Двигатель пд 14 технические характеристики. Теперь "Сделано у нас" и в Telegram

В конце прошлого года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, которые специалисты назвали «событием исключительной важности». В чем же уникальность этого двигателя и почему его назвали самым значимым российским проектом в области гражданской авиации за последние 30 лет? Внести ясность помогут семь фактов о ПД-14.

ПД-14 – двигатель пятого поколения, он соединяет в себе лучшие отечественные традиции с новыми авиационными стандартами XXI века. Турбореактивный двигатель – сложнейшее инженерное устройство, требующее очень непростых конструкторских решений. Например, одна лопатка турбины, а их в ступенях насчитывается около 70, вращается с частотой 12 тыс. оборотов в минуту, и на нее действует центробежная сила, равная 18 т. Для сравнения: это нагрузка на подвеску двухэтажного лондонского автобуса.

1. Первый авиадвигатель, созданный в России после распада СССР

Проект ПД-14 – новая страница в истории турбовентиляторных двухконтурных двигателей и первая отечественная разработка в области гражданского двигателестроения за последние 29 лет: первый полет Ил-76ЛЛ по программе испытаний ПС-90А состоялся 26 декабря 1986 года.

ПД-14 создан на базе специально разработанного уникального газогенератора, который включает три элемента: высокоэффективный компрессор, турбину высокого давления и малоэмиссионную камеру сгорания. Унифицированный газогенератор ПД-14 позволяет создавать двигатели тягой от 8 до 18 т.

2. Базовый проект для семейства двигателей

Семейство двигателей на базе ПД-14 позволит оснастить современными силовыми установками практически все российские самолеты: от ПД-7 для ближнемагистрального «Сухого Суперджет 100» до ПД-18, который можно установить на дальнемагистральный Ил-96. На базе газогенератора ПД-14 планируется разработать вертолетный двигатель ПД-10В для замены 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 газоперекачивающие установки или даже газотурбинные электростанции мощностью от 8 до 16 МВт.

3. Для ПД-14 разработано 16 новых 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.

4. Для проекта создано 20 новых материалов

При участии Всероссийского института авиационных материалов (ВИАМ) для ПД-14 было разработано порядка 20 новых материалов. Использование композитных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили вес двигателя. ПД-14 выигрывает благодаря бесспорным преимуществам: уменьшению удельного расхода топлива на 10–15%, сокращению стоимости жизненного цикла на 15-20%; эксплуатация двигателя обойдется на 14–17% дешевле действующих аналогов.

Но создать материал — полдела: для его 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. 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. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 тыс. высококвалифицированных рабочих мест.

5. Экологичный и бесшумный авиадвигатель

Оптимизация параметров термодинамического цикла, малоэмиссионная камера сгорания, низкий удельный расход топлива позволили минимизировать вредные выбросы в ПД-14. Достигнутые показатели эмиссии ниже установленных норм на 30–45%.

ПД-14 – это бесшумный двигатель. 3D-аэродинамическое моделирование узлов, повышение степени двухконтурности для перехода в низкочастотную зону и применение эффективных систем шумоглушения последнего поколения позволили значительно снизить уровень шума. Показатели шума с существенным запасом превосходят нормы Международной организации гражданской авиации.

6. Первый российский авиадвигатель 5-го поколения

Прогресс в авиадвигателестроении характеризуется несколькими параметрами, но главным считается температура газа перед турбиной. Переход к каждому новому поколению турбореактивных двигателей, а всего их насчитывают пять, характеризовался ростом этой температуры на 100–200 градусов.

Так, у 1-го поколения двигателей конца 1940-х годов температура не превышала 877 °C, у 2-го поколения (1950-е гг.) этот показатель вырос до 977 °С, в 3-м поколении (1960-е гг.) этот параметр поднялся до 1176 °С, у двигателей 4-го поколения (1970–1980 гг.) температура газа дошла до 1376 °С. Лопатки турбин двигателей 5-го поколения, первые образцы которых появились на Западе в середине 1990-х, работают при температуре 1626 °С. В настоящее время в мире только 15% двигателей, находящихся в эксплуатации, относятся к 5-му поколению.

