Осенью 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Это событие особой важности. По достоинству оценить его значение помогут 10 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.
Магистральный самолет 21 века - первая выкатка >>
По статистике лишь один полет из 8 миллионов 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.
Но и это еще не все: температура газа, с которым соприкасается лопатка, почти равна половине температуры на поверхности Солнца. Эта величина на 200 °C превышает температуру плавления металла, из которого изготавливается лопатка. Представьте себе такую задачу: требуется не дать растаять кубику льда в печи, нагретой до 200 °C. 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.
Конкурент МС-21 - китайский авиалайнер C919 впервые поднялся в небо >>
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.
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.
Статус программы самолета МС-21 >>
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». Время идет, и этот трудяга уже не отвечает современным требованиям ни по экономичности, ни по экологии (шум и вредные выбросы). Главный недостаток Ту-154 - двигатели 3-го поколения Д-30КУ с высоким удельным расходом топлива (0,69 кг/(кгс·ч).
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 Боинг-737 и Аэрбас 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 Боинг и Аэрбас 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.
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-10 В 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, 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 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 , 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.
ПД-14 должен поднять 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 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 и уйдет в первый полет, и именно с ним ПД-14 предстоит конкурировать за место под крылом.
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.
Текст: Леонид Ситник
«ПД-14 – состоявшийся двигатель. В Перми готовят к серии российский мотор для МС-21 и приступают к созданию двигателя большой тяги ПД-35.По оценке А.Иноземцева, проект ПД-14 является самым серьезным для всего отечественного авиационного двигателестроения».
Самооценка высокая, начало многообещающее - будем надеяться, что его не постигнет судьба выдающегося НК-93, о котором в свое время ген. конструктор ПД-14 нелестно отозвался:
«Видимо я не принадлежу к числу "грамотных двигателистов", потому что не считаю проект НК-93 инновационным, т.к. методология и средства проектирования, производственные технологии изготовления НК-93 относятся к середине 80-х годов прошлого столетия. С уважением, генеральный конструктор, член редакционного совета журнала "Двигатель" А.А.Иноземцев».
И вроде бы так, да вот почему-то суперсовременный ПД-14, как это не покажется странным, по удельному расходу топлива не превзошел «устаревший» НК-93 и даже в равных его не поставить. А заказчику без разницы - из какого времени были использованы технологии при конструировании данного изделия, его интересует конечный результат: цена и расход топлива!
При этом считаю, что ПД-14 действительно удался и расчетные характеристики подтверждены, но только в сравнении со своим старшим братом ПС-90, у которого расход топлива в своем классе наибольший: «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 (ОРУЖИЕ РОССИИ).
«В ходе испытаний выполнена оценка характеристик и работоспособности двигателя в условиях полёта МС-21 – подтверждена надёжность работы двигателя и его систем, характеристики запуска в полёте в соответствии с требованиями технического задания. В настоящее время выполняется переборка двигателя для продолжения испытаний на наземных стендах».
Выводы по ПД-14 шаблонные, другое дело по двигателю НК-93, совсем другие отзывы:
* Владимир Бычков, ведущий инженер по летным испытаниям ЛИИ имени М.М. Громова:
«Когда двигатель поработал в небе, пришло время удивляться – случайно «человеческий фактор» сработал, на одном из режимов НК-93 выдал тягу под 20 тонн. А считали, что для конкретного образца предел 18… И пилоты дивились – тяга в полтора раза выше, чем у штатного двигателя (ПС-90А) Ил-76, а расход топлива в полтора раза меньше. Потенциал завидный» (Аргументы Недели, 22.06.2011).
*«Винтовинтовентиляторный двигатель, не имеющий аналогов в своем конструктивном исполнении, показал в ходе летных испытаний в 2007 году высокие эксплуатационные характеристики. Степень двухконтурности у НК-93 составляет 16,7. Удельный расход топлива по замерам – на уровне 0,49 кг/кгс/ч.».
Теоретически ПД-14 в цене должен уступать самарскому, как двигатель классом ниже, но не тут-то было:
* «Стоимость НК-93 около 4.5 млн. $ США, аналогичные двигатели зарубежных производителей имеют цены 5 млн. $ США и выше» (Wikimedia Foundation).
