ПД-35: два лучше чем четыре

Те, кто следит за российским авиастроением, наверняка наблюдают за испытаниями нового лайнера МС-21, оснащенного двигателями ПД-14. Очевидно: хоть и медленно, но дело продвигается вперед. Все это хорошо, однако возникает вопрос: а что будет дальше в плане создания новых авиационных силовых установок и нужны ли они вообще?

via

Решение о начале разработки «тяжелого» двигателя было принято еще в 2016-м. Новый агрегат необходим как для военных самолетов тактической авиации, так и гражданских дальнемагистральных лайнеров. Причина заключается в необходимости обеспечения большей топливной эффективности.

Зачем нужен ПД-35

Звучит с первого взгляда странновато: как это более мощный двигатель может быть экономичнее слабого «собрата»? На деле все просто: часть российских самолетов оборудуется четырехдвигательной силовой установкой. Естественно: 2 мотора, хоть и большей мощности, потребляют меньше горючего, чем 4 слабых.

Четыре двигателя для дальнемагистрального самолета – дорого.

Программа принята на государственном уровне и ее общая стоимость оценивается в сумму не менее 180 млрд. руб. (64,3 млрд. руб. уже выделено). При этом сюда включены затраты на капитальное строительство (ранее не делалось). Это связано с тем, что пришлось организовывать новое производство, испытательную базу.

"В перспективе планируется создать семейство двигателей тягой до 50 тонн."

Технические особенности ПД-35

По сути, это масштабированный газогенератор уже работающего на среднемагистральном МС-21 ПД-14. К двигателю прибавили еще одну выходную ступень на компрессоре высокого давления. Их число будет равно 9+2. Разработкой установки занимаются российские организации «Сатурн» (НПО»), а также пермское «ОДК-Авиадвигатель». Основные характеристики ПД-35:

- взлетная тяга – 35 тонн
- длина – свыше 8 м
- масса – почти 8 т
- диаметр вентилятора – 3,1 м

Отдельно разрабатывается мотогондола и пилоны, посредством которых двигатель будет крепиться к крылу.

Материалы

Ответственность за их разработку для ПД-35 лежит на ВИАМ. Этот институт ранее создал для ПД-14 свыше 20 инновационных сплавов. Однако, чтобы сделать «тяжелый» авиационный двигатель, конкурирующий с зарубежными аналогами, необходимо разработать материалы, способные выдерживать условия более высоких нагрузок и температур. И речь идет не только о металлах и их сплавах, но и о керамике, композитах.

В основе ПД-35 – ПД-14.

"Специалисты признают: на разработку нового авиадвигателя уходит примерно в два раза больше времени, чем на самолет."

Важнейший момент при создании ПД-35 – изготовление рабочих лопаток. Вентилятор авиатурбины – довольно уязвимая ее часть. В него попадает мусор, залетают птицы, что приводит к разрушению лопаток. А это чревато внезапной остановкой двигателя, а зачастую и пожаром.

Вот во что превращаются лопатки при попадании в них посторонних предметов.

Технология, используемая при изготовлении ПД-14, здесь не годится. В этом двигателе применены пустотелые титановые лопатки. Если их поставить на ПД-35, установка получится чрезмерно громоздкой.

Выход из положения – использование композитных материалов, что позволит снизить массу всех лопаток до 30 %. В 2020-м НПО «Сатурн» представило такую лопатку, которая была успешно испытана на двигателе ПД-14.

Материал лопаток имеет решающее значение!

На Западе технологию изготовления лопаток вентилятора из композитов осваивали в течение двадцати лет. На это были потрачены сотни миллиардов «зеленых», фунтов стерлингов, евро, но дело стоило того.

Использование лопаток из инновационных материалов в «тяжелых» авиадвигателей снижает их массу сразу на несколько сотен кг. На сегодня «пластиковые» моторы умеют строить в трех странах мира: США, Франции и Англии. Россия, с большой долей вероятности, может занять четвертое место.

Другие технологии, применяемые при изготовлении ПД-35

В 2019 году СПбГМТУ прошло интересное совещание, посвященное использованию 3D-печати при производстве авиамотора большой мощности. Институт имеет пару площадок, на которых отрабатываются технологии лазерной сварки. Если говорить проще, здесь занимаются вопросами выращивания отдельных деталей из композитных материалов. Подразумевается, что часть из них будет применена в новом российском авиадвигателе.

На какие самолеты предполагается установить ПД-35

Один из вариантов – модифицированная версия Ил-96-400М (другое название Ил-496). Сегодня на этот широкофюзеляжный дальнемагистральный лайнер устанавливается четыре двигателя ПС-90А1. Однако самолет с такой компоновкой силовой установки значительно проигрывает своим «коллегам», имеющим два авиамотора. Причем, как по техническим, так и экономическим параметрам.

CR929

Еще одно предполагаемое «место» установки ПД-35. Первые две латинские буквы указывают на страны-участницы проекта: China и Russia. Договор подписан в 2014 году, когда российский президент посетил Пекин. Уже в 2016-м на аэрокосмическом салоне в китайском Чжухае был продемонстрирован макет CR929.

Модель и макет CR929 готовят к выставке.

"Предполагалось, что первые образцы самолета, которые должны появиться в 2025-26 годах, будут оснащаться двигателями Rolls-Royce или General Electric. И только на последующих этапах (ориентировочно к 2030-му) произойдет переоборудование лайнеров под российские ПД-35. Также рассматривался вариант установки китайских моторов CJ-2000."

На сегодняшний момент полной ясности в этом вопросе нет. К тому же в июле текущего года появились сообщения о возможном сокращении участия России в проекте. Причиной стало намерение Китая заменить часть комплектующих из РФ на западные. Так что дальнейшая судьба проекта весьма туманна.

«Северный поток»

При чем тут газопровод? Оказывается, для перекачки голубого топлива используют выработавший ресурс авиационные двигатели. На данный момент это моторы от Rolls-Roys, в частности серии «Трент», устанавливаемые на такой гигант, как Airbus A-380.

Двигатели, выработавшие свой ресурс и снятые с этого гиганта, потом качают газ.

В России в этом плане используют отработавшие свое ПС-90А. Из них получаются перекачивающие станции мощностью до 2,5 МВт. Также применяется двигатель НК-25Б, который стоит на Ту-22М.

Из него делают газоперекачивающий агрегат НК-36СТ. Но для такого гиганта, как «Северный поток-1» они не подходят из-за недостатка мощности. Пока у нас не появится ПД-35, ставить на крупные газопроводы придется западные б/у движки (а ремонтируют их в Канаде или где-то там в ЕС). Так что у российской разработки есть и еще одна отдаленная перспектива.

Как сегодня идут дела с ПД-35

В октябре прошлого года Ростех заявил, что начались испытания газогенератора двигателя на демонстраторе. Следующий этап – проверка конструкции в условиях, имитирующих функционирование агрегата в составе двигателя. В конце 2021-го Мишустин заявил о выделении на разработку ПД-35 еще 44,6 млрд. рублей.

18.08.2022 года Александр Иноземцев (генконструктор «ОДК-Авиадвигатель») рассказал, что в связи с «ограничением ресурсов» авиамотор соберут на 2-3 года позднее намеченных сроков. Демонстратор испытают только к 2024-му, т. к. сегодня все силы направлены на подготовку, масштабное производство ПС-90 и ПД-14.

Демонстратор ПД-35 готовят к испытаниям.

Даже если что-то застопорится с китайцами, а по словам российского президента, это «очень сложные переговорщики», ПД-35 будут устанавливать на Ил-496 в двухдвигательной компоновке.

А вернется ли КНР к полноценному сотрудничеству с РФ по созданию CR929 – сказать сложно. С другой стороны, 7 сентября этого года Слюсарь (гендиректор ОАК, входящей в Ростех) заявил, что «работы не останавливаются», но должны пройти «актуализацию».

Всё, спасибо за внимание!