Nouveau moteur russe PD 14

26.09.2019

Faire attention à dernières nouvellesà propos du moteur PD-14, nous pouvons conclure que la création d'un tout nouveau turboréacteur russe a atteint la ligne d'arrivée. Selon les experts, ce projet particulier aidera les concepteurs d'avions nationaux à entrer sur le marché mondial de la construction aéronautique.

Moteur d'avion PD-14

Actuellement, les développeurs, représentés par l'usine automobile de Perm, ont réussi à terminer la première phase d'essais en vol et à mettre fin au deuxième cycle d'essais. Cet événement peut être considéré comme très significatif, car il est fort possible que dans les années à venir la production lourde russe atteigne nouveau niveau. Et c'est ce moteur d'avion qui mérite une attention particulière.

En commençant à produire en série des groupes motopropulseurs pour avions, les constructeurs aéronautiques nationaux pourront économiser beaucoup Argent. En effet, à l'heure actuelle, des moteurs d'avion dans diverses configurations sont achetés auprès de partenaires étrangers afin que les concepteurs russes puissent équiper à la fois les avions de passagers et les avions cargo d'une telle installation. Compte tenu des statistiques, pour équiper 45 avions, 40 doivent être achetés à l'étranger et seulement 5 sont produits par des constructeurs nationaux.

Création de moteur

Pour effectuer le deuxième test en vol du moteur PD-14, l'unité a été installée sur l'avion MS-21. La tournée d'essais s'est terminée avec succès ; les experts ont clairement noté les excellentes caractéristiques techniques du moteur PD-14.

Le deuxième niveau de l'expérience était censé aider à répondre à la question concernant le fonctionnement de l'unité à une altitude et une vitesse maximale significatives, afin que les experts puissent faire une comparaison avec des analogues étrangers. La centrale électrique, créée par des concepteurs russes, a fait face à sa tâche « à merveille ».

Les experts ont noté non seulement l'assemblage fiable et de haute qualité de l'unité, mais également Technologies les plus récentes, utilisé dans la création du turboréacteur à dérivation PD-14. L'assemblage du groupe motopropulseur russe, qui sera ensuite utilisé pour équiper les navires à passagers et les cargos, n'a pas posé de difficultés particulières, puisque des spécialistes hautement professionnels de plusieurs sociétés unifiées de construction de moteurs de Russie ont participé au processus de création directe.

Moteur d'avion universel

Selon les experts, la production du PD-14 accélérera à plusieurs reprises le développement de la construction aéronautique nationale, tant en ce qui concerne la création d'avions de ligne long-courriers que moyen-courriers. Après tout, si auparavant des groupes motopropulseurs fabriqués par des constructeurs étrangers étaient utilisés pour équiper des avions nationaux, il sera désormais possible d'utiliser à ces fins des moteurs russes, dont les caractéristiques de performance ne sont en aucun cas inférieures à celles de leurs homologues étrangers.

Le moteur d'avion PD-14 est fabriqué sous une forme unifiée, ce qui permettra d'équiper de cette installation presque tous les modèles d'avions de passagers et de transport fabriqués par les constructeurs russes. Il est prévu d'équiper les modèles d'avions suivants de ce moteur d'une puissance de poussée de 14 tonnes :

avions de ligne modèles MS-21-200, 300 et 400 ;
les navires militaires Il-214 et Il-76 ;
Le moteur PD-18, qui fournit une poussée plus puissante, jusqu'à 18 tonnes, est recommandé par les experts pour équiper l'avion de ligne Tu-124.

Les concepteurs prévoient de créer une nouvelle unité pouvant être installée sur un modèle lourd de l'hélicoptère de transport Mi-26 au lieu de l'unité D-136 fabriquée par les avionneurs ukrainiens.

Considérant que l'utilisation attendue des moteurs PD est assez étendue, la production en série de ces unités, selon les analystes, permettra de récupérer facilement les coûts importants alloués au projet appelé «PD-14». Selon des calculs préliminaires, le volume approximatif des investissements en espèces est d'environ 70 milliards de roubles..

Tableau des moteurs TX PD

TX de la nouvelle unité

Jusqu'à récemment, les concepteurs russes fabriquaient un moteur d'avion appelé PS-90A.

Les caractéristiques techniques du moteur PD-14 sont à bien des égards supérieures à celles de son prédécesseur, ce qui, à son tour, contribuera à augmenter plusieurs fois la durée de vie de l'avion, sur lequel la centrale électrique la plus récente sera installée. Voyons comment améliorer les performances du navire de transport militaire Il-76 après l'avoir équipé d'un nouveau moteur :

La portée de vol d'un avion avec une charge d'environ 60 tonnes passera à 4,8 mille kilomètres, au lieu des 4 mille précédents.
Sans charge supplémentaire, la portée de vol passera de 9,6 mille km à 10,9 mille km.
La consommation de carburant par kilomètre estimé diminuera d'environ 13 %.

Compte tenu des améliorations ci-dessus, le coût total des tarifs de transport de marchandises peut être réduit d'environ 9 à 10 %.

L'installation du PD-14 fournira à l'avion de ligne les éléments suivants :

la vitesse maximale passera à 800 km/h ;
la portée de vol sera de 2 000 km à charge maximale ;
lors d'un vol en ferry, la portée de vol sera d'environ 7 000 km.

En résumé, nous pouvons arriver à la conclusion suivante : en dernières années L'industrie aéronautique russe a commencé nouvelle étape sa croissance et son développement. Et la création d'un nouveau moteur PD-14 contribuera sans aucun doute à faire une percée confiante.

Modèle du moteur PD-14 / Photo : avid.ru

Le 30 octobre 2015, les tests du nouveau moteur d'avion russe PD-14 ont commencé sur le laboratoire volant Il-76LL. Il s’agit d’un événement d’une importance exceptionnelle. 10 faits intéressants sur turboréacteurs en général et sur le PD-14 en particulier.

1. Réalisation de l'humanité

Le turboréacteur (TRE) est l'une des principales réalisations techniques de l'humanité, qui peut être mise sur un pied d'égalité avec l'invention de la roue, de la voile, de la machine à vapeur, du moteur combustion interne, moteur de fusée et réacteur nucléaire. C'est grâce au turboréacteur que notre planète est soudainement devenue petite et confortable. N’importe qui peut atteindre confortablement et en toute sécurité son coin le plus reculé en quelques heures.

Selon les statistiques, seul un vol sur 8 millions se termine par un accident avec perte de vie. Même si vous embarquiez quotidiennement sur un vol au hasard, il vous faudrait 21 000 ans pour mourir dans un accident d’avion. Selon les statistiques, marcher est bien plus dangereux que voler. Et tout cela est dû en grande partie à l’incroyable fiabilité des moteurs d’avions modernes.

2. Un miracle de la technologie

Mais un turboréacteur est un dispositif extrêmement complexe. Sa turbine fonctionne dans les conditions les plus difficiles. Son élément le plus important est la pale, à l'aide de laquelle l'énergie cinétique du flux de gaz est convertie en énergie mécanique de rotation. Une pale, et il y en a environ 70 dans chaque étage d'une turbine d'avion, développe une puissance égale à la puissance d'un moteur de voiture de Formule 1, et à une vitesse de rotation d'environ 12 000 tours par minute, une force centrifuge égale à 18 tonnes agissent sur lui, ce qui équivaut à la charge sur la suspension d'un bus londonien à deux étages.

Schéma du moteur PD-14 / Image : vtbrussia.ru

Mais ce n'est pas tout. La température du gaz avec lequel la lame entre en contact est presque la moitié de la température à la surface du Soleil. Cette valeur est supérieure de 200 °C au point de fusion du métal à partir duquel la lame est fabriquée. Imaginez ce problème : il faut empêcher un glaçon de fondre dans un four chauffé à 200 °C. Les concepteurs parviennent à résoudre le problème du refroidissement de la pale à l'aide de canaux d'air internes et de revêtements spéciaux. Il n'est pas surprenant qu'une spatule coûte huit fois plus cher que l'argent. Pour créer justement cette petite pièce qui tient dans la paume de la main, il est nécessaire de développer plus d’une douzaine de technologies complexes. Et chacune de ces technologies est protégée comme le secret d’État le plus important.

3. Les technologies TRD sont plus importantes que les secrets atomiques

Outre les entreprises nationales, seules les entreprises américaines (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), anglaises (Rolls-Royce) et françaises (Snecma) possèdent des technologies pour le cycle complet de création de turboréacteurs modernes. Autrement dit, il y a moins de pays produisant des turboréacteurs d’aviation modernes que de pays possédant armes nucléaires ou lancer des satellites dans l’espace. Les efforts déployés par la Chine depuis des décennies, par exemple, n’ont jusqu’à présent pas abouti dans ce domaine. Les Chinois ont rapidement copié et équipé propres systèmes Chasseur russe Su-27, le libérant sous le symbole J-11. Cependant, ils n'ont jamais pu copier son moteur AL-31F, la Chine est donc toujours obligée d'acheter à la Russie ce turboréacteur qui n'est plus le plus moderne.

4. PD-14 - le premier moteur d'avion domestique de la 5ème génération

Les progrès dans la fabrication des moteurs d’avion sont caractérisés par plusieurs paramètres, mais l’un des principaux est la température des gaz à l’avant de la turbine. Le passage à chaque nouvelle génération de turboréacteurs, et il y en a cinq au total, s'est caractérisé par une augmentation de cette température de 100 à 200 degrés. Ainsi, la température des gaz des turboréacteurs de 1ère génération, apparus à la fin des années 40, ne dépassait pas 1150 °K, dans la 2ème génération (années 1950) ce chiffre passait à 1250 °K, dans la 3ème génération (années 1960) ce paramètre s'élève à 1 450 °K ; pour les moteurs de la 4ème génération (1970-1980), la température des gaz atteint 1 650 °K. Les aubes de turbine des moteurs de 5ème génération, dont les premiers exemplaires sont apparus en Occident au milieu des années 90, fonctionnent à une température de 1900 °K. Actuellement, seuls 15 % des moteurs utilisés dans le monde sont de 5e génération.

Une pale de turbine d’avion produit une puissance égale à celle d’un moteur de voiture de Formule 1.

L'augmentation de la température des gaz, ainsi que de nouveaux schémas de conception, principalement à double circuit, ont permis de réaliser des progrès impressionnants au cours des 70 années de développement des turboréacteurs. Par exemple, le rapport entre la poussée du moteur et son poids a augmenté de 5 fois pendant cette période et a atteint 10 pour les modèles modernes. Le degré de compression de l'air dans le compresseur a augmenté de 10 fois : de 5 à 50, tandis que le nombre d'étages du compresseur a diminué de moitié - en moyenne de 20 à 10. La consommation spécifique de carburant des turboréacteurs modernes a été réduite de moitié par rapport aux moteurs de 1ère génération. Tous les 15 ans, le volume du trafic passagers dans le monde double tandis que la consommation totale de carburant de la flotte aérienne mondiale reste quasiment inchangée.

Le PD-14 a été développé pour l'avion moyen-courrier russe MS-21 / Photo : PJSC "UAC"

Actuellement, la Russie produit le seul moteur d'avion civil de 4e génération, le PS-90. Si l'on compare le PD-14 avec celui-ci, alors les deux moteurs ont des poids similaires (2950 kg pour la version de base PS-90A et 2870 kg pour le PD-14), des dimensions (le diamètre du ventilateur pour les deux est de 1,9 m), un taux de compression (35,5 et 41) et poussée au décollage (16 et 14 tf).

Dans le même temps, le compresseur haute pression PD-14 se compose de 8 étages et le PS-90 de 13 avec un taux de compression total inférieur. Le taux de dilution du PD-14 est deux fois plus élevé (4,5 pour le PS-90 et 8,5 pour le PD-14) avec le même diamètre de ventilateur. En conséquence, la consommation spécifique de carburant en vol de croisière du PD-14 diminuera, selon les estimations préliminaires, de 15 % par rapport aux moteurs existants : à 0,53-0,54 kg/(kgf h) contre 0,595 kg/(kgf h). ) au PS-90.

5. Le PD-14 est le premier moteur d'avion créé en Russie après l'effondrement de l'URSS

Lorsque Vladimir Poutine a félicité les spécialistes russes pour le début des tests du PD-14, il a déclaré : dernière fois un événement similaire s'est produit dans notre pays il y a 29 ans. Très probablement, cela signifiait le 26 décembre 1986, date à laquelle le premier vol de l'Il-76LL a eu lieu dans le cadre du programme d'essai PS-90A.

