На создание авиадвигателя ПД-35 выделят $3 млрд

На создание авиадвигателя ПД-35 выделят $3 млрд

Москва. 9 августа. INTERFAX.RU — Государство выделяет $3 млрд на создание авиадвигателя большой тяги ПД-35 для проектируемого широкофюзеляжного самолета. Об этом сообщил управляющий директор, генеральный конструктор АО «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев журналистам в пятницу.

В январе 2018 года в то время вице-премьер Дмитрий Рогозин заявил, что перспективный сверхмощный двигатель ПД-35 станет основным для будущих российских военно-транспортных самолетов и позволит перейти на двухмоторную схему на крупных российских самолетах.

«Двигатель ПД-35 нужен не только для российско-китайского широкофюзеляжного пассажирского самолёта. Он позволит уйти от четырехмоторной схемы на ИЛ-476, ИЛ-478, ИЛ-96-400, а также станет базовым двигателем для перспективного авиационного комплекса военно-транспортной авиации», — писал Рогозин в твиттере.

Он отметил, что создание авиационного двигателя тягой более 30 тонн — «крайне важная для развития нашей авиации задача», которая не была решена во времена СССР. По словам Рогозина, сейчас в РФ подошли к решению этой задачи, опираясь на опыт создания базового генератора для двигателя ПД-14 для лайнера МС-21.

Ранее сообщалось, что АО «ОДК-Авиадвигатель» получило от материнской «Объединенной двигателестроительной корпорации» заказ на изготовление двигателя-демонстратора технологий (ДДТ) ПД-35, предназначенного для дальнемагистральных широкофюзеляжных самолетов. Согласно материалам системы «СПАРК-Маркетинг», до 5 декабря 2018 года «ОДК-Авиадвигатель» должно разработать техническое задание на ДДТ, до 5 декабря 2019 г. — эскизный проект. Через год должны быть изготовлены и собраны узлы демонстрационного газогенератора (ДГГ) ПД-35, еще через год — полностью изготовлен и испытан сам ДГГ. К 5 декабря 2022 г. необходимо собрать узлы ДДТ ПД-35, наконец, к 5 декабря 2023 г. должен быть собран и испытан непосредственно ДДТ.

В пресс-службе компании «ОДК-Авиадвигатель» ранее также сообщили, что авиадвигатель тягой порядка 35 тонн планируется сертифицировать в 2025 году.

По данным на январь 2018 года стоимость работ оценивалась в 64,3 млрд рублей.

Решение по разработке «тяжелого» двигателя тягой на 35 тонн было принято в 2016 году. Как отмечалось, он необходим для достижения топливной эффективности на дальнемагистральных авиалайнерах и мощных военно-транспортных самолётах.

23 сентября 2017 года президент РФ Владимир Путин в ходе встречи с руководителем Минпромторга Денисом Мантуровым заявил, что работы по региональному самолету Ил-114 и двигателю ПД-35 будут профинансированы не только в 2018-м, но и вплоть до 2020 года включительно.

Глава государства назвал эту работу одним из приоритетов. «Нам нужен региональный самолет свой, иначе мы так и будем вечно покупать все за границей в этом сегменте. Но и нужен двигатель мощный, ПД-35 нам нужен. Много проектов в авиации связано с этим двигателем», — сказал Путин.

В «ОДК-Авиадвигателе» отмечали ранее, что «на базе двигателя ПД-35 планируется в дальнейшем создать семейство авиадвигателей различной тяги вплоть до тяги на взлете до 50 т».

Что такое вна двигателя

ПД-14 – первый авиационный маршевый двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.Идея создания двигателя нового поколения появилась в конце 90-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров. Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. К проекту были подключены лучшие вузы, чьи исследования были поддержаны Министерством науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Постановления №218. Среди вузов, принявших участие в разработке двигателя Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Национальный Исследовательский Технологический Университет «МИСиС» и Уфимский государственный авиационный технический университет, Санкт-Петербургский государственный морской технический университет. Головным разработчиком и головным изготовителем стали пермские предприятия Госкорпорации Ростех «ОДК-Авиадвигатель» и «ОДК-Пермские моторы» соответственно.

Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные – в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к производству и эксплуатации. В связи с вступлением в силу в январе 2020 года нового международного стандарта, в котором были изменены нормы дымности и эмиссии нелетучих частиц, ПД-14 прошел дополнительные испытания по определению эмиссии и получил соответствующее одобрение главного изменения в Росавиации.
Двигатель ПД-14 разработан для перспективного российского лайнера МС-21-310 («Магистральный самолет XXI века»). Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов − ближне-среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. МС-21 – авиамашина нового поколения, которая объединяет в себе передовую аэродинамику, современные материалы, высокоэффективную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте.
Стоит отметить, что на сегодняшний день в мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении.
Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. Это один из самых наукоемких и сложных в изготовлении компонентов газотурбинных двигателей, принимающий на себя весь тепловой удар. Во время работы двигателя внутри турбины температура невероятно высока, огненная струя, вылетающая из реактивного сопла, наглядное тому подтверждение. Сегодня стоимость изготовления лопатки для авиационного двигателя сравнима с ценой легкового автомобиля. Ведь для ее создания используют дорогостоящее оборудование и редкие металлы, обладающие столь же редкими физическими свойствами. Редкие металлы, которые применяют при изготовлении лопаток для авиационного двигателя – это цирконий, молибден, ванадий, бериллий, рений.
В рамках Постановления правительства №218 над лопатками для ПД-14 работали ПАО «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение», Уфимский государственный авиационный технический университет, Пермский национальный исследовательский политехнический университет и Национальный Исследовательский Технологический Университет (НИТУ) «МИСиС».
В рамках проекта конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий. Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.
Необходимо подчеркнуть, что сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок.

Холдинг «Ростеха» начал разработку гибридного самолетного двигателя

«По приказу гендиректора Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК; входит в «Ростех») в компании «ОДК-Климов» стартовал проект гибридного (керосиноэлектрического) самолетного двигателя. Мы рассчитываем в течение двух лет провести научно-исследовательские работы (НИР), сделать работоспособный макет и на нем решить все технические и конструктивные сложности, которые предполагает гибридная силовая установка. Надеемся, что по результатам НИР и испытаний будет принято решение перейти к опытно-конструкторской разработке (ОКР)», – рассказал исполнительный директор «ОДК-Климов» Александр Ватагин. «ОДК-Климов» входит в ОДК, разрабатывает и выпускает вертолетные и самолетные двигатели.

«Проектный комитет ОДК принял решение о реализации этого проекта, гибридный двигатель в перспективе обеспечит более дешевую эксплуатацию, электродвижение постоянно становится дешевле. Предварительный бюджет проекта – около 500 млн руб., но программа не будет испытывать никакой нехватки финансирования», – рассказал заместитель гендиректора ОДК Валерий Теплов.

«Примерный технический облик гибридной установки уже определен: проект будет реализован на базе двигателя тягой 400 кг и предназначен для самолетов размерности Ил-112 и Ил-114. Но в ходе работы мы рассчитываем получить техническое задание от платформ, чтобы в дальнейшем разрабатывать двигатель под конкретные модели самолетов, конкретной мощности», – добавил Ватагин.

Ил-112 – это разрабатываемый с нуля по заказу Минобороны военно-транспортный самолет, в прошлом году он совершил первый полет. Ил-114-300 – это разрабатываемая глубоко модернизированная версия советского самолета Ил-114, он будет рассчитан на перевозку 64 пассажиров. Оба самолета работают на модификациях двигателя ТВ7-117СТ разработки «ОДК-Климов».

