ПС-90А: авиадвигатель имени Павла Соловьева

Сегодня исполняется 106 лет со дня рождения Павла Александровича Соловьева – одного из основоположников авиационного газотурбинного двигателестроения в нашей стране, создателя пермской конструкторско-технологической школы. Его именем назван двигатель ПС-90А – одно из важнейших достижений российского авиационного моторостроения 80-90-х годов ХХ века. Уже более 30 лет ПС-­90А, выпуском которого занимается НПК «Пермские моторы», остается единственным в России двигателем четвертого поколения для отечественной магистральной авиации.

 

Первый в новом поколении

К созданию двигателей для перспективных средне-­ и дальнемагистральных самолетов КБ Соловьева приступило в конце 1970­-х годов. При этом руководством страны была поставлена задача обеспечить конкурентоспособность российских самолетов с лучшими образцами зарубежных фирм: Boeing, Lockheed, Airbus Industrie.

Ил-96-300 с двигателями ПС-90А. Фото: Alex Beltyukov / wikimedia.org

Для достижения поставленной цели требовалось создание турбовентиляторных двигателей большой степени двухконтурности, оснащенных звукопоглощающими конструкциями, электронными системами управления и контроля. Сама конструкция должна была обеспечить принцип модульности для быстрой замены вышедшего из строя узла в эксплуатирующих организациях.

ПС-90А стал качественно новой ступенью развития ТРДД. По заданному уровню термодинамических и удельных параметров он соответствовал нормам научно-технического уровня 1990-х годов и не уступал по основным характеристикам и параметрам рабочего процесса лучшим зарубежным аналогам, которые находились в разработке в 80-х годах и вошли в эксплуатацию в 90-е годы.

Высокоэкономичный и экологичный

В 1991 году ПС-90А прошел госиспытания, а в 1992 году получил сертификат типа. Роль Павла Александровича Соловьева в создании своего последнего детища невозможно переоценить. Ему непосредственно принадлежат выбор термодинамических параметров и конструктивной схемы двигателя; определение типа и размера газогенератора; многие новые конструктивные решения (применение системы форсирования тяги, позволяющей осуществить взлет самолета Ту-204 с одним отказавшим двигателем; акустическое совершенство и экология, повышение экономичности на основе высокоточного управления радиальными зазорами и охлаждением турбины).

Анализируя природу двухконтурности и созданные по этой схеме двигатели, П.А. Соловьев говорил: «Степень двухконтурности – это отношение количества воздуха, который протекает по внешнему кольцевому каналу, минуя камеру сгорания, прямо в сопло – смеситель для смешения с газом, который проходит все ступени турбины. Так вот, количество этого воздуха, разделенное на количество воздуха, которое проходит через внутренний компрессор, стало быть, и камеру сгорания, и турбину, это и есть степень двухконтурности. Так вот, в Д-20П степень двухконтурности – единица, а вот уже в Д-30КУ (это машина унифицированная, она пошла и на самолет Ил-62М, и на Ил-76), так вот там уже это соотношение 2,4. А вот в ПС-90А – там уже 4,5. И чем больше степень двухконтурности, тем ниже удельный расход топлива. Это влияет на экономичность и на силу звука. От первого до последнего из названных двигателей снижение расхода топлива – 43%! Я посчитал».

Эксперты двигателестроения считают ПС-90А самым интересным двигателем Павла Соловьева. Двигатель с повышенной степенью двухконтурности, со смешением потоков воздуха наружного и внутреннего контуров. Двигатель имеет одноступенчатый вентилятор диаметром 1900 мм, что при степени двухконтурности, равной 4,5, обеспечивает низкий расход топлива. ПС-90А оснащен цифровой электронной системой автоматического управления и бортовой электронной системой контроля технического состояния двигателя. Двигатель – модульной конструкции, состоящей из 11 основных модулей, что дает этому ТРДД существенные эксплуатационные достоинства. ПС-90А развивает на взлетном режиме тягу 16 000 кгс, а его удельный расход топлива на крейсерском режиме полета составляет 0,6 кг/кгс-ч.