L’Union soviétique était une grande puissance aérienne. Dans les années 1980, huit puissants bureaux de conception de moteurs d’avion opéraient en URSS. Souvent, les entreprises se faisaient concurrence, car il existait une pratique consistant à confier la même tâche à deux bureaux d'études. Hélas, les temps ont changé. Après l’effondrement des années 1990, toutes les forces de l’industrie ont dû se rassembler pour mettre en œuvre le projet de création d’un moteur moderne. En fait, la création en 2008 de la United Engine Corporation (UEC), avec de nombreuses entreprises dont VTB Bank coopère activement, visait à créer une organisation capable non seulement de préserver les compétences du pays dans la construction de turbines à gaz, mais également de rivaliser avec les leaders mondiaux. entreprises leaders.

Le maître d'œuvre du projet PD-14 est le bureau de conception Aviadvigatel (Perm), qui a d'ailleurs également développé le PS-90. La production en série est organisée à l'usine automobile de Perm, mais les pièces et composants seront fabriqués dans tout le pays. La coopération implique l'Ufa Engine Production Association (UMPO), NPO Saturn (Rybinsk), NPCG Salyut (Moscou), Metallist-Samara et bien d'autres.

6. PD-14 - moteur pour avions long-courriers du 21e siècle

L’avion à moyen rayon d’action Tu-154 est l’un des projets les plus réussis dans le domaine de l’aviation civile de l’URSS. Produit à raison de 1026 pièces, il de longues années constituait la base de la flotte d'Aeroflot. Hélas, le temps passe et ce travailleur acharné ne répond plus aux exigences modernes ni en termes d'efficacité ni d'écologie (bruit et émissions nocives). La principale faiblesse du Tu-154 réside dans les moteurs D-30KU de 3ème génération avec une consommation spécifique de carburant élevée (0,69 kg/(kgf·h).

Il y a moins de pays produisant des turboréacteurs modernes que de pays possédant des armes nucléaires.

Le Tu-204 de moyenne portée, qui a remplacé le Tu-154 par des moteurs PS-90 de 4e génération, dans les conditions de l'effondrement du pays et du marché libre, n'a pas pu résister à la concurrence des constructeurs étrangers, même dans la lutte pour l'air intérieur. transporteurs. Parallèlement, le segment des avions moyen-courriers à fuselage étroit, dominé par les Boeing 737 et Airbus 320 (rien qu'en 2015, 986 d'entre eux ont été livrés à des compagnies aériennes du monde entier), est le plus répandu et sa présence est nécessaire. condition nécessaire à la préservation de l’industrie aéronautique civile nationale. Ainsi, au début des années 2000, un besoin urgent a été identifié pour créer un turboréacteur compétitif de nouvelle génération pour un avion moyen-courrier de 130 à 170 sièges. Un tel avion devrait être le MS-21 (Mainline Aircraft of the 21st Century), développé par United Aircraft Corporation. La tâche est incroyablement difficile, car non seulement le Tu-204, mais aucun autre avion au monde ne pourrait résister à la concurrence de Boeing et d'Airbus. C'est pour le MS-21 que le PD-14 est en cours de développement. Le succès de ce projet s’apparente à un miracle économique, mais de telles entreprises constituent le seul moyen pour l’économie russe de sortir de l’aiguille du pétrole.

7. PD-14 - conception de base pour une famille de moteurs

Les lettres « PD » signifient moteur avancé et le chiffre 14 signifie poussée en tonne-force. Le PD-14 est le moteur de base de la famille des turboréacteurs avec une poussée de 8 à 18 tf. L'idée commerciale du projet est que tous ces moteurs sont créés sur la base d'un générateur de gaz unifié haut degré la perfection. Le générateur de gaz est le cœur d'un turboréacteur, composé d'un compresseur haute pression, d'une chambre de combustion et d'une turbine. Ce sont les technologies de fabrication de ces composants, principalement la partie dite chaude, qui sont cruciales.

Le 30 octobre 2015, les tests du nouveau moteur d'avion russe PD-14 ont commencé sur le laboratoire volant Il-76LL / Photo : Aviadvigatel OJSC

La famille de moteurs basée sur le PD-14 permettra d'équiper presque tous les avions russes de centrales électriques modernes : du PD-7 pour le Sukhoi Superjet 100 court-courrier au PD-18, qui peut être installé sur le le fleuron de l'industrie aéronautique russe, l'Il-96 long-courrier. Sur la base du générateur de gaz PD-14, il est prévu de développer un moteur d'hélicoptère PD-10V pour remplacer le D-136 ukrainien sur le plus grand hélicoptère Mi-26 au monde. Le même moteur peut également être utilisé sur l’hélicoptère lourd russo-chinois, dont le développement a déjà commencé. Sur la base du générateur de gaz PD-14, des installations de pompage de gaz et des centrales électriques à turbine à gaz d'une capacité de 8 à 16 MW, si nécessaires à la Russie, peuvent être créées.

8. PD-14, c'est 16 technologies critiques

Pour le PD-14, avec le rôle de premier plan de l'Institut central de fabrication de moteurs d'aviation (CIAM), le principal institut de recherche de l'industrie et du bureau de conception Aviadvigatel, 16 technologies critiques ont été développées : des aubes de turbine monocristallines à haute pression avec un rendement prometteur système de refroidissement, une pale de ventilateur creuse à large corde en alliage de titane, grâce à laquelle on a réussi à augmenter l'efficacité de l'étage de ventilateur de 5% par rapport au PS-90, une chambre de combustion à faibles émissions en alliage intermétallique, sonore -des structures absorbantes en matériaux composites, des revêtements céramiques sur les parties chaudes, des aubes creuses de turbine basse pression, etc.

Le PD-14 continuera d'être amélioré. Au MAKS 2015, on pouvait déjà voir le prototype d'une pale de ventilateur à large corde en fibre de carbone, créé au CIAM, dont la masse représente 65 % de la masse de la pale creuse en titane actuellement utilisée. Sur le stand du CIAM, on pouvait également voir un prototype de la boîte de vitesses censée être équipée de la modification du PD-18R. La boîte de vitesses vous permettra de réduire la vitesse du ventilateur, grâce à quoi, non liée à la vitesse de la turbine, elle fonctionnera dans un mode plus efficace. Il est prévu que la température des gaz devant la turbine augmente de 50 °K. Cela augmentera la poussée du PD-18R à 20 tf et réduira la consommation spécifique de carburant de 5 % supplémentaires.

