка.
По статистике лишь один полет из 8 млн заканчивается аварией с гибелью людей. Даже если вы будете каждый день садиться на случайный рейс, вам понадобится 21 000 лет, чтобы погибнуть в авиакатастрофе. Согласно статистике, ходить пешком во много раз опаснее, чем летать. И все это во многом благодаря потрясающей надежности современных авиадвигателей.
2. Чудо техники
А ведь ТРД - крайне сложное устройство. В наиболее трудных условиях работает его турбина. Ее важнейший элемент - лопатка, с помощью которой кинетическая энергия газового потока преобразуется в механическую энергию вращения. Одна лопатка, а их в каждой ступени авиационной турбины насчитывается около 70, развивает мощность, равную мощности двигателя автомобиля «Формулы-1», а при частоте вращения порядка 12 тыс. оборотов в минуту на нее действует центробежная сила, равная 18 тоннам, что равняется нагрузке на подвеску двухэтажного лондонского автобуса.
Схема двигателя ПД-14 / Изображение: vtbrussia.ru
Но и это еще не все. Температура газа, с которым соприкасается лопатка, почти равна половине температуры на поверхности Солнца. Эта величина на 200 °С превышает температуру плавления металла, из которого изготавливается лопатка. Представьте себе такую задачу: требуется не дать растаять кубику льда в печи, нагретой до 200 °С. Конструкторы умудряются решить проблему охлаждения лопатки с помощью внутренних воздушных каналов и специальных покрытий. Неудивительно, что одна лопатка стоит в восемь раз дороже серебра. Для создания только этой небольшой детали, которая помещается в ладони, необходимо разработать более десятка сложнейших технологий. И каждая из этих технологий оберегается как важнейшая государственная тайна.
3. Технологии ТРД важнее атомных секретов
Кроме отечественных компаний, только фирмы США (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Англии (Rolls-Royce) и Франции (Snecma) владеют технологиями полного цикла создания современных ТРД. То есть государств, производящих современные авиационные ТРД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос спутники. Многолетние усилия Китая, к примеру, до сих пор так и не привели к успеху в этой области. Китайцы быстро скопировали и оснастили собственными системами российский истребитель Су-27, выпуская его под индексом J-11. Однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им так и не удалось, поэтому Китай до сих пор вынужден закупать этот уже давно не самый современный ТРД в России.
4. ПД-14 - первый отечественный авиадвигатель 5-го поколения
Прогресс в авиадвигателестроении характеризуется несколькими параметрами, но одним из главных считается температура газа перед турбиной. Переход к каждому новому поколению ТРД, а всего их насчитывают пять, характеризовался ростом этой температуры на 100-200 градусов. Так, температура газа у ТРД 1-го поколения, появившихся в конце 1940-х годов, не превышала 1150 °К, у 2-го поколения (1950-е гг.) этот показатель вырос до 1250 °К, в 3-м поколении (1960-е гг.) этот параметр поднялся до 1450 °К, у двигателей 4-го поколения (1970-1980 гг.) температура газа дошла до 1650 °К. Лопатки турбин двигателей 5-го поколения, первые образцы которых появились на Западе в середине 90-х, работают при температуре 1900 °К. В настоящее время в мире только 15% двигателей, находящихся в эксплуатации, относятся к 5-му поколению.
Одна лопатка авиационной турбины развивает мощность, равную мощности двигателя автомобиля «Формулы-1»
Увеличение температуры газа, а также новые конструктивные схемы, в первую очередь двухконтурность, позволили за 70 лет развития ТРД добиться впечатляющего прогресса. К примеру, отношение тяги двигателя к его массе увеличилось за это время в 5 раз и для современных моделей дошло до 10. Степень сжатия воздуха в компрессоре увеличилась в 10 раз: с 5 до 50, при этом число ступеней компрессора уменьшилось вдвое - в среднем с 20 до 10. Удельный расход топлива современных ТРД сократился вдвое по сравнению с двигателями 1-го поколения. Каждые 15 лет происходит удвоение объема пассажирских перевозок в мире при почти неизменных совокупных затратах топлива мировым парком самолетов.
ПД-14 разрабатывался для российского среднемагистрального самолета МС-21 / Фото: ПАО «ОАК»
В настоящее время в России производится единственный гражданский авиадвигатель 4-го поколения - ПС-90. Если сравнивать с ним ПД-14, то у двух двигателей схожие массы (2950 кг у базовой версии ПС-90А и 2870 кг у ПД-14), габариты (диаметр вентилятора у обоих 1,9 м), степень сжатия (35,5 и 41) и взлетная тяга (16 и 14 тс).
