Двигатель ПД-35 станет локомотивом развития авиаотрасли России
Как неоднократно сообщалось, в России начались работы по созданию нового перспективного двигателя большой тяги ПД-35. Головным разработчиком ПД-35 определен «ОДК — Авиадвигатель», серийным производителем — «ОДК — Пермские моторы». Оба предприятия расположены в Перми. О работах, которые предстоит осуществить Объединенной двигателестроительной корпорации в ходе реализации этого масштабного проекта нам рассказали управляющий директор АО «ОДК-Пермские моторы» Сергей Попов и директор по инфраструктуре «ОДК-Пермские моторы» Николай Андреев.
Управляющий директор АО «ОДК-Пермские моторы» Сергей Попов: «ПД-35 — это продукт, про который можно сказать так, что сегодня проводится только первая осевая линия в создании этого мотора. Прежде всего, это этап НИР — научно-исследовательских работ, которые определят облик двигателя. На этапе НИР также буду отработаны технологии, необходимые для создания этого двигателя. Это большой длинный перечень: принципиально новые материалы, которые сначала необходимо испытать в ВИАМе, ЦИАМе, и только после этого принять решение о внедрении в серийное производство. Двигатели такой размерности в истории советской, российской авиации еще не создавались. Поэтому потребуется большая модернизация, реконструкция производственных мощностей не только «ОДК-Пермские моторы», но и других предприятий ОДК. Необходимо создание целого испытательного комплекса, уже к 2021-2022 году здесь на площадке в Перми.
Это будет происходить поэтапно. Прежде всего, сначала конструктора будут создавать продукт. На каком-то этапе станет понятно: вот этот конструктив нас устраивает, давайте его «запустим в железо» и создадим опытный образец. Это примерно 2022 год. И к этому времени мы уже должны иметь испытательную базу, на которой можно было бы проводить испытания этих опытных образцов. Начать, прежде всего, необходимо с испытаний газогенератора — сердца двигателя, его горячей части. После этого, убедившись в том, что применены правильные материалы и технические решения, мы перейдем к созданию двигателя-демонстратора. Двигатель — демонстратор это где-то 2023 год. И под это мы должны провести определенную серию испытаний на стендах по узловой обработке. Должен быть создан стенд для испытаний компрессоров, стенд для испытания камеры сгорания… Это целый комплекс, который должен быть создан прежде, чем самый первый двигатель-демонстратор будет «запущен в железо».
Несмотря на то, что уровень применяемых программных продуктов, уровень цифровизации создания двигателей сегодня совершенно другой, все равно требуется проверка в железе. Основные годы как раз и уходят на эту проверку. Полагаю, что запуск ПД-35 в серию это где-то 2028 год. 10 лет для создания такого двигателя это действительно тот срок, в течение которого надо системно, старательно, не расслабляясь ни на минуту, работать.
ПД-35 — это новые материалы, в том числе и композитные, широкий спектр их применения и более высокий их уровень по всем характеристикам. Ставится задача — применение российских комплектующих и технологий. Подобные продукты должны служить локомотивами не только для авиадвигателестроения, но и для всей промышленности, которая вместе с нами работает в кооперации. Например, для металлургов, которые производят железо, заводов, которые потом из этого железа делают для нас подшипники. Получается, промышленное производство в стране в целом переходит на новый уровень. То же самое можно сказать и про отрасль производства композитных материалов. Один из трендов, которые мы поддерживаем во взаимодействии с ВИАМ, — это создание впервые в истории российской авиапромышленности композитной вентиляторной лопатки турбины. Вполне вероятно, что на самый первый образец ПД-35 пойдет стальная лопатка, но мы точно знаем, что конструкторы закладывают в этот проект возможность производства с композитными лопатками. Кроме того, необходимо будет отработать и другие новые технологии, например, от применения болтов переходить к ротационной сварке. Может это прозвучит как штамп, но ПД-35 действительно должен стать неким технологическим прорывом, который необходимо осуществить за эти 10 лет».
