Nov ruski motor PD 14

26.09.2019

Ob upoštevanju zadnje novice o motorju PD-14 lahko ugotovimo, da je ustvarjanje popolnoma novega ruskega turboventilatorskega motorja doseglo ciljno črto. Po mnenju poznavalcev bo prav ta projekt domačim letalskim konstruktorjem pomagal vstopiti na svetovni letalski trg.

Letalski motor PD-14

Trenutno je razvijalcem, ki jih zastopa Perm Motor Plant, uspelo zaključiti prvo fazo testnega leta in pripeljati do konca drugega testnega kroga. Ta dogodek se lahko šteje za zelo pomemben, saj je povsem možno, da bo v prihodnjih letih ruska težka proizvodnja dosegla nova raven. In prav ta letalski motor si zasluži posebno pozornost.

Z začetkom serijske proizvodnje letalskih agregatov bodo domači proizvajalci letal lahko veliko prihranili gotovina. Dejansko se trenutno letalski motorji v različnih konfiguracijah kupujejo od tujih partnerjev, tako da lahko ruski oblikovalci s takšno napravo opremijo tako potniška kot tovorna letala. Če upoštevamo statistiko, jih je za opremo 45 letal treba 40 kupiti v tujini, le 5 pa jih proizvedejo domači proizvajalci.

Izdelava motorja

Za izvedbo drugega preskusa letenja motorja PD-14 je bila enota nameščena na letalu MS-21. Testna tura je bila uspešno zaključena, strokovnjaki so jasno opazili odlične tehnične lastnosti motorja PD-14.

Druga stopnja poskusa naj bi pomagala odgovoriti na vprašanje o delovanju enote na pomembni nadmorski višini in največji hitrosti, da bi strokovnjaki lahko naredili primerjavo s tujimi analogi. Elektrarna, ki so jo ustvarili ruski oblikovalci, se je s svojo nalogo spopadla "odlično".

Strokovnjaki so opazili ne le kakovostno in zanesljivo montažo enote, ampak tudi najnovejše tehnologije, uporabljen pri izdelavi obvodnega turboreaktivnega motorja PD-14. Sestavljanje ruske pogonske enote, ki bo kasneje uporabljena za opremljanje potniških in tovornih ladij, ni predstavljalo posebnih težav, saj so v neposrednem procesu ustvarjanja sodelovali visoko strokovni strokovnjaki iz več združenih ruskih motornih korporacij.

Univerzalni letalski motor

Po mnenju strokovnjakov bo proizvodnja PD-14 večkrat pospešila razvoj domače proizvodnje letal, tako v zvezi z ustvarjanjem letal za dolge in srednje razdalje. Konec koncev, če so bili prej pogonski agregati tujih proizvajalcev uporabljeni za opremljanje domačih letal, bo zdaj za te namene mogoče uporabiti ruske motorje, katerih zmogljivosti v ničemer niso slabše od tujih kolegov.

Letalski motor PD-14 je izdelan v enotni obliki, kar bo omogočilo opremljanje skoraj vseh modelov potniških in transportnih letal ruskih proizvajalcev z vgradnjo. S tem motorjem s potisno močjo 14 ton načrtujejo opremiti naslednje modele letal:

modeli potniških letal MS-21-200, 300 in 400;
vojaška plovila Il-214 in Il-76;
Motor PD-18, ki zagotavlja močnejši potisk do 18 ton, strokovnjaki priporočajo za opremljanje potniškega letala Tu-124.

Oblikovalci nameravajo namesto enote D-136, ki jo izdelujejo ukrajinski proizvajalci letal, ustvariti novo enoto, ki jo bo mogoče namestiti na težki model transportnega helikopterja Mi-26.

Glede na to, da je pričakovana uporaba motorjev PD precej obsežna, bo množična proizvodnja teh enot po mnenju analitikov pomagala zlahka povrniti resne stroške, dodeljene projektu, imenovanemu "PD-14". Po predhodnih ocenah je približen obseg denarnih naložb približno 70 milijard rubljev..

Tabela TX motorjev PD

TX nove enote

Do nedavnega so ruski konstruktorji izdelovali letalski motor PS-90A.

Tehnične lastnosti motorja PD-14 so v mnogih pogledih boljše od njegovega predhodnika, kar bo posledično pripomoglo k večkratnemu podaljšanju življenjske dobe letala, na katerega bo nameščena najnovejša elektrarna. Poglejmo, kako izboljšati zmogljivost vojaškega transportnega plovila Il-76 po opremljanju z novim motorjem:

Domet letenja letala s približno 60-tonsko obremenitvijo se bo povečal na 4,8 tisoč kilometrov, namesto dosedanjih 4 tisoč.
Brez dodatne obremenitve se bo obseg leta povečal z 9,6 tisoč km na 10,9 tisoč km.
Poraba goriva na 1 ocenjeni km se bo zmanjšala za približno 13 %.

Ob upoštevanju zgornjih izboljšav se lahko skupni stroški cen tovornega prometa zmanjšajo za približno 9-10%.

Namestitev PD-14 bo letalu zagotovila naslednje:

največja hitrost se bo povečala na 800 km/h;
doseg leta bo 2 tisoč km pri največji obremenitvi;
med letom s trajektom bo obseg leta približno 7 tisoč km.

Če povzamemo, lahko pridemo do naslednjega zaključka: v zadnja leta Začela se je ruska letalska industrija nova etapa njeno rast in razvoj. In ustvarjanje novega motorja PD-14 bo nedvomno pripomoglo k samozavestnemu preboju.

Model motorja PD-14 / Foto: avid.ru

30. oktobra 2015 se je v letalskem laboratoriju Il-76LL začelo testiranje najnovejšega ruskega letalskega motorja PD-14. Gre za dogodek izjemnega pomena. 10 zanimivih dejstev o turboreaktivni motorji na splošno in še posebej o PD-14.

1. Dosežek človeštva

Turboreaktivni motor (TRE) je eden glavnih tehničnih dosežkov človeštva, ki se lahko enači z izumom kolesa, jadra, parnega stroja, motorja. notranje zgorevanje, raketni motor in jedrski reaktor. Zahvaljujoč turboreaktivnemu motorju je naš planet nenadoma postal majhen in prijeten. Vsakdo lahko udobno in varno doseže njegov najbolj oddaljen kotiček v nekaj urah.

