ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

АВИАЦИОННЫХ

В мире существует всего четыре государства, ДВИГАТЕЛЕЙ способных по полному циклу создавать совревариантов двигателей, производители стремятся менные авиационные двигатели: Россия, США, максимально вводить новшества и предлагать луч

Великобритания и Франция. И каждое из них шие варианты по более низким ценам. строго охраняет результаты исследований АМЕРИКАНСКИЕ И ЕВРОПЕЙСКИЕ и свои ноу-хау в двигателестроении. Например, ПРОИЗВОДИТЕЛИ

Франция производит горячие части двигателей Рынок авиационных двигателей в коммерче

SaM-146 только на своей территории. ском и военном сегментах значительно консолидирован, большинство акций принадлежит компаниям GeneralElectric, Pratt&Whitney (UnitedTe В последние годы авиаперевозки развиваются быстрыми темпами, что напрямую влияет на рынок авиационных двигателей. В настоящее время парк коммерческой авиастроительной техники насчитывает около 28 000 воздушных судов. Предполагается, что на мировом рынке в блиchnologiesCorporation), Rolls-RoyceHolding PLC и Safran SA. Большая часть продаж двигателей GeneralElectricCompany и Safran SA осуществляется через CFM International, совместное предприятие GE и Safran SA. Даже в то время, когда другие пытаются создавать более новые самолеты, такие жайшие годы этот прибыльный темп роста будет стимулировать как COMAC C91 9, GE продолжает производить стабильный спрос на авиационные двигатели. Кроме того, с увелидвигатели для этого типа. чением располагаемого дохода большая часть населения находит Совершенствование конструкций самолетов авиаперелеты доступным вариантом транспорта, который, в свою вряд ли замедлится в ближайшее время, а это очередь, движет рынком авиационных двигателей. означает, что производители двигателей должны

Поскольку рынок авиационных двигателей характеризуется усердно работать вдвойне, чтобы предоставить интенсивной конкуренцией, а многие самолеты имеют несколько авиакомпаниям лучшие варианты для новых самолетов и выиграть контракты на миллиарды.

В июне 2020 г. GE Aviation получила контракт на сумму 394 млн долларов от Агентства по оборонной логистике (DLA) на пос тавку двигателей J85 для ВВС и ВМС США. Работы будут выполняться на заводе GE Aviation в Линне, штат Массачусетс, и на всех участках цепочки поставок GE в США

Дженерал Электрик J85-GE-17A — турбореактивный двигатель Cutaway. Тип: турбореактивный, одновальный. Тяга: 12 680 Н (2850 фунтов) при 16 500 об/мин. Компрессор: осевой 8-с тупенчатый. Камера сгорания: кольцевая. Турбина 2-ступенчатая осевая. Вес: 181 кг (398 фунтов)

Увереннос ть, заложенная в конструкцию двигателя GP7200, проистекает из исторического сотрудничества двух отраслевых гигантов — General Electric Co. (NYSE: GE) и Pratt & Whitney из United Technologies Corp. (NYSE: UTX). В конструкции двигателя используются технологии, отработанные двумя компаниями, имеющими почти двухвековой опыт, а надежность подтверждается более чем 72 миллионами часов работы

Двигатели GE можно найти на каждом популярном на сегодняшний день коммерческом самолете, за исключением A350 (пока). Это означает, что двигатели GE можно найти на 777, 747, 787, 737, A320, A330, A340 и A380 (используются двигатели совместного предприятия).

С момента ввода в эксплуатацию в 1959 г. двигатель J85 надежно работал на военных самолетах, включая T-38, F-5, T-2C и A-37B, отработав более 75 миллионов часов. При этом было произведено более 13 000 двигателей, а J85 работает в 28 странах.

Т-38 с двигателем J85 является основным учебным самолетом ВВС США. Одновальный турбореактивный двигатель с осевым потоком, с 8-ступенчатой компрессорной секцией и 2-ступенчатой турбиной обеспечивает T-38A максимальную скорость 1,3 Маха.

