Войти

Перспективный двигатель на 30 т тяги можно создать за 4-5 лет

10133
5
+7

Москва. 5 мая. АвиаПорт - Создание перспективного авиационного двигателя большой мощности может быть реализовано на базе имеющегося научно-технического задела самарского ОАО "Кузнецов" в течение 4-5 лет. Об этом сообщил Генеральный конструктор ОАО "Кузнецов" Дмитрий Федорченко, выступая с докладом на Двенадцатом Международном салоне "Двигатели-2012" в рамках проведенного "Научно-технического Конгресса по двигателестроению".


Ниже приводится изложения доклада, с которым выступил Д.Федорченко.


На самарском ОАО "Кузнецов" начались работы исследовательского характера по созданию авиационного двигателя тягой до 30 тонн. В мире уже имеются авиадвигатели и на 30 т, и на 40 т тяги. Однако в России авиадвигателей такого класса нет. Разработка газотурбинного двигателя тягой 30-32 т осуществляется в соответствие с программой развития авиационной промышленности РФ "Двигатель 2020" для установки на пассажирский или транспортный самолеты, создаваемые по программе "Самолет 2020", которому потребуется двигатель тягой 30 т. Кроме того, такой двигатель может понадобиться и для тяжелого транспортного (военно-транспортного) самолета Ан-124-300. Разработка двигателя ПД-30 также поможет накопить НТЗ для последующих работ по созданию аналогичных по мощности авиадвигателей. Поэтому на ОАО "Кузнецов" в инициативном порядка началась разработка такого двигателя.


Разработка двигателя ПД-30 началась не на пустом месте - имеется огромный научно- технический заде (НТЗ) по созданию авиадвигателей большой мощности. В частности, в конце прошлого столетия разрабатывался авиадвигатель большой мощности под обозначением НК-44 тягой 44 тонны. Однако в "лихие" 90-е году проектирование НК-44 было остановлено. Большой опыт был приобретен по новым технологиям и в совместных работах с американской компанией General Electric в 90-е годы.


Двигатель ПД-30 создается по конструктивной схеме двухконтурного двигателя с редуктором. Для снижения технических рисков разработки используется весь НТЗ, накопленный у разработчика. Кроме того, реализуется и опыт, имеющийся и наработанный при создании авиадвигателя ПД-14 на пермском ОАО "Авиадвигатель".


В разработке ПД-30 можно выделить несколько направлений имеющегося НТЗ, используемого при разработке. Так например газогенератор двигателя ПД-30 является модифицированным газогенератором двигателя НК-32 (устанавливается на стратегическом самолете Ту-160 - ред.) второго этапа госиспытаний. Сейчас проводятся испытания газогенератора в термобарокамере ЦИАМ. Всего было изготовлено 38 двигателей НК-32 второго этапа госиспытаний. Сейчас на испытательном стенде ОАО "Кузнецов" находится уже модифицированный газогенератор. Работы по его созданию ведутся совместно с Самарским аэрокосмическим университетом. При модификации базового газогнератора двигателя для обеспечения заявленных параметров предусматривается значительно повысить газодинамические характеристики лопаточных узлов за счет их аэродинамического совершенствования. Модифицированный газогенератор от НК-32 будет иметь достаточно высокую температуру газов перед турбиной - 1750К (на первом этапе госиспытаний НК-32 температура составляла 1635К).


Второй НТЗ, используемый при работах по созданию ПД-30, это редуктор большой мощности. Здесь работа ведется совместно с ЦИАМ, где находится редуктор мощностью 33 тысячи л.с. с подшипниками скольжения, и который имеет КПД примерно 99,4%. Для ПД-30 потребуется редуктор большей мощности. Редукторная схема применима на ПД-30 только по одной причине - чтобы использовать модифицированный базовый газогенератор от двигателя НК-32. К тому же вопрос при проработке стоял так: что лучше: шестиступенчатая турбина или редуктор. Предприятие имеет опыт создания редукторов большой мощности для двигателей НК-12 и НК-93, поэтому было принято наиболее целесообразным выполнить двигатель ПД-30 по редукторной схеме. Редуктор будет иметь мощность порядка 50 тысяч л.с.


