Взлёт, 2014 спецвыпуск
Шрифт:
Трехступенчатый компрессор низкого давления.
Вентилятор с 18 широкохордными полыми титановыми лопатками, обеспечивающий степень двухконтурности 8,5
– двухвальная схема с прямым приводом вентилятора
– двухопорный ротор газогенератора с низким уровнем вибраций
– цифровая САУ с полной ответственностью типа FADEC
– короткая мотогондола, на 65% выполненная из композиционных материалов, с реверсивным устройством решетчатого типа с электромеханическим приводом.
Исключены из программы и редукторные двигатели. Это обусловлено желанием снизить технические риски, а также уменьшить массу двигателя, его себестоимость и эксплуатационные затраты.
Окончательно сформированный облик ПД-14 базировался на компактной двухвальной схеме с прямым (безредукторным) приводом вентилятора и степенью двухконтурности 8,5. Отличительными особенностями двигателя стали
В конструкции ПД-14 применяется много новых для отечественного двигателестроения технологий. КВД, КС и обе турбины создавались с использованием методов 3D проектирования. Вентилятор имеет широкохордные полые титановые лопатки, в конструкции КВД используются блиски. Диски компрессора и турбины выполнены из нового никелевого гранульного сплава. Конструкция камеры сгорания содержит детали из жаростойкого интерметаллического сплава, и форсунки с пневмораспылом. В КС и ТВД используется керамическое теплозащитное покрытие второго поколения. Рабочие и сопловые лопатки ТВД «выращены» из монокристаллических сплавов нового поколения, а конструкция гурбин подразумевает активное управление радиальными зазорами. Мотогондола на 65% изготовлена из композиционных материалов.
Новые конструктивные и технологические решения, реализованные в проекте ПД 14, базируются на результатах исследований и научных разработок как самого ОАО «Авиадвигатель» и ряда других предприятий ОДК, участвующих в его создании, гак и основных ведущих российских отраслевых научно-исследовательских институтов – ЦИАМ, ВИАМ. ЦАГИ и др., а также 13 организаций Российской Академии Наук – институтов Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН (ОИВТ РАН. ИМАШ РАН. ИПМех РАН. ИПМАШ РАН. ИПУ РАН). Сибирского (ИТ. ИГиЛ, ИТПМ. ИФПМ) и Уральского (ИМСС. ИМ. И ОС) отделении РАН.
В то же время при разработке конструкции двигателя была сделана ставка на проверенные временем классические конструктивные решения, которые в сочетании с использованием современных технологий проектирования и испытаний дают качественно новые характеристики готовому изделию. Важной особенностью процесса разработки ПД-14 являлось также то, что он впервые проектировался на директивно заданную производственную себестоимость. Также впервые в отечественном двигателестроении пермским КБ создавалась сразу двигательная установка. включающая в себя и двигатель (ПД-14), и мотогондолу.
Заложенные в ПД-14 схемно-конструктивные решения обеспечивают высокую надежность, технологичность производства (т.е. пониженную себестоимость), а также низкий уровень эксплуатационных расходов. Последнее обеспечивается. в т.ч.. эксплуатацией «по состоянию». Технологически ПД-14 состоит из 14 модулей. причем семь из них можно менять без съема двигателя с крыла. Двигатель сохранил запасы по уровню шума (> 10 dB) и по выбросам NOx (>20%).
Наряду с изменением размерности пермский двигатель сном получил конкурента, теперь – западного. Корпорация «Иркут» приняла решение о том. что потенциальный покупатель сможет выбрать самолет МС-21 с двигателями разных типов. В качестве потенциального поставщика к концу 2009 г. была выбрана компания Pratt amp;Whitney. В апреле следующего года было заключено соглашение, согласно которому американские моторостроители обязались выполнить предварительную «подгонку» двигателя семейства PW1000G под МС-21. Наконец, летом 2012 г. состоялось подписание окончательного соглашения по версии двигателя PW1000G для семейства самолетов МС-21. Документ предусматривает, что на МС-21-200 может быть установлен PWI428G тягой 12 700 кге, а на МС-21-300 – PW143IG (14 000 кге). Впрочем, наиболее вероятными первыми эксплуатантами МС-21 станут российские авиаперевозчики, и в этом случае шансы у ПД-14 выше.
На сборке ПД-14
Генеральный
Но вернемся к программе разработки семейства ПД-14. Реализация проекта «Двигатель ПД-14 для самолета МС-21» осуществляется с использованием Gate-технологии. Это новый для отечественного двигателестроения инструмент. Система снижения рисков и затрат проекта путем установления точек контроля («контрольных рубежей») и принятия решения широко используется во всем мире при создании новых образцов наукоемкой и высокозатратной продукции. После каждого этапа разработки ОАО «Авиадвигатель» организует проведение экспертизы достигнутых результатов со стороны двигателестроителей, ученых, самолетостроителей, государства. заказчиков. В качестве экспертов привлекаются высококвалифицированные специалисты отраслевых предприятий, НИИ, ОАК. ОДК. Это дает возможность консолидировать и учесть мнения всех заинтересованных сторон, избежать ошибок, своевременно внести коррективы в конструкцию двигателя и организацию процесса разработки, тем самым минимизируя финансовые затраты и сокращая сроки.
Изменение размерности базового двигателя усложнило задачу мотористов. Тем не менее, в июле 2008 г. в Перми была успешно проведена зашита первого этапа работ по Программе создания семейства турбореактивного двигателя для перспективного ближне-среднемагистрального самолета. В процедуре защиты «первых ворот» специалистами «Авиадвигателя» и Пермского моторного завода были приглашены эксперты ЦИАМ. Объединенной авиастроительной корпорации. Объединенной двигателестроительной корпорации, ОКБ им. А.С. Яковлева (корпорация «Иркут»), компании «Гражданские самолеты Сухого», лизинговой компании «Ильюшин Финанс» и других организаций. Всего в работе приняло участие 77 специалистов самых разных направлений.
Они рассмотрели вопросы управления программой и кооперации, результаты маркетинговых исследований и планы послепродажного обслуживания, анализ экономической эффективности программы, технические и технологические решения и риски, которые в нее заложены, а также вопросы информационной поддержки программы. В итоговом протоколе комиссии по рассмотрению результатов первого этапа работ по Программе создания семейства ТРДД для БСМС отмечено, что результаты, достигнутые «Авиадвигателем» и Пермским моторным заводом, полностью закрывают этап концептуальной проработки. Эксперты подтвердили, что семейство двигателей ПД-14 технически реализуемо, а программа их разработки будет экономически эффективна.
Демонстрация опытного ПД-14 на испытательном стенде «Авиадвигателя» министру промышленности и торговли Денису Мантурову
ПД-14 №100-01 на акустических испытаниях на открытом стенде, сентябрь 2012 г.
| Основные данные перспективных двигателей семейства ПД-14 | ||||
|---|---|---|---|---|
| Модификация | ПД-14 | ПД-14А | ПД-14М | ПД-10 |
| Тяга на взлете, кге | 14 000 | 12 500 | 15 600 | 10 900 |
| Диаметр входа, мм | 1900 | 1900 | 1900 | 1677 |
| Сухая масса, кг | 2870 | 2870 | 2970 | 2350 |
| Компоновочная схема | 1*3*8-2*6 | U3.8-2.6 | 1*4*8-2.6 | 1*1<8-2*5 |
| Применение | МС-21-300 | МС-21-200 | МС-21-400. МТА | SSJ100NG |