Какие двигатели ставят на суперджет 100
Перейти к содержимому

Какие двигатели ставят на суперджет 100

  • автор:

Все 150 Superjet 100 в итоге выведут из эксплуатации? Этим самолётам не положены двигатели ПД-8

Как пишет издание «Ведомости», российские самолёты Sukhoi Superjet 100 (SSJ100), которые уже эксплуатируются, не получат двигателей ПД-8.

Все 150 Superjet 100 в итоге выведут из эксплуатации? Этим самолётам не положены двигатели ПД-8

У нас с 2024 года должен появиться SSJ New, он предполагает использование двигателей ПД-8. Мы изначально не закладывали бюджетные ресурсы на то, чтобы проводить конструкторские работы и сертификацию этих двигателей на старый «Суперджет».

Вице-премьер, министр промышленности и торговли Денис Мантуров

Напомним, SSJ New представляет собой версию SSJ100 с максимальным уровнем локализации. В частности, с российскими двигателями.

Судя по всему, постепенно старые самолёты будут выводиться из эксплуатации. В числе прочего их могут использовать для получения запчастей. Правда, есть вариант использовать бывшие в употреблении двигатели, но неясно, сколько самолётов можно переоборудовать таким образом. На данный момент в России эксплуатируется около 150 единиц SSJ100.

Двигатель ПД-8 для SSJ 100. Как здоровье мальчика?

26 декабря 2022 года прошла громкая новость о начале летных испытаний двигателя ПД-8 в составе летающей лаборатории Ил-76ЛЛ.

Внимательные комментаторы авиационных телеграм-каналов обратили внимание на странное обстоятельство.

А именно — нет никаких видимых отличий мотогондолы, подвешенной к крылу Ил-76ЛЛ, от мотогондолы SaM146.

Это очень странно.

Напомню, сейчас SSJ 100 летают на двигателях SaM146 совместного производства Safran и ОДК «Сатурн».

Французы производили и обслуживали «горячую часть» двигателя — газогенератор в составе компрессора высокого давления, камеру сгорания и турбину высокого давления. ОДК отвечает за «холодную часть» — вентилятор и турбину низкого давления.

В конце октября ОДК рапортовало, что ВАСО (Воронеж) изготовили и отгрузили первый комплект мотогондолы. Но никаких фотографий не появилось. Никто из читателей не сообщал, что ему удалось где-то увидеть фотографии новой мотогондолы.

Вероятность, что в мотогондолу SaM146 удачно вписался ПД-8 … невелика. Двигатель-то совсем другой.

Что же это было? Большой вопрос.

Чтобы два раза не публиковать, поговорим заодно о будущем SSJ 100.

По заявлению Дениса Мантурова, сделанному в декабре, двигатели на уже построенных отечественных самолётах Sukhoi Superjet 100 заменять на российские ПД-8 не планируют.

Давайте разберемся, сколько отмерено жизни двигателям SaM146.

До 2017 года SaM146 страдал от детских болезней горячей части. Вместо заявленных Safran 7500-8000 часов, в реальной эксплуатации двигатель требовал ремонта уже через 2000-4000 часов.

Проблемы камеры сгорания были идентифицированы и пофикшены французами к 2017 году, к 2020 году все эксплуатируемые двигатели вроде как получили новую камеру сгорания.

Вторая причина досрочных ремонтов связана с масляными коллекторами. В той же статье, со ссылкой на закрытую презентацию, утверждается, что в 2019 году была решена и эта проблема.

Надо заметить, что один из комментаторов статьи утверждал в 2021 году, что в его авиакомпании практически нет беспроблемных SaM146, а трещины в масляных коллекторах по-прежнему являются нерешенной проблемой.

Тем не менее, SaM146 достаточно надежны и еще полетают, если проблема с топливными фильтрами их не доконает: )

Вчера в авиационных телеграм-каналах оживленно обсуждали проблемы с топливными фильтрами для российских самолетов SuperJet 100.

8000 часов — это много или мало?

При среднем суточном налете 7,5 часов это дает 1000 дней.

Почти три года, неплохо. Какой-то запас комплектующих по горячей части хранился на территории России и будет использован, несмотря на то, что принадлежит французам.

