Επί του παρόντος, η εγχώρια αεροπορική βιομηχανία βρίσκεται σε ένα είδος «αναστολής» κατάστασης: αφενός υπάρχει, αλλά από την άλλη, δεν έχουμε δει ούτε ένα σύγχρονο αεροσκάφος αμιγώς εγχώριας σχεδίασης τα τελευταία χρόνια. Και το "Super-Jet" δεν μετράει, αφού είναι κατασκευασμένο από ρωσικά και είναι αποκλειστικά "συγκρότημα κατσαβιδιών". Η ελπίδα για την ανάσταση της αεροπορικής βιομηχανίας είναι ο κινητήρας PD-14, τα χαρακτηριστικά του οποίου (σύγκριση με ανάλογα) μας επιτρέπουν να τον ονομάσουμε έναν από τους καλύτερους των τελευταίων ετών.

Οι προγραμματιστές ελπίζουν ότι η δημιουργία ενός νέου κινητήρα θα έχει τον πιο ευνοϊκό αντίκτυπο στην κατάσταση ολόκληρης της εγχώριας αεροπορικής βιομηχανίας και θα συμβάλει επίσης στη δημιουργία πολλών νέων θέσεων εργασίας.

Νέο έργο

Γιατί δημιουργήθηκε καθόλου; νέο κινητήρα PD-14; Τα χαρακτηριστικά (σύγκριση με ξένα μοντέλα) των σύγχρονων ρωσικών κινητήρων ήταν τέτοια που απαιτούνταν επειγόντως η ανάπτυξη κάτι ριζικά νέου. Οι σχεδιαστές καθοδηγήθηκαν από την ιδέα της δημιουργίας ενός εργοστασίου παραγωγής ενέργειας που θα τους επέτρεπε να αναπτύξουν περαιτέρω και να κατασκευάσουν το δικό τους αεροσκάφος χωρητικότητας 130 έως 180 θέσεων. Το μόνο επιβατικό αεροσκάφος παρόμοιας κλάσης και εξ ολοκλήρου ρωσικής προέλευσης είναι το αεροσκάφος Tu-214. Η παραγωγή του σε μικρές παρτίδες συνεχίζεται και σήμερα.

Υπάρχει όμως επείγουσα έλλειψη αυτών των αεροσκαφών, χρειαζόμαστε εξοπλισμό για την ανανέωση ολόκληρου του στόλου αεροσκαφών της χώρας μας. Αλλά αυτό χωρίς εντελώς νέους κινητήρες είναι απολύτως αδύνατο. Με τεχνικές προδιαγραφέςκαι οι δυνατότητές τους δεν ήταν σε καμία περίπτωση κατώτερες από τις αντίστοιχές τους από τους κορυφαίους κατασκευαστές του κόσμου.

Σε γενικές γραμμές, σε σχέση με τα πρόσφατα γεγονότα της Ουκρανίας και την πλήρη διακοπή των δεσμών στη βιομηχανική σφαίρα των δύο χωρών, ο κινητήρας PD-14 (χαρακτηριστικά, σύγκριση - σε αυτό το άρθρο) έχει επίσης μεγάλη σημασία στην πτυχή μιας πλήρους αναβίωση της ανάπτυξης και της μεταποίησης στη χώρα μας. Επιπλέον, κατά τη δημιουργία του σχεδιάζεται η επίλυση πολλών σημαντικών προβλημάτων ταυτόχρονα:

• Ολοκληρωμένη αναδιάρθρωση της βιομηχανίας πολιτικών αεροσκαφών με ανακατανομή ρόλων και εμπλοκή νέων παραγόντων σε αυτό το έργο.
• Τέλος, σχεδιάζεται η κατανομή των τομέων ευθύνης και η εκ νέου δημιουργία του καταμερισμού εργασίας στην παραγωγή αεροπορικών προϊόντων, που καταστράφηκε ολοσχερώς την εποχή της κατάρρευσης της Σοβιετικής Ένωσης.
• Οι δημιουργοί του έργου αναμένουν επίσης να δημιουργήσουν νέα πολυμερή και σύνθετα υλικά, τα οποία χρειάζονται επειγόντως στη σύγχρονη αεροδιαστημική βιομηχανία.

Πώς ξεκίνησαν όλα;

Η ιδέα ότι η χώρα χρειαζόταν επειγόντως έναν νέο κινητήρα αεροσκαφών γεννήθηκε στα βάθη της Aviadvigatel OJSC όταν ήταν στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Η εποχή ήταν εξαιρετικά δύσκολη τότε, άρα και στην πραγματικότητα αυτη η εργασιαλίγοι πίστεψαν.

Αλλά οι ειδικοί του οργανισμού εκείνη την εποχή μελέτησαν προσεκτικά και σκόπιμα την παγκόσμια εμπειρία στην παραγωγή κινητήρων και ανέλυσαν επίσης την εγχώρια αγορά μεταφορών, προσπαθώντας να προβλέψουν ποιος τύπος κινητήρα στη βιομηχανία πολιτικών αεροσκαφών θα είχε μεγάλη ζήτηση. Σε τι ακριβώς έπρεπε να ξεχωρίζει ο κινητήρας PD-14; Τα χαρακτηριστικά του (σύγκριση και σύγκριση) με ξένα μοντέλα έπρεπε απλώς να φανερώνουν την αισθητή υπεροχή του.

Γιατί; Είναι απλό. Εκείνες τις μέρες, τα προϊόντα ξένων κατασκευαστών αεροσκαφών «σπρώχνονταν» στις αγορές μας με εξαιρετικά επιθετικές μεθόδους. Αλίμονο, ορισμένοι ηγέτες συνέβαλαν σε αυτό σε μεγάλο βαθμό. Σήμερα, λόγω κυρώσεων, αυτό το θέμα δεν είναι πλέον τόσο επίκαιρο. Επιπλέον, το ίδιο το κράτος «ξαφνικά» ενδιαφέρθηκε για τη δυνατότητα παραγωγής εγχώριων κινητήρων. Έτσι, η επιχείρηση Aviadvigatel OJSC έγινε γρήγορα το επίκεντρο της προσοχής τόσο των εγχώριων όσο και των ξένων μέσων.

Κύριοι στόχοι του έργου

Το κύριο καθήκον εκείνη την εποχή ήταν να εξασφαλιστεί μια αποδεκτή τιμή στην οποία αυτό το προϊόν θα άρχιζε πραγματικά να αγοράζεται εντατικά. Τότε γεννήθηκε η ιδέα της δημιουργίας μιας ενοποιημένης και καθολικής γεννήτριας αερίου. Αν τα καταφέρει, τότε η χώρα μας θα έχει την ευκαιρία να δημιουργήσει μια τεράστια λίστα με τον δικό της βιομηχανικό εξοπλισμό, που δεν μπορεί παρά να χαρεί.

Τι είναι ένας κινητήρας turbofan, αρχές λειτουργίας

Πώς μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα τα οφέλη που παρέχει ο νέος κινητήρας turbofan; Η αρχή λειτουργίας όλων των παρόμοιων κινητήρων είναι παρόμοια, και επομένως αυτό το ζήτημα πρέπει να εξεταστεί λεπτομερέστερα, καθώς διαφορετικά τα πλεονεκτήματα των νέων τεχνολογιών είναι απίθανο να είναι ξεκάθαρα.

Στην εξειδικευμένη βιβλιογραφία, οι κινητήρες turbofan ονομάζονται κινητήρες με υψηλή αναλογία παράκαμψης. Το χαρακτηριστικό τους χαρακτηριστικό είναι η παρουσία ενός ανεμιστήρα μεγάλης διαμέτρου, λόγω του οποίου ένας πολύ μεγάλος όγκος αέρα διέρχεται πάντα από τον κινητήρα. Λόγω των μεγάλων διαστάσεων αυτού του τμήματος, το εξωτερικό ακροφύσιο του κινητήρα συχνά γίνεται πολύ «μνημειώδες» και επομένως κονταίνει. Για να αποφευχθεί η εμφάνιση επικίνδυνων αναταράξεων αέρα, ο σχεδιασμός περιλαμβάνει σταθερές λεπίδες που στρέφουν τη ροή του μείγματος αέρα προς την επιθυμητή κατεύθυνση.

Κατά συνέπεια, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας τους, τέτοιοι κινητήρες μοιάζουν έντονα με κινητήρες πυραύλων, αλλά πρακτικά δεν υπάρχει ανάμειξη ροών σε αυτούς. Το πλεονέκτημα των κινητήρων turbofan είναι ότι ο πίδακας που βγαίνει από τους πυραύλους «στο σωλήνα» σε αυτή την περίπτωση περιστρέφει έναν επιπλέον ανεμιστήρα, ο οποίος είναι ισχυρή πηγήέλξη. Είναι αυτός που παράγει τουλάχιστον το 70-80% της συνολικής δύναμης έλξης. Έτσι, ο κινητήρας του αεροσκάφους PD-14 είναι εξαιρετικά οικονομικός. Το εσωτερικό περίγραμμα αυτών των κινητήρων αντιγράφει σχεδόν πλήρως τη σχεδίαση των μοντέλων πυραύλων, αλλά τα τελευταία τους στάδια «ταυτόχρονα» λειτουργούν ως κίνηση ανεμιστήρα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Όπως όλοι οι «συγγενείς» του, ο κινητήρας του αεροσκάφους PD-14 έχει τόσο θετικές όσο και αρνητικές πλευρές. Στα πλεονεκτήματά του συγκαταλέγεται η υψηλή απόδοση, η οποία επιτρέπει σε αυτούς τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής να χρησιμοποιούνται ευρέως ακόμη και σε μεγάλες διαδρομές.

Τι μειονεκτήματα έχει; Το πιο σημαντικό είναι οι πολύ μεγάλες διαστάσεις και το αξιοπρεπές βάρος του. Παρά τις προσπάθειες των μηχανικών και των επιστημόνων, οι κινητήρες turbofan δημιουργούν σημαντική αντίσταση στον επερχόμενο αέρα. ροή αέρασε πτήση. Αναμένεται ότι αυτό το πρόβλημα θα λυθεί όταν βρεθούν τρόποι μείωσης των συνολικών τους διαστάσεων.

Συγκριτικές διαφορές

Ο νέος κινητήρας turbofan, η αρχή λειτουργίας του οποίου είναι παρόμοια με τα "κλασικά" εγχώρια μοντέλα, εξακολουθεί να διαφέρει πολύ από τους προκατόχους του. Φυσικά, οι διαφορές "από τα μάτια" είναι αισθητές μόνο στους μηχανικούς. Αν το συγκρίνετε με το μοντέλο PS-90A (Il-96, Tu-214, Il-76), θα παρατηρήσετε αμέσως, ας μην τη φοβόμαστε αυτή τη λέξη, ένα ποιοτικό άλμα στο τεχνολογική διαδικασίακαι δυνατότητες.

Ο λόγος παράκαμψης αυξήθηκε ακριβώς δύο φορές, η θερμοκρασία του αερίου πριν εισέλθει στον στρόβιλο αυξήθηκε κατά 100 K, ο συνολικός λόγος συμπίεσης (σε διαφορετικές συνθήκες) αυξήθηκε κατά 20-50%. Σε σύγκριση με τις παραπάνω ποικιλίες οικιακών κινητήρων, ο νέος κινητήρας αεροσκαφών PD-14 σάς επιτρέπει να εξοικονομήσετε τουλάχιστον 12-16% περισσότερο καύσιμο.

Εξοικονόμηση βάρους

Για πρώτη φορά στην εγχώρια βιομηχανία πολιτικών αεροσκαφών, ο σχεδιασμός του κινητήρα χρησιμοποιεί την τεχνολογία παραγωγής κοίλων πτερυγίων στροβίλου από κράματα τιτανίου υψηλής αντοχής.

Αυτό δίνει εξοικονόμηση βάρους 30% συνολικά, ο νέος κινητήρας του αεροσκάφους PD-14 είναι ελαφρύτερος κατά περίπου 10%. Επίσης, το εργοστάσιο κινητήρων Perm κατακτά αυτήν τη στιγμή την τεχνολογία για την παραγωγή μονοκρυσταλλικών πτερυγίων στροβίλων. Αναφέρεται ότι αυτή η προσέγγιση θα επιτρέψει την άμεση αύξηση της θερμοκρασίας λειτουργίας των αερίων στους 2000 Κ.

Επιπλέον, για πρώτη φορά, οι εγχώριοι κατασκευαστές πρόκειται να χρησιμοποιήσουν τέτοια ποσότητα πολυμερών σύνθετων υλικών κατά το σχεδιασμό και την κατασκευή κινητήρων. Αυτή η προσέγγιση όχι μόνο θα μειώσει σημαντικά το βάρος του κινητήρα, αλλά θα αυξήσει επίσης τη δύναμη και την αντοχή του σε υπερφορτώσεις.

Το νόημα της δημιουργίας ενός νέου κινητήρα

Όπως είπαμε στην αρχή του άρθρου, είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένα μόνο νέο αεροσκάφος χωρίς να αναπτυχθούν πρώτα νέοι κινητήρες. Με το τελευταίο, όλα αρχίζουν σταδιακά να βελτιώνονται: σύντομα θα ξεκινήσουν οι δοκιμές του κινητήρα PD-14 με τη μορφή κρατικής επιθεώρησης... Αλλά ποια αυτοκίνητα θα είναι εξοπλισμένα με αυτά;

Υποτίθεται ότι το αεροσκάφος MS-21 (μεγάλων αποστάσεων, 21ος αιώνας) θα δημιουργηθεί ειδικά για αυτούς τους κινητήρες. Εάν αυτό εφαρμοστεί πραγματικά, τότε μπορούμε να μιλήσουμε για μια πραγματική ανακάλυψη για πρώτη φορά από την εποχή της ΕΣΣΔ, θα δημιουργηθεί πράγματι κάτι νέο στη χώρα μας. Το πιο σημαντικό, ο ρωσικός κινητήρας PD-14 θα καταστήσει δυνατή τη δημιουργία μιας ολόκληρης σειράς νέων αεροσκαφών σχεδιασμένων να εκτελούν πτήσεις μεγάλων αποστάσεων και εσωτερικές διαδρομές. Μέχρι πρόσφατα, όλοι έλεγαν ότι τα εγχώρια αεροσκάφη θα έπρεπε να είναι εξοπλισμένα αποκλειστικά με εισαγόμενους κινητήρες. Σήμερα αποδείχθηκε ότι αυτό, ευτυχώς, δεν ισχύει.

Τι αυτοκίνητα θα εξοπλίσουν με αυτό;

Είναι ήδη προφανές σήμερα ότι ο ενοποιημένος σχεδιασμός του νέου κινητήρα θα του επιτρέψει να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία όχι μόνο σε επιβατικά αεροσκάφη, αλλά και σε μεταφορικά αεροσκάφη. Δεδομένου ότι η ώθησή του φτάνει τους 14 τόνους, αυτό το μοντέλο μπορεί να εγκατασταθεί στο MS-21-200/300/400. Σίγουρα θα είναι αποδεκτό να εξοπλίσουμε το IL-214 με αυτά. Υπάρχουν πληροφορίες για την έναρξη της δημιουργίας μιας ακόμη πιο ισχυρής τροποποίησης με ώθηση 18 τόνων, δηλαδή PD-18. Υποτίθεται ότι θα χρησιμοποιηθεί σε αεροσκάφη Tu-214 και Il-96. Να σας υπενθυμίσουμε ότι σήμερα όλα αυτά τα μηχανήματα είναι εξοπλισμένα με τον «γέρο» PS-90A.

Οι προγραμματιστές αναφέρουν επίσης ότι έχει ήδη ληφθεί απόφαση για τη δημιουργία μιας ελαφριάς έκδοσης αυτού του κινητήρα με ώθηση δέκα τόνων. Μπορεί να υποτεθεί ότι θα χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή των πολύπαθων Superjet, για τα οποία κανείς δεν θέλει πλέον να αγοράσει κινητήρες από τη Γαλλία. Τέλος, θα δημιουργηθεί και μια ειδική έκδοση ελικοπτέρου αυτού του κινητήρα, η οποία θα είναι εξοπλισμένη με την περίφημη «αγελάδα» μεταφοράς, γνωστή και ως ελικόπτερο Mi-26.

Μέχρι σήμερα, στην παραγωγή αυτών των μηχανών χρησιμοποιήθηκαν ουκρανικοί κινητήρες D-136. Ακόμη και οι προκαταρκτικοί υπολογισμοί δείχνουν ότι η υπάρχουσα ανάγκη για αυτούς τους κινητήρες είναι υπεραρκετή για να καλύψει όλα τα έξοδα που προέκυψαν κατά την ανάπτυξη της νέας τεχνολογίας. Συνολικά, σχεδιάζεται να προσελκύσει τουλάχιστον 70 δισεκατομμύρια ρούβλια επενδύσεων, τα μισά από τα οποία θα προέλθουν από τον ομοσπονδιακό προϋπολογισμό. Η τελευταία συγκυρία δείχνει πόσο χρειάζεται αυτό το έργο στη χώρα.

