Turbofanski motor PD-14: karakteristike, primerjava, testiranje, uporaba

Trenutno je domača letalska industrija je v neke vrste "limbo" stanje: na eni strani je na drugi strani - ne sodobna letala zgolj domači razvoj v zadnjih letih, še nismo videli. In "Super Jet" se ne šteje, ker je v njej iz ruskega samo "sestava izvijača". Upanje za oživitev letalske industrije je motor PD-14, značilnosti (primerjava z analogi), ki se v zadnjih letih lahko imenuje eden od najboljših.

Razvijalci upajo, da bo ustvarjanje novega motorja najbolj ugodno vplivalo na stanje celotne domače letalske industrije in tudi prispevalo k ustvarjanju številnih novih delovnih mest.

Nov projekt

Zakaj smo ustvarili nov motor PD-14? Karakteristike (primerjava s tujimi modeli) sodobnih ruskih motorjev so bile takšne, da je nujno zahtevalo razvoj nekaj radikalno novega. Oblikovalce je vodila ideja o ustanovitvi elektrarne, ki jim bo omogočila nadaljnji razvoj in izgradnjo lastnega letala z zmogljivostjo od 130 do 180 sedežev. Edini osebni avtomobil podobnega razreda in popolnoma ruskega izvora je Tu-214. Njegova proizvodnja v majhnih serijah se nadaljuje danes.

Vendar teh letal ni dovolj nujno, potrebujemo opremo za posodobitev celotnega flota letal naše države. Ampak to je brez popolnoma novih motorjev absolutno nemogoče. V skladu s tehničnimi značilnostmi in zmogljivostmi ne smejo biti slabši od njihovih analogov od vodilnih svetovnih proizvajalcev.

Na splošno velja, zaradi nedavnih ukrajinskih dogodkov in popolnega pretrganja odnosov v industrijskem sektorju obeh držav, ogromen pomen motorja PD-14 (specifikacije, primerjave - v tem članku), je tudi v luči popolne oživitve projektiranje in proizvodnjo plinski turbinski motorji v naši državi. Poleg tega je v času nastanka načrtovano reševanje več pomembnih nalog:

• Popolno prestrukturiranje gradnje civilnih zrakoplovov s prerazporeditvijo vlog in vključevanjem novih udeležencev v ta projekt.
• Končno je načrtovano razdeljevanje območij odgovornosti in ponovno oblikovanje delitve dela na področju letalske proizvodnje, ki je bila v času propada Sovjetske zveze popolnoma uničena.
• Tudi ustvarjalci projekta računajo na ustvarjanje novih polimernih in kompozitnih materialov, ki jih sodobna letalska industrija zelo potrebuje.

Kako se je vse začelo?

Ideja, da država nujno potrebuje nov zrakoplov, se je rodila v črevesju JSC Aviadvigatel, ko je bilo dvorišče začetek 2000-ih let. Čas je bil takrat zelo težek, zato je malo ljudi verjelo v resničnost tega projekta.

Toda organizacija strokovnjakov v tem času skrbno in načrtno študiral svetovno izkušnje v proizvodnji motorjev, kakor tudi za analizo trga domačega prometa, poskuša napovedati, kakšen tip motorja v industrije civilnega letalstva je v veliko povpraševanje. Kaj natančno bi moral biti motor PD-14? Karakteristike (primerjava in primerjava) s tujimi vzorci so preprosto morale razkriti svojo opazno superiornost.

Zakaj? Preprosto je. V tistem času so bili izdelki tujih proizvajalcev zrakoplovov "potisnjeni" na naše trge z izjemno agresivnimi metodami. Žal, vendar so do neke mere nekateri voditelji prispevali k temu. Danes v zvezi s sankcijami to vprašanje ni tako pomembno. Poleg tega se je država sama "nenadoma" zanimal za možnost proizvodnje domačih motorjev. Torej se je podjetje Aviadvigatel hitro spremenilo v središče domačih in tujih medijev.

