Создание двигателя ПД-14 вернуло нашу страну в высшую лигу мировой авиации. О том, как создавался ПД-14, какие уникальные технологии применили, рассказал управляющий директор-генеральный конструктор предприятия «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев. В мае 2023 года академику РАН Александру Иноземцеву присвоено звание Героя Труда Российской Федерации.
В мировом производстве двигателей для гражданских узкофюзеляжных и широкофюзеляжных самолетов доминируют двигатели пятого поколения. Первым таким российским двигателем для гражданской авиации стал ПД-14.
Серийное производства двигателя ПД-14 началось
Предприятия Объединённой двигателестроительной корпорации включились в расширение производства двигателей для гражданской авиации. В данный момент ведется подготовка, разворачивание мощностей на всех предприятиях ОДК, участвующих в производстве. 12 двигателей ПД-14 для среднемагистрального пассажирского лайнера МС-21 произведут в 2024 году, затем 24 и 36 в 2025 и 2026, наращивая количество до 152 двигателей в 2030 году.
Двигатель, который создавался с нуля
Сложно было доказать, что мы можем сделать двигатель, который на равных будет конкурировать с лучшими западными аналогами. Только что созданная в марте 2008 года Объединенная двигателестроительная корпорация вела переговоры, убеждая, что без отечественного двигателестроения Россия никогда не сможет вернуть себе звание мировой авиастроительной державы.
Консолидированная поддержка ОДК со стороны отраслевых институтов и Минпромторга РФ помогла дать начало финансирования проекта ПД-14 в конце 2008 года.
Проект по созданию ПД-14 делился на определенные стадии, характеризующиеся законченным этапом разработки и необходимостью принятия решения о начале финансирования следующего этапа. На каждом контрольном рубеже внимательно рассматривалось состояние работ по проекту по нескольким ключевым критериям, главный из которых - техническая реализуемость и экономическая эффективность проекта, оценка экономических рисков.
Ключевые технологи ПД-14
Одним из новшеств проекта ПД-14 стало создание рабочих групп по ключевым направлениям. Помимо конструкторов ОДК-Авиадвигатель в эти группы привлекались ведущие специалисты предприятий ОДК, отраслевых институтов и академической науки.
Двигатель-демонстратор ПД-14 был собран в июне 2012 года. Ключевым элементом этого этапа стала технология изготовления пустотелой титановой рабочей лопатки вентилятора методом диффузионной сварки и сверхпластической формовки. В создании и освоении этой технологии кроме конструкторов ОДК-Авиадвигатель большую роль сыграли специалисты "Института проблем сверхпластичности металлов" Российской академии наук, «Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова», «Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов», уфимского предприятия ОДК-УМПО. Без этой технологии двигатель ПД-14 не состоялся бы.
Комплексной задачей стала разработка турбины низкого давления. Она была создана совместными усилиями уфимского конструкторского бюро "Мотор" и пермских конструкторов. При разработке турбины низкого давления спорили два направления: делать турбину большего диаметра с меньшим количеством ступеней или, наоборот, меньшего диаметра с большим количеством ступеней. Победил второй, более консервативный подход, обеспечивший высокий КПД турбины на крейсерском режиме полета.
Впервые в практике отечественного двигателестроения ОДК-Авиадвигатель разрабатывало не только сам двигатель ПД-14, но и мотогондолу. Специалисты отказались от общепринятого в мире типа реверсивного устройства распашного типа, когда мотогондола состоит из двух С-образных каналов, которые, как крылья бабочки, распахиваются и открывают доступ к двигателю.
Другой особенностью реверсивного устройства, которую специалисты пермского конструкторского бюро применили одни из первых в мире и точно первые в России, стало использование электрического привода для реверсивного устройства ПД-14. Уникальную систему электропривода разработали отечественные компании - московская "Электропривод" и "Диаконт" из Санкт-Петербурга.
Испытания: первый полет ПД-14 в 2015 году
Для летных испытаний нового двигателя была восстановлена летающая лаборатория на базе Ил-76ЛЛ, которая позволила оценивать около 2 тысяч параметров двигателя в процессе полета. Первый вылет Ил-76ЛЛ с двигателем ПД-14 состоялся 30 ноября 2015 года на аэродроме Лётно-исследовательского института имени М. М. Громова. Примерно треть из этих 2 тысяч параметров специалисты наблюдали онлайн, находясь удаленно в Перми и на базе в Жуковском. Это первая в России летная лаборатория с такими возможностями.
Все испытания были успешно проведены, и в октябре 2018 года ПД-14 получил сертификат типа Росавиации. Это ключевой документ в авиастроении, означающий возможность безопасной эксплуатации, без него невозможна поставка техники в интересах гражданских авиакомпаний. Когда были развернуты работы по проведению сертификационных испытаний двигателя ПД-14, вышло постановление правительства России о перераспределении полномочий по сертификации авиационной техники - от Авиационного регистра «Межгосударственный авиационный комитет» (АР МАК) в Росавиацию. Это изменило намеченные сроки работ по сертификации ПД-14.
Перспективный двигатель прошел сложнейшие сертификационные испытания, в первую очередь по обрыву рабочей лопатки вентилятора, в ходе которых была подтверждена локализация повреждений и отсутствие опасных последствий. Для этого был существенно доработан стенд ОДК-Авиадвигатель. Специалисты пермского конструкторского бюро создали уникальную методику подрыва пирозаряда, обеспечивающего гарантированное отделение рабочей лопатки вентилятора от ротора на заданном режиме работы ПД-14 и не приводящего к дополнительному негативному воздействию на двигатель.
Серьезное испытание по обрыву вала турбины низкого давления, доказавшее отсутствие опасных последствий для двигателя и самолета, также прошло успешно.
Сертификационные испытания проходили не только в Перми, но и в Москве на стендах Центрального института авиационного моторостроения в Тураево, в Жуковском в Лётно-исследовательском институте имени М. М. Громова, в Рыбинске на открытом стенде предприятия ОДК-Сатурн в Палуево.
Итогом многолетней работы конструкторов стал первый полет двигателей ПД-14 на крыле самолета МС-21-310 в декабре 2020 года.
В мировом производстве двигателей для гражданских узкофюзеляжных и широкофюзеляжных самолетов доминируют двигатели пятого поколения. Первым таким российским двигателем для гражданской авиации стал ПД-14.
Предприятия Объединённой двигателестроительной корпорации включились в расширение производства двигателей для гражданской авиации. В данный момент ведется подготовка, разворачивание мощностей на всех предприятиях ОДК, участвующих в производстве. 12 двигателей ПД-14 для среднемагистрального пассажирского лайнера МС-21 произведут в 2024 году, затем 24 и 36 в 2025 и 2026, наращивая количество до 152 двигателей в 2030 году.
«Поздравляю академика РАН Александра Александровича Иноземцева, генерального конструктора линейки двигателей для гражданской авиации, с высокой оценкой многолетней профессиональной работы. Звание «Герой труда» – это гордость за нашу отрасль и свидетельство внимания со стороны государства к достижениям отечественного авиационного двигателестроения», - отметил руководитель ОДК Вадим Бадеха.
Александр Иноземцев – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Авиационные двигатели» Пермского национального исследовательского политехнического университета, руководитель пермской научно-инженерной школы газотурбинного двигателестроения, академик Российский академии наук. Имеет 135 научных публикаций, включая 2 монографии, 9 учебников и учебных пособий, 3 авторских свидетельства и 71 патентов на изобретения.