* «Очень тонкий вопрос - ценообразование. Стоимость одного ПД-14 - примерно шесть миллионов долларов, а PW1400G - 5,4 миллиона. Согласятся ли лизингодатели переплачивать 1,2 миллиона долларов за самолет с отечественным двигателем, имеющим худшие характеристики? Ждать ответа на вопрос осталось недолго: запустить в серию ПД-14 должны были в этом году» («Военно-промышленный курьер»). Да уж – дороже некуда!
«По словам Александра Иноземцева, для стартового заказчика двигатель ПД-14 будет продаваться с дисконтом в 15-22% по сравнению с конкурентами» .
Дисконт (англ. discount): «Скидка с объявленной прейскурантной цены товара или услуги, предоставляемая продавцом потребителю» (Википедия). Проще сказать коррупцию сначала будет оплачивать Государство, а потом заказчик – куда он денется!
Ещё любопытная деталь!
Если пермский двигатель построен по современнейшим технологиям и собран из самых современных материалов, значит он на 1кг. собственного веса и тяги будет выдавать больше, чем «устаревший» двигатель НК-93 соответственно.
*ПД-14. - 14 000кгс (тяга) : 2870кг (вес дв.) = 4,878 кгс, или на 1кг. собственного веса двигатель ПД-14 выдает тяги 4,878 кгс.
*НК-93. - 18 000кгс: 3650кг, что равно 4.93кг.
А на испытаниях выдал тягу равную 20 тс, значит:
20 000кгс: 2650кг, что равно 5.479 кгс. соответственно НК-93 на 1кг. веса выдал тяги - 5.479кгс.
Вот вам и более «совершенный» ПД-14, а ведь доработанный НК-93 будет ещё легче: «В настоящее время вентиляторы пяти опытных двигателей оснащены лопатками из магния. Однако на серийных и опытных двигателях, которые намечается производить в будущем, предполагается устанавливать вентиляторы с лопатками из эпоксидного графитопластика, с ребрами входной кромки из титана» (Wikimedia Foundation).
Вот и верь профессору А.А Иноземцеву, что их ПД-14 построен по последнему слову техники и «является самым серьезным для всего отечественного авиационного двигателестроения»? У нас в деревне в подобном варианте говорили так: «Замах рублевый, а удар копеечный!»
А на горизонте уже маячит проект ПД-35
«В начале января предприятие «ОДК-Авиадвигатель» (Пермь) получило от материнской Объединенной двигателестроительной корпорации заказ на изготовление двигателя-демонстратора технологий (ДДТ) ПД-35, предназначенного для дальнемагистральных широкофюзеляжных самолетов, сообщает bmpd со ссылкой на портал «Авиация России» .
Радоваться бы, да беда в том, что либеральных чиновников (как и либеральных конструкторов), которые сегодня рулят Россией, от мала до велика больше интересует финансовое начало и ноль ответственности за конечный результат. Надо полагать, что и ПД-35 будет иметь тот же «выдающийся» финал, что и ПД-14: громкословесный, но с рабочими характеристиками, уступающими зарубежным аналогам, хотя для российских двигателей это будет действительно прогресс. И в цене тоже! К тому же в этом двигателе сегодня нет той крайней нужды у Государства, которая была и есть в двигателе НК-93. Почему? Да потому что тот же Ил-96 с 4-мя двигателями намного безопаснее в воздухе, чем будет с 2-мя ПД-35, а главное НК-93 почти готов, да и сегодня он пока остается лучшим двигателем в мире, а ПД-35 – это далекое и неизвестное будущее. Его диаметр снаружи около 4м. (18 марта 2018 года Aviation EXplorer). А не будет ли он касаться бетона при рулении и взлете! У НК-93 внешний диаметр двигателя равен 3150мм, т.е. он будет почти на полметра выше от грунта, чем ПД-35.
Судя по той сумме, которая выделяется на реализацию проекта ПД-35, денег у правительства предостаточно и пусть этот проект продвигается, доброго ему пути, но только для совместного проекта российско-китайского ШФДМС, а для Ил-96 в первую, безотлагательную очередь нужен самарский двигатель!
И ещё важно: «НК-93 обладает патентной чистотой, не требует лицензирования для продаж как на внутреннем и на внешнем рынке. Создание конкурентоспособного двигателя НК-93 позволит дать развитие отечественному самолётостроению и продавать их на экспорт без привязки к конкретному российскому самолету».
А параллельно, не откладывая времени, увеличить тягу НК-93 до 23,5 тс. для самолетов «Руслан», которым уже сегодня требуются эти двигатели и нет смысла для него заморачиваться с будущими двигателями ПД-35, когда они еще только на бумаге, а конструкторы НК-93 обещают без проблем увеличить тягу НК-93 до 23,5 тс. Каким на выходе будет ПД-35 – это ещё вопрос, ведь ранее и за ПД-14 никто не сомневался, что он будет современнее и экономичнее НК-93, но по факту – строго наоборот!
И если уж надо строить для наших самолетов более мощные двигатели, то тут, на мой взгляд, предпочтительнее будут уже забытые самарские НК-65, нежели ПД-35. Почему? ПД-35 – это масштабированные ПД-14, за основу же двигателя НК-65 берутся винто-вентиляторная группа от НК-93 и газогенератор от непревзойденного двигателя НК-32, который стоит на выдающемся стратегическом бомбардировщике Ту-160. Поэтому он будет не только меньше диаметром, но и намного легче двигателя ПД-35 при одинаковой тяге.
Вес ПД-35 =8 т. (ВПК.name vpk.name›library/f/pd-35). А если сложить вес двух двигателей НК-32 и НК-93: 3650 кг + 3650 кг = 7300 кг, т.е. они вместе уже весят менее 8т, но когда «сложат» отдельно газогенератор от НК-32 и винто-вентиляторную группу от НК-93, то такой двигатель вряд ли потянет более 5т. и внешний диаметр останется от НК-93, что тоже очень важно, особенно для самолета Ил-96.
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!
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». Надеждой на воскрешение авиапрома является двигатель ПД-14, характеристики (сравнение с аналогами) которого позволяют назвать его одним из лучших за последние годы.
Разработчики надеются, что создание нового мотора самым благоприятным образом скажется на состоянии всей отечественной авиационной промышленности, а также будет способствовать созданию множества новых рабочих мест.
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 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.
Как все начиналось?
Идея о том, что стране срочно требуется новый авиационный двигатель, родилась в недрах ОАО «Авиадвигатель», когда на дворе стояло начало 2000 годов. Время тогда было крайне непростым, а потому в реальность данного проекта мало кто верил.
Но специалисты организации в это время тщательно и целенаправленно изучали мировой опыт в производстве движков, а также анализировали рынок отечественных перевозок, пытаясь спрогнозировать, какой именно тип мотора в гражданском авиастроении будет пользоваться повышенным спросом. Чем конкретно должен был выделяться двигатель ПД-14? Характеристики (сравнение и сопоставление) его с зарубежными образцами просто обязаны были выявить его заметное превосходство.
Почему? Все просто. В те времена продукция зарубежных авиапроизводителей «проталкивалась» на наши рынки крайне агрессивными методами. Увы, но в немалой степени этому способствовали и некоторые руководители. Сегодня, в связи с санкциями, этот вопрос уже не столь актуален. Более того, государство само «вдруг» заинтересовалось возможностью производства отечественных моторов. Так что предприятие ОАО «Авиадвигатель» тогда быстро оказалось в центре внимания как отечественных, так и зарубежных СМИ.
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.
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.
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.
Сравнительные отличия
Новый турбовентиляторный двигатель, принцип работы которого аналогичен «классическим» отечественным моделям, все же сильно отличается от своих предшественников. Конечно, отличия «на глаз» заметны исключительно инженерам. Если сравнивать его с моделью ПС-90А (Ил-96, самолет Ту-214, Ил-76), то сразу заметен, не побоимся этого слова, качественный рывок в технологическом процессе и возможностях.