Движущая сила в кризисное время

Разработка перспективного двигателя четвертого поколения потребовала от пермского КБ внедрения самых передовых на тот момент конструкторских решений и технологий: новых методов проектирования и доводки, значительной реконструкции испытательной базы, внедрения новейших производственных технологий. КБ «Авиадвигатель» стало пионером в использовании узлов ПС-90А из полимерных композиционных материалов, в использовании новейших жаропрочных материалов, точного литья крупногабаритных деталей, в изготовлении деталей из гранул, деталей с заданной ориентацией кристаллической решетки и многого другого.

Фото Kirill Borisenko / wikimedia.org

Появившийся в переломный для нашей страны период ПС-90А на себе ощутил все трудности того времени: финансовые, организационные, политические. Сегодня ПС-90А – хороший, надежный двигатель. За годы эксплуатации самолеты Ил-96-300, Ту-204, Ту-214, оснащенные ПС-90А, зарекомендовали себя на международных и внутренних авиалиниях как безопасные и комфортабельные лайнеры. Двигатели ПС-90А без малого четверть века устанавливают на самолетах Специального летного отряда, перевозящих первых лиц России. За создание пассажирского авиалайнера Ил­-96-­300 с ПС-­90А управляющий директор, генеральный конструктор пермского предприятия «ОДК-Авиадвигатель» Объединенной двигателестроительной корпорации Александр Александрович Иноземцев в числе коллектива соавторов удостоен Государственной премии Российской Федерации.

Заложенный П.А. Соловьевым фундамент позволил пермскому конструкторскому бюро устоять в десятилетие кризиса, сохранить кадры и двигаться дальше. Новые проекты на базе двигателя ПС-90А: ПС-90А-76 для новых грузовых Ил-76ТД-90 и ремоторизации существующего парка Ил-76, ПС-90А2 и ПС-90А3 для Ту-204СМ, ПС-90А1 для Ил-96-400 и его модификаций, промышленные газотурбинные установки для предприятий ТЭК России – воплощают в жизнь преемники и ученики П. А. Соловьева.

Начатое в кризисные 90-е годы новое направление бизнеса пермского КБ – промышленное двигателестроение – успешно развивается. Сегодня серийно произведено более 1100 газотурбинных установок суммарной мощностью свыше 14 тысяч МВт. Наработка оборудования, созданного в Перми, превысила показатель 34 миллиона часов.

Авиационный двигатель ПС-90А стал крайней, как говорят в авиации, разработкой Павла Александровича Соловьева, выдающегося конструктора, основоположника двухконтурного газотурбостроения в нашей стране. Первый российский авиадвигатель четвертого поколения, сертифицированный по международным стандартам, воплотил в себе принцип соловьевской школы: «Высокая эффективность при минимальных затратах как высшее проявление подлинного профессионализма».

ПС-90а – моторы, на которых летает борт №1

Авиадвигатель ПС-90А – настоящий «трудяга», серийно выпускаемый мотор с огромным суммарным налетом. При этом на сегодня в России нет никаких проблем с производством модели и нескольких ее модификаций. Эти двигатели устанавливаются на самолеты Ту-204, Ил-96 (в т. ч. транспортный вариант), Ил-76, Ту-214 и другие. Надежность ПС подтверждает факт его использования на президентском борту №1. Интересна расшифровка аббревиатуры, которая носит двоякий характер. Изначально в названии двигателя использовались первые буквы имени и фамилии конструктора Павла Соловьева (ОКБ названо в его честь). Почему-то сегодня «ПС» иногда расшифровывают так – «перспективный серийный». Как создавался двигатель и что о нем можно сказать сегодня?

Имя конструктора Павла Соловьева носит один из военных самолетов. Фото: YouTube.com

Немного истории

Ближе к концу 70-х согласно вышедшему Постановлению Совмина СССР советские конструкторские бюро стали разрабатывать новый среднемагистральный авиалайнер. Тогда уже были в эксплуатации будущий флагман авиации Ту-154 и хорошо себя зарекомендовавший Ту-134. Предполагалось, что на смену первого и придет разрабатываемый Ту-204. Существовало множество проектов, даже рассматривалась идея винтовентиляторного мотора. Но в итоге решено было остановиться на предложении конструкторского бюро им. П. А. Соловьева. Стоит отметить: мотор изначально был предназначен для конкретного летательного аппарата – Ту-204. На первых этапах планировалось установить 3 двигателя: причем велись споры об их компоновке. Был вариант размещения двух силовых установок под крыльями и одной – у хвостового оперения, как, например, у DC-10-30.