7. Технологии ПД-14 – государственная тайна

Кроме отечественных компаний, только фирмы США, Великобритании и Франции владеют технологиями полного цикла создания современных турбореактивных двигателей. То есть государств, производящих современные авиационные турбореактивные двигатели, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос спутники. К примеру, многолетние усилия Китая до сих пор так и не привели к успеху в этой области. Китайцы быстро скопировали российский истребитель Су-27, однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им так и не удалось. Китай до сих пор вынужден закупать этот уже давно не самый современный двигатель в России. Поэтому технологии разработки авиационных двигателей оберегаются как важнейшая государственная тайна.

Предлагаю фрагмент интервью с Александром Иноземцевым, генеральным конструктором ОАО "Авиадвигатель".

- Сегодня пермское КБ - головной разработчик семейства двигателей на базе унифицированного газогенератора для авиации, энергетики и транспорта газа. Базовым двигателем нового семейства станет ПД-14. Расскажите, пожалуйста, подробнее об этом проекте.

Цель Проекта "Двигатели для самолетов МС-21" - создание российского коммерческого двигателя для наиболее емкой ниши мировой гражданской (коммерческой, магистральной) авиации - ближнее - среднемагистральных самолетов пассажировместимостью 130…180 мест, который будет конкурентоспособен с перспективными зарубежными двигателями аналогичного назначения, вводимыми в эксплуатацию в 2014…2016 гг., по техническим характеристикам и экономической эффективности.

По сравнению с современными серийными авиационными двигателями: российским ПС-90А (Ил-96, Ту-204, Ил-76) и франко-российским SaM146 (SSJ-100) при разработке ПД-14 сделан качественный рывок в основных параметрах, в том числе: по степени двухконтурности (в 2 раза), температуре газа перед турбиной (на 100 К), суммарной степени сжатия в компрессоре (на 20…50 %). Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива на 12…16 % и соответствие перспективным экологическим требованиям по шуму и эмиссии вредных веществ.

Указанный рывок обеспечивается применением передовых технологий проектирования.

Нашими партнерами в короткий срок освоены новые уникальные технологии изготовления деталей и узлов нового двигателя:

Технология изготовления пустотелой титановой рабочей лопатки вентилятора (осваивается на УМПО) позволяет снизить массу детали на 30%, что дает суммарное снижение массы двигателя на 8-10%. Внедрение на "Пермском моторном заводе" технологии изготовления монокристаллических рабочих лопаток турбины из сплавов нового поколения с защитным керамическим покрытием второго поколения позволило поднять температуру газа перед турбиной до 2000 К. Технология изготовления деталей мотогондолы и двигателя из полимерных композиционных материалов (до 65% деталей мотогондолы (по массе) из ПКМ) снижает общую массу силовой установки на 7…8%. С целью обеспечения ресурсных характеристик и последующей сертификации двигателя c применением 3-й стратегии управления ресурсом впервые в российском двигателестроении развернута работа по созданию банка механических характеристик конструкционных материалов, применяемых в двигателе.

ПД-14 конкурирует с перспективными продуктами аналогичного назначения лидеров мирового авиадвигателестроения: двигателями PW1400G (самолет МС-21) и PW1100G (самолет А320NEO) компании Pratt & Whitney, а также двигателями Leap-1А (самолет А320NEO) и Leap-1В (самолет В737 МАХ) консорциума CFMI (компании General Electric и Snecma).

По заключению ГНЦ РФ ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова" двигатель ПД-14 не уступает конкурентам по сумме технико-экономических параметров. Комплексная оценка экономической эффективности двигателя ПД-14 в составе самолета МС-21, выполненная ОАО "НПК "Иркут", показала, что двигатель ПД-14 конкурентоспособен в сравнении с двигателем PW1400G.

