Русская Википедия:ПД-14

Содержание

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Текст

Шаблон:Газотурбинный авиационный двигатель ПД-14 — российский головной двигатель 5-го поколения, семейства гражданских турбовентиляторных двигателей «ПД», разработанный корпорацией АО «ОДК-Пермские моторы» ,с тягой на взлёте от 12,5 до 14 тонн. Является первым турбовентиляторным двигателем, созданным в современной России. В рамках единой программы «ПД» ведётся развитие серии в виде двигателей ПД-8 и ПД-35., а так же газотурбинных установок, и двигателя для вертолёта.

Семейство двигателей ПД предназначено для установки на российские самолёты серии класса МС-21 и SSJ, а также потенциально для установки на самолёты: Ан-148, Ту-204, Ту-214, Ту-334, Бе-200, Ил-76МД-90А, Ил-78М-90А, Ил-106, Ил-96-300, Ил-96-400Т, Ил-276 и CR929.

Расшифровка названия

Шаблон:External mediaПД-14 расшифровывается , как Перспективный Двигатель с тягой 14 тонн.

Разработка

В 2006 году подписано соглашение о создании ПД-14.

В 2008 году началось финансирование и разработка двигателя. За базу был взят двигатель ПС-12 (1999). Головной разработчик двигателя АО «ОДК-Авиадвигатель», головной изготовитель — АО «ОДК-Пермские моторы». Научное сопровождение проекта: ФГУП «ЦИАМ», ФГУП «ЦАГИ». Разработчик материалов: ФГУП «ВИАМ».

В апреле 2012 года началась сборка двигателя-демонстратора, 16 апреля 2012 года в работе и доводке находились также четыре газогенератора и несколько установок модуля модели вентилятора, полноразмерный компрессор, камера сгорания, две турбины, одна из которых прошла испытания в ЦИАМ. Первый запуск на наземном испытательном стенде первого образца двигателя-демонстратора ПД-14 состоялся 9 июня 2012 года.

30 октября 2015 года начались первые лётные испытания в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ.

В октябре 2018 года Росавиация выдала двигателю «сертификат типа», подтверждающий готовность изделия к серийному производству и эксплуатации.

21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут». Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации.

15 декабря 2020 года состоялось первое лётное испытание двигателя ПД-14 на самолётах МС-21-310 на аэродроме Иркутского авиационного завода. Продолжительность полёта составила 1 час 25 минут.

В феврале 2021 года было получено разрешение на серийное производство двигателя. Первое коммерческое использование планируется начать на самолёте МС-21-310 в 2022.

Сертификация

К апрелю 2012 года подписано соглашение с Авиационным регистром Межгосударственного авиационного комитета (АР МАК) о сертификации двигателя ПД-14. Разработчик ПД-14 будет сертифицировать двигатель в АР МАК, параллельно проводя сертификацию со специалистами EASA, с последующим признанием этого Сертификата агентством EASA. АР МАК имеет соответствующее соглашение об этом с EASA. Ожидается, что полная сертификация EASA будет завершена в 2021 году.

Сертификация производства началась с сертификации материалов, в апреле 2012 года с ВИАМ оформлен график сертификации производства материалов на металлургических заводах России. Затем предполагается сертифицировать и сами производственные процессы на предприятиях-участниках кооперационных поставок для ПД-14. В дальнейшем планируются сертификации производства в EASA.

18 октября 2018 года Росавиация выдала сертификат типа. В 2019 году планируется валидация Сертификата типа двигателя в Европейском агентстве по безопасности полётов, 15 декабря 2020 года состоялось первое лётное испытание двигателя ПД-14 на самолётах МС-21-310 на аэродроме Иркутского авиационного завода. Продолжительность полёта составила 1 час 25 минут. В 2019 году началась подготовка к сертификации по правилам ETOPS, при этом сама сертификация займёт несколько лет.

