Взлёт, 2013 № 8-9 - Журнал Взлет (книги читать бесплатно без регистрации TXT) 📗
Приступая к разработке нового двигателя, мы понимали, что создать конкурентоспособный продукт силами одной конструкторской школы невозможно. Поэтому изначально проект задумывался как интеграция сильных сторон всех двигателестроительных предприятий и научноисследовательских институтов Российской Федерации.
Основная бизнес-идея проекта — разработать отечественный современный эффективный газогенератор высокой степени технического совершенства с параметрами, позволяющими на его базе создать семейство двигателей различных мощностей, которые могут быть установлены на разных видах летательных аппаратов и использованы в наземных установках — газоперекачивающих агрегатах и электростанциях. Газогенератор — самый сложный и высоконапряженный узел двигателя, определяющий его конкурентоспособность и стоимость изготовления. Унификация данного узла позволяет обеспечить его массовое изготовление для производства двигателей разного применения и значительно сократить себестоимость каждой из будущих модификаций двигателя. Кроме того, материалы, технологии проектирования, испытаний, доводки и производства газогенератора не могут быть импортированы из-за рубежа, ибо всегда являются охраняемым ноу-хау страны, «тайной за семью печатями», т. к. существенным образом определяют место страны в мировой «табели о рангах» (именно поэтому производство горячей части двигателя SaM146 сосредоточено во Франции).
Идея была поддержана всеми двигателестроительными предприятиями и авиационными научно-исследовательскими институтами. В 2006 г. протокол о намерениях по совместной реализации проекта создания семейства авиационных двигателей нового поколения для гражданской авиации на базе унифицированного газогенератора подписали «Авиадвигатель», ПМЗ, ЦИАМ, ММПП «Салют», НПО «Сатурн», УМПО, НПП «Мотор», «ММП им. В.В. Чернышева», «Климов». Руководители предприятий решили объединить усилия для разработки конкурентоспособного двигателя с целью обеспечить российскому авиапрому условия для возвращения России статуса авиационной державы. Этот документ заложил основы будущей кооперации.
Инициатива двигателистов была поддержана правительством РФ. В 2008 г., после национализации двигателестроительных активов, началось государственное финансирование проекта создания базового двигателя, который получил название ПД-14. Головным исполнителем проекта и получателем бюджетных средств стало ОАО «УК «ОДК», головным разработчиком — пермское конструкторское бюро «Авиадвигатель». В разработке двигателя также участвуют все ведущие отечественные предприятия авиадвигателестроения (ПМЗ, УМПО, НПП «Мотор», НПО «Сатурн», НПЦ газотурбостроения «Салют», «СТАР»), отраслевые институты (ЦИАМ, ЦАГИ, ВИАМ, ВИЛС), институты Академии наук (ИПСМ РАН, ИМСС УрО РАН и др.).
Двигатель — демонстратор технологий ПД-14, первый запуск которого в Перми состоялся в июне 2012 г.
Каковы особенности реализации программы?
ПД-14 — турбореактивный двухконтурный двигатель тягой 14 тонн, предназначенный для вводимых в эксплуатацию в 2017 г. перспективных ближне-среднемагистральных самолетов МС-21 на 130–180 пассажирских мест. Работы по созданию двигателя ПД-14 ведутся синхронно с работами по созданию самолета МС-21, разрабатываемого Объединённой авиастроительной корпорацией по государственному контракту — за счет средств бюджета РФ.
Реализация проекта «Двигатель ПД-14 для самолета МС-21» осуществляется с использованием Gate-технологии. После каждого этапа разработки ОАО «Авиадвигатель» организует проведение экспертизы достигнутых результатов со стороны профессионального сообщества — двигателистов, ученых, самолетостроителей, государства, заказчиков — это так называемые контрольные рубежи. В качестве экспертов привлекаются высококвалифицированные специалисты отраслевых ведомств, НИИ, ОАК, ОДК и др. Это дает возможность консолидировать и учесть мнения всех заинтересованных сторон, избежать ошибок, своевременно внести коррективы в конструкцию двигателя и организацию процесса разработки, тем самым минимизируя финансовые затраты и сокращая сроки. Решение задач проекта осуществляется в комплексе Business & Technical (бизнес- и техническая часть).
Впервые разработка двигателя ведется «на заданную себестоимость» — стоимостные параметры учитываются при определении конструктивного облика двигателя, технологий его изготовления и обслуживания.
При разработке конструкции двигателя ставка сделана на проверенные временем классические конструктивные решения, которые в сочетании с использованием современных технологий проектирования и испытаний дают качественно новые характеристики готовому изделию. В двигателе широко используются новые российские титановые и никелевые суперсплавы, позволяющие обеспечить необходимые параметры. По сравнению с лучшими российскими ТРДД (SaM146, ПС-90А, ПС-90А2) и зарубежными аналогами (CFM56, V2500), сделан качественный скачок в повышении основных параметров, обеспечивающий снижение удельного расхода топлива двигателя ПД-14 на 12–16 %.
Использование полимерных композиционных материалов позволяет внедрить современные технологии шумоглушения и снизить массу двигателя. Доля композиционных материалов в конструкции мотогондолы достигает 60–70 %. Всего в двигателе используется порядка 20 наименований новых материалов.
Выделены 16 ключевых технологий, которые обеспечивают качество изготовления и высокую эффективность производства двигателей. Данные технологии, к сожалению, отсутствовали в российском двигателестроении. Сегодня предприятия, участвующие в реализации проекта, успешно осваивают и внедряют эти технологии, что само по себе является большим шагом вперед для инновационного развития страны и создания в России наукоемких рабочих мест.
Испытания двигателя-демонстратора на открытом испытательном стенде, в ходе которых оценивались акустические характеристики будущего ПД-14
Какие этапы уже пройдены?
В 2012 г. прошел комплекс стендовых испытаний двигатель — демонстратор технологий (ДДТ). Основная цель испытаний — продемонстрировать готовность заложенных в двигатель конструктивных и технологических решений — была успешно достигнута. ДДТ показал хорошие результаты по термодинамике, акустике и эмиссии — лучше, чем у современных аналогов, продемонстрировал результативность использованных технологий.
Для подтверждения летной годности ПД-14 осуществляется специальная квалификация материалов (полуфабрикатов), применяемых в двигателе. Формируется банк данных характеристик материалов, подтверждающих то, что эти материалы имеют необходимый уровень конструкционной прочности. Испытания образцов материалов ведутся в новых современных аккредитованных Авиарегистром МАК лабораториях ОАО «Авиадвигатель», ЦИАМ и ВИАМ. Для сокращения сроков испытаний материалов в «Авиадвигателе» построен не имеющий аналогов в мире роботизированный комплекс изготовления образцов.
При разработке двигателя ПД-14 и внедрении новых технологий учитываются интересы будущих заказчиков, тех, кто будет заниматься его эксплуатацией.
Целенаправленная работа по снижению себестоимости изготовления, затрат на техническое обслуживание и ремонт, обеспечению стабильности характеристик и высокой надежности двигателя, его топливной эффективности, снижению массы, шума и эмиссии вредных веществ гарантирует низкую стоимость жизненного цикла двигателя.
При реализации проекта параллельно с проектированием двигателя решаются вопросы создания современной и удобной для потребителей системы послепродажного обслуживания — максимально приближенной к клиенту ремонтно-технической базы, удобных логистических схем, предоставлению наилучших гарантий и сервиса — всего того, что в связи с относительно малым количеством эксплуатирующихся самолетов отечественного производства полностью отсутствует и вызывает справедливые нарекания авиаперевозчиков.
