Пд-14 - двигун. Турбовентиляторний двигун: нові розробки
Зовсім недавно в рамках лабораторії ІЛ-76ЛЛ почалися випробування, де тестувався ПД-14 - двигун, який вважають найважливішою розробкою у вітчизняній цивільній авіації за тридцять років. Чому? Цьому є багато причин.
Содержание
Загальне уявлення
ПД-14 - двигун п`ятого покоління серед турбореактивних двигунів. Він являє собою складну конструкцію, де реалізовані інноваційні інженерні рішення. Взяти хоча б лопатку турбіни, що обертається з частотою в дванадцять тисяч обертів на хвилину. При цьому на неї діє відцентрова сила в вісімнадцять тонн. Таких лопаток в турбіні налічується до сімдесяти.
Як все починалося
Ідея створення двигуна з`явилася на початку двохтисячних в ВАТ «авіадвигунів». Тривалий період вивчалися розробки лідерів світу з виробництва двигунів на той момент, аналізувалися як авіаперевезення, так і використовувані літаки. У той час російський ринок заполонили іноземні виробники всього і вся. Це сильно вдарило і по вітчизняному двигунобудування. Тому перед розробниками стояло непросте завдання не тільки дійти до рівня світових лідерів, а й перевершити наявні технології, а також зробити вітчизняну авіатехніку конкурентоспроможною з екологічних, ціновим та економічним показникам. Зрозуміло, що реалізувати таке завдання було зовсім нелегко.
Тому було вирішено задіяти всі переваги вітчизняних підприємств і науково-дослідних інститутів з виробництва двигунів.
Головна ідея проекту полягала в створенні сучасного газового генератора, що володіє такими параметрами, на основі яких можна було будувати двигуни різних потужностей. Їх передбачалося встановлювати на різних літальних апаратах, а також пристроях наземного призначення - на електричних станціях і установках для перекачування газу. Газогенератор є непростим вузлом мотора з високою напругою. Саме завдяки його уніфікації вирішувалося завдання в забезпеченні серійного виробництва для різних агрегатів. У той же час істотно зменшувалася собівартість кожної з майбутніх моделей. Всі матеріали і технології при проектуванні не імпортувати (та й не могли, навіть якби таке бажання виникло, так як дані є таємними і не розголошуються), а проводилися в Росії.
Про дотримання конфіденційності
Тут слід мати на увазі, що крім російських компаній, технології по створенню турбореактивних двигунів нових поколінь є лише у США, Франції та Великобританії. Виходить, що ними володіє меншу кількість країн в порівнянні з тими, які володіють ядерною зброєю або вміють запускати супутники в космічний простір. Китай, наприклад, вже багато років намагається досягти успіху в цій галузі. Йому легко вдалося скопіювати вітчизняний СУ-27, але ось двигун АЛ-31Ф так і залишився недоступним. Тому ця країна до цих пір змушена купувати в Росії уже зовсім не сучасний мотор. Ось чому розробки в цій галузі оберігаються державою.
Кооперація розробників і виробників
Всі учасники, які планували реалізовувати проект, підтримали ідею. У 2006 році ними був підписаний протокол про спільну реалізацію, що став згодом основою майбутньої кооперації.
Ініціатива знайшла і урядову підтримку. Проект отримав назву «ПД-14». Двигун стали розробляти в ВАТ «авіадвигунів», а виробляти в ВАТ «УК ОДК». Крім головних компаній, в реалізації брали участь ряд провідних підприємств авіаційного двигунобудування, галузеві інститути та інститути РАН.
синхронне виробництво
ПД-14 - двигун двоконтурний, що відноситься до турбореактивних, має тягу 14 тонн. Його передбачається встановлювати в літаки МС-21 (вони розраховані на число пасажирів від ста тридцяти до ста вісімдесяти), які будуть введені в експлуатацію з 2017 року. Тому двигун літака створюють синхронно з самим МС-21.
При реалізації проекту використовуються так звані Gate-технології. В кінці кожного етапу проводиться відповідна експертиза, в якій беруть участь фахівці - представники всіх організацій. Завдяки такому режиму при необхідності вдається вчасно вносити корективи і виключити можливі помилки.
Що нового буде в двигуні
Основа закладалася на класичних рішеннях, які довели свою надійність при розробці ПД-14. Двигун в той же час містить і сучасні конструкторські технології. Використовуються, наприклад, нікелеві і титанові суперсплави, які забезпечують досягнення потрібних параметрів. Таким чином, російськими розробниками був зроблений якісний ривок на новий рівень, де двигун літака покращився за всіма основними показниками.
Так, витрата пального знизився на дванадцять-шістнадцять відсотків. впровадження полімерних композиційних матеріалів поліпшило шумоглушенія і зменшило масу двигуна. Нових найменувань матеріалів налічується близько двадцяти.
Висока якість виготовлення досягається за рахунок шістнадцяти головних використовуваних технологій. Раніше в двигунобудування їх не застосовували. Тому зараз йде їх активне освоєння і впровадження у виробництво.
У 2012 році з метою демонстрації двигуна з заявленими технологічними і конструктивними рішеннями, успішно пройшов стендові випробування двигун-демонстратор технологій. Відмінні результати були досягнуті з акустики, емісії та термодинаміки.
Щоб двигун ПД-14 характеристики і придатність до польотів свою довів, використовується спеціальна кваліфікація застосовуваних матеріалів. У банку даних, куди заносяться матеріали, міститься вся інформація про рівень конструктивної міцності, який вони мають. Всі матеріали випробовуються в спеціальних сучасних лабораторіях.
Цілі проекту
Розробка двигунів супроводжується наступними цілями:
- зниження собівартості виробництва;
- скорочення витрат на техобслуговування і ремонт;
- гарантована стабільна робота механізму;
- зниження витрати палива;
- зменшення маси;
- скорочення шуму, емісії шкідливих речовин.
Разом з роботою над двигуном, створюється зручна система обслуговування агрегатів після продажу. Вона включає в себе, крім оптимального ремонтно-технічного обслуговування, логістичні схеми, гарантії і сервіс. Це особливо важливо у зв`язку з тим, що ця система майже відсутня, так як літаків вітчизняного виробництва експлуатується трохи.
Гарантія успіху
У 2013 році була подана заявка на отримання сертифіката для ПД-14, а в наприкінці 2015 роки вже були проведені випробування.
Завдяки тому, що проект реалізується цілою низкою підприємств і науково-дослідних інститутів, забезпечується ефективне використання коштів бюджету. Вкладення як в розробку, так і в реальне впровадження проекту, дозволяє подолати те відставання, яке спостерігалося у вітчизняній авіаційній промисловості та закласти фундамент для його подальшого розвитку.
Освоєння нових технологій тепер стає особливо ефективним, так як власна практика допоможе попереджати всілякі помилки. Всі розробки впроваджуються у свідомо успішний проект. Всі учасники проекту продовжують отримувати прибуток за рахунок інших замовлень, що зводить нанівець ризик втрат.
ПД-7, ПД-10, ПД-14 проти ПС0-90
Єдиним вітчизняним двигуном, яким оснащуються авіалайнери в Росії сьогодні, є ПС-90А. Всі інші літальні апарати мають іноземні агрегати.
Розробники проекту планують перевести в перспективі всі російські літаки на вітчизняні нові мотори.
ПС-90А - це турбовентиляторний двигун. Турбореактивний вид ПД-14 вирішив проблеми, що були раніше в реактивних двигунах, що заважало їх використовувати в цивільній авіації. Основні проблеми полягали в величезному витраті палива і сильному шумі. У новому проекті ці та інші перешкоди були подолані, завдяки чому двигуни тепер будуть застосовуватися для цивільних літаків.
У сімейство двигунів ПД-14 входять і агрегати ПД-7, що мають тягу до 7900 кілограм, і ПД-10 з тягою до 9900 кілограм. Найпотужніша модифікація ПД-14М здатна збільшити дальність польоту як з максимальним навантаженням, так і без неї. І це буде реалізовано зі зниженим витратою палива від десяти до чотирнадцяти відсотків у порівнянні з тим, який споживає в даний час турбовентиляторний двигун.
Попит на внутрішньому і зовнішньому ринку
Розробники повністю впевнені в перспективі насичення двигунами ПД-14 внутрішнього ринку. Серед п`яти конкуруючих авіалайнерів, що функціонують на вітчизняному ринку, МС-21 має істотну перевагу в кількості пасажирів. Він здатний перевозити двісті й дванадцять чоловік. Порівняємо: Боїнг-737 перевозить лише 189 пасажирів, а Бомбардир-CS300 - всього 135. Крім цього, збільшаться обсяги для багажу, прохід і крісла. Це полегшить і прискорить процедуру завантаження і вивантаження пасажирів.
Іншою істотною перевагою є невисока вартість літака. Якщо вітчизняний літак, що має всередині кращий двигун, варто сімдесят вісім мільйонів доларів, то Боїнг-737, наприклад, обходиться для компаній майже в сто сім мільйонів, а Бомбардир-CS300 - в вісімдесят мільйонів.
Що стосується перспектив виходу МС-21 на міжнародний ринок, то тут поки майбутнє представляється туманним. Єдиним реальним закордонним покупцем є малайзійська компанія, вже замовила двадцять п`ять літаків.
Серед вітчизняних компаній літак замовили:
- «Аерофлот» - п`ятдесят штук;
- «ВЕБ-лізинг» - тридцять;
- «Ільюшин Фінанс» - двадцять вісім;
- «Сбербанк Лізинг» - двадцять;
- «ІрАеро» - десять.
Те, що компанії і наші, і іноземні поки не прагнуть здобувати МС-21 може бути пов`язано ще з незакінченими випробуваннями. Крім цього, існує проблема відсутності розвиненої системи обслуговування після продажу авіалайнерів.
Проте, президент РФ Володимир Володимирович Путін на своїй прес-конференції в наприкінці 2015 року назвав завершення проекту ПД-14 найважливішою подією в російському двигунобудування з вісімдесятих років двадцятого століття і висловив впевненість, що наші нові двигуни перевершать зарубіжні аналоги.
Тому є всі підстави передбачати успіх вітчизняному двигуні і авіабудування.
