Причина в том, что в области отечественного авиационного двигателестроения он стал самым масштабным за последние несколько десятилетий. Эксперты и причастные лица были заинтригованы этой работой.
Вот честно, пишу и не верю.
А все потому, что сегодня всплыла очередная новость с изменением характеристик - конечно, в меньшую сторону. Говорили, будет летать на 5100 км, а он только на 3830 сможет. Минус 25% к дальности.
Объединенная авиастроительная корпорация официально подтвердила то, о чем авиационное сообщество говорило шепотом: флагман российского авипрома, самолет МС-21-300, серьезно «похудел» в дальности. Падение на четверть — это не просто цифра, это красноречивый симптом глубоких проблем.
Чиновники находят объяснения. В «Ростехе» заявили, что ранее указывали «проект будущего», а теперь говорят о реальной машине. Подчеркивается, что лайнер и так перевыполнил техзадание 2009 года, а получившаяся дальность покрывает 80% российских маршрутов. Логика есть, но она пахнет оправданием.
Реальность такова: импортозамещение далось ценой утяжеления планера. После замены западных композитов на отечественные самолет, по данным СМИ, потяжелел на шесть тонн. Физику не обманешь: больший вес при той же тяге означает меньшую дальность. Обещания «довести до ума» в будущем сталкиваются с суровой практикой — первый полет полностью импортозамещенной версии уже больше года переносится, а авиакомпании остаются без нового лайнера.
Для перевозчиков это не просто статистика. Прямой рейс из Москвы в Иркутск или на курорты Турции становится рискованной авантюрой. Снижение дальности — это сужение маршрутной сети, потеря гибкости и, в конечном счете, денег.
Таким образом, МС-21 из символа технологического прорыва рискует превратиться в сложный компромисс. Плата за суверенитет оказалась высокой, измеренной в тысячах непройденных километров. И пока самолет не взлетел, этот компромисс остается главным вопросом к создателям, ответ на который определит будущее всей российской гражданской авиации.
Используемые в ПД-14 технологии
Необычность проекта в том, что при его реализации создали профильные группы. У каждой было свое направление, поэтому эффективность работы оказалась максимальной. К разработке были привлечены специалисты разных предприятий ОДК и отраслевых институтов. На этапе конструирования «демонстратора» произошло событие, определившее будущее силовой установки. На этой стадии конструкторы смогли отработать технологию изготовления пустотелой титановой лопатки вентилятора. Они использовали инновационный метод сверхпластической формовки и диффузионной сварки. В освоении технологии участвовали разные специалисты: ЦИАМ им. П. И. Баранова, ОДК-Авиадвигатель, ОДК-УМПО и т.д.
Еще одной сверхважной задачей стало создание турбины низкого давления ТНД). Здесь ключевую роль сыграли опыт и знания конструкторов и Перми и Уфы. Именно они выбрали перспективное направление для работы среди двух имеющихся: · минимальное количество ступеней при максимальных размерах самой турбины; · как можно больше ступеней и меньший диаметр турбины. В итоге конструкторы выбрали проверенный подход с большим количеством ступеней и умеренными габаритами элемента. Это позволило добиться отличного сочетания силовой отдачи и экономичности на крейсерском режиме. Еще один уникальный момент — одновременная работа ОДК-Авиадвигатель над мотором ПД-14 и мотогондолой. Таких примеров отечественная сфера двигателестроения ранее не знала. Опыт оказался удачным. Конструкторы решили не использовать популярный на то время распашной тип реверсивного устройства. Другой инновацией стало внедрение электропривода, который также был создан в России компаниями «Диаконт» и «Электропривод».
Упомянутые выше пустотелые лопатки вентилятора позволили значительно снизить массу силовой установки. Для их изготовления была проведена колоссальная по объему и содержанию работа. Специалистам удалось получить изделия, имевшие минимальную массу и способные выдерживать колоссальные нагрузки.
Научное обоснование выбранных инженерных решений
У двигателя ПД-14 высокая степень двухконтурности (8.5), что нехарактерно для подобных агрегатов. Но тогда почему было выбрано подобное решение? Все дело в ценах на топливо! ВАЖНО: Степень двухконтурности — это соотношение расхода воздуха, проходящего через внешний контур и турбину. При равных условиях этот показатель напрямую влияет на тягу двигателя. Увеличить тягу силовой установки можно двумя способами. Рассмотрим каждый из них: 1. Повышение скорости реактивной струи. При увеличении этого показателя в 2 раза кинетическая энергия возрастает в 4 раза. 2. Увеличение массы реактивной струи. Здесь изменения показателей пропорциональны. То есть если масса струи увеличится вдвое, то и энергия станет x2. Фактически при идентичных характеристиках тяги можно получить кинетическую энергию струи с кратной разницей.
Если идти по пути увеличения кинетической энергии струи, то неизбежно повышение расхода топливо. В нынешних реалиях это экономически невыгодно, и ситуация вряд ли когда-нибудь изменится. Поэтому необходимо одновременно снизить скорость струи и повысить ее массу. Здесь на первый план выходит второй контур, который забирает определенный процент энергии турбины и формирует тягу струи во внешнем контуре. При таких вводных скорость струи понижается, ее масса растет и увеличивается тяга. И все это происходит при уменьшении расхода топлива!
У высокой двухконтурности есть и обратная сторона. Она негативно влияет на максимальную и крейсерскую скорость, а также на тягу ВС с увеличением высоты. Поэтому раньше конструкторы предпочитали иметь низкую двухконтурность при высоких других показателях (скорости, тяге и «аппетитах» двигателей). Но сейчас приходится думать об экономичности. ПОЛЕЗНО ЗНАТЬ: У ПД-14 на крейсерском режиме движения (скорость 0.8 М и высота 11 тыс.м.) тяга сильно падает с высотой и равняется 2430 кг.
Используемые материалы
Для изготовления двигателя выбраны особые никелевые и титановые сплавы, имеющие высочайшую прочность. Сама мотогондола на 2/3 выполнена из отечественного композита. Все это в комплексе позволяет значительно снизить итоговую массу силовой установки. ФАКТ: При создании ПД-14 нашли практическое применение около двух десятков инновационных российских материалов. В частности, для изготовления дисков 6-8 ступеней применялся новейший никелевый гранульный сплав. А лопатки турбин сделали из облегченного интерметаллида титана.
Про весь ужас вокруг МС-21, а также инфографика по МС-21 и ПД-14 - здесь https://vistat.org/art/pochemu-stolko-zaderzhek-s-dvigatelem...
