ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-14

TURBOFAN BYPASS ENGINE PD-14


ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-14

В рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2007 – 2010 гг. на период до 2015 года» предприятиями ОДК был разработан гражданский турбовентиляторный двухконтурный двигатель ПД-14 («Перспективный двигатель») с тягой от 9 до 18 тонн. Это российский вариант двигателя для самолётов МС-21 («Магистральный самолет 21 века»), финансируемый из бюджета государства. Более мощные модификации на базе газогенератора двигателя (ПД-18Р) могут быть применены на Ту-214, Ил-96-300 и Ил-96-400Т. Также исследуется возможность создания промышленных газотурбинных установок на базе нового двигателя.
Двигатель нового поколения создается в большой кооперации предприятий, в которую входят ОАО «ПМЗ», ОАО «Авиадвигатель», ОАО «СТАР» (Пермь), ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (УМПО), ОАО «НПО «Сатурн» (Рыбинск), ФГУП «НПЦГ «Салют» (Москва), ОАО «Металлист-Самара» и другие. Так, для газогенератора разделительный корпус из титанового сплава и ротор компрессора высокого давления прибыли из УМПО, центральный привод — из НПЦГ «Салют».
ОАО «УМПО» определено как центр компетенции по нескольким ключевым технологиям, в том числе:
- технология изготовления пустотелой широкохордной лопатки (с применением сверхпластического деформирования и диффузионной сварки) для малошумного вентилятора с уровнем КПД не менее 92% для ПД-14;
- технология создания и ремонта моноколес (блисков) вентилятора и осевого компрессора и сварных роторов компрессоров из титановых и никелевых сплавов на базе сварки трением, в том числе линейной, и электроннолучевой сварки;
- технология импульсной электрохимической обработки пальчиковых уплотнений газовоздушного тракта ГТД;
- технология изготовления высоконадежной малоступенчатой турбины низкого давления (ТНД) с лопатками из интерметаллидного титана.
Доля объединения в серийном производстве составит – 47%.
Двигатели ПД на базе унифицированного газогенератора – семейство отечественных турбореактивных двухконтурных двухвальных двигателей с эффективной системой шумоглушения, предназначенных для ближне-, среднемагистральных самолетов и промышленных ГТУ.
Основная особенность семейства двигателей ПД – применение унифицированного компактного газогенератора и относительно легкого бесполочного вентилятора.
Основные ключевые технологии: полые широкохордные титановые лопатки, моноколеса (блиски) и сварная секция в роторе компрессора высокого давления, малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава, монокристаллические лопатки турбины высокого давления с перспективной системой охлаждения, керамические покрытия на деталях горячей части, полые лопатки турбины низкого давления, композитная мотогондола.
Основные преимущества двигателей ПД
Высокая надежность
Наработка на неустранимое в полете выключение двигателя > 200 000 ч
Надежность вылета ВС, связанная с готовностью двигателя > 99,96 %
Низкий расход топлива
Снижение удельного расхода топлива относительно современных двигателей > 10…15 %
Соответствие перспективным экологическим нормам
Снижение шума относительно требований главы 4 стандарта ИКАО > 15…20 EpNдБ
Снижение уровня эмиссии по NOx относительно норм ИКАО 2008 года > 30 %
Соответствие современным требованиям по сертификации АП-33, FAR-33, CS-E, ETOPS
Состояние проектных и доводочных работ Проекта ПД-14
• Завершен этап технического проекта. Получены положительные заключения.
• Развернута работ с ОАО «Корпорация «Иркут» по интеграции двигателя и самолета.
• Выполнен большой объём испытаний экспериментальных узлов и систем двигателя на специальных установках.
• Спроектирован демонстрационный двигатель проекта базового двигателя для подтверждения работоспособности узлов ПД-14.
• Завершен первый этап доводочных испытаний газогенератора.
• Изготовлением и испытаниями двигателя-демонстратора технологий подтверждена готовность критических технологий.
• Проведены испытания узлов МГ из ПКМ на двигателе прототипе.
• Выпущена рабочая конструкторская документация на двигатели ПД-14 и мотогондолы опытной парти.
• Сформирована производственная кооперация изготовления опытной партии двигателей и мотогондол начато изготовление опытной парти двигателей и мотогондол.
• Завершена программа испытаний двигателей демонстраторов 100-03 и 100-04, подтверждена необходимость внедрения выбранных конструкторских решений.
• Подана заявка в АР МАК на получение сертификата типа двигателя.
• Разработан Сертификацонный базис ПД-14, охватывающий требования АР МАК, EASA, FAA.
• Проведена макетная комиссия по двигателю ПД-14 и утвержден протокол МК АР МАК.
• Проведена макетная комиссия по самолету МС-21 с двигательной установкой ПД-14 и утвержден протокол МК АР МАК.
• Выполнена подготовка производства и обеспечивается VI уровень технологической готовности при изготовлении опытной партии двигателей ПД-14.
• Проводится подготовка летающей лаборатории к проведению летных испытаний двигателя ПД-14.
ПД-14 конкурирует с перспективными продуктами аналогичного назначения лидеров мирового авиадвигателестроения: двигателями PW1400G (самолет МС-21) и PW1100G (самолет А320NEO) компании Pratt & Whitney, а также двигателями Leap-1А (самолет А320NEO) и Leap-1В (самолет В737 МАХ) консорциума CFMI (компании General Electric и Snecma).
По заключению ГНЦ РФ ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» двигатель ПД-14 не уступает конкурентам по сумме технико-экономических параметров. Комплексная оценка экономической эффективности двигателя ПД-14 в составе самолета МС-21, выполненная ОАО «НПК «Иркут», показала, что двигатель ПД-14 конкурентоспособен в сравнении с двигателем PW1400G.
Весной 2013-го состоялось значимое событие для проекта – подана заявка в АР МАК на получение сертификата типа двигателя ПД-14, а в конце года проект выйдет на этап международной сертификации в EАSА.