Необходимо подчеркнуть, что все конструкторские наработки и технологические решения могут быть использованы в перспективных программах создания газотурбинных двигателей различного назначения.

Сегодня Проект двигателя "Двигатели для МС-21"находится на этапе разработки рабочей конструкторской документации, по которой начнется изготовление опытных двигателей для проведения для стендовых, сертификационных и летных испытаний.

Этому предшествовали несколько важных этапов проекта:

Разработка научно-технического задела проекта, который позволил спроектировать узлы и системы двигателя с использованием самых передовых технологических и конструкторских достижений в авиационном двигателестроении;
Разработка, освоение производства и проведение квалификации новых материалов и сплавов с самыми передовыми свойствами, без которых невозможно создать двигатель с конкурентоспособными характеристиками;
Изготовление опытных узлов двигателя и исследование их характеристик на специальных стендах;
Изготовление и проведение испытаний опытных газогенераторов (газогенератор - это основа, ядро авиационного двигателя);
Изготовление и испытание двигателя демонстратора технологий на котором были проверены основные идеи, заложенные в проекте.

Задачи проекта чрезвычайно амбициозны и сложны, цена ошибки крайне велика, поэтому для его технической реализации были привлечены наиболее дееспособные двигателестроительные ресурсы России. Это ОАО "Пермский моторный завод", ОАО "НПО "Сатурн", ОАО "УМПО", ОАО "НПП "Мотор", ОАО "Инкар", ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют". Вкладываются значительные федеральные средства в технологическое переоснащение этих предприятий.

К участию в Проекте привлечены и профильные институты: ГНЦ РФ ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", ФГУП "ВИАМ", ОАО "ВИЛС", ОАО "ЛИИ им. Громова", ФГУП "ЦАГИ им. Жуковского" и др.

В настоящее время ведутся работы по выпуску конструкторской документации, в т.ч. на оборудование летающей лаборатории для начала летных испытаний, высотных стендов ЦИАМ, увеличивается количество изготовленных опытных узлов, газогенераторов, все интенсивнее идут испытания.

Последовательно решается глобальная российская проблема отсутствия серийного производства специализированных деталей и узлов авиационного двигателестроения из полимерных конструкционных материалов. В рамках создания семейства двигателей на базе унифицированного газогенератора создана промышленная лаборатория разработки технологии и изготовления деталей из ПКМ на базе пермского национального исследовательского технического университета.

Проекты такого масштаба и сложности невозможно реализовать без широкого применения передовых информационных технологий и оборудования:

создания и использования для сложных расчетов вычислительных кластеров;
трехмерного проектирования деталей и узлов двигателя с использованием цифровых безбумажных технологий;
создания двигателя в кооперации с другими предприятиями с реализацией, впервые в практике отечественного двигателестроения, полнофункционального территориально распределенного ведения электронного проекта двигателя;
обмена конструкторскими данными между предприятиями - соисполнителями в системе Teamcenter Multisite Collaboration;
широкого применения видеоконференцсвязи при проведении организационных и технических совещаний.

- Рассматривается ли перспектива оснащения самолетов Ту-204СМ двигателями ПД-14М? Ведутся ли работы в этом направлении, на каком этапе они находятся?

Работа по привязке двигателя ПД-14М к самолету Ту-204СМ в настоящее время не ведется. При определенных условиях, двигатель ПД-14М возможно установить на самолете Ту-204СМ, но при этом потребуется провести серьезный объем работ по модернизации самолета и его систем, а также выполнить доработку самого двигателя для обеспечения его интеграции на самолете. После чего предстоит провести цикл сертификационных испытаний двигателя и самолета. Весь перечисленный объем работ потребует значительных финансовых затрат, и работа по замене двигателя на самолете целесообразна при большой заинтересованности экслуатантов в данном варианте самолета. Тем не менее, этот двигатель входит в семейство двигателей ПД-14 и рассматривается нами в перспективном бизнес-плане.

По статистике лишь один полет из 8 млн заканчивается аварией с гибелью людей. Даже если вы будете каждый день садиться на случайный рейс, вам понадобится 21 000 лет, чтобы погибнуть в авиакатастрофе. Согласно статистике, ходить пешком во много раз опаснее, чем летать. И все это во многом благодаря потрясающей надежности современных авиадвигателей.

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 °С превышает температуру плавления металла, из которого изготавливается лопатка. Представьте себе такую задачу: требуется не дать растаять кубику льда в печи, нагретой до 200 °С. Конструкторы умудряются решить проблему охлаждения лопатки с помощью внутренних воздушных каналов и специальных покрытий. Неудивительно, что одна лопатка стоит в восемь раз дороже серебра. Для создания только этой небольшой детали, которая помещается в ладони, необходимо разработать более десятка сложнейших технологий. И каждая из этих технологий оберегается как важнейшая государственная тайна.

Технологии ТРД важнее атомных секретов

Кроме отечественных компаний, только фирмы США (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Англии (Rolls-Royce) и Франции (Snecma) владеют технологиями полного цикла создания современных ТРД. То есть государств, производящих современные авиационные ТРД, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос спутники. Многолетние усилия Китая, к примеру, до сих пор так и не привели к успеху в этой области. Китайцы быстро скопировали и оснастили собственными системами российский истребитель Су-27, выпуская его под индексом J-11. Однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им так и не удалось, поэтому Китай до сих пор вынужден закупать этот уже давно не самый современный ТРД в России.

ПД-14 - первый отечественный авиадвигатель 5-го поколения

Прогресс в авиадвигателестроении характеризуется несколькими параметрами, но одним из главных считается температура газа перед турбиной. Переход к каждому новому поколению ТРД, а всего их насчитывают пять, характеризовался ростом этой температуры на 100-200 градусов. Так, температура газа у ТРД 1-го поколения, появившихся в конце 1940-х годов, не превышала 1150 °К, у 2-го поколения (1950-е гг.) этот показатель вырос до 1250 °К, в 3-м поколении (1960-е гг.) этот параметр поднялся до 1450 °К, у двигателей 4-го поколения (1970-1980 гг.) температура газа дошла до 1650 °К. Лопатки турбин двигателей 5-го поколения, первые образцы которых появились на Западе в середине 90-х, работают при температуре 1900 °К. В настоящее время в мире только 15% двигателей, находящихся в эксплуатации, относятся к 5-му поколению.

Одна лопатка авиационной турбины развивает мощность, равную мощности двигателя автомобиля «Формулы-1»

Увеличение температуры газа, а также новые конструктивные схемы, в первую очередь двухконтурность, позволили за 70 лет развития ТРД добиться впечатляющего прогресса. К примеру, отношение тяги двигателя к его массе увеличилось за это время в 5 раз и для современных моделей дошло до 10. Степень сжатия воздуха в компрессоре увеличилась в 10 раз: с 5 до 50, при этом число ступеней компрессора уменьшилось вдвое - в среднем с 20 до 10. Удельный расход топлива современных ТРД сократился вдвое по сравнению с двигателями 1-го поколения. Каждые 15 лет происходит удвоение объема пассажирских перевозок в мире при почти неизменных совокупных затратах топлива мировым парком самолетов.

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.

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.

ПД-14 - двигатель для магистрального самолета XXI века

Одним из самых удачных проектов в области гражданской авиации СССР был среднемагистральный самолет Ту-154. Выпущенный в количестве 1026 шт., он долгие годы составлял основу парка «Аэрофлота». Увы, время идет, и этот трудяга уже не отвечает современным требованиям ни по экономичности, ни по экологии (шум и вредные выбросы). Главная слабость Ту-154 - двигатели 3-го поколения Д-30КУ с высоким удельным расходом топлива (0,69 кг/(кгс·ч).