Непривычная для советского и российского авиапрома компоновка двигателей на Biman DC-10-30. Фото: YouTube.com

В конечном итоге остановились на двухдвигательной версии. К такому решению «приложил свою руку» новый министр Силаев, считающий, что советский самолет должен соответствовать уже летающими за рубежом представителям сегмента средне- и дальнемагистральных лайнерам типа «Боинг-767» и «Аэрбас-300». Разрабатываемый двигатель тогда имел название Д-90А.

Параллельно с ОКБ Соловьева бюро под руководством Н. Д. Кузнецова тоже вело разработку своего мотора – НК-56, имевшего тягу в 18 тыс. кгс. Его планировалось устанавливать как раз на тяжелые пассажирские и транспортные лайнеры. Но по ряду причин (многие уверены: здесь не обошлось без «подковерных» интриг) в 1983 году проект закрыли.

Предпочтение отдали Д-90А, хотя он обладал меньшей (16 тыс. кгс) тягой. Плюс, потребовалась переделка самолета, который пришлось укоротить. В итоге лайнер получил в названии дополнительный индекс – Ил-96-300, а мотор стал называться Д-90АН. Самолет Ту-204 с этим двигателем впервые взлетел в 1988-м. Годом раньше название мотора переделали в ПС-90А. Его производство поручили предприятию «Пермский моторный завод», где двигатель выпускается серийно с 1989 года. Сертификация была произведена в 1992-м, такую же процедуру прошел Ту-204. Мотор в то время соответствовал всем стандартам ICAO по вредным выбросам и шуму.

Ту-204-100В ждет пассажиров. Фото: YouTube.com

Первичная эксплуатация ПС-90А пришлась на непростые для страны 90-е. Например, вплоть до 2001 года не произвели ни одной силовой установки. Но деятельность по его модернизации не прекращалась. Итогом стало появление множества вариантов мотора. Какие-то из них пошли в серию, другие остались на бумаге.

ПС-90А в разрезе. Фото: YouTube.com

Модификации

Базовый вариант обладает тягой 16 тыс. кгс, расход горючего составляет 0,595 кГ/кгс*ч. Данный агрегат используется на самолетах Ту-204, Ту-214, Ил-96-300 и Ил-96-300ПУ (президентский). Иные версии:

• ✅ ПС-90А1 официально принят в эксплуатацию в 2007 году, соответствует всем стандартам ИКАО, обладает повышенной тягой до 17400 кгс, устанавливается на «транспортник» Ил-96-400Т
• ✅ более экономичный (разница 18-19 %) и менее шумный ПС-90А-76 заменил использовавшийся ранее Д-30КП на лайнере Ил-76
• ✅ ПС-90АЕ, ПС-90АЕ1 и ПС-90АЕ-76, сертифицированные в 2011 году, отличаются более широким эксплуатационным температурным диапазоном (до -30 С°)

О следующей версии ПС, в разработке которой принимали участие несколько стран, стоит рассказать отдельно.

ПС-90А2

Изначально создавался совместно с Pratt & Whitney (США), часть компонентов поставляли предприятия Швейцарии, Швеции, ФРГ и Франции. В итоге удалось увеличить КПД турбины на 3%, расход горючего соответственно снизился, а срок службы лопаток вырос до 10 тыс. часов. Система управления силовой установкой получила новую современную элементную базу. Газы перед турбиной разогреваются до 1546 С°, а тяга увеличилась до 18 тыс. кгс.

ПС-90А2 соответствует жестким стандартам не только по уровню шума и выбросам. Мотор удовлетворяет требованиям ETOPS 180, разработанными для двухдвигательных лайнеров. Это значит, что при поломке одного из агрегатов самолет продержится в воздухе не менее 3-х ч. Трудоемкость ТО мотора снизилась в 2 раза, а значит и затраты на обслуживание стали меньше на 38 %. Новый агрегат поставили на ТУ-204СМ. Договорились с Ираном на поставки самолета. Но увы! Участие американцев в создании авиамотора затруднило выполнение контракта. Они посчитали, что ПС-90А2 имеет двойное назначение и наложили (через международные организации) запрет на экспорт лайнеров в Сирию и Иран.