В 2014 году будут начаты испытания двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76 в ЛИИ имени Громова.
Реализация проекта «Двигатель ПД-14 для МС-21» на базе широкой кооперации двигателестроительных предприятий и НИИ позволяет обеспечить высокую эффективность использования бюджетных средств. Государственные деньги вкладываются не только в разработку конкретного наукоемкого современного продукта – двигателя ПД-14, но и в реальное внедрение современных технологий проектирования, испытаний и производства, позволяющих существенно преодолеть технологическое отставание отечественного авиапрома и создать базу для его дальнейшего развития. Во-первых, есть гарантия, что эти технологии будут реально использованы при производстве востребованного конкурентоспособного продукта – двигателя ПД-14. Во-вторых, бюджетные деньги вкладываются в сильные стороны предприятий. Это минимизирует их риски освоения новых компетенций – опираясь на свой практический опыт, они могут предупредить возможные ошибки и неудачи. В-третьих, поскольку участие в кооперации «отвлекает» только часть производственных мощностей предприятий, сохраняя их возможность получать доходы от реализации других продуктов, ни для одного кооперанта не возникает угрозы существенной потери прибыли на этапе первичных, всегда очень ограниченных по объему продаж двигателей и самолетов.
Летные испытания перспективного российского авиадвигателя ПД-14, предназначенного для оснащения новейшего самолета МС-21, запланированы на осень 2015 года. Они пройдут на борту летной лаборатории Ил-76ЛЛ, в составе которой один из двигателей будет заменен на ПД-14.

МОДИФИКАЦИИ
• Семейство перспективных ТРДД для БСМС состоит из двигателей ПД-14, ПД-14А, ПД-14М, ПД-10;
• ПД-14 – базовый ТРДД для самолета МС-21-300;
• ПД-14А – дросселированный вариант ТРДД для самолета МС-21-200;
• ПД-14М – форсированный вариант ТРДД для самолета МС-21-400, МТС;
• ПД-10 – вариант с уменьшенной тягой до 10…11 тс для самолета SSJ NG.

Основные параметры двигателей

(все параметры даны без учета потерь в воздухозаборнике и без отборов воздуха и мощности на самолетные нужды)

ПД-14А

ПД-14

ПД-14М

ПД-10

Тяга на взлетном режиме (Н = 0; М = 0), тс

12,5

14,0

15,6

10,9

Удельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс·ч

-(10-15) % от уровня современных двигателей аналогичного класса тяги и назначения

Диаметр вентилятора, мм

1900

1900

1900

1677

Сухая масса двигателя, кг

2870

2870

2970

2350

Схема двигателя

1+3+8-2+6

1+3+8-2+6

1+4+8-2+6

1+1+8-2+5

Источники: www.avid.ru, www.umpo.ru, www.uk-odk.ru, sdelanounas.ru, vpk-news.ru и др.

ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-14. НОВОСТИ 2015 – 2017
БЛИЖНЕ- СРЕДНЕМАГИСТРАЛЬНЫЙ ПАССАЖИРСКИЙ САМОЛЕТ МС-21
ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНЫЙ ДВУХКОНТУРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПД-35
АВИАДВИГАТЕЛЬ ОАО