Paralelamente a la finalización del programa de certificación del motor turbofan PD-14 de nueva generación para el avión de pasajeros MS-21, en 2018 United Engine Corporation está comenzando a diseñar el motor base de una prometedora familia de motores turbofan de alto empuje ( de 25 a 50 tf). Fue bautizado como PD-35 y está diseñado para un empuje de despegue de 35 tf. Como informa el portal oficial de contratación pública, el contrato estatal para los trabajos de investigación y desarrollo del PD-35 se firmó el 25 de diciembre de 2017. Están diseñados para seis años y deben estar terminados en 2023 con la fabricación y prueba de un motor. - un demostrador de tecnología que se convertirá en un prototipo del futuro PD-35 de serie para su uso en aviones de transporte pesado y de fuselaje ancho avanzados. Como contratista principal para los trabajos se eligió a Perm JSC UEC-Aviadvigatel, pero, como en el caso de PD-14, implicarán una amplia cooperación entre las empresas de la UEC, así como con los institutos de investigación de la industria.

"Cuando planificamos la familia PD-14, elegimos el nicho de mercado más grande: alrededor del 55-60% del volumen del mercado en los próximos 30 años", dijo Alexander Inozemtsev, diseñador general de JSC UEC-Aviadvigatel, hace dos años en la Foro Internacional de Construcción de Motores MFD-2016. - Pero también existe un mercado para los motores turbofan pequeños y un mercado para los motores extragrandes, de 25 a 50 tf. Este último representa aproximadamente el 25-30% de todo el mercado potencial. Llevamos mucho tiempo analizando qué tecnologías básicas, qué generador de gas básico elegir para entrar en este nicho de mercado. Realizó un análisis. Si tomamos las tecnologías y los materiales del PD-14 y simplemente simulamos las dimensiones de un motor de 35 tf, entonces tendrá un diámetro de 3,5 m, una longitud de 7 m y una masa de aproximadamente 7 toneladas. mercado con un motor de este tipo en 10-15 años, no es nada serio. Por lo tanto, entendimos que era necesario un gran avance en la tecnología, alcanzando el siguiente nivel en términos de eficiencia de las unidades, y esto implica un aumento de la temperatura frente a la turbina en casi 100 ° (en comparación con PD-14), lo que significa que es necesario disponer de materiales que no sólo sean duraderos, sino también con una densidad mínima para ser competitivos en términos de masa. Además, se necesitan enormes recursos. Hoy nos planteamos este problema a nosotros mismos y a los institutos filiales. Pero ya tenemos la base aerodinámica para dicho motor; un compresor de alta presión simulado con una etapa añadida y una nueva turbina de alta presión hecha de nuevos materiales nos permitirán crear dicha familia. El motor base será de 35 tf”.

La relación de derivación del PD-35 debería llegar a 11 (con un diámetro de ventilador de 3100 mm). Está previsto que el motor se base en un generador de gas con un compresor de alta presión de nueve etapas y una turbina de dos etapas (esquema de generador de gas PG-14 - "8-2"), recibirá un motor de baja presión de cinco etapas. compresor de presión y una turbina de baja presión de siete etapas. Al igual que el PD-14, no está previsto utilizar la caja de cambios del ventilador en el PD-35.

Alexander Inozemtsev señala que, junto con los institutos industriales, ya se ha determinado una lista de 18 tecnologías críticas principales, sin las cuales será imposible garantizar la competitividad de un motor de este tipo en una década. Entre ellos menciona, en primer lugar, nuevos materiales resistentes a altas temperaturas y el siguiente paso en la tecnología de aspas de ventilador: la transición a aspas compuestas, que permite ahorrar un 30% de peso: “Estamos convencidos de que si no dominamos esto tecnología de aspas compuestas y ventilador de caja resistente balísticamente, entonces no obtendremos una masa competitiva. Otras tareas incluyen la creación de una góndola de motor "delgada", para lo cual es necesario colocar una caja de cambios debajo del capó del generador de gas, la introducción de tecnologías de aditivos, la creación de una nueva generación de unidades, etc.

Se espera que el generador de gas de demostración para el motor de 35 toneladas esté diseñado, probado por componentes individuales, ensamblado y sometido a pruebas en banco antes de finales de 2021, y todo el motor, un demostrador de tecnología, se ensamblará y probará en 2023. Sobre la base de estos trabajos está previsto preparar la producción de los motores PD-35 del lote piloto para las pruebas de banco y luego de vuelo.

