Двигателисты ждут авиастроителей | Авиатранспортное обозрение
B своем недавнем интервью газете «Ведомости» замминистра промышленности и торговли РФ Олег Бочаров заявил, что как только перспективный российский самолет МС-21-300 начнет поставляться в авиакомпании, ведомство приступит к выбору партнера для проекта МС-21-400. Речь идет об удлиненной версии МС-21 с максимальной вместимостью более 212 пасс. Воздушное судно рассчитано под нишу middle-of-the-market — это промежуточный рынок между БСМС и ШФДМС. Сегодня перспективные самолеты для этого рынка разрабатывают Boeing (проект самолета NMA — new midsize airplane; на замену Boeing 757) и Airbus (проект A321XLR).
Однако если у главных зарубежных самолетостроителей уже есть обозначенные сроки по вводу в эксплуатацию этих ВС — 2023 г. для A321XLR и 2025 г. для NMA, — то проект МС-21-400, видимо, пока находится на бумаге. По крайней мере, на сайте корпорации «Иркут», производителя МС-21, информация о более вместительной версии самолета все еще отсутствует.
Касаемо двигателей ситуация в первом приближении выглядит проще. Для МС-21-400 пермское АО «ОДК-Авиадвигатель» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию) предлагает форсированный вариант двигателя ПД-14 (разработан в пермском КБ и сертифицирован Росавиаций в октябре 2019 г.) — ПД-14M с тягой 15,6 тс. Пермским конструкторам есть что предложить и для укороченной версии самолета — МС-21-200 с взлетным весом 72,56 т. Эту машину они готовы оснастить двигателями ПД-14А (12,5 тс). Но о реализации проекта МС-21-200 мало что слышно.
Важно, что на базе единого газогенератора ПД-14 может быть создано целое семейство моторов тягой от 7,9 до 18,0 т, адаптированных под определенные требования заказчиков. Благодаря унифицированным технологиям можно более дешево и менее технически рискованно создавать двигатели различной мощности для перспективных ближне- и среднемагистральных самолетов, вертолетов и промышленных ГТУ.
На SSJ 100 сегодня устанавливается российско-французский двигатель SaM-146 (создан в рамках СП PowerJet между «ОДК-Сатурн» и Safran). 9 августа на встрече с журналистами в Перми управляющий директор — генконструктор «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев, отвечая на вопрос корреспондента Show Observer, заметил, что французская сторона не будет повышать мощность этого мотора. Пермские разработчики, в свою очередь, рассчитывают, что российский ПД-10 (см. таблицу) обеспечит дальность полета SSJ 130NG до 5500 км, увеличение взлетной тяги на 35% и снижение удельного расхода топлива сразу на 14% (в сравнении с SaM-146).
Более того, дефорсированный двигатель ПД-8 (7,9 тс) российские двигателисты готовы предложить для так называемого проекта Superjet New (самолет SSJ 100 с максимальной долей агрегатов и компонентов российского производства).
По словам того же Бочарова, французские партнеры завышают цены, чтобы вернуть вложенные в этот проект инвестиции. Однако, как рассказали Show Observer источники в отрасли, ПД-8 сейчас находится на стадии эскизного проекта, т. е. мотор еще нужно будет создать, испытать и сертифицировать, что займет немало времени. Между тем сам проект SSJ 100 сегодня испытывает проблемы: в частности, из 132 ВС, переданных российским и зарубежным операторам, активно эксплуатируется только около 70%.
Самым мощным двигателем в линейке ПД может стать ПД-18Р (Р — редукторный) с тягой 18 т, который ранее предлагался для перспективного дальнемагистрального самолета МС-21-400LR с дальностью полета до 12000 км. Сообщалось о разработке на базе газогенератора ПД-14 турбовального двигателя ПД-12В с тягой 11,5 тс для тяжелых вертолетов, в том числе для замены украинских Д-136 на Ми-26.
ПД-12В может быть предложен и для российско-китайского тяжелого вертолета Advanced Heavy Lifter (AHL) — за развитие проекта этого ВС отвечают холдинг «Вертолеты России» и китайская компания Avicopter (подразделение авиастроительной корпорации AVIC).
Пока же AVIC выбрала для AHL китайский двигатель WZ-20 мощностью 8000 л. с.
