Содержание
Семь фактов о ПД-14 — AEX.RU
| ← Назад Главная → Техника/технологии → ОбзорСемь фактов о ПД-14 10 марта 2016 года / Ростех / Aviation EXplorer 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.
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.
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. 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.
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.
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. 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.
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. Ростех AEX.RU URL: http://www.aex.ru/docs/3/2016/3/10/2393/ Полная или частичная публикация материалов сайта возможна только с письменного разрешения редакции Aviation EXplorer. |
оборотов в минуту, и на нее действует центробежная сила, равная 18 т. Для сравнения: это нагрузка на подвеску двухэтажного лондонского автобуса./607197.jpeg)
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.
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.
Показатели шума с существенным запасом превосходят нормы Международной организации гражданской авиации.
СТАТЬЯ ОПИСЫВАЕТ АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-14
ИСПЫТАНИЯ РОССИЙСКОГО АВИАЦИОННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПД-14 ИЛИ КАК ДАЛЕКО МЫ ОТСТАЛИ ОТ АНГЛИИ И СОЕДИНЁННЫХ ШТАТОВ
Я много раз писал, что деньги надо в промышленность вкладывать, а не в олимпийские игры и чемпионаты мира по футболу.
Но Путин и правительство России меня не послушались и мы благополучно потеряли ПРОИЗВОДСТВО ГРАЖДАНСКИХ САМОЛЁТОВ
Последние несколько лет делаются судорожные попытки возродить производство гражданских самолётов, но всё упирается в отсутствие современных двигателей.
Давайте посмотрим как далеко мы отстали от мировых производителей авиационных двигателей.
В заголовке статьи показан момент испытания нашего турбовентиляторного двигателя ПД-14. А на этой фотографии американцы испытывают свой турбовентиляторный двигатель GE9X.
СТЕПЕНЬ ДВУХКОНТУРНОСТИ — у нашего двигателя 8, у американского 11.
ДИАМЕТР ВЕНТИЛЯТОРА — у нашего двигателя 1.9 метра, а у американского 3.4 метра.
тяга двигателя — у нашего двигателя 14 тонн, у американского 47 тонн.
Ещё раз и с замиранием сердца — СОРОК СЕМЬ ТОНН.
Мне могут возразить — это двигатели из разных весовых категорий. Да из разных, и у нас двигателя с тягой 30+ даже на горизонте не видно. А двигатели с тягой 14 тонн американцы не испытывают, они на них давно летают.
ТАК ДАВАЙТЕ СРАВНИМ ДВИГАТЕЛИ ОДНОГО КЛАССА
Вы помните как совсем недавно нам рассказывали какой чудесный авиационный двигатель ПД-14 создали наши конструкторы?
И вдруг АЭРОФЛОТ заявляет, что будет покупать самолёт МС-21 только с американскими двигателями PW1428G.
ДАВАЙТЕ РАЗБИРАТЬСЯ И СРАВНИВАТЬ ДВИГАТЕЛИ.
Это американский двигатель. Наш точно такой же НО БЕЗ РЕДУКТОРА. Редуктор уменьшает число оборотов вала турбины низкого давления и вентилятор работает НА ОПТИМАЛЬНЫХ ОБОРОТАХ. У нашего двигателя вентилятор сидит прямо на валу турбины низкого давления и работает на больших оборотах, что накладывает много ограничений.
Самый главный показатель двигателя гражданского самолёта, это удельный расход топлива. Но кто же вам этот параметр скажет.
Вот на сайте производителя сравнивают ПД-14 с нашими старыми двигателями — удельный расход топлива 0,543 килограмма в час на килограмм тяги.
А вот на том же сайте, сравнивают тот же ПД-14 с зарубежными двигателями, причём не с самыми новыми.
И неожиданно удельный расход топлива стал уже 0,526 килограмм на килограмм тяги в час.
Но давайте просто обратимся к законам физики. Чем больше вентилятор (или винт) и чем больше степень двухконтурности, тем меньше удельный расход топлива. У турбовинтовых двигателей удельный расход топлива вообще равен 0,250 килограмм на киловатт мощности в час . Наш новый турбовинтовой двигатель тратит 175 грамм топлива на киловатт в час. А один киловатт мощности даёт два килограмма тяги винта на малых скоростях полёта.
Диаметр вентилятора нашего двигателя1900 миллиметров, американского 2010 миллиметров.
Степень двухконтурности 12 у американского двигателя и 8,5 у нашего.
В общем по удельному расходу топлива наш двигатель ну ни как не может обогнать американца. А сейчас к двигателям предъявляют ещё два очень противных требования. Это уровень шума и выбросы вредных веществ.
Волнистые края кожуха вентилятора и сопла показывают, что наши конструкторы боролись с шумом. Но они сами подтверждают что отстают по этим параметрам от американского двигателя, но полностью удовлетворят европейским требованиям.
А кто вам сказал, что завтра европейцы (по настойчивой просьбе) американцев немного не поднимут эти требования? И американский двигатель в них уложится, а наш уже нет.
Ну и не последнее место имеет значение полное отсутствие сервисной сети для двигателя ПД-14 в Европе.
Так что деньги надо было в сервис вкладывать и в конструирование редуктора, а не в олимпийские игры и чемпионаты мира. А теперь имеем то что имеем.
ГРУСТНОЕ ПРОДОЛЖЕНИЕ
ДЛЯ НАЧАЛА НЕМНОГО СТАТИСТИКИ
На данный момент выпущено всего шестнадцать авиационных двигателей ПД-14. Сейчас в стадии сборки ещё два двигателя. Двигатель номер девятнадцать должен стать первым серийным. Номер 14 15 и 16 лежат в углу цеха на авиационном заводе. Остальные авиационные двигатели ( с первого по тринадцатый) ПД-14 использовали для испытаний. Но тринадцатый (вот и не верь в приметы) двигатель рассыпался на испытаниях с максимальной тягой.
МАЛЕНЬКОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ
У реактивного авиационного двигателя существует три режима работы.
ВЗЛЁТНЫЙ РЕЖИМ — это работа с тягой указанной в технических характеристиках двигателя, для ПД-14 это 14 тонн.
КРЕЙСЕРСКИЙ РЕЖИМ -тяга примерно 20 процентов от максимальной.
МАКСИМАЛЬНЫЙ ИЛИ АВАРИЙНЫЙ РЕЖИМ — максимальная тяга, включается если один из двигателей выйдет из строя.
Так вот на максимальной тяге двигатель ПД-14 и развалился. Теперь надо внести 11 изменений в конструкцию двигателя и первый шаг уже сделан. Очень старый жаростойкий сплав ЖС6У, из которого сделаны лопатки турбины горячей части двигателя, поменяли на такой же старый жаростойкий сплав сплав ЖС-32-ВИ . Сплав ЖС-32-ВИ изобрели в восьмидесятых годах прошлого века, он содержит 4 процента РЕНИЯ и стоит в раз в десять дороже чем сплав ЖС6У. Так что больше не говорите мне что ПД-14 дешевле западных аналогов, уже не дешевле. А тут ещё в двигателе обнаружились ЯПОНСКИЕ ДЕТАЛИ, которые попали под санкции.
С КОЛИЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ НАС ТАК ЖЕ ОБМАНУЛИ
Я тут переживал, что в год возможно выпускать только 50 двигателей ПД-14, а это всего 25 самолётов.
На самом деле сегодня можно выпускать только ДВЕНАДЦАТЬ двигателей в год. А число 50 это оказывается мечта 2025 года. Для сравнения. Европа и Америка вместе выпускают примерно 1500 самолётов в год. Кого мы там потеснить собирались?
РЕКОМЕНДУЮ СТАТЬЮ У НИХ ДАЖЕ НЕ ХВАТИЛО УМА ПРОМОЛЧАТЬ, ЧТО В АВИАЦИОННОМ ДВИГАТЕЛЕ ПД-14 ЕСТЬ ЯПОНСКИЕ ДЕТАЛИ
Представляем Авиадвигатель ПД-14: двигатель для МС-21
На Иркутском авиационном заводе завершена сборка фюзеляжа нового самолета МС-21-300.
Несмотря на то, что фюзеляж является уже пятым, а три прототипа уже проходят летные испытания, особенность этого конкретного прототипа заключается в том, что он будет первым, оснащенным двигателями нового типа. На этот раз двигатель будет производиться в России.
10 декабря 2019 года Иркутский авиационный завод сообщил об очередной доработке фюзеляжа МС-21-300.. Перед началом испытаний на самолет еще необходимо установить системы, а также консоли крыла и хвостового оперения.
Когда это произойдет, это будет первый испытываемый МС-21 с российским двигателем ПД-14.
В настоящее время в эксплуатации уже находится четыре испытательных самолета, все они оснащены американскими двигателями.
