В России завершена реконструкция стенда для проведения испытаний турбовентиляторных двигателей

Российская авиация встает на ноги, вплотную приблизившись к отказу от западных авиамоторов. Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ) выдал аттестат на реконструированный стенд для проведения испытаний турбовентиляторных двигателей (ТВД) ПД-14, ПС-90А, ПС-90А-76, ПС-90А1, ПС-90А2. Такую новость сообщил пресс-центр «ОДК-Пермские моторы». Модернизированная станция, о которой идет речь, находится в пос. Новые Ляды (Пермь). Управляющий директор «ОДК-Пермские моторы» Сергей Попов в этой связи отметил: «Для российского двигателестроения — это нерядовое событие». По его словам, до конца этого года корпорация «Иркут» получит две основные двигательных установки ПД-14, а также еще одну резервную.

Картинки по запросу стенд для проведения испытаний турбовентиляторных двигателей

Они должны быть установлены на МС-21 до конца второго квартала 2019 года, после чего начнется тестирование перспективного отечественного самолета уже с российскими двигателями. Добавим, что ПД-14 также успешно прошел климатические испытания в ЦИАМ в условиях «классического» обледенения и подтвердил надежную защиту от попадания кусков льда в двигатель, что в полной мере удовлетворяет требованиям Авиационных правил-33. На западных профессиональных форумах уже отреагировали на это событие.

«Создание любого турбовентилятора с высокой степенью двухконтурности — это всегда нечто экстраординарное. Вероятно, русским потребовались тысячи инженеров и специалистов, работающих в течение многих лет, чтобы начать производить этот двигатель, стоимостью разработки, измеренной в миллиардах долларов. Только несколько компаний во всем мире способны достичь этого результата». «Высокие эксплуатационные характеристики ТВД и русские? Это алогизм».

Похоже, что в золотом «миллиарде» к новостям из РФ о достижениях мирового уровня относятся как к кремлевским фейкам и свято верят в бесперспективность нашего государства. Это и неудивительно после многолетнего самобичевания и заявлений американских президентов, в которых Россия называется страной-бензоколонкой.

Дело в том, что создание силовой установки с высокой степенью двухконтурности относится уже не к стандартному НИОКР сложных технических систем, а скорее — к самому настоящему инженерному искусству. В классической схеме — чем выше степень двухконтурности, тем менее «прожорлив» двигатель, но и тем больше его габариты. Очень многие страны предпринимали попытки сделать свой экономичный турбовентилятор, но упирались в недопустимо большие размеры и массу установки, снизить которые не представлялось возможности без ущерба надежности.

Именно поэтому технологические компетенции по разработке и производству турбовентиляторов с высокой степенью двухконтурности долгое время считались уделом наиболее интеллектуально развитых западных стран, которые, между прочим, объединяют свои усилия, то есть делятся патентами и ноу-хау друг с другом.

К примеру, установка Pratt & Whitney F135 для истребителя 5-го поколения F-35 является коллективным плодом лучших американских, европейских и азиатских инженерных школ. Несмотря на гриф топ-секретности, американцы консультировались и даже заказывали компоненты и композиты в других ведущих двигателестроительных компаниях.

Тем не мене, у ПД-14 есть хорошие перспективы выбиться на международный рынок гражданской авиации, в том числе на фоне неудач с двигателями GTF для A320neo, которые возникли у лидирующей американской корпорации Пратт & Уитни.

В России почему-то принято не оспаривать преимущество заокеанского турбовентиляторного двигателестроения, прежде всего, вышеуказанного производителя ТВД. Мол, куда нам-то «со свиным рылом, да в калашный ряд».

Однако генеральный директорат гражданской авиации Индии выступил с резкой критикой в адрес силовых установок Pratt & Whitney GTF. Первой эксплуатационной проблемой стало длительное время пуска, отчасти вызванное неудачной схемой «подвески» двигателей в самолете Airbus 320neo. Также в процессе полета регулярно срабатывает датчик металлических частиц в моторном масле, так как при больших оборотах вентилятора уплотнения не справляются с запредельными нагрузками.

