Взлёт, 2016 №5 (137)

Коллектив авторов

Во время доклада демонстрировался слайд, показывающий кооперацию предприятий ОДК при производстве ПД-14. За газогенератор — компрессор высокого давления, камеру сгорания и турбину высокого давления — отвечает «ОДК — Пермские моторы» (до 2016 г. — Пермский моторный завод), в изготовлении компрессора низкого давления и разделительного корпуса участвуют УМПО и НПО «Сатурн», турбины низкого давления и задней опоры — УМПО и «ОДК — Пермские моторы», реактивное сопло внутреннего контура и центральное тело поставляет «Металлист-Самара», центральный привод и коробку приводов — «Салют» и УМПО, систему FADEC и агрегаты топливной системы — пермское «ОДК — СТАР».

Александр Иноземцев отмечает, что в рамках программы П Д-14

двигателисты впервые занялись и мотогондолой: «Во всем мире ситуация такова, что там длительное время работают специализированные фирмы (вроде Goodrich), которые разрабатывают мотогондолы для всех типов двигателей, производимых на Западе. У нас никогда не было таких специализированных компаний, а «самолетчики» — туполевцы, ильюшинцы, яковлевцы — каждый сам делал себе мотогондолу, полностью автономно и независимо друг от друга. Мы поставляли двигатель, они его «одевали» в гондолу. Но в начале разработки ПД-14 стало ясно, что наши «самолетчики» эту компетенцию утратили. Идти по пути заказа на Западе мы не планировали и приняли решение создавать мотогондолу сами, совместно с институтами, в т.ч. с ВИАМ, который разработал все полимерные композиционные материалы — в нашей мотогондоле примерно 60% — это полимерные композиты». Кооперация по производству мотогондолы ПД-14 включает Воронежское акционерное самолетостроительное общество, которое делает по документации и технологиям «Авиадвигателя» воздухозаборники и капоты, ряд пермских агрегатных предприятий и входящий в Корпорацию «Тактическое ракетное вооружение» пермский завод «Машиностроитель», изготавливающий композитные реверсивные устройства (уникальная технология намотки решеток реверса освоена на «ракетном» заводе в подмосковном Хотьково).

Испытания

К моменту проведения апрельского форума, помимо двигателя-демонстратора (№100-01), было изготовлено уже семь ПД-14 опытной партии (с №100-03 по №100-09), последний из них демонстрировался перед входом в павильон, в котором проходил МФД-2016. Суммарная их наработка на испытаниях к этому времени составила 241 ч. Кроме того, около 155 ч наработали на стендах опытные газогенераторы (в Перми приступили к сборке очередного — №100ГГ-05) и более 600 ч — отдельные узлы ПД-14.

В конце 2015 г. выполнен первый этап испытаний опытного ПД-14 №100-06 в термобарокамере (ТЕК) ЦИАМ в Тураево, имитирующей высотно-скоростные условия реального полета. В апреле начат второй этап испытаний в ТЕК, для чего в ЦИАМ поставлен двигатель №100-08. Его первая холодная прокрутка на стенде термобарокамеры состоялась 14 апреля 2016 г.

К началу нынешней весны успешно завершен первый этап летных испытаний ПД-14 №100-07 на борту летающей лаборатории Ил-76ЛЛ №0807 в ЛИИ им. М.М. Громова в Жуковском. Выполнено 16 полетов с суммарной наработкой двигателя 22,4 ч. В ходе этих полетов сняты дроссельные характеристики опытного ПД-14 во всем диапазоне режимов от полетного малого газа до частоты вращения ротора высокого давления около 13 100 об./мин, на высотах до 11 300 м и скоростях до М=0,75, отработаны воздушные запуски на высотах 5, 7, 8 и 9 км, во время скоростных пробежек проверена работа реверсивного устройства. 3 марта 2016 г. двигатель был снят с летающей лаборатории и отправлен в Пермь для переборки и проверки состояния его узлов.