Po statističnih podatkih se le en let od 8 milijonov konča z nesrečo z izgubo življenj. Tudi če bi se vsak dan vkrcali na naključni let, bi potrebovali 21.000 let, da bi umrli v letalski nesreči. Po statističnih podatkih je hoja večkrat nevarnejša od letenja. In vse to je v veliki meri posledica neverjetne zanesljivosti sodobnih letalskih motorjev.

2. Čudež tehnike

Toda turboreaktivni motor je izjemno zapletena naprava. Njegova turbina deluje v najtežjih pogojih. Njegov najpomembnejši element je rezilo, s pomočjo katerega se kinetična energija toka plina pretvori v mehansko rotacijsko energijo. Ena lopatica, v vsaki stopnji letalske turbine jih je okoli 70, razvije moč, ki je enaka moči motorja avtomobila Formule 1, pri hitrosti vrtenja okoli 12 tisoč vrtljajev na minuto pa je podvržena centrifugalna sila 18 ton, kar je enako obremenitvi vzmetenja dvonadstropnega londonskega avtobusa.

Shema motorja PD-14 / Slika: vtbrussia.ru

A to še ni vse. Temperatura plina, s katerim pride rezilo v stik, je skoraj polovica temperature na površini Sonca. Ta vrednost je za 200 °C višja od tališča kovine, iz katere je narejeno rezilo. Predstavljajte si to težavo: preprečiti morate, da se ledena kocka stopi v pečici, ogreti na 200 °C. Oblikovalci uspejo rešiti problem hlajenja rezila z uporabo notranjih zračnih kanalov in posebnih premazov. Ni presenetljivo, da ena lopatica stane osemkrat več kot srebro. Za ustvarjanje le tega majhnega dela, ki se prilega vaši dlani, je potrebno razviti več kot ducat kompleksnih tehnologij. In vsaka od teh tehnologij je varovana kot najpomembnejša državna skrivnost.

3. Tehnologije TRD so pomembnejše od atomskih skrivnosti

Poleg domačih podjetij imajo samo podjetja iz ZDA (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Anglije (Rolls-Royce) in Francije (Snecma) tehnologije za celoten cikel ustvarjanja sodobnih turboreaktivnih motorjev. To pomeni, da je manj držav, ki proizvajajo sodobne letalske turboreaktivne motorje, kot jih imajo jedrsko orožje ali izstrelitev satelitov v vesolje. Desetletja dolga prizadevanja Kitajske na tem področju doslej niso bila uspešna. Kitajci so hitro kopirali in opremili lastne sisteme Ruski lovec Su-27, ki ga je izdal pod oznako J-11. Nikoli pa jim ni uspelo kopirati njegovega motorja AL-31F, zato je Kitajska še vedno primorana kupovati ta ne več najsodobnejši turboreaktivni motor od Rusije.

4. PD-14 - prvi domači letalski motor 5. generacije

Napredek v proizvodnji letalskih motorjev označuje več parametrov, eden glavnih pa je temperatura plina pred turbino. Za prehod na vsako novo generacijo turboreaktivnih motorjev, skupaj jih je pet, je bilo značilno povečanje te temperature za 100-200 stopinj. Tako temperatura plina turboreaktivnih motorjev 1. generacije, ki so se pojavili v poznih 1940-ih, ni presegla 1150 ° K, v 2. generaciji (1950-ih) se je ta številka povečala na 1250 ° K, v 3. generaciji (1960-ih) pa ta parameter dvignila na 1450 °K; pri motorjih 4. generacije (1970-1980) je temperatura plina dosegla 1650 °K. Turbinske lopatice motorjev 5. generacije, katerih prvi primerki so se na Zahodu pojavili sredi 90. let, delujejo pri temperaturi 1900 °K. Trenutno je le 15 % motorjev v uporabi na svetu 5. generacije.

Ena lopatica letalske turbine proizvede moč, ki je enaka moči avtomobilskega motorja formule 1.

Povišanje temperature plina, pa tudi nove konstrukcijske sheme, predvsem dvokrožna tehnologija, so omogočile doseganje impresivnega napredka v 70 letih razvoja turboreaktivnih motorjev. Na primer, razmerje med močjo in težo motorja se je v tem času povečalo za 5-krat, pri sodobnih modelih pa je doseglo 10. Stopnja kompresije zraka v kompresorju se je povečala za 10-krat: s 5 na 50, medtem ko se je število stopenj kompresorja zmanjšalo za polovica - v povprečju od 20 do 10. Specifična poraba goriva pri sodobnih turboreaktivnih motorjih se je v primerjavi z motorji 1. generacije prepolovila. Vsakih 15 let se obseg potniškega prometa na svetu podvoji, skupna poraba goriva svetovne letalske flote pa ostane skoraj nespremenjena.

PD-14 je bil razvit za rusko letalo srednjega dosega MS-21 / Foto: PJSC "UAC"

Trenutno Rusija proizvaja edini civilni letalski motor četrte generacije - PS-90. Če primerjamo PD-14 z njim, potem imata motorja podobno težo (2950 kg za osnovno različico PS-90A in 2870 kg za PD-14), dimenzije (premer ventilatorja pri obeh je 1,9 m), kompresijsko razmerje. (35,5 in 41) in vzletni potisk (16 in 14 tf).

Hkrati je visokotlačni kompresor PD-14 sestavljen iz 8 stopenj, PS-90 pa iz 13 z nižjim skupnim kompresijskim razmerjem. Obvodno razmerje PD-14 je dvakrat večje (4,5 za PS-90 in 8,5 za PD-14) z enakim premerom ventilatorja. Posledično se bo specifična poraba goriva med križarjenjem za PD-14 po predhodnih ocenah zmanjšala za 15% v primerjavi z obstoječimi motorji: na 0,53–0,54 kg/(kgf h) v primerjavi z 0,595 kg/(kgf h) ) na PS-90.