Степень двухконтурности выросла ровно в два раза, температура газа перед входом в турбину возросла сразу на 100 К, степень общего сжатия (в различных условиях) выросла на 20-50%. В сравнении с вышеперечисленными разновидностями отечественных моторов, новый авиационный двигатель ПД-14 позволяет сэкономить минимум на 12-16% больше топлива.
Экономия массы
Впервые в отечественном гражданском авиастроении в конструкции движка использована технология производства пустотелых лопастей турбины из высокопрочных титановых сплавов.
Это дает экономию массы в 30%, суммарно новый авиационный двигатель ПД-14 облегчается примерно на 10%. Также на Пермском моторном заводе сегодня осваивается технология производства монокристаллических рабочих лопаток турбины. Сообщается, что такой подход позволит поднять рабочую температуру газов сразу до 2000 К.
Кроме того, впервые отечественные производители при проектировании и изготовлении движков собираются использовать такое количество полимерных композитных материалов. При таком подходе не только заметно понизится масса двигателя, но и повысится его прочность и устойчивость к перегрузкам.
Значение создания нового мотора
Как мы и говорили в самом начале статьи, невозможно создать ни один новый самолет, не разработав предварительно новые движки. С последними все начинает постепенно налаживаться: испытание двигателя ПД-14 в виде Государственной проверки скоро стартует… Но какие машины будут ими оснащаться?
Предполагается, что специально для этих моторов будет создан самолет МС-21 (магистральный, 21-го века). Если это действительно будет реализовано, то можно будет говорить о настоящем прорыве, впервые со времен СССР в нашей стране действительно будет создано что-то новое. Что еще важнее, российский двигатель ПД-14 позволит создать целую линейку новых самолетов, предназначенных для выполнения как дальних рейсов, так и маршрутов по внутренним линиям. Еще недавно все говорили, что отечественные самолеты придется оснащать исключительно импортными движками. Сегодня выяснилось, что это, к счастью, не так.
Какие машины им собираются оснащать?
Уже сегодня очевидно, что унифицированная конструкция нового мотора позволит с успехом использовать его не только на пассажирских, но и на транспортных самолетах. Так как его тяга составляет целых 14 тонн, данную модель можно устанавливать на МС-21-200/300/400. Наверняка ими допустимо будет комплектовать Ил-214. Имеются сведения о начале создания еще более мощной модификации с тягой в 18 тонн, то есть ПД-18. Его предполагается использоваться на самолетах Ту-214 и Ил-96. Напомним, что сегодня все эти машины комплектуются «старичком» ПС-90А.
Также разработчики сообщают, что уже было принято решение и о создании облегченной версии этого движка с тягой десять тонн. Можно предположить, что он будет использоваться для производства многострадальных «Суперджетов», закупать для которых двигатели у Франции ныне никто не хочет. Наконец, будет также создан особый, вертолетный вариант этого мотора, которым будет комплектоваться знаменитая транспортная «корова», она же вертолет Ми-26.
До сего дня при производстве этих машин использовались украинские движки Д-136. Даже предварительные расчеты показывают, что имеющейся потребности в этих моторах с лихвой хватит, чтобы покрыть все издержки, которые были получены в ходе разработки новой техники. Всего планируется привлечь не менее 70 миллиардов рублей инвестиций, причем половина из них - средства из федерального бюджета. Последнее обстоятельство показывает, насколько этот проект нужен стране.
Чем плох старый ПС90-А?
Новейший двигатель для МС-21, ПД-14 - это новое поколение Кроме того, он прекрасно совместим с относительно старыми модификациями самолетов. Так, заслуженные «ветераны» Ил-76, модернизация которых интенсивно ведется с прошлого года, при установке на них нового движка могут отлетать еще несколько десятков тысяч часов. Кроме того, удастся повысить дальность полета с четырех до пяти тысяч километров, без нагрузки дистанция также вырастет на тысячу километров, а расход топлива сократится примерно на 14%. Последнее обстоятельство особенно важно, так как благодаря ему удастся снизить стоимость перевозки тонны груза сразу на 10%.
Таким образом, старый мотор, верно отслуживший свое время эксплуатации и разработанный еще в СССР, пока что справляется со своими обязанностями, но современным требованиям он уже не соответствует. Основная проблема - высокое потребление топлива и повышенная шумность. В принципе, об этом было известно уже очень давно, но конкретные шаги к исправлению ситуации и созданию нового мотора были сделаны только сейчас. Справедливости ради стоит сказать, что только сегодня появились все необходимые для этой работы средства.
Официальные сведения о ходе работ
Официально движок находится в разработке с 2008 года, но по факту его конструированием талантливый коллектив конструкторов начал заниматься еще в 1999 году.
В 2012-м впервые была произведена сборка полноценного демонстрационного варианта. Тогда же шла интенсивная доводка систем газогенератора, который и доставлял конструкторам основные проблемы. На сегодняшний день все недостатки были успешно устранены. Впервые этот пермский двигатель был запущен в середине 2012 года. Тогда же конструкторы выяснили, что высокие проектные показатели вполне соответствуют практическому положению дел, что еще более укрепило их убежденность в необходимости срочного налаживания производства новых моторов.
Изначально планировалось завершить еще три года назад, но из-за некоторых проблем есть сведения, что частично они продолжаются и по сей день. Предполагается, что в этом году начнется серийное производство, причем за год пермяки должны собирать не менее двух-трех десятков новых моторов. И это - очень мало, так как отечественные авиатора считают, что при сохранении нынешних темпов перелетов к 2019 году, самолетные двигатели должны производиться в титаническом темпе - 200 штук за 12 месяцев. Хотелось бы надеяться, что отечественная промышленность сможет «потянуть» этот проект.
А как же МС-21?
Впервые сведения о начале работ по производству нового самолета начали поступать еще в начале прошлого года. На сегодняшний момент точно известно, что на Иркутском авиастроительном заводе уже вовсю собирают первый фюзеляж нового отечественного лайнера, который в своей среде более известен под «неофициальным» названием Як-242.
Крыло из уникальных композитных материалов собирают в Ульяновске. Скорее всего, оно уже поступило в Иркутск. Отечественные СМИ, имеющие своих представителей на этом предприятии, твердо обещали, что первый борт сможет подняться в воздух уже летом этого года. Сообщается, что у производителя уже есть целый 175 твердых контрактов на постройку и поставку МС-21. Заказчиками выступили многие крупные организации, к числу которых относится даже Сбербанк, реализующий поставки новых самолетов в лизинг.
Есть также сведения, что дополнительно могут быть заказаны еще 100 воздушных судов этого типа, причем в роли заказчиков будут выступать не только отечественные, но и зарубежные переводчики. Это сообщение действительно уникально, так как последний раз кто-то проявлял интерес к нашим пассажирским самолетам только во времена СССР.
Важность проекта МС-21 в том, что это - первый и пока единственный отечественный самолет, созданный самостоятельно и без использования старых разработок времен Союза, в котором не используются иностранные комплектующие. На полетные трассы этой марки выйдут только после окончательного завершения всех типов летных и стендовых испытаний, которые продолжаются и по сей день.
Выводы
Таким образом, новый перспективный двигатель - реальный прорыв всей отечественной промышленности и, в особенности, гражданского самолетостроения. Что касается необходимости в этих моторах, то она колоссальна. Уже очень давно отечественные перевозчики говорят, что не слишком горят желанием покупать списанные импортные самолеты, ресурс которых почти исчерпан. Но в то время отечественная промышленность не могла предложить им ничего подходящего.
Сегодня есть и двигатель, и самолет. Так как против нашего государства введены санкции, возможностей покупать что-то за рубежом нет, да и взлетевший до небес курс валют не добавляет этому решению привлекательности. Так что у отечественного проекта есть грандиозные перспективы. Хочется надеяться, что промышленность не подведет и сможет обеспечить производителей всеми необходимыми комплектующими.
Испытания первого демонстрационного образца двигателя ПД-14, предназначенного для нового гражданского самолета МС-21, проходят без замечаний, сообщает пресс-служба ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (УМПО).
«Замечаний по работе двигателя нет, все системы работают штатно. В процессе испытаний проверены все узлы и системы двигателя. На данный момент узлы, разработанные и изготовленные предприятиями по кооперации, включая «Уфимское моторостроительное производственное объединение», обеспечивают бесперебойное проведение испытаний», – приводятся в сообщении пресс-службы, слова главного инженера УМПО Ирика Манапова.
Демонстрационный образец ПД-14 успешно проходит испытания на пермском предприятии «Авиадвигатель». Наработка двигателя на рабочих режимах составила более 20 часов.
Согласно пресс-релизу, цели проходящих испытаний – демонстрация основных параметров базового двигателя ПД-14, отработка новейших конструктивных решений и критических технологий, оценка акустических и эмиссионных характеристик.
ПД-14 – первая за последние 20 лет собственная российская разработка в области гражданского моторостроения. МС-21 – проект ближне-среднемагистрального самолета, который, ориентировочно к 2020 году, должен придти на смену пассажирским авиалайнерам семейства «Ту». Основными преимуществами по сравнению с современными аналогами являются снижение удельного расхода топлива на 10-15%, сокращение стоимости жизненного цикла до 20%, снижения шума и уровня эмиссии.
Разработка двигателей пятого поколения и финансирование проекта «Двигатели для самолета МС-21» осуществляются в рамках ФЦП «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 гг. и на период до 2015г.». Планируется, что общий объем инвестиций в создание ПД-14 составит 70 миллиардов рублей.
ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» – крупнейший производитель авиационных двигателей в РФ. Выручка от реализации в 2011 году составила более 21 млрд рублей. Основными видами деятельности являются производство, сервисное обслуживание и ремонт турбореактивных авиационных двигателей и газоперекачивающих агрегатов, производство и ремонт узлов вертолетной техники. ОАО «УМПО» входит в состав «Объединенной двигателестроительной корпорации» – 100% специализированной дочерней компании ОАО «ОПК «Оборонпром» по управлению двигателестроительными активами.
По сообщениям корреспондентов «ВПК», информагентств АРМС-ТАСС и Интерфакс-АВН
***
ПД-14 создается практически всеми авиадвигателестроителями России
По словам, генерального конструктора ОАО "Авиадвигатель" Александра Иноземцева, первый запуск на наземном испытательном стенде первого образца двигателя-демонстратора ПД-14 планируется на июнь текущего года. В начале апреля началась сборка двигателя-демонстратора. Сейчас в работе и доводке находятся также четыре газогенератора и несколько установок модуля модели вентилятора, полноразмерный компрессор, камера сгорания, две турбины, одна из которых уже прошла испытания в ЦИАМ (вторая проходит испытания сейчас). "Таким образом, разработчик может показать, что сделанные инвестиции, в том числе и государственные, привели к тому, что отечественные авиадвигателестроители способны создать самый современный двигатель, - заявил А.Иноземцев. - На сегодня одна из основных задач всей кооперации и ОДК - подготовить серийные заводы к серийному выпуску авиадвигателей ПД-14". Он уточнил, что по расчетам ОАО "Объединенная авиастроительная корпорация" (ОАК), примерно через 7-8 лет потребуется до 200 двигателей в год.
Запад нам не поможет
А.Иноземцев напомнил, что, когда разработчик и ОДК проанализировали ситуацию на мировом авиарынке, стало совершенно ясно, что российские авиадвигателестроители никогда не смогут получить доступ от западных коллег к современным материалам, которые на Западе тем или иным образом запатентованы, "загрифованы", залицензированы, и находятся под полным контролем западных компаний. Поэтому необходимы собственные отечественные материалы. ВИАМ создал материалы, которые используются в проекте ПД-14. Надо отметить, что отечественные технологии сертификации и квалификации свойств конструкционных материалов не соответствуют западным. В России за 3,5 года создали экспериментально-теоретическую базу на предприятиях ОДК и в ведущих отраслевых НИИ, которая позволит до 2015 года, то есть до получения сертификата, создать экспериметально-расчетную базу для сертификации отечественных материалов в Европе (EASA) и по американским требованиям и нормам FAA.
Сертификация ПД-14
Говоря о сертификации двигателя ПД-14 по нормам и требованиям European Aviation Safety Organization - Европейского агентства авиационной безопасности (EASA), А.Иноземцев сказал, что в техническом задании ОАО "НПК "Иркут", заказчика разработки ПД-14, установлены требования сертификации двигателя и его производства. На сегодня 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 "теневую" сертификацию со специалистами EASA, с последующей валидацией этого Сертификата в EASA. АР МАК имеет соответствующее соглашение об этом с EASA.
Сертификация производства начинается с сертификации материалов, и уже в апреле этого года планируется оформить с ВИАМ график сертификации производства материалов на металлургических заводах России и далее сертифицировать все производства на предприятиях, участвующих в кооперационных поставках по программе изготовления ПД-14. На таких предприятиях как ОАО "НПО "Сатурн", ОАО "Пермский моторный завод", уфимском моторном заводе, московском НПЦ газотурбостроения "Салют" и заводе "Стар", который производит агрегаты топливной автоматики, уже на сегодня существуют планы подготовки к сертификации производства EASA, дополнил А.Иноземцев.
Господдержка
По мнению генконструктора, за последние лет 40 правительство России не поддерживало финансово и иным способом создание и освоение технологий проектирования и производства, ремонта и послепродажного обслуживания авиадвигателей. Впервые по госконтракту с Министерством промышленности и торговли за 3,5 года правительство инвестировало в авиадвигателестроение примерно $500 млн, что вполне сопоставимо с тем, что вкладывают конкуренты на Западе. Такие инвестиции произведены для освоения предприятиями ОДК ключевых и важнейших технологий, которые позволят конкурировать с прямым конкурентом - фирмой Pratt & Whitney под крылом самолета МС-21.
Техническое вооружение предприятий под выпуск ПД-14
А.Иноземцев подчеркнул, что на сегодня Россия имеет доступ к самому современному оборудованию как на Западе, так и на Востоке, и примерно на $300 млн было закуплено самое современное оборудование, которое запущено в производство на предприятиях ОДК. "Но технологии производства ключевых деталей двигателя никто и никогда нам не продаст. Поэтому мы на новом оборудовании создали все самые ключевые технологии, без которых на рынке делать нечего", - подчеркнул он.
- В Уфе практически завершена постройка четвертого в мире завода по выпуску пустотелых лопаток вентилятора. Технология - отечественная и запатентованная, которой нет ни у кого в мире. Сегодня проходят испытания первые пустотелые лопатки, которые и будут поставлены на первый двигатель-демонстратор. КПД - 92%, коэффициент пустотелости - 0,5. Эта лопатка вполне конкурентоспособна.
- Компрессор высокого давления - ключевой узел любого двигателя, и любая фирма, его создавшая, держится за него 40 лет. "Примерно так же мы держались за КВД, созданного много лет назад, постоянно модернизируя его", - отметил А.Иноземцев. Новый КВД создан вместе с учеными ЦИАМ, которые шли к этим профилям лопаток четверть века. Сегодня КВД и газогенератор проходят полномасштабные испытания.
- В Перми построен завод, на котором освоена технология нанесения керамических покрытий на детали горячей части двигателя. Все сделано с нуля. Цена - примерно €15 млн.
- Идет техническое оснащение производства и подготовка производства по изготовлению интерметалидов для облегчения ТНД.
- Построено несколько лабораторий для отработки технологий изготовления изделий из композиционных материалов, закуплено оборудование, которое позволяет изготавливать мотогондолу для двигателя, на 70% состоящую из самого современного стеклопластика.
- На новом оборудовании и на новых технологиях проектирования, производства и испытаний, построены стенд ценой 5 млн евро для испытаний ГГ. По уровню оснащенности этот стенд - самый оснащенный в мире.