В 2001 г. ВВС США заключили контракт на 601 млн. долл. США на комплекты оборудования для модернизации 1 202 двигателей J85 для Т-38. Модернизированный комплект представляет собой переработанный узел ротора и статора компрессора,

Д вигатель GE F110, используется на самолетах F-15 и F-16

а также новый вкладыш форсажной камеры. Ожидается, что Т-38 с двигателем J85 будет оставаться в эксплуатации до 2040 г. и позднее.

PRATT & WHITNEY

Второе место занимает Pratt & Whitney, которому принадлежит 26 % рынка двигателей. Двигатели P & W можно найти на самолетах A220, A320, A330, 747-400, 767 и Embraer E-jet. В последние годы

Самолет с двигателем Trent (Airbus A330). Источник: домашняя страница Airbus

Rolls-Royce является эксклюзивным поставщиком двигателей A350. Фото: Том Бун / SimpleFlying

Двигатель Trent XWB представляет собой турбовентиляторный двигатель, Rolls-Royce стремится подчеркнуть, что Trent XWB, который установлен устанавливаемый на Airbus A350 XWB. Его эксплуатируют авиакомпании на Airbus A350 XWB, экономичен, а также надежен. Очевидно, по всему миру, такие как QatarAirways, SingaporeAirlines и Lufthansa. что он расходует на 15 % меньше топлива по сравнению Предоставлено Rolls-Royce с оригинальным двигателем Trent. Кроме того, он тихий даже на режиме взлета, когда каждая из 68 турбинных лопаток высокого производитель видел, что его узкопрофильные авиационные двигатели пользуются популярностью, и сосредотодавления выр абатывает 800 л. с. и в общей сложности они выдают 50 000 л. с. Предоставлено Rolls-Royce чился именно на их производстве. от его автомобильного бизнеса. P & W ранее сотрудничал с GE для GP7000, причем большинНесмотря на то, что Rolls-Royce не может ство двигателей Emirates A380 были их производства. Они также лидировать на рынке, он пользуется большой сотрудничают с Японской корпорацией авиационных двигателей популярностью среди брендов, популяризируеи MTU AeroEnginesс целью создания международных авиационмых автомобильным бизнесом. Rolls-Royce проных двигателей. Группа выпустила IAE V2500, который можно найти изводит мощные двигатели, а A350 использует на более ранней версии A320 и недавно вышедшем на пенсию исключительно двигатели Trent XWB. Его разра

McDonnellDouglas MD-90 . ботки нацелены на рынок, который отличается Самый последний двигатель Pratt&Whitney был для семейства от рынка двигателей других производителей.

A220, являясь при этом эксклюзивным поставщиком для данного Двигатели Rolls-Royce используют назвасамолета. В последние годы производитель столкнулся с некотоние Trent для каждого двигателя, причем Trent рыми проблемами: на его популярном PW1000G (установленном XWB работает на A350, а Trent 1000 — на 787. на A320 и A220) возникли проблемы, связанные с отказом двигаОднако Rolls-Royce также столкнулся с проблетеля. Это заставило производителя заменить многие двигатели, мами из-за некоторых типов двигателей Trent что привело к значительным финансовым затратам. 1000, которые требуют замены на самолетах

Тем не менее P & W остается доминирующим игроком на рынке по всему миру. двигателей, особенно с учетом будущего сосредоточения на узкоRolls-Royce, как ожидается, станет главным профильных самолетах. хитом в ближайшие годы, поскольку рынок широкофюзеляжных самолетов расширяется и все больше двигателей на самолетах требуют

ROLLS-ROYCE замены.

Британский Rolls-Royce стоит на третьем месте в этом списке, Royce собирает свои авиационные двигатели занимая около 18 % доли рынка двигателей, изготавливая двигана жестко контролируемых производствентели исключительно для широкофюзеляжных самолетов A330, A340, ных линиях, соответствующих строгим стандар

A350, A380, 777 и 787. там авиационной моторной промышленности.

Rolls-Royce существует уже более столетия, при этом его бизнес Затем эти двигатели поставляются производитепо производству авиационных двигателей является независимым лям самолетов, таким как Boeing и Airbus. На своем заводе в Дерби в Англии Rolls

Более 1 800 двигателей Trent XWB эксплуатируются и заказано их Двигатель состоит из восьми ключевых модулей. Когда двигатель готов изготовление для самолетов по всему миру. При этом ставится задача: к работе, он разбирается на части, разделяется пополам с помощью производить их быстро и качественно по самым высоким стандартам, гидравлической машины и перевозится на грузовиках, обычно в штабгарантируя безопасность в эксплуатации. Предоставлено RollsRoyce квартиру Airbus в Тулузе во Франции, готовый стать частью Airbus A350 XWB. Каждый двигатель пройдет около 3 000 часов налета, прежде чем

РОССИЙСКИЙ ПРОРЫВ его нужно будет обслуживать. Предоставлено RollsRoyce

В АВИАДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИИ потока преобразуется в механическую энергию вращения. Одна

Россия готовится к серийному производству лопатка, а их в каждой ступени авиационной турбины насчитыва

МС-21 — самолета нового поколения, который ется около 70, развивает мощность, равную мощности двигателя объединяет в себе передовую аэродинамику, совавтомобиля «Формулы-1», а при частоте вращения порядка 12 000 ременную силовую установку и продвинутые сисоборотов в минуту на нее действует центробежная сила, равная 18 темы управления, а также новые решения для комтоннам, что равняется нагрузке на подвеску двухэтажного лондонфорта пассажиров. ского автобуса.

Вместе с такими перспективными моделями Но и это еще не все: температура газа, с которым соприкасается отечественного и совместного производства, лопатка, почти равна половине температуры на поверхности Солкак Ил-114, SSJ100 и CR929, самолет МС-21 обеспенца. Эта величина на 200 °C превышает температуру плавления чит полноценное присутствие российского авиаметалла, из которого изготавливается лопатка. Представьте себе прома на мировом рынке гражданских лайнеров. такую задачу: требуется не дать растаять кубику льда в печи, нагре

По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от той до 200 °C. Конструкторы решают проблему охлаждения лопатки 5 до 10 % мирового рынка в своем сегменте. с помощью внутренних воздушных каналов и специальных покрытий.

Но изготовить современный двигатель, отвеНеудивительно, что одна лопатка стоит в восемь раз дороже серечающий высоким требованиям, очень непробра. Для создания только этой небольшой детали, которая помещасто. Его разработка — более длительный процесс, ется в ладони, необходимо разработать более десятка сложнейших чем разработка самого самолета. Его создание — технологий. И каждая из этих технологий оберегается как важнейшая чрезвычайно трудоемкая задача, требующая пригосударственная тайна. влечения значительного количества кадровых, При создании двигателя применяются новые российские сплавы производственных и финансовых ресурсов. Такой титана и никеля. Конструкция мотогондолы на 65 % состоит из отесложный силовой агрегат зачастую создается чественных полимерных композитов, благодаря чему достигается дольше своего носителя. необходимый уровень шумоизоляции и снижается масса двигателя.

В наиболее трудных условиях работает его турК преимуществам ПД-14 относят экономичность его работы бина. Ее важнейший элемент — лопатка, с помои экологичность и меньшие затраты на обслуживание. Предпощью которой кинетическая энергия газового лагается, что эксплуатационные расходы двигателя будут ниже

Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является именно собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. В России такое производство есть. А в декабре 2019 г. на базе рыбинского предприятия «ОДК-Сатурн» открылся крупнейший в России центр по изготовлению лопаток турбин с годовой мощностью в 2 000 комплектов Разработка двигателя велись параллельно с созданием самолета. Недавно первые ПД-14 были переданы компании «Иркут» для установки на МС-21-300

различные вариации планируется устанавливать на модификации МС-21, а на образце с уменьшенной тягой ПД-8 смогут летать SukhoiSuperjet 100, Sukhoi Superjet 75, Ан-148, Ту-334, Бе-200.

По информации «Ростеха», на более крупные отечественные гражданские самолеты — Ил-96 и Ту-204 — можно будет монтировать мотор ПД-18 тягой 18–20 тонн.

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.

Самым мощным представителем семейства отечественных двигателей должна стать модель ПД-35 тягой около 35 тонн, которая создается на базе газогенератора ПД-14 для грандиозного российско-китайского проекта CR929. Это дальнемагистральный самолет, который совместно разрабатывают Россия и китайская компания COMAC (Шанхай).

Первые поставки этого лайнера могут начаться в 2025–2027 гг. Однако в «Ростехе» отмечают, что к этому моменту ПД-35 вряд ли будет полностью готов. Скорее всего, российский двигатель собственную гражданскую авиацию и наращивать экспортные поставки авиатехники.

РОССИЙСКИЕ ДВИГАТЕЛИ ДЛЯ БОЕВЫХ САМОЛЕТОВ

Технология изготовления двигателей уникальна. Несмотря на предпринимаемые усилия, Китай производить современные авиадвигатели пока не может. Китайским ученым удалось быстро скопировать российский истребитель Су-27, однако скопировать его двигатель АЛ31Ф им до сих пор не удается, поэтому Китай по прежнему вынужден закупать этот уже давно не самый современный авиадвигатель в России. Именно поэтому технологии разработки авиационных двигателей оберегаются как важнейшая государственная тайна.

ПД-14 разрабатывался на основе проверенных временем конструкторских решений с применением современных технологий. При этом ставилось Новейший двигатель АЛ-41Ф-1 отличают способность обеспечивать сверхзвуковую скорость условие использовать только отечественные материалы. Конструкторами было без использования форсажа, а также полностью разработано и внедрено 16 ключевых технологий, например, лопатки турбины цифровая система его управления. Первый испыиз легчайшего интерметаллида титана или продвинутая система охлаждения, тательный полет двигателя «второго этапа» состопозволяющая турбине работать при высокой температуре до 2000 К (1726,85 °C) ялся еще в декабре 2017 г. на самолете Су-57. на 14-17 %, чем у существующих аналогов, а стоимость жизненного по сравнению с предшественниками: повышенная цикла окажется меньше на 15–20 %. тяга; снижение заметности; плазменная бескисло

Базовый ПД-14 не использует редуктор в приводе вентилятора, родная система розжига основной и форсажной а также не применяет регулируемое сопло внешнего контура, у него камер сгорания; принципиально новая электронниже температура газа перед турбиной, что упрощает достижение ная система автоматического управления (САУ) показателей надежности и ресурса. Поэтому двигатель ПД-14 дешевле двигателем на основе электронного цифрового и, по предварительным оценкам, потребует меньших затрат на техрегулятора с полной ответственностью, интегриническое обслуживание и ремонт. Кстати, в условиях падения цен рованная с системой управления объектом, обесна нефть именно более низкие эксплуатационные расходы, а не экопечивающая управление, контроль и автоматиномичность, становятся схемообразующим фактором и главным конзированное диагностирование двигателя и его курентным преимуществом авиадвигателя. основных элементов. Отличительная черта — мно

ПД-14 — это первый двигатель в будущем семействе, разрабогократное резервирование систем управления танный для авиалайнера МС-21-300. На основе технологических двигателем, позволяющее сохранять работоспорешений, реализованных в ПД-14, российские предприятия пласобность после воздействия различных поражанируют создать целое семейство авиационных двигателей. Его ющих факторов.

Основные преимущества двигателя АЛ-41Ф-1 будет монтироваться на более поздние серийные образцы CR929, так как опытно-конструкторские работы по агрегату должны завершиться в 2027 г. Таким образом, с развитием семейства двигателей типа ПД-14 Двигатель АЛ-41Ф-1 поколения «5-» для силовой установки ПАК ФА Су-57 — это первый отечественный двигатель для самолетов фронтовой авиации, обладающий свойствами малозаметности и оснащенный системой автоматического управления на Россия получит возможность, не опасаясь западных санкций, российск ой компонентной базе. В ходе испытаний подтверждены поступательно развивать высокотехнологичный сектор экономики, высокие требования, предъявляемые к двигателям боевой авиации