При этом компрессор высокого давления ПД-14 состоит из 8 ступеней, а ПС-90 - из 13 при меньшей суммарной степени сжатия. Степень двухконтурности у ПД-14 вдвое выше (4,5 у ПС-90 и 8,5 у ПД-14) при том же диаметре вентилятора. В итоге удельный расход топлива в крейсерском полете у ПД-14 упадет, по предварительным оценкам, на 15% по сравнению с существующими двигателями: до 0,53-0,54 кг/(кгс·ч) против 0,595 кг/(кгс·ч) у ПС-90.
5. ПД-14 - первый авиадвигатель, созданный в России после распада СССР
Когда Владимир Путин поздравлял российских специалистов с началом испытаний ПД-14, он сказал, что последний раз подобное событие в нашей стране произошло 29 лет назад. Скорее всего, имелось в виду 26 декабря 1986 года, когда состоялся первый полет Ил-76ЛЛ по программе испытаний ПС-90А.
Советский Союз был великой авиационной державой. В 1980-е годы в СССР работали восемь мощнейших авиадвигательных ОКБ. Зачастую фирмы конкурировали друг с другом, поскольку существовала практика давать одно и то же задание двум ОКБ. Увы, времена изменились. После развала 1990-х годов пришлось собирать все отраслевые силы, чтобы осуществить проект создания современного двигателя. Собственно, формирование в 2008 году ОДК (Объединенной двигателестроительной корпорации), со многими предприятиями которой активно сотрудничает банк ВТБ, и имело целью создание организации, способной не только сохранить компетенции страны в газотурбостроении, но и конкурировать с ведущими фирмами мира.
Головным исполнителем работ по проекту ПД-14 является ОКБ «Авиадвигатель» (Пермь), которое, кстати, разрабатывало и ПС-90. Серийное производство организуется на Пермском моторном заводе, но детали и комплектующие будут изготавливаться по всей стране. В кооперации участвуют Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО), НПО «Сатурн» (Рыбинск), НПЦГ «Салют» (Москва), «Металлист-Самара» и многие другие.
6. ПД-14 - двигатель для магистрального самолета XXI века
Одним из самых удачных проектов в области гражданской авиации СССР был среднемагистральный самолет Ту-154. Выпущенный в количестве 1026 шт., он долгие годы составлял основу парка «Аэрофлота». Увы, время идет, и этот трудяга уже не отвечает современным требованиям ни по экономичности, ни по экологии (шум и вредные выбросы). Главная слабость Ту-154 - двигатели 3-го поколения Д-30КУ с высоким удельным расходом топлива (0,69 кг/(кгс·ч).
Государств, производящих современные авиационные ТРД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием
Пришедший на смену Ту-154 среднемагистральный Ту-204 с двигателями 4-го поколения ПС-90 в условиях распада страны и свободного рынка не смог выдержать конкуренцию с зарубежными производителями даже в борьбе за отечественных авиаперевозчиков. Между тем сегмент среднемагистральных узкофюзеляжных самолетов, в котором господствуют Boeing-737 и Airbus 320 (только в 2015 году их было поставлено авиакомпаниям мира 986 шт.), - самый массовый, и присутствие на нем - необходимое условие сохранения отечественного гражданского самолетостроения. Таким образом, в начале 2000-х годов была выявлена острая необходимость создания конкурентоспособного ТРД нового поколения для среднемагистрального самолета на 130-170 мест. Таким самолетом должен стать МС-21 (Магистральный самолет XXI века), разрабатываемый Объединенной авиастроительной корпорацией. Задача невероятно сложная, поскольку конкуренцию с Boeing и Airbus не выдержал не только Ту-204, но и ни один другой самолет в мире. Именно под МС-21 и разрабатывается ПД-14. Удача в этом проекте будет сродни экономическому чуду, но подобные начинания - единственный способ для российской экономики слезть с нефтяной иглы.
7. ПД-14 - базовый проект для семейства двигателей
Буквы «ПД» расшифровываются как перспективный двигатель, а число 14 - тяга в тонна-силах. ПД-14 - это базовый двигатель для семейства ТРД тягой от 8 до 18 тс. Бизнес-идея проекта состоит в том, что все эти двигатели создаются на основе унифицированного газогенератора высокой степени совершенства. Газогенератор - это сердце ТРД, которое состоит из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины. Именно технологии изготовления этих узлов, прежде всего так называемой горячей части, являются критическими.
30 октября 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ / Фото: ОАО «Авиадвигатель»
Семейство двигателей на базе ПД-14 позволит оснастить современными силовыми установками практически все российские самолеты: от ПД-7 для ближнемагистрального «Сухой Суперджет 100» до ПД-18, который можно установить на флагман российского самолетостроения - дальнемагистральный Ил-96. На базе газогенератора ПД-14 планируется разработать вертолетный двигатель ПД-10В для замены украинского Д-136 на самом большом в мире вертолете Ми-26. Этот же двигатель можно использовать и на российско-китайском тяжелом вертолете, разработка которого уже началась. На базе газогенератора ПД-14 могут быть созданы и так необходимые России газоперекачивающие установки и газотурбинные электростанции мощностью от 8 до 16 МВт.
