Наши новые авиационные двигатели

«Широкий спектр применения»: как российская промышленность создаёт новые авиационные двигатели

В 2021 году в России стартуют испытания агрегатов новейших авиационных двигателей ПД-8 и ПД-35. Об этом рассказал ТАСС управляющий директор «ОДК-Сатурн» (Рыбинск, Ярославская область) Виктор Поляков.

«Мы выполняем опытно-конструкторские работы по перспективному двигателю, но делаем это в кооперации с предприятиями ОДК. Демонстратор газогенератора планируем собрать и провести первые испытания в марте 2021 года», — сообщил Поляков.

Также весной следующего года российские инженеры собираются провести испытания опытных образцов лопаток двигателя ПД-35. Данные изделия изготавливаются из композитных материалов. Рыбинские специалисты используют для их производства метод 3D-ткачества — лопатки выпускаются на специализированном ткацком станке с использованием нитей из композитов.

На пути к импортонезависимости

ПД-8 и ПД-35 разрабатываются на базе первого полностью российского турбовентиляторного двигателя ПД-14, которым будет оснащаться парк пассажирских самолётов МС-21. Первый полёт с этой силовой установкой одна из модификаций лайнера (МС-21-310) должна совершить до конца 2020 года.

Ранее для МС-21 закупались агрегаты PW1400G американской компании Pratt & Whitney. Как отмечают эксперты, в условиях санкционного режима создание ПД-14 позволяет России не зависеть от Запада в поставках своих самолётов отечественным и зарубежным заказчикам.

Проект ПД-14 был запущен в рамках программы по созданию двигателей тягой от 9 до 18 т. По информации «Ростеха», российские специалисты создавали этот агрегат «на основе проверенных временем конструкторских решений» с применением современных отечественных технологий и материалов.

«Конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий, например лопатки турбины из легчайшего интерметаллида титана или продвинутая система охлаждения, позволяющая турбине работать при температуре до 2000 °К (1726,85 °C. — RT)», — говорится в материалах корпорации.

Появление ПД-14 открыло для России технологическую возможность изготавливать высокоэффективные двигатели различной мощности. Один из них — ПД-8 тягой в 8 т, работы над которым должны быть завершены в 2022 году.

Такой агрегат необходим для оснащения узкофюзеляжных пассажирских лайнеров Ан-148 и SSJ-100, а также самолёта-амфибии Бе-200ЧС. В настоящее время Sukhoi Superjet 100 летает на российско-французском SaM146, Ан-148 и Бе-200 — на Д-436 производства запорожской компании «Мотор-Сич».

В 2018 году Таганрогский авиационный научно-технический комплекс им. Г.М. Бериева объявил о ремоторизации парка Бе-200, которая предполагает замену украинских агрегатов на SaM146.

Тем не менее, как отмечают в «Ростехе» и «Объединённой авиастроительной корпорации» (ОАК), в перспективе российские амфибии и SSJ-100 всё же будут оснащаться ПД-8. Кроме того, технологическая база этого агрегата позволяет устанавливать его и на вертолёты.

«Сейчас есть надежда, что мы двигатель (ПД-8. — RT) получим в 2022 году. В 2023 году пройдём в первую очередь на SSJ-100, и дальше на самолёте Бе-200 мы достигнем абсолютно 100%-ной импортонезависимости от Украины», — рассказал журналистам глава ОАК Юрий Слюсарь в октябре на полях «Гидроавиасалона-2020».

ПД-8 получит цифровую электронную систему автоматического управления и будет соответствовать нормам Международной организации гражданской авиации (ICAO) по шуму и эмиссии вредных веществ.

Ещё одной важной особенностью ПД-8 станет система электропитания и коммутации агрегатов СЭПК-8, к которой предъявляются жёсткие требования по вибрации и взрывозащите. Её созданием занимается холдинг «Технодинамика».

«Считаю, что эта силовая установка будет востребована на отечественном авиационном рынке, поскольку имеет широкий спектр применения на региональных самолётах, а также применяться в перспективных вертолётах. Кроме того, уверен, что полученные компетенции при разработке систем для ПД-8 и ПД-14 помогут нам в аналогичных работах для авиадвигателя ПД-35», — заявил ранее генеральный директор холдинга «Технодинамика» Игорь Насенков.