Для ПД-30 вновь проектируются турбина низкого давления, компрессор низкого давления, редуктор, однорядный вентилятор, система управления, контроля и диагностики. Мощность от турбины низкого давления передается на привод компрессора низкого давления, и через редуктор на привод вентилятора. Применение редуктора позволяет иметь оптимальные обороты вентилятора и турбины низкого давления и обеспечить передачу мощности на вентилятор валом турбины низкого давления внутри вала турбины среднего давления. Выполнение перспективных норм по шуму может быть обеспечено при окружной скорости вентилятора, не превышающей уровень 340-350 м/с.


Следующий НТЗ - широкохордная пустотелая лопатка вентилятора. Впервые такая лопатка была изготовлена еще в 1985 году по проекту двигателя НК-56, так и оставшемся проектом. В 1999 году велась работа совместно с американской компанией по разработке лопатки для двигателя General Electric GE90. Также были изготовлены лопатки опытной партии, но дальше работы были приостановлены. Однако все разработанные технологии остались в НТЗ ОАО "Кузнецов". На сегодня в России есть технологии и производственные мощности по серийному выпуску пустотелых рабочих лопаток - в настоящее время в Уфе создается завод по прецизионному изготовлению пустотелых лопаток.


Таким образом, на ПД-30 внедряются широкохордные пустотелые рабочие лопатки вентилятора, малоэмиссионная камера сгорания (все вопросы малоэмиссионных камер сгорания отработаны в достаточной мере на камерах сгорания газовых двигателей), редукторная схема двигателя, модифицированный газогенератор на базе газогенератора двигателя НК-32.


Разработчик ПД-30 стремится получить все характеристики современного уровня. Удельный расход топлива на крейсерском режиме полета составит не более 0,54 кг/кгс*час. Это не лучший уровень показателя, но вполне современный. Анализ основных характеристик двигателя ПД-30 и его зарубежных аналогов показывает, что двигатель ПД-30 не обгоняет иностранные аналоги, но находится на их уровне. Однако отработанность его основных конструктивных элементов, минимальность технических рисков позволяют за 4-5 лет создать такой двигатель. Причем стоимость НИОКР составит не десятки млрд рублей, а существенно меньше.


На сегодня по проекту двигателя ПД-30:

    выпущена конструкторская документация.

    выполнены расчеты на прочность широкохордной пустотелой рабочей лопатки с сотовым наполнителем;

    выполнены исследования вибрационной прочности и демпфирующей способности образцов, имитирующих элементы пустотелой лопатки с сотовым наполнителем на вибростенде;

    отработана технология изготовления пустотелых лопаток с наполнителем и изготовлено 10 образцов лопаток по разработанной технологии. Образцы прошли испытания на выносливость;

    выполнены исследования выносливости и демпфирующей способности полноразмерных пустотелых лопаток;

    проработана конструкция альтернативного варианта пустотелой рабочей лопатки с ребром жесткости;

    проработана технология изготовления составной пустотелой рабочей лопатки с ребром жесткости.

Применение имеющегося большого НТЗ существенно снижает технические риски создания нового двигателя.


Основные расчетные характеристики двигателя по проекту ПД-30 являются: высота полета 11 км; число М=0,76; тяга двигателя взлетная 29 500 кгс; тяга при отрыве самолета 22 200 кгс; тяга на крейсерском режиме 5 700 кгс. На крейсерском режиме удельный расход топлива 0,535 кг/кгс*час. Степень двухконтурности равна 8,3. Температура газов перед турбиной 1391К (на взлете 1635К). Масса двигателя без реверса 5 140 кг. Диаметр вентилятора в ходе 2950 мм.


Ниже приводятся некоторые сведения об авиадвигателях большой тяги, представленные в докладе.



ДвигательТяга на взлетном режиме, кгсТяга на крейсерском режиме, кгсУдельный расход топлива на крейсерском режиме, кг/кгс*часТемпература газов

перед турбиной

на крейсерском режиме, К

Масса двигателя, кг
ПД-3029 5005 7000,5351 6355 140*
Д-18Т сер. 527 8506 2500,541-5 700
Trent 500 / 600 / 700 / 900 / 100024 000 - 38 0005 685 - 6 7000,54 - 0,571 8504 625 - 5 850
RB211.524L / RB211.524H33 150 / 26 3005 860 / 5 3200,5641 530 / 1 505-
GEnx24 050 / 31 820-0,5221 650-
GF6-80E1 / GF6-80C230 600 / 26 7805 4800,5921 5534 460 / 4 060
GE-PW GP727031 7705 7000,5246 090
PW4460 / 416027 230 / 31 1104 0800,5371 5404 170 / 4 140


* - без реверса


Дмитрий Козлов

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
21.10.2020
Сонное королевство
17.10.2018
Тормозной путь НК-93
12.08.2014
Столпы нашего моторостроения
28.04.2014
Конгресс занялся двигателями
16.04.2010
Мы не витали в облаках и рассчитывали только на свои силы
5 комментариев
№0
10.05.2012 20:58
+2
Сообщить
№0
10.05.2012 22:10
38000 кгс для Trent 1000 не опечатка ? Вроде как максимум на взлёте 34000 кгс.
0
Сообщить
№0
11.05.2012 12:28
Гы, редуктор на 65000 лошадей с приемлемым ресурсом и массой. Нарисуем и полетит, на все про все 5 лет. А там либо ишак, либо султан...
В лучшем случае это возобновление производства и модернизация НК-32 с изменением идентификатора аванпроекта, и то есть сомнения что потянут.
+1
Сообщить
№4
15.06.2017 10:46
Зачем всю "тягу" вешать на вентилятор с редукторным приводом. Тягу можно распределить между вентилятором и соплом. Решение базируется на уже имеющемся трёхвальном двигателе, на который уже расходуется бюджет. Или же в который раз  по революционным соображениям всё начисто выбрасывается на помойку. Предложение более чем рационально при ужесточении санкций.
0
Сообщить
№5
15.06.2017 10:57
Единственное пригодилось из проекта ПД-30 - это его редуктор подошел на судовой ГТД в "Сатурне" в три раза меньший по мощности. Нагрузки на редуктор ПД-30 можно сравнить с движением скоростного поезда "Сапсан" с зубчатыми колесами по зубчатым рельсам со скоростью 500км/час. От Москвы до Питера вряд ли доедет, даже если масла вволю лить.
+1
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 08.03 16:42
  • 25
Рогозин отреагировал мемом на посадку аппарата NASA на Марс
  • 08.03 16:05
  • 89
Институт «Звездных Войн»
  • 08.03 16:03
  • 120
Новый пулемет Калашникова станет частью экипировки "Сотник"
  • 08.03 12:40
  • 54
Министерство обороны России получило новую партию танков Т-90М
  • 08.03 02:44
  • 1
Провокационная демонстрация силы: два американских бомбардировщика летят в сторону России (Forbes, США)
  • 08.03 01:09
  • 0
33 несчастья «калийного короля»
  • 07.03 23:47
  • 2
Беспилотный «Иноходец», танк «Прорыв» и стратегический «Кедр»
  • 07.03 20:54
  • 22
В небе появился первый беспилотный истребитель
  • 07.03 19:45
  • 2
Американские системы ПВО уличили в провале в Ираке
  • 07.03 01:14
  • 6
Российские «Прорыв» и «Армату» сравнили
  • 07.03 00:16
  • 2
«Роскосмос» запустил собственный телеканал
  • 06.03 21:21
  • 6
Sasapost (Египет): американцы создают самый мощный лазер в истории. Что это значит?
  • 06.03 20:44
  • 9
«Искандеры» смели штаб сирийских террористов
  • 06.03 12:30
  • 2
Запад бросился вдогонку за новейшим российским БПЛА
  • 06.03 03:35
  • 13
National Interest назвал российский танк Т-90М "монстром"