Взлёт, 2014 спецвыпуск

Однако в Перми на будущее нового двигателя смотрели шире. На базе его газогенератора предполагалось создать целую гамму двигателей в широком диапазоне тяг. На «нижней ступеньке» размерного ряда находился ПС-7 с тягой 7 тс, который планировалось использовать на проектировавшемся «бизнес-джете» Ту-414. Следующим в линейке был ПС-9 – его можно было устанавливать на ближнемагистральные Ту-334. а также на самолет-амфибию Бе-200. Далее шел ПС-14 с тягой 14,5 тс, предназначенный для среднемагистральных самолетов, а также ремоторизации транспортного Ил-76 и его версий.

Наконец, на вершине модельного ряда находился ПС-18Р. Буква «Р» в названии двигателя указывала, что его вентилятор приводится через редуктор. В то время планировалось реализовать несколько проектов по серьезной модернизации магистральных лайнеров Ту-204 и Ил-96. Новый 18-тонный редукторный двигатель с вентилятором диаметром 2300 мм и крейсерским удельным расходом топлива 0,52 кг/кге *ч предназначался именно для них. «По умолчанию» предполагалось, что ПС-18Р, тягу которого в перспективе можно было довести до 20 тс и более, может составить конкуренцию запорожскому Д-18Т в программах модернизации тяжелого транспортного самолета Ан-124 «Руслан».

Однако первым, и потому главным ориентиром для пермяков был БСМС. получивший новое обозначение МС-21 – «Магистральный Самолет XXI века». А этот проект к тому времени уже несколько трансформировался. Так, если первоначально вместимость его базовой версии составляла 140 человек, то позднее она был увеличена до полутора сотен пассажиров. Еще позже вместо «укороченного» по длине фюзеляжа МС-21 -200 первоочередным в программе стал МС-21-300 на 180 мест. Разработчик самолета, корпорация «Иркут», объяснял это тем, что подавляющее большинство потенциальных эксплуатантов интересует самолет именно такой размерности.

Это вынудило «Авиадвигатель» изменить облик базового двигателя семейства – его тяга выросла до 14 тс. Основой новой версии двигателя послужил новый газогенератор. Разумеется, доработки остальных компонентов и агрегатов были неизбежны. В частности, были внесены изменения в состав компрессора низкого давления (КНД) – увеличилось количество подпорных ступеней. «Вырос» и вентилятор – его диаметр стал равен 1900 мм. Новый «четырнадцатитонник» первоначально имел обозначение ПС-14. но после того, как пермские моторостроительные предприятия были интегрированы в Объединенную двигателестроительную корпорацию (ОДК), произошел «ребрендинг» программы, и двигатель стал именоваться ПД-14 («Перспективный двигатель с тягой 14 тонн»).

Одновременно с изменением размерности базового двигателя семейства изменились и принципы построения этого семейства. Помимо ПД-14. предназначенного для МС-21-300, в него вошли ПД-14А (тяга 12,5 тс) для МС-21-200 и ПД-14М (15,6 тс) для планируемого 212-местного МС-21-400 и российско-индийского перспективного транспортного МТА. При этом версия ПД- I4A полностью идентична базовой конфигурации, отличаясь только регулировками САУ. А ПД-14М уже имеет конструктивные особенности: его КНД получил дополнительную ступень, изменилась и ТНД.

Несколько особняком в семействе стоит ПД-10, имеющий тягу 10 900 кге. Он предназначался для установки на дальнейшее развитие Sukhoi SuperJct 100 – самолет SSJ-100NG. Это позволяло увеличить размерность российского «регионала», а также расширить диапазоны базирования по температуре и высотности аэродрома. Немаловажным было и желание получить для программы SSJ полностью отечественный двигатель – в качестве альтернативы использующемуся сейчас российско- французскому SaM146. Конструктивно ПД-10 отличался от базового двигателя довольно заметно. При сохранении базового газогенератора диаметр вентилятора уменьшен до 1670 мм. КНД лишился сразу двух ступеней, став одноступенчатым, а турбина низкого давления «потеряла» одно рабочее колесо (осталось пять ступеней).

Сегодня, в связи с решениями отложить на будущее работы по проектам SSJ- 100NG и «удлиненному» МС-21-400, главными приоритетами пермских моторостроителей стало создание базовой версии ПД-14 тягой 14 000 кге.

Основные технические решения, реализуемые в конструкции перспективного двигателя ПД-14

8-ступенчатый компрессор высокого давления со степенью повышения давления 17 и блисками из титанового сплава на 1, 2, 5-й ступенях и дисками 6, 7, 8-й ступеней из никелевого гранульного сплава нового поколения

Малоэмиссионная кольцевая камера сгорания с деталями зоны горения из жаростойкого интерметаллидного сплава, керамическим теплозащитным покрытием второго поколения и форсунками с пневмораспылом

6-ступенчатая турбина низкого давления с полыми рабочими и сопловыми лопатками всех ступеней и активным управлением зазорами.

Двухступенчатая турбина высокого давления с высокоэффективной системой охлаждения, рабочими и сопловыми лопатками из монокристаллических сплавов нового поколения, керамическим теплозащитным покрытием второго поколения, дисками из никелевого сплава нового поколения и активным управлением зазорами.

Трехступенчатый компрессор низкого давления.

Вентилятор с 18 широкохордными полыми титановыми лопатками, обеспечивающий степень двухконтурности 8,5

– двухвальная схема с прямым приводом вентилятора

– двухопорный ротор газогенератора с низким уровнем вибраций

– цифровая САУ с полной ответственностью типа FADEC

– короткая мотогондола, на 65% выполненная из композиционных материалов, с реверсивным устройством решетчатого типа с электромеханическим приводом.

Исключены из программы и редукторные двигатели. Это обусловлено желанием снизить технические риски, а также уменьшить массу двигателя, его себестоимость и эксплуатационные затраты.

Окончательно сформированный облик ПД-14 базировался на компактной двухвальной схеме с прямым (безредукторным) приводом вентилятора и степенью двухконтурности 8,5. Отличительными особенностями двигателя стали короткая мотогондола с реверсивным устройством решетчатого типа с электромеханическим приводом, вентилятор с широкохордными лопатками, восьмиступенчатый КВД со степенью повышения давления 17, малоэмиссионная камера сгорания кольцевого типа, двухступенчатая ТВД с эффективной системой охлаждения и шестиступенчатая ТНД. имеющая высокий КПД. Двигатель имеет надежную силовую схему, двухопорный ротор газогенератора с низким уровнем вибраций, а также цифровую САУ с полной ответственностью (FADEC).

В конструкции ПД-14 применяется много новых для отечественного двигателестроения технологий. КВД, КС и обе турбины создавались с использованием методов 3D проектирования. Вентилятор имеет широкохордные полые титановые лопатки, в конструкции КВД используются блиски. Диски компрессора и турбины выполнены из нового никелевого гранульного сплава. Конструкция камеры сгорания содержит детали из жаростойкого интерметаллического сплава, и форсунки с пневмораспылом. В КС и ТВД используется керамическое теплозащитное покрытие второго поколения. Рабочие и сопловые лопатки ТВД «выращены» из монокристаллических сплавов нового поколения, а конструкция гурбин подразумевает активное управление радиальными зазорами. Мотогондола на 65% изготовлена из композиционных материалов.