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

Пришедший на смену Ту-154 среднемагистральный Ту-204 с двигателями 4-го поколения ПС-90 в условиях распада страны и свободного рынка не смог выдержать конкуренцию с зарубежными производителями даже в борьбе за отечественных авиаперевозчиков. Между тем сегмент среднемагистральных узкофюзеляжных самолетов, в котором господствуют Boeing-737 и Airbus 320 (только в 2015 году их было поставлено авиакомпаниям мира 986 шт.), - самый массовый, и присутствие на нем - необходимое условие сохранения отечественного гражданского самолетостроения. Таким образом, в начале 2000-х годов была выявлена острая необходимость создания конкурентоспособного ТРД нового поколения для среднемагистрального самолета на 130-170 мест. Таким самолетом должен стать МС-21 (Магистральный самолет XXI века), разрабатываемый Объединенной авиастроительной корпорацией. Задача невероятно сложная, поскольку конкуренцию с Boeing и Airbus не выдержал не только Ту-204, но и ни один другой самолет в мире. Именно под МС-21 и разрабатывается ПД-14. Удача в этом проекте будет сродни экономическому чуду, но подобные начинания - единственный способ для российской экономики слезть с нефтяной иглы.

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-10В для замены украинского Д-136 на самом большом в мире вертолете Ми-26. Этот же двигатель можно использовать и на российско-китайском тяжелом вертолете, разработка которого уже началась. На базе газогенератора ПД-14 могут быть созданы и так необходимые России газоперекачивающие установки и газотурбинные электростанции мощностью от 8 до 16 МВт.

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%.

ПД-14 - это 20 новых материалов

При создании ПД-14 разработчики с самого начала сделали ставку на отечественные материалы. Было ясно, что российским компаниям ни при каких условиях не предоставят доступ к новым материалам зарубежного производства. Здесь ведущую роль сыграл Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ), при участии которого для ПД-14 разработано порядка 20 новых материалов.

Но создать материал - полдела. Иногда российские металлы превосходят по качеству зарубежные, но для их использования в гражданском авиадвигателе необходима сертификация по международным нормам. Иначе двигатель, как бы он ни был хорош, не допустят к полетам за пределами России. Правила тут очень строги, поскольку речь идет о безопасности людей. То же самое относится и к процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA). Все это заставит повысить культуру производства, а под новые технологии необходимо провести перевооружение отрасли. Сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже 7-й экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров.

Разработка современного двигателя занимает в 1,5-2 раза больше времени, чем разработка самолета

ПД-14 должен вытащить на новый уровень всю отрасль. Да что говорить, даже летающая лаборатория Ил-76ЛЛ после нескольких лет простоя нуждалась в дооснащении оборудованием. Нашлась работа и для уникальных стендов ЦИАМ, позволяющих на земле имитировать условия полета. В целом же проект ПД-14 сохранит для России более 10 000 высококвалифицированных рабочих мест.

ПД-14 - первый отечественный двигатель, который напрямую конкурирует с западным аналогом

Разработка современного двигателя занимает в 1,5-2 раза больше времени, чем разработка самолета. С ситуацией, когда двигатель не успевает к началу испытаний самолета, для которого он предназначен, авиастроители сталкиваются, увы, регулярно. Вот и выкатка первого экземпляра МС-21 состоится в начале 2016 года, а испытание ПД-14 только начались. Правда, в проекте с самого начала предусматривалась альтернатива: заказчики МС-21 могут выбирать между ПД-14 и PW1400G компании Pratt & Whitney. Именно с американским двигателем МС-21 и уйдет в первый полет, и именно с ним ПД-14 предстоит конкурировать за место под крылом.

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.

Принимая во внимание последние новости о двигателе ПД-14, можно прийти к выводу, что создание совершенно нового российского турбовентиляторного двигателя вышло на финишную прямую. По мнению экспертов, именно этот проект поможет отечественным авиаконструкторам выйти на мировой рынок самолетостроения.