Glavne naloge projekta

V tem času je bila glavna naloga zagotoviti sprejemljive stroške, po katerih bi se ta izdelek dejansko začel intenzivno kupovati. Takrat se je rodila ideja o oblikovanju enotnega in univerzalnega generatorja plina. Če bo uspelo, bo v naši državi mogoče ustvariti ogromen seznam svoje industrijske opreme, ki se ne more veseliti.

Kaj je turbofan motor, načela dela

Kako bolje razumeti prednosti, ki jih nudi novi turbofan? Načelo delovanja vseh podobnih motorjev je podobno, zato je treba to vprašanje obravnavati podrobneje, ker sicer ni verjetno, da bodo prednosti novih tehnologij razumljive.

Turbo-ventilator v posebni literaturi se nanaša na motorje z visoko stopnjo dvojnega vezja. Njihova značilnost je prisotnost ventilatorja velikega premera, zaradi česar zelo velik volumen zraka vedno prehaja skozi motor. Zaradi velikih dimenzij tega dela zunanja šoba motorja pogosto postane nepotrebno "monumentalna", zato se skrajša. Za zagotovitev, da ni nevarnih vrtinčenja zraka, struktura vključuje fiksne lopatice, ki vrtijo pretok zraka v želeni smeri.

V skladu s principom njihovega delovanja ti motorji močno spominjajo na rakete, vendar praktično ni mešanja tokov v njih. Prednost turbofanskih motorjev je, da je v tem primeru curka, ki zapušča izstrelke, "v cev" navzdol še dodaten ventilator, ki je močan vir vleke. To je tisti, ki proizvede vsaj 70-80% skupnega vlečnega napora. Tako je letalski motor PD-14 izredno ekonomičen. Notranja kontura teh motorjev skoraj popolnoma ponavlja dizajn raketnih modelov, vendar so njihove zadnje stopnje "v kombinaciji" pogon ventilatorja.

Prednosti in slabosti

Kot vsi njegovi "sorodniki" ima letalski motor PD-14 pozitivne in negativne strani. Med močnimi stranmi je visoka učinkovitost, ki omogoča široko uporabo teh elektrarn tudi na dolge razdalje.

Kakšne so njegove pomanjkljivosti? Najpomembnejše - zelo velike dimenzije in dostojna teža. Kljub vsem prizadevanjem inženirjev in znanstvenikov, turbofan motorji ustvarjajo precejšnjo odpornost proti vhodnemu toku zraka v letu. Predpostavlja se, da bo ta problem rešen, če obstajajo načini za zmanjšanje njihove celotne velikosti.

Primerjalne razlike

Novi turbofanski motor, katerega princip delovanja je podoben klasičnim domačim modelom, je še vedno zelo različen od njegovih predhodnikov. Seveda so razlike "z očmi" vidne samo inženirjem. Če jo primerjamo z modelom PS-90A (IL-96, Tu-214, IL-76), lahko takoj opazimo, ne bojimo se te besede, kakovosten preskok v tehnološkem procesu in možnostih.

Stopnja dvojnega tokokroga se je povečala natanko dvakrat, temperatura plina pred vstopom turbine se je takoj povečala za 100 K, stopnja splošne kompresije (v različnih pogojih) se je povečala za 20-50%. V primerjavi z zgoraj navedenimi sortami domačih motorjev novi avionski motor PD-14 vam omogoča, da prihranite vsaj 12-16% več goriva.

Prihranek teže

V domači industriji civilnih zrakoplovov prvič v avtomobilski industriji uporablja tehnologijo izdelave votlih turbinskih lopatic, izdelanih iz visoko trdnih titanovih zlitin.

To omogoča prihranek v masi 30%, celotni novi letalski motor PD-14 je olajšan za približno 10%. Tudi v tovarni Permovega motorja se danes razvija tehnologija za proizvodnjo enokristalnega rezila turbine. Poročajo se, da bo ta pristop takoj dvignil delovno temperaturo plinov na 2000 K.

Poleg tega bodo domači proizvajalci pri načrtovanju in izdelavi motorjev prvič uporabili takšno količino polimernih kompozitnih materialov. S tem pristopom se ne bo opazno zmanjšala le masa motorja, temveč se bo povečala njegova moč in odpornost na preobremenitev.

Vrednost ustvarjanja novega motorja

Kot smo dejali že na samem začetku članka, ni mogoče ustvariti nobenega novega letala, ne da bi razvili nove motorje. S slednjim se vse postopoma začenja izboljševati: test motorja PD-14 v obliki državne inšpekcije bo kmalu začel. - Toda kateri stroji bodo opremljeni z njimi?

Predpostavlja se, da bo za te motorje posebej izdelan zrakoplov MS-21 (prtljažnik, 21. stoletje). Če se to resnično izvaja, se bo mogoče pogovarjati o resničnem preboju, prvič po času ZSSR je bilo v naši državi ustvarjeno nekaj novega. Še pomembneje je, da bo ruski motor PD-14 ustvaril celotno linijo novih zrakoplovov, zasnovanih tako za dolge razdalje kot za domače poti. Do nedavnega so vsi rekli, da bi morali biti domači zrakoplovi opremljeni izključno z uvoženimi motorji. Danes se je izkazalo, da to na srečo ni tako.

Katere vrste avtomobilov bodo opremili?

Danes je že jasno, da bo poenoten dizajn novega motorja omogočil njegovo uspešno uporabo ne le na potniškem, temveč tudi na transportnem letalu. Ker je njegova vlečna sila do 14 ton, se ta model lahko namesti na MS-21-200 / 300/400. Zagotovo jim bo dovoljeno dokončati IL-76 in IL-214. Obstajajo informacije o začetku ustvarjanja še močnejših sprememb s potiskom 18 ton, to je PD-18. Uporablja se na letalih Tu-214 in Il-96. Spomnimo se, da so danes vsi ti stroji zaključeni s "starcem" PS-90A.

Razvijalci prav tako poročajo, da je bilo že odločeno, da oblikujejo lahkotno različico tega motorja s potiskanjem deset ton. Lahko se domneva, da se bo uporabljal za izdelavo dolgotrajnih "Superjets", za katere zdaj nihče ne želi kupiti motorjev iz Francije. Končno bo ustvarjena tudi posebna verzija helikopterja tega motorja, ki bo opremljena s slavno transportno kravo, ki je helikopter Mi-26.

Do sedaj so bili v proizvodnji teh strojev uporabljeni ukrajinski motorji D-136. Celo predhodni izračuni kažejo, da je obstoječe povpraševanje po teh motorjih več kot dovolj, da pokrije vse stroške, ki so bili prejeti med razvojem nove tehnologije. Skupaj je načrtovano, da bi pritegnili najmanj 70 milijard rubljev v naložbe, polovica pa sredstva iz zveznega proračuna. Slednja okoliščina kaže, koliko država potrebuje ta projekt.

Kaj je narobe s starim PS90-A?

Najnovejši motor za MS-21, PD-14 je nova generacija turbopropskih motorjev. Poleg tega je popolnoma združljiv s sorazmerno starimi modifikacijami letal. Torej zaslužil "veterani" IL-76, posodobitev, ki se intenzivno od lanskega leta, ko je nameščen na nov motor, ki lahko odletela nekaj deset tisoč ur. Poleg tega, da je sposobna povečati obseg letenja od štiri do pet tisoč kilometrov, brez obremenitve in razdaljo, se bo povečala na tisoče kilometrov in poraba goriva se zmanjša za približno 14%. Slednja okoliščina je še posebej pomembna, saj bo zaradi tega mogoče zmanjšati stroške prevoza tone tovora hkrati za 10%.

Torej, stari motor, ki je služil svoj čas pravilno in razvil v ZSSR, se še vedno spopada z njegovimi dolžnostmi, vendar ne ustreza sodobnim zahtevam. Glavna težava je visoka poraba goriva in večji hrup. Načeloma je bilo to znano že dolgo, vendar so bili konkretni koraki za odpravo položaja in ustvarjanje novega motorja izvedeni šele zdaj. Zaradi pravičnosti je treba reči, da so se danes pojavila le vsa sredstva, potrebna za to delo.

Uradni podatki o napredku

Uradno je bil motor razvit že od leta 2008, vendar ga je v letu 1999 zasnoval nadarjena ekipa oblikovalcev.

Leta 2012 je bila prvič sestavljena popolna predstavitvena različica. Hkrati je bil v teku intenziven razvoj sistemov plinskega generatorja in glavnim težavam je prinesel oblikovalci. Do sedaj so bile odpravljene vse pomanjkljivosti. Prvič je bil ta motor Perm začel sredi leta 2012. Hkrati so oblikovalci ugotovili, da so visoke vrednosti projektiranja v skladu s praktično stanje, ki je še dodatno okrepila svoje prepričanje o nujnosti vzpostavitve proizvodnjo novih motorjev.

Bench testov Prvotno načrtovano, da se zaključi pred tremi leti, vendar zaradi nekaterih težav obstajajo informacije, ki deloma še vedno potekajo do danes. Predpostavlja se, da se bo letos začela množična proizvodnja, v enem letu pa bi morali Permyaki zbrati vsaj dva ali tri desetine novih motorjev. In to je - zelo malo, saj domače letalec verjamejo, da na sedanji stopnji letov 2019, naj bi motorji zrakoplova se izvaja v titanic hitrost - 200 izdelkov v 12 mesecih. Upam, da bo domača industrija lahko "potegnila" ta projekt.

Kaj pa MS-21?

Prvič so začele priti do začetka dela na izdelavi novega letala na začetku lanskega leta. Do sedaj je znano, da v obratu za letala Irkutsk, ki jih prvi trup novega domačega potniškega letala, ki je bolj znan pod "neuradnih" ime Yak-242 v svojem okolju že zbrali.

Krilo edinstvenih sestavljenih materialov se zbira v Ulyanovsk. Najverjetneje je že prišel v Irkutsk. Domači mediji, ki imajo svoje predstavnike na tem podjetju, so trdno obljubili, da se bo prvi letalo že letos poletel v zraku. Sporočeno je, da ima proizvajalec že 175 trdnih pogodb za gradnjo in dobavo MS-21. Stranke so bile številne velike organizacije, vključno s Sberbank, ki prodaja nove zrakoplove za najem.

Obstajajo tudi poročila, da je mogoče dodatno naročiti še dodatnih 100 takšnih letal, ne štejejo pa se samo domači, temveč tudi tuji prevajalci. To sporočilo je resnično edinstveno, saj je bil nazadnje nekdo pokazal zanimanje za naše potniško letalo šele v času ZSSR.

Pomembnost projekta MS-21 je, da je prvi in ​​doslej edini domači zrakoplov, ki je bil ustvarjen neodvisno in brez uporabe starih dogajanj v času Unije, v katerem se tuje komponente ne uporabljajo. Na letalskih poteh prva letala ta znamka bo prišla šele po končnem zaključku vseh vrst testov za let in preskuse, ki se nadaljujejo do danes.

Sklepi

Tako je nov obetaven motor resničen preboj vsake domače industrije in zlasti gradnje civilnih letal. Glede potrebe po teh motorjih je ogromno. Domači prevozniki že dolgo časa trdijo, da niso preveč pripravljeni kupiti razgrajene uvožene zrakoplove, katerih vir je skoraj izčrpan. Toda v tistem času domača industrija jim ni mogla ponuditi ničesar primernega.

Danes je motor in letalo. Ker so bile uvedene sankcije proti naši državi, tu ni možnosti, da bi kupili kaj v tujini, in menjalni tečaj, ki se je spuščal v nebo, ne prispeva k tej odločitvi o privlačnosti. Torej domači projekt ima izjemne možnosti. Upam, da industrija ne bo uspela in bo proizvajalcem ponudila vse potrebne komponente.