Директор по инфраструктуре «ОДК-Пермские моторы» Николай Андреев: «Это действительно очень серьезный проект, поэтому над созданием такого двигателя будет работать вся страна – сотни предприятий и десятки научных институтов. Такой двигатель нужен не только для самого продукта, но и для того, чтобы мы не потеряли наш уровень компетенции в области конструкторского проектирования, в области технологий, в области материалов, развили и умножили их. Этот проект действительно, как большой локомотив, который потянет за собой всю экономику страны. Так же как и ПД-14, этот двигатель будет создаваться в широкой кооперации с предприятиями всей страны, в том числе ОДК.
Как сделать такой двигатель? Надо понимать, что простым масштабированием результатов, достигнутых при создании двигателя ПД-14, мы получим только часть необходимых характеристик. Остальные характеристики мы можем обеспечить только освоением совершенно новых технологий и новых материалов. Должен сказать, что просто работы по НИОКР невозможны без серьезных вложений в производство и испытательную базу. Необходимо освоить новые критические технологии, производство новых материалов, создать детали и узлы размерности, которой ещё не создавались у нас в двигателестроительной отрасли. Для этого требуются определенные вложения.
Нашими рабочими группами прорабатывается целый ряд инвестиционных проектов. В частности, направленных на развитие информационных систем — это большой объем расчетов, которые необходимо сделать конструкторам. Для этого требуются серьезные вложения в расчетную базу здесь на территории «ОДК — Авиадвигатель». Большие вложения необходимы на подготовку производственной базы. Это станки и оборудование для производства и сборки деталей большой размерности.
И, конечно же, подготовка испытательной базы. Сегодня в стране отсутствует испытательная база для доводочных и опытных испытаний двигателей такой размерности и такой тяги. Стендовая испытательная база для создания этого двигателя будет строиться на нашей испытательной станции — здесь будет логистический центр, корпус окончательной сборки и подготовки к испытаниям, а также целый комплекс испытательных стендов.
Надо сказать, что далеко не все узлы нового мотора можно смоделировать математически. Придется все-таки изготавливать детали и испытывать их на определенных установках, получать результат, доводить и снова испытывать. Поэтому испытательная база должна быть создана раньше, чем создан двигатель. Это необходимое условие. Диаметр вентилятора ПД-35 – 3,1 метра, диаметр самой двигательной установки уже приближается к 4 метрам. Это говорит о том, что транспортировать такой двигатель в собранном виде невозможно. Мы предполагаем, что будем транспортировать его на испытательную станцию несколькими узлами. К тому времени уже будет построен сборочный корпус. Мы будем собирать двигатели, испытывать, затем разбирать, отправлять на самолетные заводы, где он снова будет собираться уже непосредственно под крылом самолета.
Здесь будет построено 8 испытательных стендов: узловые стенды для испытаний компрессоров высокого давления, стенд для испытаний отсеков камеры сгорания и полноразмерной камеры сгорания, вакуумный испытательный стенд для деталей роторов, закрытый стенд для испытаний газогенератора, два стенда и зал подготовки для испытаний полноразмерного двигателя. И открытый стенд, на котором будет производиться различные виды испытаний: акустические, испытания по забросу льда, по забросу птицы, по обрыву лопатки и так далее. Задача – в этом году приступить к разработке проектно-сметной документации. Сроки ввода в эксплуатацию очень сжатые, поэтому времени у нас очень мало. Уже сейчас по этим проектам ведется активная работа».
В заключение нам остается лишь отметить некоторые факты. Сегодня в Объединенной двигателестроительной корпорации работает более 90 000 человек. Общий бюджет проекта создания двигателя ПД-35 – 180 млрд рублей, из которых 60 млрд – инвестиционные затраты, 120 млрд – создание самого двигателя, включая работу конструкторов и научных институтов. В проекте ПД-35 планируется использовать такие перспективные технологии, как:
— применение композитных полимерных материалов в деталях и узлах двигателя;
— производство мотогондолы большой размерности из композитных материалов с ламинарным обтеканием;
— изготовление крупногабаритных и сложнофасонных корпусных деталей с применением аддитивных технологий;
— применение новых жаропрочных сплавов и интерметаллидов;
— создание малоэмиссионной камеры сгорания.
Р.Гусаров, Ю.Кузьмина