Меню

Авиадвигатель пд 14: Вся правда про наш новый авиадвигатель ПД-14 — ZAVODFOTO.RU

Category: Разное

Вся правда про наш новый авиадвигатель ПД-14 — ZAVODFOTO.RU

Теперь и я могу ответственно сказать, что новый двигатель ПД-14 есть! Сам видел-трогал. Между прочим, по масштабам и сложности технических, технологических, экономических, маркетинговых проблем создание двигателя ПД-14 стало самым грандиозным проектом нашей страны за последние 30 лет в области авиационного двигателестроения. Многие не верили, диванные эксперты смеялись, Запад капал на мозги: «Да зачем вам, берите у нас». И всем врагам назло у нас всё получилось. Итак, вперёд туда, где ещё не ступала нога блогера, сегодня мы в гостях у головного разработчика семейства двигателей пятого поколения для ближне-среднемагистральных самолетов типа «МС-21» и промышленных ГТУ — АО — «ОДК-Авиадвигатель.

2. Управляющий директор-генеральный конструктор АО «ОДК-Авиадвигатель», Иноземцев Александр Александрович

3. Между прочим, ПД-14 (Перспективный Двигатель тягой 14 тонн) — это целое семейство перспективных гражданских турбовентиляторных двигателей с тягой на взлёте от 9 до 18 тонн.

Над решением такой амбициозной задачи, как создание двигателя нового поколения, собрались и работали в рамках широкой кооперации, все ведущие двигателестроительные предприятия страны. Вот только неполный список — АО «ОДК-Пермские моторы», ПАО «ОДК-Сатурн», ПАО «ОДК-УМПО», ПК «Салют» АО «ОДК», АО «Металлист-Самара», АО «ОДК-СТАР», АО «ПЗ «Машиностроитель», ПАО «ВАСО», АО «ОНПП «Технология» им. А.Г. Ромашина» и др. Необходимо подчеркнуть, что в задачи проекта изначально входили не только разработка современного отечественного двигателя, конкурентоспособного на мировом рынке, но и техническое переоснащение опытного и серийного производств, внедрение высокопроизводительных технологических процессов, так называемых ключевых технологий. Всего в рамках проекта были освоены 16 ключевых технологий. Например, на Уфимском моторостроительном производственном объединении (ПАО «ОДК-УМПО») разработана и освоена технология изготовления пустотелой широкохордной рабочей лопатки вентилятора из титанового сплава. До этого опыт изготовления таких лопаток в нашей стране отсутствовал. Пермяки тоже не подкачали. Так внедрение на АО ОДК-Пермские моторы (АО «ОДК-ПМ») технологий нанесения керамических теплозащитных покрытий лопаток ТВД и элементов камеры сгорания, а также электроэрозийной обработки при перфорировании лопаток ТВД обеспечило высокие, соответствующие лучшим образцам современных двигателей параметры рабочего цикла ПД-14.

4.

5. И это мы даже не в бухгалтерии :). Наше знакомство с предприятием мы начали с конструкторских бюро. В любой правильной компании люди — это главный актив, а уж в конструкторских бюро тем более. А вот те самые люди, которые и отвечают за будущее нашего двигателестроения.

История предприятия неразрывно связана с историей пермского завода авиационных двигателей, в настоящее время АО «ОДК-Пермские моторы». Завод был построен в начале 1930-х годов. Первой продукцией завода был лицензионный мотор «Циклон» американской фирмы «Кертис-райт» (на наш лад М-25). В 1934 году технический директор и главный конструктор завода Аркадий Дмитриевич Швецов организовал в составе завода своё конструкторское бюро, которое 11 декабря 1939 года постановлением правительства выделено в самостоятельное предприятие: «ОКБ-19», позднее «Моторостроительное конструкторское бюро», а в настоящее время — АО «ОДК-Авиадвигатель».

6.

Авиадвигатель ПД-14. Инновационная система управления

по материалам politexpert.net

24 апреля 2019, 03:24

В производстве российских авиадвигателей ПД-14 была использована инновационная система управления. Главный упор в работе  двигателя, которым будет оснащаться самолет МС-21, был сделан на автоматизации работы всех основных систем. 

Вся ответственность системы управления лежит на электронном блоке, который автоматически выбирает наиболее эффективные режимы работы. Данный проект был успешно реализован в разработке истребителя пятого поколения Су-57. Однако не во всех системах военные, в отличие от гражданских авиапроизводителей, готовы полагаться на автоматизированный процесс.

 

К примеру, во многих самолетах действует топливно-регулирующая автоматика, построенная на основе гидромеханических систем управления.

 

Другими словами, все процессы работы протекают по физическим принципам, законам теплофизики и механики. В производстве ПД-14 инженеры решили пойти дальше. Для этого перед специалистами была поставлена цель в виде автоматизации электронной части систем по принципу выгодного распределения. Все вычислительные системы, обработчики сигналов и прочие программы для управления соединяются с датчиками, что позволяет автоматике самой вычислять процессы работы.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.

