ПД-14: пять фактов о новом российском двигателе

В настоящее время отечественная авиастроительная промышленность находится в как бы «подвешенном» состоянии: с одной стороны, она есть, а с другой – ни одного современного самолета чисто отечественной разработки за последние годы мы так и не увидели. И «Супер-Джет» не в счет, так как в нем из российского – исключительно «отверточная сборка».

Разработка[править | править код]

Разрабатывался на базе двигателя ПС-12 (1999), официально с 2008 года[6].Головной разработчик: АО «ОДК-Авиадвигатель» (Пермь).Научное сопровождение проекта: ФГУП «ЦИАМ», ФГУП «ЦАГИ».Разработчик материалов: ФГУП «ВИАМ»[7].

В начале апреля 2012 года началась сборка двигателя-демонстратора. На 16 апреля 2012 года в работе и доводке находились также четыре газогенератора и несколько установок модуля модели вентилятора, полноразмерный компрессор, камера сгорания, две турбины, одна из которых уже прошла испытания в ЦИАМ (вторая на 16 апреля 2012 г. проходила испытания). Первый запуск на наземном испытательном стенде первого образца двигателя-демонстратора ПД-14 состоялся 9 июня 2012 года[8]. 30 октября 2015 года начались испытания[9] на крыле летающей лаборатории Ил-76ЛЛ[10]. Осенью 2018 года двигатель закончил сертификационные испытания и получил сертификат типа.[11]

21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут»[12]. Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации[13].

15 декабря 2020 года состоялось первое лётное испытание двигателя ПД-14 на самолётах МС-21-310 на аэродроме Иркутского авиационного завода. Продолжительность полёта составила 1 час 25 минут[14].

Сертификация[править | править код]

К апрелю 2012 года подписано соглашение с Авиационным регистром Межгосударственного авиационного комитета (АР МАК) о сертификации двигателя ПД-14. Разработчик ПД-14 будет сертифицировать двигатель в АР МАК, параллельно проводя сертификацию со специалистами EASA, с последующим признанием этого Сертификата агентством EASA. АР МАК имеет соответствующее соглашение об этом с EASA[2].

Сертификация производства начнётся с сертификации материалов; в апреле 2012 года с ВИАМ оформлен график сертификации производства материалов на металлургических заводах России. Затем предполагается сертифицировать и сами производственные процессы на предприятиях-участниках кооперационных поставок для ПД-14. В дальнейшем планируются сертификации производства в EASA[2].

18 октября 2018 года Росавиация выдала сертификат типа[15].В 2019 году планируется валидация Сертификата типа двигателя в Европейском агентстве по безопасности полётов; одновременно ожидается проведение испытаний самолёта МС-21 с двигателем ПД-14 (испытания начнутся в начале 2020 года[16]). По состоянию на конец 2019 года началась подготовка к сертификации по правилам ETOPS, при этом сама сертификация может занять несколько лет.

В феврале 2021 года ПД-14 получил дополнение к Сертификату типа от Международной организации гражданской авиации (ИКАО), свидетельствующее о возможности установки данного типа двигателей на воздушные суда, осуществляющие международные полёты без ограничений[17]. Данный сертификат открывает программу серийного производства ПД-14 и оснащения ими самолётов типа МС-21.

В перспективе планируется сертификация FAA (США).

Новый проект

Для чего вообще создавался новый двигатель ПД-14? Характеристики (сравнение с зарубежными образцами) современных российских моторов были таковы, что срочно требовалось разработка чего-то кардинально нового. Конструкторы руководствовались идеей создания силовой установки, которая позволит в дальнейшем разрабатывать и строить собственные самолеты с вместимостью от 130 до 180 мест. Единственная пассажирская машина аналогичного класса и полностью российского происхождения – самолет Ту-214. Его производство небольшими партиями продолжается и сегодня.

Но этих самолетов экстренно не хватает, нужна техника для обновления всего самолетного парка нашей страны. Но сделать это без совершенно новых двигателей – решительно невозможно. По техническим характеристикам и возможностям они не в чем не должны были уступать своим аналогам от ведущих мировых производителей.

Вообще, в связи с недавними украинскими событиями и полным разрывом связей в промышленной сфере двух стран, громадное значение двигатель ПД-14 (характеристики, сравнение – в этой статье) имеет еще и в аспекте полного возрождения разработки и изготовления газотурбинных двигателей в нашей стране. Помимо этого, в ходе его создания планируется решить сразу несколько важнейших задач:

  • Полная реструктуризация гражданского авиастроения путем перераспределения ролей и вовлечения в этот проект новых игроков.
  • Наконец-то планируется поделить зоны ответственности и заново создать разделение труда в сфере выпуска авиационной продукции, которое было полностью разрушено в момент развала Советского Союза.
  • Также создатели проекта рассчитывают на создание новых полимерных и композитных материалов, которые крайне нужны современной авиакосмической отрасли.

Конструкция[править | править код]

Двигатель состоит из восьми ступеней компрессора и двух ступеней турбины (5+ поколение). Вентилятор трансзвуковой, выполнен с широкохордными пустотелыми бесполочными лопатками, в компрессоре применены блиски. Осевой компрессор низкого давления выполнен трёхступенчатым в основной версии двигателя, четырёхступенчатым в варианте ПД-14М и одноступенчатым — для ПД-10. Турбина низкого давления имеет шесть ступеней (в варианте ПД-10 — пять).[18]Барабанно-дисковый компрессор высокого давления выполнен восьмиступенчатым. Малоэмиссионная кольцевая камера сгорания выполнена из жаростойкого интерметаллидного сплава с керамическим покрытием и оснащена 24 двухконтурными центробежно-пневматическими форсунками. Турбина высокого давления включает две ступени, лопатки выполнены охлаждаемыми.Турбины выполнены с регулируемыми осевыми зазорами.Система управления САУ-14 разработки «ОДК-СТАР» является двухканальной с полной ответственностью. Двигатель оснащается устройством реверса тяги решетчатого типа с электромеханическим приводом. Конструкция гондолы двигателя на 65% состоит из композитных материалов.

Доля импортных комплектующих составляет около 5 %, по данным официального блога ОАК.[19]

Основные задачи проекта

Основной задачей в то время было обеспечение приемлемой стоимости, по которой бы этот продукт и в самом деле начали бы интенсивно закупать. Именно тогда же родилась идея создания унифицированного и универсального газогенератора. Если она удастся, то в нашей стране появится возможность создания огромного перечня собственного промышленного оборудования, что не может не радовать.

Что такое турбовентиляторный мотор, принципы работы

Как лучше понять те преимущества, который предоставляет новый турбовентиляторный двигатель? Принцип работы всех аналогичных движков схож, а потому этот вопрос следует рассмотреть подробнее, так как иначе вряд ли будут понятны преимущества новых технологий.

Турбовентиляторным в специальной литературе называют моторы с высокой степенью двухконтурности. Отличительной их особенностью является наличие вентилятора большого диаметра, за счет которого через двигатель всегда проходит очень большой объем воздуха. Из-за больших габаритов этой детали внешнее сопло движка зачастую становится излишне «монументальным», а потому его укорачивают. Чтобы при этом не возникало опасных завихрений воздуха, в конструкцию включают неподвижные лопатки, которые поворачивают поток воздушной смеси в нужном направлении.

оао авиадвигатель

Соответственно, по принципу своего действия такие движки сильно напоминают ракетные, но смешения потоков в них практически не наблюдается. Преимущество турбовентиляторных моторов в том, что струя, выходящая у ракет «в трубу», в этом случае раскручивает дополнительный вентилятор, являющийся мощным источником тяги. Именно он производит не менее 70-80% всего тягового усилия. Таким образом, авиационный двигатель ПД-14 является чрезвычайно экономичным. Внутренний контур этих движков практически полностью повторяет конструкцию ракетных моделей, но их последние ступени «по совместительству» являются приводом вентилятора.

ПД-14: Чем может похвастать новый российский авиадвигатель

Лишь пять стран в мире способны производить авиационные двигатели. Это настолько технически сложные агрегаты, что их разработка длится намного дольше разработки нового самолета, а все наработки по новым изделиям охраняют как военную тайну.

С момента распада СССР в России продолжали производить и эксплуатировать авиадвижки еще советских разработок, поэтому двигателестроительной отрасли был нужен проект, который бы стимулировал ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от мировых лидеров отрасли. Таким проектом и стал ПД-14. Его название расшифровывается как Перспективный двигатель тягой 14 тонн.