В беседе с RT исполнительный директор агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев отметил, что запуск производства ПД-8 позволит России снять практически все ограничения на развитие проектов узкофюзеляжных самолётов.

«Достаточно скоро мы должны увидеть и первые результаты работ по ПД-8. Его появление позволит России производить и продвигать заказчикам самолёты-амфибии без оглядки на Украину, а также сократить долю импортных комплектующих в SSJ-100», — сказал Пантелеев.

«Ключевые технологии»

Как говорят эксперты, наиболее трудоёмкая задача для российской промышленности — создание сверхмощного двигателя ПД-35 с тягой на взлёте от 33 до 40 т. Лётные испытания полноразмерного демонстратора этой силовой установки должны начаться в 2025 году, серийное производство — в 2028 году.

Этот агрегат необходим для оснащения перспективных транспортных машин большой грузоподъёмности, широкофюзеляжных дальнемагистральных самолётов Ил-96 и CR929 — перспективного российско-китайского лайнера, над проектом которого работают ОАК и государственная компания COMAC (Шанхай), которая специализируется на производстве авиакосмической техники.

Полноразмерный макет отсека этого самолёта был представлен на МАКС-2019 в подмосковном Жуковском. Российско-китайская машина должна выпускаться в трёх модификациях. Базовая версия будет представлена моделью CR929-600, удлинённая — CR929-700, с укороченным фюзеляжем — CR929-500.

«На создание таких двигателей (как ПД-35. — RT) в мировой практике уходит 15 лет… Идёт разработка 18 ключевых технологий. В том числе сложнейшая деталь — композитная лопатка для вентилятора. Она уже готова. Благодаря этому массу двигателя удалось существенно снизить», — рассказал 1 сентября в интервью РБК индустриальный директор авиационного кластера «Ростеха» Анатолий Сердюков.

Как сообщил в июле в комментарии ТАСС генеральный конструктор предприятия «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев, использование новой композитной лопатки для ПД-35 позволило сократить массу узла, где она установлена, на 30%. Серийное производство лопаток развернётся на «ОДК-Сатурн».

Как полагает Олег Пантелеев, создание новых авиационных двигателей, включая ПД-35, направлено на устранение зависимости отечественной авиационной отрасли от западных государств.

«Эти проекты имеют огромное значение для авиационной промышленности России. Их реализация позволит сократить зависимость от зарубежных поставщиков авиадвигателей и снизит риски, связанные с санкциями в отношении РФ и отдельных российских предприятий», — пояснил Пантелеев.

В свою очередь, в комментарии RT заслуженный лётчик России генерал-майор Владимир Попов обратил внимание на то, что реализация амбициозных проектов в двигателестроительном кластере стимулирует разработку новых отечественных летательных аппаратов, материалов и разнообразных электронных систем.

«Это позволит создавать новые самолёты не только в гражданском секторе, но и в военной сфере. Благодаря ведущимся разработкам новых двигателей большое количество наших инженерных коллективов, конструкторских бюро получают необходимую финансовую поддержку. Всё это вместе толкает вперёд нашу высокотехнологичную промышленность», — заключил Попов.

Источник

Авиация России

Гражданская авиация, пассажирские и боевые самолеты и вертолеты России, новости и история российской и советской авиации.

Начало испытаний МС-21 с двигателем ПД-14 — главное авиационное событие 2020 года

Газотурбинные двигатели – это бесконечная борьба за мощность, топливную эффективность, экологичность и малошумность. В постоянном движении вперёд конструкторы вынуждены искать решения на основе самых передовых технологий в области газодинамики, материаловедения, металлообработки. Ещё недавно российское двигателестроение сильно отставало от мировых грандов, но ситуация меняется, и это доказывает начало испытаний среднемагистрального лайнера МС-21 с ТРДД ПД-14.

28 декабря 2017 года Ил-76ЛЛ совершил первый полёт с двигателем 100-11. Этот экземпляр ПД-14 предназначался для сертификации. С начала апреля 2018 года Ил-76ЛЛ с двигателем 100-11 совершил 14 полётов с наработкой 49 часов 10 минут.

