Введение
15 декабря 2020 года совершил свой первый полет новейший российский авиалайнер МС-21 с российскими моторами ПД-14. До этого он испытывался с моторами PW1400G иностранного производства Pratt & Whitney. Это значимое событие не только ввиду усиления санкций против России, в том числе в гражданских отраслях, уже повлиявших на ход создания планера МС-21.
Это важно и для российского участия в программе создания широкофюзеляжного дальнего авиалайнера CR929 совместно российско-китайской разработки. И для Китая, и для России разработка и производство авиадвигателей чувствительная область.
Если России все-таки имеет технические компетенции по их созданию, то КНР может создавать авиамоторы, пусть с оговорками, только для военной авиации. Но в Китае выражали сомнения по поводу способностей нашей страны создать и гражданские авиадвигатели большой тяги. Вообще выполнить современные требования к гражданским самолетам сложнее, чем к военным. Перспективный мотор ПД-35 для российско-китайского авиалайнера будет базироваться на заделе и опыте создания ПД-14 и всего семейства двигателей на его базе. Создав ПД-14, мы показали возможности и по созданию более мощного ПД-35. Тем самым, развеваются сомнения наших партнеров по созданию совместного самолета, в наличии у нас соответствующих технических и организационных возможностях по созданию современных авиадвигателей.
История создания
В конце 90гг. XX века стало ясно, что новейший наш двигатель четвертого поколения для гражданской и военно-транспортной авиации ПС-90 недостаточно экономичен и слишком шумен.
В итоге на новейшие по тем времена Ту-204 стали ставить двигатели производства Rolls-Royce. Но учитывая тесные связи западный производителей авиадвигателей с конкурентами наших «Ил» и «Ту»- Boing и Airbus, это было чревато возникновением проблем даже без учета тогда еще относительно дружелюбных международных отношений. В итоге широкомасштабное производство Ту-204 и Ил-96 так и не началось.
К тому времени за рубежом появились первые турбореактивные двигатели пятого поколения. Их отличительной особенностью являлось повышение рабочей температуры турбины. Она на них достигает 1900 К, против 1640 К на двигателях четвертого поколения. Научно-исследовательские работы начались в 1999 году по инициативе ЦИАМ (Центральный институт авиационного моторостроения). При участии ЦАГИ был сформировано техническое задание по созданию такого двигателя. В 2008 году начались научно-исследовательские опытно-конструкторские работы по созданию нового двигателя ПД-14. Головным разработчиком стало АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь). Его с самого начала прочили не только на роль мотора для перспективного самолета МС-21, но и как базового для создания целого семейства двигателей, как иной мощности для других типов самолетов, так же турбовального мотора для вертолета Ми-26, а также планируется создание газоперекачивающих установок и газотурбинных электростанций.
Испытания сердца такого двигателя – газогенератора начались в 2010 году. Испытания мотора на самолете начались в 2015 году. Но это были еще не полеты с ним. Полеты с ним начали на летающей лаборатории в 2017 году. А в этом году в декабре новейший среднемагистральный МС-21 первый раз совершил полет не с импортными моторами, а с отечественными ПД-14. На базе газогенератора ПД-14 будет создан более мощный газогенератор для двигателя ПД-35, который станет огненным сердцем будущего CR929. Главным производителем двигателя является АО «ОДК-Пермские моторы» (г. Пермь).
Описание конструкции
ПД-14 относится к турбовентиляторным двигателям, они же турбореактивные двухконтурные двигатели со степенью двухконтурности выше 2 единиц. В отличие от одноконтурных турбореактивных двигателей здесь воздух идет не только во внутренний контур с камерой сгорания, но и во внешний контур в обход камеры сгорания. При этом отсутствует редуктор для вентилятора. Их не следует путать с турбовинтовым моторами, имеющими воздушный винт с приводом его через редуктор. Осевой компрессор низкого давления и турбина низкого давления имеют разное число ступеней в разных вариантах мотора. Компрессор высокого давления имеет восемь ступеней. Турбина высокого давления получила две ступени. Для двигателя созданы принципиальные новые сплавы и композитные сплавы, в том числе в качестве альтернативы иностранным композитам. В целом использование иностранных компонентов сведено к минимуму. Предусмотрено создание на базе ПД-14 двигателей меньшей мощности: ПД-8, ПД-10, ПД-14А, и большей: ПД-14М, ПД-16, ПД-18. Их будут ставить на самолеты от Sukhoi Superjet 100 до Ил-96-400Т, включая последние версии Ил-76. Также планируется создание турбовального двигателя ПД-12 для тяжелого вертолета Ми-26.
ПД-35
ПД-35 для CR929 для будет иметь доработанный компрессор высокого давления и другие усовершенствования. Его также можно устанавливать и на российский широкофюзеляжный авиалайнер Ил-96-400М. На нем впервые для нашей страны применены лопатки из полимерных композитов. Многие решения, примененные на ПД-35, применят для модернизации семейства двигателей ПД-14. Испытания демонстратора вентилятора двигателя уже начались.
Заключение
Еще недавно для гражданской авиации мы располагали только двигателем четвертого поколение ПС-90, теперь есть мотор и пятого поколения ПД-14. Он заменит устаревающий ПС-90, ровно, как и иностранные авиадвигатели. Сейчас двигатели пятого поколения для гражданской авиации выпускают только США и Европа, а теперь и Россия.
Источники:
https://aviation21.ru/shfdms-cr929-trudnyj-vybor-dvigatelya/,
https://aviation21.ru/shfdms-poslednie-novosti-i-status-programmy/,
https://aviation21.ru/ms-21-lajner-s-chyornym-krylom/,
https://aviakatastrofa.net/raznoe/dvigatel-pd-14-tehnicheskie-harakteristiki.html,
https://vpk.name/library/f/pd-35.html,
https://oko-planet.su/science/sciencenews/627084-pd-35-perspektivnyy-bolshoy-russkiy-dvigatel.html,
https://pikabu.ru/story/dvigatel_revolyutsii_3946738,
https://avia.pro/blog/pd-14-perspektivnyy-dvigatel,
Моя статья о ТБ-3, бывшем под индексом Г-2 одним из первых наших гражданских транспортных самолетах - тут.