[править] Характеристики

Характеристики двигателя ПД-14:[9]

  • Тяга — 14 тс
  • Степень двухконтурности — 8,5
  • Удельный расход топлива — 0,53 кг/кгс*ч
  • Масса силовой установки — 3780 кг

Производство[править | править код]

Серийное производство планировалось (на 2019) начать в 2020 году[21].В марте 2020 года стартовало серийное производство двигателей ПД-14.[22][23]

Кооперация[править | править код]

Комплектаторы 2-го уровня:

  • Компрессор низкого давления и разделительный корпус: НПО Сатурн, УМПО, ОДК-Авиадвигатель.
  • Газогенератор: ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО, НЦПГ Салют (НПЦГ Салют он же теперь ОДК-ПК «Салют»).
  • Камера сгорания: ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО. Альтернативную камеру разрабатывало КБ «Прогресс» (Украина).[2] Впоследствии от применения камеры сгорания разработки КБ «Прогресс» головной разработчик авиадвигателя отказался.[24]
  • Сопло внутреннее и центральное тело: ОДК-Авиадвигатель, НПП Мотор.
  • Турбина высокого давления: ОДК-ПМ.
  • Турбина низкого давления: НПП Мотор, ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО.
  • Коробка приводных агрегатов: ОДК-Авиадвигатель, УМПО, ОДК-ПК “Салют”.
  • FADEC и топливная система: ОДК-СТАР.
  • Мотогондола и реверсное устройство: ОДК-Авиадвигатель, УНИИКМ, ПЗ МАшиностроитель, ОНПП Технология, ЦНИИСМ, НИАТ.

Комплектаторы 3-го уровня:
к комплектаторам третьего уровня относятся поставщики датчиков, агрегатов, штепсельных разъёмов, подшипников, различных электронных компонентов и пр. В первую очередь это западные комплектаторы, которые поставляют комплектующие и сертифицированы по программе двигателя ПС-90А2. Причина использования в качестве комплектаторов 3-го уровня в основном западных поставщиков — низкая конкурентоспособность отечественных комплектаторов[25]. С другой стороны, головной разработчик ПД-14 стремится к созданию СП отечественных производителей с западными поставщиками.

Преимущества и недостатки

Как и все его «сородичи», авиационный двигатель ПД-14 имеет как положительные, так и отрицательные стороны. К числу сильных его сторон относится высокая экономичность, которая позволяет широко применять эти силовые установки даже на дальних маршрутах.

Какие у него имеются недостатки? Наиболее значимый – очень большие габариты и приличный вес. Несмотря на все усилия инженеров и ученых, турбовентиляторные моторы создают значительное сопротивление набегающему воздушному потоку в полете. Предполагается, что эта проблема будет решена, когда найдутся способы снижения их общих габаритов.

О шумности НК-93

Я смотрел по самарскому телевидению репортаж из испытательного цеха НК-93. Инженер – испытатель непосредственно у работающего двигателя говорит журналисту не повышая голоса, что «при работе другого двигателя Вы бы меня не услышали, а этот двигатель не ревёт, а шипит!». Свидетельствую: именно «шипит» и очень сомневаюсь, что в двигателе ПД-14 А.А.Иноземцев может повторить акустику НК-93?

В заключении требуется отметить, что благодаря стараниям «В. Христенко, зама Д. Мантурова, главы Ростехнологий С. Чемезова, генди⁠ректора ОАО «ОПК «Оборонпром» А. Реуса и президента ОАК М. Погосяна» (Аргументы Недели, 22.06.2011) «В настоящее время подобные схемы авиационных двигателей активно разрабатываются за рубежом. Это сулит недостижимую для современных моторов экономию топлива и бесшумность. Примером может служить перспективный двигатель «Роллс-Ройса» Leap, уже вышедший на летные испытания. По конструктивной схеме он копирует НК-93. В начале 2000-х НК-93 обгонял свое время и в том числе поэтому, очевидно, не был поддержан руководством отечественного авиапрома» (ВПК Ньюс).

Так что труды этих разрушителей нашего авиапрома даром не пропали и после их выхода на пенсию Запад примет с открытыми воротами и не будет арестовывать их неправедно нажитые финансовые состояния!

Виталий Беляев, специально для Avia.pro

Сопоставимые двигатели

  • CFM International LEAP-X[en] (англ.)
  • Pratt & Whitney PW1000G
  • ПС-90А

Сопоставимые двигатели[править | править код]

  • CFM International LEAP-X[en] (англ.)
  • Pratt & Whitney PW1000G
  • ПС-90А

См. также[править | править код]

  • Двигателестроение России
  • ПД-8 (на основе технических решений ПД-14; планируется сделать не раньше 2024 года; возможно применение для замены импортных на SSJ-100)
  • ПД-35 (перспективный тяжёлый турбовентиляторный двигатель большой тяги (33-40 тонн) на основе ПД-14)[29]

Примечания

modif.png

Эта страница в последний раз была отредактирована 15 февраля 2021 в 14:01.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...