18 октября 2018 года Росавиация выдала сертификат типа на авиадвигатель ПД-14.

15 декабря 2020 года опытный лайнер МС-21-310 с бортовым номером 73055 впервые поднялся в небо на двигателях ПД-14.

В чём же особенность нового российского ТРДД и на самом ли деле это прорывной проект отечественного двигателестроения?

ПД-14 – первый отечественный гражданский 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 ТРДД сократился вдвое по сравнению с двигателями 1-го поколения. Каждые 15 лет происходит удвоение объёма пассажирских перевозок в мире при почти неизменных совокупных затратах топлива мировым парком самолётов.

До последнего времени в России производился 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 взлётная 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 полёте у ПД-14 меньше, 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.

ПД-14 – первый авиадвигатель, созданный в России после распада СССР
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. Формирование в 2008 году ОДК 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 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.

ПД-14 – двигатель для магистрального самолёта XXI века
Одним из самых удачных проектов в области гражданской авиации СССР был среднемагистральный самолёт Ту-154. Выпущенный в количестве 1026 шт., он долгие годы составлял основу парка «Аэрофлота». Увы, время идёт, и этот трудяга уже не эксплуатируется на коммерческих авиалиниях. Ту-154 оснащался двигателями 3-го поколения Д-30КУ с высоким удельным расходом топлива (0,69 кг/кгс·ч).

Государств, производящих современные авиационные ТРДД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием

Пришедший на смену Ту-154 среднемагистральный Ту-204/214 с двигателями 4-го поколения ПС-90 в условиях распада страны и свободного рынка был вытеснен зарубежными производителями. Между тем сегмент среднемагистральных узкофюзеляжных самолётов, в котором господствуют Boeing-737 и Airbus А320 – самый массовый, и присутствие на нём – необходимое условие сохранения отечественного гражданского самолётостроения. ПД-14 обеспечит российскому лайнеру МС-21 высокую конкурентоспособность, в первую очередь, на нашем внутреннем рынке.

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 ТРДД тягой от 8 до 18 тс. Бизнес-идея проекта состоит в том, что все эти двигатели должны создаваться на основе унифицированного газогенератора высокой степени совершенства. Газогенератор – это сердце ТРДД, 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
© Валентин Мазанов, RussianPlanet.net

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, работоспособные при температуре газа до 2000°К, 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 продолжает совершенствоваться. Так создана широкохордная лопатка вентилятора из углепластика, масса которой составляет 65% от массы пустотелой титановой лопатки. ЦИАМ разрабатывает редуктор, позволяющий 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 будущих разработок, а удельный расход топлива сократить ещё на 5%.

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 ВИАМ, при участии которого для ПД-14 разработано порядка 20 новых материалов.

В 2015 году специалисты ВИАМ впервые в стране изготовили завихритель фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 с применением отечественной металлопорошковой композиции.

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 полётам за пределами России. То же самое относится и к процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA). Международная сертификация повышает культуру производства, а на предприятиях ОДК под новые технологии идёт 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.

ПД-14 является катализатором, который выводит на новый уровень всё российское гражданское двигателестроение. Даже летающая лаборатория Ил-76ЛЛ после нескольких лет простоя для проведения лётных испытаний ПД-14 нуждалась в дооснащении оборудованием. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 000 высококвалифицированных рабочих мест.

Таким образом, начало испытаний МС-21 с отечественной маршевой силовой установкой можно считать главным событием 2020 года в авиаотрасли, которое открывает новую страницу в российском двигателестроении.

Андрей Величко,
для сайта «Авиация России»

Источник

Серийные ПД-14 в полёте: важнейшее техническое достижение России за десятилетие

Долгожданный, российский

Подавляющее большинство современных двухконтурных турбореактивных двигателей в России уходят своими корнями в советское прошлое. Выпускаемый АО «ОДК – Пермские моторы» ПС-90 в различных модификациях разработан ещё в середине 80-х годов. Мотор Д-30КП-2 выпускается в Рыбинске с 1982 года, а его базовая версия вообще с 1972 года. Самым современным до недавнего времени был лёгкий SaM146, но это российско-французский проект, в котором отечественные инженеры отвечали за не самую критически важную «холодную» часть мотора. Ради справедливости стоит отметить, что газогенератор «горячей» части мотора у французов получился не самым лучшим образом в плане надёжности. При этом возникали сложности как с запчастями, так и с ремонтом. Только сейчас уровень локализации по ремонту газогенераторов в Рыбинске приближается к 55 %.

МС-21 с российскими моторами впервые в воздухе. Источник: корпорация «Иркут»

Единственным турбореактивным двухконтурным авиадвигателем, разработанным для гражданского сектора в России с чистого листа, стал ПД-14. Техзадание на мотор пермские моторостроители получили в конце 2007 года, а спустя 11 лет Объединённая двигателестроительная компания заключила с корпорацией «Иркут» контракт на постройку пяти ПД-14 для лайнера МС-21.

За последние годы у россиян было много поводов гордиться научно-техническим потенциалом страны – это и платформа «Армата», и ударный гиперзвуковой комплекс «Авангард», и Су-57. Но именно постройка ПД-14 говорит о том, что Россия возвращается на мировой рынок высоких технологий.

Импортозамещённый

Первоначально среднемагистральный лайнер МС-21 строился с расчётом на установку двух моторов – американского Pratt & Whitney 1431 G-JM и российского ПД-14. Такое решение было принято не только из-за отсутствия в момент начала разработки отечественных аналогов. Всё дело в заказчиках. В стоимости любого авиалайнера доля двигателей может достигать 30 %, и это самые затратные в плане обслуживания агрегаты в конструкции. Немудрено, что потребители в праве выбирать себе силовые установки, к которым лучше приспособлена наземная инфраструктура. К примеру, при покупке снятого с производства A380 авиакомпании ранее могли выбирать между моторами Trent от Rolls-Royce и семейством GP7200 от консорциума Engine Alliance. Обратите внимание, что для разработки GP7200 объединились сразу четыре компании: американские General Electric, Pratt & Whitney, французская SNECMA и немецкая MTU. Всё потому, что создание современного двигателя для магистрального авиалайнера – это дорого и долго.

Импортный PW1431 в исполнении G-JM был создан на основе семейства PW1000, которые в различных модификациях монтируются на самолётах Airbus, Mitsubishi и Embraer. Для МС-21 предусмотрели самый крупный вариант тягой до 14 тонн и диаметром вентилятора 2,1 метра. Первые готовые моторы из США прибыли на Иркутский авиазавод в 2015 году, через 7 лет после старта разработки. Одновременно с подписанием контракта с Pratt & Whitney в России приступили к созданию собственного мотора ПД-14. За последние 30 лет – это самый масштабный проект в отечественном авиационном моторостроении. Трудно сказать, что произошло бы с целой отраслью, если бы история с ПД-14 не случилась.

Немного о новинках, применённых в конструкции отечественного авиадвигателя. Всероссийский институт авиационных материалов только для ПД-14 разработал 20 новых материалов. Научными коллективами Пермского АО «ОДК-Авиадвигатель» с нуля созданы 16 новых критических технологий, которые в будущем станут основой новых авиамоторов. В частности, на турбинах высокого давления стоят монокристаллические лопатки, способные работать при температурах, превышающих 1700 градусов. В борьбе за топливную эффективность пустотелые лопатки вентилятора изготовлены из титана, что позволило поднять КПД узла на 5 %. Для снижения шума и вредных выбросов в атмосферу мотор оснащён звукопоглощающими элементами из композитов и малоэмиссионной интерметаллидной камерой сгорания. Важнейшим параметром пермского мотора является его полностью российское происхождение, что в наше время стало редкостью. Большая часть «прорывных» отечественных гражданских разработок – это компиляция из устаревших российских и современных зарубежных узлов. За примерами можно сходить в Набережные Челны. Новый электромобиль Кама-1 заимствует литий-никель-марганец-кобальт-оксидные аккумуляторы в Китае, а беспилотные грузовые КамАЗы проекта «Ермак» оснащены «автоматами» Allison и радарами Continental. ПД-14 с этой точки зрения полностью импортозамещённый.

Мотор ПД-14 разработан в качестве конкурента собственному PW1431G-JM, а также PW1100G/JM для самолёта A320NEO. В данной рыночной нише также моторы Leap-1A, Leap-1В, Leap-1С от консорциума CFMI (GE/Snecma) для машин A320NEO, В737МАХ и С919 соответственно. Учитывая курс доллара и полностью отечественное происхождение, цены на мировых рынках на ПД-14 будут вполне привлекательными.

Технический суверенитет

С самого начала инженеры справедливо запланировали на базе ПД-14 разработать целое семейство авиамоторов тягой от 9 до 18 тонн, о которых речь пойдёт чуть позже. Готовый газогенератор пермской новинки, то есть сердце мотора, был готов для стендовых испытаний в ноябре 2010 года. А готовый прототип или, как его ещё называют, демонстратор технологии, впервые завёлся на стенде в июне 2012 года. Поднялся мотор в воздух первый раз в октябре 2015 года, правда не под крылом МС-21, а вместе с летающей лабораторией Ил-76ЛЛ № 08-07.

Впервые в статусе прототипа в воздух ПД-14 поднялся под крылом Ил-76ЛЛ. Источник: vk.com

Первые же исследования параметров мотора подтвердили его техническое преимущество перед импортными аналогами. Удельный расход топлива снижен на 10-15 %, а стоимость жизненного цикла сокращена на 20 %. Удалось разработчикам разобраться и с шумностью, из-за которой отечественные моторы не могли сертифицироваться на Западе. ПД-14 оказался на 15-20 дБ тише, чем того требуют стандарты Международной организации гражданской авиации (ICAO). Изначально топ-менеджеры Объединённой авиастроительной организации оптимистично планировали поднять МС-21 на отечественных моторах уже в начале 2018 года. Но, как видим, случилось это только в декабре 2020.

Помимо упоминаемых в тексте вариантов на базе газогенератора ПД-14 в планах авиамоторы ПД-24 и ПД-28. Источник: vk.com

В январе текущего года три мотора, один из которых резервный, преодолели 4000 километров из Перми до Иркутска на автотрейлерах для того, чтобы оказаться под крылом МС-21 с номером 0012. Эти моторы в Перми были изготовлены ещё в 2018 году, но только сейчас оказались востребованы. В прошлом году были собраны ещё два мотора, на которых МС-21-310 будет проходить сертификацию для Росавиации. Также в 2021 году планируют получить аналогичный сертификат Европейского агентства по безопасности полётов EASA. И если всё пойдет по плану, то Пермский завод будет выпускать до 50 авиамоторов ПД-14 в год. В разработке форсированный вариант с тягой до 14,5 тонн ПД-14А, а также ещё более мощный ПД-14М, рассчитанный на максимальные 15,6 тонн тяги. Есть идея на базе газогенератора пермского двигателя разработать для SuperJet лёгкий вариант ПД-8.

Дальше начинается магия чисел. За счёт увеличения двухконтурности построят ПД-16 для тяжёлой версии самолёта МС-21-400 со взлётной тягой в 17 тонн. Если уменьшить диаметр вентилятора, можно собрать ПД-10 с тягой почти в 11 тонн. Вертолётный турбовальный вариант мощностью 11,5 тысяч л/с на базе пермского турбореактивного будет в перспективе иметь имя ПД-12В. В этом исполнении он уже найдёт своё применение в армейской авиации. И, наконец, для промышленности в разработке «сухопутные» газотурбинные энергоустановки ГТУ-12ПД и ГТУ-16ПД.

В 2021 году на стендовые испытания предполагают вывести ещё один авиамотор с именем ПД, только индекс будет 35. Ранее моторов такого класса в России и СССР вообще не производили: диапазон тяги от 25 до 50 тонн, диаметр вентилятора 3,1 метра, внешний диаметр 3,9 метра, а длина мотогондолы до 8 метров. Гигант планируется в серию в 2027 году. С появлением этого мотора у России появится надежда на возрождение легендарных «Русланов» или более совершенных аналогов.

Источник

ПД-14: пять фактов о новом российском авиационном двигателе

На прошлой неделе на иркутский авиазавод были доставлены первые турбореактивные двигатели ПД-14 производства ОДК. Они будут впервые установлены на новейший российский лайнер МС-21. Ожидается, что самолет с двигателями ПД-14 поднимется в небо уже в этом году.

