Взлёт, 2015 № 12
Шрифт:
Для прогнозирования типажа перспективных двигателей в ОАО «Авиадвигатель» были проведены исследования рынка, представленные на ноябрьской конференции в ЦИАМ заместителем Генерального конструктора — главным конструктором семейства двигателей ПД Игорем Максимовым. По результатам этого исследования, самыми массовыми и экономически привлекательными для двух- и четырехдвигательных широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских лайнеров на 10-летнюю перспективу (2014—2023 гг) признаны двигатели в классе тяги от 26 до 38 тс. Это, по оценкам специалистов «Авиадвигателя», около 75% рынка в абсолютном исчислении и 63% — в стоимостном. Двигатели сверхбольшой тяги (38—52 тс) займут заметно меньшую долю — 25 и 37% соответственно.
Исходя из анализа рынка, наиболее привлекательными в ОАО «Авиадвигатель» признаны ниши ТРДД большой тяги (в классе 24—35 тс) для широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских лайнеров и тяжелых транспортных самолетов,
Наиболее проработанным в настоящее время является так называемый «средний» газогенератор, примененный на двигателе ПД-14 взлетной тягой 14 тс (диаметр вентилятора — 1900 м, степень двухконтурности — 8,5). Он имеет 8-ступенчатый компрессор высокого давления (КВД) и двухступенчатую турбину высокого давления (ТВД) — т.н. формула «8+2» — и позволяет реализовать семейство ТРДД в классе тяги от 9 до 18 тс (ПД-10, ПД-14, ПД-18Р). Кроме того, на базе «среднего» газогенератора возможно создание ТРДД с меньшей тягой (ПД-7 тягой 7,9 тс), а также турбовального двигателя мощностью 11—12 тыс. л.с. для тяжелых вертолетов типа Ми-26 (ПД-12В мощностью 11 500 л.с.). В газогенераторе ПД-14 уже реализован ряд критических (ключевых) технологий, применимых для построения всего семейства двигателей, в частности, примерно на 12% улучшен показатель удельного расхода топлива, что позволяет приближаться по этому параметру к лучшим зарубежным аналогам.
Под крылом летающей лаборатории Ил-76ЛЛ - опытный ПД-14, первый в новом поколении двигателей для гражданской и транспортной авиации, разрабатываемом пермским ОАО «Авиадвигатель»
Продольный разрез двигателя ПД-14. Примерно по такой же схеме «Авиадвигатель» предлагает строить ТРДД тягой 24-35 тс.
«Предельным» по тяге двигателем, который можно создать на основе «среднего» газогенератора «8+2», по словам Игоря Максимова, является редукторный ПД-18Р тягой 18,7 тс (диаметр вентилятора — 2300 мм, степень двухконтурности — 10). Для более мощных ТРДД требуется «большой» газогенератор с дополнительной 9-й ступенью КВД — формула «9+2». На его базе возможно создание семейства двигателей в диапазоне тяги от 20 до 35 тс. «Предельным» здесь определен ТРДД типа ПД-35 взлетной тягой 35 тс (диаметр вентилятора — 3100 мм, степень двухконтурности — 11, удельный расход топлива на крейсерском режиме — 0,488 кг/(кгс • ч)).
Эффективный «большой» газогенератор, по мнению Игоря Максимова, целесообразно создавать на основании новых ключевых технологий, а не простым масштабированием «среднего» газогенератора от ПД-14, хотя он и станет его дальнейшим развитием. Таким образом, семейство ТРДД на базе «большого» газогенератора «9+2» может стать следующим технологическим уровнем, и будет способно и через 15—20 лет достойно конкурировать с зарубежными аналогами. По оценкам «Авиадвигателя», представленным на конференции, преимущество использования новых ключевых технологий, по сравнению с масштабированием имеющегося «среднего» газогенератора, позволит получить на «большом» двигателе выигрыш в удельном расходе топлива на 7% и в массе на 1650 кг (при этом сам газогенератор «9+2» окажется легче на 400 кг). К таким новым критическим технологиям главный конструктор двигателей ПД отнес разработку нового высоконапорного высоконагруженного 9-ступенчатого КВД со степенью сжатия более 20, применение новых конструкционных материалов, рассчитанных на увеличенные температуры газа, обеспечение малоэмиссионного горения, использование композитных лопаток вентилятора и корпусных элементов, создание сверхмощных редукторов (при выборе редукторной схемы привода вентилятора). По мнению пермяков, с учетом длительности сроков создания новых двигателей, альтернативная идея масштабирования газогенератора ПД-14 на момент возможного появления таких ТРДД в следующем десятилетии уже не позволит им сохранить на достойном уровне конкурентоспособность с лучшими мировыми аналогами.