Создание квантовых сенсоров в России может быть заморожено

«НИР – первый этап реализации проекта. Его результатом станет двигатель-демонстратор, не привязанный к конкретной модели самолета или вертолета. Он покажет, стоит ли производить данный двигатель на коммерческой основе. Цена такого продукта на данный момент неизвестна. Стоимость аналогичных разработок в зарубежных странах тоже не разглашается. И в Европе, и в Северной Америке есть ряд проектов – от стартапов до идей крупных технологических компаний – по созданию гибридных и чисто электрических двигателей. Сейчас большая часть исследований сводится к тому, что нужно создать электрические компоненты, а потом соединить их с традиционной составляющей двигателя. Различными вариантами их совмещения занимаются около двух десятков компаний, одна из крупнейших – Airbus Helicopters», – рассказывает директор агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев. Также ведутся разработки по созданию электродвигателей высокой мощности и аккумулятора на батареях, этим занимаются Центральный институт авиационного моторостроения (работает над созданием компонентов), «ОДК-Климов», «Вертолеты России», добавляет Пантелеев.

«Создание любого двигателя – процесс очень длительный. Частично это связано с бюрократизацией и сложностью сертификации новых разработок. Постоянно растут цены на проведение НИР, компании не укладываются в сметы, графики удлиняются – это глобальная неприятная тенденция. Поэтому говорить о сроках реализации и общей стоимости проекта на такой ранней стадии невозможно», – говорит гендиректор агентства Infomost Борис Рыбак.

Любые новые разработки в двигателестроении могут быть очень перспективными, так как в авиации за последние 60 лет в области силовых установок мало что изменилось. На примере автомобильной промышленности видно, что гибридные и электродвигатели могут быть эффективны, отмечает Рыбак.

«У эффективного гибридного двигателя потенциально несколько преимуществ перед керосиновым. Основное – повышение безопасности полетов. Наличие электрической составляющей позволит, например, вертолету продолжить полет при отказе двигателя и совершить посадку. Совокупность электрической и керосиновой частей может также подстраховать при отказе двигателя на взлете. Если у вертолета или самолета два двигателя, то в случае отказа одного из них гибридная составляющая позволила бы совершить безопасный взлет. Также на некоторых режимах можно было бы выполнять полеты, используя только электрическую составляющую двигателя, и отказаться от традиционной части. Второе преимущество – экономия расхода топлива», – перечисляет Пантелеев.

Представитель Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), которая разрабатывает и будет выпускать Ил-112 и Ил-114-300, на запрос не ответил. Гибридный двигатель ОДК начала разрабатывать по своей инициативе, без заказа со стороны ОАК, говорит человек, близкий к одному из холдингов.

Авиадвигатели будущего. Гибридная силовая установка — новый путь для авиации

Основные производители авиационных двигателей в настоящее время уделяют повышенное внимание созданию гибридных силовых установок (ГСУ), в составе которых комбинируется тепловой двигатель (поршневой или газотурбинный) и электрический мотор. Данная комбинация позволяет существенно повысить топливную эффективность летательного аппарата, снизить вредные выбросы и повысить экономичность эксплуатации.

Объединенная двигателестроительная корпорация (ОДК, входит в госкорпорацию «Ростех»), являясь одним из крупнейших мировых игроков на рынке авиадвигателей, также уделяет существенное внимание развитию ГСУ. Макет гибридной силовой установки для авиации впервые представлен на Международном авиационно-космическом салоне — МАКС-2021.

Гибридный подход

Развитие ГСУ и их интеграция в состав летательных аппаратов различного назначения является одной из наиболее актуальных тенденций развития рынка авиадвигателей: комбинация ГТД и электрического мотора позволяет частично решить основные проблемы современной авиации. Мировой опыт показывает, что практически все крупные производители силовых установок для авиации в той или иной степени ведут работы по созданию ГСУ. В частности, американская компания Pratt & Whitney в середине июля 2021 года заручилась поддержкой правительства Канады для совершения первого полета турбовинтового гибридного авиадвигателя: ожидается, что он позволит существенно снизить вредные выбросы в атмосферу. Одновременно предполагается существенная экономия топлива, которая в случае интеграции ГСУ на региональные турбовинтовые пассажирские и транспортные самолеты может составить до 30%.