Таким образом, создается общая распределительная сеть, которая в нужный момент сама решает, каким образом должна быть построена работа двигателя для достижения эффективности всех механизмов. Это инновационный подход, который даст положительные результаты.

 

Двигатель ПД-14

Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3.

 

Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике российского двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). 

 

 

Двигатель ПД-14 разработан специально для лайнера МС-21−300, предназначенного для перевозок на средние расстояния. Изготовление силовой установки предполагает использование комплектующих только отечественного производства. Материалы – самые современные, в том числе и композитные, произведенные по новейшим технологиям. Двигатель является первой российской турбовениляторной установкой, которая была создана именно для самолетов гражданской авиации.

Перспективный российский двигатель ПД-14 без гондолы. 

ПД-14 – это не просто современный двигатель пятого поколения. На базе его газогенератора будет создан ПД-8 взамен SaM146, ПД-12 – для вертолётов, ПД-35 – для транспортного и пассажирского авиалайнеров. А сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже седьмой экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров.

 

Однако силовая установка до сих пор находится в разработке, а серийные перспективные двигатели мы увидим не раньше 2023-го года. 

 

Источник

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

Началось серийное производство авиационных двигателей ПД-14

Роман Барский

02 апреля 2020, 04:35

ПД-14 – первый полностью российский турбовентиляторный двигатель (с 1980-х годов) для гражданской авиации, разработанный с учетом международных норм и требований.

В чем инновационность проекта, получившего шифр ПД-14? При разработке двигателя удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя — увеличения степени двухконтурности в два раза, температуры газа перед турбиной — на 100 позиций по шкале Кельвина, суммарной степени сжатия в компрессоре — на 20%.

Создание первого за 35 лет российского газотурбинного двигателя ПД-14 для гражданской авиации было бы невозможно без использования в его конструкции материалов и технологий нового поколения.

Итак, в России началось серийное производство перспективных авиационных двигателей ПД-14 для среднемагистрального пассажирского самолета МС-21. Производством развернуто на предприятии «ОДК — Пермские моторы». Первые серийные двигатели ПД-14 были переданы на Иркутский авиазавод, где собираются МС-21, в конце января этого года.

МС-21-300 — ближне- и среднемагистральный пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 150 до 211 пассажиров. Сертификация самолета должна завершиться в этом году, а серийное производство запланировано на 2021 год.

Испытания самолета с установленными российскими двигателями планируются в этом году. Российским заказчикам МС-21 будет поставляться с двигателями ПД-14, а на экспорт производитель предложит версию самолета с американскими силовыми установками PW1400G.

 

Двигатель создавался с применением новейших технологий и материалов, обеспечивающих современные эксплуатационные характеристики и высокий уровень экологичности. Новый двухконтурный двухвальный двигатель может развивать тягу до 14 тонн во взлетном режиме.

Высокопрочные конструкционные стали и деформируемые никелевые и титановые сплавы нового поколения использовались при изготовлении валов, дисков и корпусов.

Заявлены следющие основных характеристик ПД-14: степень двухконтурности 8,5, температура газа перед турбиной — до 1950К, степень сжатия в горячей части компрессора 17, удельный расход топлива 0,53 кг/кгс*ч; экологические параметры лучше действующих норм ИКАО. Применение современных материалов и технологии стало важным преимуществом нового двигателя.

Отдельно необходимо отметить разработку технологии литья охлаждаемых лопаток ТВД с монокристаллической структурой из нового жаропрочного сплава, легированного рением, рутением. А использование композиционных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили массу двигателя.

Впервые было организовано аддитивное производство завихрителей фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 из жаростойкого никелевого сплава марки ЭП648ПС.

В основу примененных новых сотовых уплотнений положена сотовая структура, которая позволяет минимизировать переток рабочего тела в радиальных зазорах, увеличить относительный КПД,  до 5% сократив расход топлива и снизив абразивный износ проточной части машины.

 


 

 

Впервые в российской инженерной и технологической практике АО «ОДК-Авиадвигатель» совместно с ФГУП «ВИАМ» сконструирована мотогондола двигателя ПД-14 из ~ 60 % по массе полимерных композиционных материалов (ПКМ), обеспечивающая высокую весовую эффективность по сравнению с металлическими аналогами при сохранении требуемых упруго­прочностных свойств, в том числе высоких ударной вязкости и стойкости к климатическим факторам, и обеспечивающая требования по шуму как внутри салона, так и на местности.

Новейший российский турбовентиляторный двигатель ПД-14 — силовая установка авиалайнера МС-21. Испытательный стенд.

ФГУП «ВИАМ» организовано аддитивное производство завихрителей фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 из жаростойкого никелевого сплава марки ЭП648ПС. В настоящее время поставлено более 700 деталей для серийных двигателей. При этом разработан полный комплект нормативной документации по всем стадиям производственного цикла: получение металлопорошковой композиции, синтез деталей, газостатическая и термическая обработка.