По словам Игоря Максимова, пока нет окончательного решения относительно схемы ПД-35 — будет ли он с прямым приводом вентилятора или с редуктором. «Редуктор дает возможность снизить число ступеней КНД, но требует наличия ряда соответствующих передовых технологий, которых пока нет», — сказал он, в связи с чем «работать надо по обоим направлениям». Кроме того, заместитель Генерального конструктора «Авиадвигателя» заострил вопрос о том, что в России сегодня «существует проблема отсутствия соответствующих производственных мощностей для выпуска столь больших двигателей — диаметром около 4 м, длиной более 8,5 м и массой порядка 8 т». Таким образом, для обеспечения их создания требуется развертывание новой стендовой базы и новых производственных мощностей с оборудованием, рассчитанным на такие параметры.
Выступление на пленарном заседании юбилейной конференции ЦИАМ «Авиадвигатели XXI века» заместителя Генерального конструктора ОАО «Авиадвигатель» - главного конструктора семейства двигателей ПД Игоря Максимова.
«Предельный» по тяге ПД-35 рассматривается базовым в семействе двигателей на базе газогенератора «9+2», в которое могут войти также ТРДД меньшей тяги: ПД-28 (тяга на взлете — 28 тс, диаметр вентилятора — 2773 мм, степень двухконтурности — 10,5, удельный расход топлива на крейсерском режиме — 0,498 кг/(кгс^ч)) и ПД-24 (тяга — 23,6 тс, диаметр — 2539 мм; степень двухконтурности — 9,8, удельный расход — 0,508 кг/(кгс • ч)). Двигатели ПД-35 и ПД-28 могут использоваться в составе силовых установок перспективных широкофюзеляжных дальнемагистральных пассажирских и тяжелых транспортных самолетов, ПД-24 — на широкофюзеляжных ближне-среднемагистральных лайнерах, а также для ремоторизации Ан-124.
В заключение стоит отметить, что процесс создания новых авиадвигателей, тем более таких, как рассматриваются в этом материале, весьма длительный и может занимать 10 лет и более. Так, заместитель Генерального директора ЦИАМ Александр Новиков, касаясь вопросов импортозамещения силовых установок отечественных самолетов и вертолетов, озвучил на ноябрьской конференции мнение института о возможной продолжительности и стоимости соответствующих опытно-конструкторских работ. Например, ОКР по созданию российского двигателя для ремоторизации Ан-124, по оценкам ЦИАМ, могут занять более 6 лет в случае с НК-23Д (на базе газогенератора НК-32) и около 8 лет — для ТРДД на базе масштабируемого газогенератора ПД-14. Очевидно, что работы по принципиально новым конкурентоспособным на мировом рынке двигателям тягой 28—35 тс потребуют гораздо больше времени и затрат, поэтому все еще может не раз поменяться, а озвученную на ноябрьской конференции в ЦИАМ информацию по перспективным отечественным «30-тонникам» пока стоит рассматривать лишь как возможный вариант развития событий.
Антон ПАВЛОВ
Испытатели авиационного оружия из Нижнего Тагила
Репортаж с летно-испытательной базы НТИИМ
Немногие знают где проводятся летные испытания отечественных неуправляемых авиационных средств поражения. Единственная в боеприпасной отрасли России летно-испытательная база располагается на Урале, в пригороде Нижнего Тагила, и является структурным подразделением ФКП «Нижнетагильский институт испытания металлов» (НТИИМ). Она представляет собой испытательный комплекс с развитой инфраструктурой, включающий в себя аэродром с наземными техническими сооружениями, парк авиационной и аэродромной техники, систему внешнетраекторных измерений. В летных испытаниях авиабомб и неуправляемых ракет задействуются самолеты Су-25 и МиГ-29, вертолеты Ми-8. Недавно на базе приступили к летной отработке и новых беспилотных летательных аппаратов.
Нынешней осенью на этом уникальном во всех отношениях комплексе побывал наш корреспондент Антон Павлов. Благодаря содействию руководства и пресс-службы НТИИМ, ему удалось стать свидетелем испытательных полетов, пообщаться с работниками ЛИБ и взять интервью у генерального директора института Николая Смирнова.
Свою историю исследовательский центр испытаний авиационных средств поражения (АСП) начинает с образования на основании Распоряжения Совета Министров СССР от 21 октября 1959 г. летно-испытательной станции для проведения натурных испытаний авиационных боеприпасов и их элементов — авиабомб, ракет и взрывателей к ним. Первоначально местом базирования авиационной техники для этих работ был определен пермский аэродром Большое Савино. Однако уже вскоре ее перевели на военный аэродром Салка под Нижним Тагилом в Свердловской области, позже получивший статус аэродрома совместного базирования.