5. PD-14 je prvi letalski motor, ustvarjen v Rusiji po razpadu ZSSR

Ko je Vladimir Putin čestital ruskim strokovnjakom za začetek testiranja PD-14, je to dejal zadnjič pri nas se je podoben dogodek zgodil pred 29 leti. Najverjetneje je to pomenilo 26. december 1986, ko je potekal prvi let Il-76LL v okviru testnega programa PS-90A.

Sovjetska zveza je bila velika letalska sila. V osemdesetih letih je v ZSSR delovalo osem močnih konstruktorskih birojev za letalske motorje. Podjetja so pogosto tekmovala med seboj, saj je obstajala praksa, da sta isto nalogo dodelila dvema oblikovalskima birojema. Žal, časi so se spremenili. Po propadu v devetdesetih letih prejšnjega stoletja je bilo treba združiti vse sile industrije, da bi uresničili projekt izdelave sodobnega motorja. Pravzaprav je bila ustanovitev leta 2008 Združene korporacije za motorje (UEC), s številnimi podjetji katere VTB banka aktivno sodeluje, namenjena oblikovanju organizacije, ki je sposobna ne le ohraniti pristojnosti države pri gradnji plinskih turbin, ampak tudi konkurirati svetovnim proizvajalcem. vodilna podjetja.

Glavni izvajalec projekta PD-14 je oblikovalski biro Aviadvigatel (Perm), ki je mimogrede razvil tudi PS-90. Serijska proizvodnja je organizirana v tovarni motorjev v Permu, deli in komponente pa bodo izdelani po vsej državi. Sodelovanje vključuje Združenje za proizvodnjo motorjev Ufa (UMPO), NPO Saturn (Rybinsk), NPCG Salyut (Moskva), Metallist-Samara in mnogi drugi.

6. PD-14 - motor za letala na dolge razdalje 21. stoletja

Eden najuspešnejših projektov na področju civilnega letalstva ZSSR je bilo letalo srednjega dosega Tu-154. Proizvedeno v količini 1026 kosov, it že mnogo let tvoril osnovo Aeroflotove flote. Žal čas teče in ta pridni delavec ne izpolnjuje več sodobnih zahtev niti glede učinkovitosti niti glede ekologije (hrup in škodljive emisije). Glavna slabost Tu-154 so motorji 3. generacije D-30KU z visoko specifično porabo goriva (0,69 kg/(kgf·h).

Sodobnih letalskih turboreaktivnih motorjev proizvaja manj držav kot držav, ki imajo jedrsko orožje

Tu-204 srednjega dosega, ki je zamenjal Tu-154 z motorji 4. generacije PS-90, v razmerah razpada države in prostega trga ni mogel vzdržati konkurence s tujimi proizvajalci niti v boju za domači zrak prevozniki. Segment srednje dolgih ozkotrupnih letal, v katerem prevladujeta boeing 737 in airbus 320 (samo v letu 2015 so jih letalskim prevoznikom po vsem svetu dobavili 986), je medtem najbolj razširjen, prisotnost v njem pa nujna. pogoj za ohranitev domače civilne letalske industrije. Tako je bila v zgodnjih 2000-ih ugotovljena nujna potreba po ustvarjanju konkurenčnega turboreaktivnega motorja nove generacije za letalo srednjega dosega s 130-170 sedeži. Takšno letalo bi moralo biti MS-21 (Mainline Aircraft of the 21st Century), ki ga je razvila Združena letalska korporacija. Naloga je neverjetno težka, saj ne samo Tu-204, ampak tudi nobeno drugo letalo na svetu ne bi moglo vzdržati konkurence z Boeingom in Airbusom. Za MS-21 se razvija PD-14. Uspeh v tem projektu bo podoben gospodarskemu čudežu, a takšni podvigi so edini način, da rusko gospodarstvo zleze z naftne igle.

7. PD-14 - osnovna zasnova družine motorjev

Črke "PD" pomenijo napredni motor, številka 14 pa potisk v tonski sili. PD-14 je osnovni motor družine turboreaktivnih motorjev s potiskom od 8 do 18 tf. Poslovna ideja projekta je, da so vsi ti motorji ustvarjeni na podlagi enotnega plinskega generatorja visoka stopnja popolnost. Plinski generator je srce turboreaktivnega motorja, ki ga sestavljajo visokotlačni kompresor, zgorevalna komora in turbina. Ključne so tehnologije izdelave teh komponent, predvsem tako imenovanega vročega dela.

30. oktobra 2015 se je v letalskem laboratoriju Il-76LL začelo testiranje najnovejšega ruskega letalskega motorja PD-14 / Foto: Aviadvigatel OJSC

Družina motorjev na osnovi PD-14 bo omogočila opremljanje skoraj vseh ruskih letal s sodobnimi pogonskimi napravami: od PD-7 za Sukhoi Superjet 100 na kratkih razdaljah do PD-18, ki ga je mogoče namestiti na paradni konj ruske letalske industrije - Il-96 za dolge razdalje. Na podlagi plinskega generatorja PD-14 se načrtuje razvoj helikopterskega motorja PD-10V, ki bo nadomestil ukrajinski D-136 na največjem helikopterju Mi-26 na svetu. Isti motor je mogoče uporabiti tudi na rusko-kitajskem težkem helikopterju, katerega razvoj se je že začel. Na podlagi plinskega generatorja PD-14 je mogoče ustvariti plinske črpalne naprave in plinske turbinske elektrarne z zmogljivostjo od 8 do 16 MW, ki so tako potrebne za Rusijo.

8. PD-14 je 16 kritičnih tehnologij

Za PD-14 je bilo z vodilno vlogo Centralnega inštituta za proizvodnjo letalskih motorjev (CIAM), vodilnega raziskovalnega inštituta v industriji in oblikovalskega biroja Aviadvigatel razvitih 16 kritičnih tehnologij: monokristalne visokotlačne turbinske lopatice z obetavno hladilni sistem, votla lopatica ventilatorja s široko tetivo iz titanove zlitine, zahvaljujoč kateri je uspelo povečati učinkovitost stopnje ventilatorja za 5% v primerjavi s PS-90, zgorevalna komora z nizkimi emisijami iz intermetalne zlitine, zvok -absorbcijske strukture iz kompozitnih materialov, keramične prevleke na vročih delih, votle nizkotlačne turbinske lopatice itd.

PD-14 se bo še naprej izboljševal. Na MAKS-u 2015 je bilo že mogoče videti prototip široke tetive ventilatorske lopatice iz ogljikovih vlaken, ustvarjen v CIAM-u, katerega masa je 65% mase trenutno uporabljene votle titanove lopatice. Na stojnici CIAM je bilo mogoče videti tudi prototip menjalnika, ki naj bi bil opremljen z modifikacijo PD-18R. Menjalnik vam bo omogočil zmanjšanje hitrosti ventilatorja, zaradi česar bo, ne glede na hitrost turbine, deloval v učinkovitejšem načinu. Predvidoma bo dvignil temperaturo plina pred turbino za 50 °K. To bo povečalo potisk PD-18R na 20 tf in zmanjšalo specifično porabo goriva za dodatnih 5%.

9. PD-14 je 20 novih materialov

Pri ustvarjanju PD-14 so se razvijalci že od samega začetka zanašali na domači materiali. Jasno je bilo, da ruskim podjetjem pod nobenim pogojem ne bo omogočen dostop do novih tujih materialov. Tu je igral vodilno vlogo Vseruski inštitut za letalske materiale (VIAM), s sodelovanjem katerega je bilo razvitih približno 20 novih materialov za PD-14.

Toda ustvarjanje materiala je polovica uspeha. Včasih so ruske kovine po kakovosti boljše od tujih, vendar njihova uporaba v motorju civilnih letal zahteva certificiranje po mednarodnih standardih. V nasprotnem primeru motor, ne glede na to, kako dober je, ne bo smel leteti zunaj Rusije. Tukaj so pravila zelo stroga, ker govorimo o varnosti ljudi. Enako velja za proces izdelave motorjev: podjetja v industriji zahtevajo certificiranje po standardih Evropske agencije za varnost v letalstvu (EASA). Vse to nas bo prisililo k izboljšanju proizvodnih standardov, industrijo pa je treba na novo opremiti za nove tehnologije. Sam razvoj PD-14 je potekal z uporabo nove, digitalne tehnologije, zahvaljujoč kateri je bila sedma kopija motorja sestavljena v Permu s tehnologijo množične proizvodnje, medtem ko je bila prej izdelana pilotna serija v količinah do 35 izvodov.

Razvoj sodobnega motorja traja 1,5-2 krat dlje kot razvoj letala

PD-14 naj bi celotno industrijo dvignil na novo raven. Kaj naj rečem, celo letalski laboratorij Il-76LL je bilo treba po nekaj letih nedelovanja dodatno opremiti z opremo. Delo se je našlo tudi za edinstvena stojala CIAM, ki omogočajo simulacijo pogojev letenja na tleh. Na splošno bo projekt PD-14 prihranil več kot 10.000 visokokvalificiranih delovnih mest za Rusijo.

10. PD-14 je prvi domači motor, ki neposredno tekmuje s svojim zahodnim kolegom

Razvoj sodobnega motorja traja 1,5-2 krat dlje kot razvoj letala. Na žalost se proizvajalci letal soočajo s situacijo, ko motor nima časa začeti s testiranjem letala, za katerega je namenjen. Uvedba prve kopije MS-21 bo potekala v začetku leta 2016, testiranje PD-14 pa se je pravkar začelo. Res je, da je projekt že od samega začetka predvideval alternativo: stranke MS-21 lahko izbirajo med PD-14 in PW1400G podjetja Pratt & Whitney. Prav z ameriškim motorjem se bo MC-21 podal na prvi polet, prav z njim pa se bo moral PD-14 potegovati za mesto pod krilom.

Širokokordne votle lopatice ventilatorjev iz titana so ena od kritičnih tehnologij PD-14 / Foto: Ramil Sitdikov

V primerjavi s konkurentom je PD-14 nekoliko slabši v učinkovitosti, vendar je lažji, ima opazno manjši premer (1,9 m proti 2,1) in s tem manjši upor. In še ena značilnost: ruski strokovnjaki so se namerno odločili za poenostavitev zasnove. Osnovni PD-14 ne uporablja menjalnika v pogonu ventilatorja, prav tako ne uporablja nastavljive šobe zunanjega tokokroga, ima nižjo temperaturo plina pred turbino, kar omogoča lažje doseganje zanesljivosti in življenjske dobe indikatorji. Zato je motor PD-14 cenejši in bo po predhodnih ocenah zahteval nižje stroške vzdrževanja in popravil. Mimogrede, v kontekstu padanja cen nafte so nižji obratovalni stroški in ne učinkovitost tisti, ki postanejo gonilni dejavnik in glavni konkurenčno prednost letalski motor. Na splošno so lahko neposredni obratovalni stroški MS-21 s PD-14 za 2,5% nižji kot pri različici z ameriškim motorjem.

Do danes je bilo naročenih 175 MS-21, od tega 35 z motorjem PD-14.

Pri pisanju gradiva so bili uporabljeni podatki s spletnih strani PJSC UAC, JSC Aviadvigatel in RIA Novosti.

Trenutno je domača letalska industrija v nekakšnem "odloženem" stanju: po eni strani obstaja, po drugi pa v zadnjih letih nismo videli niti enega sodobnega letala čisto domače zasnove. In "Super-Jet" ne šteje, saj je izdelan iz ruskega jezika in je izključno "sklop izvijača". Upanje za vstajenje letalske industrije je motor PD-14, katerega značilnosti (primerjava z analogi) nam omogočajo, da ga imenujemo enega najboljših v zadnjih letih.

Razvijalci upajo, da bo izdelava novega motorja najbolj ugodno vplivala na stanje celotne domače letalske industrije, prispevala pa bo tudi k ustvarjanju številnih novih delovnih mest.

Nov projekt

Zakaj je sploh nastala? nov motor PD-14? Značilnosti (primerjava s tujimi modeli) sodobnih ruskih motorjev so bile takšne, da je bil nujno potreben razvoj nečesa radikalno novega. Konstruktorje je vodila ideja o izdelavi elektrarne, ki bi jim omogočila nadaljnji razvoj in izdelavo lastnih letal s kapaciteto od 130 do 180 sedežev. Edini osebni avtomobil podobnega razreda in v celoti rusko poreklo- letalo Tu-214. Njegova proizvodnja v majhnih serijah se nadaljuje še danes.

Toda teh letal nujno primanjkuje, potrebujemo opremo za obnovo celotne letalske flote naše države. Toda brez popolnoma novih motorjev je to absolutno nemogoče. Avtor: tehnične specifikacije in njihove zmogljivosti niso bile v ničemer slabše od svojih primerkov vodilnih svetovnih proizvajalcev.

Na splošno je v povezavi z nedavnimi ukrajinskimi dogodki in popolno prekinitvijo vezi v industrijski sferi obeh držav motor PD-14 (značilnosti, primerjava - v tem članku) prav tako zelo pomemben z vidika popolne oživitev razvoja in proizvodnje pri nas. Poleg tega je med njegovim ustvarjanjem načrtovano rešiti več pomembnih problemov hkrati:

Dokončati prestrukturiranje civilne letalske industrije s prerazporeditvijo vlog in vključitvijo novih akterjev v ta projekt.
Nazadnje se načrtuje razdelitev območij odgovornosti in ponovna vzpostavitev delitve dela v proizvodnji letalskih izdelkov, ki je bila ob razpadu Sovjetske zveze popolnoma uničena.
Ustvarjalci projekta pričakujejo tudi ustvarjanje novih polimernih in kompozitnih materialov, ki so nujno potrebni v sodobni vesoljski industriji.

Kako se je vse začelo?

Ideja, da država nujno potrebuje nov letalski motor, se je rodila v globinah OJSC Aviadvigatel v začetku 2000-ih. Čas je bil takrat izjemno težek, zato tudi v resnici tega projekta malokdo je verjel.

Toda v tem času so strokovnjaki organizacije skrbno in namensko preučevali svetovne izkušnje pri proizvodnji motorjev, prav tako pa so analizirali domači transportni trg in poskušali predvideti, po kateri vrsti motorja v civilni letalski industriji bo veliko povpraševanje. Po čem točno naj bi motor PD-14 izstopal? Njegove lastnosti (primerjava in primerjava) s tujimi modeli so preprosto morale razkriti opazno premoč.

Zakaj? Enostavno je. V tistih časih so izdelke tujih proizvajalcev letal »potiskali« na naše trge z izjemno agresivnimi metodami. Žal so k temu v veliki meri prispevali nekateri voditelji. Danes zaradi sankcij to vprašanje ni več tako aktualno. Poleg tega se je država "nenadoma" začela zanimati za možnost proizvodnje domačih motorjev. Tako je podjetje Aviadvigatel OJSC nato hitro postalo središče pozornosti domačih in tujih medijev.

Glavni cilji projekta

Takratna glavna naloga je bila zagotoviti sprejemljivo ceno, po kateri bi se ta izdelek dejansko začel intenzivno kupovati. Takrat se je rodila ideja o ustvarjanju enotnega in univerzalnega generatorja plina. Če bo uspelo, bo naša država imela priložnost ustvariti ogromen seznam lastne industrijske opreme, kar se ne more veseliti.

Kaj je turboventilatorski motor, načela delovanja

Kako lahko bolje razumemo prednosti, ki jih prinaša novi turboventilatorski motor? Načelo delovanja vseh podobnih motorjev je podobno, zato je treba to vprašanje obravnavati podrobneje, saj sicer prednosti novih tehnologij verjetno ne bodo jasne.

V strokovni literaturi se turboventilatorski motorji imenujejo motorji z visokim obvodnim razmerjem. Njihova posebnost je prisotnost ventilatorja velikega premera, zaradi katerega skozi motor vedno prehaja zelo velika količina zraka. Zaradi velikih dimenzij tega dela zunanja šoba motorja pogosto postane preveč "monumentalna", zato se skrajša. Da bi preprečili nastanek nevarne zračne turbulence, zasnova vključuje fiksne lopatice, ki obračajo tok zračne mešanice v želeno smer.

V skladu s tem so takšni motorji po principu delovanja močno podobni raketnim motorjem, vendar v njih praktično ni mešanja tokov. Prednost turboventilatorskih motorjev je, da curek, ki prihaja iz rakete "v cev", v tem primeru vrti dodatni ventilator, ki je močan vir potiska. On je tisti, ki proizvede vsaj 70-80% celotne vlečne sile. Tako je letalski motor PD-14 izjemno varčen. Notranji obris teh motorjev skoraj popolnoma ponavlja zasnovo raketnih modelov, vendar njihove zadnje stopnje "sočasno" delujejo kot pogon ventilatorja.

Prednosti in slabosti

Tako kot vsi njegovi "sorodniki" ima tudi letalski motor PD-14 pozitivne in negativne strani. Njegove prednosti vključujejo visoko učinkovitost, ki omogoča široko uporabo teh elektrarn tudi na dolgih poteh.

Kakšne slabosti ima? Najpomembnejše so njegove zelo velike dimenzije in spodobna teža. Kljub vsem prizadevanjem inženirjev in znanstvenikov turboventilatorski motorji ustvarjajo velik upor proti prihajajočemu zraku. pretok zraka v letu. Pričakuje se, da bo ta problem rešen, ko se bodo našli načini za zmanjšanje njihovih skupnih dimenzij.

Primerjalne razlike

Novi turboventilatorski motor, katerega princip delovanja je podoben "klasičnim" domačim modelom, se še vedno močno razlikuje od svojih predhodnikov. Seveda so razlike "na oko" opazne le inženirjem. Če ga primerjate z modelom PS-90A (Il-96, Tu-214, Il-76), boste takoj opazili, ne ustrašimo se te besede, kvalitativni preskok v tehnološki proces in možnosti.

Obtočno razmerje se je povečalo natanko dvakrat, temperatura plina pred vstopom v turbino se je povečala za 100 K, skupno kompresijsko razmerje (v različni pogoji) povečala za 20-50 %. V primerjavi z zgornjimi različicami domačih motorjev vam novi letalski motor PD-14 omogoča prihranek goriva vsaj 12-16%.

Prihranek teže

Prvič v domači civilni letalski industriji zasnova motorja uporablja tehnologijo izdelave votlih turbinskih lopatic iz visoko trdnih titanovih zlitin.

S tem prihranite 30 % teže, novi letalski motor PD-14 je lažji za približno 10 %; Prav tako Perm Engine Plant trenutno obvladuje tehnologijo za proizvodnjo monokristalnih turbinskih lopatic. Poroča se, da bo ta pristop omogočil dvig delovne temperature plinov takoj na 2000 K.

Poleg tega bodo domači proizvajalci prvič uporabili tolikšno količino polimernih kompozitnih materialov pri načrtovanju in izdelavi motorjev. Ta pristop ne bo le bistveno zmanjšal teže motorja, temveč tudi povečal njegovo moč in odpornost na preobremenitve.

Pomen ustvarjanja novega motorja

Kot smo povedali na samem začetku članka, je nemogoče izdelati eno samo novo letalo brez predhodnega razvoja novih motorjev. Pri slednjem se postopoma vse začenja izboljševati: kmalu se bo začelo testiranje motorja PD-14 v obliki državnega pregleda ... Toda kateri avtomobili bodo opremljeni z njimi?

Predvideva se, da bo letalo MS-21 (dolge razdalje, 21. stoletje) ustvarjeno posebej za te motorje. Če bo to res uresničeno, potem lahko govorimo o pravem preboju, prvič po času ZSSR bo dejansko nastalo nekaj novega pri nas. Še pomembneje pa je, da bo ruski motor PD-14 omogočil ustvarjanje celotne linije novih letal, namenjenih tako poletom na dolge razdalje kot domačim linijam. Do nedavnega so vsi govorili, da bodo domača letala morala biti opremljena izključno z uvoženimi motorji. Danes se je izkazalo, da temu na srečo ni tako.

Katere avtomobile bodo opremili z njim?

Že danes je očitno, da bo poenotena zasnova novega motorja omogočila njegovo uspešno uporabo ne le na potniških, ampak tudi na transportnih letalih. Ker je njegov potisk kar 14 ton, je ta model mogoče namestiti na MS-21-200/300/400. Zagotovo bo sprejemljivo opremiti IL-214 z njimi. Obstajajo informacije o začetku ustvarjanja še močnejše modifikacije s potiskom 18 ton, to je PD-18. Uporabljali naj bi ga na letalih Tu-214 in Il-96. Naj vas spomnimo, da so danes vsi ti stroji opremljeni s "starcem" PS-90A.

Razvijalci tudi poročajo, da je bila že sprejeta odločitev o izdelavi lahke različice tega motorja s potiskom desetih ton. Predvidevamo lahko, da bo uporabljen za proizvodnjo dolgoletnih superjetov, za katere zdaj nihče noče kupovati motorjev iz Francije. Končno bo nastala tudi posebna helikopterska različica tega motorja, ki bo opremljena s slavno transportno "kravo", znano tudi kot helikopter Mi-26.

Do danes so pri proizvodnji teh strojev uporabljali ukrajinske motorje D-136. Že preliminarni izračuni kažejo, da je obstoječa potreba po teh motorjih več kot dovolj za pokritje vseh stroškov, ki so nastali pri razvoju nove tehnologije. Skupaj je načrtovano privabiti najmanj 70 milijard rubljev naložb, od tega polovico iz zveznega proračuna. Zadnja okoliščina kaže, kako zelo ta projekt potrebuje država.

Kaj je slabega pri starem PS90-A?

Najnovejši motor za MS-21, PD-14, je nova generacija, poleg tega pa je popolnoma združljiv z relativno starimi modifikacijami letal. Tako lahko častni "veterani" IL-76, katerih posodobitev se intenzivno izvaja od lani, letijo še nekaj deset tisoč ur, ko nanje vgradijo nov motor. Poleg tega bo možno povečati domet letenja s štiri na pet tisoč kilometrov, za tisoč kilometrov se bo povečala tudi razdalja neobremenjenega vozila, poraba goriva pa se bo zmanjšala za približno 14 %. Zadnja okoliščina je še posebej pomembna, saj bo zaradi nje mogoče zmanjšati stroške prevoza tone tovora za 10%.

Tako se stari motor, ki je zvesto služil svoj čas v službi in je bil razvit v ZSSR, še vedno spopada s svojimi odgovornostmi, vendar ne izpolnjuje več sodobnih zahtev. Glavna težava je visoka poraba goriva in povečan hrup. Načeloma je to znano že zelo dolgo, vendar so bili konkretni koraki k popravljanju stanja in ustvarjanju novega motorja narejeni šele zdaj. Po pravici povedano je treba reči, da so se šele danes pojavila vsa potrebna sredstva za to delo.

Uradne informacije o poteku del

Uradno je bil motor v razvoju od leta 2008, v resnici pa ga je nadarjena ekipa oblikovalcev začela snovati že leta 1999.

Leta 2012 je bila prvič sestavljena polna predstavitvena različica. Hkrati je potekal intenziven razvoj plinskih generatorskih sistemov, kar je projektantom povzročalo glavne težave. Do danes so bile vse pomanjkljivosti uspešno odpravljene. Ta permski motor je bil prvič predstavljen sredi leta 2012. Hkrati so oblikovalci ugotovili, da so visoki konstrukcijski kazalniki popolnoma skladni s praktičnim stanjem, kar je še okrepilo njihovo prepričanje o potrebi po nujni vzpostavitvi proizvodnje novih motorjev.

Prvotno so ga nameravali dokončati že pred tremi leti, a zaradi nekaterih težav obstajajo informacije, da se delno nadaljujejo še danes. Pričakuje se, da se bo množična proizvodnja začela letos, prebivalci Perma pa naj bi sestavili vsaj dva do tri ducate novih motorjev na leto. In to je zelo malo, saj domači letalci verjamejo, da bi morali ob ohranitvi trenutnega tempa letov do leta 2019 letalske motorje izdelati s titansko hitrostjo - 200 enot v 12 mesecih. Upam, da bo domača industrija lahko "potegnila" ta projekt.

Kaj pa MS-21?

Prvič so informacije o začetku del na proizvodnji novega letala začele prihajati v začetku lanskega leta. Trenutno je zagotovo znano, da Irkutska letalska tovarna že v polnem teku sestavlja prvi trup novega domačega letala, ki je v svojem okolju bolj znano pod "neuradnim" imenom Jak-242.

Krilo je izdelano iz edinstvenih kompozitnih materialov in sestavljeno v Uljanovsku. Najverjetneje je že prispel v Irkutsk. Domači mediji, ki imajo svoje predstavnike v tem podjetju, so trdno obljubljali, da bo prvo letalo lahko poletelo letos poleti. Poročajo, da ima proizvajalec že kar 175 trdnih pogodb za izdelavo in dobavo MS-21. Stranke so bile številne velike organizacije, vključno s celo Sberbank, ki dobavlja nova letala na lizing.

Pojavljajo se tudi informacije, da bi lahko naročili še dodatnih 100 tovrstnih letal, kot kupci pa ne bodo samo domači, ampak tudi tuji prevajalci. To sporočilo je res edinstveno, saj se je nazadnje nekdo zanimal za naša potniška letala šele v času Sovjetske zveze.

Pomen projekta MS-21 je v tem, da je prvo in doslej edino domače letalo, ustvarjeno neodvisno in brez uporabe starih razvojev iz časov Unije, v katerih se ne uporabljajo tuje komponente. Ta znamka bo vstopila na letalske poti šele po dokončnem zaključku vseh vrst letov in testiranj na preskusni napravi, ki trajajo še danes.

Sklepi

Tako je novi obetavni motor pravi preboj za celotno domačo industrijo in še posebej za civilno letalstvo. Kar se tiče potrebe po teh motorjih, je ogromna. Domači prevozniki že zelo dolgo govorijo, da niso preveč navdušeni nad nakupom razgrajenih uvoženih letal, katerih življenjska doba je skoraj izčrpana. A domača industrija jim takrat ni mogla ponuditi nič primernega.

Danes obstajata tako motor kot letalo. Odkar so bile proti naši državi uvedene sankcije, ni možnosti, da bi karkoli kupili v tujini, skokovito naraščajoči menjalni tečaj pa ne prispeva k privlačnosti te odločitve. Torej ima domači projekt velike možnosti. Upam, da nas industrija ne bo pustila na cedilu in bo lahko proizvajalcem zagotovila vse potrebne komponente.

Tiskovna služba Združene motorne korporacije je opozorila, da motor PD-14, zasnovan za najnovejše rusko letalo MS-21, med testiranjem potrjuje deklarirane lastnosti. O tem poroča RNS.

Tiskovna služba Združene motorne korporacije je opozorila, da motor PD-14, zasnovan za najnovejše rusko letalo MS-21, potrjuje deklarirane lastnosti med testiranjem. O tem poroča RNS.

Po mnenju predstavnikov UEC lahko danes z gotovostjo trdimo, da je motor PD-14 po številnih parametrih pred svojimi zahodnimi kolegi. Govorimo o izpustih onesnaževal v ozračje, ravni hrupa itd.

Testiranje PD-14 poteka v skladu s predhodno izdelanim načrtom razvojnih del. Trenutno potekajo laboratorijski testi v termotlačnih komorah raziskovalnega inštituta CIAM in testi v okviru letečega laboratorija.

Projekt PD-14 je celotna družina letalskih pogonskih enot s potiskom od 9 do 18 ton. Ta motor je glavni za najnovejše letalo MC-21. Močnejše modifikacije je mogoče namestiti na težka vozila, vključno z Il-96. Načrtuje se, da bo uporabljen za izdelavo sodobnega helikopterskega motorja. Uporaben bo tudi na plinskih črpališčih in drugih objektih.

Razvijalec PD-14 je tovarna Perm Aviadvigatel, proizvajalec pa UEC-Perm Motors. Delo na njem se je začelo že leta 2008. V tem času nam je uspelo ustvariti resnično napreden izdelek.

Foto: irkut.com/tiskovna služba korporacije Irkut

Za ta projekt je bilo ustvarjenih 15 novih tehnologij in 20 edinstvenih kompozitnih materialov. Pri razvoju in testiranju motorja sodelujejo vsa vodilna ruska podjetja za proizvodnjo letalskih motorjev.

Novi motor, kot ugotavlja tiskovna služba UEC, ima edinstvene lastnosti. Zlasti ima 10-15% manjšo porabo goriva v primerjavi s tujimi analogi. Zahvaljujoč temu bo mogoče zmanjšati obratovalne stroške in stroške za približno 15%. življenjski cikel. PD-14 je tudi zelo zanesljiv.

Hkrati s testi poteka postopek certificiranja. Ne govorimo le o ruskih, ampak tudi o zahodnih standardih. Serijska proizvodnja motorja PD-14 se bo začela leta 2018. Na leto bo proizvedenih 20-30 enot. Stroški projekta so ocenjeni na 70 milijard rubljev.

Projekt PD-14 je pomemben dogodek za domačo industrijo letalskih motorjev. Njegovo izvajanje bo pokazalo resne zmogljivosti ruske industrije.

23. februar 2016

Prvotno objavil arslan.ayupoff. pri PD-14 - motorju napredka

1. Dosežek človeštva

Turboreaktivni motor (TRE) je eden glavnih tehničnih dosežkov človeštva, ki se lahko enači z izumom kolesa, jadra, parnega stroja, motorja z notranjim zgorevanjem, raketnega motorja in jedrskega reaktorja. Zahvaljujoč turboreaktivnemu motorju je naš planet nenadoma postal majhen in prijeten. Vsakdo lahko udobno in varno doseže njegov najbolj oddaljen kotiček v nekaj urah.

2. Čudež tehnike

3. Tehnologije TRD so pomembnejše od atomskih skrivnosti

Poleg domačih podjetij imajo samo podjetja iz ZDA (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Anglije (Rolls-Royce) in Francije (Snecma) tehnologije za celoten cikel ustvarjanja sodobnih turboreaktivnih motorjev. To pomeni, da je manj držav, ki proizvajajo sodobne letalske turboreaktivne motorje, kot držav, ki imajo jedrsko orožje ali izstreljujejo satelite v vesolje. Desetletja dolga prizadevanja Kitajske na tem področju doslej niso bila uspešna. Kitajci so ruski lovec Su-27 hitro kopirali in opremili z lastnimi sistemi ter ga izdali pod oznako J-11. Nikoli pa jim ni uspelo kopirati njegovega motorja AL-31F, zato je Kitajska še vedno primorana kupovati ta ne več najsodobnejši turboreaktivni motor od Rusije.

