Несмотря на то, что Россия является одним из мировых лидеров в
области турбовальных двигателей, тем не менее, к 21-му столетию страна
подошла, не имея своего серийного производства этого типа двигателей.
ГТД-350 и PZL-10W производились в Польше, ТВ-О-100 планировался к
изготовлению в Румынии, выпуск ТВ2-117 в Перми был прекращен в 1990-е
годы, ТВ3-117, ВК-2500 и Д-136 производятся в независимой Украине,
перспективные омские и рыбинские двигатели так и не добрались до
серийного производства. Лишь один Завод имени В. Я. Климова с начала
2000-х годов осуществлял «отверточную» сборку двигателей – ТВ3-117 и
ВК-2500 из моторокомплектов (газогенераторов) производства украинского
завода «Мотор Сич».
Успехи советских моторостроителей во многом связаны с той системой отраслевой кооперации, которая была создана в Министерстве Авиационной промышленности (Госкомитете по авиационной техники). По любому затруднительному вопросу ОКБ или серийный завод мог обращаться за помощью к научным институтам отрасли и своим коллегам из других предприятий, получить консультацию или даже техническую помощь их
специалистов на своём предприятии. Важную роль играло организованное
обеспечение методическими руководящими документами по своей
специализации и отраслевыми и государственными стандартами. Отраслевая
кооперация нарушилась с наступлением «рыночных» 1990-х годов и
ликвидацией МАП СССР.
Авиационное двигателестроение – одна из самых наукоемких отраслей промышленности. Ее счастливыми обладателями за исключением России (СССР) являются лишь несколько стран: США, Канада, Великобритания, Германия, Испания, Япония, Китай, Швеция, Украина. Потерять ее – непростительная глупость.
Сначала ее попыталась спасти общественная Ассоциация «Союз авиационного двигателестроения» (АССАД), которую создал в 1992 году бывший заместитель министра авиапромышленности СССР Виктор Михайлович Чуйко, объединив все предприятия отрасли, занимавшиеся разработкой и производством
двигателей, трансмиссий и агрегатов. Затем в 2008 году уже на
государственном уровне был создан головной холдинг «Объединенная
двигателестроительная корпорация» (ОДК).
В 1990-е и начале 2000-х годов внешние и внутренние силы в стране пытались ориентировать отечественную авиапромышленность на зарубежные ТВаД. Постепенно происходил «рейдерский» захват всех перспективных разрабатываемых российских вертолетов двигателями производства Канады и Франции: «Ансат» (PW207K), Ми-38 (PW127T/S), Ка-226 (Arrius 2G1), Ка-62 (Ardiden 3G). Не отставала от западных «партнеров» и Украина, пытаясь заняться
ремоторизацией отечественных вертолетов: «Ансат» и Ми-2 (АИ-450), Ми-8
(ТВ3-117ВМА-СБМ1В 4Е серии), Ми-17 (ТВ3-117ВМА-СБМ1В), Д-136 (АИ-136Т).
Невольными «пособниками» западных фирм стали отечественные вертолетостроительные заводы – МВЗ имени М. Л. Миля, «Камов», Казанский вертолетный завод, которые за неимением российских аналогов требуемой мощности начали повально устанавливать иностранные моторы. Нередко эти начинания вертолетчиков подкреплялись правительственными постановлениями. На лицо было неприкрытое лоббирование интересов зарубежных авиапроизводителей.
В 2010-х годах ситуация начала исправляться. Государство в лице Минобороны и Минпромторга стало финансировать программы по разработке перспективных ТВаД. И к 2026 году отечественная вертолетная промышленность подойдет, имея современные ТВаД во всех необходимых
классах мощности, которые полностью будут изготавливаться на территории
Российской Федерации из российских комплектующих.
В настоящее время в АО «ОДК-Климов» разрабатываются двигатели ВК-650В и ВК-1600В. Первый двигатель призван заместить французский двигатель Turbomeca Arrius 2G1 на вертолете Ка226. Второй ТВаД – разрабатывается для замены РД-600В и Turbomeca Ardiden 3G на Ка-60/Ка-62.
Двигатель ПД-12В проектируется в АО «ОДК-Авиадвигатель» с 2015 года на базе
газогенератора новейшего ТРДД ПД-14, разрабатываемого для пассажирского
самолета МС-21. Новый ТВаД взлетной мощностью 10 000-11 500 л. с. должен
заменить устаревающие двигатели Д-136 на вертолетах Ми-26.
К 2017 году был завершен этап эскизного проектирования ПД-12В. Определен
конструктивный облик силовой установки и основные параметры, а также
проведена интеграция с вертолетом. Изготовление и испытание первого
опытного образца ПД-12В было запланированы на 2020 год, а общее завершение ОКР – на 2025 год. По сравнению с украинским Д-136 российский ТВаД должен был обеспечить расширение условий базирования вертолета в условиях высокогорья и жаркого климата благодаря увеличению поддержания мощности на высоте до 2000 м и при температуре до +40°С.
Несмотря на то, что новый двигатель несколько тяжелее Д-136, его экономичность по сравнению с предшественником должна была возрасти на 18%. При этом заложена возможность форсирования мощности до 14 000 л. с. Ожидалось, что ремоторизация Ми-26 увеличит дальность полета с полезной загрузкой и уменьшит эксплуатационные расходы. Двигатель ПД-12В также
рассматривался в качестве силовой установки для российско-китайского
проекта тяжелого транспортного вертолета Advanced Heavy Lift (AHL).
Весной 2022 года произошли изменения в программе ремоторизации тяжелого
транспортного вертолета: вместо двигателя ПД-12В намечено установить
перспективный турбовальный двигатель ПД-8В.
Основными приоритетами при создании ТВаД 4-го и 5-го поколений
являются: повышение экономической эффективности (снижение стоимости
самого двигателя, обслуживания и ремонта, снижение расхода топлива,
повышение ресурса); обеспечение безопасности полетов (повышение
надежности двигателя, упрощение конструкции, эффективная диагностика
технического состояния, повышение стойкости к внешним воздействиям,
совершенствование процесса управления двигателем, применение повышенных режимов при выключении одного двигателя в двухдвигательной силовой установке); выполнение экологических требований по шуму и эмиссии
вредных веществ со значительным запасом, учитывающим тенденцию к
ужесточению данных требований в дальнейшей перспективе; унифицированное
применение, возможность форсирования по мощности, разработка на основе
базового газогенератора семейства двигателей различного назначения.
Дальнейшее развитие турбовального авиадвигателестроения в России до 2030 года сконцентрировано на прорывном улучшении характеристик по трем ключевым направлениям: широкое комплексное применение композиционных материалов, обеспечивающее, в частности, радикальное (на 200-300 К) повышение температуры газа в двигателях с неохлаждаемой горячей частью –
«неметаллический двигатель»; отказ от использования механического привода агрегатов через коробку передач и переход на использование электроприводных агрегатов, питающихся от встроенного высокооборотного
генератора – «электрический двигатель»; применение в двигателе роторных
опор нетрадиционного типа (неметаллические композитные, газовые,
электромагнитные), не требующих масляного охлаждения, исключение из
конструкции двигателя масляной системы – «сухой двигатель».
Исходя из концепции «неметаллического», «электрического» и «сухого» двигателя в АО «ОДК-Климов» с начала 2010-х годов ведутся научно-исследовательские работы по программе «Перспективного вертолетного двигателя ПДВ». В ходе работ исследуется возможность применения новейших технических решений, критических технологий и перспективных материалов: высокооборотного бесщеточного стартера-генератора; встроенного инерционного ПЗУ «грибкового» типа; дисков осевых ступеней компрессора по типу «блиск» (технология отрабатывалась в составе двигателя ВК-2500М); керамической камеры сгорания «черепичного» типа и непрерывно-детонационной камеры сгорания; металлокерамического материала высокой жесткости (валы), композиционного материала «СКЕЛЕТОН» (лопатки СА и ТВД), композиционных материалов из углепластика на эпоксидной связующей и органической основе; газодинамических опор и щеточных уплотнений и др.
Научно-исследовательские работы ведутся применительно к двигателю
размерности 2800-3200 л. с. Планируется, что по сравнению с двигателем
типа ВК-2500 количество деталей уменьшится на 30-40%, удельный расход –
на 20%, массогабаритные размеры – на 40%, прямые эксплуатационные
расходы – на 30%, надежность и ресурс повысятся в 2-3 раза. Уровень
максимальных температур газов перед турбиной достигнет 1600-1800 К, а
степень сжатия воздуха – значения 18-22.
Подробности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по перспективным турбовальным двигателям пока имеют гриф секретности, они доступны только специалистам отрасли. Но надо набраться терпения, и по прошествии каких-то 5-10 лет мы будем удивляться возможностям новых российских вертолетов…