Впрочем, все это оказалось мелочью, которые, однако, влияют на затраты по техобслуживанию. Индийцы указывают и на более серьезные недостатки системного характера: в полетах с пугающей регулярностью трескаются торцевые уплотнения, вызванные быстрой усталостью применяемых сплавов, хотя предполетные тесты не показывают возникших угроз безопасности. В этих условиях американцев спасает хорошая реклама и глобальная логистика, а также отсутствие конкурентов.

Данная ремарка показывает, насколько сложным является создание надежных и экономичных турбовентиляторных двигателей, даже если их разрабатывают самые знаменитые в мире инженерные школы.

Как пишет американское издание MRO-network, специализирующее на авиационной тематике, «ПД-14 не является редукторно-турбовентиляторным двигателем, как PW1000G, и не использует керамические матричные композитные детали, как в семействе CFM LEAP. Но у него есть другие технологические особенности, которые соответствуют современному состоянию западных коммерческих турбовентиляторных двигателей».

В целом, появление работоспособного ПД-14 рассматривается в США и в ЕС, как полноценная альтернатива двигателю корпорации Пратт & Уитни PW1400G, прежде всего для самолета «Иркут» МС-21, который в свою очередь воспринимается, как конкурент Аirbus А320пео и Boeing 737 MAX.

Собственно, поэтому не приходится рассчитывать на быструю международную сертификацию. Зато у нашей гражданской авиации наконец-то появилась надежда на скорое производство доступных отечественных самолётов для авиалиний малой и средней протяжённости.

Что касается денег, мол, Россия слишком много заплатила за разработку ПД-14 — целых 70 млрд. рублей, то, для примера: только в прошлом 2017 году Pratt & Whitney инвестировала $ 1,3 млрд. в обновление производственного оборудования для выпуска гражданских двигателей. Даже если предположить, что сегодня «штучный» российский двигатель ПД-14 стоит дороже серийного PW1000G на 10%, то с выходом на объявленный объем производства цена пермского турбовентилятора для МС-21 существенно снизится.

Если до начала санкционной войны Америки и Европы против России из 630 самолетов МС-21 (по плану) на 315 должен был установлен ПД-14, а на остальных — PW1400G, то сегодня, судя по всему, без пермской силовой установки «Иркут» вообще не взлетит.

Отметим также, что научно-технические знания, полученные при разработке двигателя ПД-14, станут основой для реализации проекта ПД-35, который в свою очередь является базой уже для конструирования российско-китайских широкофюзеляжных самолетах большой дальности CR929. Значит, есть все основания полагать, что в нашей стране возрождается своя национальная авиация, попреки утверждениям доморощенных «западников», которые мечтают о полетах исключительно на Аirbus и Boeing.

Справка:

Как сообщается в статье «Vers le PD-14 et au-dela», опубликованной в журнале Air&Cosmos, до конца 2018 года АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (ОДК) поставит первую партию двигателей ПД-14 для пассажирского самолета нового поколения МС-21. Об этом сообщил генеральный директор КБ «Авиадвигатель» Александр Иноземцев. Кроме того, у этого двигателя будет модификация, предназначенная для вертолета Ми-28.

Самая интересная ниша для нового двигателя с точки зрения выручки и объемов – это двигатель для самолета средней дальности. Для этого сегмента был создан ПД-14 и он активно развивается. Другой нишей, которая меньше c точки зрения количества, но сопоставима с точки зрения выручки – это двигатели для широкофюзеляжных самолетов большой дальности. Для них разрабатывается двигатель ПД-35. Третья ниша – это турбовинтовые и турбореактивные двигатели мощностью 1500-3000 л.с. для региональных самолетов и вертолетов. Здесь будет создан ПДВ (перспективный двигатель вертолетный), чья концепция в настоящее время разрабатывается. По словам Иноземцева, возможно, через два года что-то по этой теме представит КБ Климова.

