Moteur d'aviation PD 14. Désormais « Made with us » et dans Telegram

Je vous propose un fragment d'entretien avec Alexander Inozemtsev, concepteur général d'Aviadvigatel OJSC.

- Aujourd'hui, le Perm Design Bureau est le principal développeur d'une famille de moteurs basés sur un générateur de gaz unifié pour l'aviation, l'énergie et le transport de gaz. Le moteur de base de la nouvelle famille sera le PD-14. Merci de nous en dire plus sur ce projet.

L'objectif du projet "Moteurs pour avions MS-21" est de créer un moteur commercial russe pour le créneau le plus spacieux de l'aviation civile mondiale (commerciale, long-courrier) - avions court-courrier - moyen-courrier avec une capacité de passagers de 130...180 sièges, qui seront compétitifs avec les moteurs étrangers prometteurs destinés à des fins similaires, mis en service en 2014...2016, en termes de caractéristiques techniques et d'efficacité économique.

Par rapport aux moteurs d'avions de série modernes : le PS-90A russe (Il-96, Tu-204, Il-76) et le SaM146 franco-russe (SSJ-100), le développement du PD-14 a fait un saut qualitatif clé paramètres, parmi lesquels : le taux de dilution (2 fois), la température des gaz devant la turbine (de 100 K), le taux de compression total dans le compresseur (de 20...50 %). Tout cela garantit une réduction de la consommation spécifique de carburant de 12...16 % et le respect des futures exigences environnementales en matière de bruit et d'émissions de substances nocives.

Cette avancée est assurée par l’utilisation de technologies de conception avancées.

Nos partenaires ont rapidement maîtrisé de nouvelles technologies uniques pour fabriquer les pièces et composants du nouveau moteur :

La technologie de fabrication d'une pale de ventilateur creuse en titane (en cours de maîtrise à l'UMPO) permet de réduire le poids de la pièce de 30 %, ce qui donne une réduction totale du poids du moteur de 8 à 10 %. L'introduction à l'usine automobile de Perm de la technologie de fabrication d'aubes de turbine monocristallines à partir d'alliages de nouvelle génération avec un revêtement céramique protecteur de deuxième génération a permis d'augmenter la température des gaz devant la turbine jusqu'à 2000 K. La technologie de fabrication du moteur les pièces de nacelle et de moteur en matériaux composites polymères (jusqu'à 65 % des pièces de nacelle de moteur (en poids) en PCM) réduisent le poids total de la centrale électrique de 7...8 %. Afin de garantir les caractéristiques de durée de vie et la certification ultérieure du moteur à l'aide de la 3ème stratégie de gestion des ressources, pour la première fois dans l'industrie automobile russe, des travaux ont commencé pour créer une banque Charactéristiques mécaniques matériaux de structure utilisés dans le moteur.

Le PD-14 est en concurrence avec des produits prometteurs ayant un objectif similaire des leaders de l'industrie mondiale des moteurs d'avion : les moteurs PW1400G (avion MC-21) et PW1100G (avion A320NEO) de Pratt & Whitney, ainsi que le Leap-1A ( A320NEO) et moteurs Leap-1B (avion B737 MAX)) du consortium CFMI (sociétés General Electric et Snecma).

Selon la conclusion du Centre scientifique d'État de la Fédération de Russie FSUE « CIAM du nom de P.I. Baranov », le moteur PD-14 n'est pas inférieur à ses concurrents en termes de somme de paramètres techniques et économiques. Une évaluation complète de l'efficacité économique du moteur PD-14 faisant partie de l'avion MS-21, réalisée par OJSC NPK Irkut, a montré que le moteur PD-14 est compétitif par rapport au moteur PW1400G.

Il convient de souligner que tous les développements de conception et solutions technologiques peuvent être utilisés dans des programmes prometteurs de création de moteurs à turbine à gaz à des fins diverses.

Aujourd'hui, le projet de moteur « Moteurs pour MS-21 » en est au stade de l'élaboration d'une documentation de conception fonctionnelle, selon laquelle la production de prototypes de moteurs commencera pour les essais au banc, la certification et les essais en vol.

Plusieurs étapes importantes du projet ont été précédées :

Développement de la base scientifique et technique du projet, qui a permis de concevoir des composants et des systèmes de moteurs en utilisant les avancées technologiques et de conception les plus avancées en matière de construction de moteurs d'avion ;
Développement, maîtrise de la production et qualification de nouveaux matériaux et alliages aux propriétés les plus avancées, sans lesquels il est impossible de créer un moteur aux caractéristiques compétitives ;
Fabrication de composants expérimentaux de moteurs et étude de leurs caractéristiques sur des stands spéciaux ;
Fabrication et tests de générateurs de gaz expérimentaux (un générateur de gaz est la base, le cœur d'un moteur d'avion) ;
Fabrication et test d'un moteur de démonstration technologique sur lequel les principales idées contenues dans le projet ont été testées.

Les objectifs du projet sont extrêmement ambitieux et complexes, le coût d'une erreur est extrêmement élevé, c'est pourquoi les ressources russes les plus compétentes en matière de construction de moteurs ont été impliquées dans sa mise en œuvre technique. Il s'agit de Perm Motor Plant OJSC, NPO Saturn OJSC, UMPO OJSC, NPP Motor OJSC, Inkar OJSC, FSUE Gas Turbine Research and Production Center Salyut. Des fonds fédéraux importants sont investis dans le rééquipement technologique de ces entreprises.

Des instituts spécialisés sont également impliqués dans le projet : Centre scientifique d'État de la Fédération de Russie FSUE "CIAM nommé d'après P.I. Baranov", FSUE "VIAM", JSC "VILS", JSC "LII nommé d'après Gromov", FSUE "TsAGI nommé d'après Joukovski" , etc. .

Actuellement, des travaux sont en cours pour produire une documentation de conception, incl. pour l'équipement d'un laboratoire volant pour le démarrage des essais en vol, les stands à haute altitude CIAM, le nombre d'unités expérimentales et de générateurs de gaz fabriqués augmente et les essais sont réalisés de plus en plus intensivement.

Le problème russe mondial du manque de production de masse de pièces et d'assemblages spécialisés pour moteurs d'avion à partir de matériaux structurels polymères est en train d'être résolu de manière cohérente. Dans le cadre de la création d'une famille de moteurs basés sur un générateur de gaz unifié, un laboratoire industriel pour le développement de la technologie et la fabrication de pièces en PCM a été créé sur la base de l'Université technique nationale de recherche de Perm.

Des projets de cette envergure et de cette complexité ne peuvent être mis en œuvre sans large application technologies et équipements informatiques avancés :

création et utilisation de clusters informatiques pour des calculs complexes ;
conception tridimensionnelle de pièces et d'assemblages de moteurs à l'aide de technologies numériques sans papier ;
créer un moteur en coopération avec d'autres entreprises avec la mise en œuvre, pour la première fois dans la pratique de la construction de moteurs nationaux, d'un projet de moteur électronique entièrement fonctionnel et géographiquement réparti ;
échange de données de conception entre les entreprises co-exécutantes dans le système Teamcenter Multisite Collaboration ;
utilisation généralisée de la visioconférence pour les réunions organisationnelles et techniques.

- La perspective d'équiper les avions Tu-204SM de moteurs PD-14M est-elle envisagée ? Des travaux sont-ils menés dans ce sens, à quel stade en sont-ils ?

Les travaux de connexion du moteur PD-14M à l'avion Tu-204SM ne sont actuellement pas en cours. Sous certaines conditions, il est possible d'installer le moteur PD-14M sur un avion Tu-204SM, mais cela nécessitera de sérieux travaux de modernisation de l'avion et de ses systèmes, ainsi que des modifications du moteur lui-même pour assurer son intégration. à bord de l'avion. Après quoi un cycle d’essais de certification du moteur et de l’avion devra être réalisé. L'ensemble des travaux répertoriés nécessitera des coûts financiers importants, et les travaux de remplacement du moteur de l'avion sont conseillés si les exploitants sont très intéressés par cette version de l'avion. Cependant, ce moteur fait partie de la famille des moteurs PD-14 et est pris en compte par nous dans notre plan d'affaires à long terme.

Les conversations sur le retard technique de l'industrie russe ressemblent à un arrière-plan ennuyeux habituel, et tout ce qui ressort de ce contexte pour une raison quelconque ne suscite pas le même intérêt explosif que scandales politiques ou la vie personnelle des personnes médiatiques. C’est ainsi que se déroulent des événements d’une ampleur vraiment exceptionnelle. Les essais en vol du premier moteur d'avion entièrement russe pour avion civil ont commencé à Joukovski, près de Moscou. Et ce moteur est prêt à rivaliser avec les produits des géants mondiaux.

Comme on le sait, l'industrie de l'aviation civile russe s'est retrouvée dans une situation difficile. dernières décennies dans une situation difficile. Non, nous n’avons pas oublié comment fabriquer des avions qui volent. Mais le marché mondial du transport aérien nécessite des équipements répondant à des exigences opérationnelles élevées, notamment en termes d'efficacité, de niveau sonore et de respect de l'environnement. La plupart de ces exigences sont conçues dans époque soviétique avion de passagers ne correspondaient pas ou, en tout cas, étaient inférieurs dans ces indicateurs aux concurrents d'Airbus, Boeing, Bombardier, Embraer.

Il n'y en avait pas un des nôtres

Premier arrivé nouvelle Russie La société Sukhoi Civil Aircraft a tenté de créer un produit compétitif avec son Superjet 100. On a souvent reproché aux créateurs de cet avion de ligne régional le fait que, disent-ils, la voiture ne peut être qualifiée de russe que sous certaines conditions - elle en a trop composants importés. Prenons par exemple les moteurs, qui représentent environ un tiers du prix d’un avion. Le Superjet 100 est équipé du SaM-146 produit conjointement par la société française Snecma et l'ONG russe Saturn. Cependant, la partie la plus complexe et la plus coûteuse d'un turboréacteur à double flux est le générateur de gaz (compresseurs, chambre de combustion, turbine haute pression) - une solution d'un partenaire français. Et seulement la partie "froide" - le ventilateur et la turbine qui le font tourner basse pression- développé à Rybinsk chez NPO Saturn.

En d’autres termes, à l’époque de la conception du Superjet, l’industrie russe n’avait presque rien à offrir aux avionneurs. Son moteur compétitif pour jet régional La Russie ne l’avait pas. Ainsi que bien d'autres choses.

Mais aujourd’hui, la situation a changé. Le nouvel avion de ligne moyen-courrier MS-21 (nom probable dans la série Yak-242) dépendra dans une bien moindre mesure de la coopération avec des fournisseurs étrangers. Et même si, comme c'est l'habitude, le client de l'avion aura le droit de choisir et pourra donner la préférence à la centrale électrique. production étrangère, il y aura des moteurs russes pour le MS-21. Plus précisément, ils existent déjà.

Le PD-14 est un moteur avec un taux de dilution ultra-élevé (1:8,3). Cela se remarque déjà grâce à l'impressionnant ventilateur d'un diamètre de 1,9 m. La centrale électrique consommera du carburant de manière très économique.

La télécabine a été développée par Aviadvigatel OJSC, c'est-à-dire le fabricant lui-même du PD-14. Il incarne de nombreuses solutions intéressantes, en particulier le design inversé unique.

PD-14 fait référence aux turboréacteurs à double flux dans lesquels les flux des deux circuits ne se mélangent pas. L'air du deuxième circuit « froid » s'écoule d'une buse aux bords ondulés

Paramètres de classe mondiale

Le moteur PD-14 de cinquième génération a été développé par Aviadvigatel OJSC, basé à Perm. Il repose sur un générateur de gaz unifié : un compresseur à 8 étages, une chambre de combustion à faibles émissions et une turbine haute pression. Ce générateur de gaz sera également utilisé dans d'autres moteurs de la famille PD à poussée inférieure ou supérieure. Le PD-14 produit une poussée de 14 tonnes, et le fonctionnement du circuit secondaire est assuré par un ventilateur à pales creuses à larges cordes et une turbine basse pression. Le taux de dilution du moteur est le rapport entre le débit d'air à travers la boucle externe et le débit d'air à travers la boucle interne, et pour le moteur PD-14, il est égal à 8,3. Il s'agit d'un indicateur moderne pour les turboréacteurs à double flux nationaux et étrangers. Le taux de dilution élevé entraîne une réduction significative de la consommation de carburant. Selon la déclaration du développeur du PD-14, la réduction de la consommation spécifique de carburant par rapport à analogues modernes sera de 10 à 15 %. Le niveau de bruit déclaré est inférieur de 15 à 20 dB aux normes établies par la 4e norme de l'OACI, et le niveau d'émission de substances nocives NOx sera inférieur de 30 % aux normes de l'OACI de 2008. Ceci est conforme aux normes environnementales modernes.

"Étranger" sous l'aile

Alors que le premier modèle de vol MS-21 vient tout juste d'être construit, le PD-14 prend son envol. Il est suspendu au pylône du laboratoire volant Il-76 LL au lieu de l'un des quatre moteurs standards. Les tests sont effectués par des pilotes d'essai et des ingénieurs du célèbre Flight Test Institute (LII du nom de M.M. Gromov), qui fait partie de United Aircraft Corporation, ainsi que par des représentants du constructeur - Aviadvigatel OJSC. Il est difficile de confondre le moteur expérimental avec les moteurs Ilov standards, puisque ses dimensions dépassent celles du D-30KP-2 standard. Il suffit de dire que le diamètre d'entrée du ventilateur à lui seul est de 1,9 m.

Anatoly Dmitrievich Kulakov, directeur général adjoint de l'Institut de recherche en vol, a parlé à Popular Mechanics des technologies permettant de préparer et de tester un moteur russe prometteur. MM. Gromov sur les tests des centrales électriques. Comme nous l’a appris notre conversation, avant que le moteur puisse décoller pour son premier vol, les spécialistes de l’institut ont dû résoudre de nombreux problèmes difficiles. problèmes d'ingénierie. Le premier d’entre eux a été le choix d’un laboratoire volant (FL). LII dispose de plusieurs LL créés sur la base de l'avion Il-76, mais tous ne peuvent pas effectuer des tests du PD-14. Cela dépend beaucoup de la masse de la centrale (l'aile supportera-t-elle le poids ?) et de la poussée créée par le PD-14. Le choix s'est porté sur l'Il-76 LL avec une aile renforcée, pouvant accueillir une centrale électrique pesant jusqu'à 9 tonnes et une poussée moteur allant jusqu'à 25 000 kgf. Cependant, cet avion a été testé pour la dernière fois en 1996. Ensuite, un moteur à hélice et ventilateur D-27 unique y a été fixé, destiné à être utilisé sur l'avion ukraino-russe An-70. Après près de deux décennies d'inactivité, il a fallu rétablir la navigabilité de l'IL-76 LL, pour lequel un programme spécial a été élaboré avec la participation active de JSC AKB im. S.V. Iliouchine." Une partie importante des équipements de l'avion vétéran, y compris les équipements de vol et de navigation, a été remplacée et toutes les conclusions nécessaires ont été tirées pour que l'avion puisse décoller. Et après? Suspendre le moteur et commencer les tests ? Non! ce n'est pas si simple.

Le moteur PD-14 est également unique dans le sens où, pour la première fois dans la pratique de la construction de moteurs nationaux, le constructeur a développé non seulement le moteur lui-même, mais également la nacelle correspondante (généralement la nacelle du moteur est fabriquée pour un moteur spécifique par le société qui crée l'avion). Ainsi, le moteur dispose déjà d'un support conçu pour le pylône MS-21, et il ne s'adapte pas à l'aile IL-76LL. Les spécialistes du LII ont dû concevoir une entretoise de puissance spéciale - un adaptateur entre les fixations du pylône MS-21 et l'aile de l'IL-76LL.

Sur la photo, vous pouvez voir un moteur russe prometteur sans nacelle

Cette photo montre le processus de suspension d'une nacelle avec un moteur au pylône d'un laboratoire volant. Un adaptateur secteur spécial est utilisé pour connecter différents types de fixations

Où mettre l'énergie ?

Le problème technique le plus important est que le nouveau moteur ne peut pas être testé sous le contrôle des systèmes LL standard. En laboratoire, il est nécessaire de recréer tous les systèmes de contrôle de la centrale expérimentale, similaires à ceux qui seront utilisés sur le MS-21, ainsi que de reproduire de manière fiable toutes les charges sous lesquelles le moteur fonctionnera. Pour cela, avant les essais, il a fallu concevoir et intégrer tous les équipements pertinents dans le laboratoire volant.

Le moteur ne crée pas seulement la poussée du jet, il constitue également le cœur énergétique de l’avion. A l'aide d'un arbre et d'une boîte de vitesses, l'arbre de la turbine haute pression est relié au CPSA (Aircraft Drive Unit). Dans le CPSA, le couple qui y est transmis est « démonté » par un générateur électrique et des pompes hydrauliques. Les moteurs nécessitent désormais autant de puissance électrique que possible, d'autant plus qu'un certain nombre d'entraînements hydrauliques sont remplacés par des entraînements électriques. L'IL-76LL est équipé d'un système de prise de force électrique. La puissance extraite du générateur est réalisée dans des chargeurs électriques thermiques spéciaux (TEH), installés dans des carénages soufflés avec de l'air extérieur pendant le vol.

En plus du couple, de l'air comprimé est extrait du moteur et pénètre dans les systèmes de l'avion MC-21. L'air est échantillonné à différentes fins en plusieurs points du générateur de gaz. Par exemple, après le troisième étage du compresseur, l'air est évacué pour les besoins de climatisation de l'habitacle du MS-21. Le laboratoire volant ne dispose pas d'un système de purge d'air avec des paramètres du système de climatisation similaires à celui du MS-21, puisque le système de purge air comprimé- il s'agit de la prise de force du moteur, ce qui signifie que lors des essais cette charge doit également être mise en œuvre. LL regorge également d’équipements de contrôle et de mesure. Lors du fonctionnement d'un moteur en série, l'enregistreur paramétrique embarqué enregistre 30 à 40 paramètres de fonctionnement de l'installation. Lors des tests, 1066 paramètres sont prélevés sur un moteur expérimental équipé de nombreux capteurs. Les données sont envoyées au serveur central, à la console de l'ingénieur principal dans la soute de l'IL-76LL, à l'écran dans le cockpit, via un canal radio jusqu'au point de contrôle au sol et directement aux spécialistes à Perm, chez Aviadvigatel OJSC .

En arrière-plan, vous pouvez voir le panneau de commande principal du moteur expérimental : assis devant ce panneau de commande, l'ingénieur principal du LII contrôle les modes PD-14 pendant le vol d'essai. Plus près de nous se trouvent les lieux de travail d'autres spécialistes qui surveillent les paramètres de fonctionnement du moteur.

Lieu de travail un des ingénieurs impliqués dans les tests, et une armoire avec un équipement informatique qui analyse les données à l'aide d'un logiciel spécialement développé

Solo sur un moteur

Lorsque vient le temps de soulever le LL dans les airs, les pilotes d'essai les plus expérimentés du LII qui portent leur nom sont assis dans les sièges de l'équipage de conduite. MM. Gromova. Dans le compartiment à bagages, les ingénieurs d'essai occupent des sièges près des consoles. Les pilotes ont à leur disposition tous les systèmes de contrôle habituels de l'avion Il-76LL et de ses moteurs. Et seul le moteur expérimental est contrôlé par le principal ingénieur d'essais de LII. À côté de lui, sur la console centrale, se trouvent un autre représentant de LII et un ingénieur du développeur PD-14. « On décolle sur trois moteurs selon technique spéciale de sorte qu'en raison de la poussée asymétrique, l'avion ne quitte pas la piste », explique Alexander Krutov, pilote d'essai émérite, héros de la Russie et directeur de l'école de pilotes d'essai LII. — A ce stade des essais de décollage, le moteur expérimental ne tourne qu'au ralenti. Tout d’abord, nous réchauffons les trois moteurs standards. Ensuite, nous mettons le deuxième moteur, symétrique à celui expérimenté, à bas régime et commençons lentement la course au décollage. Nous mettons les 1er et 4ème moteurs standards en mode décollage. Ensuite, pendant la course au décollage, nous amenons en douceur le 3ème moteur standard en mode décollage. Nous décollons à trois heures et prenons de l'altitude. De cette façon, nous pouvons éviter les virages dangereux lors du décollage.

Après avoir pris de l'altitude, le principal ingénieur d'essais, qui dispose du levier de commande du moteur expérimental installé sur la console principale, commence directement les essais.

Le premier programme de tests techniques du PD-14 est conçu pour seulement 12 heures de vol. À la fin de chaque vol, les informations reçues sont analysées par des spécialistes du LII et des représentants d'Aviadvigatel OJSC inspectent soigneusement les composants du moteur, évaluent son état et éliminent d'éventuels défauts. Bien entendu, tout ne s’arrêtera pas avec la première série de vols d’essai. Le moteur subira de nouveaux tests avec des charges plus importantes, notamment dans des conditions de haute altitude, de chaleur extrême et de froid intense. Mais déjà maintenant, selon les spécialistes du LII participant aux tests, les caractéristiques du moteur PD-14 correspondent aux données calculées dans des modes éprouvés.

Actuellement, l'industrie aéronautique nationale est dans une sorte de « limbes » : d'une part, elle existe, mais de l'autre, il n'y a pas un seul avion moderne Nous n’avons pas assisté à une évolution purement nationale ces dernières années. Et le "Super-Jet" ne compte pas, puisqu'il vient du russe - exclusivement "montage tournevis". L'espoir de la résurrection de l'industrie aéronautique réside dans le moteur PD-14, dont les caractéristiques (par rapport aux analogues) nous permettent de le considérer comme l'un des meilleurs de ces dernières années.

Les développeurs espèrent que la création d'un nouveau moteur aura l'impact le plus favorable sur l'état de l'ensemble de l'industrie aéronautique nationale et contribuera également à la création de nombreux nouveaux emplois.