Взаимодействие с Pratt & Whitney прекратилось в 2011-м, права на технологии, а также контрольный пакет акций были переданы и проданы российской Объединенной двигателестроительной корпорации.

Положение создалось крайне неприятное и выход был найден оригинальный – в РФ приступили к созданию ПС-90А3. По основным характеристикам этот двигатель идентичен предшественнику, но отличается от него установкой вентилятора от ПС-90А. Узел нужен для локализации разрушений при поломке верхней части турбинной лопатки. Это дало возможность сертифицировать ПС-90А3 по нормам годности РФ (НЛГС-3), а не жестким требованиям международных правил АП-33. Т. е. ПС-90А3 может устанавливаться вместо ПС-90А2, если эксплуатанты посчитают замену нужной. Понятно, что поставили модифицированные моторы и самолеты пошли на экспорт.

На Ил-76 возможна установка двигателя ПС-90А3у-76 для замены ПС-90А-76. Фото: YouTube.com

ПС-90А на президентском борту

В «горбачевские», а потом и «ельцинские» времена в период расцвета дружбы между СССР (РФ) и США многим чиновникам приходило в голову мысль купить для президента «Боинг». Но все же решение принято не было. Широкофюзеляжный Ил-96-300 оказался достаточно удачным лайнером. К тому же Boeing стоил немалых денег, а экономические трудности 90-х общеизвестны. Борт №1 имеет взлетную массу 250 т, максимальная скорость превышает 900 км/ч, а дальность полета для серийных образцов составляет 9 тыс. км. Какая она у президентского лайнера, доподлинно неизвестно.

Борт №1 выруливает на взлетную полосу. Фото: YouTube.com

Все компоненты самолета произведены в России, включая двигатель ПС-90А. Да, по экономичности он уступает продукции «Роллс-Ройс» или Pratt & Whitney, но по надежности – вряд ли. Моторы для «Борта №1» собирали особо тщательно. Известно, что вариант для президентского лайнера стоит в разы дороже обычного ПС-90А.

Что дальше?

В перспективе готовится замена «старого доброго» ПС-90А и его модификаций. Произойдет это не скоро, однако на подходе новая разработка – ПД-35. Его тяга – 35 тыс. кг, обслуживание стоит на порядок меньше самой дешевой версии ПС-90А, а расход топлива ниже на 12-15 %. Если ПД-35 оснастить Ил-96-400М, получится серьезный конкурент «Боингам» и «Аэрбасам». А пока на большинстве пассажирских и транспортных самолетов трудится «классический» ПС.

ТРДД ПС-90А | armcom.net

Поиск по номеру

• Новости и
  Пресс-релизы
• Защита
  Продукты и
  Услуги
• компаний
  &
  Организации
• Защита
  Секторы продуктов и услуг
• Выставки и
  Конференции
• стран

Карта мировой оборонной промышленности

• Видео

напр. технология

ПОИСК

Добавить объявление

Предыдущий
ПрофильСледующий
Профиль

ТРДД ПС-90А

• Общие
  Информация
• Новости
  и пресс-релизы
• Защита
  Секторы продуктов и услуг
• компаний
  и организации
• Фото
• Видео

Описание

ТРДД ПС-90 выполнен по двухвальной схеме со смешением выхлопных газов из обоих каналов. Он имеет реверс внутри байпасного канала. Двигатель состоит из 11 модулей. Одноступенчатый вентилятор имеет титановые лопасти. Компрессор низкого давления имеет две ступени, а компрессор высокого давления – 13 ступеней. Двигатель имеет канюльную камеру сгорания.

Охлаждаемая турбина высокого давления имеет две ступени, а турбина низкого давления — четыре ступени. Двигатель имеет двухканальную цифровую систему управления. Усовершенствованная система управления и контроля обеспечивает своевременное выявление неисправностей двигателя и техническое обслуживание по техническому состоянию. Унифицированный двигатель ПС-90А предназначен для установки на самолеты Ту-204, Ту-214, Ту-330, Ил-76МФ, Ил-76Т/ТД, Ил-96-300. В 1992 году двигатель получил сертификаты Межгосударственного авиационного комитета и ИКАО по шуму и эмиссии. Введение более жестких требований ИКАО не создаст проблем для ПС-90A, так как потребуется лишь незначительная модернизация штатного двигателя и системы шумопоглощения воздухозаборника.