PD_Il-76LL_02 (3)

Опытный двигатель ПД-14 (номер №100-07) под крылом летающей лаборатории Ил-76ЛЛ (с) АО “ОДК”

ОДК может разделить работы между различными моторостроительными компаниями и тем самым снизить расходы на программу. Каждое предприятие выпускает свою номенклатуру деталей. Эта производственная модель применяется и к ПД-14. Ответственным за программу в целом, проект камеры сгорания и газогенератора является АО «ОДК-Авиадвигатель» в Перми. «ОДК-Сатурн» в Рыбинске отвечает за вентилятор и компрессор низкого давления. «ОДК-УМПО» – за турбину низкого давления и сопло, в то время как «ОДК-СТАР» в Перми отвечает за систему управления двигателем. По той же схеме распределено и серийное производство между предприятиями «ОДК-Пермь», «ОДК-УМПО», «ОДК-Сатурн», ФГУП “НПЦ газотурбостроения “Салют”, а окончательная сборка будет вестись в Перми. 

Двигатель ПД-14 с тягой 14 тонн является первым гражданским турбореактивным двигателем, созданным в России в постсоветский период, если не считать SaM-146, созданный совместно с французами.

ПД-14 является двухконтурным двигателем со степенью двухконтурности 8,5. По словам Иноземцева, ПД-14 не хуже иностранных конкурентов, а именно редукторного двигателя PW1000G и CFMI Leap-1. При этом преимуществом ПД-14 является сниженная температура газов на входе в турбину (на 60-80 градусов). При этом имеются потери в тяге, но получается экономия в ходе эксплуатации. По заявлению представителей Корпорации «Иркут», издержки двигателя на 2,5-3% ниже его конкурентов.

Горячая часть двигателя состоит из восьмиступенчатого компрессора и степенью сжатия 17, камеры сгорания и двухступенчатой турбины. Холодная часть состоит из вентилятора, трехступенчатого компрессора низкого давления и шестиступенчатой турбины низкого давления. Гондола двигателя на 65% состоит из композитов.

Работы по ПД-14 начались 10 лет назад, когда в 2008 году российское правительство выделило 15 млрд руб. (450 млн евро по курсу того времени) для ведения НИОКР по новому двигателю. Первый прототип газогенератора 100ГГ-01 совершил первые прокрутки на земле в 2010 году, в первый комплектный демонстратор двигателя впервые заработал 9 июня 2012 года.

30 октября 2015 года двигатель 100-07 совершил первый полет на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Двигатель прошел на самолете через два этапа испытаний. В ходе первого по состоянию на 4 марта 2016 года двигатель наработал 22 часа и 22 минуты в ходе 16 полетов. В ходе другого этапа с 11 октября 2016 года по 30 марта 2017 года в ходе восьми полетов он наработал 26 часов 31 минуту.

28 декабря 2017 года Ил-76ЛЛ совершил первый полет с новым двигателем 100-11, этот экземпляр предназначен для сертификации. С начала апреля 2018 года Ил-76ЛЛ с двигателем 100-11 совершил 14 полетов с наработкой 49 часов и 10 минут.

Стендовые испытания ПД-14 были обычными для двигателя такого класса тяги. 5 ноября 2016 года прошли испытания турбины на сверхрежиме после обрыва вала низкого давления на двигателе 100-03. 5 мая 2017 года прошли испытания на обрыв лопатки на двигателе 100-04.В целом, по словам Иноземцева, по итогам испытаний двигатель имеет запас в 15 дБ по сравнению с требованиями главы 4 ИКАО и 20% в части выброса оксида азота.

Главной задачей программы ПД-14 на текущий год является получение сертификата, запланированное на август. Процесс сертификации начался в 2012 году в МАК. Тогда Александр Иноземцев заявлял о том, что сертификат будет получен в 2015 году, а первые серийные двигатели будут поставлены в 2016 году. И если не учитывать технические вопросы, которые сопровождают любую разработку, то сертификация затормозилась действиями российского правительства, которое в ноябре 2015 года лишило МАК права сертифицировать двигатели и передало его Росавиации.

Одновременно шел процесс сертификации двигателя в Европейском агентстве авиационной безопасности (EASA). Разработчики рассчитывают получит сертификат типа в 2019 году, но с учетом взаимоотношений между EASA и Росавиацией, которые еще не урегулированы, это процесс, без сомнения, затянется.