Nouveau projet

Pourquoi le nouveau moteur PD-14 a-t-il été créé ? Les caractéristiques (comparaison avec les modèles étrangers) des moteurs russes modernes étaient telles qu'il était urgent de développer quelque chose de radicalement nouveau. Les concepteurs ont été guidés par l'idée de créer une centrale électrique qui leur permettrait de développer et de construire davantage leur propre avion d'une capacité de 130 à 180 sièges. Le seul avion de passagers d'une classe similaire et entièrement d'origine russe est l'avion Tu-214. Sa production en petits lots se poursuit aujourd'hui.

Mais il y a une pénurie urgente de ces avions, nous avons besoin d'équipements pour renouveler l'ensemble de la flotte aéronautique de notre pays. Mais y parvenir sans des moteurs entièrement nouveaux est absolument impossible. En termes de caractéristiques techniques et de capacités, ils n'étaient en rien inférieurs à leurs homologues des principaux fabricants mondiaux.

De manière générale, en relation avec les récents événements ukrainiens et la rupture complète des liens dans la sphère industrielle des deux pays, le moteur PD-14 (caractéristiques, comparaison - dans cet article) revêt également une grande importance sous l'aspect d'un ensemble complet. relance du développement et de la fabrication dans notre pays. De plus, lors de sa création, il est prévu de résoudre plusieurs problèmes importants à la fois :

Restructuration complète de l'industrie aéronautique civile en redistribuant les rôles et en impliquant de nouveaux acteurs dans ce projet.
Enfin, il est prévu de diviser les domaines de responsabilité et de recréer la division du travail dans la production de produits aéronautiques, qui a été complètement détruite au moment de l'effondrement de l'Union soviétique.
Les créateurs du projet espèrent également créer de nouveaux matériaux polymères et composites, dont l’industrie aérospatiale moderne a un besoin urgent.

Comment tout a commencé?

L'idée selon laquelle le pays avait un besoin urgent d'un nouveau moteur d'avion est née au sein d'OJSC Aviadvigatel au début des années 2000. La période était alors extrêmement difficile, et donc en réalité de ce projet peu y croyaient.

Mais à cette époque, les spécialistes de l’organisation étudiaient soigneusement et délibérément l’expérience mondiale en matière de production de moteurs et analysaient également le marché intérieur des transports, en essayant de prédire quel type de moteur dans l’industrie aéronautique civile serait très demandé. Par quoi exactement le moteur PD-14 était-il censé se démarquer ? Ses caractéristiques (comparaison et comparaison) avec les modèles étrangers devaient simplement révéler sa supériorité notable.

Pourquoi? C'est simple. À cette époque, les produits des constructeurs aéronautiques étrangers étaient « poussés » sur nos marchés par des méthodes extrêmement agressives. Hélas, certains dirigeants y ont largement contribué. Aujourd'hui, en raison des sanctions, cette question n'est plus aussi d'actualité. De plus, l’État lui-même s’est « soudainement » intéressé à la possibilité de produire des moteurs nationaux. Ainsi, l'entreprise Aviadvigatel OJSC est rapidement devenue le centre d'attention des médias nationaux et étrangers.

Principaux objectifs du projet

La tâche principale à cette époque était de garantir un prix acceptable auquel ce produit commencerait effectivement à être acheté de manière intensive. C’est alors qu’est née l’idée decréer un générateur de gaz unifié et universel. En cas de succès, notre pays aura alors la possibilité de créer une énorme liste de ses propres équipements industriels, ce qui ne pourra que se réjouir.

Qu'est-ce qu'un turboréacteur à double flux, principes de fonctionnement

Comment pouvons-nous mieux comprendre les avantages qu’offre le nouveau turboréacteur à double flux ? Le principe de fonctionnement de tous les moteurs similaires est similaire et cette question doit donc être examinée plus en détail, sinon les avantages des nouvelles technologies ne seront probablement pas clairs.

Dans la littérature spécialisée, les turboréacteurs à double flux sont appelés moteurs à taux de dilution élevé. Leur particularité est la présence d'un ventilateur de grand diamètre, grâce auquel un très grand volume d'air traverse toujours le moteur. En raison des grandes dimensions de cette pièce, la tuyère externe du moteur devient souvent trop « monumentale », et donc elle est raccourcie. Pour éviter l'apparition de turbulences d'air dangereuses, la conception comprend des pales fixes qui font tourner le flux du mélange d'air dans la direction souhaitée.

En conséquence, selon le principe de leur fonctionnement, ces moteurs ressemblent fortement à des moteurs de fusée, mais il n'y a pratiquement aucun mélange de flux. L'avantage des turboréacteurs à double flux est que le jet sortant des fusées «dans le tuyau» fait tourner dans ce cas une soufflante supplémentaire, qui constitue une puissante source de poussée. C'est lui qui produit au moins 70 à 80 % de la force de traction totale. Ainsi, le moteur d’avion PD-14 est extrêmement économique. Le contour interne de ces moteurs reproduit presque entièrement la conception des modèles de fusées, mais leurs derniers étages agissent « simultanément » comme un entraînement de ventilateur.

Avantages et inconvénients

Comme tous ses « parents », le moteur d'avion PD-14 a à la fois des caractéristiques positives et côtés négatifs. Ses atouts incluent un rendement élevé, qui permet à ces centrales électriques d'être largement utilisées, même sur de longs trajets.

Quels inconvénients présente-t-il ? Le plus important est ses très grandes dimensions et son poids décent. Malgré tous les efforts des ingénieurs et des scientifiques, les turboréacteurs à double flux créent une résistance importante à l'air venant en sens inverse. flux d'air en vol. On espère que ce problème sera résolu lorsque des moyens seront trouvés pour réduire leurs dimensions globales.

Différences comparatives

Nouveau turboréacteur à double flux dont le principe de fonctionnement est similaire aux moteurs « classiques » modèles domestiques, est encore très différent de ses prédécesseurs. Bien entendu, les différences « à l’œil nu » ne sont perceptibles que par les ingénieurs. Si nous le comparons au modèle PS-90A (Il-96, Tu-214, Il-76), nous remarquerons immédiatement, n'ayons pas peur de ce mot, un saut qualitatif dans le processus technologique et les capacités.

Le taux de dilution a été multiplié par exactement deux, la température des gaz avant d'entrer dans la turbine a immédiatement augmenté de 100 K et le taux de compression global (dans diverses conditions) a augmenté de 20 à 50 %. En comparaison avec les variétés de moteurs domestiques ci-dessus, le nouveau moteur d'avion PD-14 vous permet d'économiser au moins 12 à 16 % de carburant en plus.

Gain de poids

Pour la première fois dans l'industrie aéronautique civile nationale, la conception du moteur utilise la technologie de production d'aubes de turbine creuses à partir d'alliages de titane à haute résistance.

Cela se traduit par une économie de poids de 30 % ; au total, le nouveau moteur d'avion PD-14 est plus léger d'environ 10 %. De plus, l'usine de moteurs de Perm maîtrise actuellement la technologie de production d'aubes de turbine monocristallines. Il est rapporté que cette approche augmentera température de fonctionnement gaz immédiatement jusqu'à 2000 K.

De plus, pour la première fois, les constructeurs nationaux vont utiliser une telle quantité de matériaux composites polymères lors de la conception et de la fabrication de moteurs. Cette approche réduira non seulement considérablement le poids du moteur, mais augmentera également sa solidité et sa résistance aux surcharges.

Le sens de créer un nouveau moteur

Comme nous l'avons dit au tout début de l'article, il est impossible de créer un seul nouvel avion sans développer au préalable de nouveaux moteurs. Avec ce dernier, tout commence peu à peu à s'améliorer : les tests du moteur PD-14 sous forme de contrôle d'État vont bientôt démarrer... Mais quelles voitures en seront équipées ?

On suppose que l'avion MS-21 (long-courrier, 21e siècle) sera créé spécifiquement pour ces moteurs. Si cela est réellement mis en œuvre, nous pourrons alors parler d’une véritable avancée : pour la première fois depuis l’époque de l’URSS, quelque chose de nouveau sera effectivement créé dans notre pays. Plus important encore, le moteur russe PD-14 permettra de créer toute une gamme de nouveaux avions conçus pour effectuer à la fois des vols longue distance et des liaisons intérieures. Tout récemment, tout le monde disait que avion domestique devra être équipé exclusivement de moteurs importés. Aujourd’hui, il s’est avéré que ce n’est heureusement pas le cas.

Quelles voitures vont-ils en équiper ?

Il est déjà évident aujourd'hui que la conception unifiée du nouveau moteur lui permettra d'être utilisé avec succès non seulement sur les avions de passagers, mais également sur les avions de transport. Sa poussée pouvant atteindre 14 tonnes, ce modèle peut être installé sur le MS-21-200/300/400. Il sera sûrement acceptable d'en équiper l'IL-214. Il existe des informations sur le début de la création d'une modification encore plus puissante avec une poussée de 18 tonnes, à savoir le PD-18. Il est censé être utilisé sur les avions Tu-214 et Il-96. Rappelons qu'aujourd'hui toutes ces machines sont équipées du « vieil homme » PS-90A.

Les développeurs rapportent également qu'il a déjà été décidé de créer une version allégée de ce moteur avec une poussée de dix tonnes. On peut supposer qu'il sera utilisé pour produire les Superjets qui souffrent depuis longtemps, pour lesquels personne ne veut désormais acheter de moteurs en France. Enfin, une version spéciale hélicoptère de ce moteur sera également créée, qui sera équipée de la célèbre « vache » de transport, également connue sous le nom d'hélicoptère Mi-26.

Jusqu'à ce jour, les moteurs ukrainiens D-136 étaient utilisés dans la production de ces machines. Même les calculs préliminaires montrent que le besoin existant pour ces moteurs est plus que suffisant pour couvrir tous les coûts engagés lors du développement. nouvelle technologie. Au total, il est prévu d'attirer au moins 70 milliards de roubles d'investissements, dont la moitié proviendra de budget fédéral. Cette dernière circonstance montre à quel point ce projet est nécessaire au pays.

Qu'est-ce qui ne va pas avec l'ancien PS90-A ?

Le moteur le plus récent du MS-21, le PD-14, est une nouvelle génération et est en outre parfaitement compatible avec les modifications d'avions relativement anciennes. Ainsi, les «vétérans» honorés de l'IL-76, dont la modernisation a été intensivement menée depuis l'année dernière, peuvent voler plusieurs dizaines de milliers d'heures supplémentaires lorsqu'un nouveau moteur leur est installé. De plus, il sera possible d'augmenter la distance de vol de quatre à cinq mille kilomètres, la distance à vide augmentera également de mille kilomètres et la consommation de carburant sera réduite d'environ 14 %. Cette dernière circonstance est particulièrement importante, car grâce à elle, il sera possible de réduire de 10 % le coût du transport d'une tonne de marchandise.

Ainsi, l'ancien moteur, qui a fidèlement fait son temps et a été développé en URSS, fait toujours face à ses responsabilités, mais il ne répond plus aux exigences modernes. Le principal problème est la consommation élevée de carburant et l’augmentation du bruit. En principe, cela est connu depuis très longtemps, mais des mesures concrètes visant à corriger la situation et à créer un nouveau moteur n'ont été prises que maintenant. Pour être honnête, il convient de dire que ce n’est qu’aujourd’hui que tous les moyens nécessaires à ce travail sont apparus.

Informations officielles sur l'avancement des travaux

Officiellement, le moteur est en développement depuis 2008, mais en réalité, une équipe talentueuse de concepteurs a commencé à le concevoir en 1999.

En 2012, une version de démonstration complète a été assemblée pour la première fois. Dans le même temps, un développement intensif des systèmes générateurs de gaz était en cours, ce qui posait les principaux problèmes aux concepteurs. À ce jour, toutes les lacunes ont été éliminées avec succès. Ce moteur permien a été lancé pour la première fois mi-2012. Dans le même temps, les concepteurs ont découvert que les indicateurs de conception élevés étaient parfaitement compatibles avec la situation pratique, ce qui a encore renforcé leur conviction de la nécessité d'établir de toute urgence la production de nouveaux moteurs.

Il était initialement prévu qu'ils soient achevés il y a trois ans, mais en raison de certains problèmes, il semblerait qu'ils se poursuivent partiellement jusqu'à ce jour. On s'attend à ce que la production de masse commence cette année et les habitants de Perm devraient assembler au moins deux à trois douzaines de nouveaux moteurs par an. Et c'est très peu, puisque les aviateurs nationaux estiment que si le rythme actuel des vols est maintenu, d'ici 2019, les moteurs d'avions devraient être produits à un rythme titanesque - 200 unités en 12 mois. J'aimerais espérer que l'industrie nationale sera en mesure de « tirer » ce projet.

Et le MS-21 ?

Pour la première fois, des informations sur le début des travaux de production d'un nouvel avion ont commencé à arriver au début de l'année dernière. À l'heure actuelle, on sait avec certitude que l'usine aéronautique d'Irkoutsk est déjà en plein assemblage du premier fuselage du nouvel avion de ligne national, mieux connu dans son environnement sous le nom « non officiel » de Yak-242.

L'aile est fabriquée à partir de matériaux composites uniques et est assemblée à Oulianovsk. Très probablement, il est déjà arrivé à Irkoutsk. Les médias nationaux, qui ont leurs représentants dans cette entreprise, ont fermement promis que le premier avion pourrait décoller cet été. Il semblerait que le fabricant dispose déjà de 175 contrats fermes pour la construction et la fourniture du MS-21. De nombreux clients étaient grandes organisations, qui comprend même la Sberbank, qui fournit de nouveaux avions en location.

Il existe également des informations selon lesquelles 100 avions supplémentaires de ce type pourraient être commandés, et non seulement des traducteurs nationaux, mais également étrangers agiront en tant que clients. Ce message est vraiment unique, puisque la dernière fois que quelqu'un s'est intéressé à nos avions de ligne, c'était seulement à l'époque soviétique.

L'importance du projet MC-21 réside dans le fait qu'il s'agit du premier et jusqu'à présent du seul avion national créé indépendamment et sans utiliser d'anciens développements de l'époque de l'Union, dans lesquels des composants étrangers ne sont pas utilisés. Cette marque n'entrera sur les routes de vol qu'après l'achèvement final de tous les types d'essais en vol et au banc, qui se poursuivent encore aujourd'hui.

conclusions

Ainsi, ce nouveau moteur prometteur constitue une véritable avancée pour l’ensemble de l’industrie nationale et, en particulier, pour la construction d’avions civils. Quant au besoin de ces moteurs, il est colossal. Depuis très longtemps, les transporteurs nationaux affirment qu'ils ne sont pas trop désireux d'acheter des avions importés déclassés, dont la durée de vie est presque épuisée. Mais à cette époque, la branche de production nationale ne pouvait rien leur offrir de convenable.

Aujourd'hui, il existe à la fois un moteur et un avion. Depuis que des sanctions ont été introduites contre notre État, il n'y a aucune possibilité d'acheter quoi que ce soit à l'étranger, et la montée en flèche du taux de change n'ajoute rien à l'attrait de cette décision. Le projet national a donc de grandes perspectives. J'espère que l'industrie ne nous laissera pas tomber et sera en mesure de fournir aux fabricants tous les composants nécessaires.

Compte tenu des dernières nouvelles concernant le moteur PD-14, nous pouvons conclure que la création d'un tout nouveau turboréacteur russe à double flux a atteint sa dernière ligne droite. Selon les experts, ce projet particulier aidera les concepteurs d'avions nationaux à entrer sur le marché mondial de la construction aéronautique.

Moteur d'avion PD-14

Actuellement, les développeurs, représentés par l'usine automobile de Perm, ont réussi à terminer la première phase d'essais en vol et à mettre fin au deuxième cycle d'essais. Cet événement peut être considéré comme très significatif, car il est fort possible que dans les années à venir, la production lourde russe atteigne un nouveau niveau. Et c'est ce moteur d'avion qui mérite une attention particulière.

En commençant à produire en série des groupes motopropulseurs pour avions, les constructeurs aéronautiques nationaux pourront économiser beaucoup Argent. En effet, à l'heure actuelle, des moteurs d'avion dans diverses configurations sont achetés auprès de partenaires étrangers afin que les concepteurs russes puissent équiper à la fois les avions de passagers et les avions cargo d'une telle installation. Compte tenu des statistiques, il y a 45 unités à équiper technologie aérienne 40 doivent être achetés à l’étranger et seulement 5 sont produits par des fabricants nationaux.

Création de moteur

Pour effectuer le deuxième test en vol du moteur PD-14, l'unité a été installée sur l'avion MS-21. La tournée d'essai s'est déroulée avec succès, les experts ont clairement noté l'excellent Caractéristiques Moteur PD-14.

Le deuxième niveau de l'expérimentation était censé permettre de répondre à la question du fonctionnement de l'unité à une hauteur significative et maximale Limitation de vitesse, afin que les experts puissent faire des comparaisons avec analogues étrangers. La centrale électrique, créée par des designers russes, a fait face à sa tâche « à merveille ».

Les experts ont noté non seulement l'assemblage fiable et de haute qualité de l'unité, mais également les dernières technologies utilisées dans la création du turboréacteur à dérivation PD-14. L'assemblage du groupe motopropulseur russe, qui sera ensuite utilisé pour équiper les navires à passagers et les cargos, n'a pas posé de difficultés particulières, puisque des spécialistes hautement professionnels de plusieurs sociétés unifiées de construction de moteurs de Russie ont participé au processus de création directe.

Moteur d'avion universel

Selon les experts, la production du PD-14 accélérera à plusieurs reprises le développement de la construction aéronautique nationale, tant en ce qui concerne la création d'avions de ligne long-courriers que moyen-courriers. Après tout, si auparavant des groupes motopropulseurs fabriqués par des constructeurs étrangers étaient utilisés pour équiper des avions nationaux, il sera désormais possible d'utiliser à ces fins des moteurs russes, dont les caractéristiques de performance ne sont en aucun cas inférieures à celles de leurs homologues étrangers.

Le moteur d'avion PD-14 est fabriqué sous une forme unifiée, ce qui permettra d'équiper de cette installation presque tous les modèles d'avions de passagers et de transport fabriqués par les constructeurs russes. Il est prévu d'équiper les modèles d'avions suivants de ce moteur d'une puissance de poussée de 14 tonnes :

avions de ligne modèles MS-21-200, 300 et 400 ;
les navires militaires Il-214 et Il-76 ;
Le moteur PD-18, qui fournit une poussée plus puissante, jusqu'à 18 tonnes, est recommandé par les experts pour équiper l'avion de ligne Tu-124.

Les concepteurs prévoient de créer une nouvelle unité pouvant être installée sur un modèle lourd hélicoptère de transport Mi-26 au lieu du D-136 fabriqué par les avionneurs ukrainiens.

Considérant que l'utilisation attendue des moteurs PD est assez étendue, la production en série de ces unités, selon les analystes, permettra de récupérer facilement les coûts importants alloués au projet appelé «PD-14». Selon des calculs préliminaires, le volume approximatif des investissements en espèces est d'environ 70 milliards de roubles..

Tableau des moteurs TX PD

TX de la nouvelle unité

Jusqu'à récemment, les concepteurs russes fabriquaient un moteur d'avion appelé PS-90A.

Les caractéristiques techniques du moteur PD-14 sont à bien des égards supérieures à celles de son prédécesseur, ce qui, à son tour, contribuera à augmenter plusieurs fois sa durée de vie. véhicule aérien, sur lequel sera installée la dernière centrale électrique. Voyons comment améliorer les performances du navire de transport militaire Il-76 après l'avoir équipé d'un nouveau moteur :

La portée de vol d'un avion avec une charge d'environ 60 tonnes augmentera à 4,8 mille kilomètres, au lieu des 4 mille précédents.
Sans charge supplémentaire, la portée de vol passera de 9,6 mille km à 10,9 mille km.
La consommation de carburant par kilomètre estimé diminuera d'environ 13 %.

Compte tenu des améliorations ci-dessus, le coût total des tarifs de transport de marchandises peut être réduit d'environ 9 à 10 %.

Le 30 octobre 2015, les tests du nouveau moteur d'avion russe PD-14 ont commencé sur le laboratoire volant Il-76LL. Il s’agit d’un événement d’une importance exceptionnelle. 10 faits intéressants sur les turboréacteurs en général et le PD-14 en particulier vous aideront à en apprécier l'importance.

1. Réalisation de l'humanité

Le turboréacteur (TRE) est l'une des principales réalisations techniques de l'humanité, qui peut être mise sur un pied d'égalité avec l'invention de la roue, de la voile, de la machine à vapeur, du moteur à combustion interne, du moteur-fusée et du réacteur nucléaire. C'est grâce au turboréacteur que notre planète est soudainement devenue petite et confortable. N’importe qui peut atteindre confortablement et en toute sécurité son coin le plus reculé en quelques heures.

Selon les statistiques, seul un vol sur 8 millions se termine par un accident avec perte de vie. Même si vous embarquiez quotidiennement sur un vol au hasard, il vous faudrait 21 000 ans pour mourir dans un accident d’avion. Selon les statistiques, marcher est bien plus dangereux que voler. Et tout cela est dû en grande partie à l’incroyable fiabilité des moteurs d’avions modernes.

2. Un miracle de la technologie

Mais le turboréacteur est extrêmement appareil complexe. Sa turbine fonctionne dans les conditions les plus difficiles. Son élément le plus important est la spatule, avec laquelle énergie cinétique le flux de gaz est converti en énergie mécanique de rotation. Une pale, et il y en a environ 70 dans chaque étage d'une turbine d'avion, développe une puissance égale à la puissance d'un moteur de voiture de Formule 1, et à une vitesse de rotation d'environ 12 000 tours par minute, une force centrifuge égale à 18 tonnes agissent sur lui, ce qui équivaut à la charge sur la suspension d'un bus londonien à deux étages.

Mais ce n'est pas tout. La température du gaz avec lequel la lame entre en contact est presque la moitié de la température à la surface du Soleil. Cette valeur est supérieure de 200 °C au point de fusion du métal à partir duquel la lame est fabriquée. Imaginez ce problème : il faut empêcher un glaçon de fondre dans un four chauffé à 200 °C. Les concepteurs parviennent à résoudre le problème du refroidissement de la pale à l'aide de canaux d'air internes et de revêtements spéciaux. Il n'est pas surprenant qu'une spatule coûte huit fois plus cher que l'argent. Pour créer justement cette petite pièce qui tient dans la paume de la main, il est nécessaire de développer plus d’une douzaine de technologies complexes. Et chacune de ces technologies est protégée comme le secret d’État le plus important.

3. Les technologies TRD sont plus importantes que les secrets atomiques

Outre les entreprises nationales, seules les entreprises américaines (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), anglaises (Rolls-Royce) et françaises (Snecma) possèdent des technologies pour le cycle complet de création de turboréacteurs modernes. Autrement dit, il y a moins de pays produisant des turboréacteurs d’aviation modernes que de pays possédant des armes nucléaires ou lançant des satellites dans l’espace. Les efforts déployés par la Chine depuis des décennies, par exemple, n’ont jusqu’à présent pas abouti dans ce domaine. Les Chinois ont rapidement copié et équipé le chasseur russe Su-27 de leurs propres systèmes, le lançant sous la désignation J-11. Cependant, ils n'ont jamais pu copier son moteur AL-31F, la Chine est donc toujours obligée d'acheter à la Russie ce turboréacteur qui n'est plus le plus moderne.

4. PD-14 - le premier moteur d'avion domestique de la 5ème génération

Les progrès dans la fabrication des moteurs d’avion sont caractérisés par plusieurs paramètres, mais l’un des principaux est la température des gaz à l’avant de la turbine. Le passage à chaque nouvelle génération de turboréacteurs, et il y en a cinq au total, s'est caractérisé par une augmentation de cette température de 100 à 200 degrés. Ainsi, la température des gaz des turboréacteurs de 1ère génération, apparus à la fin des années 40, ne dépassait pas 1150 °K, dans la 2ème génération (années 1950) ce chiffre passait à 1250 °K, dans la 3ème génération (années 1960) ce paramètre s'élève à 1 450 °K ; pour les moteurs de la 4e génération (1970-1980), la température des gaz atteint 1 650 °K. Les aubes de turbine des moteurs de 5ème génération, dont les premiers exemplaires sont apparus en Occident au milieu des années 90, fonctionnent à une température de 1900 °K. Actuellement, seuls 15 % des moteurs utilisés dans le monde sont de 5e génération.

Une pale de turbine d’avion produit une puissance égale à celle d’un moteur de voiture de Formule 1.

L'augmentation de la température des gaz, ainsi que de nouveaux schémas de conception, principalement à double circuit, ont permis de réaliser des progrès impressionnants au cours des 70 années de développement des turboréacteurs. Par exemple, le rapport poussée du moteur/poids a augmenté 5 fois pendant cette période et pour les modèles modernes a atteint 10. Le degré de compression de l'air dans le compresseur a augmenté 10 fois : de 5 à 50, tandis que le nombre d'étages du compresseur a diminué de moitié. - en moyenne de 20 à 10. La consommation spécifique de carburant des turboréacteurs modernes a été réduite de moitié par rapport aux moteurs de 1ère génération. Tous les 15 ans, le volume du trafic passagers dans le monde double tandis que la consommation totale de carburant de la flotte aérienne mondiale reste quasiment constante.

Actuellement, le seul moteur d'avion civil de 4e génération produit en Russie est le PS-90. Si l'on compare le PD-14 avec celui-ci, alors les deux moteurs ont des poids similaires (2950 kg pour la version de base PS-90A et 2870 kg pour le PD-14), des dimensions (le diamètre du ventilateur pour les deux est de 1,9 m), un taux de compression (35,5 et 41) et poussée au décollage (16 et 14 tf).

Dans le même temps, le compresseur haute pression PD-14 se compose de 8 étages et le PS-90 de 13 avec un taux de compression total inférieur. Le taux de dilution du PD-14 est deux fois plus élevé (4,5 pour le PS-90 et 8,5 pour le PD-14) avec le même diamètre de ventilateur. En conséquence, la consommation spécifique de carburant en vol de croisière du PD-14 diminuera, selon les estimations préliminaires, de 15 % par rapport aux moteurs existants : à 0,53-0,54 kg/(kgf h) contre 0,595 kg/(kgf h). ) au PS-90.

5. Le PD-14 est le premier moteur d'avion créé en Russie après l'effondrement de l'URSS

L’Union soviétique était une grande puissance aérienne. Dans les années 1980, huit puissants bureaux de conception de moteurs d’avion opéraient en URSS. Souvent, les entreprises se faisaient concurrence, car il existait une pratique consistant à confier la même tâche à deux bureaux d'études. Hélas, les temps ont changé. Après l’effondrement des années 1990, toutes les forces de l’industrie ont dû se rassembler pour mettre en œuvre le projet de création d’un moteur moderne. En fait, la création en 2008 de la United Engine Corporation (UEC), avec de nombreuses entreprises dont VTB Bank coopère activement, visait à créer une organisation capable non seulement de préserver les compétences du pays dans la construction de turbines à gaz, mais aussi de rivaliser avec les leaders mondiaux. entreprises leaders.

Le maître d'œuvre du projet PD-14 est le bureau de conception Aviadvigatel (Perm), qui a d'ailleurs également développé le PS-90. La production en série est organisée à l'usine automobile de Perm, mais les pièces et composants seront fabriqués dans tout le pays. La coopération implique l'Ufa Engine Production Association (UMPO), NPO Saturn (Rybinsk), NPCG Salyut (Moscou), Metalist-Samara et bien d'autres.

6. PD-14 - moteur pour avions long-courriers du 21e siècle

L'un des projets les plus réussis de la région Aviation civile L'URSS possédait un avion à moyen rayon d'action Tu-154. Produit à raison de 1026 pièces, il de longues années constituait la base de la flotte d'Aeroflot. Hélas, le temps passe et ce travailleur acharné ne répond plus aux exigences modernes ni en termes d'efficacité ni d'écologie (bruit et émissions nocives). La principale faiblesse du Tu-154 réside dans les moteurs D-30KU de 3ème génération avec une consommation spécifique de carburant élevée (0,69 kg/(kgf·h).

Il y a moins de pays produisant des turboréacteurs d’aviation modernes que de pays possédant des armes nucléaires.

Le Tu-204 de moyenne portée, qui a remplacé le Tu-154 par des moteurs PS-90 de 4e génération, dans les conditions de l'effondrement du pays et du marché libre, n'a pas pu résister à la concurrence des constructeurs étrangers, même dans la lutte pour l'air intérieur. transporteurs. Parallèlement, le segment des avions moyen-courriers à fuselage étroit, dominé par les Boeing 737 et Airbus 320 (rien qu'en 2015, 986 d'entre eux ont été livrés à des compagnies aériennes du monde entier), est le plus répandu et sa présence est condition nécessaire préservation de l’industrie aéronautique civile nationale. Ainsi, au début des années 2000, un besoin urgent a été identifié pour créer un turboréacteur compétitif de nouvelle génération pour un avion moyen-courrier de 130 à 170 sièges. Un tel avion devrait être le MC-21 (avion grand public XXIème siècle), développé par United Aircraft Corporation. La tâche est incroyablement difficile, car non seulement le Tu-204, mais aucun autre avion au monde ne pourrait résister à la concurrence de Boeing et d'Airbus. C'est pour le MS-21 que le PD-14 est en cours de développement. Le succès de ce projet s’apparente à un miracle économique, mais de telles entreprises constituent le seul moyen pour l’économie russe de se sortir de l’aiguille du pétrole.

7. PD-14 - conception de base pour la famille de moteurs

Les lettres « PD » signifient moteur avancé et le chiffre 14 signifie poussée en tonne-force. Le PD-14 est le moteur de base de la famille des turboréacteurs avec une poussée de 8 à 18 tf. L'idée commerciale du projet est que tous ces moteurs sont créés sur la base d'un générateur de gaz unifié haut degré la perfection. Le générateur de gaz est le cœur d'un turboréacteur, composé d'un compresseur haute pression, d'une chambre de combustion et d'une turbine. Ce sont les technologies de fabrication de ces composants, principalement la partie dite chaude, qui sont cruciales.

La famille de moteurs basée sur PD-14 permettra de s'équiper de moteurs modernes centrales électriques presque tous les avions russes : du PD-7 pour le Sukhoi Superjet 100 court-courrier au PD-18, qui peut être installé sur le fleuron de l'industrie aéronautique russe - le long-courrier Il-96. Sur la base du générateur de gaz PD-14, il est prévu de développer un moteur d'hélicoptère PD-10 V pour remplacer le D-136 ukrainien sur le plus grand hélicoptère Mi-26 au monde. Le même moteur peut également être utilisé sur l’hélicoptère lourd russo-chinois, dont le développement a déjà commencé. Sur la base du générateur de gaz PD-14, des installations de pompage de gaz et des centrales électriques à turbine à gaz d'une capacité de 8 à 16 MW, si nécessaires à la Russie, peuvent être créées.

8. PD-14, c'est 16 technologies critiques

Pour le PD-14, avec le rôle de premier plan de l'Institut central de fabrication de moteurs d'aviation (CIAM), le principal institut de recherche de l'industrie et du bureau de conception Aviadvigatel, 16 technologies critiques ont été développées : des aubes de turbine monocristallines à haute pression avec un rendement prometteur système de refroidissement, utilisable à des températures de gaz jusqu'à 2000 °K, pale de ventilateur creuse à large corde en alliage de titane, grâce à laquelle il a été possible d'augmenter l'efficacité de l'étage de ventilation de 5 % par rapport au PS-90, à faible chambre de combustion à émissions en alliage intermétallique, structures insonorisantes en matériaux composites, revêtements céramiques sur les parties chaudes, aubes creuses de turbine basse pression, etc.

Le PD-14 continuera d'être amélioré. Au MAKS 2015, on pouvait déjà voir le prototype d'une pale de ventilateur à large corde en fibre de carbone, créé au CIAM, dont la masse représente 65 % de la masse de la pale creuse en titane actuellement utilisée. Sur le stand du CIAM, on pouvait également voir un prototype de la boîte de vitesses censée être équipée de la modification du PD-18R. La boîte de vitesses vous permettra de réduire la vitesse du ventilateur, grâce à quoi, non liée à la vitesse de la turbine, elle fonctionnera dans un mode plus efficace. Il est prévu que la température des gaz devant la turbine augmente de 50 °K. Cela augmentera la poussée du PD-18R à 20 tf et réduira la consommation spécifique de carburant de 5 % supplémentaires.

9. PD-14, c'est 20 nouveaux matériaux

Lors de la création du PD-14, les développeurs se sont appuyés dès le début sur des matériaux nationaux. Il était clair qu’en aucun cas les entreprises russes n’auraient accès à de nouveaux matériaux fabriqués à l’étranger. Ici, l'Institut panrusse des matériaux aéronautiques (VIAM) a joué un rôle de premier plan, avec la participation duquel environ 20 nouveaux matériaux ont été développés pour le PD-14.

Mais créer le matériel représente la moitié de la bataille. Parfois, les métaux russes sont de qualité supérieure aux métaux étrangers, mais leur utilisation dans un moteur d'avion civil nécessite une certification selon normes internationales. Sinon, le moteur, aussi performant soit-il, ne sera pas autorisé à voler en dehors de la Russie. Les règles ici sont très strictes car il s'agit de la sécurité des personnes. Il en va de même pour le processus de fabrication des moteurs : les entreprises du secteur exigent une certification selon les normes de l'Agence européenne de la sécurité aérienne (AESA). Tout cela nous obligera à améliorer les normes de production et il est nécessaire de rééquiper l’industrie pour s’adapter aux nouvelles technologies. Le développement du PD-14 lui-même a eu lieu à l'aide d'une nouvelle technologie numérique, grâce à laquelle le 7ème exemplaire du moteur a été assemblé à Perm en utilisant une technologie de production de masse, alors qu'auparavant un lot pilote était produit en quantités allant jusqu'à 35 exemplaires.

Le développement d'un moteur moderne prend 1,5 à 2 fois plus de temps que le développement d'un avion

Le PD-14 devrait amener l’ensemble de l’industrie à un nouveau niveau. Que puis-je dire, même le laboratoire volant Il-76LL, après plusieurs années d'inactivité, avait besoin d'être modernisé en équipement. Des travaux ont également été trouvés pour les stands uniques CIAM, qui permettent de simuler les conditions de vol au sol. En général, le projet PD-14 permettra de sauvegarder plus de 10 000 emplois hautement qualifiés pour la Russie.

10. Le PD-14 est le premier moteur national qui concurrence directement son homologue occidental

Le développement d'un moteur moderne prend 1,5 à 2 fois plus de temps que le développement d'un avion. Malheureusement, les avionneurs sont confrontés à une situation où le moteur n'a pas le temps de commencer à tester l'avion auquel il est destiné. Le déploiement du premier exemplaire du MS-21 aura lieu début 2016 et les tests du PD-14 viennent de commencer. Certes, le projet offrait dès le début une alternative : les clients du MS-21 pouvaient choisir entre le PD-14 et le PW1400G de Pratt & Whitney. C'est avec le moteur américain que le MC-21 effectuera son premier vol, et c'est avec lui que le PD-14 devra rivaliser pour une place sous l'aile.

Par rapport à son concurrent, le PD-14 est quelque peu inférieur en efficacité, mais il est plus léger, a un diamètre nettement plus petit (1,9 m contre 2,1) et donc moins de résistance. Et encore une fonctionnalité : Spécialistes russes nous avons délibérément opté pour une simplification du design. Le PD-14 de base n'utilise pas de boîte de vitesses dans l'entraînement du ventilateur, ni de buse réglable du circuit externe ; il a une température de gaz plus basse devant la turbine, ce qui facilite l'obtention de la fiabilité et de la durée de vie. indicateurs. Par conséquent, le moteur PD-14 est moins cher et, selon des estimations préliminaires, nécessitera des coûts d'entretien et de réparation inférieurs. D'ailleurs, dans le contexte de la baisse des prix du pétrole, ce sont la baisse des coûts d'exploitation, et non l'efficacité, qui deviennent le facteur déterminant et le principal avantage concurrentiel d'un moteur d'avion. En général, les coûts d'exploitation directs du MS-21 avec le PD-14 peuvent être inférieurs de 2,5 % à ceux de la version avec le moteur américain.

À ce jour, 175 MS-21 ont été commandés, dont 35 équipés du moteur PD-14.

Texte : Léonid Sitnik

Photo : PJSC UAC, JSC Aviadvigatel, RIA Novosti