Авиадвигатель ПД-14

В настоящее время разработчиками в лице «Пермского моторного завода» удалось завершить первый летный этап испытаний и подвести к окончанию второй испытательный тур. Данное событие можно рассматривать как весьма весомое, ведь вполне возможно, что в ближайшие годы российское тяжелое производство выйдет на новый уровень. И именно этому авиационному двигателю стоит уделить отдельное внимание.

Начав массово изготавливать авиационные силовые агрегаты, отечественные авиапроизводители смогут немало сэкономить денежных средств. Ведь в настоящее время авиационный двигатель в различной комплектации приобретается у зарубежных партнеров, чтобы российские конструкторы смогли оснастить такой установкой как пассажирские, так и грузовые воздушные суда. Учитывая данные статистики, для оснащения 45 единиц воздушной техники 40 приходится покупать за рубежом, и только 5 производят отечественные фирмы-производители.

Создание двигателя

Для проведения второго летного испытания двигателя ПД-14 агрегат был установлен на самолет МС-21. Испытательный тур был успешно завершен, эксперты однозначно отметили отличные технические характеристики двигателя ПД-14.

Второй уровень эксперимента должен был помочь получить ответ на вопрос относительно работы агрегата на значительной высоте и максимальном скоростном режиме, чтобы эксперты смогли произвести сравнение с зарубежными аналогами. Силовая установка, созданная российскими конструкторами, на «отлично» справилась со своей задачей .

Эксперты отметили не только качественную и надежную сборку агрегата, но и новейшие технологии, используемые при создании турбореактивного двухконтурного двигателя ПД-14. Особых сложностей сборка российского силового агрегата, который в дальнейшем будет использован для оснащения пассажирских и грузовых судов, не вызвала, так как в непосредственном процессе создания принимали участие высокопрофессиональные специалисты из нескольких двигателестроительных объединенных корпораций России.

Универсальный авиадвигатель

По мнению экспертов, производство ПД-14 в несколько раз ускорит развитие отечественного самолетостроения, причем как относительно создания дальнемагистральных, так и среднемагистральных лайнеров. Ведь если ранее для оснащения отечественных самолетов использовались силовые агрегаты, изготовленные иностранными производителями, то теперь можно будет для этих целей использовать российских двигатель, ТХ которого ничем не уступают зарубежным аналогам.

Авиационный двигатель ПД-14 выполнен в унифицированной форме, что позволит оснащать установкой практически все модели пассажирских и транспортных воздушных судов, изготовленных российскими производителями. В планах оснастить данным двигателем с мощностью тяги 14 тонн следующие модели летательных аппаратов:

пассажирские лайнеры моделей МС-21-200, 300 и 400;
военные суда Ил-214 и Ил-76;
двигатель ПД-18, предусматривающие более мощную тягу, до 18 тонн, специалисты рекомендуют использовать для оснащения пассажирского лайнера Ту-124.

В планах конструкторов создать новый агрегат, который можно будет установить на тяжелую модель транспортного вертолета Ми-26 вместо агрегата Д-136, изготовляемого украинскими авиапроизводителями.

Учитывая, что предположительное применение двигателей ПД довольно обширное, массовое производство данных агрегатов, по мнению аналитиков, поможет без проблем окупить серьезные затраты, выделенные на проект под названием «ПД-14». По предварительным подсчетам, примерный объем денежных вложений составляет около 70 миллиардов рублей .

Таблица ТХ двигателей ПД

ТХ нового агрегата

До недавнего времени российские конструкторы занимались изготовлением авиадвигателя под названием ПС-90А.

Технические характеристики двигателя ПД-14 во многом превосходят своего предшественника, а это, в свою очередь, поможет в несколько раз увеличить срок эксплуатации воздушного средства, на которое и будет установлена новейшая силовая установка. Рассмотрим, как улучшаться ТХ военно-транспортного судна Ил-76 после оснащения новым двигателем:

Дальность полета самолета с нагрузкой примерно в 60 тонн увеличится до 4.8 тысяч километров, вместо прежних 4 тыс.
Без дополнительной нагрузки дальность полета увеличится с 9.6 тысяч км до 10.9 тысяч км.
Топливный расход на 1 расчетный км снизится примерно на 13%.