Последний собранный на сегодня двигатель – это 100-13. В течение этого года запланирован выпуск еще трех двигателей – 100-14, -15 и -16, то есть первых, предназначенных для установки на МС-21-300 в ходе его сертификации. В соответствии с планом, двигатели должны быть поставлены в декабре, а первый полет прототипа МС-21 с ПД-14 запланирован на второй квартал 2019 года. Поставки ПД-14 для МС-21 должны начаться с 2021 года.

Начиная с 2023-2024 годов ОДК планирует выпускать примерно 50 двигателей в год. Проблема в том, что на сегодня имеется мало заказов на МС-21 с ПД-14. В ходе авиасалона МАКС-2017 компания «Ильюшин финанс» подписала предварительное соглашение на закупку восьми ПД-14 с поставкой в 2022-2023 годах. Эти двигатели предназначены для четырех МС-21-300 авиакомпании Red Wings. Со своей стороны, «Аэрофлот» заказал 50 МС-21-300, из которых первые 25 должны быть оснащены двигателями PW1400G. Двигатели оставшихся самолетов еще не определены. На 12 из них «Аэрофлот» планирует установить ПД-14. Схожий интерес на приобретение трех-четырех МС-21 с ПД-14 проявила компания «ИрАэро». По словам Александра Иноземцева, для стартового заказчика двигатель ПД-14 будет продаваться с дисконтом в 15-22% по сравнению с конкурентами.

Газогенератор ПД-14 также может быть использован для развития семейства двигателей с тягой 9-18 тонн. Изначально двигатель ПД-10 (с тягой 10 тонн) рассматривался для новы модификация самолета SSJ 100, двигатель ПД-14А – для модификации МС-21-200 и ПД-14М (15,6 тонн) для удлиненного варианта МС-21-400. Эти проекты заморожены из-за самих самолетов. Из развития ПД-14 приоритет получил ПД-12В для вертолетов, а именно для ремоторизации вертолета Ми-26, двигатели Д-136 для которого производятся исключительно на украинском ПАО «Мотор Сич». Финансирование программы ПД-12В началось в 2016 году, а на сегодняшний день в производстве находятся детали для опытных двигателей. В будущем ПД-12В может быть использован для установки на новом тяжелом российско-китайском вертолете.

Базовая версия газогенератора ПД-14 позволяет создать вертолетный вариант, отличающийся мощностью 14500 л.с., но у ПД-12В она будет ограничена 11500 л.с. с целью унификации с силовой установкой Ми-26. Двигатель сможет достигать максимальной мощности до высоты 2000 метров (Д-136 выдает максимальную мощность 11400 л.с. только на уровне моря). По сравнению с Д-136 сухая масса вырастет на 100 кг, но удельный расход топлива снизится на 9%.

Другим сегментом станут двигатели для широкофюзеляжных самолетов для авиалиний большой протяженности. Русские хотят проникнуть на этот рынок с двигателем ПД-35 с той же формой сотрудничества между производителями, как и в случае с ПД-14. Главным фактором развития ПД-35 стала программа российско-китайского самолета CR929, на котором китайцы хотят установить свой двигатель CJ2000. Возможен вариант слияния программ ПД-35 и CJ2000, аналогично тому, как объединились программы созданяи китайского самолета С929 и российского ШФДМС.

Программа ПД-35 начала реализовываться в декабре 2017 года после подписания контракта между ОАК и КБ «Авиадвигатель» на сумму 64,3 млрд руб. (935 млн евро) на НИОКР по двигателю ПД-35-1 первого этапа, которые должны завершиться в декабре 2023 года. Результаты работ должны воплотиться в двигатель-демонстратор, который совершил бы испытательные полеты.

ПД-35 будет двигателем традиционной схемы, чей газогенератор будет оснащен компрессором с девятью или десятью ступенями, а также турбиной с двумя ступенями. Вентилятор будет сделан из композитных материалов и т.д.

Начиная с ПД-35 может быть разработано семейство двигателей с тягой от 25 до 50 тонн. Самый крупный из них – ПД-50 будет иметь тягу в 50 тонн, иметь вентилятор диаметром 3,5 метра и сухую массу в 8,7 тонн.

Источники: http://ru-good.ru/, https://bmpd.livejournal.com/

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!