8. ПД-14 - это 16 критических технологий
Для ПД-14, при ведущей роли Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ), головного НИИ отрасли и ОКБ «Авиадвигатель», было разработано 16 критических технологий: монокристаллические лопатки турбины высокого давления с перспективной системой охлаждения, пустотелая широкохордная лопатка вентилятора из титанового сплава, благодаря которой удалось повысить КПД вентиляторной ступени на 5% в сравнении с ПС-90, малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава, звукопоглощающие конструкции из композиционных материалов, керамические покрытия на деталях горячей части, полые лопатки турбины низкого давления и др.
ПД-14 и в дальнейшем будет совершенствоваться. На МАКС-2015 уже можно было увидеть созданный в ЦИАМ прототип широкохордной лопатки вентилятора из углепластика, масса которой составляет 65% от массы пустотелой титановой лопатки, применяемой сейчас. На стенде ЦИАМ можно было видеть и прототип редуктора, которым предполагается оснастить модификацию ПД-18Р. Редуктор позволит снизить обороты вентилятора, благодаря чему, не привязанный к оборотам турбины, он будет работать в более эффективном режиме. Предполагается поднять на 50 °К и температуру газа перед турбиной. Это позволит увеличить тягу ПД-18Р до 20 тс, а удельный расход топлива сократить еще на 5%.
9. ПД-14 - это 20 новых материалов
При создании ПД-14 разработчики с самого начала сделали ставку на отечественные материалы. Было ясно, что российским компаниям ни при каких условиях не предоставят доступ к новым материалам зарубежного производства. Здесь ведущую роль сыграл Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ), при участии которого для ПД-14 разработано порядка 20 новых материалов.
Но создать материал - полдела. Иногда российские металлы превосходят по качеству зарубежные, но для их использования в гражданском авиадвигателе необходима сертификация по международным нормам. Иначе двигатель, как бы он ни был хорош, не допустят к полетам за пределами России. Правила тут очень строги, поскольку речь идет о безопасности людей. То же самое относится и к процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA). Все это заставит повысить культуру производства, а под новые технологии необходимо провести перевооружение отрасли. Сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже 7-й экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров.
Разработка современного двигателя занимает в 1,5-2 раза больше времени, чем разработка самолета
ПД-14 должен вытащить на новый уровень всю отрасль. Да что говорить, даже летающая лаборатория Ил-76ЛЛ после нескольких лет простоя нуждалась в дооснащении оборудованием. Нашлась работа и для уникальных стендов ЦИАМ, позволяющих на земле имитировать условия полета. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 000 высококвалифицированных рабочих мест.
10. ПД-14 - первый отечественный двигатель, который напрямую конкурирует с западным аналогом
Разработка современного двигателя занимает в 1,5-2 раза больше времени, чем разработка самолета. С ситуацией, когда двигатель не успевает к началу испытаний самолета, для которого он предназначен, авиастроители сталкиваются, увы, регулярно. Вот и выкатка первого экземпляра МС-21 состоится в начале 2016 года, а испытание ПД-14 только начались. Правда, в проекте с самого начала предусматривалась альтернатива: заказчики МС-21 могут выбирать между ПД-14 и PW1400G компании Pratt & Whitney. Именно с американским двигателем МС-21 и уйдет в первый полет, и именно с ним ПД-14 предстоит конкурировать за место под крылом.
Широкохордные пустотелые титановые лопатки вентилятора - одна из критических технологий ПД-14 / Фото: Рамиль Ситдиков
По сравнению с конкурентом, ПД-14 несколько уступает в экономичности, но зато он легче, имеет заметно меньший диаметр (1,9 м против 2,1), а значит, и меньшее сопротивление. И еще одна особенность: российские специалисты сознательно пошли на некоторое упрощение конструкции. Базовый ПД-14 не использует редуктор в приводе вентилятора, а также не применяет регулируемое сопло внешнего контура, у него ниже температура газа перед турбиной, что упрощает достижение показателей надежности и ресурса. Поэтому двигатель ПД-14 дешевле и, по предварительным оценкам, потребует меньших затрат на техническое обслуживание и ремонт. Кстати, в условиях падения цен на нефть именно более низкие эксплуатационные расходы, а не экономичность становятся схемообразующим фактором и главным конкурентным преимуществом авиадвигателя. В целом прямые эксплуатационные расходы МС-21 с ПД-14 могут быть на 2,5% ниже, чем у версии с американским двигателем.
На сегодняшний день заказано 175 МС-21, из них 35 - с двигателем ПД-14.
При написании материала использовались данные сайтов ПАО «ОАК», ОАО «Авиадвигатель», РИА Новости.