Se supone que uno de los primeros aviones equipados con el PD-35 debería ser el avión de pasajeros de fuselaje ancho ruso-chino CR929, que actualmente se está desarrollando. Pero lo más probable es que esto no suceda antes de 8 a 10 años, pero el desarrollo actual de UEC-Aviadvigatel, el PD-14 de 14 toneladas, podrá "registrarse" bajo el ala de aviones de serie en tres años.

En diciembre de 2017 comenzó la tercera etapa final de las pruebas de vuelo del PD-14 experimental en el laboratorio de vuelo Il-76LL. También se encuentran en la fase final las pruebas de banco a gran escala de los motores de la serie piloto. Se espera que el certificado de tipo ruso para el PD-14 se reciba en 2018 y, a finales de año, la UEC debería comenzar a enviar los primeros PD-14 en serie. El contrato de lanzamiento para el suministro de cinco PD-14 para las pruebas de certificación de la versión remotorizada del avión MS-21 se firmó entre UEC-Perm Motors e Irkut Corporation en enero de 2018. planta de energía La certificación de los dos PD-14 debería comenzar en 2019, mientras que la certificación del MC-21 con el PD-14 está prevista para 2021, tras lo cual los aviones con esta configuración podrán empezar a entrar en servicio. El primer MC-21-300 con PD-14 debería entregarse a las aerolíneas " alas rojas"y Aeroflot: los contratos establecen que de los 16 aviones encargados por Red Wings, cuatro estarán equipados con PD-14, y Aeroflot anunció que los motores nacionales recibirán hasta la mitad de cincuenta de sus MS-21-300.

United Engine Corporation comenzó creación de un motor de alto empuje PD-35 para prometedores aviones civiles de largo recorrido.

El inicio de las pruebas de vuelo en el laboratorio de vuelo del nuevo motor ruso PD-35 para aviones de pasajeros de fuselaje ancho y largo alcance está previsto para 2020.

PD-35 es un prometedor motor civil de alto empuje, que se creará en una amplia cooperación entre empresas de la UEC utilizando tecnologías obtenidas durante la implementación del proyecto PD-14 para MS-21.Se supone que se debe escalar el generador de gas del PD-14, que se está desarrollando para el MS-21, con la adición de una etapa adicional en la salida del compresor de alta presión (como resultado, el número de etapas del PD -35 compresor y turbina serán 9+2). El diámetro del ventilador del nuevo motor será de 3100 mm, la longitud del motor será de más de 8 my el peso será de unas 8 toneladas.

Las letras "PD" representan un motor prometedor y el número 35 representa empuje en toneladas-fuerza. El PD-35, desarrollado por la oficina de diseño Aviadvigatel (Perm), será el primer motor de avión ruso con un empuje de 35 toneladas, mientras que el motor D-18T instalado en el transporte pesado An-124 tiene esta cifra de 23 toneladas.

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El desarrollo de motores en el aire es una parte compleja y larga del programa de desarrollo de productos. Hasta 2020, además del motor en sí, se incluirá la góndola del motor en la que se instalará, el pilón de fijación al ala del avión, así como todos los sistemas necesarios que conectarán el PD-35 con el equipamiento de a bordo del avión. , también debería estar listo.Todas las obras están diseñadas para diez años; para 2026 deberíaniniciar la producción en serie de motores de avión.

Los desarrolladores estimaron la creación del motor en 180 mil millones de rublos, que ya han sido asignados del fondo presidencial. En primer lugar, está previsto instalar el nuevo motor en un prometedor avión de pasajeros de fuselaje ancho y largo recorrido ruso-chino, cuyo memorando se firmó en la primavera de 2014 durante la visita de Vladimir Putin a .

Desarrollo de PD-35- el proyecto más ambicioso de la industria aeronáutica rusa. Además de las empresas UEC y UAC, en este trabajo participan casi todos los principales centros de investigación rusos. En particular,Instituto Panruso de Investigación de Materiales de Aviaciónayudará a los desarrolladores con la creación de nuevos materiales. llevará a cabo investigaciones que permitirán elegir la forma óptima para las góndolas y el pilón del motor. AInstituto de Mecánica Aplicadaayudará a Aviadvigatel en la modelización física y matemática y la investigación en el campo de la mecánica.

Un motor moderno dura 2 veces más que el propio avión. Métodos modernos El diseño puede reducir significativamente el tiempo de trabajo, pero aún así, incluso según las previsiones más optimistas, estos trabajos requerirán al menos 5 años. Pero actualmente Rusia ya está probando el motor PD-14, en el que se están probando las soluciones técnicas más avanzadas, en particular, para cámaras de combustión y ventiladores, que luego se implementarán en PD-35, PD-10 y varios otros. motores. Sin duda, esto debería acelerar el trabajo en el PD-35.

