Serie PD-14 en vuelo: el logro técnico más importante de Rusia en una década
PD-14. Foto: Vitaly Kuzmin, vitalykuzmin.net
Muy esperado, ruso
Crea tu propio aviación No todos los países desarrollados pueden permitirse los motores. Hubo un tiempo en que la Unión Soviética estuvo en este club honorario, y Rusia durante muchas décadas descansó en sus antiguos laureles. La producción en serie de motores para aviones civiles es una verdadera alta tecnología, que muestra claramente el verdadero nivel de desarrollo tecnológico en el país. Los motores de cohetes y los motores de aviones para equipos militares todavía están un paso por debajo de las unidades civiles. En primer lugar, la eficiencia y el bajo costo final del producto no son tan críticos para un vehículo de combate como para un equipo "pacífico". En segundo lugar, el recurso de los turborreactores civiles modernos, junto con la confiabilidad, es mayor que el de sus homólogos militares. Especialmente si el motor está certificado bajo requisitos internacionales, por ejemplo, la Agencia Europea de Seguridad Aérea.
Serie PD-14 bajo el ala de MS-21. Fuente: Irkut Corporation
La gran mayoría de los motores turborreactores de derivación modernos en Rusia tienen sus raíces en el pasado soviético. El PS-90 producido por JSC "UEC - Perm Motors" en varias modificaciones fue desarrollado a mediados de los 80. El motor D-30KP-2 se produce en Rybinsk desde 1982 y su versión básica se fabrica desde 1972. Hasta hace poco, el más moderno era el ligero SaM146, pero se trata de un proyecto ruso-francés en el que los ingenieros domésticos no eran responsables de la parte "fría" más crítica del motor. En aras de la justicia, vale la pena señalar que el generador de gas de la parte "caliente" del motor de los franceses no resultó de la mejor manera en términos de confiabilidad. Al mismo tiempo, surgieron dificultades tanto con las piezas de repuesto como con las reparaciones. Solo ahora el nivel de localización para la reparación de generadores de gas en Rybinsk se acerca al 55%.
MS-21 con motores rusos por primera vez en el aire. Fuente: Irkut Corporation
El único motor de turborreactor de derivación desarrollado desde cero para el sector civil en Rusia fue el PD-14. Los fabricantes de motores de Perm recibieron los términos de referencia para el motor a fines de 2007, y 11 años después, United Engine Company firmó un contrato con la corporación Irkut para la construcción de cinco PD-14 para el revestimiento MS-21.
En los últimos años, los rusos han tenido muchas razones para estar orgullosos del potencial científico y técnico del país: esta es la plataforma Armata, el complejo de ataque hipersónico Avangard y el Su-57. Pero es la construcción del PD-14 lo que sugiere que Rusia está regresando al mercado mundial de alta tecnología.
Importación sustituida
Inicialmente, el transatlántico de media distancia MC-21 se construyó con la expectativa de instalar dos motores: el estadounidense Pratt & Whitney 1431 G-JM y el ruso PD-14. Esta decisión se tomó no solo debido a la falta de análogos domésticos en el momento del desarrollo. Se trata de los clientes. La participación de los motores en el costo de cualquier avión puede llegar al 30%, y estas son las unidades más caras en términos de mantenimiento en el diseño. No es de extrañar que los consumidores tengan derecho a elegir sus propias centrales eléctricas, a las que la infraestructura terrestre está mejor adaptada. Por ejemplo, al comprar el A380 descontinuado, las aerolíneas anteriormente podían elegir entre los motores Trent de Rolls-Royce y la familia GP7200 de Engine Alliance. Tenga en cuenta que cuatro empresas se unieron para desarrollar el GP7200: American General Electric, Pratt & Whitney, SNECMA francesa y MTU alemana. Esto se debe a que la creación de un motor moderno para un avión de línea principal es costosa y requiere mucho tiempo.
PD-14. Foto: Vitaly Kuzmin
El G-JM PW1431 importado se creó sobre la base de la familia PW1000, que se monta en aviones Airbus, Mitsubishi y Embraer con varias modificaciones. Para el MC-21, se proporcionó la versión más grande con un empuje de hasta 14 toneladas y un diámetro de ventilador de 2,1 metros. Los primeros motores confeccionados de EE. UU. Llegaron a la planta de aviones de Irkutsk en 2015, 7 años después del inicio del desarrollo. Simultáneamente con la firma de un contrato con Pratt & Whitney, Rusia comenzó a crear su propio motor PD-14. Durante los últimos 30 años, este es el proyecto más grande en la industria nacional de motores de aviones. Es difícil decir qué pasaría con toda la industria si historia con PD-14 no sucedió.