В феврале 2021 года ПД-14 получил дополнение к Сертификату типа от Международной организации гражданской авиации (ИКАО), свидетельствующее о возможности установки данного типа двигателей на воздушные суда, осуществляющие международные полёты без ограничений. Данный сертификат открывает программу серийного производства ПД-14 и оснащения ими самолётов типа МС-21.

В перспективе планируется сертификация FAA (США).

Конструкция

Двигатель состоит из восьми ступеней компрессора и двух ступеней турбины (5+ поколение). Вентилятор трансзвуковой, выполнен с широкохордными пустотелыми бесполочными лопатками, в компрессоре применены блиски. Осевой компрессор низкого давления выполнен трёхступенчатым в основной версии двигателя, четырёхступенчатым в варианте ПД-14М и одноступенчатым — для ПД-10. Турбина низкого давления имеет шесть ступеней (в варианте ПД-10 — пять). Барабанно-дисковый компрессор высокого давления выполнен восьмиступенчатым. Малоэмиссионная кольцевая камера сгорания выполнена из жаростойкого интерметаллидного сплава с керамическим покрытием и оснащена 24 двухконтурными центробежно-пневматическими форсунками. Турбина высокого давления включает две ступени, лопатки выполнены охлаждаемыми. Турбины выполнены с регулируемыми осевыми зазорами. Система управления САУ-14 разработки «ОДК-СТАР» является двухканальной с полной ответственностью. Двигатель оснащается устройством реверса тяги решётчатого типа с электромеханическим приводом. Гондола двигателя на 65% состоит из композитных материалов.

Доля импортных комплектующих составляет около 5%, по данным официального блога ОАК.

Преимущества

По заявлению разработчика двигатель обладает следующими характеристиками:

• Наработка на неустранимое в полёте выключение двигателя > 200 000 ч.
• Надёжность вылета ВС, связанная с готовностью двигателя > 99,96%.
• Удельный расход топлива на 10—15% меньше по сравнению с современными двигателями аналогичного класса тяги и назначения, у ПД-18Р этот показатель будет улучшен на 3—5%. (эта информация размещена на официальном сайте примерно с 2012 года и на сегодняшний день она актуальна для авиадвигателей прошлого поколения, например ПС-90 как раз входит в диапазон 10-15%. На 2022 год ПД-14 по расходу топлива уступает двигателям Leap-1 и PW1000-й серии примерно 3%, но ПД-14 имеет меньший диаметр двигателя, что приводит к уменьшению его сопротивления набегающему потоку воздуха на крейсерском режиме полёта самолёта, что в итоге уменьшит разницу. Но точные результаты будут известны, когда самолёт выйдет в постоянную эксплуатацию. Хотя, наши производители уже как несколько лет могли бы объявить сравнительные характеристики расхода топлива, так как PW1400g и ПД-14 давно установлены на однотипный самолёт МС-21 и, наверняка, производители имеют сравнительные характеристики расхода топлива этих авиадвигателей).
• Шум от двигателя на 15—20 дБ меньше требования Главы 4 стандарта ИКАО.
• Снижение уровня эмиссии оксидов азота NOx относительно норм ИКАО 2008 года > 30%.
• Соответствует современным требованиям по сертификации АП-33, FAR-33, CS-E, ETOPS.
• Ресурс до первого ремонта блока насосов — 20 000 ч., до первого ремонта всех блоков САУ-14 — 40 000 ч.
• Эксплуатационные расходы на 14—17%, а стоимость жизненного цикла на 15—20% меньше, чем у конкурентов.

Конкурентные преимущества по показателям экономической эффективности эксплуатации обеспечиваются следующими основными параметрическими и конструктивными особенностями по сравнению с аналогами-конкурентамиШаблон:Нет АИ

• Меньшие температуры на выходе из камеры сгорания являются важнейшим фактором уменьшения стоимости, снижения рисков в достижении заявленных показателей долговечности и надёжности двигателей самолётов с коротким полётным циклом.
• Меньший диаметр вентилятора ПД-14 позволяет иметь объективное снижение массы двигателя и лобового сопротивления мотогондолы.
• Оптимальные размеры внутреннего контура (газогенератора) облегчают решение проблемы относительно больших отборов воздуха из компрессора на различные нужды и снижают установочные потери тяги.
• Достаточно высокая расчётная степень сжатия вентилятора (вследствие применения несколько меньшей степени двухконтурности) исключает необходимость применения регулируемого сопла наружного контура с неизбежным увеличением массы и сопротивления двигательной установки и снижает установочные потери тяги.
• Проверенная в эксплуатации классическая безредукторная схема двигателя ПД-14 позволяет достичь требуемых показателей массы, ресурса, надёжности и стоимости обслуживания.