 

Важнейшей составляющей этого проекта являются технологии создания широкохордной лопатки вентилятора из ПКМ, легких лопаток из интерметаллидных титановых сплавов, лопаток турбины высокого давления с монокристаллической структурой.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.

 

Методом аддитивных технологий из металлопорошковой композиции изготовлена «боевая» деталь двигателя ПД-14 — завихритель фронтового устройства камеры сгорания. При этом технологический цикл составил всего шесть дней при стопроцентном выходе годного, тогда как традиционный технологический цикл — литье по выплавляемым моделям — составляет 60 дней при выходе годного не более 40%.

 


 

 

В конструкции двигателя ПД-14, в частности, внедрены супержаропрочные монокристаллические сплавы для рабочих и сопловых лопаток с высокоресурсными жаростойкими и комплексными теплозащитными покрытиями. Высокопрочные конструкционные стали и деформируемые никелевые и титановые сплавы нового поколения использовались при изготовлении валов, дисков и корпусов.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике российского двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет).  

ПД-14 — это не просто современный двигатель пятого поколения. На базе его газогенератора будет создан ПД-8 взамен SaM146, ПД-12 — для вертолетов, ПД-35 — для транспортного и пассажирского авиалайнеров. 

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

Подписаться

«Началось серийное производство авиационных двигателей ПД-14»

 © naukatehnika.com

В России началось серийное производство перспективных авиационных двигателей ПД-14 для среднемагистрального пассажирского самолета МС-21. Производство развернуто на предприятии «ОДК — Пермские моторы». Первые серийные двигатели ПД-14 были переданы на Иркутский авиазавод, где собираются МС-21, в конце января этого года. ПД-14 — первый полностью российский турбовентиляторный двигатель (с 1980-х годов) для гражданской авиации, разработанный с учетом международных норм и требований.

При разработке двигателя удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя — увеличения степени двухконтурности в два раза, температуры газа перед турбиной — на 100 позиций по шкале Кельвина, суммарной степени сжатия в компрессоре — на 20%.

 © naukatehnika.com

Испытания самолета с установленными российскими двигателями планируются в этом году. Российским заказчикам МС-21 будет поставляться с двигателями ПД-14, а на экспорт производитель предложит версию самолета с американскими силовыми установками PW1400G. Двигатель создавался с применением новейших технологий и материалов, обеспечивающих современные эксплуатационные характеристики и высокий уровень экологичности. Новый двухконтурный двухвальный двигатель может развивать тягу до 14 тонн во взлетном режиме.

 © naukatehnika.com

Заявлены следющие основных характеристик ПД-14: степень двухконтурности 8,5; температура газа перед турбиной — до 1950К; степень сжатия в горячей части компрессора 17; удельный расход топлива 0,53 кг/кгс*ч; экологические параметры лучше действующих норм ИКАО.

Применение современных материалов и технологии стало важным преимуществом нового двигателя. Отдельно необходимо отметить разработку технологии литья охлаждаемых лопаток ТВД с монокристаллической структурой из нового жаропрочного сплава, легированного рением, рутением. А использование композиционных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили массу двигателя.

 © naukatehnika.com

В основу примененных новых сотовых уплотнений положена сотовая структура, которая позволяет минимизировать переток рабочего тела в радиальных зазорах, увеличить относительный КПД, до 5% сократив расход топлива и снизив абразивный износ проточной части машины. Впервые в российской инженерной и технологической практике АО «ОДК-Авиадвигатель» совместно с ФГУП «ВИАМ» сконструирована мотогондола двигателя ПД-14 из ~ 60% по массе полимерных композиционных материалов (ПКМ), обеспечивающая высокую весовую эффективность по сравнению с металлическими аналогами при сохранении требуемых упруго­прочностных свойств, в том числе высоких ударной вязкости и стойкости к климатическим факторам, и обеспечивающая требования по шуму как внутри салона, так и на местности.

 © naukatehnika.com

«ПД-14: пять фактов о новом российском двигателе»

 © rostec.ru

На прошлой неделе на иркутский авиазавод были доставлены первые турбореактивные двигатели ПД-14 производства ОДК. Они будут впервые установлены на новейший российский лайнер МС-21. Ожидается, что самолет с двигателями ПД-14 поднимется в небо уже в этом году.

Испытания МС-21 с двигателями ПД-14 — знаковое событие для отечественного авиастроения. В чем же их уникальность и почему ПД-14 считают одним из самых прорывных проектов в гражданской авиации за последние десятилетия?

1/ Первый постсоветский авиадвигатель

ПД-14 — первый турбовентиляторный двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.

Идея создания двигателя нового поколения появилась в начале 2000-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров.