Гибридная силовая установка (ГСУ) представляет собой симбиоз теплового и электрического двигателя. В качестве теплового используется поршневой или газотурбинный. В авиационной ГСУ электрическая часть подключается на взлете и посадке летательного аппарата, в то время как основная часть полета происходит за счет только тепловой машины. ГСУ считается одним из наиболее перспективных направлений развития современного двигателестроения. «Электрификация силовых установок действительно открывает новые возможности для авиации. И не только в части экологических требований, о которых сейчас так много говорят. В перспективе использование ГСУ может повысить надежность и функциональность платформ с однодвигательными компоновками, надежность и скорость вертолетов, для пассажирской авиации решить проблему шума в населенных пунктах, где небольшие взлетно-посадочные полосы расположены в черте города, и улучшить взлетно-посадочные характеристики», — сообщил ранее в интервью ТАСС заместитель генерального директора ОДК по стратегии Михаил Ремизов.

Американская корпорация United Technologies Corporation (UTC) также ведет разработки в сфере гибридных авиадвигателей и их установки на различные летательные аппараты. В частности, корпорация представила «проект 804» — демонстратор легкого турбовинтового самолета Dash 8 канадской компании Bombardier, у которого вместо одного из двигателей установлена ГСУ мощностью 2 МВт. В настоящее время образец проходит ряд испытаний. Примечательно, что наиболее важной заявленной целью «проекта 804» является снижение расходов топлива и повышение экономической эффективности перевозок. По данным компании, самолет, оснащенный ГСУ, позволит перевозить от 30 до 50 пассажиров на дистанции от 200 до 250 морских миль (370–463 км) и совершать полет в течение одного часа.

В начале июня 2021 года британская компания Rolls-Royce начала испытания первых компонентов собственной гибридной силовой установки на базе AE2100 для авиации. Ее общая мощность составит 2,5 МВт. Сроки создания AE2100 не уточняются, однако Rolls-Royce неоднократно сообщала о намерении существенно снизить выброс вредных веществ к 2030 году. Вполне вероятно, что именно к этому периоду и завершится разработка ГСУ. Ранее разработка этой ГСУ велась Rolls-Royce в сотрудничестве с европейским концерном Airbus, однако в апреле 2020 года совместный проект был закрыт, и британская компания продолжила самостоятельную разработку этой установки.

Французская группа компаний Safran активно ведет разработку ГСУ для вертолетов и коммерческих самолетов. Предполагается, что на рубеже 2040–2050-х годов данные силовые установки будут доминировать в портфеле заказов компании. Вертолетная ГСУ разработки Safran выполнила первое тестовое испытание в июле 2018 года, мощность образца составила 100 кВт.

Американская корпорация General Electric создает в сотрудничестве с компанией XTI ГСУ TriFan, предназначенную для легких пассажирских и транспортных самолетов. Ее мощность составит порядка 1 МВт, максимальная мощность — около 1,4 тыс. л.с. При установке на легкий самолет Denali компании Cessna Catalyst позволяет перевозить до четырех человек на дальность до 1,6 тыс. морских миль (3 тыс. км) на скорости до 285 узлов (527 км/ч). Работы находятся в активной стадии, ожидается, что готовый образец ГСУ будет создан к началу 2030-х годов.

Разработки гибридного авиадвигателя ведут и китайские производители двигателей, однако о создании каких-либо демонстраторов или готовых образцов на данный момент неизвестно.