Оптимальное сочетание умеренно высоких параметров цикла и проверенной схемы двигателя с прямым приводом вентилятора позволяет обеспечить снижение цены двигателя, затрат на обслуживание и ремонт, массы и лобового сопротивления двигательной установки и обеспечить преимущество двигателя ПД-14 по показателям экономической эффективности эксплуатации и стоимости жизненного циклаШаблон:Нет АИ .

• Авиадвигатель ПД-14 с шевронами на аэрокосмической выставке ILA Berlin Air Show 2012.

  Авиадвигатель ПД-14 с шевронами на аэрокосмической выставке ILA Berlin Air Show 2012.

• Авиадвигатель на международной аэрокосмической выставке МАКС 2013 в Жуковском.

  Авиадвигатель на международной аэрокосмической выставке МАКС 2013 в Жуковском.

• Один из испытательных полётов на Ил-76ЛЛ на аэродроме «Раменское», 28 декабря 2015 года.

  Один из испытательных полётов на Ил-76ЛЛ на аэродроме «Раменское», 28 декабря 2015 года.

Производство

Серийное производство двигателей ПД-14 стартовало в марте 2020 года. Шаблон:TODO

Кооперация

Комплектаторы 2-го уровня:

• Компрессор низкого давления и разделительный корпус: НПО Сатурн, УМПО, ОДК-Авиадвигатель.
• Газогенератор: ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО, НПЦГ «Салют».
• Камера сгорания: ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО. Альтернативную камеру разрабатывало КБ «Прогресс» (Украина). Впоследствии от применения камеры сгорания разработки КБ «Прогресс» головной разработчик авиадвигателя отказался.
• Сопло внутреннее и центральное тело: ОДК-Авиадвигатель, НПП Мотор (подразделение УМПО).
• Турбина высокого давления: ОДК-ПМ.
• Турбина низкого давления: НПП Мотор, ОДК-Авиадвигатель, ОДК-ПМ, УМПО.
• Коробка приводных агрегатов: ОДК-Авиадвигатель, УМПО, НПЦГ «Салют».
• FADEC и топливная система: ОДК-СТАР.
• Мотогондола и реверсное устройство: ОДК-Авиадвигатель, УНИИКМ, ПЗ МАшиностроитель, ОНПП Технология, ЦНИИСМ, НИАТ.

Комплектаторы 3-го уровня:
Поставщики датчиков, агрегатов, штепсельных разъёмов, подшипников, различных электронных компонентов и пр. В первую очередь это западные комплектаторы, которые поставляют комплектующие и сертифицированы по программе двигателя ПС-90А2. Причина использования в качестве комплектаторов 3-го уровня в основном западных поставщиков — низкая конкурентоспособность отечественных комплектаторов. С другой стороны, головной разработчик ПД-14 стремится к созданию СП отечественных производителей с западными поставщиками.

Стоимость проекта

В 2010 году стоимость разработки оценивалась в 70 млрд рублей, из которых 35 млрд было выделено из бюджета.

Варианты двигателя и его характеристики

Для самолётов

ПД-14 — турбореактивный двухконтурный двухвальный двигатель, без смешения потоков наружного и внутреннего контуров, с реверсом и эффективной системой шумоглушения, включая шевроны. Перспективный ТРДД создаётся на базе нового высокоэффективного газогенератора со структурной схемой «8+2».

