Взлёт, 2016 № 04 (136)
Шрифт:
Среди критических технологий, которые, по нашему мнению, предстоит реализовать для создания конкурентоспособных двигателей такого класса, — создание вентилятора из легких полимерных композиционных материалов с ультранизкой окружной скоростью его вращения (это позволит снизить массу вентилятора на 30% по сравнению с технологией полых титановых лопаток, применяемых на ПД-14 и заметно уменьшить уровень шума), новых малоэмиссионных камер сгорания, высокоэффективных турбин. Увеличение максимальной суммарной степени повышения давления в компрессорах примерно до 60 позволит снизить удельный расход топлива. Создание высокоэффективного и надежного редуктора, передающего мощность до 50—60 МВт при КПД не менее 99%, обеспечит сокращение числа ступеней турбины вдвое и снижение шума двигателя на 6—8 EPN dB.
Все это потребует выполнения широкого фронта научно-исследовательских работ в рамках государственной программы «Развитие авиационной промышленности на 2013—2025 гг.». Доведение новых технологий до 6-го уровня технологической готовности с созданием и испытаниями в термобарокамере высотного стенда экспериментального универсального газогенератора и демонстрационных двигателей потребует модернизации и создания новых стендов для экспериментальных исследований и испытаний двигателей, их узлов и систем, включая новую летающую лабораторию (например, на базе Ан-124).
Какой в целом видится в ЦИАМ линейка отечественных авиационных двигателей гражданского назначения на среднесрочную перспективу? Есть ли уже понимание, как дальше должны развиваться двигатели для пассажирской и транспортной авиации, для вертолетов?
Сегодня в ЦИАМ, на основании принятой системы уровней технологической готовности, сформирована долгосрочная программа создания научно-технического задела по двигателям различных классов и назначений. Мы считаем, что примерно к 2020 г. до 6-го уровня готовности технологий должны быть доведены усовершенствованные варианты ПД-14 (для МС-21) и ТВ7-117 (для региональных самолетов). За следующую пятилетку, к 2025 г., такого уровня готовности должны достичь проекты нового ТРДД тягой 22 тс (для транспортных самолетов), создаваемый на базе ПД-14 двигатель ПД-10 (для самолетов типа SSJ100), а также новый ТРДД тягой 5 тс (для региональных самолетов). Примерно к 2030 г. до 6-го уровня готовности технологий можно будет довести программу нового ТРДД тягой 35 тс для дальнемагистральных самолетов, а также перспективные силовые установки для магистральных самолетов — ТРДД со сложными циклами, распределенную силовую установку (один газогенератор, приводящий во вращение несколько вентиляторов) и гибридный ГТД, а также двигатель изменяемого цикла для сверхзвуковых пассажирских самолетов.
В части вертолетных силовых установок мы ожидаем, что примерно к 2020 г. может быть готов усовершенствованный (на базе ВК-2500), а к 2025 г. — и принципиально новый (ПДВ) турбовальный двигатель в классе мощности 2500 л.с. Тогда же, к середине следующего десятилетия, возможна реализация проекта турбовального двигателя ПД-12В в классе мощности 10 тыс. л.с. Для легких самолетов и беспилотных летательных аппаратов к 2020 г. может быть создан дизельный двигатель в классе мощности 500 л.с. и небольшой поршневой двигатель на 50—150 л.с. соответственно, а к 2025 г. — турбокомпаундный поршневой двигатель в классе мощности 500 л.с. для самолетов местных воздушных линий и легкий ГТД в классе мощности 350 л.с. для БЛА. Примерно к 2025 г. ожидаем готовности новой вспомогательной силовой установки мощностью 500—700 кВт, а к 2030 г. — инновационной ВСУ на топливных элементах мощностью 20—100 кВт.
За счет повышения параметров цикла, совершенствования узлов и внедрения новых материалов (в первую очередь, композиционных) двигатели для гражданской и транспортной авиации к 2020 г. должны стать на 5% экономичней на крейсерском режиме и на 40—50% экологичней по эмиссии окислов азота относительно уровня, достигнутого сейчас на ПД-14. К 2025 г. экономичность и экологичность должны повыситься на 10
Снижение удельного расхода топлива вертолетных двигателей, относительно показателей сегодняшнего ВК-2500, к 2020 г. оцениваем в 5%, к 2025 г. — в 7%, к 2030 г — в 10%. Это будет достигаться за счет повышения параметров цикла, применения пылезащитных устройств с высокой степенью очистки, высокооборотных осевых и центробежных компрессоров, многотопливной малоэмиссионной компактной камеры сгорания, высокооборотной высоконагруженной одноступенчатой турбины компрессора, свободной турбины с противоположным вращением ротора, электроприводной САУ типа FADEC, совмещенной с системой диагностики, новых материалов, типов уплотнений и подшипников.
Таков наш прогноз развития технологий авиационного двигателестроения на ближайшие 10—15 лет. Надеюсь, что большой опыт, который был накоплен за восемь с половиной десятилетий работы ЦИАМ, наш научный потенциал и эффективное сотрудничество с отраслевыми предприятиями-разработчиками и серийными заводами позволят воплотить наши прогнозы в реальные проекты авиационных двигателей для отечественных самолетов и вертолетов.
«Русполимет» завершает модернизацию производства
Находящееся в г. Кулебаки Нижегородской области ОАО «Русполимет», сочетающее в себе металлургическое и металлообрабатывающее производства и являющееся ведущим отечественным поставщиком слитков, поковок и сложнопрофилированных колец для авиационного двигателестроения, энергетического и общего машиностроения, в этом году отмечает 150-летие. За полтора века своей истории предприятие зарекомендовало себя как производитель различных сталей, сплавов на основе никеля, титана, меди и алюминия. Сложнейшая технология выплавки специальных сталей и сплавов, уникальные технологии штамповки на мощнейших прессах, точная прокатка, специальная термообработка, обеспечение полного комплекса испытаний и контроля всеми современными способами - все это стало возможным благодаря модернизации кольцепрокатного и электрометаллургического производств «Русполимета», осуществляемого в последние годы. Накануне юбилея на «Русполимете» введен в строй новый, не имеющий аналогов в стране ковочный пресс усилием 35 МН (3500 тс), что открывает предприятию возможности для освоения новых видов продукции.
Первое горячее апробирование уникального 3500-тонного пресса состоялось 22 марта этого года. Он предназначен для обработки слитков из жаропрочных, высоко- и низколегированных, титановых и углеродистых марок сталей и сплавов диаметром до 1500 мм и массой до 12 т. В единой технологической цепочке нового ковочного модуля вместе с прессом работают нагревательные и термические газовые печи. Честь нажать символическую кнопку, дающую старт работе нового ковочного модуля, выпала семейной династии кузнецов — отцу и сыну Сергею и Константину Шиковым, после чего на новом прессе был откован первый слиток массой 5 т.
Реализация проекта по увеличению ковочных мощностей «Русполимета» заняла два года. По словам председателя совета директоров ОАО «Русполимет» Виктора Клочая, создание второго ковочного участка — один из заключительных этапов комплексной модернизации и технического перевооружения предприятия, начатых в 2006 г. Объем средств, израсходованных на инвестиционную программу, составил порядка 8 млрд руб. Стратегия развития предприятия рассчитана на 2006—2016 гг. и направлена на повышение экономической эффективности его деятельности, освоение новых рынков сбыта, увеличение экспортных продаж. Целью проекта по увеличению ковочных мощностей является освоение новых видов продукции, в т.ч. с целью импортозамещения и существенного расширения номенклатуры выпускаемых слитков и поковок, кольцевых заготовок для авиационного двигателестроения, энергетического и общего машиностроения.