Руски самолетен двигател PD-14: възраждане на индустрията

Както знаете, руската индустрия за гражданска авиация се намира в трудно положение през последните десетилетия. Не, самолетите, които летят, не сме забравили как да го направим. Но на световния пазар на въздушен транспорт се изисква оборудване, което отговаря на високите експлоатационни изисквания, особено по отношение на ефективността, нивото на шума и чистотата на околната среда. Повечето от тези изисквания, проектирани в съветско време, пътническите самолети не отговарят или, във всеки случай, губят тези конкуренти от Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

PD-14 - двигател с ултрависоко байпасно съотношение (1: 8.3). Това се забелязва вече от впечатляващ вентилатор с диаметър 1, 9 м. Електроцентралата ще консумира гориво много икономично.

Не беше негова

Първият опит за създаване на конкурентен продукт в нова Русия беше направен от гражданската самолетна компания Sukhoi със своя Superjet 100. Създателите на този регионален самолет често бяха упреквани с думите, че автомобилът може да бъде наречен руски само условно - в него има твърде много вносни компоненти. Вземете например двигатели, които съставляват около една трета от цената на самолет. Superjet 100 е оборудван със SaM-146, съвместно произведен от френската компания Snecma и руското NPO Saturn. Най-сложната и скъпа част от двигател с турбо вентилатор - газов генератор (компресори, горивна камера, турбина с високо налягане) - е решение от френски партньор. И само „студената“ част - вентилаторът и турбината с ниско налягане, въртящи го - е разработена в Рибинск от NPO Saturn.

Кабинковият кабин е разработен от Aviadvigatel OJSC - тоест самият производител PD-14. Той въплъти много интересни решения, по-специално уникален обратен дизайн.

С други думи, по времето на проектирането на Superjet, руската индустрия почти нямаше какво да предложи на производителите на самолети. Русия нямаше свой конкурентен двигател за регионален самолет. Като много повече. Въпреки това, днес ситуацията се промени. Новият самолет MS-21 със среден обсег (вероятното име в серията Yak-242) ще зависи в много по-малка степен от сътрудничеството с чуждестранни доставчици. И въпреки че, както е обичайно, клиентът на самолета ще има право да избира и да може да даде предпочитание на задвижващата система с чуждестранно производство, за MS-21 ще има руски двигатели. По-точно, те вече съществуват.

PD-14 се отнася до двигатели с турбовентилатор, в които потоците от две вериги не се смесват. Въздух от втора „студена“ верига изтича от дюза на дюзата с вълнообразни ръбове.

Опции от световна класа

PD-14 двигателят от пето поколение е разработен от OJSC Perm Aviadvigatel. Той се основава на унифициран газов генератор: 8-степенен компресор, горивна камера с ниски емисии и турбина с високо налягане. Този газов генератор ще се използва и при други двигатели от фамилията PD с по-ниска или по-висока тяга. PD-14 дава тяга от 14 тона, а работата на втората верига в него се осигурява от вентилатор с кухи широки хордатни остриета и турбина с ниско налягане. Байпасното съотношение на двигателя е отношението на въздушния поток през външната верига към въздушния поток през вътрешната верига, а за двигателя PD-14 е 8.3. Това е съвременен индикатор както за домашните турбовитлови двигатели, така и за чуждестранните. Високото байпасно съотношение дава значително намаляване на разхода на гориво. Според изявлението на разработчика PD-14 намалението на специфичния разход на гориво в сравнение със съвременните аналози ще бъде 10-15%. Декларираното ниво на шум е с 15–20 dB по-ниско от нормите, установени от четвъртия стандарт на ИКАО, а нивото на емисиите на вредни вещества NOx ще бъде с 30% по-ниско от стандартите на ИКАО от 2008 г. Тя отговаря на съвременните екологични стандарти.

Патриарх на малката авиация: Ан-2 "царевица"

„Непознат“ под крилото

Докато първият полетен модел на MC-21 е в процес на изграждане, PD-14 се издига в небето. Той е спрян от пилона на летящата лаборатория на IL-76 LL вместо един от четири двигателя на пълен работен ден. Тестовете се провеждат от пилоти и инженери от известния Институт за летателни изпитания (LII име на М. М. Громов), член на United Aircraft Corporation, както и представители на производителя - Aviadvigatel OJSC. Трудно е да се обърка експерименталният двигател с редовните Ilovsky, тъй като размерите му надвишават размерите на обикновения D-30KP-2. Достатъчно е да се каже, че само диаметърът на входа на вентилатора е 1, 9 m.

Анатолий Дмитриевич Кулаков, заместник генерален директор на LII име на Анатолий Дмитриевич Кулаков, говори за технологиите за подготовка и тестване на модерния руски двигател Popular Mechanics. MM Громов за тестване на електроцентрали. Както успяхме да научим от нашия разговор, преди двигателят да може да тръгне в първия си полет, специалистите на института трябваше да решат много сложни инженерни проблеми. Първият от тях беше изборът на летяща лаборатория (LL). LII разполага с няколко LL, създадени на базата на самолета IL-76, но не на всеки от тях е възможно да се тества PD-14. Много зависи от масата на електроцентралата (крилото ще поддържа ли теглото?) И тягата, създадена от PD-14. Изборът падна върху IL-76 LL с подсилено крило, което може да побере електроцентрала с тегло до 9 тона и тяга на двигателя до 25 000 кгс. Този самолет обаче за последно е бил извикан за тестване през 1996 година. Тогава те спряха уникален винтови двигател D-27, предназначен за използване в украинско-руския самолет Ан-70. След почти две десетилетия престой, беше необходимо да се възстанови летателната годност на IL-76 LL, за което те изготвиха специална програма с активното участие на АД „АКБ на име SV Илюшин “. Значителна част от оборудването, включително летателното и навигационното оборудване, беше заменено на ветерански самолет и получи всички необходими заключения, че самолетът може да отиде на полет. Какво следва? Да спрете двигателя и да започнете тестване? Не! Не е толкова просто.

На снимката можете да видите обещаващ руски двигател без кабинков лифт.

Двигателят PD-14 е уникален и по това, че за първи път в практиката на домашното изграждане на двигатели производителят разработва не само самия двигател, но и гондола за него (обикновено производителят на самолети прави гондола за конкретен двигател). По този начин двигателят вече има монтаж, предназначен за пилона на MS-21, и той не отговаря на крилото на IL-76LL. Специалистите от LII трябваше да проектират специален разделител за захранване - адаптер между стойките на пилона на MS-21 и крилото IL-76LL.

Тази снимка показва процеса на спиране на гондола с двигател до пилона на летяща лаборатория. За свързване на различни видове крепежни елементи се използва специален захранващ адаптер.

Къде да поставим енергия?

Най-важният инженерен проблем е, че новият двигател не може да бъде тестван под контрола на стандартните LL системи. В лабораторията е необходимо да се пресъздадат всички системи за управление на експерименталната електроцентрала, подобни на тези, които ще се използват в MS-21, и също така надеждно да се възпроизведат всички натоварвания, при които двигателят ще работи. За тази цел преди тестване е необходимо да се проектира и интегрира цялото оборудване в летящата лаборатория.

Двигателят не само създава реактивна тяга, той е енергийното сърце на самолета. Използвайки вала и скоростната кутия, валът на турбината с високо налягане е свързан към KPSA (кутия за задвижване на скоростната кутия на самолета). В KPSA предаденият въртящ момент се „разглобява“ от електрическия генератор и хидравличните помпи. Сега двигателите изискват възможно най-много електрическа мощност, особено с оглед на тенденцията за замяна на редица хидравлични задвижвания с електрически. В IL-76LL е инсталирана система за захранване. Мощността, взета от генератора, се реализира в специални термични електрически товарачи (TEN), които се монтират в обтекатели, издухани при полет от външния въздух.

На заден план се вижда основният контролен панел на експерименталния двигател: седнал на този контролен панел, водещият инженер на LII контролира режимите PD-14 по време на тестовия полет. По-близо до нас са работата на други специалисти, които наблюдават работата на двигателя.

В допълнение към въртящия момент, сгъстен въздух се извлича от двигателя, който влиза в системата на самолети MS-21. Вземане на проби от въздух за различни цели се извършва в няколко точки на газовия генератор. Например след третия етап на компресора се изпуска въздух за нуждите на климатика на купето MS-21. В летящата лаборатория няма система за вземане на проби за въздух с параметри на климатична система, подобна на тази в MC-21, тъй като изборът на сгъстен въздух е изборът на мощност от двигателя, което означава, че по време на тестовете това натоварване също трябва да се реализира. LL също е пълен с инструменти. При работа на сериен двигател, бордови параметричен рекордер регистрира 30-40 параметъра на инсталацията. По време на тестовете 1066 параметъра се вземат от експериментален двигател, оборудван с много сензори. Данните се изпращат до централния сървър, до конзолата на водещия инженер в товарното отделение IL-76LL, до дисплея в пилотската кабина, по радиото до наземния контролен пункт и директно до специалистите в Перм, в Aviadvigatel OJSC.

Работното място на един от инженерите, участващи в тестовете, и кабинет с компютърна технология, който анализира данните, използвайки специално разработен софтуер.

Соло на един мотор

Когато дойде време за повишаване на LL във въздуха, най-опитните тестови пилоти от LII, кръстени на името MM Громов. В товарното отделение тестовите инженери заемат места при конзолите. Пилотите разполагат с всички обичайни системи за управление на самолета IL-76LL и неговите двигатели. И само експерименталният двигател се контролира от водещ тестов инженер от LII. До него зад централната конзола е друг представител на LII и инженер от разработващото предприятие PD-14. „Излитаме на три двигателя, използвайки специална техника, така че поради асиметрична тяга самолетът не излита от пистата за писта“, казва Александър Крутов, заслужен тест-пилот, герой на Русия, ръководител на училището на пилотния тест LII. - На този етап от изпитателното излитане, двигателят на прототипа работи само с ниско ниво на газ. Първо загряваме три стандартни двигателя. След това махаме втория двигател, симетричен на експерименталния, с малко газ и бавно започваме излитането. Извеждаме в режим на излитане 1-ви и 4-ти двигатели с пълен работен ден. След това по време на излитането плавно привеждаме 3-тия пълен двигател в режим на излитане. Слизаме на три, набираме височина. Така че е възможно при излитане да се избегнат опасни моменти на разгръщане. "

След изкачването водещият тестов инженер, който разполага с контролния лост на прототипа на двигателя, инсталиран на главната конзола, пристъпва директно към тестовете. Първата програма за инженерни тестове PD-14 е проектирана само за 12 часа полет. В края на всеки полет получената информация се анализира от специалистите на LII и представители на Aviadvigatel OJSC внимателно проучват компонентите на двигателя, оценяват състоянието му и отстраняват възможните недостатъци. Разбира се, първата серия от тестови полети няма да приключи. Двигателят чака нови тестове с големи натоварвания, включително в условия на голяма надморска височина, екстремни горещини и силен студ. Но сега, според твърденията на специалисти от LII, участващи в тестовете, характеристиките на двигателя PD-14 съответстват на изчислените данни в тестваните режими.

Статията „Двигател на надеждата“ е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 1, януари 2016 г.). Чудя се как работи ядрен реактор и могат ли роботите да построят къща?

Всичко за новите технологии и изобретения! добре Съгласен съм с правилата на сайта Благодаря. Изпратихме потвърждение на вашия имейл.

Препоръчано

Военните възстановиха танк NI-1 "На страх"
2019
LEGO Group представя 5 нови комплекта, предназначени за годишнината на LEGO Star Wars
2019
Петел в Австралия убил любовница, като си кълвел вените
2019