Параметры | ПД-10 | SaM-146 |
Диаметр вентилятора, мм | 1677 | 1224 |
Взлетная тяга, кгс | 10900 | 8060 |
Степень двухконтурности | 7,5 | 4,4 |
Удельный расход топлива, кг/кгс*ч (H = 11 км, M = 0,8) | 0,55 | 0,64 |
Источник: «ОДК-Авиадвигатель».
Двигатель ПД-35: большая тяга к небу
Приблизительная 3D-визуализация двигателя ПД-35
Разработка и сертификация Объединенной двигателестроительной корпорацией двигателя ПД-14 для самолета МС-21 стала основой для начала работ над более амбициозной программой – «Создание семейства двигателей большой тяги на базе газогенератора двигателя ПД-35».
Новое семейство двигателей поднимет в небо перспективные широкофюзеляжные дальнемагистральные пассажирские самолеты (ШФМДС) и тяжелые транспортные самолеты. Диапазон тяги современных двигателей большой тяги составляет от 20 до 50 тс.
Двигатели большой тяги в настоящее время являются наиболее высокопараметричными и технологически сложными из всех типов тепловых двигателей – вследствие чрезвычайно высоких требований, предъявляемых к надежности, топливной эффективности, долговечности, экологическим и экономическим характеристикам. Поэтому первоначальным этапом в программе двигателей большой тяги является этап научно-исследовательских работ (НИР) по разработке комплекса критических технологий, которые в России пока отсутствуют. Этап НИР реализуется в проекте «Двигатель ПД-35», готовность разработанных технологий предстоит подтвердить на газогенераторе-демонстраторе и двигателе-демонстраторе технологий (ДДТ), который получил условное обозначение ПД-35, где число «35» обозначает класс тяги в тонна-силах.
Государственный контракт на НИР был заключен в декабре 2016 года. В ходе выполнения НИР определен конструктивный облик ДДТ, проведен комплекс расчетно-экспериментальных работ, подтвердивший достижимость заданных параметров и реализуемость проекта в целом, ведется разработка критических технологий, перечень которых сформирован совместно с ведущим отраслевым институтом ЦИАМ. В 2021 году работы по технологиям подошли к значимому рубежу: изготовлены первые узлы «сердца» демонстрационного двигателя – газогенератора. Осенью планируется приступить к их испытаниям.
После завершения разработки критических технологий и их успешной демонстрации при испытаниях ДДТ следующими этапами программы создания двигателей большой тяги станут проекты по разработке «деловых» двигателей в требуемых классах тяги для применения на востребованных рынком пассажирских и транспортных широкофюзеляжных самолетах.
Ожидается, что «деловые» двигатели большой тяги, созданные на базе газогенератора и технологий, разработанных в «Проекте ПД-35», смогут найти применение на перспективном российско-китайском широкофюзеляжном дальнемагистральном самолете CR929, возможными объектами применения являются перспективные военно-транспортные самолеты.
Рассматривается также применение двигателей большой тяги на двухдвигательной модификации российского широкофюзеляжного лайнера Ил‑96-400М. Напомним, что в настоящее время на Ил-96-400М устанавливаются четыре двигателя ПС‑90А1. Однако четырехдвигательные ШФДМС объективно проигрывают своим двухдвигательным конкурентам по технико-экономическим характеристикам. Замена четырех двигателей ПС‑90А1 на два двигателя большой тяги из семейства ПД-35 сможет повысить конкурентоспособность модернизированного самолета Ил‑96 и придать новый импульс развитию отечественного авиапрома.
Сборка планера нового пассажирского самолета Ил-96-400М. Фото: ОАК
По словам Александра Иноземцева, генерального конструктора АО «ОДК-Авиадвигатель», в свое время при разработке двигателя ПД-14 ставка была сделана на наиболее массовую и востребованную нишу – двигатели с тягой от 10 до 15 тс для узкофюзеляжных ближне-среднемагистральных самолетов.
Головным исполнителем работ по проекту двигателя-демонстратора технологий ПД-35 является АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь), при этом задействована широкая кооперация из предприятий ОДК, других отечественных компаний при научном сопровождении ведущих отраслевых научных организаций. Разработкой материалов нового поколения, в рамках контракта с «ОДК-Авиадвигатель», занимается Всероссийский институт авиационных материалов (ВИАМ). Для двигателя ПД-14 специалистами ВИАМ уже создано 20 новых сплавов. Но для разработки конкурентоспособных двигателей большой тяги, имеющих сверхвысокие параметры и большие габариты, требуется создание материалов нового поколения: жаропрочных сплавов и композиционных керамических материалов, имеющих лучшие характеристики при более высоких температурах, перспективных сплавов для подшипников, облегченных полимерных композиционных материалов (ПКМ) для крупногабаритных деталей и узлов, в первую очередь вентилятора и мотогондолы.
Раскройка армированного полотна на режущем плоттере. Фото: «ОДК-Сатурн»
Одни из важнейших критических технологий ПД-35 – создание рабочих лопаток и корпусов вентилятора из ПКМ. Размеры ПД-35 таковы, что вентилятор с пустотелыми лопатками из титанового сплава, аналогичными используемым в двигателе ПД-14, оказывается слишком тяжелым, использование ПКМ снижает массу комплекта лопаток вентилятора на 20-30%. В прошлом году ОДК представила такую рабочую лопатку вентилятора и провела успешные испытания ее модели на двигателе ПД‑14, наглядно продемонстрировав, что созданный двигатель ПД-14 стал отличной платформой для отработки передовых технических решений для двигателей следующего поколения. По словам Александра Иноземцева, создание двигателей большой тяги потребует разработки порядка 18 новых критических технологий в дополнение к технологиям, разработанным для двигателя ПД-14.
Специалистами признано, что современный двигатель разрабатывается в два раза дольше, чем самолет.
Требуется значительный по времени этап НИР перед началом опытно-конструкторских работ по созданию серийного двигателя. Ожидается, что результаты НИР по разработке технологий двигателей большой тяги будут продемонстрированы на первом образце двигателя-демонстратора технологий ПД-35 в 2023 году, при этом «деловой» двигатель может появиться в 2029 году.
Ростех собрал «сердце» гигантского авиадвигателя ПД-35
Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха завершила сборку газогенератора двигателя сверхбольшой тяги ПД-35 для широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских авиалайнеров. Опытный образец производства «ОДК-Авиадвигатель» уже установлен на испытательном стенде, и первые результаты свидетельствуют о надежной работе различных агрегатов и систем.
ПД-35 — самый большой в новейшей линейке российских авиадвигателей. Например, диаметр его вентилятора составляет более 3 метров. Новый газогенератор станет основой для создания двигателей с диапазоном тяги от 24 до 38 тонн.
Газогенератор, который называют «сердцем» авиационного двигателя, состоит из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины высокого давления — той части, которая приводит в движение силовую установку.
Проект ПД-35 реализуется Объединенной двигателестроительной корпорацией Ростех с 2017 года. Ранее газотурбинные двигатели класса тяги 35 т в России не производились. Разработка двигательной установки основана на научно-техническом прогрессе, достигнутом при разработке двигателя ПД-14. Также ведется работа по освоению 18 новых «критических» технологий: в настоящее время создаются новые материалы, покрытия, новые конструкторские решения и технологии.
В целях отработки конструктивно-технологических решений двигателей большой тяги, а также демонстрации новых технологий, готовых к внедрению в конструкции новых двигателей, ведутся работы по созданию демонстрационного газогенератора и двигателя демонстрации технологии.
«В разработке двигателя ПД-35 для широкофюзеляжных самолетов пройден важный этап – сборка первого двигателя-демонстратора.
Эта работа ведется на протяжении последних полутора лет специалистами ряда гос. Предприятия Корпорации в тесной кооперации готовили основу для начала испытаний и изготовления различных узлов изделия.В настоящее время двигатель-демонстратор проходит испытания, его узлы показывают надежную работу и обеспечен малогазовый режим, — заявил первый заместитель генерального директора Госкорпорации Ростех Владимир Артяков.
Следующий этап испытаний пройдет в Центральном институте авиационного моторостроения им. Баранова им. П.И. Баранова, где уже строится специализированный испытательный стенд. Здесь будет проверена работа демонстрационного газогенератора с подачей на вход нагретого воздуха под давлением, имитируя условия работы газогенератора в составе двигателя.
«В настоящий момент газогенератор проходит испытания в стандартных атмосферных условиях по утвержденной программе. Испытания должны подтвердить принципиальную работоспособность конструкции газогенератора.
Кроме того, результаты испытаний позволят оценить параметры агрегатов, определенные техническим заданием», — рассказал управляющий директор-генеральный конструктор АО «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев.
Газогенераторные двигатели большой тяги ПД-35 предназначены для установки на широкофюзеляжные дальнемагистральные авиалайнеры.
Объединенная двигателестроительная корпорация (входит в Госкорпорацию Ростех) — интегрированная структура, специализирующаяся на разработке, серийном производстве и обслуживании двигателей для военной и гражданской авиации, космических программ и ВМФ, а также нефтегазовой и энергетической отраслей.
Государственная корпорация «Ростех» — одна из крупнейших промышленных компаний России. Объединяет более 800 научных и производственных организаций в 60 регионах страны. Ключевые направления деятельности — авиастроение, радиоэлектроника, медицинские технологии, инновационные материалы и др. В портфель корпорации входят такие известные бренды, как АвтоВАЗ, КАМАЗ, ОАК, «Вертолеты России», ОДК, Уралвагонзавод, Швабе, Калашников и др. Ростех — это принимает активное участие в реализации всех 12 национальных проектов. Компания является ключевым поставщиком технологий «Умный город», занимается цифровизацией государственного управления, промышленности и социальной сферы, разрабатывает планы развития беспроводных технологий 5G, промышленного интернета вещей, систем больших данных и блокчейна.
. Ростех сотрудничает с ведущими мировыми производителями, такими как Boeing, Airbus, Daimler, Pirelli и Renault. Продукция корпорации поставляется более чем в 100 стран мира. Почти треть выручки компании приходится на экспорт высокотехнологичной продукции.
Россия проводит испытания нового двигателя Sukhoi SSJ высотой до 39 000 футов
Вчера Ростех сообщил, что его дочернее предприятие Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) завершило первый этап сертификационных испытаний основного двигателя ПД-8. Двухконтурный ТРДД будет установлен на SSJ-New, самолете, который призван вывести серию Sukhoi Superjet на новый уровень.
Следующая эволюция
Домашняя рабочая лошадка SSJ100 оснащена двумя двигателями SaM146-1S18 с тягой 71,6 кН (16 100 фунтов) каждый. Российское НПО «Сатурн» объединилось с французской Safran для создания совместного предприятия PowerJet для создания этих двигателей. SSJ100 был представлен только в 2011 году. Однако спустя десятилетие Ростех уже испытывает еще один двигатель для этой серии.
Двигатель ПД-8 SSJ-New гордо позиционируется как самый молодой авиадвигатель Ростеха, специально разработанный для ближнемагистральных самолетов. Программа кросс-UEC, PD-8 разрабатывается вместе с широкофюзеляжным PD-35.
Активная зона включает камеру сгорания, компрессор высокого давления и турбину высокого давления, которая «приводит в движение двигательную установку». Фото: Ростех. Этот двигатель был разработан для готовящегося к выпуску узкофюзеляжного самолета «Иркут МС-21», который совершил свой первый полет с российским двигателем в декабре 2020 года9.0003
Ростех пояснил, что МС-21 будет поставляться с двумя вариантами двигателей — американским Pratt & Whitney PW1400G и отечественным ПД-14 «Авиадвигатель», чтобы привлечь внимание отечественной и международной аудитории. Несмотря на этот маршрут, команды Ростеха решили придерживаться российской сборки SSJ-New, несмотря на то, что он разрабатывался также для международного сегмента.
В целом, SSJ был довольно популярен в России, был заказан 301 и поставлен 147 человек.
За пределами страны наиболее значительный интерес проявляла Interjet, заказавшая 30 единиц и принявшая на себя 22, но мексиканская компания приостановила свою деятельность в 2020 году. Она даже намекнула на замену SSJ на Airbus A320neo, прежде чем прекратить свою деятельность.
В конце прошлого месяца Ростех разработал систему управления двигателем для SSJ-New. Фото: Ростех
Будьте в курсе: Подпишитесь на наши ежедневные и еженедельные дайджесты авиационных новостей.
Блестящие перспективы
Заглядывая вперед, Ростех стремится найти лучший баланс с программой SSJ. Испытания активной зоны ПД-8 имитировали работу в условиях высот до 12 км (39 300 футов). В следующие два года в проекте произойдут дополнительные прорывы.
Об этом сообщил первый заместитель генерального директора Ростеха Владимир Артяков:
«В ходе работ по новейшему российскому авиационному двигателю ПД-8 мы подошли к кульминационному этапу – сертификационным испытаниям основного двигателя.