9. PD-14, c'est 20 nouveaux matériaux

Lors de la création du PD-14, les développeurs se sont appuyés dès le début sur matériaux domestiques. Il était clair qu’en aucun cas les entreprises russes n’auraient accès à de nouveaux matériaux fabriqués à l’étranger. Ici, l'Institut panrusse des matériaux aéronautiques (VIAM) a joué un rôle de premier plan, avec la participation duquel environ 20 nouveaux matériaux ont été développés pour le PD-14.

Mais créer le matériel représente la moitié de la bataille. Parfois, les métaux russes sont de qualité supérieure aux métaux étrangers, mais leur utilisation dans un moteur d'avion civil nécessite une certification selon les normes internationales. Sinon, le moteur, aussi performant soit-il, ne sera pas autorisé à voler en dehors de la Russie. Les règles ici sont très strictes car il s'agit de la sécurité des personnes. Il en va de même pour le processus de fabrication des moteurs : les entreprises du secteur exigent une certification selon les normes de l'Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA). Tout cela nous obligera à améliorer les normes de production et il est nécessaire de rééquiper l’industrie pour s’adapter aux nouvelles technologies. Le développement du PD-14 lui-même a eu lieu à l'aide d'une nouvelle technologie numérique, grâce à laquelle le 7ème exemplaire du moteur a été assemblé à Perm en utilisant une technologie de production de masse, alors qu'auparavant un lot pilote était produit en quantités allant jusqu'à 35 exemplaires.

Le développement d'un moteur moderne prend 1,5 à 2 fois plus de temps que le développement d'un avion

Le PD-14 devrait amener l’ensemble de l’industrie à un nouveau niveau. Que puis-je dire, même le laboratoire volant Il-76LL, après plusieurs années d'inactivité, avait besoin d'être modernisé en équipement. Des travaux ont également été trouvés pour les stands uniques CIAM, qui permettent de simuler les conditions de vol au sol. En général, le projet PD-14 permettra de sauvegarder plus de 10 000 emplois hautement qualifiés pour la Russie.

10. PD-14 est le premier moteur national qui concurrence directement son homologue occidental

Le développement d'un moteur moderne prend 1,5 à 2 fois plus de temps que le développement d'un avion. Malheureusement, les avionneurs sont confrontés à une situation où le moteur n'a pas le temps de commencer à tester l'avion auquel il est destiné. Le déploiement du premier exemplaire du MS-21 aura lieu début 2016 et les tests du PD-14 viennent de commencer. Certes, le projet prévoyait dès le début une alternative : les clients du MS-21 peuvent choisir entre le PD-14 et le PW1400G de Pratt & Whitney. C'est avec le moteur américain que le MC-21 effectuera son premier vol, et c'est avec lui que le PD-14 devra rivaliser pour une place sous l'aile.

Les pales de ventilateur creuses en titane à larges cordes sont l'une des technologies critiques du PD-14 / Photo : Ramil Sitdikov

Par rapport à son concurrent, le PD-14 est quelque peu inférieur en efficacité, mais il est plus léger, a un diamètre nettement plus petit (1,9 m contre 2,1) et donc moins de résistance. Et encore une caractéristique : les spécialistes russes ont délibérément opté pour une certaine simplification de la conception. Le PD-14 de base n'utilise pas de boîte de vitesses dans l'entraînement du ventilateur, ni de buse réglable du circuit externe ; il a une température de gaz plus basse devant la turbine, ce qui facilite l'obtention de la fiabilité et de la durée de vie. indicateurs. Par conséquent, le moteur PD-14 est moins cher et, selon des estimations préliminaires, nécessitera des coûts d'entretien et de réparation inférieurs. D'ailleurs, dans le contexte de la baisse des prix du pétrole, ce sont la baisse des coûts d'exploitation, et non l'efficacité, qui deviennent le facteur déterminant et le principal avantage compétitif moteur d'avion. En général, les coûts d'exploitation directs du MS-21 avec le PD-14 peuvent être inférieurs de 2,5 % à ceux de la version avec le moteur américain.

À ce jour, 175 MS-21 ont été commandés, dont 35 équipés du moteur PD-14.

Lors de la rédaction du matériel, les données des sites Web de PJSC UAC, JSC Aviadvigatel et RIA Novosti ont été utilisées.

Actuellement, l’industrie aéronautique nationale est dans une sorte d’état « suspendu » : d’une part, elle existe, mais d’autre part, nous n’avons pas vu un seul avion moderne de conception purement nationale ces dernières années. Et le « Super-Jet » ne compte pas, puisqu'il est de fabrication russe et est exclusivement un « montage tournevis ». L'espoir de la résurrection de l'industrie aéronautique est le moteur PD-14, dont les caractéristiques (par rapport aux analogues) nous permettent de le qualifier d'un des meilleurs de ces dernières années.

Les développeurs espèrent que la création d'un nouveau moteur aura l'impact le plus favorable sur l'état de l'ensemble de l'industrie aéronautique nationale et contribuera également à la création de nombreux nouveaux emplois.

Nouveau projet

Pourquoi a-t-il été créé ? nouveau moteur PD-14 ? Les caractéristiques (comparaison avec les modèles étrangers) des moteurs russes modernes étaient telles qu'il était urgent de développer quelque chose de radicalement nouveau. Les concepteurs ont été guidés par l'idée de créer une centrale électrique qui leur permettrait de développer et de construire davantage leur propre avion d'une capacité de 130 à 180 sièges. La seule voiture particulière d'une classe similaire et entièrement origine russe- Avion Tu-214. Sa production en petits lots se poursuit aujourd'hui.

Mais il y a une pénurie urgente de ces avions ; nous avons besoin d'équipements pour renouveler l'ensemble de la flotte aéronautique de notre pays. Mais y parvenir sans des moteurs entièrement nouveaux est absolument impossible. Par spécifications techniques et leurs capacités n'étaient en aucun cas inférieures à celles de leurs homologues des principaux fabricants mondiaux.

De manière générale, en relation avec les récents événements ukrainiens et la rupture complète des liens dans la sphère industrielle des deux pays, le moteur PD-14 (caractéristiques, comparaison - dans cet article) revêt également une grande importance sous l'aspect d'un relance du développement et de la fabrication dans notre pays. De plus, lors de sa création, il est prévu de résoudre plusieurs problèmes importants à la fois :

Restructuration complète de l'industrie aéronautique civile en redistribuant les rôles et en impliquant de nouveaux acteurs dans ce projet.
Enfin, il est prévu de diviser les domaines de responsabilité et de recréer la division du travail dans la production de produits aéronautiques, qui a été complètement détruite au moment de l'effondrement de l'Union soviétique.
Les créateurs du projet espèrent également créer de nouveaux matériaux polymères et composites, dont l’industrie aérospatiale moderne a un besoin urgent.

Comment tout a commencé?

L'idée selon laquelle le pays avait un besoin urgent d'un nouveau moteur d'avion est née au sein d'OJSC Aviadvigatel au début des années 2000. La période était alors extrêmement difficile, et donc en réalité ce projet peu y croyaient.

Mais les spécialistes de l’organisation de l’époque ont soigneusement et délibérément étudié l’expérience mondiale en matière de production de moteurs et ont également analysé le marché intérieur des transports, en essayant de prédire quel type de moteur dans l’industrie aéronautique civile serait très demandé. Par quoi exactement le moteur PD-14 était-il censé se démarquer ? Ses caractéristiques (comparaison et comparaison) avec les modèles étrangers devaient simplement révéler sa supériorité notable.

Pourquoi? C'est simple. À cette époque, les produits des constructeurs aéronautiques étrangers étaient « poussés » sur nos marchés par des méthodes extrêmement agressives. Hélas, certains dirigeants y ont largement contribué. Aujourd'hui, en raison des sanctions, cette question n'est plus aussi d'actualité. De plus, l’État lui-même s’est « soudainement » intéressé à la possibilité de produire des moteurs nationaux. Ainsi, l'entreprise Aviadvigatel OJSC est rapidement devenue le centre d'attention des médias nationaux et étrangers.

Principaux objectifs du projet

La tâche principale à cette époque était de garantir un prix acceptable auquel ce produit commencerait réellement à être acheté de manière intensive. C’est alors qu’est née l’idée decréer un générateur de gaz unifié et universel. En cas de succès, notre pays aura alors la possibilité de créer une énorme liste de ses propres équipements industriels, ce qui ne pourra que se réjouir.

Qu'est-ce qu'un turboréacteur à double flux, principes de fonctionnement

Comment pouvons-nous mieux comprendre les avantages qu’offre le nouveau turboréacteur à double flux ? Le principe de fonctionnement de tous les moteurs similaires est similaire et cette question doit donc être examinée plus en détail, sinon les avantages des nouvelles technologies ne seront probablement pas clairs.

Dans la littérature spécialisée, les turboréacteurs à double flux sont appelés moteurs à taux de dilution élevé. Leur particularité est la présence d'un ventilateur de grand diamètre, grâce auquel un très grand volume d'air traverse toujours le moteur. En raison des grandes dimensions de cette pièce, la tuyère externe du moteur devient souvent trop « monumentale », et donc elle est raccourcie. Pour éviter l'apparition de turbulences d'air dangereuses, la conception comprend des pales fixes qui font tourner le flux du mélange d'air dans la direction souhaitée.

En conséquence, selon le principe de leur fonctionnement, ces moteurs ressemblent fortement à des moteurs de fusée, mais il n'y a pratiquement aucun mélange de flux. L'avantage des turboréacteurs à double flux est que le jet sortant des fusées «dans le tuyau» fait tourner dans ce cas une soufflante supplémentaire, qui constitue une puissante source de poussée. C'est lui qui produit au moins 70 à 80 % de la force de traction totale. Ainsi, le moteur d’avion PD-14 est extrêmement économique. Le contour interne de ces moteurs reproduit presque entièrement la conception des modèles de fusées, mais leurs derniers étages agissent « simultanément » comme un entraînement de ventilateur.

Avantages et inconvénients

Comme tous ses « parents », le moteur d'avion PD-14 présente à la fois des côtés positifs et négatifs. Ses atouts incluent un rendement élevé, qui permet à ces centrales électriques d'être largement utilisées, même sur de longs trajets.

Quels inconvénients présente-t-il ? Le plus important est ses très grandes dimensions et son poids décent. Malgré tous les efforts des ingénieurs et des scientifiques, les turboréacteurs à double flux créent une résistance importante à l'air venant en sens inverse. flux d'air en vol. On espère que ce problème sera résolu lorsque des moyens seront trouvés pour réduire leurs dimensions globales.

Différences comparatives

Le nouveau turboréacteur à double flux, dont le principe de fonctionnement est similaire aux modèles domestiques « classiques », reste très différent de ses prédécesseurs. Bien entendu, les différences « à l’œil nu » ne sont perceptibles que par les ingénieurs. Si vous le comparez avec le modèle PS-90A (Il-96, Tu-214, Il-76), vous remarquerez immédiatement, n'ayons pas peur de ce mot, un saut qualitatif dans processus technologique et des possibilités.

Le taux de dilution a augmenté exactement deux fois, la température des gaz avant d'entrer dans la turbine a augmenté de 100 K, le taux de compression total (en conditions différentes) a augmenté de 20 à 50 %. En comparaison avec les variétés de moteurs domestiques ci-dessus, le nouveau moteur d'avion PD-14 vous permet d'économiser au moins 12 à 16 % de carburant en plus.

Gain de poids

Pour la première fois dans l'industrie aéronautique civile nationale, la conception du moteur utilise la technologie de production d'aubes de turbine creuses à partir d'alliages de titane à haute résistance.

Cela donne un gain de poids de 30 % ; au total, le nouveau moteur d'avion PD-14 est plus léger d'environ 10 % ; De plus, l'usine de moteurs de Perm maîtrise actuellement la technologie de production d'aubes de turbine monocristallines. Il est rapporté que cette approche permettra d'élever immédiatement la température de fonctionnement des gaz à 2000 K.

De plus, pour la première fois, les constructeurs nationaux vont utiliser une telle quantité de matériaux composites polymères lors de la conception et de la fabrication de moteurs. Cette approche réduira non seulement considérablement le poids du moteur, mais augmentera également sa solidité et sa résistance aux surcharges.

Le sens de créer un nouveau moteur

Comme nous l'avons dit au tout début de l'article, il est impossible de créer un seul nouvel avion sans développer au préalable de nouveaux moteurs. Avec ce dernier, tout commence peu à peu à s'améliorer : les tests du moteur PD-14 sous forme de contrôle d'État vont bientôt démarrer... Mais quelles voitures en seront équipées ?

On suppose que l'avion MS-21 (long-courrier, 21e siècle) sera créé spécifiquement pour ces moteurs. Si cela est réellement mis en œuvre, alors nous pourrons parler d’une véritable avancée ; pour la première fois depuis l’époque de l’URSS, quelque chose de nouveau sera réellement créé dans notre pays. Plus important encore, le moteur russe PD-14 permettra de créer toute une gamme de nouveaux avions conçus pour effectuer à la fois des vols longue distance et des liaisons intérieures. Jusqu'à récemment, tout le monde disait que les avions nationaux devraient être équipés exclusivement de moteurs importés. Aujourd’hui, il s’est avéré que ce n’est heureusement pas le cas.

Quelles voitures vont-ils en équiper ?

Il est déjà évident aujourd'hui que la conception unifiée du nouveau moteur lui permettra d'être utilisé avec succès non seulement sur les avions de passagers, mais également sur les avions de transport. Sa poussée pouvant atteindre 14 tonnes, ce modèle peut être installé sur le MS-21-200/300/400. Il sera sûrement acceptable d'en équiper l'IL-214. Il existe des informations sur le début de la création d'une modification encore plus puissante avec une poussée de 18 tonnes, à savoir le PD-18. Il est censé être utilisé sur les avions Tu-214 et Il-96. Rappelons qu'aujourd'hui toutes ces machines sont équipées du « vieil homme » PS-90A.

Les développeurs rapportent également qu'il a déjà été décidé de créer une version allégée de ce moteur avec une poussée de dix tonnes. On peut supposer qu'il sera utilisé pour produire les Superjets qui souffrent depuis longtemps, pour lesquels personne ne veut désormais acheter de moteurs en France. Enfin, une version spéciale hélicoptère de ce moteur sera également créée, qui sera équipée de la célèbre « vache » de transport, également connue sous le nom d'hélicoptère Mi-26.

Jusqu'à ce jour, les moteurs ukrainiens D-136 étaient utilisés dans la production de ces machines. Même des calculs préliminaires montrent que le besoin existant en ces moteurs est plus que suffisant pour couvrir tous les coûts engagés lors du développement de nouvelles technologies. Au total, il est prévu d'attirer au moins 70 milliards de roubles d'investissements, dont la moitié proviendra du budget fédéral. Cette dernière circonstance montre à quel point ce projet est nécessaire au pays.

Qu'est-ce qui ne va pas avec l'ancien PS90-A ?

Le moteur le plus récent du MS-21, le PD-14, est d'une nouvelle génération. De plus, il est parfaitement compatible avec les modifications d'avions relativement anciennes. Ainsi, les «vétérans» honorés de l'IL-76, dont la modernisation a été intensivement menée depuis l'année dernière, peuvent voler plusieurs dizaines de milliers d'heures supplémentaires lorsqu'un nouveau moteur leur est installé. De plus, il sera possible d'augmenter la distance de vol de quatre à cinq mille kilomètres, la distance à vide augmentera également de mille kilomètres et la consommation de carburant sera réduite d'environ 14 %. Cette dernière circonstance est particulièrement importante, car grâce à elle, il sera possible de réduire de 10 % le coût du transport d'une tonne de marchandises.

Ainsi, l'ancien moteur, qui a fidèlement fait son temps et a été développé en URSS, fait toujours face à ses responsabilités, mais il ne répond plus aux exigences modernes. Le principal problème est la consommation élevée de carburant et l’augmentation du bruit. En principe, cela est connu depuis très longtemps, mais des mesures concrètes visant à corriger la situation et à créer un nouveau moteur n'ont été prises que maintenant. Pour être honnête, il convient de dire que ce n’est qu’aujourd’hui que tous les moyens nécessaires à ce travail sont apparus.

Informations officielles sur l'avancement des travaux

Officiellement, le moteur est en développement depuis 2008, mais en réalité, une équipe talentueuse de concepteurs a commencé à le concevoir en 1999.

En 2012, une version de démonstration complète a été assemblée pour la première fois. Dans le même temps, un développement intensif des systèmes générateurs de gaz était en cours, ce qui posait les principaux problèmes aux concepteurs. À ce jour, toutes les lacunes ont été éliminées avec succès. Ce moteur permien a été lancé pour la première fois mi-2012. Dans le même temps, les concepteurs ont découvert que les indicateurs de conception élevés étaient parfaitement compatibles avec la situation pratique, ce qui a encore renforcé leur conviction de la nécessité d'établir de toute urgence la production de nouveaux moteurs.

Il était initialement prévu qu'ils soient achevés il y a trois ans, mais en raison de certains problèmes, il semblerait qu'ils se poursuivent partiellement jusqu'à ce jour. On s'attend à ce que la production de masse commence cette année et les habitants de Perm devraient assembler au moins deux à trois douzaines de nouveaux moteurs par an. Et c'est très peu, puisque les aviateurs nationaux estiment que si le rythme actuel des vols est maintenu, d'ici 2019, les moteurs d'avions devraient être produits à un rythme titanesque - 200 unités en 12 mois. J'aimerais espérer que l'industrie nationale sera en mesure de « tirer » ce projet.

Et le MS-21 ?

Pour la première fois, des informations sur le début des travaux de production d'un nouvel avion ont commencé à arriver au début de l'année dernière. À l'heure actuelle, on sait avec certitude que l'usine aéronautique d'Irkoutsk est déjà en plein assemblage du premier fuselage du nouvel avion de ligne national, mieux connu dans son environnement sous le nom « non officiel » de Yak-242.

L'aile est fabriquée à partir de matériaux composites uniques et est assemblée à Oulianovsk. Très probablement, il est déjà arrivé à Irkoutsk. Les médias nationaux, qui ont leurs représentants dans cette entreprise, ont fermement promis que le premier avion pourrait décoller cet été. Il semblerait que le fabricant dispose déjà de 175 contrats fermes pour la construction et la fourniture du MS-21. Les clients étaient de nombreuses grandes organisations, dont même la Sberbank, qui fournit de nouveaux avions en location.

Il existe également des informations selon lesquelles 100 avions supplémentaires de ce type pourraient être commandés, et non seulement des traducteurs nationaux, mais également étrangers agiront en tant que clients. Ce message est vraiment unique, puisque la dernière fois que quelqu'un s'est intéressé à nos avions de ligne, c'était seulement à l'époque soviétique.

L'importance du projet MS-21 réside dans le fait qu'il s'agit du premier et jusqu'à présent du seul avion national créé indépendamment et sans utiliser d'anciens développements de l'époque de l'Union, dans lesquels des composants étrangers ne sont pas utilisés. Cette marque n'entrera sur les trajectoires de vol qu'après l'achèvement final de tous les types d'essais en vol et au banc, qui se poursuivent encore aujourd'hui.

conclusions

Ainsi, ce nouveau moteur prometteur constitue une véritable avancée pour l’ensemble de l’industrie nationale et, en particulier, pour la construction d’avions civils. Quant au besoin de ces moteurs, il est colossal. Depuis très longtemps, les transporteurs nationaux affirment qu'ils ne sont pas trop désireux d'acheter des avions importés déclassés, dont la durée de vie est presque épuisée. Mais à cette époque, la branche de production nationale ne pouvait rien leur offrir de convenable.

Aujourd'hui, il existe à la fois un moteur et un avion. Depuis que des sanctions ont été introduites contre notre État, il n'y a aucune possibilité d'acheter quoi que ce soit à l'étranger, et la montée en flèche du taux de change n'ajoute rien à l'attrait de cette décision. Le projet national a donc de grandes perspectives. J'espère que l'industrie ne nous laissera pas tomber et sera en mesure de fournir aux fabricants tous les composants nécessaires.

Le service de presse de United Engine Corporation a noté que le moteur PD-14, conçu pour le dernier avion de ligne russe MS-21, confirmait les caractéristiques déclarées lors des tests. RNS le rapporte.

Selon les représentants de l'UEC, nous pouvons aujourd'hui affirmer avec certitude que dans un certain nombre de paramètres, le moteur PD-14 est en avance sur ses homologues occidentaux. On parle de rejet de polluants dans l’atmosphère, de niveaux sonores, etc.

Les tests du PD-14 se déroulent conformément au calendrier de développement précédemment établi. Actuellement, des tests au banc sont en cours dans les chambres à pression thermique de l'Institut de Recherche CIAM et des tests dans le cadre d'un laboratoire volant.

Le projet PD-14 est toute une famille de groupes motopropulseurs d'aviation d'une poussée de 9 à 18 tonnes. Ce moteur est le moteur principal du dernier avion de ligne MC-21. Des modifications plus puissantes peuvent être installées sur les véhicules lourds, notamment l'Il-96. Il est prévu de l'utiliser pour produire un moteur d'hélicoptère moderne. Il trouvera également des applications dans les stations de pompage de gaz et autres installations.

Le développeur du PD-14 est l'usine Perm Aviadvigatel et le fabricant est UEC-Perm Motors. Les travaux ont commencé en 2008. Pendant ce temps, nous avons réussi à créer un produit véritablement avancé.

Photo : irkut.com/Service de presse d'Irkut Corporation

Pour ce projet, 15 nouvelles technologies et 20 matériaux composites uniques ont été créés. Toutes les grandes entreprises russes de fabrication de moteurs d'avion participent au développement et aux tests du moteur.

Le nouveau moteur, comme l'a noté le service de presse de l'UEC, présente des caractéristiques uniques. En particulier, sa consommation de carburant est de 10 à 15 % inférieure à celle de ses homologues étrangers. Grâce à cela, il sera possible de réduire les coûts et les coûts d'exploitation d'environ 15 %. cycle de vie. Le PD-14 est également très fiable.

Parallèlement aux tests, le processus de certification a lieu. Nous parlons non seulement des normes russes, mais aussi occidentales. La production en série du moteur PD-14 débutera en 2018. 20 à 30 unités seront produites par an. Le coût du projet est estimé à 70 milliards de roubles.

Le projet PD-14 est un événement majeur pour l'industrie nationale des moteurs d'avion. Sa mise en œuvre démontrera les capacités sérieuses de l’industrie russe.

23 février 2016

Publié à l'origine par arslan.ayupoff. au PD-14 - le moteur du progrès

Le 30 octobre 2015, les tests du nouveau moteur d'avion russe PD-14 ont commencé sur le laboratoire volant Il-76LL. Il s’agit d’un événement d’une importance exceptionnelle. 10 faits intéressants sur les turboréacteurs en général et le PD-14 en particulier vous aideront à en apprécier l'importance.

1. Réalisation de l'humanité

Le turboréacteur (TRE) est l'une des principales réalisations techniques de l'humanité, qui peut être mise sur un pied d'égalité avec l'invention de la roue, de la voile, de la machine à vapeur, du moteur à combustion interne, du moteur-fusée et du réacteur nucléaire. C'est grâce au turboréacteur que notre planète est soudainement devenue petite et confortable. N’importe qui peut atteindre confortablement et en toute sécurité son coin le plus reculé en quelques heures.

2. Un miracle de la technologie

3. Les technologies TRD sont plus importantes que les secrets atomiques

Outre les entreprises nationales, seules les entreprises américaines (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), anglaises (Rolls-Royce) et françaises (Snecma) possèdent des technologies pour le cycle complet de création de turboréacteurs modernes. Autrement dit, il y a moins de pays produisant des turboréacteurs d’aviation modernes que de pays possédant des armes nucléaires ou lançant des satellites dans l’espace. Les efforts déployés par la Chine depuis des décennies, par exemple, n’ont jusqu’à présent pas abouti dans ce domaine. Les Chinois ont rapidement copié et équipé le chasseur russe Su-27 de leurs propres systèmes, le lançant sous la désignation J-11. Cependant, ils n'ont jamais pu copier son moteur AL-31F, la Chine est donc toujours obligée d'acheter à la Russie ce turboréacteur qui n'est plus le plus moderne.