Испытания МС-21 с двигателями ПД-14 – знаковое событие для отечественного авиастроения. В чем же их уникальность и почему ПД-14 считают одним из самых прорывных проектов в гражданской авиации за последние десятилетия?

1. Первый постсоветский авиадвигатель

ПД-14 – первый турбовентиляторный двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.

Идея создания двигателя нового поколения появилась в начале 2000-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров.

Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. Изначально закладывалось участие практически всех отечественных двигателестроительных предприятий и профильных НИИ. В 2006 году было подписано соглашение о создании двигателя, который получил название ПД-14 (перспективный двигатель тягой 14 т). Головным разработчиком стало пермское конструкторское бюро «ОДК-Авиадвигатель», а головным изготовителем «ОДК-Пермские моторы».

Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные – в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к серийному производству и эксплуатации.

2. Новый двигатель для нового самолета

Первым самолетом, который ПД-14 поднимет в воздух, станет перспективный российский лайнер МС-21. Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов − ближне– и среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. Как и новый двигатель, МС-21 является первым самолетом подобного типа, полностью разработанным и выпущенным в современной России.

МС-21 («Магистральный самолет XXI века») – самолет нового поколения, который объединяет в себе передовую аэродинамику, современную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. МС-21 создавался для замены устаревшего Ту-154.

Работы над самолетом велись параллельно с разработкой двигателя. Недавно первые ПД-14 были переданы компании «Иркут» для установки на МС-21-300. На данный момент собрано четыре опытные машины. Пятый самолет, предназначенный для полетов с ПД-14, находится в сборке. Летные испытания двигателя в составе МС-21-300 должны пройти в 2020 году.

Вместе с такими перспективными моделями отечественного и совместного производства, как Ил-114, SSJ100 и CR929, самолет МС-21 обеспечит полноценное присутствие нашего авиапрома на мировом рынке гражданских лайнеров. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте.

3. Один из немногих в мире

В мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое из них строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении. Например, Франция производит горячие части двигателей SaM‑146 только на своей территории.

Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. В нашей стране такое производство есть. А в декабре 2019 года на базе рыбинского предприятия «ОДК-Сатурн» открылся крупнейший в России центр по изготовлению лопаток турбин с годовой мощностью в 2 тыс. комплектов.

Проект ПД-14, помимо создания самого двигателя, включает в себя важнейший элемент – обеспечение послепродажного обслуживания. Планируется большой объем работы по этому направлению: создание центра поддержки с круглосуточной работой 365 дней в году, открытие сети полевых представительств, станций обслуживания двигателей, обеспечение замены модулей в эксплуатации. Ожидается, что это все в совокупности должно увеличить зарубежные перспективы нового российского двигателя.

4. Новые технологии и материалы

Разработка современного турбореактивного двигателя – более длительный процесс, чем разработка самого самолета. ПД-14 разрабатывался на основе проверенных временем конструкторских решений с применением современных технологий. При этом ставилось условие использовать только отечественные материалы. Конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий, например, лопатки турбины из легчайшего интерметаллида титана или продвинутая система охлаждения, позволяющая турбине работать при температуре до 2000 °К.

При создании двигателя применяются новые российские сплавы титана и никеля. Конструкция мотогондолы на 65% состоит из отечественных полимерных композитов, благодаря чему достигается необходимый уровень шумоизоляции и снижается масса двигателя. Всего в двигателе задействовано около 20 новых российских материалов, при этом все они прошли сертификацию по международным нормам.

Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.

5. Не один двигатель, а целое семейство

Перед конструкторами стояла задача разработать унифицированный газогенератор, ключевой элемент двигателя, на базе которого можно было бы производить установки различных мощностей для использования в авиации и на земле.

ПД-14 – это первый двигатель в будущем семействе, разработанный для авиалайнера МС-21-300. Среди его ближайших «родственников», планируемых к выпуску − модификации ПД-14А для самолета МС-21-200 и ПД-14М для самолета МС-21-400. Двигатель ПД-8 сможет устанавливаться на самолеты Ан-148, Sukhoi Superjet 100, Sukhoi Superjet 75, Ту-334, Бе-200. Для Ил-96 и Ту-204 можно будет использовать ПД-18 тягой 18-20 тонн.

Сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок

Источник