Двигатели Pratt & Whitney PW1400G-JM. Последний, четвертый, прототип сошел с конвейера и был передан на летно-испытательный комплекс 28 ноября 2019 г.. Изначально именно на этот самолет предполагалось опираться на российский двигатель, но позже от планов отказались, чтобы не затягивать программу МС-21 дальше, чем она уже есть.
Теперь, когда идет работа над пятым опытным самолетом МС-21, на сцену выходит двигатель ПД-14 Авиадвигателя.
Двигатель Авиадвигатель ПД-14
Двигатель ПД-14 — первый полностью российский двигатель для гражданских авиалайнеров, созданный в России с 1980-х годов. Разработан ОАО «Авиадвигатель» и производится Пермским моторостроительным заводом (обе компании входят в Объединенную двигателестроительную корпорацию, ОАК) и специально предназначен для установки на самолет МС-21-300.
ПД-14 будет развивать тягу 137 кН на взлете. Среди основных конкурентных преимуществ ПД-14 двигатель отличается более низкой температурой выхлопа камеры сгорания, отмечает «Авиадвигатель», подчеркивая также, что решение позволяет экономить эксплуатационные расходы и снижать риски.
Двигатель также имеет меньший диаметр (190 см) для уменьшения массы двигателя и лобового сопротивления гондолы, «оптимальные» размеры внутреннего контура и «достаточно высокую» степень сжатия вентилятора, что исключает необходимость в регулируемом сопле внешнего контура, основные моменты производителя.
Как ожидается, что МС-21-300 станет первым авиалайнером в серии, так и ПД-14 рассматривается как базовая версия семейства двигателей, которыми будут оснащаться российские авиалайнеры. В сентябре 2019 года заместитель директора ОДК сообщил РИА Новости, что МС-21-400 будет оснащен ПД-16, модифицированной силовой установкой на базе ПД-14. Как сообщается, более новый двигатель будет иметь увеличенную степень двухконтурности вентилятора.
Однако на сайте производителя двигатель, который в конечном итоге будет установлен на МС-21-200, указан просто как ПД-14А, а будущая силовая установка МС-21-400 называется ПД-14М.
Летные испытания начались в 2015 году. Осенью 2018 года ПД-14 был сертифицирован российскими властями. Следующий этап, получение сертификата Агентства авиационной безопасности Европейского Союза (EASA), ожидается в 2020 году.
Летные испытания МС-21 с российскими двигателями запланированы на первый квартал 2020 года, а первый МС-21 с двигателями ПД-14 должен поступить на вооружение Аэрофлота в 2022 году.
Сделано в России с небольшой помощью?
Помните ту часть, где ПД-14 должен был стать первым полностью российским двигателем? Что ж, масштабы претензии теперь могут быть поставлены под сомнение после того, как власти США возбудили уголовное дело против высокопоставленного чиновника United Engine Corp (UEC) по делу о корпоративном шпионаже. Предмет дела в деле не что иное, как реактивные двигатели.
В сентябре 2019 года Министерство юстиции США (DoJ) объявило, что два человека — гражданин России и гражданин Италии — были обвинены в США в заговоре и попытке кражи коммерческой тайны у американской авиационной компании GE Aviation. Один из двух человек идентифицирован как Александр Юрьевич Коршунов, сотрудник УЭК.
Производитель ПД-14 «Авиадвигатель» является дочерним предприятием российской государственной компании.
В период с 2013 по 2018 год сотрудники итальянской дочерней компании GE Aviation были наняты для проведения консультационной работы, связанной с редуктором реактивных двигателей, для двух обвиняемых (включая Коршунова), как указано в заявлении Министерства юстиции.
В технических заданиях сотрудников обычно говорилось, что «владельцами патента и интеллектуальной собственности, полученной в результате работы, является… Министерство промышленности и торговли Российской Федерации», согласно Министерству юстиции.
Однако сотрудники, нанятые для консультационной работы, якобы использовали коммерческую тайну GE Aviation для создания технического отчета.
Усилия, по мнению Министерства юстиции, были сосредоточены на внешних компонентах двигателя, вспомогательных коробках передач, которые обеспечивают питание таких систем, как гидравлические насосы, генераторы и топливные насосы.
«Авиадвигатель» ранее вызывал подозрения у другого органа власти США, Министерства торговли, которое «внесло» компанию в список в сентябре 2018 года, утверждая, что ее действия противоречат интересам национальной безопасности или внешней политики Соединенных Штатов.
Следует отметить, что уголовное дело содержит утверждения, а это означает, что Коршунов и другое лицо, обвиняемое в корпоративном шпионаже, считаются невиновными, если их вина не будет доказана в суде.
МС-21 — среднемагистральный самолет, способный перевозить от 132 до 211 пассажиров. Рассматриваемый как замена самолетам Ту-154 и Ту-204 в России, он призван конкурировать с Boeing 737 и Airbus A320.
Программа сопровождалась задержками, которые российское правительство в основном связывало с американскими санкциями.
Первый прототип МС-21 совершил первый полет в мае 2017 года. По текущим оценкам, самолет может быть сертифицирован в России в 2020 году, а в следующем году получить сертификацию EASA.
Сравнить
Удалить все
Сравнить до 10 продуктов
МС-21 будет поступать в эксплуатацию только с российскими двигателями
В некотором смысле предсказуемо, что МС-21, новейший российский авиалайнер, поступит в коммерческую эксплуатацию только с российскими ПД -14 двигателей.
Все выглядело совсем по-другому, когда «Иркут» и его материнская компания ОАК запустили МС-21. Сейчас это сложно представить, учитывая последние и текущие события. Но было время, когда российские, европейские и американские авиационные компании с нетерпением ждали сотрудничества друг с другом. Запуск МС-21 последовал за Sukhoi SuperJet, он же SSJ100.
МС-21-310 (спереди) с российскими двигателями, МС-21-300 (сзади) с двигателями P&W.
Фото: ОАК
Сегодня оба этих самолета сталкиваются с серьезными препятствиями в своем использовании. Первоначально российский МС-21 должен был поступить на вооружение с двигателями Pratt & Whitney PW1400G Geared TurboFan (GTF). И действительно, «Иркут» успешно сертифицировал свой МС-21-300 с этим двигателем в декабре прошлого года. Но, как оказалось, с этими двигателями самолет не будет перевозить пассажиров.
Разработка МС-21 с российскими двигателями
МС-21-310 является эквивалентной моделью этого самолета с российскими ТРДД. Но эти двигатели, «Авиадвигатель ПД-14», еще недолго поступят в строй. Росавиация уже сертифицировала ПД-14 для коммерческого использования. Но сам МС-21-310, возможно, с большим количеством российских компонентов помимо этих ПД-14, нуждается в доработке.
Вентилятор двигателя ПД-14. Фото: UAC
Впрочем, помимо двигателей, в МС-21 есть и кое-что еще, не русское. ВСУ, авионика, органы управления полетом, прочая электроника, электрика и его гидравлическая система, приводы управления и даже его внутреннее оборудование поступают из-за рубежа.
По данным российских источников, около 40-50% МС-21 (в стоимостном выражении?) импортируется.
Но самое главное, эквивалентный процент даже версии МС-21 с российскими двигателями составляет 20%! Скорее всего потому, что изначально планировалось «русифицировать» только двигатели и ВСУ. Так что МС-21-310, летающие сегодня, действительно не тот стандарт, который со временем поступит на вооружение. России необходимо разработать больше подсистем, поскольку эта авионика и другие системы поступают из стран, на которые распространяются санкции.
Два прототипа МС-21 с двигателями ПД-14 (слева) и PW1400G (справа). Фото: Rulexip, CC BY-SA 3.0
Больше проблем с двигателем?
Официально Россия планирует поставить на вооружение МС-21 с российскими двигателями и другими компонентами в конце 2024 или 2025 году. Этот план кажется весьма оптимистичным. Стоит помнить, что ОАК оценивает темпы производства в 10 самолетов в год (НЕ в месяц) в 2025 году, для уже общероссийских Ту-214.
Таким образом, даже если полностью русифицированный МС-21 получит сертификацию в это время, он, скорее всего, не будет готов начать замену Боингов и Аэробусов в России еще в течение нескольких лет.
Сухой СуперДжет. Фото: Альф ван Бим
Кроме того, МС-21, возможно, не единственный российский самолет, у которого могут возникнуть проблемы с двигателями. Ростеху пришлось опровергнуть слухи о серьезных проблемах с двигателями SaM146 самолета Sukhoi SuperJet (SSJ100). Эти двигатели являются результатом совместного предприятия российского НПО «Сатурн» и французской Safran.
Как мы видели, французская компания поставляет ядро двигателя, которое является дальнейшим развитием CFM56. Уменьшенная версия российских двигателей ПД-14 (для МС-21) уже находится в разработке для SSJ100. Но опять же, это разработка, которая потребует больше времени. И даже когда двигатели готовы, в этом самолете много зарубежной авионики и других комплектующих.