Un poco sobre las innovaciones utilizadas en el diseño del motor de avión doméstico. El Instituto de Materiales de Aviación de toda Rusia ha desarrollado 14 nuevos materiales solo para PD-20. Los equipos de investigación del Perm JSC "UEC-Aviadvigatel" han creado 16 nuevas tecnologías críticas desde cero, que en el futuro se convertirán en la base de los nuevos motores de aviones. En particular, las turbinas de alta presión tienen palas monocristalinas capaces de funcionar a temperaturas superiores a los 1700 grados. En la lucha por la eficiencia del combustible, las aspas huecas del ventilador están hechas de titanio, lo que ha aumentado la eficiencia de la unidad en un 5%. Para reducir el ruido y las emisiones nocivas a la atmósfera, el motor está equipado con elementos compuestos fonoabsorbentes y una cámara de combustión intermetálica de bajas emisiones. El parámetro más importante del motor Permian es su origen completamente ruso, que se ha convertido en una rareza en nuestro tiempo. La mayor parte de la ingeniería civil nacional "revolucionaria" es una compilación de unidades extranjeras rusas y modernas obsoletas. Por ejemplo, puede ir a Naberezhnye Chelny. El nuevo automóvil eléctrico Kama-1 toma prestadas baterías de óxido de litio-níquel-manganeso-cobalto en China, y los camiones KamAZ no tripulados del proyecto Ermak están equipados con máquinas automáticas Allison y radares Continental. PD-14 desde este punto de vista está completamente sustituido por importaciones.
El motor PD-14 se desarrolló como competidor de su propio PW1431G-JM, así como del PW1100G / JM para el avión A320NEO. Este nicho de mercado también incluye los motores Leap-1A, Leap-1B, Leap-1C del consorcio CFMI (GE / Snecma) para las máquinas A320NEO, B737MAX y C919, respectivamente. Teniendo en cuenta el tipo de cambio del dólar y el origen completamente nacional, los precios en los mercados mundiales de PD-14 serán bastante atractivos.
Soberanía técnica
Desde el principio, los ingenieros planearon acertadamente sobre la base del PD-14 desarrollar una familia completa de motores de avión con empuje de 9 a 18 toneladas, que se discutirá un poco más adelante. El generador de gas terminado de la novedad Perm, es decir, el corazón del motor, estuvo listo para las pruebas en banco en noviembre de 2010. Y el prototipo terminado, o, como también se le llama, el demostrador de tecnología, se enroló por primera vez en el stand en junio de 2012. El motor despegó por primera vez en octubre de 2015, aunque no bajo el ala del MS-21, sino junto con el laboratorio de vuelo IL-76LL No. 08-07.
Por primera vez en estado de prototipo, el PD-14 despegó bajo el ala del Il-76LL. Fuente: vk.com
Los primeros estudios de los parámetros del motor confirmaron su ventaja técnica sobre sus homólogos importados. El consumo específico de combustible se ha reducido en un 10-15% y el costo del ciclo de vida se ha reducido en un 20%. Los desarrolladores también lograron lidiar con el ruido, por lo que los motores domésticos no pudieron certificarse en Occidente. El PD-14 resultó ser de 15 a 20 dB más silencioso de lo requerido por los estándares de la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI). Inicialmente, los altos directivos de la United Aircraft Building Organisation planearon con optimismo elevar el MS-21 en motores domésticos a principios de 2018. Pero, como podemos ver, esto sucedió solo en diciembre de 2020.
Además de las opciones mencionadas en el texto basado en el generador de gas PD-14, los planes incluyen los motores de avión PD-24 y PD-28. Fuente: vk.com
En enero de este año, tres motores, uno de los cuales es de reserva, recorrieron 4000 kilómetros de Perm a Irkutsk en remolques de automóviles para estar bajo el ala del MS-21 con el número 0012. Estos motores se fabricaron en Perm en 2018, pero solo ahora se están en demanda. El año pasado se ensamblaron dos motores más, en los que el MC-21-310 será certificado por la Agencia Federal de Transporte Aéreo. También en 2021, planean recibir un certificado similar de la Agencia Europea de Seguridad Aérea EASA. Y si todo sale según lo planeado, la planta de Perm producirá hasta 50 motores de avión PD-14 por año. Se está desarrollando una versión forzada con un empuje de hasta 14,5 toneladas PD-14A, así como un PD-14M aún más potente, diseñado para un máximo de 15,6 toneladas de empuje. Existe la idea de desarrollar una versión ligera de PD-8 para el SuperJet basada en el generador de gas del motor Perm.
Entonces comienza la magia de los números. Al aumentar el bypass, el PD-16 se construirá para la versión pesada del avión MS-21-400 con un empuje de despegue de 17 toneladas. Si se reduce el diámetro del ventilador, es posible ensamblar el PD-10 con un empuje de casi 11 toneladas. La versión de helicóptero turboeje con una capacidad de 11,5 mil l / s basada en el turborreactor Perm tendrá en el futuro el nombre PD-12V. En esta versión, ya encontrará su aplicación en la aviación militar. Y, finalmente, para la industria en el desarrollo de centrales eléctricas de turbinas de gas "terrestres" GTU-12PD y GTU-16PD.
En 2021, se supone que se llevará a las pruebas de banco otro motor de avión con el nombre PD, solo el índice será 35. Anteriormente, los motores de esta clase en Rusia y la URSS no se producían en absoluto: rango de empuje de 25 a 50 toneladas, diámetro del ventilador 3,1 metros, diámetro exterior 3,9 , 8 metros, y la longitud de la góndola hasta 2027 metros. El gigante está programado para la producción en XNUMX. Con la llegada de este motor, Rusia tendrá la esperanza de que revivan los legendarios ruslanos o análogos más avanzados.
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