Варианты

Производная ПС-90А-76 имеет увеличенный срок службы и улучшенные акустико-эмиссионные характеристики. Он предназначен для установки на самолет Ил-76МФ, а также может устанавливаться на самолеты Ил-76Т/ТД и Ил-86. Производная PS-90A2 отличается повышенной надежностью, улучшенной эффективностью и упрощенным обслуживанием.

Технический
Спецификация данных

• Турбореактивные / турбовентиляторные двигатели для самолетов

Продукция и услуги оборонного назначения:  ТРДД ПС-90А

Предприятия и организации: 

Акционерное общество «Рособоронэкспорт»

Продукция и услуги оборонного назначения Отрасли:  Турбореактивные / турбовентиляторные двигатели, самолеты

Страна: Российская Федерация

Описание: ТРДД ПС-90А

Источник
Информация: Рособоронэкспорт Акционерное общество

ТРДД ПС-90А

11. 10.2016 / 13:30

P&W и Россия совместно финансируют программу модернизации двигателя ПС-90 | Новости

ВЛАДИМИР КАРНОЗОВ / МОСКВА

Конструкторское бюро «Авиадвигатель» и производитель ПМЗ (Пермский моторный завод) приступили к капитальной модернизации своего ТРДД ПС-90 после получения финансирования от Росавиакосмоса и Pratt & Whitney.

В исходной версии ПС-90А двигатель с тягой 35 000 фунтов (156 кН), отслуживший 10 лет, используется в четырехмоторных грузовых самолетах Ил-76МФ/ТФ, четырехмоторных Ил-96-300/400 и двухреактивных пассажирских самолетах Туполев Ту-204-100/214.

Росавиакосмос предоставит финансирование в размере 520 миллионов рублей (16,8 миллиона долларов США) до 2004 года в рамках программы развития гражданской авиации России на 2001-2015 годы. P&W, материнская компания United Technologies которой владеет 25% акций ПМЗ, выделит на программу 450 млн рублей. «Мы взяли на себя долгосрочное обязательство в начале 1990-х годов для участия в российском рынке двигателей, — говорит P&W. — Мы были привержены пермскому комплексу, который включал в себя долгосрочную цель модернизации ПС-90». ozemtsev

А2 будет стоить на 20% дороже предыдущего двигателя, но КБ прогнозирует снижение стоимости жизненного цикла на 40% за счет внедрения усовершенствованных компонентов, в том числе некоторых нероссийских, что увеличит межремонтный период.

Спрос авиакомпаний на новый двигатель оценивается более чем в 300 единиц, половина из которых будет модернизацией предыдущей модели. По словам Иноземцева, из 200 ПС-90А, произведенных до 1997 года, 160 остаются «доступными для коммерческих эксплуатантов, и только 60 установлены на годных к полетам самолетах».

ПМЗ в прошлом году увеличил выпуск на 30-40%, в этом году планирует увеличить производство на 100%. По словам заместителя генерального директора Михаила Дическуля, в 2002 году производитель намерен построить 10-17 ПС-90 для авиационно-космического рынка и 50-60 электротурбин на базе той же активной зоны. Около пяти А2 будут собраны для наземных и летных испытаний.

Заказаны новые двигатели для модернизированных Ил-76ТД Атлант-Союз и Волга-Днепр Ильюшин и президентского Ил-96-300. Новые Ил-96-400 и Ту-214, заказанные лизингодателям ФЛК и Ильюшин Финанс, в основном будут иметь капитально отремонтированные двигатели модели А.

Хотя имеется 100-250 самолетов Ил-76, подходящих для программы модернизации ПС-90, заказов было размещено немного. Дическул надеется, что новые двигатели будут заказаны для трех самолетов Ил-76МФ для ВВС России и трех самолетов дальнего радиолокационного обнаружения Бериев А-50 (на базе Ил-76) для ВВС Индии.

Украинский Антонов договорился с конструкторским бюро ЗМКБ «Прогресс» и заводом «Мотор-Сич» о приведении Ан-124-100 «Руслан» и Ан-225 «Мрыя» в соответствие с требованиями главы 4 Международной организации гражданской авиации. Исследование показало, что потребуется переработка вентилятора двигателя Д-18Т гигантских грузовых кораблей, а также модернизация гондолы с установкой дополнительного шумопоглощающего материала.