Кто будет заниматься капитальным ремонтом горячей части? Что-то ОДК сумело освоить, но критические, ключевые компетенции французы не передавали и не собирались передавать.

Что будет дальше, в 2025 году и позднее?

В публикациях звучала идея, что по мере исчерпания ресурса SaM146 будет производиться ремоторизация SSJ100 под ПД-8.

Это отнюдь не просто, но принципиально возможно.

Фишка в том, что этот вариант не был утвержден правительством.

На двести ранее произведенных SSJ 100 потребуется четыреста двигателей ПД-8.

Программа развития авиаотрасли до 2030 года, утвержденная правительством летом 2022 года, предусматривает серийное производство 44 штук ПД-8 начиная с 2024 года по 2030 год.

Одновременно планируется ежегодное производство 20 штук SSJ-NEW.

Нетрудно заметить, что на ремоторизацию старых SSJ планы не ориентированы.

Я воздержусь от обсуждения реальности планов по производству 20 штук SSJ-NEW в 2024 или 2025 году, или реальности серийного производства ПД-8 уже в 2024 году.

Специалисты предпочитают говорить об огромном количестве задач, которые необходимо решить для того, чтобы серийное производство SSJ-NEW и ПД-8 вообще стало возможным. Тут речь даже не про количество, будь то 10 или 20 бортов.

Будьте уверены, ПД-8 тоже содержит импортные компоненты.

Как видите, никто не строит долгосрочных планов. Пару лет продержаться, а там видно будет.

"Не взлетим, так поплаваем. "

ну да, не было ни одного самолета, который не приземлился)

А с чего бы их мотогондолы должны видимо отличаться, если ПД-8 делается на замену SaM146 и со сходными характеристиками?

Холодная часть у них одинаковая, а именно она и определяет диаметр мотогондолы.

А насчет реальности планов, недавно писали, что уже на 12-15 месяцев обгоняют график.

С опережением графика примерно на двенадцать-пятнадцать месяцев в первой декаде 2023 года пара летных образцов отправится из Перми в Комсомольск-на-Амуре для монтажа под крылья «Суперджетов» серии NEW. Сертификат соответствия ждут к лету, а окончательное одобрение для полетов – в декабре 2023 года. Учитывая, что работы над ПД-8 начались в 2019 году, это удивительно оперативные сроки даже по общемировым меркам. Остаётся только надеяться, что планируемый сдвиг сроков влево не останется на бумаге.

Как собирают двигатели для Sukhoi Superjet 100

Рыбинск – город небольшой, интимный, меньше двухсот тысяч жителей, незнакомцы часто ведут себя по-свойски. Зато после заводской проходной всё строго – паспорта сданы, курить нельзя, охранники пропускают не вдруг. Но строгость здесь непривычная – не военная и даже не как на опасных предприятиях, хотя и гособоронзаказ здесь выполняется, и горячий металл льётся в литейном цехе. Может быть, сказывается многолетнее общение с французскими партнерами из компании SAFRAN. У себя под Парижем они собирают горячую часть двигателя SaM146 для российского среднемагистрального лайнера Sukhoi Superjet 100 и отправляют её в Рыбинск для объединения с холодной частью российского производства. В Рыбинске проходит и окончательная сборка двигателя.

Здесь, в Рыбинске, на «Сатурне» делают десятки газотурбинных двигателей, авиационных, морских и наземных, гражданских и военных. Не пытаясь объять необъятное, мы собирались заглянуть только в цеха, где производят детали для SaM146, собирают и испытывают готовый двигатель. Но жизнь, как всегда, оказалась удивительнее и разнообразнее любых планов, поэтому мы попали и туда, где из металлических порошков под лучами лазеров вырастают «бионические» детали современных и будущих двигателей.

Матчасть

Холодная часть турбовентиляторного двигателя – это вентилятор, компрессор и турбина низкого давления. Почти всё делается из металла, поэтому на огромной территории «Сатурна» разместились десятки цехов металлообработки всевозможных видов. Болты и гайки по старинке вытачивают на холодную, а вот самую высокотехнологичную деталь двигателя – лопатку турбины – льют очень хитрым способом.

Восковые отливки прессуют в металлических формах, дорабатывают вручную и передают «в руки» роботов. Точнее, в одну роборуку, которая берёт восковую форму, расчитанными движениями окунает её в белую суспензию и пару раз поворачивает, давая жидкости стечь. Даже самый опытный мастер не способен на такую точность, а робот каждый раз делает всё так же, как в предыдущий, и суспензия всегда ложится на воск слоем нужной толщины.

Застывая, суспензия превращается в жаропрочную керамическую форму, а затем воск вытапливается. В один из концов заготовки закладывается специально выращенный кристалл-дендрит — и вот запаянная с одного конца форма готова к литью.

Лопатки турбины ГТД работают под динамической нагрузкой, при постоянных перепадах давления, поэтому требования к прочности огромны: деталь размером с ладонь должна выдерживать до 20 тонн (на неё, например, можно поставить гружёную фуру) и не должна плавиться в горячей газовоздушной смеси, входящей в турбину низкого давления. Казалось бы, для этого нужно подобрать самый жаропрочный сплав. Но это необязательно: благодаря специфической конструкции лопатки турбины низкого давления SaM146 могут работать в среде, имеющей температуру на 200-250 градусов выше температуры плавления сплава, из которого они отлиты. Как – мы объясним чуть позже.

Секреты прочности

Два главных требования к лопаткам – прочность и жаропрочность. Прочность достигается за счёт литья методом направленной кристаллизации: отвод тепла из расплавленного металла, залитого в форму, начинается через кристалл-дендрит, который задаёт кристаллическую структуру всей детали в виде параллельных цепочек макрозёрен. Цепочки работают по известному «закону веника»: сломать одну относительно легко, а «пучок» – очень сложно. Нити вытянуты вдоль детали так, чтобы самая сильная нагрузка во время работы турбины ложилась вдоль пучка. Отлитая из того же никелевого сплава, но без направленной кристаллизации лопатка была бы куда менее прочной.

Секрет жаропрочности открывается, когда нам показывают перо лопатки в разрезе: оно не монолитное, а почти полое. В пустоты попадает условно холодный воздух — «всего» 400-450 градусов, а геометрия отверстий создаёт вокруг лопатки воздушную «шубу», сквозь которую до металла лопатки никогда не доходит горячий газ из камеры сгорания. Такой способ охлаждения называется конвективным: это — стандарт для современных моделей турбовентиляторных двигателей.

После застывания металла лопатки вынимают из формы – и они почти готовы: точность литья такая, что доработка требуется только по профилям деталей и в местах будущих соединений. Станки с ЧПУ в цеху обработки сами меняют инструмент, пока не закончат цикл обработки. За прозрачными дверцами станков абразивной шлифовки вращаются валики из абразивных материалов и брызжет охлаждающая жидкость, а на станках электрохимической обработки манипулятор водит электродом по профилю лопатки, снимая слой металла толщиной в сотые доли миллиметра.

Здесь же обрабатывают валы турбин – шлифуют их изнутри и наносят напыление с наночастицами металлов, чтобы вал стал прочнее. Заготовки валов на «Сатурне» не делают; их получают от других поставщиков. «Это вопрос специализации, — объясняет наш сопровождающий, — мы доверяем то, что не умеем делать сами, тем, кто в этом профи». Без разделения труда двигателей SaM146 вообще не было бы: для их создания объединилось около 300 производителей со всего мира. Редкая страна берётся собирать такие сложные и наукоёмкие вещи, как авиадвигатели, в одиночку.

Давайте посчитаем

Во второй раз разговор о специализации заходит во время посещения суперкомпьютера АЛ-100 – уже третьей машины в истории предприятия. На вопрос о том, пишутся ли разработчиками «Сатурна» собственные программы для расчёта деталей, инженеры улыбаются: «Наша задача – делать двигатели, а математику мы доверяем математикам».

Гигант на 2808 ядрах, занимающий целую комнату, может хранить 14,5 ТБ данных и выполняет до 114,5 триллионов операций в секунду. Здесь постоянно что-то считают: новые двигатели на заводе проектируются постоянно, да и со старыми идёт работа – расчётчики ищут, способы сделать детали легче, прочнее или дешевле в изготовлении.

Сейчас суперкомпьютер и системы конечно-элементного анализа (на «Сатурне» пользуются американским ANSYS) позволяют моделировать процессы, происходящие в двигателе, настолько точно, что результаты виртуальных испытаний строгие чиновники от авиации засчитывают как результаты натурных. Чтобы понять, насколько далеко шагнул прогресс, можно вспомнить, как рассчитывали ГТД в доцифровую эпоху. Инженер-расчётчик делится воспоминаниями своего отца, работавшего над проектом двигателя Ту-104:

В комнате сидело человек двадцать расчётчиков, разделенных на две группы, которые выполняли одни и те же вычисления, сверяясь в контрольных точках. Если результаты расходились, всё пересчитывали заново.

На компьютере моделируется всё – от самой маленькой детали до всего двигателя. Создаются математические модели турбулентных газовых потоков разной температуры, теплообмена между средой и деталями двигателя. Вместо того, чтобы ломать десятки опытных двигателей, которые стоят сотни миллионов в любой валюте, поведение двигателя при повреждении лопатки или попадании в турбину птицы рассчитывают виртуально. И только когда оптимальный дизайн всех элементов конструкции найден, проводятся натурные испытания, чтобы сравнить их результаты с расчётными данными. «Когда проектировали двигатель Ту-144, сделали 48 тестовых моделей, которые после испытаний, конечно, никуда не годились – и это при том, что потом с завода сошло не больше 50 двигателей», — вспоминает инженер. Сейчас от таких издержек спасают виртуальные модели.

Но каждый новый двигатель, выходящий из сборочного цеха всё-таки отправляется на испытания. В испытательном цехе каждую новую машину подвешивают к пилону – сложно устроенной системе, имитирующей подвеску самолёта.

Испытательный цех

При испытаниях на стенде самое главное – точно воспроизвести условия, в которых двигатель работает на настоящем самолёте. Только вот проблема: как только двигатель даёт тягу, самолёт начинает двигаться, и динамика воздушных потоков меняется. Давать двигателю летать по испытательному цеху – задача невозможная, поэтому на время испытаний на вентилятор надевают лемнискату — большую пластиковую насадку, геометрия которой моделирует поток воздуха, поступающий на вентилятор, так, чтобы уподобить его потоку, который поступает на вентилятор движущегося самолёта.

Расходомер измеряет количество воздуха, выходящего из двигателя. С помощью этих цифр оценивают показатель, который из-под крыла измерить нельзя, – силу тяги. Датчики, прикреплённые к пилону, оценивают все остальные параметры.

После успешных испытаний двигатель готов к отправке в Комсомольск-на Амуре, где собирают Sukhoi SuperJet 100. Оттуда самолёт отправляется в Ульяновск и Жуковский или Венецию, где заканчивается оборудование и отделка салона и проходят испытания, а оттуда «Сухие» разлетаются к заказчикам по всему миру.

Первый Sukhoi SuperJet-100 собрали в Комсомольске-на-Амуре ещё в 2007 году, но доработка проекта продолжается по сей день. Чтобы поток заказов на самолёты не иссякал, производителю приходится постоянно модернизировать и проект, и производственную цепочку – рынок выдвигает свои требования и к качеству, и к цене, и эти требования с каждым годом становятся только жестче. Пока у «Сатурна» получается им соответствовать — финансы в порядке, заказы есть.

Но инженеры «Сатурна» постоянно работают над тем, как сделать SaM146 и другие свои двигатели легче, ведь чем меньше масса авиационного двигателя, тем больше, дольше и дальше летает самолёт. И вот здесь-то начинается самое интересное.

Аддитивная футурология

В Центре аддитивных технологий на базе «Сатурна» в Рыбинске осваивают технологию будущего — проектируют и печатают на 3D-принтерах ни на что не похожие вещи. За основу берут детали привычной формы – квадратные, круглые, многоугольные – и меняют дизайн с помощью систем топологической оптимизации, убирая каждый лишний кубический миллиметр металла. На выходе получаются совершенно неузнаваемые детали почти инопланетных форм, со сложными изгибами, не уступающие прототипам ни в прочности, ни в износостойкости, но в 2-4 раза легче. Их еще называют продуктами «бионического дизайна». Математическое описание детали загружают в 3D-принтер, и прибор выращивает деталь, слой за слоем сплавляя металлический порошок лучом лазера.

