Двигатель ПД-14 и семейство перспективных двигателей

Главная / Двигатель ПД-14 и семейство перспективных двигателей

Двигатели ПД на базе унифицированного газогенератора — семейство отечественных турбореактивных двухконтурных двухвальных двигателей, предназначенных для ближне-, среднемагистральных самолетов и промышленных ГТУ.

Основная особенность семейства двигателей ПД – применение унифицированного компактного газогенератора.

Основные ключевые технологии: полые широкохордные титановые лопатки, моноколеса (блиски) и сварная секция в роторе компрессора высокого давления, малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава, монокристаллические лопатки турбины высокого давления с перспективной системой охлаждения, керамические покрытия на деталях горячей части, полые лопатки турбины низкого давления, композитная мотогондола.

• Преимущества
• Модификации
• Конкурентные преимущества
• Состояние работ

Основные преимущества двигателей ПД

Модификации двигателей, разрабатываемые в настоящее время

• Семейство перспективных ТРДД для БСМС состоит из двигателей ПД-14, ПД-14А, ПД-14М, ПД-10;

• ПД-14 — базовый ТРДД для самолета МС-21-300;

• ПД-14А — дросселированный вариант ТРДД для самолета МС-21-200;

• ПД-14М — форсированный вариант ТРДД для самолета МС-21-400;

• ПД-10 — вариант с уменьшенной тягой до 10. ..11 тс для самолета SSJ‑NG.

Так же на основании технологий, разработанных в рамках Проекта ПД-14, планируется создание промышленных ГТУ для производства ГПА и ГТЭС в классах мощности 8, 16 МВт.

Конкурентные преимущества по показателям экономической эффективности эксплуатации

обеспечиваются следующими основными параметрическими и конструктивными особенностями по сравнению с аналогами-конкурентами:

• Меньшие температуры на выходе из камеры сгорания являются важнейшим фактором уменьшения стоимости, снижения рисков в достижении заявленных показателей долговечности и надёжности двигателей самолетов с коротким полетным циклом.

• Меньший диаметр вентилятора ПД-14 позволяет иметь объективное снижение массы двигателя и лобового сопротивления мотогондолы.

• Оптимальные размеры внутреннего контура (газогенератора) облегчают решение проблемы относительно больших отборов воздуха из компрессора на различные нужды и снижают установочные потери тяги.

• Достаточно высокая расчетная степень сжатия вентилятора (вследствие применения несколько меньшей степени двухконтурности) исключает необходимость применения регулируемого сопла наружного контура с неизбежным увеличением массы и сопротивления двигательной установки и снижает установочные потери тяги.

• Проверенная в эксплуатации классическая безредукторная схема двигателя ПД-14 позволяет достичь требуемых показателей массы, ресурса, надежности и стоимости обслуживания.

Оптимальное сочетание умеренно высоких параметров цикла и проверенной схемы двигателя с прямым приводом вентилятора позволяет обеспечить снижение цены двигателя, затрат на обслуживание и ремонт, массы и лобового сопротивления двигательной установки и обеспечить преимущество двигателя ПД-14 по показателям экономической эффективности эксплуатации и стоимости жизненного цикла.

Состояние проектных и доводочных работ Проекта ПД-14

• Завершен этап технического проекта. Получены положительные заключения.

• Развернута работ с ОАО «Корпорация «Иркут» по интеграции двигателя и самолета.

• Выполнен большой объём испытаний экспериментальных узлов и систем двигателя на специальных установках.

• Спроектирован демонстрационный двигатель проекта базового двигателя для подтверждения работоспособности узлов ПД-14.

• Завершен первый этап доводочных испытаний газогенератора.

• Изготовлением и испытаниями двигателя-демонстратора технологий подтверждена готовность критических технологий.

• Проведены испытания узлов МГ из ПКМ на двигателе прототипе.

• Выпущена рабочая конструкторская документация на двигатели ПД-14 и мотогондолы опытной парти.

• Сформирована производственная кооперация изготовления опытной партии двигателей и мотогондол начато изготовление опытной парти двигателей и мотогондол.

• Завершена программа испытаний двигателей демонстраторов 100-03 и 100-04, подтверждена необходимость внедрения выбранных конструкторских решений.

• Подана заявка в АР МАК на получение сертификата типа двигателя.

• Разработан Сертификацонный базис ПД-14, охватывающий требования АР МАК, EASA, FAA.

• Проведена макетная комиссия по двигателю ПД-14 и утвержден протокол МК АР МАК.

• Проведена макетная комиссия по самолету МС-21 с двигательной установкой ПД-14 и утвержден протокол МК АР МАК.

• Выполнена подготовка производства и обеспечивается VI уровень технологической готовности при изготовлении опытной партии двигателей ПД-14.

• Проводятся летные испытания двигателя ПД-14 в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ в ЛИИ им. Громова.

• «ОДК-Авиадвигатель» получил сертификат типа на новейший авиационный двигатель ПД-14

Сможет ли ПД-14 спихнуть американский движок с крыла МС-21?

Интересное наблюжение: эмбарго на поставку движков Pratt & Whitney в Россию США так и не ввели. При это после публикации отчета о сертификации ПД-1 последовала мнгвенная реакций — «ОДК-Авиадвигатель» попал под санкции. Корпорация «Иркут» произвела подготовку сборочного производства Иркутского авиазавода (ИАЗ) под серийный выпуск МС-21 («Магистрального самолета XXI века»). Уже в 2022 году запланировано поставить авиакомпании «Россия», входящей в группу «Аэрофлот», первые шесть серийных самолетов МС-21-300.

Фото: rostec.ru

«Иркут» будет предлагать авиакомпаниям как МС-21-300 с американскими двигателями PW1400, так и МС-21-310 — с российским ПД-14. Сейчас обе модификации проходят программу испытаний, сертификация американского варианта намечена в срок до конца этого года, пермского — на 2022 год.

Какая комплектация МС-21 окажется более востребованной с ПД-14 или PW1400G? Как бы не хотелось, но при любом разговоре о МС-21 невозможно уйти от сравнения ПД-14 и PW1400G. Газотурбинные двигатели — это бесконечная борьба за мощность, топливную эффективность, экологичность и малошумность и ПД-14 — первый авиационный конкурентоспособный маршевый двигатель, созданный в современной России.

Двигатель ПД-14 сразу проектировали на диапазон тяг от 12,5 до 14 тонн. Он предназначен для двух вариантов самолета МС-21: МС-21-300 и МС-21-200. Двигатель для МС-21-200 получается путем перепрограммирования электронного регулятора двигателя ПД-14.

Современная авиация — это элитный клуб четырех стран — России, США, Великобритании и Франции — которые имеют технологические, научные, финансовые, производственные и человеческие ресурсы полного цикла создания современных газотурбинных двигателей. Конкурентная борьба в этом клубе происходит постоянно и словом и делом.

Как известно, двигатель нового поколения создается в полтора-два раза дольше планера самолета, а над двигателем ПД-14 начали работать на пять лет позже старта работ по МС-21 — в 2005 году. И в ряде случаев в рамках ОКР пришлось создавать не опережающий, а догоняющий научно-технический задел. Что привело к задержкам с утверждением типовой конструкции двигателя. В связи с этим пришлось перенести срок сертификации ПД-14, и первый полет МС-21 осуществился не с российским двигателем, а с американским PW1400G.

Эксперты отмечают, что вероятно ПД-14 будет несколько уступать PW1400G в экономичности. Но нельзя не отметить меньшие массу и диаметр ПД-14, а значит, и меньшее внешнее аэродинамическое сопротивление силовой установки. Кроме того, у ПД-14 ниже температура газа перед турбиной, что упрощает достижение заданных показателей надежности и ресурса. К тому же ПД-14 заметно дешевле западного конкурента и, по предварительным оценкам, будет иметь меньшие затраты на техническое обслуживание и ремонт.

В целом, что немаловажно для авиакомпаний-эксплуатантов, предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут на 14-17% ниже существующих аналогичных двигателей. По данным пресс-службы производителя, в настоящее время в цехе окончательной сборки Иркутского авиазавода (ИАЗ) находятся два фюзеляжа, к одному из которых пристыкована консоль крыла, выполненная из отечественных композиционных материалов. Секции фюзеляжа еще трех самолетов находятся в агрегатной сборке. Запущено производство длинноцикловых деталей и узлов на следующие самолеты. Там же, в Иркутске, находится наиболее интересующий пермяков опытный самолет МС-21-310, оснащенный двигателями пермского производства ПД-14. По сообщению «Иркута», лайнер выполняет полеты в рамках программы заводских доводочных испытаний. Вскоре он выполнит перелет в Ульяновск на покраску, а затем в Жуковский, где примет участие в авиасалоне МАКС-2021. После чего программа летных испытаний будет продолжена.

Роман Барский

Зачем Россия создала двигатель ПД-14 для МС-21

Авиадвигатель ПД-14 — первый турбовентиляторный реактивный двигатель, созданный в современной России. На этот продукт возлагаются большие надежды, поскольку в этом десятилетии он готовится подняться в небо вместе с «Иркут МС-21». Однако для чего был построен двигатель? Давайте взглянем.