1.png1.png © rostec.ru

Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. Изначально закладывалось участие практически всех отечественных двигателестроительных предприятий и профильных НИИ. В 2006 году было подписано соглашение о создании двигателя, который получил название ПД-14 (перспективный двигатель тягой 14 т). Головным разработчиком стало пермское конструкторское бюро «ОДК-Авиадвигатель», а головным изготовителем «ОДК-Пермские моторы».

Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные — в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к серийному производству и эксплуатации.

2/ Новый двигатель для нового самолета

Первым самолетом, который ПД-14 поднимет в воздух, станет перспективный российский лайнер МС-21. Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов − ближне- и среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. Как и новый двигатель, МС-21 является первым самолетом подобного типа, полностью разработанным и выпущенным в современной России.

МС-21 («Магистральный самолет XXI века») — самолет нового поколения, который объединяет в себе передовую аэродинамику, современную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. МС-21 создавался для замены устаревшего Ту-154.

UTK_4891.jpgUTK_4891.jpg © rostec.ru

Работы над самолетом велись параллельно с разработкой двигателя. Недавно первые ПД-14 были переданы компании «Иркут» для установки на МС-21-300. На данный момент собрано четыре опытные машины. Пятый самолет, предназначенный для полетов с ПД-14, находится в сборке. Летные испытания двигателя в составе МС-21-300 должны пройти в 2020 году.

Вместе с такими перспективными моделями отечественного и совместного производства, как Ил-114, SSJ100 и CR929, самолет МС-21 обеспечит полноценное присутствие нашего авиапрома на мировом рынке гражданских лайнеров. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте.

3/ Один из немногих в мире

В мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое из них строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении. Например, Франция производит горячие части двигателей SaM‑146 только на своей территории.

UTK_3774.jpgUTK_3774.jpg © rostec.ru

Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. В нашей стране такое производство есть. А в декабре 2019 года на базе рыбинского предприятия «ОДК-Сатурн» открылся крупнейший в России центр по изготовлению лопаток турбин с годовой мощностью в 2 тыс. комплектов.

Проект ПД-14, помимо создания самого двигателя, включает в себя важнейший элемент — обеспечение послепродажного обслуживания. Планируется большой объем работы по этому направлению: создание центра поддержки с круглосуточной работой 365 дней в году, открытие сети полевых представительств, станций обслуживания двигателей, обеспечение замены модулей в эксплуатации. Ожидается, что это все в совокупности должно увеличить зарубежные перспективы нового российского двигателя.

4/ Новые технологии и материалы

Разработка современного турбореактивного двигателя — более длительный процесс, чем разработка самого самолета. ПД-14 разрабатывался на основе проверенных временем конструкторских решений с применением современных технологий. При этом ставилось условие использовать только отечественные материалы. Конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий, например, лопатки турбины из легчайшего интерметаллида титана или продвинутая система охлаждения, позволяющая турбине работать при температуре до 2000 °К.

_R1O7020.jpg_R1O7020.jpg © rostec.ru

При создании двигателя применяются новые российские сплавы титана и никеля. Конструкция мотогондолы на 65% состоит из отечественных полимерных композитов, благодаря чему достигается необходимый уровень шумоизоляции и снижается масса двигателя. Всего в двигателе задействовано около 20 новых российских материалов, при этом все они прошли сертификацию по международным нормам.

Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.

5/ Не один двигатель, а целое семейство

Перед конструкторами стояла задача разработать унифицированный газогенератор, ключевой элемент двигателя, на базе которого можно было бы производить установки различных мощностей для использования в авиации и на земле.

19f0bd3063bcaeb4ce02f1b1f32d56d7.jpg19f0bd3063bcaeb4ce02f1b1f32d56d7.jpg © rostec.ru

ПД-14 — это первый двигатель в будущем семействе, разработанный для авиалайнера МС-21-300. Среди его ближайших «родственников», планируемых к выпуску − модификации ПД-14А для самолета МС-21-200 и ПД-14М для самолета МС-21-400. Двигатель ПД-8 сможет устанавливаться на самолеты Ан-148, Sukhoi Superjet 100, Sukhoi Superjet 75, Ту-334, Бе-200. Для Ил-96 и Ту-204 можно будет использовать ПД-18 тягой 18-20 тонн.

Сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок.

Двигатель ПД-14 и семейство перспективных двигателей

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.







Основные параметры двигателей

(все параметры даны без учета потерь в воздухозаборнике и без отборов воздуха и мощности на самолетные нужды)

ПД-14А

ПД-14

ПД-14М

ПД-10

Тяга на взлетном режиме (Н = 0; М = 0), тс

12,5

14,0

15,6

10,9

Удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс·ч

-(10-15) % от уровня современных двигателей аналогичного класса тяги и назначения

Диаметр вентилятора, мм

1900

1900

1900

1677

Сухая масса двигателя, кг

2870

2870

2970

2350

Схема двигателя

1+3+8-2+6

1+3+8-2+6

1+4+8-2+6

1+1+8-2+5

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.

Авиадвигатель ПД-14 | Журнал Популярная Механика

Разговоры о технической отсталости российской промышленности звучат привычным назойливым фоном, а все, что из этого фона выбивается, почему-то не вызывает такого же взрывного интереса, как политические скандалы или личная жизнь медиаперсон. Так и проходят мимо события поистине выдающегося масштаба. В подмосковном Жуковском начались летные испытания первого полностью российского авиадвигателя для гражданских самолетов. И этот двигатель готов к конкуренции с продукцией мировых грандов.

Как известно, российский гражданский авиапром оказался в последние десятилетия в сложном положении. Нет, самолеты, которые летают, у нас делать не разучились. Но на мировом рынке авиаперевозок требуется техника, отвечающая высоким эксплуатационным требованиям, особенно в части экономичности, уровня шума и экологической чистоты. Большинству из этих требований спроектированные в советское время пассажирские самолеты не соответствовали или, во всяком случае, проигрывали по этим показателям конкурентам из Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

ПД-14 — двигатель со сверхвысокой степенью двухконтурности (1:8,3). Это заметно уже по внушительному вентилятору диаметром 1,9 м. Силовая установка будет расходовать топливо очень экономно.

Своего не было

Первую в новой России попытку создать конкурентоспособный продукт предприняла компания «Гражданские самолеты Сухого» со своим Superjet 100. Создателей этого регионального лайнера часто упрекали в том, что, дескать, машину назвать российской можно лишь условно — слишком много в ней импортных комплектующих. Взять, например, двигатели, составляющие порядка трети цены самолета. На Superjet 100 установлены SaM-146 совместного производства французской компании Snecma и российского НПО «Сатурн». Однако самая сложная и дорогая часть турбовентиляторного двигателя — газогенератор (компрессоры, камера сгорания, турбина высокого давления) — решение от французского партнера. И лишь «холодную» часть — вентилятор и вращающую его турбину низкого давления — разрабатывали в Рыбинске на НПО «Сатурн».

Гондола была разработана ОАО «Авиадвигатель» — то есть самим производителем ПД-14. В ней воплощено немало интересных решений, в частности уникальная конструкция реверса.

Иными словами, на момент проектирования Superjet российской промышленности почти нечего было предложить авиастроителям. Своего конкурентоспособного двигателя для регионального самолета у России не было. Как и многого другого. Однако сегодня ситуация изменилась. Новый среднемагистральный лайнер МС-21 (вероятное название в серии Як-242) уже в значительно меньшей степени будет зависеть от кооперации с иностранными поставщиками. И хотя, как это принято, заказчик самолета получит право выбора и сможет отдать предпочтение силовой установке иностранного производства, российские двигатели для МС-21 будут. Точнее, они уже есть.

ПД-14 относится к турбовентиляторным двигателям, в которых потоки из двух контуров не смешиваются. Воздух из второго «холодного» контура истекает из соплового насадка, имеющего волнистые края.

Параметры мирового уровня

Двигатель ПД-14 пятого поколения разработан пермским ОАО «Авиадвигатель». В основе его лежит унифицированный газогенератор: 8-ступенчатый компрессор, малоэмиссионная камера сгорания, турбина высокого давления. Этот газогенератор будет также использован в других двигателях семейства ПД с более низкой или более высокой тягой. ПД-14 дает тягу 14 т, а работу второго контура в нем обеспечивают вентилятор с полыми широкохордными лопатками и турбина низкого давления. Степень двухконтурности двигателя есть отношение расхода воздуха через наружный контур к расходу воздуха через внутренний контур, и для двигателя ПД-14 она равна 8,3. Это современный показатель как для отечественных турбовентиляторных двигателей, так и для зарубежных. Высокая степень двухконтурности дает значительное уменьшение расхода топлива. Согласно заявлению разработчика ПД-14, снижение удельного расхода потребления топлива по сравнению с современными аналогами составит 10−15%. Заявленный уровень шума на 15−20 дБ ниже норм, установленных 4-м стандартом ИКАО, а уровень эмиссии вредных веществ NOx будет на 30% ниже относительно норм ИКАО 2008 года. Это соответствует современным экологическим нормам.

«Летающий джип» для ВВС США: пепелац с восемнадцатью винтами

«Чужак» под крылом

Пока первый летный образец МС-21 только строится, ПД-14 поднимается в небо. Он подвешен к пилону летающей лаборатории Ил-76 ЛЛ вместо одного из четырех штатных двигателей. Тесты проводят летчики-испытатели и инженеры входящего в Объединенную авиастроительную корпорацию знаменитого Летно-испытательного института (ЛИИ им. М.М. Громова), а также представители производителя — ОАО «Авиадвигатель». Экспериментальный двигатель со штатными «иловскими» перепутать трудно, так как его размеры превышают размеры штатного Д-30КП-2. Достаточно сказать, что только диаметр входа в вентилятор равен 1,9 м.

О технологиях подготовки и проведения испытаний перспективного российского двигателя «Популярной механике» рассказал Анатолий Дмитриевич Кулаков, заместитель генерального директора ЛИИ им. М.М. Громова по испытаниям силовых установок. Как удалось узнать из нашего разговора, прежде чем двигатель смог отправиться в свой первый полет, специалистам института пришлось решать множество сложнейших инженерных задач. Первой из них стал выбор летающей лаборатории (ЛЛ). В распоряжении ЛИИ есть несколько ЛЛ, созданных на базе самолета Ил-76, но не на каждой можно проводить испытания именно ПД-14. Многое зависит от массы силовой установки (выдержит ли вес крыло?) и тяги, создаваемой ПД-14. Выбор пал на Ил-76 ЛЛ с усиленным крылом, на котором можно разместить силовую установку весом до 9 т и тягой двигателя до 25 000 кгс. Однако этот самолет последний раз привлекался к испытаниям в 1996 году. Тогда к нему подвешивали уникальный винто-вентиляторный двигатель Д-27, предназначавшийся к использованию на украинско-российском самолете Ан-70. После почти двух десятилетий простоя необходимо было восстановить летную годность Ил-76 ЛЛ, для чего составили специальную программу при активном участии ОАО «АКБ им. С.В. Ильюшина». На самолете-ветеране заменили значительную часть оборудования, в том числе пилотажного и навигационного, и получили все необходимые заключения о том, что ЛЛ может отправляться в полет. Что дальше? Подвесить двигатель и начинать испытания? Нет! Все не так просто.

На фото можно увидеть перспективный российский двигатель без гондолы.

Двигатель ПД-14 уникален еще и тем, что впервые в практике отечественного двигателестроения производитель разработал не только сам двигатель, но и гондолу к нему (обычно мотогондолу изготавливает под конкретный двигатель фирма, создающая самолет). Таким образом, у двигателя уже есть крепление, рассчитанное на пилон МС-21, и к крылу Ил-76ЛЛ оно не подходит. Специалистам ЛИИ пришлось конструировать специальную силовую проставку — переходник между креплениями пилона МС-21 и крыла Ил-76ЛЛ.

На этом фото запечатлен процесс подвешивания гондолы с двигателем к пилону летающей лаборатории. Для соединения креплений разных типов применен специальный силовой переходник.

Куда девать энергию?

Самая же главная инженерная проблема в том, что новый двигатель не может испытываться под управлением штатных систем ЛЛ. В лаборатории необходимо воссоздать все системы управления экспериментальной силовой установкой, схожие с теми, что будут использованы на МС-21, а также достоверно воспроизвести все нагрузки, под которыми будет работать двигатель. С этой целью перед испытаниями необходимо было сконструировать и встроить в летающую лабораторию все соответствующее оборудование.

Двигатель не только создает реактивную тягу, он — энергетическое сердце самолета. С помощью вала и редуктора вал турбины высокого давления связан с КПСА (коробкой приводов самолетных агрегатов). В КПСА передаваемый туда крутящий момент «разбирается» электрогенератором и гидравлическими насосами. Сейчас от двигателей требуется как можно больше электрической мощности, особенно ввиду тенденции к замене ряда гидравлических приводов электрическими. На Ил-76ЛЛ установлена система отбора электрической мощности. Отбираемая от генератора мощность реализуется в специальных тепловых электрозагружателях (ТЭН), которые установлены в обтекателях, обдуваемых в полете наружным воздухом.

На заднем плане виден главный пульт управления опытным двигателем: сидя за этим пультом, ведущий инженер ЛИИ управляет режимами ПД-14 в ходе испытательного полета. Ближе к нам — рабочие места других специалистов, отслеживающих параметры работы двигателя.

Кроме крутящего момента от двигателя отбирается сжатый воздух, который поступает в системы самолета МС-21. Отбор воздуха для разных целей производится в нескольких точках газогенератора. Например, после третьей ступени компрессора отводится воздух для нужд кондиционирования пассажирского салона МС-21. На летающей лаборатории нет системы отбора воздуха с параметрами системы кондиционирования, аналогичной той, что будет в МС-21, так как отбор сжатого воздуха — это отбор мощности от двигателя, а значит, во время испытаний эта нагрузка также должна быть реализована. ЛЛ также насыщена контрольно-измерительным оборудованием. При эксплуатации серийного двигателя бортовой параметрический самописец регистрирует 30−40 параметров работы установки. В ходе испытаний с экспериментального двигателя, оборудованного множеством датчиков, снимается 1066 параметров. Данные поступают на центральный сервер, на пульт ведущего инженера в грузовой кабине Ил-76ЛЛ, на дисплей в кабине пилотов, по радиоканалу в наземный контрольный пункт и непосредственно специалистам в Пермь, в ОАО «Авиадвигатель».

Рабочее место одного из инженеров, участвующих в испытаниях, и шкаф с вычислительной техникой, анализирующей данные с помощью специально разработанного ПО.

Соло на одном моторе

Когда наступает время поднять ЛЛ в воздух, в кресла летного экипажа садятся опытнейшие летчики-испытатели ЛИИ им. М.М. Громова. В грузовой кабине места у пультов занимают инженеры-испытатели. В распоряжении пилотов все обычные системы управления самолетом Ил-76ЛЛ и его двигателями. И только экспериментальным двигателем управляет ведущий инженер-испытатель из ЛИИ. Рядом с ним за центральным пультом еще один представитель ЛИИ и инженер от предприятия-разработчика ПД-14. «Взлетаем мы на трех двигателях по специальной методике, чтобы из-за несимметричной тяги самолет не слетел с полосы, — рассказывает Александр Крутов, заслуженный летчик-испытатель, Герой России, начальник Школы летчиков-испытателей ЛИИ. — На данной стадии испытаний на взлете опытный двигатель работает только на малом газе. Сначала прогреваем три штатных двигателя. Потом второй двигатель, симметричный опытному, убираем на малый газ и потихоньку начинаем разбег. Выводим на взлетный режим 1-й и 4-й штатные двигатели. Затем в процессе разбега плавно выводим 3-й штатный двигатель на взлетный режим. Отрываемся на трех, набираем высоту. Так удается на взлете избежать опасных разворачивающих моментов».

Уже после набора высоты ведущий инженер-испытатель, в распоряжении которого находится установленный на главном пульте рычаг управления опытного двигателя, приступает непосредственно к испытаниям. Первая программа инженерных испытаний ПД-14 рассчитана всего на 12 часов полетов. По завершении каждого полета полученная информация анализируется специалистами ЛИИ, и представители ОАО «Авиадвигатель» внимательно осматривают узлы двигателя, оценивают его состояние, устраняют возможные недоработки. Конечно, первой серией испытательных полетов все не закончится. Двигатель ждут новые испытания с большими нагрузками, в том числе в условиях высокогорья, сильной жары и лютого холода. Но уже сейчас, по утверждениям специалистов ЛИИ, участвующих в испытаниях, характеристики двигателя ПД-14 соответствуют расчетным данным на проверенных режимах.

Статья «Двигатель надежды» опубликована в журнале «Популярная механика»
(№1, Январь 2016).

Представляем Авиадвигатель ПД-14: двигатель для МС-21

Иркутский авиационный завод завершил сборку фюзеляжа нового самолета МС-21-300. Хотя фюзеляж уже пятый, и 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 произведен в России.

Иркутский авиационный завод сообщил 10 декабря 2019 года о последней доработке фюзеляжа МС-21-300.Перед началом испытаний на самолет еще должны быть установлены системы, а также консоли крыла и оперения. Когда это произойдет, это будет первый испытываемый МС-21 с российским двигателем «Авиадвигатель» ПД-14.

В настоящее время уже находятся в эксплуатации четыре испытательных самолета, все они оснащены американскими двигателями

Pratt & Whitney PW1400G-JM. Последний, четвертый, опытный образец сошел с конвейера и 28 ноября 2019 года был передан на летно-испытательный полигон.Первоначально предполагалось, что именно этот самолет будет опираться на российский двигатель, но позже от планов отказались, чтобы не затягивать программу МС-21 дальше, чем она есть.

Теперь, когда идет работа над пятым опытным самолетом МС-21, на сцену выходит двигатель «Авиадвигатель ПД-14».

Двигатель Авиадвигатель ПД-14

Двигатель ПД-14 — первый полностью российский двигатель для гражданских авиалайнеров, созданный в России с 1980-х годов. Разработан «Авиадвигателем» и изготовлен Пермским моторным заводом (оба предприятия входят в Объединенную двигателестроительную корпорацию, ОАК), он специально предназначен для питания самолетов МС-21-300.

ПД-14 будет создавать тягу 137 кН на взлете. Среди основных конкурентных преимуществ двигателя ПД-14 — более низкая температура выхлопных газов камеры сгорания, считает «Авиадвигатель», что также подчеркивает, что данное решение позволяет сэкономить на эксплуатационных расходах и снизить 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 устраняет необходимость в регулируемом сопле внешнего контура. , — подчеркивает производитель.

Как ожидается, МС-21-300 станет первым авиалайнером в серии, так и ПД-14 рассматривается как базовая версия семейства двигателей, которые будут установлены на российских авиалайнерах. В сентябре 2019 года заместитель директора ОДК сообщил РИА Новости, что МС-21-400 будет оснащаться модифицированной силовой установкой ПД-16 на базе ПД-14. Сообщается, что в новом двигателе будет увеличена 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. ПД-14 был сертифицирован российскими властями осенью 2018 года. Следующий этап — получение сертификата Агентства по 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, теперь степень претензии может быть поставлена ​​под сомнение после того, как U.Власти С. возбудили уголовное дело против высокопоставленного должностного лица United Engine Corp (UEC) по делу о корпоративном шпионаже. Речь идет не о чем другом, как о реактивных двигателях.

В сентябре 2019 года Министерство юстиции США объявило, что два человека — гражданин России и Италии — были обвинены в Соединенных Штатах в сговоре и попытке кражи коммерческих секретов американской авиационной компании GE Aviation. Один из двоих опознан как Александр Юрьевич Коршунов, сотрудник УЭК.

Производитель ПД-14 «Авиадвигатель» является дочерней структурой государственной компании России.

В период с 2013 по 2018 год сотрудники итальянской дочерней компании GE Aviation были наняты для проведения консультационных работ, связанных с дополнительными коробками передач реактивных двигателей для двух обвиняемых (включая Коршунова), как указано в заявлении Министерства юстиции.

В служебных документах сотрудников обычно говорилось, что «держателями патентов и интеллектуальной собственности, полученных в результате работы, являются… Министерство промышленности и торговли Российской Федерации», согласно Министерству юстиции.

Однако сотрудники, нанятые для консультационной работы, предположительно использовали коммерческую тайну GE Aviation для составления 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 США, Министерства торговли, которое «внесло в листинг» компанию в сентябре 2018 года, утверждая, что ее действия противоречат интересам национальной безопасности или внешней политики Соединенных Штатов.

Следует отметить, что жалоба 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 разработан, чтобы составить конкуренцию Boeing 737 и Airbus A320.

Программа страдает от задержек, которые российское правительство в основном объясняет американскими санкциями.

Первый прототип МС-21 совершил первый полет в мае 2017 года. По текущим оценкам, самолет может быть сертифицирован на русском языке в 2020 году и получить сертификат EASA в следующем году.

.

Конструкторы перспективного авиадвигателя ПД-35 отказываются от Hydromech Governor

Усовершенствованный турбореактивный двигатель сверхтяги ПД-35 потребует разработки 15-17 критических технологий системы автоматического управления. В частности, конструкторы отложат дублирующий гидромеханический регулятор, а всю ответственность возложат на электронный блок, сообщил Mil.Press Today главный конструктор ОДК-СТАР Сергей Остапенко.

«Современный двигатель не может обойтись без современной системы управления.«Создание такой системы — одна из важнейших технологий», — сказал Сергей Остапенко. «То, что у нас сейчас на столе, — это будущая система управления для ПД-35. По сути, это прорыв в неизведанное. Необходимо разработать принципиально новую систему с новыми подходами. Это единственный способ создать революционные двигатели », — добавил он.

Двигатель ПД-14

Илья Безручко

Эксперт подчеркнул, что двигатель ПД-35 будет основан на чертежах, сделанных при создании двигателя ПД-14.При проектировании двигателя для пассажирского лайнера МС-21 инженеры освоили не менее 15 ответственных технологий.

«ПД-14 — первый российский двигатель, в котором за все отвечает электронный блок. Концептуально у него вообще нет резервного гидромеханического регулятора. Что может быть критичным в работе двигателя, так это отказ электроники, но система настолько надежна, что несет всю ответственность », — сказал главный конструктор ОДК-СТАР.

По словам Сергея Остапенко, вторым важным моментом в работе над ПД-35 станет продление срока службы.Срок службы насосных агрегатов — не менее 20 000 часов; остальные компоненты прослужат еще дольше — 40 000 часов.

«Работая над новым двигателем, мы, вероятно, спроектируем систему с электроприводом или распределенную. Такие вопросы должны быть решены в обозримом будущем. Всего у нас впереди не менее пятнадцати критических технологий в проекте ПД-35», прокомментировал Сергей Остапенко.

Еще одна принципиально новая задача, с которой придется столкнуться инженерам, связана со снижением затрат на общий жизненный цикл силовых установок.

«Эта задача необычна не только практически, но и теоретически. Сейчас мы изучаем только методики проектирования двигателей с заданной стоимостью жизненного цикла», — добавил главный конструктор.

Двигатель ПД-35 позволит отказаться от четырехдвигательной конструкции на Ил-476, Ил-478, Ил-96-400 и стать базовым двигателем для перспективного военно-транспортного самолета. Также планируется установка двигателя на российско-китайский широкофюзеляжный самолет.
.

< NEXT Сколько в россии пилотов женщин: Пилот SSJ100 Дарья Синичкина: стереотип о женщине за рулем пока силен Сколько в россии пилотов женщин: Пилот SSJ100 Дарья Синичкина: стереотип о женщине за рулем пока силен

PREV > План аэропорта пулково новый терминал: Схема аэропорта План аэропорта пулково новый терминал: Схема аэропорта

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *