АВИАЦИЯ И ВЕНТИЛЯЦИЯ

ПД-14 – первый полностью российский турбовентиляторный двигатель (с 1980-х годов) для гражданской авиации, разработанный с учетом международных норм и требований.

В чем инновационность проекта, получившего шифр ПД-14?

При разработке двигателя удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя – увеличения степени двухконтурности в два раза, температуры газа перед турбиной – на 100 позиций по шкале Кельвина, суммарной степени сжатия в компрессоре – на 20%.

Создание первого за 35 лет российского газотурбинного двигателя ПД-14 для гражданской авиации было бы невозможно без использования в его конструкции материалов и технологий нового поколения.

Итак, в России началось серийное производство перспективных авиационных двигателей ПД-14 для среднемагистрального пассажирского самолета МС-21. Производством развернуто на предприятии «ОДК – Пермские моторы». Первые серийные двигатели ПД-14 были переданы на Иркутский авиазавод, где собираются МС-21, в конце января этого года.

МС-21-300 — ближне- и среднемагистральный пассажирский самолет нового поколения вместимостью от 150 до 211 пассажиров. Сертификация самолета должна завершиться в этом году, а серийное производство запланировано на 2021 год.

Испытания самолета с установленными российскими двигателями планируются в этом году. Российским заказчикам МС-21 будет поставляться с двигателями ПД-14, а на экспорт производитель предложит версию самолета с американскими силовыми установками PW1400G.   Двигатель создавался с применением новейших технологий и материалов, обеспечивающих современные эксплуатационные характеристики и высокий уровень экологичности. Новый двухконтурный двухвальный двигатель может развивать тягу до 14 тонн во взлетном режиме.

Высокопрочные конструкционные стали и деформируемые никелевые и титановые сплавы нового поколения использовались при изготовлении валов, дисков и корпусов.

Заявлены следющие основных характеристик ПД-14: степень двухконтурности 8,5, температура газа перед турбиной – до 1950К, степень сжатия в горячей части компрессора 17,  удельный расход топлива  0,53 кг/кгс*ч; экологические параметры лучше действующих норм ИКАО. Применение современных материалов и технологии стало важным преимуществом нового двигателя. Отдельно необходимо отметить разработку технологии литья охлаждаемых лопаток ТВД с монокристаллической структурой из нового жаропрочного сплава, легированного рением, рутением. А использование композиционных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили массу двигателя.

Впервые было организовано аддитивное производство завихрителей фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 из жаростойкого никелевого сплава марки ЭП648ПС.

В основу примененных новых сотовых уплотнений положена сотовая структура, которая позволяет минимизировать переток рабочего тела в радиальных зазорах, увеличить относительный КПД,  до 5% сократив расход топлива и снизив абразивный износ проточной части машины.

Впервые в российской инженерной и технологической практике АО «ОДК-Авиадвигатель» совместно с ФГУП «ВИАМ» сконструирована мотогондола двигателя ПД-14 из ~ 60 % по массе полимерных композиционных материалов (ПКМ), обеспечивающая высокую весовую эффективность по сравнению с металлическими аналогами при сохранении требуемых упруго­прочностных свойств, в том числе высоких ударной вязкости и стойкости к климатическим факторам, и обеспечивающая требования по шуму как внутри салона, так и на местности.

ФГУП «ВИАМ» организовано аддитивное производство завихрителей фронтового устройства камеры сгорания ПД-14 из жаростойкого никелевого сплава марки ЭП648ПС. В настоящее время поставлено более 700 деталей для серийных двигателей. При этом разработан полный комплект нормативной документации по всем стадиям производственного цикла: получение металлопорошковой композиции, синтез деталей, газостатическая и термическая обработка.   Важнейшей составляющей этого проекта являются технологии создания широкохордной лопатки вентилятора из ПКМ, легких лопаток из интерметаллидных титановых сплавов, лопаток турбины высокого давления с монокристаллической структурой.

Генконструктор ОДК рассказал об унификации газогенератора линейки двигателей ПД

Объединённая двигателестроительная корпорация (ОДК, входит в Ростех) за последние годы вывела на рынок несколько новых продуктов, в числе которых перспективный двигатель ПД-14. Заместитель генерального директора – генеральный конструктор корпорации Юрий Шмотин в интервью обозревателю РИА Новости Алексею Паньшину на авиасалоне МАКС-2019 рассказал о работах по улучшению ПД-14, создании одного базового унифицированного газогенератора и двигателя на его основе, а также о двигателе для перспективного лайнера МС-21-400.

По словам Юрия Шмотина, силовой агрегат ПД-14 разрабатывался в рамках программы по созданию двигателей тягой от 9 до 18 тонн. Уже сейчас, когда ПД-14 готов и сертифицирован, закладывается основа для создания в данном классе мощности двигателя, который будет превосходить его.

“Газогенератор для всех этих двигателей может быть унифицирован. Если мы говорим о двигателях меньшей размерности, таких как SaM146, то расход воздуха через внутренний контур в таких двигателях должен быть меньше, чем у газогенератора ПД-14. Для того, чтобы создать двигатель, который по топливной эффективности будет конкурировать с SaM146 и при этом иметь близкий к нему диаметр, нужен газогенератор меньше, чем у ПД-14. Мы понимаем, что для семейства самолётов Sukhoi Superjet, нужен двигатель, который будет превосходить SaM146 по характеристикам”, – сказал генеральный конструктор ОДК.

Он пояснил, что работа по формированию задела для создания двигателей нового поколения ведётся, и в случае получения заказа от АО “ГСС” ОДК будет готова представить такой двигатель в обозримые сроки. Юрий Шмотин не назвал модель нового двигателя, но очевидно, что речь шла о ПД-8. Касаясь вопроса улучшения ПД-14, он пояснил, что в корпорации есть планы по увеличению мощности двигателя ПД-14 за счёт увеличения степени двухконтурности вентилятора и разработки на его базе двигателя ПД-16 с более высокими характеристиками.

“Эта модификация будет востребована для МС-21-400. Мы для себя ставим задачу не разработать большое количество разных двигателей, а сделать один базовый унифицированный газогенератор и двигатель на его основе, который в перспективе станет массовым и не потребует для близких классов воздушных судов создания модификаций за исключением адаптации и модернизации программного обеспечения”, – сказал Шмотин.

По теме: