Турбовитлов двигател PD-14 спецификации, сравнителен тест, използването

Понастоящем вътрешното строителство на въздухоплавателни средства е в един вид "спряно" състояние: от една страна съществува и от друга - през последните години не се наблюдава нито един съвременен самолет с чисто вътрешен дизайн. И "Супер Jet" не се брои, защото в него от руски - само "монтаж на отвертка". Надеждата за съживяване на авиационната индустрия е двигателят PD-14, характеристиките (сравнение с аналози), които могат да се нарекат едни от най-добрите през последните години.

Разработчиците се надяват, че създаването на нов двигател ще има най-благоприятно въздействие върху състоянието на цялата вътрешна авиационна индустрия и също така ще допринесе за създаването на множество нови работни места.

Нов проект

Защо създадохме нов двигател PD-14? Характеристиките (съпоставка с чуждестранните модели) на съвременните руски двигатели са такива, че спешно изисква разработването на нещо съвсем ново. Проектантите бяха ръководени от идеята за създаване на електроцентрала, която да им позволи да развиват и изграждат свои собствени самолети с капацитет от 130 до 180 места. Единственият пътнически автомобил от същата класа и изцяло руски произход е Tu-214. Производството му в малки партиди продължава и днес.

Но тези самолети не са достатъчно спешни, имаме нужда от оборудване за актуализиране на целия самолетен флот на нашата страна. Но да го направите без напълно нови двигатели е абсолютно невъзможно. Според техническите характеристики и възможности, те не трябва да бъдат по-ниски от техните аналози от водещите световни производители.

Като цяло, във връзка с последните украински събития и пълното разпадане на връзките в индустриалната сфера на двете страни, двигателят PD-14 (характеристиките, сравнението - в тази статия) е от голямо значение за цялостното съживяване на развитието и производството на газови турбинни двигатели в нашата страна. Освен това, по време на неговото създаване се планира решаването на няколко важни задачи:

• Пълно преструктуриране на гражданското въздухоплаване чрез преразпределяне на ролите и включване на нови участници в този проект.
• И накрая, се планира да се разделят областите на отговорност и да се създаде отново разделение на труда в сферата на авиационното производство, което беше напълно унищожено по време на рухването на Съветския съюз.
• Също така, създателите на проекта разчитат на създаването на нови полимерни и композитни материали, които са изключително необходими в съвременната космическа индустрия.

Как започна всичко?

Идеята, че страната спешно се нуждае от нов двигател на въздухоплавателни средства, е родена в червата на OAO Aviadvigatel, когато дворът е началото на 2000-те години. Времето тогава беше изключително трудно и затова малко хора вярваха в реалността на този проект.

Но специалистите на организацията по това време внимателно и целенасочено са изучавали световния опит в производството на двигатели, а също са анализирали вътрешния транспортен пазар, опитвайки се да предскажат кой тип двигател в гражданските въздухоплавателни средства ще бъде в голямо търсене. Какво конкретно трябваше да бъде определено за двигателя PD-14? Характеристиките (сравнение и сравнение) с чуждестранните проби просто трябваше да разкрият забележимо превъзходство.

Защо? Това е просто. По това време продуктите на чуждестранните производители на въздухоплавателни средства бяха "тласкани" на нашите пазари с изключително агресивни методи. Уви, но до известна степен някои лидери също допринесоха за това. Днес във връзка със санкции този въпрос не е толкова важен. Освен това самата държава "внезапно" се интересува от възможността да произвежда домашни двигатели. Така компанията Aviadvigatel бързо се превърна в центъра на местните и чуждестранните медии.

Основни задачи на проекта

Основната задача по това време беше да се гарантира приемлива цена, според която този продукт наистина би бил интензивно закупен. Именно тогава се роди идеята за създаване на унифициран и универсален генератор на газ. Ако успее, в нашата страна ще бъде възможно да се създаде огромен списък със собствено промишлено оборудване, което не може да се радва.

Какво е turbofan двигател, принципите на работа

Колко по-добре да разберете предимствата, които предлага новия турбофлайт двигател? Принципът на действие на всички подобни двигатели е сходен, поради което този въпрос трябва да бъде разгледан по-подробно, тъй като в противен случай предимствата на новите технологии едва ли ще бъдат разбрани.

Турбо вентилаторът в специалната литература се нарича двигатели с висока степен на двойна верига. Тяхната отличителна черта е наличието на вентилатор с голям диаметър, поради което много голям обем въздух преминава през двигателя. Поради големите размери на тази част, външната дюза на двигателя често става ненужно "монументална" и поради това се съкращава. За да се гарантира, че няма опасни вихри на въздуха, дизайнът включва фиксирани лопатки, които въртят потока на въздушната смес в желаната посока.

Съответно, според принципа на тяхната работа, тези двигатели силно наподобяват ракетните, но практически няма смесване на потоците в тях. Предимството на турбокомпресорните двигатели е, че реактивът, който напуска ракетите "в тръбата", в този случай развива допълнителен вентилатор, който е мощен източник на сцепление. Той произвежда не по-малко от 70-80% от общото сцепление. По този начин авиационният двигател PD-14 е изключително икономичен. Вътрешният контур на тези двигатели почти изцяло повтаря дизайна на моделите на ракетите, но последните им етапи "в комбинация" са вентилаторът.

Предимства и недостатъци

Подобно на всички "роднини", авиационният двигател PD-14 има положителни и отрицателни страни. Сред силните му страни е високата рентабилност, която прави възможно широкото използване на тези мощности дори и по маршрути на дълги разстояния.

Какви са нейните недостатъци? Най-значимите - много големи размери и прилично тегло. Независимо от усилията на инженерите и учените, турбокомпресорните двигатели създават значителна устойчивост на входящия въздушен поток по време на полет. Предполага се, че този проблем ще бъде решен, когато има начини да се намали общият им размер.

Сравнителни различия

Новият двигател с турбокомпресор, чийто принцип на работа е подобен на "класическите" вътрешни модели, все още е много различен от предшествениците си. Разбира се, разликите "по око" се виждат само от инженерите. Ако го сравним с модела PS-90A (IL-96, Tu-214, IL-76), тогава можем да забележим качествен скок в технологичния процес и възможности, нека не се страхуваме от тази дума.

Степента на двойната верига е нараснала точно два пъти, температурата на газа пред турбината се е увеличила незабавно с 100 К, степента на общото компресиране (при различни условия) се е увеличила с 20-50%. В сравнение с изброените по-горе разновидности на битови двигатели, новият двигател PD-14 ви позволява да спестите поне 12-16% повече гориво.

Спестяване на тегло

За първи път в индустрията за вътрешни граждански въздухоплавателни средства дизайнът на двигателя използва технологията за производство на кухи лопати на турбините, изработени от високоякостни титанови сплави.

Това дава спестяване на масата от 30%, а общият нов двигател за въздухоплавателни средства PD-14 се улеснява с около 10%. Също в Perm Engine Plant днес се овладява технологията за производство на еднокристални турбинни лопатки. Съобщено е, че този подход ще повиши оперативната температура на газовете незабавно до 2000 К.

В допълнение, за първи път местните производители в проектирането и производството на двигатели ще използват такова количество полимерни композитни материали. С този подход не само масата на двигателя значително ще намалее, но силата и устойчивостта му към претоварване също ще се увеличат.

Стойността на създаването на нов мотор

Както казахме в самото начало на статията, не е възможно да създадем нови въздухоплавателни средства, без да разработваме нови двигатели. С последното всичко постепенно започва да се подобрява: тестът на двигателя PD-14 под формата на държавна инспекция скоро ще започне ... Но кои машини ще бъдат оборудвани с тях?

Предполага се, че специално за тези двигатели ще бъдат създадени самолети MS-21 (багажник, 21-ви век). Ако това наистина се осъществи, тогава ще бъде възможно да се говори за истински пробив, за пръв път от времето на СССР в страната ни е създадено нещо ново. По-важното е, че руският двигател PD-14 ще създаде цяла линия от нови самолети, предназначени както за полети на дълги разстояния, така и за вътрешни маршрути. Доскоро всички казаха, че вътрешните самолети трябва да бъдат оборудвани изключително с внесени двигатели. Днес се оказа, че това, за щастие, не е така.

Какви автомобили ще оборудват?

Днес вече е очевидно, че единният дизайн на новия двигател ще позволи успешното му използване не само на пътниците, но и на транспортните самолети. Тъй като сцеплението му достига до 14 тона, този модел може да бъде инсталиран на MS-21-200 / 300/400. Със сигурност ще им бъде позволено да завършат IL-76 и IL-214. Има информация за началото на още по-мощна модификация с тежест от 18 тона, т.е. PD-18. Предполага се, че се използва за самолети Tu-214 и IL-96. Спомнете си, че днес всички тези машини са оборудвани с "стар човек" PS-90A.

Също така, разработчиците съобщават, че вече е било взето решение да се създаде лека версия на този двигател с тежест от десет тона. Можем да предположим, че ще се използва за производство на дълготрайни "Superjets", за които никой сега не иска да купува двигатели за Франция. Накрая ще бъде създадена специална версия на този мотор с хеликоптер, която ще бъде оборудвана с известната транспортна крава, която е хеликоптерът Mi-26.

Към днешна дата украинските двигатели D-136 са били използвани в производството на тези машини. Дори предварителните изчисления показват, че съществуващото търсене на тези двигатели е повече от достатъчно, за да покрие всички разходи, получени при разработването на нови технологии. Като цяло се планира да се привлекат най-малко 70 милиарда рубли инвестиции, а половината от тях - средства от федералния бюджет. Последното обстоятелство показва колко страната се нуждае от този проект.

Какво не е наред със стария PS90-A?

Най-новият двигател за MS-21, PD-14 е ново поколение турбови двигатели. Освен това, тя е напълно съвместима със сравнително старите модификации на самолетите. Затова заслужените "ветерани" IL-76, чиято модернизация е била интензивно проведена от миналата година, при инсталирането на нов двигател върху тях, може да отлети няколко десетки хиляди часове. Освен това ще бъде възможно да се увеличи обхватът на полета от четири до пет хиляди километра, без натоварване, разстоянието ще нарасне с хиляда километра, а разходът на гориво ще бъде намален с около 14%. Последното обстоятелство е особено важно, защото благодарение на него ще бъде възможно да се намалят разходите за транспортиране на тон товар с 10% наведнъж.

По този начин старият мотор, който наистина е служил на времето си на експлоатация и се развива в СССР, все още се справя с неговите задължения, но не отговаря на съвременните изисквания. Основният проблем е високият разход на гориво и повишеният шум. По принцип това е известно дълго време, но конкретни стъпки за подобряване на ситуацията и създаване на нов двигател бяха направени едва сега. Заради справедливостта е необходимо да се каже, че само днес са се появили всички средства, необходими за тази работа.

Официална информация за напредъка

Официално, двигателят се развива от 2008 г. насам, но всъщност е проектиран от талантлив екип от дизайнери, започнал през 1999 г.

През 2012 г. за първи път бе съставена пълна демонстрационна версия. В същото време се развива интензивното развитие на системите за генериране на газ и това доставя основните проблеми на дизайнерите. Досега всички недостатъци са успешно премахнати. За първи път този двигател на Перм стартира в средата на 2012 година. В същото време дизайнерите разбраха, че високите конструктивни параметри са в пълно съответствие с практическата ситуация, което допълнително укрепва убеждението им, че трябва спешно да се създаде производството на нови двигатели.

Тестовете за лаборатории първоначално са планирани да бъдат завършени преди три години, но поради някои проблеми има информация, която отчасти те продължават и до днес. Предполага се, че тази година ще започне масово производство, а през годината Permyaks трябва да събере най-малко две или три десетки нови двигатели. И това е много малко, тъй като местните авиатори вярват, че докато се поддържат настоящите темпове на полетите до 2019 г., авиационните двигатели трябва да се произвеждат с титанично темпо - 200 броя за 12 месеца. Бих искал да се надявам, че местната индустрия ще може да "дръпне" този проект.

И какво ще кажете за MS-21?

За първи път в началото на миналата година започна да пристига информация за началото на работата по производството на ново въздухоплавателно средство. В момента със сигурност е известно, че първият фюзелаж на нов вътрешен самолет, който в своята среда е по-известен под "неофициалното" име на Як-242, вече се сглобява с пълна сила в завода за летателни апарати в Иркутск.

В Уляновск се събира крило от уникални съставни материали. Най-вероятно вече е пристигнал в Иркутск. Вътрешните медии, имащи свои представители в това предприятие, твърдо обещаха, че първият борд ще може да се издигне във въздуха вече това лято. Съобщено е, че производителят вече има общо 175 твърди договора за изграждането и доставката на MS-21. Клиентите бяха много големи организации, включително Sberbank, която продава нови самолети за лизинг.

Съществуват и доклади, че могат да се поръчат още 100 такива самолета, а не само вътрешни, но и чуждестранни преводачи. Това съобщение е наистина уникално, тъй като за последен път някой прояви интерес към нашето пътническо въздухоплавателно средство само по времето на СССР.

Значението на проекта MS-21 е, че той е първият и досега единствен вътрешен самолет, създаден самостоятелно и без използване на стари разработки от времето на Съюза, в които не се използват чужди компоненти. На полетните маршрути първото въздухоплавателно средство на тази марка ще излезе едва след окончателното завършване на всички видове летателни и стенд тестове, които продължават и до днес.

данни

По този начин новият обещаващ двигател е реален пробив на цялата национална индустрия и по-специално на строителството на граждански самолети. Що се отнася до необходимостта от тези двигатели, това е огромно. От доста време местните превозвачи са заявили, че не са прекалено готови да купят втечнени въздухоплавателни средства, чийто ресурс е почти изтощен. Но по това време местната индустрия не можеше да им предложи нищо подходящо.

Днес има двигател и самолет. Тъй като са въведени санкции срещу нашата държава, няма възможност да се купи нещо в чужбина, а обменният курс, който е излетял до небето, не добавя към това решение за привлекателност. Така че вътрешният проект има грандиозни перспективи. Бих искал да се надявам, че индустрията няма да се провали и ще може да предостави на производителите всички необходими компоненти.