Испытания авиационного перспективного двигателя пд 14.

Разговоры о технической отсталости российской промышленности звучат привычным назойливым фоном, а все, что из этого фона выбивается, почему-то не вызывает такого же взрывного интереса, как политические скандалы или личная жизнь медиаперсон. Так и проходят мимо события поистине выдающегося масштаба. В подмосковном Жуковском начались летные испытания первого полностью российского авиадвигателя для гражданских самолетов. И этот двигатель готов к конкуренции с продукцией мировых грандов.

Как известно, российский гражданский авиапром оказался в последние десятилетия в сложном положении. Нет, самолеты, которые летают, у нас делать не разучились. Но на мировом рынке авиаперевозок требуется техника, отвечающая высоким эксплуатационным требованиям, особенно в части экономичности, уровня шума и экологической чистоты. Большинству из этих требований спроектированные в советское время пассажирские самолеты не соответствовали или, во всяком случае, проигрывали по этим показателям конкурентам из Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

Своего не было

Первую в новой России попытку создать конкурентоспособный продукт предприняла компания «Гражданские самолеты Сухого» со своим Superjet 100. Создателей этого регионального лайнера часто упрекали в том, что, дескать, машину назвать российской можно лишь условно — слишком много в ней импортных комплектующих. Взять, например, двигатели, составляющие порядка трети цены самолета. На Superjet 100 установлены SaM-146 совместного производства французской компании Snecma и российского НПО «Сатурн». Однако самая сложная и дорогая часть турбовентиляторного двигателя — газогенератор (компрессоры, камера сгорания, турбина высокого давления) — решение от французского партнера. И лишь «холодную» часть — вентилятор и вращающую его турбину низкого давления — разрабатывали в Рыбинске на НПО «Сатурн».

Однако сегодня ситуация изменилась. Новый среднемагистральный лайнер МС-21 (вероятное название в серии Як-242) уже в значительно меньшей степени будет зависеть от кооперации с иностранными поставщиками. И хотя, как это принято, заказчик самолета получит право выбора и сможет отдать предпочтение силовой установке иностранного производства, российские двигатели для МС-21 будут. Точнее, они уже есть.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса

ПД-14 относится к турбовентиляторным двигателям, в которых потоки из двух контуров не смешиваются. Воздух из второго «холодного» контура истекает из соплового насадка, имеющего волнистые края

Параметры мирового уровня

Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3. Это современный показатель как для отечественных турбовентиляторных двигателей, так и для зарубежных. Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.

«Чужак» под крылом

Пока первый летный образец МС-21 только строится, ПД-14 поднимается в небо. Он подвешен к пилону летающей лаборатории Ил-76 ЛЛ вместо одного из четырех штатных двигателей. Тесты проводят летчики-испытатели и инженеры входящего в Объединенную авиастроительную корпорацию знаменитого Летно-испытательного института (ЛИИ им. М.М. Громова), а также представители производителя — ОАО «Авиадвигатель». Экспериментальный двигатель со штатными «иловскими» перепутать трудно, так как его размеры превышают размеры штатного Д-30КП-2. Достаточно сказать, что только диаметр входа в вентилятор равен 1,9 м.

О технологиях подготовки и проведения испытаний перспективного российского двигателя «Популярной механике» рассказал Анатолий Дмитриевич Кулаков, заместитель генерального директора ЛИИ им. М.М. Громова по испытаниям силовых установок. Как удалось узнать из нашего разговора, прежде чем двигатель смог отправиться в свой первый полет, специалистам института пришлось решать множество сложнейших инженерных задач. Первой из них стал выбор летающей лаборатории (ЛЛ). В распоряжении ЛИИ есть несколько ЛЛ, созданных на базе самолета Ил-76, но не на каждой можно проводить испытания именно ПД-14. Многое зависит от массы силовой установки (выдержит ли вес крыло?) и тяги, создаваемой ПД-14. Выбор пал на Ил-76 ЛЛ с усиленным крылом, на котором можно разместить силовую установку весом до 9 т и тягой двигателя до 25 000 кгс. Однако этот самолет последний раз привлекался к испытаниям в 1996 году. Тогда к нему подвешивали уникальный винто-вентиляторный двигатель Д-27, предназначавшийся к использованию на украинско-российском самолете Ан-70. После почти двух десятилетий простоя необходимо было восстановить летную годность Ил-76 ЛЛ, для чего составили специальную программу при активном участии ОАО «АКБ им. С.В. Ильюшина». На самолете-ветеране заменили значительную часть оборудования, в том числе пилотажного и навигационного, и получили все необходимые заключения о том, что ЛЛ может отправляться в полет. Что дальше? Подвесить двигатель и начинать испытания? Нет! Все не так просто.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике отечественного двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). Таким образом, у двигателя уже есть крепление, рассчитанное на пилон МС-21, и к крылу Ил-76ЛЛ оно не подходит. Специалистам ЛИИ пришлось конструировать специальную силовую проставку — переходник между креплениями пилона МС-21 и крыла Ил-76ЛЛ.

На фото можно увидеть перспективный российский двигатель без гондолы

На этом фото запечатлен процесс подвешивания гондолы с двигателем к пилону летающей лаборатории. Для соединения креплений разных типов применен специальный силовой переходник

Куда девать энергию?

Самая же главная инженерная проблема в том, что новый двигатель не может испытываться под управлением штатных систем ЛЛ. В лаборатории необходимо воссоздать все системы управления экспериментальной силовой установкой, схожие с теми, что будут использованы на МС-21, а также достоверно воспроизвести все нагрузки, под которыми будет работать двигатель. С этой целью перед испытаниями необходимо было сконструировать и встроить в летающую лабораторию все соответствующее оборудование.

Двигатель не только создает реактивную тягу, он — энергетическое сердце самолета. С помощью вала и редуктора вал турбины высокого давления связан с КПСА (коробкой приводов самолетных агрегатов). В КПСА передаваемый туда крутящий момент «разбирается» электрогенератором и гидравлическими насосами. Сейчас от двигателей требуется как можно больше электрической мощности, особенно ввиду тенденции к замене ряда гидравлических приводов электрическими. На Ил-76ЛЛ установлена система отбора электрической мощности. Отбираемая от генератора мощность реализуется в специальных тепловых электрозагружателях (ТЭН), которые установлены в обтекателях, обдуваемых в полете наружным воздухом.

Кроме крутящего момента от двигателя отбирается сжатый воздух, который поступает в системы самолета МС-21. Отбор воздуха для разных целей производится в нескольких точках газогенератора. Например, после третьей ступени компрессора отводится воздух для нужд кондиционирования пассажирского салона МС-21. На летающей лаборатории нет системы отбора воздуха с параметрами системы кондиционирования, аналогичной той, что будет в МС-21, так как отбор сжатого воздуха — это отбор мощности от двигателя, а значит, во время испытаний эта нагрузка также должна быть реализована. ЛЛ также насыщена контрольно-измерительным оборудованием. При эксплуатации серийного двигателя бортовой параметрический самописец регистрирует 30−40 параметров работы установки. В ходе испытаний с экспериментального двигателя, оборудованного множеством датчиков, снимается 1066 параметров. Данные поступают на центральный сервер, на пульт ведущего инженера в грузовой кабине Ил-76ЛЛ, на дисплей в кабине пилотов, по радиоканалу в наземный контрольный пункт и непосредственно специалистам в Пермь, в ОАО «Авиадвигатель».

На заднем плане виден главный пульт управления опытным двигателем: сидя за этим пультом, ведущий инженер ЛИИ управляет режимами ПД-14 в ходе испытательного полета. Ближе к нам — рабочие места других специалистов, отслеживающих параметры работы двигателя

Рабочее место одного из инженеров, участвующих в испытаниях, и шкаф с вычислительной техникой, анализирующей данные с помощью специально разработанного ПО

Соло на одном моторе

Когда наступает время поднять ЛЛ в воздух, в кресла летного экипажа садятся опытнейшие летчики-испытатели ЛИИ им. М.М. Громова. В грузовой кабине места у пультов занимают инженеры-испытатели. В распоряжении пилотов все обычные системы управления самолетом Ил-76ЛЛ и его двигателями. И только экспериментальным двигателем управляет ведущий инженер-испытатель из ЛИИ. Рядом с ним за центральным пультом еще один представитель ЛИИ и инженер от предприятия-разработчика ПД-14. «Взлетаем мы на трех двигателях по специальной методике, чтобы из-за несимметричной тяги самолет не слетел с полосы, — рассказывает Александр Крутов, заслуженный летчик-испытатель, Герой России, начальник Школы летчиков-испытателей ЛИИ. — На данной стадии испытаний на взлете опытный двигатель работает только на малом газе. Сначала прогреваем три штатных двигателя. Потом второй двигатель, симметричный опытному, убираем на малый газ и потихоньку начинаем разбег. Выводим на взлетный режим 1-й и 4-й штатные двигатели. Затем в процессе разбега плавно выводим 3-й штатный двигатель на взлетный режим. Отрываемся на трех, набираем высоту. Так удается на взлете избежать опасных разворачивающих моментов».

Первая программа инженерных испытаний ПД-14 рассчитана всего на 12 часов полетов. По завершении каждого полета полученная информация анализируется специалистами ЛИИ, и представители ОАО «Авиадвигатель» внимательно осматривают узлы двигателя, оценивают его состояние, устраняют возможные недоработки. Конечно, первой серией испытательных полетов все не закончится. Двигатель ждут новые испытания с бóльшими нагрузками, в том числе в условиях высокогорья, сильной жары и лютого холода. Но уже сейчас, по утверждениям специалистов ЛИИ, участвующих в испытаниях, характеристики двигателя ПД-14 соответствуют расчетным данным на проверенных режимах.

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.

Своего не было

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.

Иными словами, на момент проектирования Superjet российской промышленности почти нечего было предложить авиастроителям. Своего конкурентоспособного двигателя для регионального самолета у России не было. Как и многого другого. Однако сегодня ситуация изменилась. Новый среднемагистральный лайнер МС-21 (вероятное название в серии Як-242) уже в значительно меньшей степени будет зависеть от кооперации с иностранными поставщиками. И хотя, как это принято, заказчик самолета получит право выбора и сможет отдать предпочтение силовой установке иностранного производства, российские двигатели для МС-21 будут. Точнее, они уже есть.

Параметры мирового уровня

«Чужак» под крылом

На фото можно увидеть перспективный российский двигатель без гондолы.

Куда девать энергию?

Рабочее место одного из инженеров, участвующих в испытаниях, и шкаф с вычислительной техникой, анализирующей данные с помощью специально разработанного ПО.

Соло на одном моторе

Уже после набора высоты ведущий инженер-испытатель, в распоряжении которого находится установленный на главном пульте рычаг управления опытного двигателя, приступает непосредственно к испытаниям. Первая программа инженерных испытаний ПД-14 рассчитана всего на 12 часов полетов. По завершении каждого полета полученная информация анализируется специалистами ЛИИ, и представители ОАО «Авиадвигатель» внимательно осматривают узлы двигателя, оценивают его состояние, устраняют возможные недоработки. Конечно, первой серией испытательных полетов все не закончится. Двигатель ждут новые испытания с большими нагрузками, в том числе в условиях высокогорья, сильной жары и лютого холода. Но уже сейчас, по утверждениям специалистов ЛИИ, участвующих в испытаниях, характеристики двигателя ПД-14 соответствуют расчетным данным на проверенных режимах.

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.

«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!

Какие воинские звания были в царской армии россии

Ошо Чакровое пение (Звуки чакр, Chakra Sounds Meditation) Мантры для чакр

Медитация на звук в пространстве

Проверьте свой уровень осознанности