4. PD-14 - le premier moteur d'avion domestique de la 5ème génération

Une pale de turbine d’avion produit une puissance égale à celle d’un moteur de voiture de Formule 1.

Actuellement, le seul moteur d'avion civil de 4e génération produit en Russie est le PS-90. Si l'on compare le PD-14 avec celui-ci, alors les deux moteurs ont des poids similaires (2950 kg pour la version de base PS-90A et 2870 kg pour le PD-14), des dimensions (le diamètre du ventilateur pour les deux est de 1,9 m), un taux de compression (35,5 et 41) et poussée au décollage (16 et 14 tf).

5. Le PD-14 est le premier moteur d'avion créé en Russie après l'effondrement de l'URSS

Lorsque Vladimir Poutine a félicité les spécialistes russes pour le début des tests du PD-14, il a déclaré que la dernière fois qu'un tel événement s'était produit dans notre pays, c'était il y a 29 ans. Très probablement, cela signifiait le 26 décembre 1986, date à laquelle le premier vol de l'Il-76LL a eu lieu dans le cadre du programme d'essai PS-90A.

6. PD-14 - moteur pour avions long-courriers du 21e siècle

L’avion à moyen rayon d’action Tu-154 est l’un des projets les plus réussis dans le domaine de l’aviation civile de l’URSS. Produit à 1 026 exemplaires, il a constitué la base de la flotte d'Aeroflot pendant de nombreuses années. Hélas, le temps passe et ce travailleur acharné ne répond plus aux exigences modernes ni en termes d'efficacité ni d'écologie (bruit et émissions nocives). La principale faiblesse du Tu-154 réside dans les moteurs D-30KU de 3ème génération avec une consommation spécifique de carburant élevée (0,69 kg/(kgf h).

Il y a moins de pays produisant des turboréacteurs modernes que de pays possédant des armes nucléaires.

7. PD-14 - conception de base pour la famille de moteurs

Les lettres « PD » signifient moteur avancé et le chiffre 14 signifie poussée en tonne-force. Le PD-14 est le moteur de base de la famille des turboréacteurs avec une poussée de 8 à 18 tf. L'idée commerciale du projet est que tous ces moteurs sont créés sur la base d'un générateur de gaz unifié d'un haut degré de perfection. Le générateur de gaz est le cœur d'un turboréacteur, composé d'un compresseur haute pression, d'une chambre de combustion et d'une turbine. Ce sont les technologies de fabrication de ces composants, principalement la partie dite chaude, qui sont cruciales.

La famille de moteurs basée sur le PD-14 permettra d'équiper presque tous les avions russes de centrales électriques modernes : du PD-7 pour le Sukhoi Superjet 100 court-courrier au PD-18, qui peut être installé sur le le fleuron de l'industrie aéronautique russe, l'Il-96 long-courrier. Sur la base du générateur de gaz PD-14, il est prévu de développer un moteur d'hélicoptère PD-10 V pour remplacer le D-136 ukrainien sur le plus grand hélicoptère Mi-26 au monde. Le même moteur peut également être utilisé sur l’hélicoptère lourd russo-chinois, dont le développement a déjà commencé. Sur la base du générateur de gaz PD-14, des installations de pompage de gaz et des centrales électriques à turbine à gaz d'une capacité de 8 à 16 MW, si nécessaires à la Russie, peuvent être créées.

8. PD-14, c'est 16 technologies critiques

Pour le PD-14, avec le rôle de premier plan de l'Institut central de fabrication de moteurs d'aviation (CIAM), le principal institut de recherche de l'industrie et du bureau de conception Aviadvigatel, 16 technologies critiques ont été développées : des aubes de turbine monocristallines à haute pression avec un rendement prometteur système de refroidissement, utilisable à des températures de gaz jusqu'à 2000 °K, pale de ventilateur creuse à large corde en alliage de titane, grâce à laquelle il a été possible d'augmenter l'efficacité de l'étage de ventilation de 5 % par rapport au PS-90, à faible chambre de combustion à émissions en alliage intermétallique, structures insonorisantes en matériaux composites, revêtements céramiques sur les parties chaudes, aubes creuses de turbine basse pression, etc.

9. PD-14, c'est 20 nouveaux matériaux

Lors de la création du PD-14, les développeurs se sont appuyés dès le début sur des matériaux nationaux. Il était clair qu’en aucun cas les entreprises russes n’auraient accès à de nouveaux matériaux fabriqués à l’étranger. Ici, l'Institut panrusse des matériaux aéronautiques (VIAM) a joué un rôle de premier plan, avec la participation duquel environ 20 nouveaux matériaux ont été développés pour le PD-14.

Le développement d'un moteur moderne prend 1,5 à 2 fois plus de temps que le développement d'un avion

10. Le PD-14 est le premier moteur national qui concurrence directement son homologue occidental

Par rapport à son concurrent, le PD-14 est quelque peu inférieur en efficacité, mais il est plus léger, a un diamètre nettement plus petit (1,9 m contre 2,1) et donc moins de résistance. Et encore une caractéristique : les spécialistes russes ont délibérément opté pour une certaine simplification de la conception. Le PD-14 de base n'utilise pas de boîte de vitesses dans l'entraînement du ventilateur, ni de buse réglable du circuit externe ; il a une température de gaz plus basse devant la turbine, ce qui facilite l'obtention de la fiabilité et de la durée de vie. indicateurs. Par conséquent, le moteur PD-14 est moins cher et, selon des estimations préliminaires, nécessitera des coûts d'entretien et de réparation inférieurs. D'ailleurs, dans le contexte de la baisse des prix du pétrole, ce sont la baisse des coûts d'exploitation, et non l'efficacité, qui deviennent le facteur déterminant et le principal avantage concurrentiel d'un moteur d'avion. En général, les coûts d'exploitation directs du MS-21 avec le PD-14 peuvent être inférieurs de 2,5 % à ceux de la version avec le moteur américain.

À ce jour, 175 MS-21 ont été commandés, dont 35 équipés du moteur PD-14.

Texte : Léonid Sitnik

Photo : PJSC UAC, JSC Aviadvigatel, RIA Novosti