Три десятилетия создания

МС-21-300 с двигателями Pratt & Whitney PW1400G уже проходили испытания по программе сертификации по российским и европейским стандартам. Однако самолет также начал испытываться с двигателями ПД-14, которые прошли тесты на выбросы, установленные Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) ранее в этом году.

С таким импульсом Ростех, центр российской авиации, стремится подчеркнуть возможности своего отечественного двигателя. Примечательно, что последним в своем роде проектом стал двигатель четвертого поколения ПС-90А, построенный в Советском Союзе в 1980-х годах.

Вдохновение для создания двигателя нового поколения появилось в 1990-х годах. Уже тогда Россия стремилась связать свою промышленность с отечественной продукцией.

После многолетних предварительных исследований, инициированных отечественными двигателестроительными группами, в 2008 году было подписано соглашение о создании ПД-14. Это название представляет собой русское слово перспективный двигатель и тягу 14 тонн. Таким образом, «ОДК-Авиадвигатель» и «ОДК-Пермский мотор» объединились, чтобы возглавить разработку и производство двигателя.

Первый запуск ПД-14 состоялся в 2014 году. Фото: Сумит Сингх | Наземные испытания Simple Flying

начались девять лет назад, прежде чем в 2015 году начались летные испытания. Затем в 2018 году произошел крупный прорыв, когда Росавиация выдала ему сертификат типа. Вслед за этим ПД-14 прошел дополнительные испытания в отношении ограничений по задымлению и выбросу «нелетучих частиц».

Ожидается, что МС-21-300 будет иметь крейсерскую скорость полета 870 км/ч (540 миль/ч) и максимальную высоту полета 12 200 м (40 026 футов). Фото: Сумит Сингх | Простой полет

Возможности средней дальности

Вокруг двигателя много ажиотажа. Примечательно, что российская авиационная промышленность полностью доверяет ему, чтобы установить его на свои основные будущие узкофюзеляжные самолеты.

«Двигатель ПД-14 разработан для российского авиалайнера нового поколения МС-21-310, «Магистрального самолета 21 века». Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов: ближне-среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. МС-21 — самолет будущего поколения, сочетающий в себе передовую аэродинамику, современные материалы, высокоэффективную силовую установку и передовые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров», Ростех констатирует.

«Проектирование самолета велось параллельно с разработкой двигателя. Как и другие перспективные модели отечественного и совместного производства, такие как Ил-114, SSJ100 и CR929, самолеты МС-21 могут обеспечить российскому авиапрому всестороннее присутствие на мировом рынке гражданских самолетов. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте».

Все новые самолеты будут отечественного производства. Фото: Сумит Сингх | Простой полет

Будьте в курсе: Подпишитесь на наши ежедневные и еженедельные дайджесты авиационных новостей.

Предлагая баланс

В целом, MC-21 стремится составить конкуренцию семействам Airbus A320 и Boeing 737 на ближне- и среднемагистральных рейсах. Выпуская его с двумя вариантами двигателей, Ростех может диверсифицировать свои рынки.

Что вы думаете о двигателе ПД-14? Как, по вашему мнению, он отличается от своих конкурентов по всему миру? Дайте нам знать, что вы думаете о продукте и его перспективах в разделе комментариев.

Представляем Авиадвигатель ПД-14: двигатель для МС-21

На Иркутском авиационном заводе завершена сборка фюзеляжа нового самолета МС-21-300. Хотя 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.

Иркутский авиационный завод сообщил об очередной доработке фюзеляжа МС-21-300 10 декабря 2019 года. 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.

Авиадвигатель Двигатель 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), он 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 сопротивления гондолы, «оптимальные» размеры внутреннего контура и «достаточно высокую» степень сжатия вентилятора, что исключает необходимость в регулируемом сопле внешнего контура , — подчеркивает производитель.

Как МС-21-300 должен стать 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. 

Полет испытания МС-21 с российскими двигателями запланированы на первый квартал 2020 года, а первый МС-21 с двигателем 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 консультационных работ, связанных с коробками передач 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, предположительно 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 в отношении другого органа власти США, Министерства торговли, которое «внесло в список» компанию в сентябре 2018 года, утверждая, что ее действия противоречат интересам национальной безопасности или внешней политики Соединенных Штатов.

Необходимо отметить, что заявление о возбуждении уголовного дела 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.

В программе были задержки, которые российское правительство в основном связывало с американскими санкциями.