Семейство перспективных ТРДД для ближне- и среднемагистральных самолетов (БСМС) состоит из двигателей:

Модель	ПД-8	ПД-10	ПД-14	ПД-14А	ПД-14М	ПД-18Р	ПД-35
Тип двигателя	Турбовентиляторный					Турбовентиляторный (редукторный привод вентилятора)	Турбовентиляторный
Диаметр вентилятора, мм	1228	1677	1900	1900	1900	н/д	3100
Сухая масса двигателя, кг	2300	2350	2870	2870	2970	н/д	~8000
Тяга на взлётном режиме (H=0, M=0), тс	7,90	10,90	14,00	12,54	15,60	18,70	33,00-40,00
Взлётная тяга кН	78	108	137	123	153	178	350
Температура газа перед турбиной в °С	н/д	н/д	1725	н/д	н/д	н/д	≈1825
Удельный расход топлива в крейсерском режиме кг/кгс в час	0,61	~0,55	0,526	0,526	0,535	~0,51	н/д
Схема двигателя	1+3+7-1+3	1+1+8−2+5	1+3+8−2+6	1+3+8−2+6	1+4+8−2+6	н/д	н/д
Степень двухконтурности	4,4	~7,5	8,5	8,6	7,2	н/д	≈10,6
Степень повышения давления в компрессоре	28	н/д	41	38	46	н/д	≈50
Применение	Ан-148 SSJ-New SSJ-75 Ту-334 Бе-200	SSJ-130NG	Ту-204 МС-21-310	МС-21-210	Ту-204 МС-21-400 Ил-76МД-90А Ил-78М-90А Ил-276	Ту-214 Ил-96-300 Ил-96-400Т Ил-106	CR929
Примечание	Ранее в прессе фигурировал как ПД-7.	Вариант с уменьшенной тягой, менее габаритный.	Базовый ТРДД. Степень унификации до 80 % новых деталей (сделанных специально для этого двигателя).	Дросселированный вариант ТРДД ПД-14.	Форсированный вариант ТРДД. По сравнению с ПД-14 изменены — 4 подпорные ступени, усилены диски КВД и ТВД, перепрофилированы лопатки ТНД	Максимально возможная тяга двигателей семейства ПД-14 — 20 тонн. Для достижения большей тяги нужно серьёзное изменение конструкции и модификации двигателя (в том числе нужен газогенератор большей размерности). Предполагает повышение температуры перед турбиной минимум на 50 градусов.	Расширение семейства ПД-14 с более габаритным газогенератором, проект ПД-35.

ПД-8

Шаблон:Главная ПД-8 — возможно применение для замены импортных на SSJ-100.

ПД-35

Шаблон:Главная ПД-35 — перспективный тяжёлый турбовентиляторный двигатель большой тяги от 33 до 40 тонн

Для вертолётов

Ведутся разработки двигателя ПД-12В для установки на вертолёты. ПД-12В — турбовальный двигатель для замены украинского Д-136, устанавливаемого на тяжёлый транспортный вертолёт Ми-26 .Предполагаемый удельный расход топлива равен 0,179 кг/л.с.хч ,а мощность порядка 10 тыс. л. с.

Для газотурбинных установок

Также создан промышленный двигатель ПД-14ГП-1/ГП-2 — для газотурбинных установок и агрегатов для транспортировки газа. Так же, предположительно будет создана ГТУ-8 с мощностью 6,5-8,5 МВт и КПД 34-36 % , а так же ГТУ-16 с мощность 12,4-16,5 МВт и КПД 38-40 %.

Сопоставимые (для двигателя ПД-14) двигатели тягой около 14тс

• CFM International CFM56 и CFM International LEAP-X
• Pratt & Whitney PW1000G
• ПС-90А

См. также

• Двигателестроение России
• ПД-35
• ПД-8

Ссылки

• Самолёт Ил-276 оснастят двигателем ПД-14 Шаблон:Wayback // 7new.ru - Аэропорты Российской Федерации, 4.11.2017
• Почему ПД-14 — прорывной двигатель российского авиастроения Шаблон:Wayback // aviation21.ru, 22.04.2019