Особенности разработки ПД-14
По оценке А.Иноземцева, проект ПД-14 является самым серьезным для всего отечественного авиационного двигателестроения. В реализации проекта авиадвигателя ПД-14 есть несколько особенностей. Одной из них является практическое участие в реализации проекта всех ведущих отраслевых НИИ и предприятий. Ранее каждый разработчик и один серийный завод, на котором разработчик планировал разместить производство двигателя своей разработки, "воевали" за свой проект, на что уходило 10-15 лет, включая НИОКР и освоение производством. На сегодня для реализации проекта ПД-14 объединились все предприятия ОДК, которые работают совместно по согласованным планам и графикам с самого начала разработки - начиная "с осевой линии". Создана кооперация всех ОКБ и серийных предприятий по всей цепочке НИОКР от проектирования и до изготовления в рамках ОКР, включая ОАО "НПО "Сатурн", НПЦ газотурбостроения "Салют", уфимский моторный завод, пермский моторный комплекс и др.
Другой особенностью реализации проекта ПД-14 является то, что на сегодня проект ПД-14 впервые участвует в конкуренции с ведущей американской фирмой Pratt & Whitney. Самолеты семейства МС-21 будут предлагаться на мировом авиарынке с двумя типами двигателей: либо с отечественными ПД-14, либо с двигателями фирмы Pratt & Whitney по выбору заказчика самолета. Лизинговые компании или авиакомпании сами будут принимать решения о типе двигателя для заказываемых ими самолетов. Такова мировая практика, но для российских авиадвигателестроителей это очень серьезное условие, считает генконструктор.
Он отметил, еще одну особенность проекта ПД-14 - впервые в отечественной практике двигатель проектируется под заданную производственную себестоимость, так как на рынок надо выходить не только с современным продуктом, пригодным для покупателя и эксплуатанта по ресурсу, надежности, топливной эффективности и пр., но и по конкурентной цене.
Участие ГП "Ивченко-Прогресс"
А.Иноземцев сообщил, что в создании ПД-14 участвуют и украинские авиадвигателестроители - запорожское госпредприятие "Ивченко-Прогресс". "Самый большой опыт в создании малоэмиссионных высокоресурсных камер сгорания имеют именно запорожцы. Поэтому наряду с пермской камерой сгорания, которая устанавливается на двигателе-демонстраторе ПД-14, примерно к концу лета (запорожцы немного не справляются со сроками) появится запорожская камера сгорания и на второй сборке двигателя-демонстратора она будет установлена. Если камера сгорания из Запорожья покажет лучшие показатели и характеристики, то пермская камера сгорания будет безжалостно выброшена и на всех двигателях будет стоять та камера сгорания, которая покажет наилучшие результаты на испытаниях", - отметил он.
Кроме того, разработчик ПД-14 привлекает на условиях конкурса и другие зарубежные фирмы и компании к реализации проекта ПД-14. Так, планируется, что в организации производства мотогондолы ПД-14 из композиционных материалов может принять участие и одна из итальянских компаний, также на условиях конкурса. Однако в этой работе выразили желание участвовать и отечественные компании ОНПП "Технология" из Обнинска, ЦНИИСМ из Хотькова, крупнейший ракетный завод в Реутово и, как уже говорилось, итальянская компания, отметил генконструктор.
ПД-14 - турбореактивный двухконтурный двухвальный двигатель, без смешения потоков наружного и внутреннего контуров, с реверсом и эффективной системой шумоглушения. Перспективный ТРДД создается на базе нового высокоэффективного газогенератора со структурной схемой "8+2" и параметрами поколения 5+.
Семейство перспективных ТРДД для БСМС состоит из двигателей:
ПД-14 - базовый ТРДД для самолета МС-21-300;
ПД-14А - дросселированный вариант ТРДД для самолета МС-21-200;
ПД-14М - форсированный вариант ТРДД для самолета МС-21-400.
Николай Маркин, Олег Пантелеев
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 Иноземецев. 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.
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, ПЛ-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 ПЛ-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 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 гг. 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 авиасалоне МАКС-2017 компания «Ильюшин финанс» подписала предварительное соглашение на закупку восьми ПД-14 с поставкой в 2022-2023 гг. 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.