Программа двигателя ПД-14: взгляд с Запада
Как сообщается в статье «Vers le PD-14 et au-dela», опубликованной в журнале Air&Cosmos, до конца 2018 года АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (ОДК) поставит первую партию двигателей ПД-14 для пассажирского самолета нового поколения МС-21. Об этом сообщил генеральный директор КБ «Авиадвигатель» Александр Иноземецев. Кроме того, у этого двигателя будет модификация, предназначенная для вертолета Ми-28.
Самая интересная ниша для нового двигателя с точки зрения выручки и объемов – это двигатель для самолета средней дальности. Для этого сегмента был создан ПД-14 и он активно развивается. Другой нишей, которая меньше c точки зрения количества, но сопоставима с точки зрения выручки – это двигатели для широкофюзеляжных самолетов большой дальности. Для них разрабатывается двигатель ПД-35. Третья ниша – это турбовинтовые и турбореактивные двигатели мощностью 1500-3000 л.с. для региональных самолетов и вертолетов. Здесь будет создан ПДВ (перспективный двигатель вертолетный), чья концепция в настоящее время разрабатывается. По словам Иноземцева, возможно, через два года что-то по этой теме представит КБ Климова.
Опытный двигатель ПД-14 (номер №100-07) под крылом летающей лаборатории Ил-76ЛЛ (с) АО "ОДК"
ОДК может разделить работы между различными моторостроительными компаниями и тем самым снизить расходы на программу. Каждое предприятие выпускает свою номенклатуру деталей. Эта производственная модель применяется и к ПД-14. Ответственным за программу в целом, проект камеры сгорания и газогенератора является АО «ОДК-Авиадвигатель» в Перми. «ОДК-Сатурн» в Рыбинске отвечает за вентилятор и компрессор низкого давления. «ОДК-УМПО» - за турбину низкого давления и сопло, в то время как «ОДК-СТАР» в Перми отвечает за систему управления двигателем. По той же схеме распределено и серийное производство между предприятиями «ОДК-Пермь», «ОДК-УМПО», «ОДК-Сатурн», ФГУП "НПЦ газотурбостроения "Салют", а окончательная сборка будет вестись в Перми.
Двигатель ПД-14 с тягой 14 тонн является первым гражданским турбореактивным двигателем, созданным в России в постсоветский период, если не считать SaM-146, созданный совместно с французами.
ПД-14 является двухконтурным двигателем со степенью двухконтурности 8,5. По словам Иноземцева, ПЛ-14 не хуже иностранных конкурентов, а именно редукторного двигателя PW1000G и CFMI Leap-1. При этом преимуществом ПД-14 является сниженная температура газов на входе в турбину (на 60-80 градусов). При этом имеются потери в тяге, но получается экономия в ходе эксплуатации. По заявлению представителей Корпорации «Иркут», издержки двигателя на 2,5-3% ниже его конкурентов.
Горячая часть двигателя состоит из восьмиступенчатого компрессора и степенью сжатия 17, камеры сгорания и двухступенчатой турбины. Холодная часть состоит из вентилятора, трехступенчатого компрессора низкого давления и шестиступенчатой турбины низкого давления. Гондола двигателя на 65% состоит из композитов.
Работы по ПЛ-14 начались 10 лет назад, когда в 2008 году российское правительство выделило 15 млрд руб. (450 млн евро по курсу того времени) для ведения НИОКР по новому двигателю. Первый прототип газогенератора 100ГГ-01 совершил первые прокрутки на земле в 2010 году, в первый комплектный демонстратор двигателя впервые заработал 9 июня 2012 года.
30 октября 2015 года двигатель 100-07 совершил первый полет на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. Двигатель прошел на самолете через два этапа испытаний. В ходе первого по состоянию на 4 марта 2016 года двигатель наработал 22 часа и 22 минуты в ходе 16 полетов. В ходе другого этапа с 11 октября 2016 года по 30 марта 2017 года в ходе восьми полетов он наработал 26 часов 31 минуту.
28 декабря 2017 года Ил-76ЛЛ совершил первый полет с новым двигателем 100-11, этот экземпляр предназначен для сертификации. С начала апреля 2018 года Ил-76ЛЛ с двигателем 100-11 совершил 14 полетов с наработкой 49 часов и 10 минут.
Стендовые испытания ПД-14 были обычными для двигателя такого класса тяги. 5 ноября 2016 года прошли испытания турбины на сверхрежиме после обрыва вала низкого давления на двигателе 100-03. 5 мая 2017 года прошли испытания на обрыв лопатки на двигателе 100-04.
В целом, по словам Иноземцева, по итогам испытаний двигатель имеет запас в 15 дБ по сравнению с требованиями главы 4 ИКАО и 20% в части выброса оксида азота.
Главной задачей программы ПД-14 на текущий год является получение сертификата, запланированное на август. Процесс сертификации начался в 2012 году в МАК. Тогда Александр Иноземцев заявлял о том, что сертификат будет получен в 2015 году, а первые серийные двигатели будут поставлены в 2016 году. И если не учитывать технические вопросы, которые сопровождают любую разработку, то сертификация затормозилась действиями российского правительства, которое в ноябре 2015 года лишило МАК права сертифицировать двигатели и передало его Росавиации.
Одновременно шел процесс сертификации двигателя в Европейском агентстве авиационной безопасности (EASA). Разработчики рассчитывают получит сертификат типа в 2019 году, но с учетом взаимоотношений между EASA и Росавиацией, которые еще не урегулированы, это процесс, без сомнения, затянется.
Последний собранный на сегодня двигатель – это 100-13. В течение этого года запланирован выпуск еще трех двигателей – 100-14, -15 и -16, то есть первых, предназначенных для установки на МС-21-300 в ходе его сертификации. В соответствии с планом, двигатели должны быть поставлены в декабре, а первый полет прототипа МС-21 с ПД-14 запланирован на второй квартал 2019 года. Поставки ПД-14 для МС-21 должны начаться с 2021 года.
Начиная с 2023-2024 гг. ОДК планирует выпускать примерно 50 двигателей в год. Проблема в том, что на сегодня имеется мало заказов на МС-21 с ПД-14. В ходе авиасалоне МАКС-2017 компания «Ильюшин финанс» подписала предварительное соглашение на закупку восьми ПД-14 с поставкой в 2022-2023 гг. Эти двигатели предназначены для четырех МС-21-300 авиакомпании Red Wings. Со своей стороны, «Аэрофлот» заказал 50 МС-21-300, из которых первые 25 должны быть оснащены двигателями PW1400G. Двигатели оставшихся самолетов еще не определены. На 12 из них «Аэрофлот» планирует установить ПД-14. Схожий интерес на приобретение трех-четырех МС-21 с ПД-14 проявила компания «ИрАэро». По словам Александра Иноземцева, для стартового заказчика двигатель ПД-14 будет продаваться с дисконтом в 15-22% по сравнению с конкурентами.
Газогенератор ПД-14 также может быть использован для развития семейства двигателей с тягой 9-18 тонн. Изначально двигатель ПД-10 (с тягой 10 тонн) рассматривался для новы модификация самолета SSJ 100, двигатель ПД-14А – для модификации МС-21-200 и ПД-14М (15,6 тонн) для удлиненного варианта МС-21-400. Эти проекты заморожены из-за самих самолетов. Из развития ПД-14 приоритет получил ПД-12В для вертолетов, а именно для ремоторизации вертолета Ми-26, двигатели Д-136 для которого производятся исключительно на украинском ПАО «Мотор Сич». Финансирование программы ПД-12В началось в 2016 году, а на сегодняшний день в производстве находятся детали для опытных двигателей. В будущем ПД-12В может быть использован для установки на новом тяжелом российско-китайском вертолете.
Базовая версия газогенератора ПД-14 позволяет создать вертолетный вариант, отличающийся мощностью 14500 л.с., но у ПД-12В она будет ограничена 11500 л.с. с целью унификации с силовой установкой Ми-26. Двигатель сможет достигать максимальной мощности до высоты 2000 метров (Д-136 выдает максимальную мощность 11400 л.с. только на уровне моря). По сравнению с Д-136 сухая масса вырастет на 100 кг, но удельный расход топлива снизится на 9%.
Другим сегментом станут двигатели для широкофюзеляжных самолетов для авиалиний большой протяженности. Русские хотят проникнуть на этот рынок с двигателем ПД-35 с той же формой сотрудничества между производителями, как и в случае с ПД-14. Главным фактором развития ПД-35 стала программа российско-китайского самолета CR929, на котором китайцы хотят установить свой двигатель CJ2000. Возможен вариант слияния программ ПД-35 и CJ2000, аналогично тому, как объединились программы созданяи китайского самолета С929 и российского ШФДМС.
Программа ПД-35 начала реализовываться в декабре 2017 года после подписания контракта между ОАК и КБ «Авиадвигатель» на сумму 64,3 млрд руб. (935 млн евро) на НИОКР по двигателю ПД-35-1 первого этапа, которые должны завершиться в декабре 2023 года. Результаты работ должны воплотиться в двигатель-демонстратор, который совершил бы испытательные полеты.
ПД-35 будет двигателем традиционной схемы, чей газогенератор будет оснащен компрессором с девятью или десятью ступенями, а также турбиной с двумя ступенями. Вентилятор будет сделан из композитных материалов и т.д.
Начиная с ПД-35 может быть разработано семейство двигателей с тягой от 25 до 50 тонн. Самый крупный из них – ПД-50 будет иметь тягу в 50 тонн, иметь вентилятор диаметром 3,5 метра и сухую массу в 8,7 тонн.