Учитывая вышеперечисленные улучшения, общую стоимость расценки транспортировки груза можно будет сократить примерно на 9-10%.

Создание авиамоторов собственного производства позволит отечественной авиапромышленности выйти на новый качественный уровень. Современный авиационный газотурбинный двигатель ПД 14 является лучшей разработкой, в сравнении с предыдущими аналогами, выпущенными в последние годы. В конструкцию силового агрегата турбовентиляторного типа входит вентилятор большого диаметра. Это необходимо для подачи в двигатель воздуха в больших количествах. Воздушная струя создает условия для создания необходимого тягового усилия.

Устройство и принцип действия двигателя ПД 14

Внутреннее строение авиамоторов напоминает по конструкции ракетные модели. При этом вместо последних ступеней здесь установлен привод вентилятора. Авиационный двигатель ПД 14, как и все существующие механизмы, обладает определенными преимуществами и недостатками.

Основные достоинства ПД 14:

Повышенная экономичность (расход топлива уменьшен на 12-16%).
Возможность широкого применения в самолетах, работающих на маршрутах различной дальности.
Совместимость с различными моделями самолетов, выпущенных ранее.
Оснащение системой шумопоглощения, обладающей высокой эффективностью.

К имеющимся недостаткам относятся следующие факторы:

Большой вес.
Габариты.

Это создает большое сопротивление набегающим воздушным потокам при полетах.

В сравнении с классическими авиадвигателями отечественного производства, выпущенными ранее, ПД-14 обладает многочисленными конструктивными отличиями и улучшенными техническими характеристиками.

Чаще всего его сравнивают с мотором ПС-90А, который установлен на самолетах ИЛ-76, ТУ-14. В сравнении с предыдущей моделью, новый силовой агрегат более технологичен, имеет больше возможностей, увеличены основные рабочие показатели:

степень двухконтурности – вдвое;
температура газа у входа в турбину – на 100°К;
степень сжатия топлива – на 20-50%.

Двигатель ПД 14 технические характеристики

Представленные характеристики двигателя ПД 14 позволяют понять, насколько данная модель опережает своих предшественников по техническим параметрам и эксплуатационным возможностям. Это позволило существенно увеличить длительность эксплуатационного срока силового агрегата. На примере военно-транспортного самолета ИЛ 76 с установленным ПД-14, видно, насколько улучшены характеристики данного воздушного судна:

Увеличена дальность полета до 4,8 тыс. км с нагрузкой, равной 6 000 кг; до 10,9 тыс. км – без нагрузки, соответственно.
Снижено потребление топлива на 13% из расчета на 1 км пути.
Увеличение максимальной скорости до 800 км/час.

Новости о перспективных разработках двигателя ПД 14

С целью снижения общего веса, при проектировании применена новая технология, предусматривающая создание турбинных лопастей в виде пустотелых конструкций. Для их изготовления используются специальные титановые сплавы повышенной прочности. Применение данных технологий привело к уменьшению массы лопастей на 30%, а всего авиамотора – на 10% соответственно.

Коллектив Пермского моторного завода приступил к производству рабочих лопаток для турбин с использованием монокристаллов. Благодаря данному подходу, рабочая температура газов возрастает до 2000°К. В планы разработчиков новых авиационных моторов входит использование большого количества композитных полимеров. Это позволит не только снизить вес двигателя, но и улучшить его прочностные характеристики при работе в условиях значительных перегрузок.

На основе новых авиационных реактивных двигателей создаются современные модели самолетов. Самая известная разработка – магистральный лайнер МС-21.