4. PD-14 - prvi domači letalski motor 5. generacije

Ena lopatica letalske turbine proizvede moč, ki je enaka moči avtomobilskega motorja formule 1.

Trenutno je edini civilni letalski motor 4. generacije, proizveden v Rusiji, PS-90. Če primerjamo PD-14 z njim, potem imata motorja podobno težo (2950 kg za osnovno različico PS-90A in 2870 kg za PD-14), dimenzije (premer ventilatorja pri obeh je 1,9 m), kompresijsko razmerje. (35,5 in 41) in vzletni potisk (16 in 14 tf).

5. PD-14 je prvi letalski motor, ustvarjen v Rusiji po razpadu ZSSR

Ko je Vladimir Putin čestital ruskim strokovnjakom za začetek testiranja PD-14, je dejal, da se je takšen dogodek pri nas nazadnje zgodil pred 29 leti. Najverjetneje je to pomenilo 26. december 1986, ko je potekal prvi let Il-76LL v okviru testnega programa PS-90A.

6. PD-14 - motor za letala na dolge razdalje 21. stoletja

Eden najuspešnejših projektov na področju civilnega letalstva ZSSR je bilo letalo srednjega dosega Tu-154. Proizveden v količini 1.026 enot je dolga leta predstavljal osnovo Aeroflotove flote. Žal čas teče in ta pridni delavec ne izpolnjuje več sodobnih zahtev niti glede učinkovitosti niti glede ekologije (hrup in škodljive emisije). Glavna slabost Tu-154 so motorji 3. generacije D-30KU z visoko specifično porabo goriva (0,69 kg/(kgf h).

Sodobnih letalskih turboreaktivnih motorjev proizvaja manj držav kot držav, ki imajo jedrsko orožje

7. PD-14 - osnovna zasnova družine motorjev

Črke "PD" pomenijo napredni motor, številka 14 pa potisk v tonski sili. PD-14 je osnovni motor družine turboreaktivnih motorjev s potiskom od 8 do 18 tf. Poslovna ideja projekta je, da so vsi ti motorji ustvarjeni na podlagi enotnega plinskega generatorja visoke stopnje popolnosti. Plinski generator je srce turboreaktivnega motorja, ki ga sestavljajo visokotlačni kompresor, zgorevalna komora in turbina. Ključne so tehnologije izdelave teh komponent, predvsem tako imenovanega vročega dela.

Družina motorjev na osnovi PD-14 bo omogočila opremljanje skoraj vseh ruskih letal s sodobnimi pogonskimi napravami: od PD-7 za Sukhoi Superjet 100 na kratkih razdaljah do PD-18, ki ga je mogoče namestiti na paradni konj ruske letalske industrije - Il-96 za dolge razdalje. Na podlagi plinskega generatorja PD-14 se načrtuje razvoj helikopterskega motorja PD-10 V, ki bo nadomestil ukrajinski D-136 na največjem helikopterju Mi-26 na svetu. Isti motor je mogoče uporabiti tudi na rusko-kitajskem težkem helikopterju, katerega razvoj se je že začel. Na podlagi plinskega generatorja PD-14 je mogoče ustvariti plinske črpalne naprave in plinske turbinske elektrarne z zmogljivostjo od 8 do 16 MW, ki so tako potrebne za Rusijo.

8. PD-14 je 16 kritičnih tehnologij

Za PD-14 je bilo z vodilno vlogo Centralnega inštituta za inženiring letalskih motorjev (CIAM), vodilnega raziskovalnega inštituta v industriji in oblikovalskega biroja Aviadvigatel razvitih 16 kritičnih tehnologij: monokristalne visokotlačne turbinske lopatice z obetavno hladilni sistem, ki deluje pri temperaturah plina do 2000 °K, votla lopatica ventilatorja s široko tetivo iz titanove zlitine, zahvaljujoč kateri je bilo mogoče povečati učinkovitost stopnje ventilatorja za 5% v primerjavi s PS-90, nizko- emisijsko zgorevalno komoro iz intermetalne zlitine, zvočno absorbcijske strukture iz kompozitnih materialov, keramične prevleke na vročih delih, votle nizkotlačne turbinske lopatice itd.

9. PD-14 je 20 novih materialov

Pri ustvarjanju PD-14 so se razvijalci že od samega začetka zanašali na domače materiale. Jasno je bilo, da ruskim podjetjem pod nobenim pogojem ne bo omogočen dostop do novih tujih materialov. Tu je igral vodilno vlogo Vseruski inštitut za letalske materiale (VIAM), s sodelovanjem katerega je bilo razvitih približno 20 novih materialov za PD-14.

Razvoj sodobnega motorja traja 1,5-2 krat dlje kot razvoj letala

10. PD-14 je prvi domači motor, ki neposredno tekmuje s svojim zahodnim kolegom

V primerjavi s konkurentom je PD-14 nekoliko slabši v učinkovitosti, vendar je lažji, ima opazno manjši premer (1,9 m proti 2,1) in s tem manjši upor. In še ena značilnost: ruski strokovnjaki so se namerno odločili za poenostavitev zasnove. Osnovni PD-14 ne uporablja menjalnika v pogonu ventilatorja, prav tako ne uporablja nastavljive šobe zunanjega tokokroga, ima nižjo temperaturo plina pred turbino, kar omogoča lažje doseganje zanesljivosti in življenjske dobe indikatorji. Zato je motor PD-14 cenejši in bo po predhodnih ocenah zahteval nižje stroške vzdrževanja in popravil. Mimogrede, v kontekstu padajočih cen nafte prav nižji obratovalni stroški in ne učinkovitost postanejo glavni dejavnik in glavna konkurenčna prednost letalskega motorja. Na splošno so lahko neposredni obratovalni stroški MS-21 s PD-14 za 2,5% nižji kot pri različici z ameriškim motorjem.

Do danes je bilo naročenih 175 MS-21, od tega 35 z motorjem PD-14.

Besedilo: Leonid Sitnik

Foto: PJSC UAC, JSC Aviadvigatel, RIA Novosti