avia.wikisort.org - Двигатель

ПД-14 (Перспективный Двигатель тягой 14 тонн[2]) — российский головной двигатель семейства перспективных гражданских турбовентиляторных двигателей поколения 5 и 5+[3] с тягой на взлёте от 9 до 18 тонн[4]. Разработан корпорацией ОДК и является первым турбовентиляторным двигателем, созданным в современной России[5]. В 2010 году стоимость разработки оценивалась в 70 млрд рублей, из которых 35 млрд было выделено из бюджета[6].

ПД-14
Двигатель ПД-14 на МАКС-2015
Тип	турбовентиляторный двигатель
Страна	Россия
Использование
Годы эксплуатации	с 2022
Применение	МС-21, SSJ и другие.
Производство
Конструктор	АО «ОДК-Авиадвигатель»
Год создания	с 2008
Производитель	АО «ОДК-Пермские моторы»
Годы производства	с 2020
Варианты	ПД-8, ПД-10, ПД-14А, ПД-14, ПД-14М, ПД-18Р
Ресурс	проектный - 20 000 часов (40 000 полётных циклов)[1]
Компрессор	Компрессор осевой, Вентилятор - 1 широкохордная ступень + 3 подпорных ступени, КВД - 8 ступеней
Турбина	Турбина осевая, ТВД - 2 ступени, ТНД - 6 ступеней
Медиафайлы на Викискладе

В рамках единой серии ПД (перспективный двигатель) ведётся развитие проекта в сторону уменьшенной тяги двигателя до 7-9 тонн (ПД-8)[7] и увеличенной взлётной тяги от 20 до 50 тонн (ПД-18, ПД-24, ПД-28, ПД-35)[8]; ведутся разработки двигателя ПД-12В для установки на вертолёты[9]. Также создан промышленный двигатель ПД-14ГП-1/ГП-2 — для газотурбинных установок и агрегатов для транспортировки газа[10].

Семейство двигателей ПД предназначено для установки на Российские самолёты серии 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.

Разработка

Внешние видеофайлы
Двигатель ПД-14
	ПД-14: Лётные испытания двигателя.

Внешние изображения
Двигатель ПД-14
	Двигатель, установленный для экспозиции на выставке МФД-2018

Соглашение о создании ПД-14 было подписано в 2006 году[11].

Двигатель начал разрабатываться в 2008 году[5]. За базу был взят двигатель ПС-12 (1999)[12]. Головной разработчик двигателя АО «ОДК-Авиадвигатель» (г. Пермь), головной изготовитель — АО «ОДК-Пермские моторы» (г. Пермь). Научное сопровождение проекта: ФГУП «ЦИАМ», ФГУП «ЦАГИ». Разработчик материалов: ФГУП «ВИАМ»[13].

В начале апреля 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[14][5].

30 октября 2015 года начались первые лётные испытания в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ[5][15].

В октябре 2018 года Росавиация выдала двигателю «сертификат типа», подтверждающий готовность изделия к серийному производству и эксплуатации[5][16].

21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут»[17]. Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации[18].

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[19][20].

В феврале 2021 года было получено разрешение на серийное производство двигателя[21]. Первое коммерческое использование планируется начать на самолёте МС-21-310 в 2022[22].

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[2]. Ожидается, что полная сертификация EASA будет завершена в 2021 году.[23]

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[2].

18 октября 2018 года Росавиация выдала сертификат типа[24]. 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[19]. 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[25]. 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).[26] 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[27].

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%.[28]
• 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. [11]
• Эксплуатационные расходы на 14—17%, а стоимость жизненного цикла на 15—20% меньше, чем у конкурентов[29].

Конкурентные преимущества по показателям экономической эффективности эксплуатации обеспечиваются следующими основными параметрическими и конструктивными особенностями по сравнению с аналогами-конкурентами^{[источник не указан 247 дней]}

• 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 цикла^{[источник не указан 247 дней]} [28].

• 
  Авиадвигатель ПД-14 с шевронами на аэрокосмической выставке ILA Berlin Air Show 2012.
• 
  Авиадвигатель на международной аэрокосмической выставке МАКС 2013 в Жуковском.
• 
  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.[30][31]

Этот раздел не завершён.

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).[2] Впоследствии от применения камеры сгорания разработки КБ «Прогресс» головной разработчик авиадвигателя отказался.[32]
• Сопло внутреннее и центральное тело: ОДК-Авиадвигатель, НПП Мотор.
• 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[33]. С другой стороны, головной разработчик ПД-14 стремится к созданию СП отечественных производителей с западными поставщиками.

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[2]:

Модель	ПД-8	ПД-10	ПД-14А	ПД-14	ПД-14М	ПД-18Р	ПД-35
Тип двигателя	Турбовентиляторный (безредукторный привод вентилятора)					Турбовентиляторный (редукторный привод вентилятора)	Турбовентиляторный (безредукторный/редукторный — н/д)
Диаметр вентилятора, мм	1228 (из слайда презентации на МАКС-2021)	1677	1900	1900	1900	н/д	3100
Сухая масса двигателя, кг	2300 (с мотогондолой:из слайда презентации на МАКС-2021)	2350	2870	2870	2970	н/д	~8000
Тяга на взлётном режиме (H=0, M=0), тс	7,90	10,90	12,54	14,00	15,60	18,70	33,00-40,00
Взлётная тяга кН	78	108	123	137	153	178	350
Температура газа перед турбиной в °С	н/д	н/д	н/д	1725 (официально не подтверждено)	н/д	н/д	≈1825 (цитата из ссылки:"По сравнению с двигателем ПД-14 температура газа в ПД-35 перед турбиной повышена примерно на 100 °С) Источник контента: https://naukatehnika.com/texnologii,-kotoryie-budut-primenenyi-v-perspektivnom-dvigatele-pd-35,-pozvolyat-otnesti-ego-k-pokoleniyu-5.html Архивная копия от 26 января 2022 на Wayback Machine
Удельный расход топлива в крейсерском режиме кг/кгс в час	0,61 (из слайда презентации на МАКС-2021)	0.55 (расчётный)	н/д	0,526 (с сайта производителя https://perm-motors.ru/production/pd-14/)	0,535 (официально не подтверждено)	н/д	н/д
Схема двигателя	1+3+7-1+3 (из слайда презентации на МАКС-2021)	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 (из слайда презентации на МАКС-2021)	7,5 (расчётная)	8,6	8,5	7,2	н/д	≈10,6 https://naukatehnika.com/texnologii,-kotoryie-budut-primenenyi-v-perspektivnom-dvigatele-pd-35,-pozvolyat-otnesti-ego-k-pokoleniyu-5.html Архивная копия от 26 января 2022 на Wayback Machine
Степень повышения давления в компрессоре	28 (из слайда презентации на МАКС-2021)	н/д	38	41	46	н/д	≈50 https://naukatehnika.com/texnologii,-kotoryie-budut-primenenyi-v-perspektivnom-dvigatele-pd-35,-pozvolyat-otnesti-ego-k-pokoleniyu-5.html Архивная копия от 26 января 2022 на Wayback Machine
Применение	Ан-148 SSJ-New SSJ-75 Ту-334 Бе-200	SSJ-130NG[34]	МС-21-210	Ту-204 МС-21-310 МС-21-400	Ту-204 МС-21-400 Ил-76МД-90А Ил-78М-90А Ил-276	Ту-214 Ил-96-300 Ил-96-400Т Ил-106	CR929 Из источников представленных по ссылкам, ПД-35 имеет характеристики ниже, чем у RR Ultra Fan, у которого: диаметр вентилятора 3,5 м Степень повышения давления в компрессоре 70 Удельный расход топлива 0.45кг/кгс×ч (для ПД-35 удельный расход топлива на крейсерском режиме не объявлен)
Примечание	Ранее в прессе фигурировал как ПД-7[35].	Вариант с уменьшенной тягой, менее габаритный.	Дросселированный вариант ТРДД ПД-14.	Базовый ТРДД. Степень унификации до 80 % новых деталей (сделанных специально для этого двигателя).	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.

Для вертолётов

ПД-12В — турбовальный двигатель для замены украинского Д-136, устанавливаемого на тяжёлый транспортный вертолёт Ми-26[9].

Модель	ПД-12	ПД-12В
Мощность л. с.		10000

Для газотурбинных установок

Промышленный двигатель ПД-14ГП-1/ГП-2 — для газотурбинных установок и агрегатов для транспортировки газа.[10]

Модель	ГТУ-8	ГТУ-16
Мощность МВт	6,5-8,5	12,4-16,5
КПД	34-36 %	38-40 %

ПД-14

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

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

Сопоставимые двигатели (для двигателя ПД-8) тягой около 8тс

• CFM International CFM56
• GE Passport
• SaM-146
• Pratt & Whitney PW1000G
• Д-436

См. также

• Двигателестроение России
• ПД-8 (на основе технических решений ПД-14; планируется сделать не раньше 2024 года; возможно применение для замены импортных на SSJ-100)
• ПД-35 (перспективный тяжёлый турбовентиляторный двигатель большой тяги (33-40 тонн) на основе ПД-14)[36]

Ссылки

• Самолёт Ил-276 оснастят двигателем ПД-14 Архивная копия от 7 ноября 2017 на Wayback Machine // 7new.ru - Аэропорты Российской Федерации, 4.11.2017
• Почему ПД-14 — прорывной двигатель российского авиастроения Архивная копия от 23 апреля 2019 на Wayback Machine // aviation21.ru, 22.04.2019

Примечания

На других языках

---

[de] Awiadwigatel PD-14

Das Awiadwigatel PD-14 (russisch Перспективный Двигатель тягой 14 тонн, ‚perspektivisches Triebwerk mit 14 Tonnen Schub‘ oder Пермский Двигатель образца 2014 года, ‚Permer Triebwerk Modell 2014‘) ist ein Turbinenluftstrahltriebwerk des russischen Herstellers United Engine Corporation (UEC; russisch Объединенная двигателестроительная корпорация), einem Zusammenschluss aller russischen Triebwerkshersteller. Es wurde von Awiadwigatel für die Irkut MS-21 entwickelt und soll in verschiedenen Varianten für zahlreiche Luftfahrzeuge – unter anderem dem Suchoi Superjet 100 – verwendet werden.[1]

---

[en] Aviadvigatel PD-14

The Aviadvigatel PD-14 (previously known as PS-12) is a high-bypass turbofan being developed by Aviadvigatel to power the Irkut MC-21 twin-jet airliner. It is a 14 tf (30,865 lbf) thrust powerplant.

---

[es] Aviadvigatel PD-14

Aviadvigatel PD-14 (en ruso: Авиадвигатель ПД-14) es un motor de reacción turbofan desarrollado por Aviadvigatel para el nuevo avión comercial UAC MC-21 y otras aeronaves. Pensado para también sustituir a la familia de motores PS-90, es uno de los proyectos más importantes de la industria aeronáutica de Rusia y es el primer motor de este tipo diseñado para la aviación civil desde los años ochenta en la Unión Soviética (URSS).[1][1][2]

---

[fr] Aviadvigatel PD-14

Le PD-14 (initialement PS-14) est un turbofan de dernière génération développé par la société russe Aviadvigatel pour devenir le groupe propulseur alternatif de l'avion de ligne bimoteur Irkout MC-21. Le PD-14 fut dévoilé début 2010, avec des coûts de développement de 35 milliards de roubles (soit 1,1 milliard de dollars). La compagnie misait sur le démarrage d'une procédure de certification vers 2012[2].

---

- [ru] ПД-14

---

---