El último motor de servicio pesado no está diseñado para competir con productos extranjeros. En primer lugar, es necesario para resolver los problemas urgentes de la industria aeronáutica rusa.Rusia tiene un excelente Il-96 de fuselaje ancho y largo recorrido. Pero su competitividad se ve anulada por los cuatro motores que lleva instalados actualmente.La razón es que los aviones cuatrimotores de larga distancia son estratégicamente superados por sus competidores bimotores. Con una capacidad algo menor (unos 400 pasajeros), los aviones bimotores modernos ofrecen la misma autonomía de vuelo y mejores características económicas- en particular, los costes unitarios por asiento-kilómetro.

El PD-35 resolverá inequívocamente este problema reduciendo el número de motores a dos, y si se aligera el "nonagésimo sexto" y se instala un ala compuesta, se obtendrá un avión muy decente con buenas perspectivas de exportación.

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Una vez, la URSS estuvo orgullosa de la creación de los motores de avión más potentes del mundo. En nuestro país se inició el trabajo en un camión de 40 toneladas. ¿Existe la posibilidad de reanudar el trabajo en esta dirección? ¿Somos técnicamente capaces de realizar este proyecto?

Un factor que contribuyó al desarrollo de motores de alto empuje fue la necesidad de que los aviones civiles y de transporte realizaran vuelos transcontinentales sin escalas, para lo cual se necesitaban motores muy económicos. Los primeros de esta clase fueron los motores de las familias JT9D (Pratt & Whitney), CF6-6 (General Electric) y RB211 (Rolls-Royce), que aparecieron a mediados de los años 1960 y principios de los 1970.

Desde entonces, el nivel técnico de los motores de alto empuje ha aumentado enormemente. Esto ha llevado a una mejora dramática en el medio ambiente, los recursos y indicadores económicos, aumentando la confiabilidad, reduciendo el costo de operación. En Rusia, estos motores no se producen actualmente.

Del análisis de las tendencias en el desarrollo del mercado mundial de equipos de aviación se desprende que, para lograr competitividad, un motor prometedor de alto empuje (2025-2030) debe proporcionar:

reducción de ruido de más de 20 EPNdB (en comparación con el Capítulo 4 de la norma OACI);

Margen de emisión de NOx del 60 % (en comparación con las normas CAEP/6);

más de 15.000 a 20.000 horas de vuelo;

tener más de 300.000 horas de tiempo de parada en vuelo y, para 2030, 550.000 horas;

la vida útil de las piezas principales no es inferior a 10 000-20 000 ciclos de vuelo (en el c.c. - 8 horas);

Cumplimiento de las reglas ETOPS (vuelo con un solo motor para motores de aviones bimotores) durante 330 min. (en lugar de 180 minutos para PD-14);

El consumo específico de combustible es entre un 10 y un 15% menor en comparación con el nivel de los motores de quinta generación.

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La creación de un motor que cumpla con estos requisitos es imposible sin el desarrollo de materiales y revestimientos protectores de nueva generación y soluciones técnicas y de diseño, sin la creación de nuevos procesos tecnológicos.

UEC-Perm Motors y UEC-Aviadvigatel han iniciado un proyecto para crear el primer motor de avión de alto empuje en Rusia, el PD-35. Según Sergey Popov, director general de UEC-Perm Motors, la serie PD-35 podría entrar en producción en 2028. El demostrador estará listo en 2023.

Está previsto instalar motores PD-35 en prometedores aviones de transporte pesado y de fuselaje ancho de larga distancia. El coste del proyecto es de 180 mil millones de rublos, de los cuales 60 mil millones de rublos. - costes de inversión y 120 mil millones de rublos. - Creación del propio motor.

El nuevo motor utilizará Nuevas tecnologías: materiales poliméricos compuestos en piezas y conjuntos de motores, tecnologías de aditivos para la fabricación de piezas de carrocería de gran tamaño y formas complejas, compuestos intermetálicos.

Ahora el proyecto se encuentra en la fase de investigación - UEC - Aviadvigatel ha realizado una compra a un único proveedor por 125,6 millones de rublos. para realizar trabajos de investigación y desarrollo relacionados con el motor PD-35. En particular, el contratista deberá realizar trabajos de preparación de conclusiones sobre borradores de diseños Unidades de motor demostrador de tecnología (DDT).

Los términos de referencia también contienen una cláusula sobre el desarrollo de tecnologías "críticas" necesarias para la creación de unidades y sistemas de DDT. Estamos hablando del desarrollo de un proyecto de resistencia para las aspas del ventilador, que estarán fabricadas en polímeros y materiales compuestos. Además, se desarrollarán un dispositivo frontal y un tubo de llama para la cámara de combustión del nuevo motor. Se formarán requisitos para el circuito estructural y de potencia del motor en términos de minimizar eventos críticos, así como se darán y aprobarán recomendaciones. términos de referencia para el desarrollo de tecnología de sistemas críticos Control automático PD-35 y un generador de gas de motor de demostración.

Según el periódico Kommersant-Perm, del protocolo de adquisiciones se desprende que único proveedor Se eligió la propia Aviadvigatel.

Hasta la fecha, los especialistas han determinado el diseño del motor, han colaborado entre empresas industriales y han determinado las direcciones técnicas para la creación de motores. Los desarrolladores también llevaron a cabo una serie de trabajos computacionales y experimentales, que confirmaron la posibilidad de implementar el proyecto.

Una de las tecnologías innovadoras más importantes del PD-35 es la creación, en cooperación con VIAM, de la primera pala de ventilador compuesta en la historia de la industria de la aviación rusa. Según los expertos, la creación del PD-35 requerirá una importante modernización. capacidad de producción. Los expertos también señalan que motor nuevo se convertirá en una locomotora no solo para United Engine Corporation, sino que también impulsará a toda la economía del país.

Director General de JSC UEC-Perm Motors Serguéi Popov: “PD-35 es un producto del que se puede decir que hoy solo se está trazando la primera línea central en la creación de este motor. En primer lugar, esta es la etapa de investigación y desarrollo: trabajo de investigación que determinará la apariencia del motor. En la etapa de investigación y desarrollo también se desarrollarán las tecnologías necesarias para crear este motor. Esta es una lista muy larga: materiales fundamentalmente nuevos que primero deben probarse en VIAM, CIAM, y solo después se debe tomar una decisión sobre su implementación en producción en masa. Motores de esta dimensión en la historia soviética, aviación rusa aún no han sido creados. Por lo tanto, será necesaria una importante modernización y reconstrucción de las instalaciones de producción no sólo de UEC-Perm Motors, sino también de otras empresas de UEC. Es necesario crear todo un complejo de pruebas para 2021-2022 aquí en el sitio de Perm.

Esto sucederá por etapas. En primer lugar, el diseñador creará primero el producto. En algún momento quedará claro: esta construcción nos conviene, "lancémosla en el hardware" y creemos un prototipo. Esto es alrededor de 2022. Y para entonces ya deberíamos tener una base de pruebas en la que sería posible probar estos prototipos. En primer lugar, es necesario comenzar probando el generador de gas: el corazón del motor, su parte caliente. Después de eso, asegurándonos de que se aplican los materiales y las soluciones técnicas adecuadas, pasaremos a la creación de un motor de demostración. El motor de demostración saldrá alrededor de 2023. Y para ello es necesario realizar una determinada serie de pruebas en los bancos de procesamiento nodal. Es necesario crear un banco de pruebas de compresores, un banco de pruebas de cámaras de combustión ... Este es todo un complejo que debe crearse antes de que el primer motor de demostración sea "lanzado al hierro".

Aunque el nivel de aplicación productos de software, el nivel de digitalización de la creación de motores hoy en día es completamente diferente, todavía requiere verificación en hardware. Los años principales simplemente van a esta prueba. Creo que el lanzamiento del PD-35 en la serie se producirá en algún momento de 2028. Diez años para crear un motor de este tipo es realmente el período durante el cual es necesario trabajar sistemáticamente, con diligencia, sin relajarse ni un minuto.

PD-35 son materiales nuevos, incluidos los compuestos, una amplia gama de aplicaciones y su mayor nivel en todas las características. La tarea consiste en utilizar componentes y tecnologías rusos. Estos productos deberían servir como locomotoras no sólo para la construcción de motores de aviones, sino también para toda la industria que colabora con nosotros. Por ejemplo, para los metalúrgicos que producen hierro, las fábricas que luego nos fabrican rodamientos a partir de este hierro. Resulta, producción industrial en el país en su conjunto se está moviendo hacia nuevo nivel. Lo mismo puede decirse de la industria de materiales compuestos. Una de las tendencias que apoyamos en cooperación con VIAM es la creación de una pala de ventilador de turbina compuesta por primera vez en la historia de la industria de la aviación rusa. Es probable que el primer modelo del PD-35 esté equipado con una hoja de acero, pero estamos seguros de que los diseñadores incluyen en este proyecto la posibilidad de producirlo con hojas compuestas. Además, será necesario desarrollar otras nuevas tecnologías, por ejemplo, pasar del uso de pernos a la soldadura rotacional. Puede parecer un cliché, pero el PD-35 realmente debería ser algún tipo de avance tecnológico que deba implementarse en estos 10 años.

Nikolai Andreev, director de infraestructura de UEC-Perm Motors:“Este es realmente un proyecto muy serio, por lo que todo el país trabajará en la creación de dicho motor: cientos de empresas y docenas de institutos científicos. Un motor de este tipo es necesario no sólo para el producto en sí, sino también para que no perdamos nuestro nivel de competencia en el campo de la ingeniería de diseño, en el campo de la tecnología, en el campo de los materiales, para desarrollarlos y multiplicarlos. Este proyecto es realmente como una gran locomotora que arrastrará a toda la economía del país. Al igual que el PD-14, este motor se creará en amplia cooperación con empresas de todo el país, incluida la UEC.

¿Cómo hacer un motor así? Debe entenderse que simplemente escalando los resultados obtenidos al crear el motor PD-14, obtendremos solo una parte de las características necesarias. Otras características sólo podemos ofrecerlas dominando tecnologías y materiales completamente nuevos. Debo decir que el trabajo de I+D es imposible sin inversiones serias en instalaciones de producción y pruebas. Es necesario dominar nuevas tecnologías críticas, la producción de nuevos materiales, crear piezas y conjuntos de una dimensión que aún no se ha creado en nuestra industria de construcción de motores. Esto requiere cierta inversión.

Nuestros grupos de trabajo están trabajando en una variedad de proyectos de inversión. En particular, destinado a desarrollar sistemas de información- Esta es una gran cantidad de cálculos que los diseñadores deben realizar. Esto requiere importantes inversiones en la base de cálculo aquí en el territorio de la UEC: Aviadvigatel. Gran inversión necesario para la preparación base de producción. Se trata de máquinas y equipos para la producción y montaje de piezas de gran tamaño.

Y, por supuesto, la preparación de una base de pruebas. Hoy en día no existe en el país una base de pruebas para el desarrollo y pruebas experimentales de motores de tales dimensiones y tal empuje. En nuestra estación de pruebas se construirá el banco de pruebas para la creación de este motor: habrá un centro logístico, un edificio para el montaje final y la preparación para las pruebas, así como una amplia gama de bancos de pruebas.

Debo decir que no todos los componentes del nuevo motor se pueden modelar matemáticamente. Aún tendremos que fabricar piezas y probarlas en determinadas instalaciones, obtener el resultado, sacarlo a relucir y probarlo de nuevo. Por lo tanto, la base de prueba debe crearse antes de crear el motor. Este condición necesaria. El diámetro del ventilador PD-35 es de 3,1 metros, el diámetro del sistema de propulsión ya se acerca a los 4 metros. Esto sugiere que es imposible transportar un motor tan ensamblado. Suponemos que lo transportaremos a la estación de pruebas en varios nodos. Para entonces ya estará construido el edificio de asamblea. Montaremos los motores, los probaremos, luego los desmontaremos y los enviaremos a las fábricas de aviones, donde se montarán de nuevo directamente debajo del ala del avión.

Aquí se construirán 8 bancos de pruebas: bancos de pruebas nodales para compresores de alta presión, un banco de pruebas para los compartimentos de la cámara de combustión y una cámara de combustión de tamaño completo, un banco de pruebas de vacío para piezas del rotor, un banco de pruebas cerrado para generadores de gas, dos bancos y una sala de preparación para probar un motor de tamaño completo. Y un stand abierto donde diferentes tipos pruebas: acústicas, lanzamiento de hielo, lanzamiento de pájaros, rotura de palas, etc. La tarea es comenzar a desarrollar la documentación de diseño y estimación este año. Los plazos de puesta en marcha son muy ajustados, por lo que disponemos de muy poco tiempo. Ya se está trabajando activamente en estos proyectos”.

En conclusión, sólo nos queda señalar algunos hechos. Hoy en día, United Engine Corporation emplea a más de 90.000 personas. El presupuesto total del proyecto para crear el motor PD-35 es de 180 mil millones de rublos, de los cuales 60 mil millones son costos de inversión y 120 mil millones son la creación del motor en sí, incluido el trabajo de diseñadores e institutos de investigación. En el proyecto PD-35 está previsto utilizar tecnologías tan prometedoras como:

- aplicación de compuesto materiales poliméricos en piezas y conjuntos de motores;
- producción de grandes góndolas de motores a partir de materiales compuestos con flujo laminar;
- fabricación de piezas de carrocería de gran tamaño y formas complejas mediante tecnologías aditivas;
- aplicación de nuevas aleaciones y compuestos intermetálicos resistentes al calor;
- creación de una cámara de combustión de bajas emisiones.