Благодаря созданию двигателя ПД 14, будет выпущена линейка новейших самолетов, которые будут выполнять рейсы различной степени дальности: от пролетов на внутренних линиях до дальних рейсов. В зависимости от назначения использования, конструкция 14-го двигателя позволяет устанавливать его как на пассажирских, так и на транспортных моделях.

Сила тяги мотора равна 14 тонн. Это дает возможность оснащать двигателем модели ПД 14 такие модели самолетов, как:

МС-21-200;
МС-21-300;
МС21-400;
ИЛ-214;
ИЛ-76.

По последним данным, на базе двигателя ПД 14 создается более мощный ПД-18, агрегат данной модификации развивает силу тяги, равную 18 тонн. Новый усиленный мотор предположительно предназначен для самолетов ИЛ-96, ТУ-214. На данный момент они комплектуются устаревшей моделью ПС-90А.

В перспективе будет создан авиационный мотор облегченной версии, рассчитанный на тягу в 10 тонн для установки в самолетах типа «Суперджет» вместо французских двигателей.

Для знаменитых транспортных вертушек МИ-26 создается мотор особой конструкции, выполненный в вертолетном варианте.

Судя по отзывам осведомленных специалистов, вопреки некоторым ожиданиям, выпуск ТУ 334 с двигателем ПД 14 не предусмотрен.

Подготовка к серийному производству двигателей ПД 14

Данные самолетные моторы относятся к двигателям пятого поколения. Главный серийный производитель – объединенная двигательная корпорация «ОДК – Пермские моторы». Здесь подходит к завершению подготовка производства новой продукции. Благодаря постоянному взаимодействия с проверенными надежными поставщиками, механические цеха моторного завода наладили производство более трехсот наименований рабочих элементов для двигателей ПД 14.

Заказчиком современных самолетных авиамоторов является научная корпорация под названием «Иркут».

Каждый двигатель ПД-14 имеет порядковый номер, после сборки он подвергается индивидуальным проверкам конкретных параметров. Для этого создаются специальные стенды с условиями, имитирующими полетный цикл.

Например, после успешного стендового тестирования двигатель №7 устанавливался на летающую лабораторию «ИЛ-76ЛЛ» для последующих летных испытаний. По окончании первого этапа двигатель был демонтирован с самолета. Затем его отправили на завод-изготовитель, где он был разобран на отдельные узлы, с целью проведения дальнейших исследований. После повторной сборки мотор №7 снова проверялся на стендах для последующей установки на Ил-76ЛЛ и проведения новых воздушных испытаний.

Для двигателя ПД-14, выпущенного под №8, предусмотрена другая программа инженерных испытаний. Здесь тестирование проходило на специальном стенде открытого типа «Сатурн». Двигатель устойчиво работал при боковом обдуве. Параллельно проводились испытания реверса и акустических параметров силового агрегата.

Также заводом-изготовителем предусмотрена программа техобслуживания выпускаемой продукции после реализации.

Помимо сборки, на базе завода-изготовителя осуществляется переборка ПД-14, а также модернизация производственных мощностей с целью подготовки их к выпуску авиамоторов в больших количествах. Производственные цеха переоснащаются специализированным оборудованием. Большие надежды возлагаются на приобретение обрабатывающих центров универсального типа, при помощи которых возможно изготовление корпусных узлов и деталей сверхсложной конфигурации.

Программой сборки супермощных авиационных двигателей ПД-14 предусмотрено создание производственной поточной линии, способной обеспечить выпуск до 50 комплектов сборочных узлов в течение одного года.

Испытательные стенды для проверки работоспособности современных авиамоторов предполагается полностью модернизировать.

В соответствии с разработанной программой, планируется создать на основе двигателя ПД-14 целое семейство новых моделей авиационных моторов, обладающих тягой в диапазоне 12,5 – 18 тонн. Эти мощные двигатели будут устанавливаться на самолетах как пассажирского, так и транспортного назначений. В перспективе предполагается выпуск суперлайнера МС 21 с авиадвигателем ПД 14, который находится в плановой разработке корпорации Иркут.