«Мы отлетали первый этап, — рассказывает Александр Иноземцев. — У нас были определенные ограничения, связанные с дефектами, которые мы выявили по компрессору Но, тем не менее, мы отлетали все высоты до самой предельной. Отработали высотные запуски, выявили вопросы, которые неизбежны. Поработали с реверсивным устройством, которое у нас тоже инновационное: на всех западных двигателях стоят пневматические и гидравлические приводы реверса, мы же впервые применили электропривод с червячной передачей (по такой же схеме пошли и в CFM на двигателе LEAP). Вот это все мы впервые отрабатывали. Появились вопросы. Сегодня двигатель в Перми, он используется для испытаний нового стенда, который появился на серийном заводе, после этого пройдет переборку, и в конце лета мы планируем его вернуть на летающую лабораторию для проведения второго этапа летных испытаний».

В нынешнем году планируется собрать и поставить на испытания три следующих двигателя (№100-10, 100-11 и 100-12), изготовить еще один (№100-13), сборка которого, видимо, завершится уже в 2017 г. Предстоит обширная программа сложнейших инженерных испытаний: на обрыв вала турбины низкого давления на стенде «Авиадвигателя», на обрыв рабочей лопатки вентилятора на стенде Т-14-1 в ЦИАМ, ресурсные испытания. В рамках сертификационных испытаний предстоит отработка ПД-14 в термобарокамере ЦИАМ на оценку высотно-скоростных характеристик и отсутствие автоколебаний рабочих лопаток вентилятора, на открытом стенде НПО «Сатурн» — в условиях бокового обдува и заброса града, на стенде «Авиадвигателя» — 150-часовые испытания.

«Работы ведутся сразу по нескольким направлениям, — продолжает Александр Иноземцев, — на стендах в Перми, Уфе, Рыбинске, Тураево (ЦИАМ). Но мы понимаем, что этого недостаточно, что наши коллеги проводят больше испытаний. Поэтому на сегодня основная задача — это расширение объемов производства материальной части. Несмотря на созданную мощную кооперацию, на подключение к производству опытных двигателей крупнейших заводов, тем не менее, проблемы есть, и мы решаем их для еще более интенсивного разворачивания работ по проведению необходимого объема испытаний».

Инженерные испытания, которые планируется провести в этом году, Генеральный конструктор называет тяжелейшими, поскольку они связаны «с демонстрацией, что при обрыве лопатки вентилятора из-за какого-то дефекта не будет нелокализованного разрушения двигателя, а при обрыве турбины низкого давления она не уйдет в «раскрутку», и элементы диска не повредят фюзеляж». Мировой опыт показывает, что такие испытания редко когда удается успешно провести с первого раза: «На ПС-90 они у нас получились со второго раза и с третьего — по турбине низкого давления. Надеемся, что опыт, который мы имеем, позволит нам достаточно быстро получить результат».

Еще одним новшеством является создание банка данных по реальным конструктивным характеристикам заготовок деталей двигателя из новых материалов. «И рынок, и разработчики пришли к идеологии, что если иметь характеристики материалов с хорошей статистической достоверностью на тысячах образцов материальных заготовок, то можно доверяться расчетным данным, связанным с ресурсом. Это так называемая третья стратегия, которая не требует для сертификации полномасштабных испытаний, а только инженерных. Но для этого необходимо иметь такую базу данных.

Летающая лаборатория Ил-76ЛЛ с опытным двигателем ПД-14 №100-07 в очередном испытательном полете, февраль 2016 г.

Все западные фирмы в течение последней четверти века создавали подобную базу. Это стоит миллиарды долларов, очень тщательно охраняется. Мы совместно с институтами под ПД-14 такую базу создаем. Для этого нам пришлось построить лабораторный центр в Перми, более 50 испытательных машин, дооснастить испытательный стенд в ЦИАМ и испытательный центр в В НАМ. Нам нужно изготовить порядка 30 тыс. образцов и провести их полномасштабные испытания. Для этого уже сооружена автоматизированная роботизированная линия в Перми, работающая круглосуточно».