ОДК на рынке гибридных силовых установок

Проект по созданию демонстратора отечественной ГСУ, предназначенной для летательных аппаратов, был инициирован ОДК в августе 2020 года, головным исполнителем и разработчиком было определено АО «ОДК-Климов» (входит в ОДК госкорпорации «Ростех»). Демонстратор гибридной установки последовательной схемы мощностью 500 кВт (680 л.с.) будет создан на базе двигателя ВК-650В. В ходе МАКС-2021 корпорация представила макет отечественной ГСУ на базе легкого беспилотного летательного аппарата (БЛА).

Как сообщили ТАСС в ОДК, ожидается, что начало испытаний демонстратора пройдет уже в ближайшее время. «Начало испытаний запланировано на середину 2022 года, а второй этап по созданию демонстратора ГСУ планируется завершить в 2024 году», — проинформировали в корпорации.

Опытно-конструкторская работа по созданию силовой установки запланирована на 2024–2028 годы, а в настоящий момент определяется летательный аппарат, на который будет устанавливаться ГСУ. «Рассматривается несколько типов беспилотных летательных аппаратов, в том числе двойного применения. Подготовка к серийному производству ГСУ будет инициирована в 2025 году, а запуск серийного производства — в 2029 году», — сообщил ТАСС заместитель директора программы перспективных двигателей «ОДК-Климов» Михаил Шемет.

Применение ГСУ позволит повысить топливную эффективность и безопасность полетов, снизить вредные выбросы, увеличить тяговооруженность летательного аппарата, обеспечить возможность быстрого форсирования мощности за счет электрической части, а также увеличить ресурс и надежности силовой установки. Как ожидается, отечественная разработка не будет уступать иностранным аналогам.

В настоящий момент в качестве газотурбинного привода гибридного авиамотора выбран перспективный двигатель ВК-650В.

ГСУ как драйвер развития новых технологий

Разработка ГСУ позволит дать существенный скачок развитию технологий в области электрических машин, химических источников энергии и силовой электроники с высокой удельной мощностью и низкими массогабаритными показателями. Одновременно проводятся работы в смежных отраслях — в частности, в настоящее время изучается возможность применения биотоплива для ГТД — это радикально сократит уровень вредных выбросов. «Данные разработки ведутся, но в настоящий момент научно-исследовательская работа ОДК не сконцентрирована на этой задаче», — сообщили ТАСС в корпорации.

Проводятся исследования и по созданию полностью электрических двигателей для авиации. «Создание полностью электрических силовых установок является перспективным направлением — в РФ и мире ведутся работы по их разработке», — отметили в ОДК.

Как проинформировали в корпорации, коммерциализация ГСУ в ближайшей перспективе будет ограничена мощностью 1–1,5 МВт. Вместе с тем развитие технологий позволит в средней перспективе создавать установки мощностью до 3 МВт для региональных и транспортных летательных аппаратов.

Полученный научно-технический задел в области гибридных технологий может быть использован не только для отрасли авиадвигателестроения, но и автопрома, морского и железнодорожного транспорта, а также электромашиностроения, электроники и источников тока.

Гибридная установка может применяться в качестве двигателя и для военной техники. «ГСУ позволяет повысить тяговооруженность и маневренность летательного аппарата за счет дополнительной мощности от электрической части. Появляется возможность создавать летательный аппарат с новыми архитектурами», — подчеркнул Шемет.

Гибридные двигатели для морской техники

ОДК уделяет внимание применению технологий ГСУ и в других сферах. В частности, ведется создание такой установки для различной морской техники. «Одной из целей текущей научно-исследовательской работы является создание демонстратора ГСУ морского применения мощностью 200–250 кВт (270–340 л.с.). Потенциальными объектами применения второго создаваемого демонстратора могут быть скоростные маломерные суда различного назначения, в том числе разъездные суда, спасательные и патрульные катера и другие объекты. Кроме того, полученный научно-технический задел будет использован для создания ГСУ судов большей размерности», — проинформировали в ОДК.