В 2015-2016 годах в Центре изготовили более 1000 деталей из кобальтовых, титановых сплавов и нержавеющей стали, которые затем отлично показали себя в стендовых испытаниях в составе двигателей. Уже сегодня, в новых, разрабатываемых двигателях, массовая доля деталей изготавливаемых аддитивными технологиями достигает 2%, а к 2025-2030 годам эту цифру планируют увеличить до 20%.

Почему бы не пересчитать таким образом и не напечатать все детали и горячей, и холодной частей, каждую гайку и каждую лопатку? Нельзя ли так получить двигатель вчетверо меньшей массы? Увы, пока нельзя. Причины тому есть и экономические, и технологические.

Не хватает математики

Непреодолимый пока предел использованию топологического моделирования положен самой природой 3D-печати. Когда деталь льётся, прокатывается или вытачивается, анизотропные свойства металла, из которого она сделана, предсказуемы, и технологи легко могут рассчитать нагрузки, которые выдержит изделие.

С 3D-печатью всё иначе. Участки детали, подлежащие каждому новому слою металла, нагреваются многократно. Фактически каждое, даже самое незаметное, изменение дизайна при изготовлении на 3D-принтере даёт металл новой, неизвестной структуры и свойств. А из-за замысловатой геометрии топологически модернизированных изделий предсказать свойства металла – пока непосильная для математиков задача. Однажды доступны станут и такие расчёты, и тогда все отрасли промышленности ждёт полномасштабная 3D-революция, а до тех пор остаётся экспериментировать с небольшим числом самых сложных изделий.

Экономические причины, по которым полный перерасчёт двигателя и превращение завода в 3D-типографию невозможны, сейчас не менее важны, чем проблемы технологии. Чтобы внедрить новую деталь в готовое изделие, ее нужно сделать дешевле традиционного аналога. А 3D-печать, несмотря на огромный спектр преимуществ, имеет один недостаток: порошковые сплавы для неё очень дороги. Поэтому в Центре аддитивных технологий разрабатывают только самые сложные части двигателя, производство которых другими способами обходится дороже.

Кроме того, существует и проблема интеллектуальных ресурсов – ведь недостаточно просто иметь программу для топологического моделирования, нужны еще и квалифицированные специалисты, умеющие с ней работать. И даже лучшим из лучших не всегда удаются идеальные решения. В прошлом году НПО «Сатурн» совместно с партнерами объявило конкурс на оптимизацию дизайна кронштейна передачи тяги двигателя – детали весом в 3,14 килограмма. Выиграла команда из Санкт-Петербургского политехнического университета: в их версии кронштейн, способный выдерживать те же нагрузки, что и оригинал, весил чуть больше 500 грамм. Расчёты, выполненные другими, не менее талантливыми учёными и специалистами, давали в разы меньший выигрыш в массе.

В Центре аддитивных технологий «Сатурна» кажется, что будущее уже наступило. Люди в белых халатах следят за работой 3D-принтеров, на которых печатаются опытные детали, узлы и модели для ГТД. Никакого шума и запахов, только новенькие панели приборов и цветные картины. Под потолком одной из комнат висит модель планера, сквозь белый пластик просвечивает силовая схема, «выращенная» с оболочкой как единое целое. «Это полнофункциональный БПЛА, успешно прошедший летные испытания, между прочим, в суровых зимних условиях. Его проектировали три недели, а потом напечатали за пару дней, — рассказывает начальник Центра, — раньше её изготовление заняло бы месяцы».

Кроме принтеров в Центре масса других сложных инструментов: печи для термообработки и комплексы лазерной сварки, резки и перфорации, рентгеновский компьютерный томограф, электронные микроскопы. Есть и лаборатория бесконтактной оптической оцифровки (реверс-инжиниринга). Кроме того на базе НПО «Сатурн» Госкорпорация Ростех создает единый Центр аддитивных технологий, научной и технологической базой которого будут пользоваться авиа- и вертолётостроители — ОАК и даже Роскосмос. Без кооперации нет новых двигателей, нет завода, нет прогресса.

В таком месте людей тянет на философию. «Новые технологии придут, хотим мы этого или нет», — рассуждает наш сопровождающий. Во всём мире на смену рабочему с напильником приходят станки с ЧПУ, а их, в свою очередь, заменяет 3D-принтер, системы контроля качества объединяются в вездесущий промышленный интернет. Тот, кто не поспевает за технологией, будет производить избыточно сложные, морально устаревшие и дорогие машины. Промышленникам остаётся только догонять неимоверно ускорившийся научно-технический прогресс – как Алисе в Зазеркалье приходилось бежать, чтобы оставаться на месте. И только когда последний напильник выпадет из руки последнего слесаря, найдётся место для хранения всех новых данных, а компьютеры научатся оптимизировать сами себя, может быть, освобождённое человечество сможет, наконец, выдохнуть.

Редкие перелески вдоль тряской дороги на Ярославль сменяются вывесками «Шиномонтаж». О том, что в Центре аддитивных технологий проектируют бионические детали, здесь сложно даже вспомнить – но Центр тут, рядом. «Раньше из Москвы возили на самолёте, а потом керосин подорожал, и теперь только машиной», — сетует наш сопровождающий. Он прав: экономика простых вещей влияет на повседневную жизнь, может быть, больше, чем экономика высоких технологий. Но это не значит, что будущее не поджидает за поворотом.

Импортозамещенный SJ-100 совершил полет на франко-российских двигателях

Первый полет SJ100 

Импортозамещенный российский ближнемагистральный самолет SJ-100 совершил свой первый полет в Комсомольске-на-Амуре, сообщили РБК в Минпромторге.

«В ходе испытаний была подтверждена стабильная работа всех отечественных систем, управляемость и устойчивость самолета в воздухе. Продолжительность полета составила 54 минуты, он проходил на высотах до 3000 метров и скоростях до 343 км/ч», — говорится в сообщении.

Импортозамещенный SJ-100 совершил полет на франко-российских двигателях

Самолет пилотировал экипаж в составе летчиков-испытателей Леонида Чикунова и Дмитрия Деменева, а также инженера-испытателя Дениса Велижанина, уточнили в ведомстве.

«Экипаж выполнил проверку характеристик устойчивости и управляемости самолета в воздухе, проверку системы автоматического регулирования давления в кабине, а также произвел «посадку на облако» и заход на посадку с уходом на второй круг», — сообщили в Минпромторге.

По словам главы ведомства, вице-премьера Дениса Мантурова, изготовленный Производственным центром ПАО «Яковлев» (входит в ОАК госкорпорации «Ростех») самолет — «успех многотысячных коллективов предприятий авиастроительной и радиоэлектронной отраслей».

Самолеты Sukhoi Superjet-100 в сборочном цехе на авиационном заводе имени Ю.А. Гагарина в Комсомольске-на-Амуре 

Всего на импортонезависимом «Суперджете» было замещено порядка 40 систем и агрегатов, включая авионику, шасси, системы электроснабжения.

Как заявили в Минпромторге, для ускорения программы испытаний на первом опытном образце самолета используются франко-российские двигатели SaM146.

Второй опытный образец полетит уже с отечественными двигателями ПД-8, которые проходят серию стендовых испытаний и летные испытания.

«Программа импортозамещения стартовала в 2019 году, и сегодня мы понимаем, насколько это решение было правильным и дальновидным. Этот самолет стал воплощением передовых наработок отечественного авиапрома с учетом опыта разработки, сертификации и эксплуатации более 200 самолетов Superjet за прошедшие годы», — отметил заместитель генерального директора ПАО «ОАК» по гражданской авиации, генеральный директор ПАО «Яковлев» Андрей Богинский.

В июне 2022-го «Ведомости» писали, что опытно-конструкторские работы по импортозамещению «Суперджета» в рамках действующих контрактов обойдутся в 50 млрд руб. без учета двигателей.

В мае производитель лайнеров — корпорация «Иркут» — сообщал, что планирует в ближайшее время начать передавать авиакомпаниям полностью импортозамещенные серийные самолеты SSJ New с темпом до 20 единиц в год и МС-21 с наращиваем выпуска до 72 единиц в год.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *