Motorul turbofan PD-14: caracteristici, comparație, testare, aplicare

În prezent, industria de construcție a aeronavelor domestice se află într-un fel de stare "suspendată": pe de o parte, există și, pe de altă parte, nu am văzut în ultimii ani o singură aeronavă modernă cu design pur național. Iar "Super Jet" nu contează, pentru că în ea de la ansamblul "Șurubelniță" din Rusia. Speranța pentru revigorarea industriei de avioane este motorul PD-14, caracteristicile (comparație cu analogii) care pot fi numite unul dintre cele mai bune din ultimii ani.

Dezvoltatorii speră că crearea unui nou motor va avea cel mai favorabil efect asupra stării întregii industrii aeriene interne și va contribui, de asemenea, la crearea multor noi locuri de muncă.

Proiect nou

De ce am creat un nou motor PD-14? Caracteristicile (comparativ cu modelele străine) ale motoarelor rusești moderne au fost de așa natură încât a impus urgent dezvoltarea unui ceva radical nou. Designerii s-au ghidat de ideea de a crea o centrală electrică, care să le permită să-și dezvolte în continuare și să construiască propriile avioane cu o capacitate de 130 până la 180 de locuri. Singura mașină de pasageri de o clasă similară și de origine complet rusă este Tu-214. Producția sa în loturi mici continuă astăzi.

Dar aceste avioane nu au suficient de urgent, avem nevoie de echipament pentru actualizarea întregii flote de avioane din țara noastră. Dar să o faci fără motoare complet noi este absolut imposibilă. În funcție de caracteristicile și capacitățile tehnice, acestea nu ar trebui să fie inferioare analogilor lor de la cei mai importanți producători din lume.

În general, ca urmare a recentelor evenimente din Ucraina și ruperea completă a relațiilor din sectorul industrial al ambelor țări, enorme motor de semnificație PD-14 (caietul de sarcini, comparații - în acest articol), este, de asemenea, în aspectul de renaștere plin de proiectare și de fabricație turbine cu gaz în țara noastră. În plus, în timpul creării sale se planifică rezolvarea mai multor sarcini importante:

• Restructurarea completă a construcției de aeronave civile prin redistribuirea rolurilor și implicarea unor noi jucători în acest proiect.
• În cele din urmă, se planifică divizarea zonelor de responsabilitate și redistribuirea diviziunii muncii în sfera producției de aviație, care a fost complet distrusă la prăbușirea Uniunii Sovietice.
• De asemenea, creatorii proiectului se bazează pe crearea de noi materiale polimerice și compozite, care sunt extrem de necesare pentru industria aerospațială modernă.

Cum a început totul?

Ideea că țara are nevoie urgentă de un nou motor de avion, sa născut în inimile SA Aviadvigatel, când curtea a fost începutul anilor 2000. Timpul a fost extrem de dificil și, prin urmare, puțini oameni au crezut în realitatea acestui proiect.

Dar organizarea de specialiști în acest timp a studiat cu atenție și în mod intenționat experiența mondială în producția de motoare, precum și pentru a analiza piața traficului intern, încercând să prezică ce fel de tip de motor în industria aeronautică civilă este în mare a cererii. Ce ar trebui să fie specific motorul PD-14? Caracteristici (comparatie si contrast) cu ea mostrele străine au avut pur și simplu să dezvăluie superioritatea marcată.

De ce? E simplu. În acel moment, produsele producătorilor de aeronave străine au fost "împinse" pe piețele noastre prin metode extrem de agresive. Din păcate, într-o oarecare măsură, unii lideri au contribuit la acest lucru. Astăzi, în legătură cu sancțiunile, această problemă nu este atât de relevantă. În plus, statul însuși "brusc" a devenit interesat de posibilitatea producerii de motoare interne. Astfel, compania Aviadvigatel sa transformat rapid în centrul atenției mass-media interne și externe.

Principalele sarcini ale proiectului

Principala sarcină la acel moment a fost asigurarea unui cost acceptabil, conform căruia acest produs ar fi început să fie achiziționat intens. Atunci sa nascut ideea de a crea un generator unificat si universal de gaz. Dacă va reuși, va fi posibil în țara noastră să creeze o listă uriașă a propriului echipament industrial, care nu se poate bucura decât.

Ce este motor turbofan, principiile muncii

Cum să înțelegeți mai bine avantajele oferite de noul motor turbofan? Principiul de funcționare a tuturor motoarelor similare este similar și, prin urmare, această problemă ar trebui analizată mai detaliat, deoarece, altfel, este puțin probabil ca avantajele noilor tehnologii să fie înțelese.

Turbocompresorul din literatura de specialitate se referă la motoare cu un grad ridicat de dublu circuit. Caracteristica lor distinctivă este prezența unui ventilator cu diametru mare, datorită căruia un volum foarte mare de aer trece întotdeauna prin motor. Datorită dimensiunilor mari ale acestei părți, duza externă a motorului devine adesea inutil "monumental" și, prin urmare, este scurtată. Pentru a se asigura că nu există vraji periculoși, structura include lame fixe care rotesc fluxul amestecului de aer în direcția dorită.

Prin urmare, în conformitate cu principiul funcționării lor, aceste motoare seamănă foarte mult cu cele ale rachetelor, dar practic nu există amestecuri ale fluxurilor în ele. Avantajul motoarelor turbofan este faptul că jetul care părăsește rachetele "în țeavă" în acest caz eliberează un ventilator suplimentar, care este o sursă puternică de tracțiune. El este cel care produce cel puțin 70-80% din efortul total de tracțiune. Astfel, motorul aeronavei PD-14 este extrem de economic. Conturul intern al acestor motoare repetă aproape complet proiectarea modelelor de rachete, dar ultimele lor etape "în combinație" sunt unitatea de ventilator.

Avantaje și dezavantaje

Ca toate "rudele", motorul aeronavei PD-14 are ambele fețe pozitive și negative. Printre părțile sale puternice se numără eficiența ridicată, ceea ce face posibilă utilizarea pe scară largă a acestor centrale electrice chiar și pe rutele pe distanțe lungi.

Care sunt dezavantajele sale? Cele mai semnificative - dimensiuni foarte mari și o greutate decentă. În ciuda tuturor eforturilor inginerilor și a oamenilor de știință, motoarele cu turbocompresoare creează o rezistență semnificativă la fluxul de aer care intră în zbor. Se presupune că această problemă va fi rezolvată atunci când există modalități de a reduce dimensiunea globală.

Diferențe comparative

Noul motor exhaustor, principiul care este similar cu „clasic“ la modelele interne, dar foarte diferit de predecesorii lor. Desigur, diferențele "prin ochi" sunt vizibile numai pentru ingineri. Dacă îl comparăm cu modelul PS-90A (IL-96, Tu-214, Il-76), este imediat vizibil, nu se teme de cuvântul, un salt calitativ în procesul tehnologic și posibilitățile.

Gradul de dublu circuit a crescut exact de două ori, temperatura gazului din fața intrării turbinelor a crescut imediat cu 100 K, gradul de comprimare generală (în condiții diferite) a crescut cu 20-50%. În comparație cu varietățile de motoare naționale, noul motor PD-14 vă permite să economisiți cel puțin 12-16% mai mult combustibil.

Reducerea greutății

Pentru prima dată în industria aeronautică civilă internă, designul motorului utilizează tehnologia de producere a lamelor goale cu turbină din aliaje de titan de înaltă rezistență.

Acest lucru oferă o economie de masă de 30%, motorul total nou de aeronave PD-14 este facilitat de aproximativ 10%. De asemenea, astăzi, la Perm Engine Plant, tehnologia este dezvoltată pentru producția de lame turbine cu cristal unic. Este raportat că această abordare va crește temperatura de funcționare a gazelor imediat la 2000 K.

În plus, pentru prima dată producătorii autohtoni în proiectarea și fabricarea motoarelor vor folosi o astfel de cantitate de materiale compozite polimerice. Cu această abordare, nu numai că masa motorului va scădea considerabil, dar și rezistența și rezistența la supraîncărcare vor crește.

Valoarea creării unui motor nou

Așa cum am spus chiar la începutul articolului, este imposibil să creăm noi aeronave fără a dezvolta mai întâi noi motoare. Cu acesta din urmă totul începe treptat să se îmbunătățească: testul motorului PD-14 sub forma inspecției de stat va începe în curând - Dar ce mașini vor fi echipate cu ele?

Se presupune că în mod special pentru aceste motoare vor fi create aeronave MS-21 (portbagaj, secolul 21). Dacă acest lucru este implementat într-adevăr, atunci va fi posibil să vorbim despre o adevărată descoperire, pentru prima dată de la data URSS sa creat ceva nou în țara noastră. Mai important, motorul rusesc PD-14 va crea o întreagă linie de aeronave noi destinate atât zborurilor pe distanțe lungi, cât și rutelor interne. Până de curând, toată lumea a spus că aeronavele interne ar trebui să fie echipate exclusiv cu motoarele importate. Astăzi sa dovedit că, din fericire, nu este așa.

Ce fel de mașini vor echipa?

Astăzi este deja clar că proiectarea unificată a noului motor va face posibilă utilizarea cu succes nu numai a pasagerilor, ci și a avioanelor de transport. Deoarece tracțiunea este de până la 14 tone, acest model poate fi instalat pe MS-21-200 / 300/400. Cu siguranță, li se va permite să finalizeze IL-76 și IL-214. Există informații despre începutul creării unei modificări și mai puternice, cu o forță de 18 tone, adică PD-18. Se presupune că este folosit pe avioane Tu-214 și Il-96. Amintiți-vă că astăzi toate aceste mașini sunt completate cu "bătrânul" PS-90A.

De asemenea, dezvoltatorii declară că a fost deja hotărât să creeze o versiune ușoară a acestui motor cu o forță de zece tone. Se poate presupune că va fi folosită pentru a produce "Superjets" de lungă durată, pentru care nimeni acum nu dorește să cumpere motoare din Franța. În final, va fi creată și o versiune specială cu acest elicopter, care va fi echipată cu celebra vacă de transport, care este elicopterul Mi-26.

Până în prezent, motoarele ucrainene D-136 au fost utilizate în producția acestor mașini. Chiar și calculele preliminare arată că cererea existentă pentru aceste motoare este mai mult decât suficientă pentru a acoperi toate costurile care au fost suportate în timpul dezvoltării noilor tehnologii. În total, se preconizează atragerea a cel puțin 70 miliarde de ruble în investiții, iar jumătate dintre acestea - fonduri din bugetul federal. Ultima circumstanță arată cât de mult are nevoie țara pentru acest proiect.

Ce este în neregulă cu vechiul PS90-A?

Cel mai nou motor pentru MS-21, PD-14 - o nouă generație motoare turbo-prop. În plus, este perfect compatibil cu modificările de aeronave relativ vechi. Deci, a meritat „veterani“ de IL-76, modernizarea care este în curs intensiv de anul trecut, atunci când este instalat pe un nou motor care poate zbura de câteva zeci de mii de ore. În plus, este capabil de a mări intervalul de zbor de la patru la cinci kilometri liotă, fără sarcină, iar distanța va crește de o mie de kilometri, iar consumul de combustibil este redus cu aproximativ 14%. Acesta din urmă este deosebit de important, pentru că datorită lui, va reduce costul transportului unei tone de mărfuri dintr-o dată cu 10%.

Astfel, motorul vechi, care și-a deservit timpul în mod corect și dezvoltat în URSS, se confruntă încă cu îndatoririle sale, dar nu corespunde cerințelor moderne. Principala problemă este consumul ridicat de combustibil și creșterea zgomotului. În principiu, acest lucru a fost cunoscut de mult timp, însă au fost făcute doar măsuri concrete de corectare a situației și de creare a unui nou motor. Din motive de justiție, este necesar să spunem că numai astăzi au apărut toate mijloacele necesare pentru această lucrare.

Informații oficiale privind progresul

În mod oficial, motorul a fost în dezvoltare din 2008, dar de fapt a fost proiectat de o echipă de designeri talentați în 1999.

În 2012, pentru prima dată, a fost asamblată o versiune demonstrativă completă. În același timp, a fost în curs de desfășurare dezvoltarea intensă a sistemelor de generare a gazelor și a generat principalele probleme proiectanților. Până în prezent, toate neajunsurile au fost eliminate cu succes. Pentru prima dată acest motor Perm a fost lansat la mijlocul anului 2012. În același timp, designerii au aflat că parametrii de proiectare înalți sunt în concordanță cu starea practică a afacerilor, ceea ce le-a întărit în continuare convingerea că trebuie să se stabilească urgent producția de motoare noi.

Bench test Inițial planificat să fie finalizat acum trei ani, dar din cauza unor probleme există informații care parțial continuă până în prezent. Se presupune că în acest an va începe producția în masă, iar în cursul anului Permyaks ar trebui să colecteze cel puțin două sau trei zeci de motoare noi. Și acest lucru este foarte mic, deoarece aviatorii autohtoni cred că, menținând ritmul actual al zborurilor până în 2019, motoarele de avioane ar trebui să fie produse în ritm titanic - 200 de piese în 12 luni. Aș dori să sper că industria internă va putea "trage" acest proiect.

Și ce despre MS-21?

Pentru prima dată, informații despre începutul lucrărilor privind producerea unei noi aeronave au început să ajungă la începutul anului trecut. Până în prezent, este cunoscut faptul că la uzina de aeronave Irkutsk deja colectate de către prima coca a noului avion de pasageri interne, care este mai bine cunoscut sub „neoficial“ numele Yak-242 în mediul lor.

O aripă de materiale compozite unice este colectată în Ulyanovsk. Cel mai probabil, a sosit deja în Irkutsk. Presa internă, având reprezentanții săi la această întreprindere, a promis ferm că primul consiliu ar putea să se ridice în aer deja în această vară. Este raportat că producătorul are deja un total de 175 contracte solide pentru construcția și furnizarea MS-21. Clienții au fost multe organizații mari, inclusiv Sberbank, care vinde noi aeronave pentru leasing.

Există, de asemenea, rapoarte că o suplimentare de 100 de aeronave de acest tip pot fi comandate suplimentar, iar nu numai clienții interni, ci și străini vor acționa în calitate de clienți. Acest mesaj este într-adevăr unic, de vreme ce ultima dată când cineva sa arătat interesat de avionul nostru pentru pasageri numai în perioada URSS.

Importanța proiectului MS-21 este că acesta este prima și până în prezent singura aeronavă internă creată independent și fără utilizarea vechilor dezvoltări ale timpului Uniunii, în care componentele străine nu sunt utilizate. Pe rutele de zbor primele avioane acest brand va apărea numai după încheierea finală a tuturor tipurilor de teste de zbor și banc, care continuă până în prezent.

constatări

Astfel, un nou motor promițătoare - un progres real în întreaga industrie internă și, în special, avioane, civile. În ceea ce privește necesitatea acestor motoare, este enormă. Are o lungă istorie de transportatori locali spun că nu sunt prea dornici de a cumpăra avioane importate scoase din uz, o resursă care este aproape epuizată. Dar, în acel moment, industria internă nu le-a putut oferi nimic potrivit.

Astăzi există atât un motor, cât și un avion. Deoarece au fost introduse sancțiuni împotriva statului nostru, nu există posibilitatea de a cumpăra ceva în străinătate, iar cursul de schimb care a zburat până la cer nu adaugă acestei decizii de atractivitate. Deci, proiectul intern are perspective grandioase. Aș dori să sper că industria nu va eșua și va fi în măsură să ofere producătorilor toate componentele necesare.