Τι κακό έχει το παλιό PS90-A;

Ο νεότερος κινητήρας για το MS-21, PD-14, είναι νέας γενιάς. Επιπλέον, είναι απόλυτα συμβατός με σχετικά παλιές τροποποιήσεις αεροσκαφών. Έτσι, οι τιμημένοι «βετεράνοι» του IL-76, ο εκσυγχρονισμός του οποίου πραγματοποιείται εντατικά από πέρυσι, μπορούν να πετάξουν αρκετές δεκάδες χιλιάδες ώρες ακόμη όταν τοποθετηθεί ένας νέος κινητήρας σε αυτούς. Επιπλέον, θα είναι δυνατή η αύξηση της εμβέλειας πτήσης από τέσσερα σε πέντε χιλιάδες χιλιόμετρα, η απόσταση εκφόρτωσης θα αυξηθεί επίσης κατά χίλια χιλιόμετρα και η κατανάλωση καυσίμου θα μειωθεί κατά περίπου 14%. Η τελευταία περίσταση είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς χάρη σε αυτήν θα είναι δυνατό να μειωθεί το κόστος μεταφοράς ενός τόνου φορτίου κατά 10%.

Έτσι, ο παλιός κινητήρας, που υπηρέτησε πιστά το χρόνο του στην υπηρεσία και αναπτύχθηκε στην ΕΣΣΔ, εξακολουθεί να ανταποκρίνεται στις ευθύνες του, αλλά δεν πληροί πλέον τις σύγχρονες απαιτήσεις. Το κύριο πρόβλημα είναι η υψηλή κατανάλωση καυσίμου και ο αυξημένος θόρυβος. Κατ' αρχήν, αυτό είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό, αλλά συγκεκριμένα βήματα για τη διόρθωση της κατάστασης και τη δημιουργία ενός νέου κινητήρα έχουν γίνει μόλις τώρα. Για να είμαστε δίκαιοι, αξίζει να πούμε ότι μόνο σήμερα εμφανίστηκαν όλα τα απαραίτητα μέσα για αυτό το έργο.

Επίσημες πληροφορίες για την εξέλιξη των εργασιών

Επισήμως, ο κινητήρας βρίσκεται σε εξέλιξη από το 2008, αλλά στην πραγματικότητα, μια ταλαντούχα ομάδα σχεδιαστών άρχισε να τον σχεδιάζει το 1999.

Το 2012 πραγματοποιήθηκε για πρώτη φορά πλήρης συναρμολόγηση έκδοση επίδειξης. Ταυτόχρονα, βρισκόταν σε εξέλιξη η εντατική ανάπτυξη των συστημάτων γεννήτριας αερίου, η οποία προκάλεσε στους σχεδιαστές τα κύρια προβλήματα. Μέχρι σήμερα, όλες οι ελλείψεις έχουν εξαλειφθεί με επιτυχία. Αυτός ο κινητήρας Permian κυκλοφόρησε για πρώτη φορά στα μέσα του 2012. Ταυτόχρονα, οι σχεδιαστές ανακάλυψαν ότι οι υψηλοί δείκτες σχεδίασης ήταν πλήρως συνεπείς με την πρακτική κατάσταση των πραγμάτων, γεγονός που ενίσχυσε περαιτέρω την πεποίθησή τους για την ανάγκη να καθιερωθεί επειγόντως η παραγωγή νέων κινητήρων.

Αρχικά είχε προγραμματιστεί να ολοκληρωθεί πριν από τρία χρόνια, αλλά λόγω κάποιων προβλημάτων υπάρχουν πληροφορίες ότι εν μέρει συνεχίζονται μέχρι σήμερα. Αναμένεται ότι η μαζική παραγωγή θα ξεκινήσει φέτος και οι κάτοικοι του Περμ θα πρέπει να συναρμολογούν τουλάχιστον δύο έως τρεις δωδεκάδες νέους κινητήρες ετησίως. Και αυτό είναι πολύ λίγο, αφού οι εγχώριοι αεροπόροι πιστεύουν ότι εάν διατηρηθεί ο τρέχων ρυθμός πτήσεων, έως το 2019, οι κινητήρες των αεροσκαφών θα πρέπει να παράγονται με τιτάνιο ρυθμό - 200 μονάδες σε 12 μήνες. Θα ήθελα να ελπίζω ότι η εγχώρια βιομηχανία θα μπορέσει να «τραβήξει» αυτό το έργο.

Τι γίνεται με το MS-21;

Για πρώτη φορά, πληροφορίες σχετικά με την έναρξη των εργασιών για την παραγωγή ενός νέου αεροσκάφους άρχισαν να φτάνουν στις αρχές του περασμένου έτους. Προς το παρόν, είναι γνωστό με βεβαιότητα ότι το εργοστάσιο αεροσκαφών του Ιρκούτσκ βρίσκεται ήδη σε πλήρη εξέλιξη συναρμολογώντας την πρώτη άτρακτο του νέου εγχώριου αεροσκάφους, το οποίο είναι πιο γνωστό στο περιβάλλον του με το «ανεπίσημο» όνομα του Yak-242.

Το φτερό είναι κατασκευασμένο από μοναδικά σύνθετα υλικά και συναρμολογείται στο Ulyanovsk. Το πιθανότερο είναι ότι έχει ήδη φτάσει στο Ιρκούτσκ. Τα εγχώρια μέσα ενημέρωσης, που έχουν εκπροσώπους τους σε αυτήν την επιχείρηση, υποσχέθηκαν σταθερά ότι το πρώτο αεροπλάνο θα μπορούσε να απογειωθεί αυτό το καλοκαίρι. Αναφέρεται ότι ο κατασκευαστής έχει ήδη έως και 175 σταθερές συμβάσεις για την κατασκευή και την προμήθεια του MS-21. Οι πελάτες ήταν πολλοί μεγάλοι οργανισμοί, μεταξύ των οποίων και η Sberbank, η οποία προμηθεύει νέα αεροσκάφη με μίσθωση.

Υπάρχουν επίσης πληροφορίες ότι ενδέχεται να παραγγελθούν επιπλέον 100 αεροσκάφη αυτού του τύπου και ως πελάτες θα λειτουργήσουν όχι μόνο εγχώριοι, αλλά και ξένοι μεταφραστές. Αυτό το μήνυμα είναι πραγματικά μοναδικό, καθώς η τελευταία φορά που κάποιος έδειξε ενδιαφέρον για το επιβατικό μας αεροσκάφος ήταν μόνο κατά τη σοβιετική εποχή.

Η σημασία του έργου MS-21 είναι ότι είναι το πρώτο και μέχρι στιγμής το μοναδικό εγχώριο αεροσκάφος που δημιουργήθηκε ανεξάρτητα και χωρίς τη χρήση παλαιών εξελίξεων από την εποχή της Ένωσης, στα οποία δεν χρησιμοποιούνται ξένα εξαρτήματα. Αυτή η μάρκα θα εισέλθει στις διαδρομές πτήσης μόνο μετά την τελική ολοκλήρωση όλων των τύπων δοκιμών πτήσης και πάγκου, που συνεχίζονται μέχρι σήμερα.

συμπεράσματα

Έτσι, ο νέος πολλά υποσχόμενος κινητήρας είναι μια πραγματική ανακάλυψη για ολόκληρη την εγχώρια βιομηχανία και, ειδικότερα, για την κατασκευή πολιτικών αεροσκαφών. Όσο για την ανάγκη για αυτούς τους κινητήρες, είναι κολοσσιαία. Για πολύ καιρό, οι εγχώριοι αερομεταφορείς λένε ότι δεν είναι πολύ πρόθυμοι να αγοράσουν παροπλισμένα εισαγόμενα αεροσκάφη, η διάρκεια ζωής των οποίων έχει σχεδόν εξαντληθεί. Όμως εκείνη την εποχή η εγχώρια βιομηχανία δεν μπορούσε να τους προσφέρει κάτι κατάλληλο.

Σήμερα υπάρχει και κινητήρας και αεροπλάνο. Δεδομένου ότι έχουν επιβληθεί κυρώσεις κατά του κράτους μας, δεν υπάρχουν ευκαιρίες να αγοράσουμε οτιδήποτε στο εξωτερικό και η ραγδαία άνοδος της ισοτιμίας δεν προσθέτει στην ελκυστικότητα αυτής της απόφασης. Άρα το εγχώριο έργο έχει μεγάλες προοπτικές. Θα ήθελα να ελπίζω ότι η βιομηχανία δεν θα μας απογοητεύσει και θα μπορέσει να παρέχει στους κατασκευαστές όλα τα απαραίτητα εξαρτήματα.

Το PD-14 είναι ένας κινητήρας πέμπτης γενιάς που συνδυάζει τις καλύτερες εγχώριες παραδόσεις με τα νέα αεροπορικά πρότυπα του 21ου αιώνα. Ένας κινητήρας turbojet είναι μια εξαιρετικά πολύπλοκη μηχανική συσκευή που απαιτεί πολύ σύνθετες σχεδιαστικές λύσεις. Για παράδειγμα, ένα πτερύγιο στροβίλου, και υπάρχουν περίπου 70 από αυτά σε στάδια, περιστρέφεται με συχνότητα 12 χιλιάδων στροφών ανά λεπτό και ασκείται από μια φυγόκεντρη δύναμη ίση με 18 τόνους ανάρτηση διώροφου λεωφορείου του Λονδίνου.

1. Ο πρώτος κινητήρας αεροσκαφών που δημιουργήθηκε στη Ρωσία μετά την κατάρρευση της ΕΣΣΔ

Έργο PD-14 - ΝΕΑ ΣΕΛΙΔΑστην ιστορία των κινητήρων παράκαμψης turbofan και της πρώτης εγχώριας εξέλιξης στον τομέα της κατασκευής πολιτικών κινητήρων τα τελευταία 29 χρόνια: η πρώτη πτήση του Il-76LL στο πλαίσιο του προγράμματος δοκιμών PS-90A πραγματοποιήθηκε στις 26 Δεκεμβρίου 1986.

Το PD-14 δημιουργείται με βάση μια ειδικά αναπτυγμένη μοναδική γεννήτρια αερίου, η οποία περιλαμβάνει τρία στοιχεία: έναν εξαιρετικά αποδοτικό συμπιεστή, έναν στρόβιλο υψηλής πίεσης και έναν θάλαμο καύσης χαμηλών εκπομπών. Η ενοποιημένη γεννήτρια αερίου PD-14 καθιστά δυνατή τη δημιουργία κινητήρων με ώθηση από 8 έως 18 τόνους.

2. Βασικός σχεδιασμός για την οικογένεια κινητήρων

Η οικογένεια κινητήρων που βασίζεται στο PD-14 θα καταστήσει δυνατό τον εξοπλισμό σχεδόν όλων των ρωσικών αεροσκαφών με σύγχρονες μονάδες παραγωγής ενέργειας: από το PD-7 για το Sukhoi Superjet 100 μικρών αποστάσεων έως το PD-18, το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί στο μακρινών αποστάσεων Il-96. Με βάση τη γεννήτρια αερίου PD-14, σχεδιάζεται να αναπτυχθεί ένας κινητήρας ελικοπτέρου PD-10V για να αντικαταστήσει το D-136 στο μεγαλύτερο ελικόπτερο στον κόσμο, το Mi-26. Ο ίδιος κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στο ρωσο-κινεζικό βαρύ ελικόπτερο, η ανάπτυξη του οποίου έχει ήδη ξεκινήσει. Με βάση τη γεννήτρια αερίου PD-14, μπορούν να δημιουργηθούν μονάδες άντλησης αερίου ή ακόμα και σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων με ισχύ από 8 έως 16 MW.

3. Αναπτύχθηκαν 16 νέες τεχνολογίες για το PD-14

Για το PD-14, με τον ηγετικό ρόλο του Central Institute of Aviation Engine Manufacturing (CIAM), του κορυφαίου ερευνητικού ινστιτούτου της βιομηχανίας, και του γραφείου σχεδιασμού Aviadvigatel, αναπτύχθηκαν 16 κρίσιμες τεχνολογίες: μονοκρυσταλλικά πτερύγια στροβίλων υψηλής πίεσης με πολλά υποσχόμενο σύστημα ψύξης, λειτουργικό σε θερμοκρασίες αερίου έως 2000 °K. μια κούφια λεπίδα ανεμιστήρα ευρείας χορδής από κράμα τιτανίου, χάρη στην οποία ήταν δυνατή η αύξηση της απόδοσης του σταδίου ανεμιστήρα κατά 5% σε σύγκριση με το PS-90. θάλαμος καύσης χαμηλών εκπομπών από διαμεταλλικό κράμα. ηχοαπορροφητικές κατασκευές από σύνθετα υλικά. κεραμικές επικαλύψεις σε θερμά άκρα μέρη. κούφια πτερύγια τουρμπίνας χαμηλής πίεσης κ.λπ.

4. Δημιουργήθηκαν 20 νέα υλικά για το έργο

Με τη συμμετοχή του Πανρωσικού Ινστιτούτου Αεροπορικών Υλικών (VIAM), αναπτύχθηκαν περίπου 20 νέα υλικά για το PD-14. Η χρήση σύνθετων υλικών στη σχεδίαση του κινητήρα και της ατράκτου του κινητήρα και των κοίλων λεπίδων ανεμιστήρα από τιτάνιο με ευρεία χορδή έχουν μειώσει σημαντικά το βάρος του κινητήρα. Το PD-14 κερδίζει λόγω των αναμφισβήτητων πλεονεκτημάτων του: μείωση της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου κατά 10-15%, μείωση του κόστους κύκλος ζωήςκατά 15-20%· Η λειτουργία του κινητήρα θα κοστίσει 14-17% λιγότερο από τα υπάρχοντα ανάλογα.

Αλλά η δημιουργία του υλικού είναι η μισή μάχη: η χρήση του σε κινητήρα πολιτικού αεροσκάφους απαιτεί πιστοποίηση σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα. Διαφορετικά, ο κινητήρας, όσο καλός κι αν είναι, δεν θα επιτρέπεται να πετάξει εκτός Ρωσίας. Οι κανόνες εδώ είναι πολύ αυστηροί γιατί μιλάμε για την ασφάλεια των ανθρώπων. Το ίδιο ισχύει και για τη διαδικασία κατασκευής κινητήρων: οι επιχειρήσεις του κλάδου απαιτούν πιστοποίηση σύμφωνα με τα πρότυπα του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Ασφάλειας της Αεροπορίας (EASA). Όλα αυτά θα μας αναγκάσουν να βελτιώσουμε τα πρότυπα παραγωγής. Η ανάπτυξη του ίδιου του PD-14 πραγματοποιήθηκε με τη χρήση νέας ψηφιακής τεχνολογίας, χάρη στην οποία το 7ο αντίγραφο του κινητήρα συναρμολογήθηκε στο Perm χρησιμοποιώντας τεχνολογία μαζικής παραγωγής, ενώ προηγουμένως παρήχθη μια πιλοτική παρτίδα σε ποσότητες έως και 35 αντιγράφων. Γενικά, το έργο PD-14 θα εξοικονομήσει περισσότερες από 10 χιλιάδες θέσεις εργασίας υψηλής εξειδίκευσης για τη Ρωσία.

5. Φιλικός προς το περιβάλλον και αθόρυβος κινητήρας αεροσκαφών

Η βελτιστοποίηση των παραμέτρων θερμοδυναμικού κύκλου, ο θάλαμος καύσης χαμηλών εκπομπών και η χαμηλή ειδική κατανάλωση καυσίμου κατέστησαν δυνατή την ελαχιστοποίηση των επιβλαβών εκπομπών στο PD-14. Τα επιτευχθέντα επίπεδα εκπομπών είναι 30-45% κάτω από τα καθιερωμένα πρότυπα.

Το PD-14 είναι ένας αθόρυβος κινητήρας. Η τρισδιάστατη αεροδυναμική μοντελοποίηση εξαρτημάτων, η αύξηση της αναλογίας παράκαμψης για μετάβαση στη ζώνη χαμηλής συχνότητας και η χρήση αποτελεσματικών συστημάτων καταστολής θορύβου τελευταίας γενιάς κατέστησαν δυνατή τη σημαντική μείωση του επιπέδου θορύβου. Οι δείκτες θορύβου υπερβαίνουν κατά σημαντικό περιθώριο τα πρότυπα του Διεθνούς Οργανισμού Πολιτικής Αεροπορίας.

6. Ο πρώτος ρωσικός κινητήρας αεροσκαφών 5ης γενιάς

Η πρόοδος στην κατασκευή κινητήρων αεροσκαφών χαρακτηρίζεται από πολλές παραμέτρους, αλλά η κύρια είναι η θερμοκρασία του αερίου μπροστά από τον στρόβιλο. Η μετάβαση σε κάθε νέα γενιά κινητήρων turbojet, και υπάρχουν πέντε από αυτούς συνολικά, χαρακτηρίστηκε από αύξηση αυτής της θερμοκρασίας κατά 100-200 βαθμούς.

Έτσι, στην 1η γενιά κινητήρων στα τέλη της δεκαετίας του 1940 η θερμοκρασία δεν ξεπέρασε τους 877 °C, στη 2η γενιά (δεκαετία 1950) ο αριθμός αυτός αυξήθηκε στους 977 °C, στην 3η γενιά (δεκαετία 1960) .) αυτή η παράμετρος αυξήθηκε στους 1176 °C για κινητήρες 4ης γενιάς (1970-1980), η θερμοκρασία του αερίου έφτασε τους 1376 °C. Τα πτερύγια τουρμπίνας κινητήρων 5ης γενιάς, τα πρώτα παραδείγματα των οποίων εμφανίστηκαν στη Δύση στα μέσα της δεκαετίας του 1990, λειτουργούν σε θερμοκρασία 1626 °C. Επί του παρόντος, μόνο το 15% των κινητήρων που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως είναι 5ης γενιάς.

7. Τεχνολογίες PD-14 - κρατικό μυστικό

Εκτός από τις εγχώριες εταιρείες, μόνο εταιρείες στις ΗΠΑ, τη Μεγάλη Βρετανία και τη Γαλλία διαθέτουν τεχνολογίες για τον πλήρη κύκλο δημιουργίας σύγχρονων κινητήρων turbojet. Δηλαδή, κράτη που παράγουν σύγχρονα αεροσκάφη κινητήρες turbojet, λιγότερο από χώρες με πυρηνικά όπλαή εκτόξευση δορυφόρων στο διάστημα. Για παράδειγμα, οι πολυετείς προσπάθειες της Κίνας δεν έχουν ακόμη οδηγήσει σε επιτυχία σε αυτόν τον τομέα. Οι Κινέζοι αντέγραψαν γρήγορα το ρωσικό μαχητικό Su-27, αλλά δεν μπόρεσαν ποτέ να αντιγράψουν τον κινητήρα του AL-31F. Η Κίνα εξακολουθεί να αναγκάζεται να αγοράσει αυτόν τον κινητήρα που δεν είναι πλέον ο πιο σύγχρονος κινητήρας από τη Ρωσία. Ως εκ τούτου, οι τεχνολογίες ανάπτυξης κινητήρων αεροσκαφών προστατεύονται ως το σημαντικότερο κρατικό μυστικό.

Όπως είναι γνωστό, η ρωσική βιομηχανία πολιτικής αεροπορίας βρέθηκε μέσα τις τελευταίες δεκαετίεςσε μια δύσκολη κατάσταση. Όχι, δεν έχουμε ξεχάσει πώς να φτιάχνουμε αεροπλάνα που πετούν. Ωστόσο, η παγκόσμια αγορά αεροπορικών μεταφορών απαιτεί εξοπλισμό που πληροί υψηλές επιχειρησιακές απαιτήσεις, ιδίως όσον αφορά την απόδοση, το επίπεδο θορύβου και τη φιλικότητα προς το περιβάλλον. Οι περισσότερες από αυτές τις απαιτήσεις έχουν σχεδιαστεί σε Σοβιετική εποχήτα επιβατικά αεροσκάφη δεν ταίριαζαν ή, εν πάση περιπτώσει, ήταν κατώτερα σε αυτούς τους δείκτες από ανταγωνιστές από τις Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

Το PD-14 είναι ένας κινητήρας με εξαιρετικά υψηλή αναλογία παράκαμψης (1:8,3). Αυτό γίνεται αντιληπτό ήδη από τον εντυπωσιακό ανεμιστήρα με διάμετρο 1,9 m Το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας θα καταναλώνει πολύ οικονομικά.

Δεν υπήρχε δικός μας

Η πρώτη προσπάθεια στη νέα Ρωσία να δημιουργήσει ένα ανταγωνιστικό προϊόν έγινε από την εταιρεία " Πολιτικά αεροσκάφη Sukhoi" με το Superjet 100. Οι δημιουργοί αυτού του τοπικού αεροσκάφους κατηγορήθηκαν συχνά για το γεγονός ότι, λένε, το αυτοκίνητο μπορεί να ονομαστεί ρωσικό μόνο υπό όρους - υπάρχουν πάρα πολλά εισαγόμενα εξαρτήματα σε αυτό. Πάρτε, για παράδειγμα, τους κινητήρες, οι οποίοι αποτελούν περίπου το ένα τρίτο της τιμής ενός αεροσκάφους. Το Superjet 100 είναι εξοπλισμένο με SaM-146 που παράγεται από κοινού από τη γαλλική εταιρεία Snecma και τη ρωσική NPO Saturn. Ωστόσο, το πιο περίπλοκο και ακριβό μέρος ενός κινητήρα turbofan είναι η γεννήτρια αερίου (συμπιεστές, θάλαμος καύσης, στρόβιλος υψηλής πίεσης) - μια λύση από έναν Γάλλο συνεργάτη. Και μόνο το "κρύο" μέρος - ο ανεμιστήρας και η τουρμπίνα χαμηλής πίεσης που τον περιστρέφει - αναπτύχθηκε στο Rybinsk στο NPO Saturn.

Η γόνδολα αναπτύχθηκε από την Aviadvigatel OJSC, δηλαδή τον ίδιο τον κατασκευαστή PD-14. Ενσωματώνει πολλές ενδιαφέρουσες λύσεις, ιδιαίτερα τη μοναδική σχεδίαση αντίστροφης όψης.

Με άλλα λόγια, την εποχή του σχεδιασμού του Superjet, η ρωσική βιομηχανία δεν είχε σχεδόν τίποτα να προσφέρει στους κατασκευαστές αεροσκαφών. Η Ρωσία δεν είχε δικό της ανταγωνιστικό κινητήρα για περιφερειακά αεροσκάφη. Όπως και πολλά άλλα πράγματα. Ωστόσο, σήμερα η κατάσταση έχει αλλάξει. Το νέο αεροσκάφος μεσαίων αποστάσεων MS-21 (πιθανή ονομασία στη σειρά Yak-242) θα εξαρτηθεί σε πολύ μικρότερο βαθμό από τη συνεργασία με ξένους προμηθευτές. Και παρόλο που, όπως συνηθίζεται, ο πελάτης του αεροσκάφους θα έχει το δικαίωμα επιλογής και θα μπορεί να προτιμήσει ένα εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής ξένης κατασκευής, θα υπάρχουν ρωσικοί κινητήρες για το MC-21. Πιο συγκεκριμένα, υπάρχουν ήδη.

Το PD-14 αναφέρεται σε κινητήρες turbofan στους οποίους οι ροές από τα δύο κυκλώματα δεν αναμειγνύονται. Ο αέρας από το δεύτερο "κρύο" κύκλωμα ρέει έξω από ένα ακροφύσιο με κυματιστά άκρα.

Παράμετροι παγκόσμιας κλάσης

Ο κινητήρας πέμπτης γενιάς PD-14 αναπτύχθηκε από την Aviadvigatel OJSC με έδρα το Perm. Βασίζεται σε μια ενοποιημένη γεννήτρια αερίου: έναν συμπιεστή 8 σταδίων, έναν θάλαμο καύσης χαμηλών εκπομπών και έναν στρόβιλο υψηλής πίεσης. Αυτή η γεννήτρια αερίου θα χρησιμοποιηθεί επίσης σε άλλους κινητήρες της οικογένειας PD με χαμηλότερη ή μεγαλύτερη ώση. Το PD-14 παράγει ώθηση 14 τόνων και η λειτουργία του δευτερεύοντος κυκλώματος παρέχεται από έναν ανεμιστήρα με κούφια πτερύγια ευρείας χορδής και έναν στρόβιλο χαμηλής πίεσης. Ο λόγος παράκαμψης κινητήρα είναι ο λόγος της ροής αέρα μέσω του εξωτερικού βρόχου προς τη ροή αέρα μέσω του εσωτερικού βρόχου και για τον κινητήρα PD-14 είναι ίσος με 8,3. Αυτός είναι ένας σύγχρονος δείκτης τόσο για εγχώριους κινητήρες turbofan όσο και για ξένους. Η υψηλή αναλογία παράκαμψης έχει ως αποτέλεσμα σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Σύμφωνα με τη δήλωση του προγραμματιστή PD-14, η μείωση της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου σε σύγκριση με τα σύγχρονα ανάλογα θα είναι 10-15%. Η δηλωμένη στάθμη θορύβου είναι 15−20 dB κάτω από τα πρότυπα που καθορίζονται από το 4ο πρότυπο ICAO και το επίπεδο εκπομπών επιβλαβών ουσιών NOx θα είναι 30% χαμηλότερο από τα πρότυπα του ICAO του 2008. Αυτό είναι σύμφωνο με τα σύγχρονα περιβαλλοντικά πρότυπα.

«Ξένος» κάτω από το φτερό

Ενώ το πρώτο μοντέλο πτήσης MS-21 μόλις κατασκευάζεται, το PD-14 ανεβαίνει στους ουρανούς. Είναι αναρτημένο από τον πυλώνα του ιπτάμενου εργαστηρίου Il-76 LL αντί για έναν από τους τέσσερις τυπικούς κινητήρες. Οι δοκιμές πραγματοποιούνται από δοκιμαστικούς πιλότους και μηχανικούς από το διάσημο Ινστιτούτο Δοκιμών Πτήσης (LII με το όνομα M.M. Gromov), μέρος της United Aircraft Corporation, καθώς και από εκπροσώπους του κατασκευαστή - Aviadvigatel OJSC. Είναι δύσκολο να συγχέουμε τον πειραματικό κινητήρα με τους τυπικούς κινητήρες Ilov, αφού οι διαστάσεις του ξεπερνούν αυτές του τυπικού D-30KP-2. Αρκεί να αναφέρουμε ότι μόνο η διάμετρος εισόδου του ανεμιστήρα είναι 1,9 m.

Ο Ανατόλι Ντμίτριεβιτς Κουλάκοφ, Αναπληρωτής Γενικός Διευθυντής του Ινστιτούτου Έρευνας Πτήσεων, μίλησε στο Popular Mechanics για τις τεχνολογίες προετοιμασίας και δοκιμής ενός πολλά υποσχόμενου ρωσικού κινητήρα. ΜΜ. Gromov για τη δοκιμή σταθμών παραγωγής ενέργειας. Όπως μάθαμε από τη συζήτησή μας, πριν ο κινητήρας μπορέσει να απογειωθεί στην πρώτη του πτήση, οι ειδικοί του ινστιτούτου έπρεπε να λύσουν πολλά περίπλοκα μηχανολογικά προβλήματα. Το πρώτο από αυτά ήταν η επιλογή ενός εργαστηρίου πτήσης (FL). Το LII έχει στη διάθεσή του αρκετά LL που δημιουργήθηκαν με βάση το αεροσκάφος Il-76, αλλά δεν μπορούν όλα να πραγματοποιήσουν δοκιμές του PD-14. Πολλά εξαρτώνται από τη μάζα του σταθμού παραγωγής ενέργειας (θα υποστηρίξει το φτερό το βάρος;) και την ώθηση που δημιουργεί το PD-14. Η επιλογή έπεσε στο Il-76 LL με ενισχυμένο φτερό, το οποίο μπορεί να φιλοξενήσει μια μονάδα παραγωγής ενέργειας βάρους έως και 9 τόνων και ώθηση κινητήρα έως 25.000 kgf. Ωστόσο, αυτό το αεροσκάφος συμμετείχε για τελευταία φορά σε δοκιμή το 1996. Στη συνέχεια, προσαρτήθηκε σε αυτό ένας μοναδικός κινητήρας έλικας-ανεμιστήρα D-27, που προοριζόταν για χρήση στο ουκρανο-ρωσικό αεροσκάφος An-70. Μετά από σχεδόν δύο δεκαετίες αδράνειας, χρειάστηκε να αποκατασταθεί η αξιοπλοΐα του IL-76 LL, για το οποίο καταρτίστηκε ειδικό πρόγραμμα με την ενεργό συμμετοχή της JSC AKB im. S.V. Ιλιουσίν». Σημαντικό μέρος του εξοπλισμού του βετεράνου αεροσκάφους, συμπεριλαμβανομένου του εξοπλισμού πτήσης και πλοήγησης, αντικαταστάθηκε και ελήφθησαν όλα τα απαραίτητα συμπεράσματα ότι το LL θα μπορούσε να απογειωθεί. Τι έπεται; Ανάρτηση του κινητήρα και έναρξη δοκιμών; Οχι! Δεν είναι τόσο απλό.

Στη φωτογραφία μπορείτε να δείτε έναν πολλά υποσχόμενο ρωσικό κινητήρα χωρίς ατράκτο.

Ο κινητήρας PD-14 είναι επίσης μοναδικός στο ότι για πρώτη φορά στην πρακτική της κατασκευής οικιακών κινητήρων, ο κατασκευαστής ανέπτυξε όχι μόνο τον ίδιο τον κινητήρα, αλλά και το κάλυμμα για αυτόν (συνήθως το κάλυμμα του κινητήρα κατασκευάζεται για έναν συγκεκριμένο κινητήρα από τον εταιρεία που δημιουργεί το αεροσκάφος). Έτσι, ο κινητήρας έχει ήδη μια βάση σχεδιασμένη για τον πυλώνα MS-21 και δεν ταιριάζει στο φτερό IL-76LL. Οι ειδικοί του LII έπρεπε να σχεδιάσουν έναν ειδικό διαχωριστή ισχύος - έναν προσαρμογέα μεταξύ των συνδέσεων του πυλώνα MS-21 και της πτέρυγας IL-76LL.

Αυτή η φωτογραφία δείχνει τη διαδικασία ανάρτησης μιας ατράκτου με κινητήρα από τον πυλώνα ενός ιπτάμενου εργαστηρίου. Για σύνδεση συνδετήρων ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΟΙ ΤΥΠΟΙΧρησιμοποιείται ειδικός μετασχηματιστής ρεύματος.

Πού να βάλετε την ενέργεια;

Το πιο σημαντικό μηχανολογικό πρόβλημα είναι ότι ο νέος κινητήρας δεν μπορεί να δοκιμαστεί υπό τον έλεγχο των τυπικών συστημάτων LL. Στο εργαστήριο, είναι απαραίτητο να αναδημιουργηθούν όλα τα συστήματα ελέγχου του πειραματικού σταθμού ηλεκτροπαραγωγής, παρόμοια με αυτά που θα χρησιμοποιηθούν στο MS-21, και επίσης να αναπαραχθούν αξιόπιστα όλα τα φορτία κάτω από τα οποία θα λειτουργεί ο κινητήρας. Για το σκοπό αυτό, πριν από τις δοκιμές, χρειάστηκε να σχεδιαστεί και να ενσωματωθεί όλος ο σχετικός εξοπλισμός στο ιπτάμενο εργαστήριο.

Ο κινητήρας όχι μόνο δημιουργεί ώθηση αεριωθουμένων, είναι η ενεργητική καρδιά του αεροσκάφους. Χρησιμοποιώντας έναν άξονα και ένα κιβώτιο ταχυτήτων, ο άξονας του στροβίλου υψηλής πίεσης συνδέεται με το CPSA (μονάδα κίνησης αεροσκάφους). Στο CPSA, η ροπή που μεταδίδεται εκεί «αποσυναρμολογείται» από ηλεκτρική γεννήτρια και υδραυλικές αντλίες. Οι κινητήρες απαιτούν πλέον όσο το δυνατόν περισσότερη ηλεκτρική ισχύ, ειδικά καθώς αρκετοί υδραυλικοί κινητήρες αντικαθίστανται από ηλεκτρικούς κινητήρες. Το IL-76LL είναι εξοπλισμένο με σύστημα απογείωσης ηλεκτρικής ισχύος. Η ισχύς που λαμβάνεται από τη γεννήτρια πραγματοποιείται σε ειδικούς θερμικούς ηλεκτρικούς φορτωτές (TEH), οι οποίοι εγκαθίστανται σε φέρινγκ που εμφυσούνται με εξωτερικό αέρα κατά τη διάρκεια της πτήσης.

Στο βάθος μπορείτε να δείτε τον κύριο πίνακα ελέγχου του πειραματικού κινητήρα: καθισμένος σε αυτόν τον πίνακα ελέγχου, ο κορυφαίος μηχανικός LII ελέγχει τις λειτουργίες PD-14 κατά τη δοκιμαστική πτήση. Πιο κοντά μας είναι οι χώροι εργασίας άλλων ειδικών που παρακολουθούν τις παραμέτρους λειτουργίας του κινητήρα.

Εκτός από τη ροπή, λαμβάνεται πεπιεσμένος αέρας από τον κινητήρα, ο οποίος εισέρχεται στα συστήματα του αεροσκάφους MC-21. Η δειγματοληψία αέρα γίνεται για διαφορετικούς σκοπούς σε πολλά σημεία της γεννήτριας αερίου. Για παράδειγμα, μετά το τρίτο στάδιο του συμπιεστή, αφαιρείται αέρας για τις ανάγκες κλιματισμού του θαλάμου επιβατών MS-21. Το ιπτάμενο εργαστήριο δεν διαθέτει σύστημα εξαγωγής αέρα με παραμέτρους του συστήματος κλιματισμού παρόμοιες με αυτές του MS-21, καθώς η εξαγωγή πεπιεσμένου αέρα είναι εξαγωγή ισχύος από τον κινητήρα, πράγμα που σημαίνει ότι κατά τη διάρκεια της δοκιμής πρέπει να εφαρμόζεται και αυτό το φορτίο. Το LL είναι επίσης γεμάτο με εξοπλισμό ελέγχου και μέτρησης. Κατά τη λειτουργία ενός σειριακού κινητήρα, η ενσωματωμένη παραμετρική συσκευή εγγραφής καταγράφει 30−40 παραμέτρους λειτουργίας της εγκατάστασης. Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, λαμβάνονται 1066 παράμετροι από έναν πειραματικό κινητήρα εξοπλισμένο με πολλούς αισθητήρες. Τα δεδομένα αποστέλλονται στον κεντρικό διακομιστή, στην κονσόλα του κορυφαίου μηχανικού στο χώρο αποσκευών του IL-76LL, στην οθόνη στο πιλοτήριο, μέσω ενός ραδιοφωνικού καναλιού στο σημείο ελέγχου εδάφους και απευθείας σε ειδικούς στο Perm, στην Aviadvigatel OJSC .

ΧΩΡΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣένας από τους μηχανικούς που συμμετείχαν στις δοκιμές και ένα ερμάριο με εξοπλισμό υπολογιστή που αναλύει τα δεδομένα χρησιμοποιώντας ειδικά ανεπτυγμένο λογισμικό.

Σόλο σε έναν κινητήρα

Όταν έρθει η ώρα να σηκωθεί το LL στον αέρα, οι πιο έμπειροι πιλότοι δοκιμών του LII που φέρουν το όνομά τους κάθονται στις θέσεις του πληρώματος πτήσης. ΜΜ. Γκρόμοβα. Στο χώρο αποσκευών, οι μηχανικοί δοκιμής καταλαμβάνουν θέσεις στις κονσόλες. Οι πιλότοι έχουν στη διάθεσή τους όλα τα συνήθη συστήματα ελέγχου για το αεροσκάφος Il-76LL και τους κινητήρες του. Και μόνο ο πειραματικός κινητήρας ελέγχεται από τον κορυφαίο μηχανικό δοκιμών από το LII. Δίπλα του στην κεντρική κονσόλα είναι ένας άλλος εκπρόσωπος της LII και ένας μηχανικός από τον προγραμματιστή PD-14. «Απογειωνόμαστε με τρεις κινητήρες χρησιμοποιώντας μια ειδική τεχνική, έτσι ώστε λόγω ασύμμετρης ώθησης το αεροπλάνο να μην πετάξει από τον διάδρομο προσγείωσης», λέει ο Alexander Krutov, Επίτιμος Πιλότος Δοκιμών, Ήρωας της Ρωσίας, Επικεφαλής της Σχολής Πιλότων Δοκιμών LII. — Σε αυτό το στάδιο της δοκιμής απογείωσης, ο πειραματικός κινητήρας λειτουργεί μόνο στο ρελαντί. Αρχικά, ζεσταίνουμε τους τρεις τυπικούς κινητήρες. Έπειτα βάζουμε τον δεύτερο κινητήρα, συμμετρικό με τον έμπειρο, σε χαμηλό γκάζι και ξεκινάμε σιγά σιγά την απογείωση. Θέσαμε τον 1ο και τον 4ο τυπικό κινητήρα σε λειτουργία απογείωσης. Στη συνέχεια, κατά τη διάρκεια της διαδρομής απογείωσης, φέρνουμε ομαλά τον 3ο στάνταρ κινητήρα σε λειτουργία απογείωσης. Απογειωνόμαστε στις τρεις και κερδίζουμε υψόμετρο. Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να αποφύγουμε επικίνδυνα σημεία καμπής κατά την απογείωση».

Αφού κέρδισε υψόμετρο, ο κορυφαίος μηχανικός δοκιμών, που έχει στη διάθεσή του τον μοχλό ελέγχου του πειραματικού κινητήρα εγκατεστημένο στην κύρια κονσόλα, ξεκινά απευθείας τις δοκιμές. Το πρώτο πρόγραμμα δοκιμών μηχανικής για το PD-14 έχει σχεδιαστεί μόνο για 12 ώρες πτήσης. Στο τέλος κάθε πτήσης, οι πληροφορίες που λαμβάνονται αναλύονται από ειδικούς του LII και οι εκπρόσωποι της Aviadvigatel OJSC επιθεωρούν προσεκτικά τα εξαρτήματα του κινητήρα, αξιολογούν την κατάστασή του και εξαλείφουν πιθανά ελαττώματα. Φυσικά, όλα δεν θα τελειώσουν με την πρώτη σειρά δοκιμαστικών πτήσεων. Ο κινητήρας θα αντιμετωπίσει νέες δοκιμές με βαριά φορτία, όπως σε συνθήκες μεγάλου υψομέτρου, ακραίας ζέστης και έντονο κρύο. Αλλά ήδη τώρα, σύμφωνα με τους ειδικούς του LII που συμμετέχουν στις δοκιμές, τα χαρακτηριστικά του κινητήρα PD-14 αντιστοιχούν στα υπολογισμένα δεδομένα σε αποδεδειγμένες λειτουργίες.

Στα τέλη του περασμένου έτους, ξεκίνησαν οι δοκιμές του νεότερου ρωσικού κινητήρα αεροσκαφών PD-14 στο ιπτάμενο εργαστήριο Il-76LL, το οποίο οι ειδικοί χαρακτήρισαν «ένα γεγονός εξαιρετικής σημασίας». Τι είναι μοναδικό σε αυτόν τον κινητήρα και γιατί ονομάστηκε ο πιο σημαντικός Ρωσικό έργοστον τομέα της πολιτικής αεροπορίας τα τελευταία 30 χρόνια; Επτά γεγονότα σχετικά με το PD-14 θα βοηθήσουν να διευκρινιστεί. Το PD-14 είναι ένας κινητήρας πέμπτης γενιάς που συνδυάζει τις καλύτερες εγχώριες παραδόσεις με τα νέα αεροπορικά πρότυπα του 21ου αιώνα.

Ένας κινητήρας turbojet είναι μια εξαιρετικά πολύπλοκη μηχανική συσκευή που απαιτεί πολύ σύνθετες σχεδιαστικές λύσεις. Για παράδειγμα, ένα πτερύγιο στροβίλου, και υπάρχουν περίπου 70 από αυτά σε στάδια, περιστρέφεται με συχνότητα 12 χιλιάδων στροφών ανά λεπτό και ασκείται από μια φυγόκεντρη δύναμη ίση με 18 τόνους ανάρτηση διώροφου λεωφορείου του Λονδίνου.

1. Ο πρώτος κινητήρας αεροσκαφών που δημιουργήθηκε στη Ρωσία μετά την κατάρρευση της ΕΣΣΔ

Το έργο PD-14 είναι μια νέα σελίδα στην ιστορία των κινητήρων παράκαμψης turbofan και η πρώτη εγχώρια εξέλιξη στον τομέα της κατασκευής πολιτικών κινητήρων τα τελευταία 29 χρόνια: πραγματοποιήθηκε η πρώτη πτήση του Il-76LL στο πλαίσιο του προγράμματος δοκιμών PS-90A θέση στις 26 Δεκεμβρίου 1986.

Το PD-14 δημιουργείται με βάση μια ειδικά αναπτυγμένη μοναδική γεννήτρια αερίου, η οποία περιλαμβάνει τρία στοιχεία: έναν εξαιρετικά αποδοτικό συμπιεστή, έναν στρόβιλο υψηλής πίεσης και έναν θάλαμο καύσης χαμηλών εκπομπών. Η ενοποιημένη γεννήτρια αερίου PD-14 καθιστά δυνατή τη δημιουργία κινητήρων με ώθηση από 8 έως 18 τόνους.

2. Βασικός σχεδιασμός για την οικογένεια κινητήρων

Η οικογένεια κινητήρων που βασίζεται στο PD-14 θα καταστήσει δυνατό τον εξοπλισμό σχεδόν όλων των ρωσικών αεροσκαφών με σύγχρονες μονάδες παραγωγής ενέργειας: από το PD-7 για το Sukhoi Superjet 100 μικρών αποστάσεων έως το PD-18, το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί στο μακρινών αποστάσεων Il-96. Με βάση τη γεννήτρια αερίου PD-14, σχεδιάζεται να αναπτυχθεί ένας κινητήρας ελικοπτέρου PD-10V για να αντικαταστήσει το D-136 στο μεγαλύτερο ελικόπτερο στον κόσμο, το Mi-26. Ο ίδιος κινητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στο ρωσο-κινεζικό βαρύ ελικόπτερο, η ανάπτυξη του οποίου έχει ήδη ξεκινήσει. Με βάση τη γεννήτρια αερίου PD-14, μπορούν να δημιουργηθούν μονάδες άντλησης αερίου ή ακόμα και σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αεριοστροβίλων με ισχύ από 8 έως 16 MW.

3. Αναπτύχθηκαν 16 νέες τεχνολογίες για το PD-14

Για το PD-14, με τον ηγετικό ρόλο του Central Institute of Aviation Engine Manufacturing (CIAM), του κορυφαίου ερευνητικού ινστιτούτου της βιομηχανίας, και του γραφείου σχεδιασμού Aviadvigatel, αναπτύχθηκαν 16 κρίσιμες τεχνολογίες: μονοκρυσταλλικά πτερύγια στροβίλων υψηλής πίεσης με πολλά υποσχόμενο σύστημα ψύξης, λειτουργικό σε θερμοκρασίες αερίου έως 2000 °K. μια κούφια λεπίδα ανεμιστήρα ευρείας χορδής από κράμα τιτανίου, χάρη στην οποία ήταν δυνατή η αύξηση της απόδοσης του σταδίου ανεμιστήρα κατά 5% σε σύγκριση με το PS-90. θάλαμος καύσης χαμηλών εκπομπών από διαμεταλλικό κράμα. ηχοαπορροφητικές κατασκευές από σύνθετα υλικά. κεραμικές επικαλύψεις σε θερμά άκρα μέρη. κούφια πτερύγια τουρμπίνας χαμηλής πίεσης κ.λπ.

4. Δημιουργήθηκαν 20 νέα υλικά για το έργο

Με τη συμμετοχή του Πανρωσικού Ινστιτούτου Αεροπορικών Υλικών (VIAM), αναπτύχθηκαν περίπου 20 νέα υλικά για το PD-14. Η χρήση σύνθετων υλικών στη σχεδίαση του κινητήρα και της ατράκτου του κινητήρα και των κοίλων λεπίδων ανεμιστήρα από τιτάνιο με ευρεία χορδή έχουν μειώσει σημαντικά το βάρος του κινητήρα. Το PD-14 κερδίζει χάρη στα αναμφισβήτητα πλεονεκτήματά του: μείωση της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου κατά 10–15%, μείωση του κόστους του κύκλου ζωής κατά 15–20%. Η λειτουργία του κινητήρα θα κοστίσει 14–17% λιγότερο από τα υπάρχοντα ανάλογα.

Αλλά η δημιουργία του υλικού είναι η μισή μάχη: η χρήση του σε κινητήρα πολιτικού αεροσκάφους απαιτεί πιστοποίηση σύμφωνα με τα διεθνή πρότυπα. Διαφορετικά, ο κινητήρας, όσο καλός κι αν είναι, δεν θα επιτρέπεται να πετάξει εκτός Ρωσίας. Οι κανόνες εδώ είναι πολύ αυστηροί γιατί μιλάμε για την ασφάλεια των ανθρώπων. Το ίδιο ισχύει και για τη διαδικασία κατασκευής κινητήρων: οι επιχειρήσεις του κλάδου απαιτούν πιστοποίηση σύμφωνα με τα πρότυπα του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Ασφάλειας της Αεροπορίας (EASA). Όλα αυτά θα μας αναγκάσουν να βελτιώσουμε τα πρότυπα παραγωγής. Η ανάπτυξη του ίδιου του PD-14 πραγματοποιήθηκε με τη χρήση νέας ψηφιακής τεχνολογίας, χάρη στην οποία το 7ο αντίγραφο του κινητήρα συναρμολογήθηκε στο Perm χρησιμοποιώντας τεχνολογία μαζικής παραγωγής, ενώ προηγουμένως παρήχθη μια πιλοτική παρτίδα σε ποσότητες έως και 35 αντιγράφων. Γενικά, το έργο PD-14 θα εξοικονομήσει περισσότερες από 10 χιλιάδες θέσεις εργασίας υψηλής εξειδίκευσης για τη Ρωσία.

5. Φιλικός προς το περιβάλλον και αθόρυβος κινητήρας αεροσκαφών

Η βελτιστοποίηση των παραμέτρων θερμοδυναμικού κύκλου, ο θάλαμος καύσης χαμηλών εκπομπών και η χαμηλή ειδική κατανάλωση καυσίμου κατέστησαν δυνατή την ελαχιστοποίηση των επιβλαβών εκπομπών στο PD-14. Τα επιτευχθέντα επίπεδα εκπομπών είναι 30–45% κάτω από τα καθιερωμένα πρότυπα.

Το PD-14 είναι ένας αθόρυβος κινητήρας. Η τρισδιάστατη αεροδυναμική μοντελοποίηση εξαρτημάτων, η αύξηση της αναλογίας παράκαμψης για μετάβαση στη ζώνη χαμηλής συχνότητας και η χρήση αποτελεσματικών συστημάτων καταστολής θορύβου τελευταίας γενιάς κατέστησαν δυνατή τη σημαντική μείωση του επιπέδου θορύβου. Οι δείκτες θορύβου υπερβαίνουν κατά σημαντικό περιθώριο τα πρότυπα του Διεθνούς Οργανισμού Πολιτικής Αεροπορίας.

6. Ο πρώτος ρωσικός κινητήρας αεροσκαφών 5ης γενιάς

Η πρόοδος στην κατασκευή κινητήρων αεροσκαφών χαρακτηρίζεται από πολλές παραμέτρους, αλλά η κύρια είναι η θερμοκρασία του αερίου μπροστά από τον στρόβιλο. Η μετάβαση σε κάθε νέα γενιά κινητήρων turbojet, και υπάρχουν πέντε από αυτούς συνολικά, χαρακτηρίστηκε από αύξηση αυτής της θερμοκρασίας κατά 100-200 βαθμούς.

Έτσι, στην 1η γενιά κινητήρων στα τέλη της δεκαετίας του 1940 η θερμοκρασία δεν ξεπέρασε τους 877 °C, στη 2η γενιά (δεκαετία 1950) ο αριθμός αυτός αυξήθηκε στους 977 °C, στην 3η γενιά (δεκαετία 1960) .) αυτή η παράμετρος αυξήθηκε στους 1176 °C για κινητήρες 4ης γενιάς (1970–1980), η θερμοκρασία του αερίου έφτασε τους 1376 °C. Τα πτερύγια τουρμπίνας κινητήρων 5ης γενιάς, τα πρώτα παραδείγματα των οποίων εμφανίστηκαν στη Δύση στα μέσα της δεκαετίας του 1990, λειτουργούν σε θερμοκρασία 1626 °C. Επί του παρόντος, μόνο το 15% των κινητήρων που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως είναι 5ης γενιάς.

7. Τεχνολογίες PD-14 – κρατικό μυστικό

Εκτός από τις εγχώριες εταιρείες, μόνο εταιρείες στις ΗΠΑ, τη Μεγάλη Βρετανία και τη Γαλλία διαθέτουν τεχνολογίες για τον πλήρη κύκλο δημιουργίας σύγχρονων κινητήρων turbojet. Δηλαδή, υπάρχουν λιγότερες χώρες που παράγουν σύγχρονους αεροκινητήρες στροβιλοτζετ από τις χώρες που διαθέτουν πυρηνικά όπλα ή εκτοξεύουν δορυφόρους στο διάστημα. Για παράδειγμα, οι πολυετείς προσπάθειες της Κίνας δεν έχουν ακόμη οδηγήσει σε επιτυχία σε αυτόν τον τομέα. Οι Κινέζοι αντέγραψαν γρήγορα το ρωσικό μαχητικό Su-27, αλλά δεν μπόρεσαν ποτέ να αντιγράψουν τον κινητήρα του AL-31F. Η Κίνα εξακολουθεί να αναγκάζεται να αγοράσει αυτόν τον κινητήρα που δεν είναι πλέον ο πιο σύγχρονος κινητήρας από τη Ρωσία. Ως εκ τούτου, οι τεχνολογίες ανάπτυξης κινητήρων αεροσκαφών προστατεύονται ως το σημαντικότερο κρατικό μυστικό.

Η ανάπτυξη του βασικού κινητήρα διεγείρει την ανάπτυξη της εγχώριας βιομηχανίας και επιστήμης

Ο στόχος του έργου «PD-14 Engine for the MS-21 Aircraft» είναι η δημιουργία μιας οικογένειας εμπορικών κινητήρων για αεροσκάφη μικρών και μεσαίων αποστάσεων με χωρητικότητα επιβατών από 130 έως 180 θέσεις. Οι κινητήρες αυτής της πολλά υποσχόμενης οικογένειας πρέπει να ανταγωνίζονται τους ξένους αναλόγους όσον αφορά τα τεχνικά χαρακτηριστικά και την οικονομική απόδοση.

Ο κύριος στόχος του έργου είναι να εξαλειφθεί η τεχνολογική υστέρηση της Ρωσίας στην κατασκευή κινητήρων αεριοστροβίλου στο συντομότερο δυνατό χρονικό διάστημα. Επιπλέον, κατά την εφαρμογή του επιλύονται οι ακόλουθες εργασίες: