АВИАЦИОННОЕ ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ. ДОРОГА В ЗАВТРАШНИЙ ДЕНЬ

Владимир Алексеевич Скибин ,
генеральный директор ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", д.т.н., профессор
Валентин Иванович Солонин ,
первый заместитель генерального директора ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", к.т.н., доцент

Современный авиационный двигатель - одно из высших творений человеческого разума. По организации рабочего процесса, по сложности применяемых технических решений, по теплонапряженному состоянию, термодинамическому совершенству, по уникальным показателям удельной массы и объема ему (авиационному двигателю) нет равных среди других механизмов и машин. Успех создания конкурентоспособного авиационного двигателя определяется развитием более 30 отраслей науки и техники. Авиационное двигателестроение стимулирует инновационное развитие целого ряда других отраслей - металлургии, станкостроения, агрегатостроения, электроники, нефтехимии и др. Для создания двигателя требуется развитая инфраструктура высокотехнологичных отраслей промышленности, наличие многочисленных коллективов высококвалифицированных специалистов и значительные финансовые вложения. Поэтому весь цикл разработки, изготовления авиационного двигателя по силам только богатым высокоразвитым странам с высоким научно-техническим уровнем.

Для того, чтобы наиболее эффективно применять новые технические решения при создании двигателей летательных аппаратов, предварительно проводятся тщательные исследования отдельных элементов и узлов новых конструкций. Это позволяет достигнуть максимально возможного уровня технического совершенства интегрированного объекта, снизить сроки и стоимость его разработки. В рамках таких работ создаются демонстрационные газогенераторы и двигатели. Эти программы по созданию перспективных технологий имеют национальный или интернациональный характер.

Доля бюджетного финансирования работ по опережающим разработкам в различных областях техники зависит от целей конкретной программы и необходимого уровня готовности разрабатываемых технологий. В среднем она составляет примерно 50%. В авиационном двигателестроении с помощью этих программ осуществляется эффективное управление технологическим развитием, обеспечивается конкурентоспособность компаний. Основные участники программ - крупные авиадвигателестроительные компании, которые связывают работы по этим программам со своими перспективными разработками. Этим обеспечивается быстрое внедрение разработанных технологий, в том числе и в двигатели, находящиеся в эксплуатации.

Для выполнения основных направлений работ по программам создается вспомогательный уровень, охватывающий моделирование высокого уровня, работы по конструкционным материалам, фундаментальные исследования по снижению шума и эмиссии, по технологиям изготовления и методическим работам в обеспечение снижения стоимости жизненного цикла двигателя.

В создании современного авиационного двигателя роль научных исследований - определяющая. Их значимость и объем возрастает с каждым новым поколением. Так, при разработке двигателей 4-го поколения на опережающие научные исследования (по экспертной оценке) затрачено 15...20 % от объема финансирования всего проекта, а для двигателей 5-го поколения эта цифра возросла до 50...60 %. Прогноз на двигатель 6-го поколения: более 70 %. Каждое новое поколение двигателей ставит перед исследователем и разработчиком все более сложные задачи в области повышения экономичности, снижения шума и эмиссии вредных веществ, повышения надежности, увеличения ресурса и снижения стоимости эксплуатации. Совершенно очевидно, что, не обладая необходимым уровнем технологической готовности к воплощению новой конструкции, невозможно создать конкурентоспособные машины.

На мировом рынке авиационной техники двигатели являются самостоятельным дорогостоящим финальным продуктом с годовым оборотом более 30 млрд долл. (а с учетом ГТУ - 54 млрд долл.) Длительность создания базового двигателя нового поколения, в 1,5...2 раза превышает срок создания нового летательного аппарата. Разработка базового двигателя нового поколения занимает 12…15 лет и требует финансовых вложений в несколько миллиардов долларов. Эти сроки и цифры, однако, можно уменьшить, применяя при создании базового двигателя нового поколения отработанные заранее конструкторско-технологические решения, новые технологии и опыт.

По применяемым обычно в мире Регламентам разработки авиационного двигателя, вся работа ведется по утвержденному техническому заданию и открывается стадией демонстрации концепции, обеспечивающей подтверждение возможности получения заданных характеристик и надежной работы на всех эксплуатационных режимах при испытаниях двигателей-прототипов, в том числе в летных испытаниях. На этой стадии проводится конкурс, выбирается разработчик и уточняются технические требования к будущему двигателю. После подведения итогов конкурса начинается стадия обеспечения требований, подготовки к производству и ввода в эксплуатацию (ОТПЭ). У нас в России эта стадия называется Опытно-конструкторская разработка (ОКР). В ходе ее заказчик заключает с разработчиком двигателя контракт, в который включается также полное обслуживание летных испытаний и разработка системы послепродажного обслуживания. На стадии ОТПЭ предусматривается проведение экспертизы хода работ, чтобы снизить различные риски при разработке и сертификации двигателя.

Регламент разработки гражданского двигателя имеет некоторые отличия, обусловленные коммерциализацией проекта, необходимостью максимального удовлетворения потребностям рынка в течение длительного периода эксплуатации. На стадии демонстрации концепции двигателя проводятся широкие маркетинговые исследования, рассматриваются альтернативные решения в целях оптимизации стоимости, эффективности, эксплуатационных характеристик, оценивается риск принятия различных технических решений. Особое внимание уделяется обеспечению надежности двигателя, что достигается высокой преемственностью конструкции, применением только апробированных в испытаниях новых технических и конструкторских решений, междисциплинарных расчетов высокого уровня на прочность с учетом запасов по основным параметрам для создания на основе базового газогенератора семейства двигателей различной тяги, подтверждения заложенной при проектировании прочностной надежности с помощью испытаний (специальные испытания узлов и деталей при предельных нагрузках, с превышением рабочих параметров, с повышенным дисбалансом и др.). Решение о начале полномасштабной разработки принимается только после получения определенного гарантированного заказа на двигатель.

Низкий уровень технического риска при вводе двигателя в эксплуатацию независимо от его назначения обеспечивает единая последовательность проведения испытаний. Целью испытаний является проверка характеристик, механической прочности, оценка напряжений и вибраций в деталях конструкции, определение характеристик во всей области эксплуатационных режимов работы. В единую последовательность обычно включается как общая система препарирования объекта различными датчиками, его тензо- и виброметрирование, так и полный спектр экспериментальных исследований: наземные испытания, испытания на выносливость и эквивалентно-циклические испытания (ЭЦИ), высотные испытания в термобарокамерах и/или летающих лабораториях, проверку ресурса "горячей" и "холодной" частей двигателя, квалификационные испытания и специальные испытания. Для проведения наземных испытаний в настоящее время используются от 7 до 10 двигателей. В результате применения указанной методологии сроки разработки и ввода в эксплуатацию двигателя, а также число двигателей, используемых в доводке, постоянно уменьшаются.

Существенное отличие вновь создаваемых авиадвигателей ото всего, сделанного ранее также и то, что сейчас основные производители их стремятся стать системными интеграторами в программах создания и эксплуатации. Для этого производится перераспределение сил и устанавливаются партнерские отношения с передовыми производителями комплектующих и эксплуатантами. В современных условиях практически ни один двигатель не создается без внутренней или международной кооперации, при которой ведущие изготовители являются звеном, объединяющим все усилия. Такой подход позволяет объединить передовые технологии и разделить риски, свойственные любой программе разработки новой техники.

Такие объединения создаются на весь срок действия программы по двигателю, продолжительность которой может охватывать несколько десятилетий, начиная с первых маркетинговых исследований, и включать также разработку, изготовление, процесс продажи и послепродажное обслуживание. Причем такие работы ведутся как на базовом двигателе, так и на его модификациях. Системные интеграторы и участники объединений, несут свою долю рисков и получают свою часть доходов. Это принято сейчас именовать "RRS-партнерством". И такое распределение существенно, поскольку одни и те же специализированные на проектировании и/или производстве отдельных комплектующих (центры компетенции) компании, обладающие передовыми технологиями и технологическими процессами, одновременно сотрудничают с несколькими ведущими производителями авиационных двигателей.

Участник совместных работ получает свою долю, определенную перед началом деятельности. Величина этой доли зависит от объема продаж. Он оплачивает главному подрядчику его работу по управлению программой, обеспечению координационных связей и общение с заказчиками. Таким образом, кроме прав на долю при продаже двигателя, участник программ несет и ответственность за сроки поставок этого двигателя заказчику, а также - свою долю риска возможной неудачи программы.

При этом, если участник совместных работ не принимает непосредственного участия в какой-то их части, необходимой для общего хода дел (например, в разработке конкретного узла будущего летательного аппарата: двигателя, агрегата, планера), то он платит главному подрядчику за эту работу (пропорционально своей доли). Таким же образом оплачивается и проведение сертификации двигателя на летательных аппаратах, на которых устанавливается разрабатываемый двигатель, приобретение необходимого оборудования для проведения работ и поставка запасных частей для того узла, за который он отвечает в программе.

В настоящее время четыре ведущие компании: General Electric Aircraft Engines, Pratt&Whitney, SNECMA Group и Rolls-Royce plc, на долю которых приходится почти 100 % поставок новых двигателей, предлагают заказчикам семейства современных авиационных двигателей в широком диапазоне тяг для пассажирских самолетов различного назначения (от самолетов авиации общего назначения до магистральных лайнеров большой пассажировместимости). Ведущие компании являются многопрофильными структурами, объединяющими выпуск продукции с послепродажным обслуживанием (авиационных двигателей гражданского и военного назначения, энергетических установок различного применения) и оказание финансовых услуг (страхование, лизинг самолетов и двигателей, кредитование перспективных разработок и прочее). Создание семейства двигателей на основе базового газогенератора обеспечивает существенное снижение сроков и затрат на всех этапах жизненного цикла.

Стоимость продаж авиационных двигателей, энергетических установок на их основе и услуг по послепродажному обслуживанию у ведущих компаний составляет от 4 до 29 млрд. долл., что соответствует от 20 до 90 % общего объема оборота фирмы. При этом доля военной продукции составляет от 2 до 25 %, доля экспорта - от 45 до 82 %, а затраты на проведение НИОКР - от 2 до 17 %. Причем доля бюджетного финансирования НИОКР у компаний изменяется от 22 (GE) до 58 % (PW и RR).

В недалеком прошлом авиационное двигателестроение нашей страны представляло мощную высокотехнологичную отрасль, способную разрабатывать и производить всю номенклатуру двигателей для военной и гражданской авиации и вертолетов. В 80-е годы доля продукции отечественного двигателестроения на мировом рынке составляла 25...30%. В эти годы был создан совокупный научный, инженерный и технологический потенциал, позволивший создать одни из самых совершенных в мире двигатели: РД-33 для МиГ-29, АЛ-31 для Су-27 и НК-32 для Ту-160, модификации которых будут верой и правдой служить долгие годы.

Изменения в экономике, произошедшие в начале 1990-х годов, привели к резкому сокращению закупок авиационных двигателей в связи с обвальным падением объемов продаж отечественных самолетов и вертолетов, "обнулением" заказов для государственных нужд при отсутствии современных механизмов продвижения на рынок серийно изготавливаемой конкурентоспособной авиационной техники (Ил-96, Ту-204, Ту-214, Ил-114 и др.)

Полное прекращение разработки новых двигателей и сокращение серийного выпуска привело к замедлению развития технологического уровня проектирования и производства, устареванию основных производственных фондов и существенным кадровым потерям. При этом ухудшался и качественный состав кадров в сфере владения современными конструкторскими и производственными навыками. Аналогичные процессы развивались и в прикладной авиационной науке в связи с кардинальным сокращением государственного финансирования НИОКР. В результате этого произошло существенное отставание отечественного авиадвигателестроения от ведущих зарубежных фирм. Более 20 лет не закладывалось ни одного нового авиационного двигателя, создаваемый научно-технический задел в обеспечение создания конкурентоспособных на мировом рынке двигателей нового поколения не получал экспериментальной апробации.

В связи с указанными факторами авиадвигателестроение потеряло свои позиции даже на внутреннем рынке. В настоящее время российскими авиакомпаниями эксплуатируется более ста самолетов западного производства, выполняющих около 34 % объема пассажирских перевозок. Практически на всех современных отечественных самолетах и вертолетах предлагается установка двигателей зарубежного производства, в ряде случаев - на безальтернативной основе.

Системный кризис в отрасли был несколько сдемпфирован поставками двигателей по линии ВТС для самолетов военной авиации, а также услугами по их послепродажному обслуживанию, ремонту эксплуатируемой техники и ее модернизации. Расширилось производство промышленных ГТУ для перекачки газа и выработки электроэнергии. Однако экспортных доходов, получаемых с рынков ВТС, доходов от реализации промышленных ГТУ и услуг по ремонту двигателей, при минимальном бюджетном финансировании НИОКР оказалось недостаточно для преодоления кризисных явлений и начала выпуска новых конкурентоспособных двигателей гражданского и военного назначения.

В последние годы руководством страны уделяется много внимания к авиационной промышленности и авиационному двигателестроению. Особенно плотно это связывается с переводом экономики на инновационный путь развития и удовлетворением потребностей как российских Вооруженных сил в новейших авиационных комплексах вооружения, так и гражданской авиации в конкурентоспособных двигателях на мировом рынке. Правительством Российской Федерации в ноябре 2006 г. дано поручение по созданию интегрированных структур в авиационном двигателестроении и разработке стратегии его развития.

Разработан проект стратегии развития авиационного двигателестроения России на период до 2025 г., предусматривающий реструктуризацию отрасли, устранение несоответствия её организации и структуры, научно-технического и производственного потенциала задаче обеспечения технологической безопасности страны, а также восстановление позиций отечественного двигателестроения на мировом рынке. В этом проекте предусматривается увеличение выпуска ГТУ на базе авиационных двигателей для развития нефтегазового комплекса и транспортной инфраструктуры России в глобальной энергетике. Тем самым, авиационное двигателестроение приобретает межотраслевой характер.

Предполагается широкий комплекс мер, обуславливающий всестороннее решение накопившихся проблем. В него входят и государственная поддержка создания базовых двигателей нового поколения с уровнем совершенства 2010-2015 гг., и формирование организационной системы, способной работать в новых экономических условиях, и модернизация производства, конструкторского и научно-исследовательского потенциала авиадвигателестроения, и совершение системы подготовки и закрепления на предприятиях авиадвигателестроения кадров. Наконец, это внесение изменений в законодательство, снимающих существующие ограничения по реализации выбранного направления развития. В результате реализации данной стратегии в полном объеме предполагается рост объемов производства отечественной авиадвигателестроительной отрасли вдвое к 2015 г. и в 3...5 раз к 2025 г., безусловное обеспечение потребностей российских вооруженных сил, стратегическое изменение конкурентных позиций авиадвигателестроения России на мировом рынке.

В современных экономических условиях решение проблемы развития авиадвигателестроения в нашей стране возможно только при объединении усилий государства и отечественного бизнеса. Такое взаимодействие позволяет эффективно сочетать государственные возможности концентрации ресурсов на необходимых направлениях и заинтересованность частных производителей в конечных результатов бизнеса, выпуске финансовоемкой продукции.

Финансовые ресурсы, необходимые для инновационного развития подотрасли должны обеспечиваться как бюджетным, так и внебюджетным финансированием конкретных проектов из собственных средств предприятий и их иностранных партнеров, коммерческих кредитов, стратегических и портфельных инвестиций. При этом, внебюджетная составляющая должна со временем увеличиваться, обеспечивая большую заинтересованность участников работ. Возможности государственно-частного партнерства могут обеспечить эффективное управление финансовыми ресурсами и активами только при условии вовлечения высокопрофессиональных, ответственных за свою деятельность и хорошо мотивированных менеджеров, работающих как в частном, так и в государственном секторах экономики.

При всех благих намерениях повышение уровня внебюджетного финансирования не может произойти скачкообразно. Частные инвестиции в российское авиадвигателестроение в его нынешнем состоянии еще длительное время будут оставаться высокорискованными и низкорентабельными, с длительным сроком окупаемости (не менее 12…18 лет), что обусловлено не только состоянием отрасли, но и объективно продолжительным циклом создания нового, конкурентоспособного двигателя. Следовательно, без государственных долгосрочных вложений в различных формах, принятых в современной мировой практике, эта система попросту неработоспособна. Развертывание масштабного выпуска высокоэффективных установок на основе освоенных в авиации технологий для других отраслей, особенно для топливно-энергетического комплекса, может уменьшить срок окупаемости инвестиций.
Конечным результатом реструктуризации должно быть создание интегрированной многопрофильной структуры, адаптированной к условиям рыночной экономики и способной обеспечить выполнение Гособоронзаказа, контрактов на поставки по линии ВТС, заказов гражданской авиации, а также заказов на ГТУ различного назначения. Эта структура должна быть способна за счет собственных ресурсов и привлекаемых средств обеспечивать создание и выпуск высокотехнологичной продукции, конкурентоспособной на мировом рынке. С позиции задач реструктуризации наиболее рациональным вариантом представляется проведение интеграции в два этапа. На первом - создание трех интегрированных структур, на втором - их слияние и образование объединенной авиадвигателестроительной корпорации.

Процесс образования интегрированных структур уже начат. Указом Президента Российской Федерации от 11 сентября 2007 г. образовано Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" присоединением к ФГУП ММПП "Салют" ФГУП "Омское моторостроительное объединение имени П.И. Баранова" и ряда других предприятий. В ближайшее время, по-видимому, будут образованы еще несколько интегрированных структур.

Создание и консолидация интегрированных структур - длительный и сложный процесс. Необходимо задействовать процесс интеграции предприятий в рамках как минимум двух проектов создания базовых двигателей нового поколения для транспортной и военной авиации - "прорывных" продуктов, обеспечивающих технологическую готовность российского авиадвигателестроения к созданию конкурентной продукции на мировом рынке в 2015-2020 гг.

В качестве "прорывного" продукта для транспортной авиации необходимо принять создание базового ТРДД нового поколения в классе тяги 12 тс для перспективного БСМС и среднего транспортного самолета, а также - как основы семейства новых конкурентоспособных двигателей тягой 7…18 тс. По прогнозу, в 2020-2025 гг. двигатели такой тяги составят более 50% мирового парка двигателей магистральных и региональных самолетов. Для военной авиации таким приоритетным проектом является создание двигателя нового поколения для ПАК ФА.

Для управления проектами и активного влияния на ход их выполнения при Государственном заказчике необходимо создать дирекции программ, состоящие из высококвалифицированных менеджеров, которые определяют направление работ, распределяют финансирование, осуществляют контроль выполнения программы. Следует также разработать и утвердить ряд нормативных документов, определяющих эту работу. Эти положения должны разрабатываться при непосредственном участии ведущих ученых, конструкторов и организаторов авиадвигателестроительной подотрасли.

Работы по программам следует выполнять по контрактам, заключение которых проводится на конкурсной основе. Необходима обязательная экспертиза работ заказчиком на различных стадиях их проведения. По результатам конкурса определится генеральный разработчик (интегратор), а также предприятия - участники кооперации. На базе предприятий - участников возможно создание специализированных производств с высоким уровнем технологического оснащения.

При дирекции программы должен быть создан Технический совет, состоящий из представителей заказчика, генерального разработчика, участников кооперации, головного института. Этот Совет рассматривает ход выполнения работ и разрабатывает рекомендации по техническим вопросам.

Разработка базового двигателя ведется по приведенной в начале статьи теме, с прохождением всех стадий и этапов. Стоит помнить, что из-за отсутствия времени необходимо запараллелить процессы создания демонстрации технологической готовности, НТЗ и опытно-конструкторские работы, формирование кооперации и реорганизацию отрасли.

При реализации программы разработки базового двигателя нового поколения необходимо внедрять высокоэффективные системы проектирования на основе многодисциплинарного математического моделирования, объединяющего задачи исследования параметров течения газа с учетом нестационарности, анализа теплового состояния конструкции и расчета напряженно-деформированного состояния деталей, в том числе из перспективных конструкционных материалов. По этому вопросу ЦИАМ имеет значительные успехи, признанные у нас и за рубежом.

Весьма важно освоение в полном объеме новых технологических процессов и критических технологий. Это - технологии изготовления блисков вентилятора и компрессора (в том числе с полыми лопатками), электрохимическая обработка лопаток, сварка трением, плавка высокочистых заготовок из титановых сплавов, технологии нанесения покрытий и т.п. В этих вопросах мы отстали, поэтому требуется безотлагательное ускорение этих работ с увеличением финансирования и кооперация с зарубежными специализированными предприятиями. И крайне необходима координация всех федеральных целевых программ, затрагивающих вопросы технологии, для обеспечения выполнения поставленной цели.

На стадии полномасштабной разработки двигателя проводится доводка до заданных требований, подготовка производства для выпуска серийной продукции, сертификация. При этом разрабатывается система эксплуатации двигателя и его послепродажного обслуживания. Эту стадию разработки необходимо также проводить при поддержке государства.

В результате работы по программе должны быть созданы специализированные предприятия - центры компетенции, как это делается в современном мировом двигателестроении. Они должны создаваться одновременно и даже с опережением описанного процесса интеграции. Указанные специализированные предприятия будут разрабатывать и производить отдельные узлы, детали для авиационных двигателей. В некоторых случаях специализированные предприятия будут осуществлять отдельные технологические переделы, например: нанесение специальных покрытий, термообработка и др. Для ускорения освоения новых технологий и повышения их технологической оснащенности специализированные предприятия должны создаваться с привлечением зарубежных компаний на условиях "разделения рисков" с последующим переносом производства в Россию.

Конкурентоспособность специализированных предприятий, благодаря высокому уровню их технологического оснащения и эффективности производства, обеспечит реализацию продукции и услуг как на внутреннем, так и на мировом рынках, даст им возможность выступать в качестве субподрядчиков в текущих и новых проектах.

Модернизация производственного, конструкторского и научно-исследовательского потенциала отрасли требует совершенствования системы подготовки кадров и их закрепления на предприятиях отрасли. Для адресной подготовки кадров целесообразно создать отраслевую систему прогнозирования потребностей предприятий отрасли. В том числе - за счет создания отраслевого центра по разработке методологического обеспечения предприятий. К этой работе следует привлечь отраслевые научные учреждения, создать базы данных, содержащие сведения о кадровом потенциале отрасли. Необходимо расширить государственное финансирование подготовки специалистов для целевого направления на предприятия отрасли. Одновременно с тем следует создать систему контрактных обязательств предприятий и учебных заведений со студентами о трудоустройстве и обязательной отработке на предприятии определенного количества времени. Необходимо восстановить систему распределения по предприятиям отрасли выпускников учебных заведений, обучающихся за счет средств государственного финансирования.

Разработка двигателей нового поколения по научно-техническому уровню сродни задаче создания атомной бомбы и первого космического корабля, поэтому под силу только талантливым людям. Решить эту задачу под силу кадрам высочайшей квалификации. Ведущие ВУЗы: Физтех, МГТУ, МАИ, МЭИ, МАТИ, имея кафедры при институте, готовят хороших специалистов. Министерству образования не надо мешать этому процессу.

Приоритетной задачей является обеспечение конкурентного уровня заработной платы на предприятиях отрасли, для чего должны быть предприняты специальные меры. Это - повышение производительности труда за счет увеличения инвестиций в развитие технологий, обновление основных фондов, изменение нормирования уровня заработной платы при выполнении государственных заказов, снижение уровня единого социального налога и некоторые другие. Особое внимание должно быть уделено вопросам закрепления молодых специалистов на предприятии. Решение этого вопроса должно носить комплексный характер. Это и помощь в решении жилищных вопросов (включая долевое участие государства и предприятий в оплате жилья), и пакет социального обеспечения, и отсрочка от призыва на воинскую службу, и создания логичных перспектив карьерного роста.

Реализация разработанного комплекса мер позволит обеспечить динамичное развитие российского авиадвигателестроения, даст возможность принципиально изменить стратегическую конкурентную позицию на мировом рынке, вернуть России роль мирового центра газотурбостроения.

В конкурентной борьбе по созданию мощных, надежных, эко­номичных и относительно дешевых двигателей для широкофюзе­ляжных самолетов В-747, DC-10, L-1011 приняли участие три компании западного авиационного двигателестроения: «Роллс-

Ройс» (Англия), «Дженерал электрик» и «Пратт-Уитни» (США). Такими двигателями стали RB-211, CF-6, JT9-D (рис. 7.1).

Фирма «Роллс-Ройс» - крупнейший производитель газотурбин­ных двигателей в Великобритании - основана в 1906 г. Фирма имеет шесть отделений, пять из которых заняты производством авиационных двигателей: «Аэро Инджин дивижн», «Бристоль Инджин дивижн», «Смолл Инджин дивижн», «Индастриал энд Мэрайн Гэс турбин дивижн» (ракетные двигатели) и «Мотор Кар Дивижн» (двигатели легких самолетов).

Двигатели RB-2I1 (a), CF-6 (б) и JT-9D (в) для широко- фюзеляжных самолетов

Несколько лет назад на ней было занято 98 000 человек, при­чем свыше 50 000-работало в производстве авиационных двига­телей, 18 000 - занималось исследовательской и конструкторской работой. Более 80% всего товарооборота, составляющего 300 млн. фунтов стерлингов, компания получает от производства авиацион­ных двигателей (по данным 1972 г.).

Фирма изготовляет турбовентиляторные, турбореактивные, тур­бовинтовые, поршневые, прямоточные воздушно-реактивные, ра­кетные и другие двигатели.

В производстве двигателя RB-211 участвуют многие специали­зированные фирмы как поставщики заготовок, полуфабрикатов или деталей.

Вид поставок

Корпус камеры сгорания.

Корпус вентилятора………………………..

Лопатки турбовентилятора. . .

Вентиляторные титановые лопатки и

диски…………………………………………………….. .

Диски вентилятора…………………………..

Диски, кольцевые детали……………….

Валы КНД и КВД……

‘ Подшипники. . . . .

Всего фирмой «Роллс-Ройс» изготовлено свыше 80 тысяч газо­турбинных двигателей различных типов.

Налажено серийное производство турбовентиляторных двига­телей «Трент», «Спей», «Конвей» и двигателей других типов. Большинство двигателей этой компании используется на самоле­тах «Фантом» и др.

Фирма «Роллс-Ройс» сотрудничает со многими странами мира. По совместным соглашениям изготавливаются такие двигатели, как TF-1141 («Аллисон»), «Олимпус-593» и М45Н (SNECMA), «Адур» («Турбомека»), турбовентиляторный двигатель RB-193 (МГИ) и RB-199 («Турбо Унион»). Двигатель RB-199 является усо­вершенствованным трехвальным турбовентиляторным двигателем.

В 1968 г. фирма «Роллс-Ройс» заключила контракт с фирмой «Локхид» на поставку двигателя RB-211-22 и запасных частей для 181 самолета L-1011 «Тристар» на сумму 650 млн. долл. В процессе работы над двигателем RB-211 затраты с запланиро­ванных 156 возросли до 400 млн. долл. В 1971 г. в связи с тяже­лым финансовым положением компания была национализирова­на. Продажа завода по производству автомобилей должна была дать средства для укрепления авиадвигателестроительных за­водов.

В начале 70-х годов фирма производила 15-18 двигателей RB-211 в месяц; имеющиеся мощности позволяют выпускать 20 двигателей. При реализации существующих возможностей рас­ширения производства выпуск двигателей через 1,5-2 года может возрасти до 26 единиц в месяц.

Так как цена двигателя в 1968 г. была установлена равной 511000 долл, при импорте в США, то даже с уплатой пошлины око­
ло 6%, двигатель RB-211 мог конкурировать с двигателями того же назначения, выпускаемыми фирмами США.

Фирма «Дженерал электрик» стала выпускать газотурбинные двигатели с 1941 г. совместно с английскими компаниями. С этого же времени фирма начала серийное производство двигателей. В конце 60-х годов произошла реорганизация фирмы с целью уси­ления самостоятельности отделений, связанных с разработкой оп­ределенных видов продукции. Так, было создано отделение «Ком — мершиал Энджин Дивижн», которое разрабатывает двигатели для самолетов гражданского назначения.

В настоящее время более чем на 300 предприятиях компании в 25 странах мира работают 380 000 человек. Фирма выпускает свыше 250 000 наименований изделий.

Специально для широкофюзеляжных пассажирских самолетов на базе двигателя TF-39 разработан турбовентиляторный двига­тель CF-6, который предназначен для самолета DC-10 фирмы «Макдоннелл - Дуглас» и для европейского аэробуса А-300В.

Фирма «Пратт-Уитни»- самая крупная из пяти отделений, четырех филиалов и центральной научно-исследовательской орга­низации, образующих корпорацию «Юнайтэд эркрафт корпо — рейшн». На фирме занято около 40 000 рабочих и служащих.

Со времени выпуска первого турбовинтового двигателя в 1947 г. по 1972 г. фирма изготовила более чем 53622 газотурбинных дви­гателя для военных и гражданских самолетов. К концу марта 1972 г. общая наработка этих двигателей превысила 270 млн. летн. ч на военных и транспортных самолетах. Фирма «Пратт- Уитни» является главным поставщиком турбовентиляторных и тур­бореактивных двигателей для больших и средних транспортных самолетов фирм «Боинг» и «Макдоннелл - Дуглас». Она изготов­ляет турбовентиляторный двигатель JT9-D, который установлен на самолетах В-747 и DC-10-40. Основным поставщиком двигателей фирме «Боинг» является фирма «Пратт-Уитни».

Компания «Двигатели для авиации» (ДДА) разработала многотопливный авиационный двигатель, который обладает высокой удельной мощностью и экономичностью. Основными критериями при создании двигателя ДДА-120М являлись стоимость изделия и эксплуатации, назначенный межремонтный ресурс и топливная эффективность, которые в совокупности определяют расходы на летный час. Двигатель ДДА-120 представляет собой некий гибрид бензинового и дизельного моторов для сверхлегких самолетов и вертолетов.

Камера сгорания и топливная система лабораторного образца полностью соответствует проектируемому двигателю. Таким образом, образец полностью подтвердил работоспособность проектируемого двигателя и его уникальной топливной системы, оставив позади годы тяжелейшей работы.

Характеристики двигателя ДДА-120:

• Объем двигателя, см3 1300.
• Количество цилиндров 3 (рядное).
• Отношение ход/диаметр 75/86 = 0,872.
• Геометрическая степень сжатия 10,5.
• Максимальная частота вращения, 1/мин 6000.
• Мощность при максимальной частоте вращения, кВт (л.с) 89,7 (121,8).
• Часовой расход топлива максимальный, л/ч 28 (без учета затрат на привод грм и других агрегатов).
• Размеры без навесных агрегатов, мм 590х390х460.
• Размеры с учетом навесных агрегатов, мм 590х580х580.
• Масса, кг до 60.
• Топливо авиационный керосин (дизельное топливо, бензин).

Снаружи ДДА-120 практически ничем не отличается от себе подобных. Его уникальность и отличие от западных аналогов (в России двигатели малой мощности не производятся) в высокой удельной мощности, экономичности и топливе, на котором он может работать: авиационный керосин, бензин, дизельное топливо.

Экономичность и низкая себестоимость – ключевое отличие от западных аналогов. Действительно, двигатели сверхлегких летательных аппаратов Subaru или Rotax очень дороги и их цена может составлять более 80% цены самого летающего аппарата, это примерно 1,5 млн руб. (с учетом доставки). Это делает конечную стоимость летательного аппарата неподъемно высокой и для производителя, и для потребителя.

В отличие от других многотопливных двигателей (например, многотопливные дизели), этот двигатель будет значительно легче. От двигателей с искровым воспламенением, работающих также на авиационном керосине, ДДА-120 отличает сниженный расход топлива.

На данный момент аналоги данного двигателя широко применяются в малой авиации. Например, в вертолетах Robinson R22 и самолетах Cetus 200.

Движок будет стоить в пределах от 300 до 500 тыс. рублей, что примерно в 3-5 раз дешевле зарубежных аналогов, к тому же он значительно легче и экономичнее их. Создатели двигателя надеются, что их детище будет востребовано компаниями-производителями российской малой авиации.

Для обеспечения финансирования проекта разработчики решили обратиться к помощи краудфандинга и создали кампанию на одной из площадок коллективного сбора средств.

Справка:

ООО «Двигатели для авиации» (ДДА) - инновационная компания, основными видами деятельности которой является разработка и производство двигателей внутреннего сгорания для малой авиации.

Современные технологии, преодоление технологических барьеров на пути создания новых продуктов являются ключевыми задачами для российских высокотехнологичных компаний, решение которых определяет конкурентоспособность на перспективных рынках.

В команде ДДА работают специалисты и научные сотрудники в области двигателестроения. ДДА сосредоточена на развитии экологически чистых высокоэффективных технологий.

ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» - крупнейший разработчик и производитель авиационных двигателей в России. Здесь работают более 20 тысяч человек. УМПО входит в состав Объединенной двигателестроительной корпорации.

Основными видами деятельности предприятия являются разработка, производство, сервисное обслуживание и ремонт турбореактивных авиационных двигателей, производство и ремонт узлов вертолетной техники, выпуск оборудования для нефтегазовой промышленности.

УМПО серийно выпускает турбореактивные двигатели АЛ-41Ф-1С для самолетов Су-35С, двигатели АЛ-31Ф и АЛ-31ФП для семейств Су-27 и Су-30, отдельные узлы для вертолетов «Ка» и «Ми», газотурбинные приводы АЛ-31СТ для газоперекачивающих станций ОАО «Газпром».

Под руководством объединения ведется разработка перспективного двигателя для истребителя пятого поколения ПАК ФА (перспективный авиационный комплекс фронтовой авиации, Т-50). УМПО участвует в кооперации по производству двигателя ПД-14 для новейшего российского пассажирского самолёта МС-21, в программе производства вертолётных двигателей ВК-2500, в реконфигурации производства двигателей типа РД для самолётов МиГ.

1. . Интереснейшим этапом производства двигателя является аргонодуговая сварка наиболее ответственных узлов в обитаемой камере, обеспечивающая полную герметичность и аккуратность сварного шва. Специально для УМПО ленинградским институтом «Прометей» в 1981 году создан один из крупнейших в России участок сварки, состоящий из двух установок «Атмосфера-24».

2. По санитарным нормам рабочий может проводить в камере не более 4,5 часов в день. С утра - проверка костюмов, медицинский контроль, и только после этого можно приступать к сварке.

Сварщики отправляются в «Атмосферу-24» в легких космических скафандрах. Через первые двери шлюза они проходят в камеру, им прикрепляют шланги с воздухом, закрывают двери и подают внутрь камеры аргон. После того, как он вытеснит воздух, сварщики открывают вторую дверь, заходят в камеру и начинают работать.

3. В безокислительной среде чистого аргона начинается сварка конструкций из титана.

4. Контролируемый состав примесей в аргоне позволяет получить качественные швы и повысить усталостную прочность сварных конструкций, обеспечивает возможность подварки в самых труднодоступных местах за счет применения сварочных горелок без использования защитного сопла.

5. В полном облачении сварщик, действительно, похож на космонавта. Чтобы получить допуск к работе в обитаемой камере, рабочие проходят курс обучения, вначале они в полной экипировке тренируются на воздухе. Обычно двух недель достаточно, чтобы понять, годится человек для такой работы или нет - нагрузки выдерживает далеко не каждый.

6. Всегда на связи со сварщиками - специалист, следящий за происходящим с пульта управления. Оператор управляет сварочным током, следит за системой газоанализа и общим состоянием камеры и работника.

7. Ни один другой способ ручной сварки не даёт такого результата, как сварка в обитаемой камере. Качество шва говорит само за себя.

8. Электронно-лучевая сварка в вакууме - полностью автоматизированный процесс. В УМПО он осуществляется на установках Ebokam. Одновременно сваривается два-три шва, причём с минимальным уровнем деформации и изменением геометрии детали.

9. Один специалист работает одновременно на нескольких установках электронно-лучевой сварки.

10. Детали камеры сгорания, поворотного сопла и блоков сопловых лопаток требуют нанесения теплозащитных покрытий плазменным способом. Для этих целей используется робототехнический комплекс ТСЗП-MF-P-1000.

11. . В составе УМПО 5 инструментальных цехов общей численностью около 2 500 человек. Они занимаются изготовлением технологического оснащения. Здесь создают станочные приспособления, штампы для горячей и холодной обработки металлов, режущий инструмент, мерительный инструмент, пресс-формы для литья цветных и черных сплавов.

12. Производство пресс-форм для лопаточного литья осуществляется на станках с ЧПУ.

13. Сейчас для создания пресс-форм нужно всего два-три месяца, а раньше этот процесс занимал полгода и дольше.

14. Автоматизированное средство измерения улавливает мельчайшие отклонения от нормы. Детали современного двигателя и инструмента должны быть изготовлены с предельно точным соблюдением всех размеров.

15. Вакуумная цементация . Автоматизация процессов всегда предполагает уменьшение затрат и повышение качества выполняемых работ. Это относится и к вакуумной цементации. Для цементации - насыщения поверхности деталей углеродом и повышения их прочности - используются вакуумные печи Ipsen.

Для обслуживания печи достаточно одного работника. Детали проходят химико-термическую обработку в течение нескольких часов, после чего становятся идеально прочными. Специалисты УМПО создали собственную программу, которая позволяет осуществлять цементирование с повышенной точностью.

16. . Производство в литейном цехе начинается с изготовления моделей. Из специальной массы прессуются модели для деталей разных размеров и конфигураций с последующей ручной отделкой.

17. На участке изготовления выплавляемых моделей работают преимущественно женщины.

18. Облицовка модельных блоков и получение керамических форм - важная часть технологического процесса литейного цеха.

19. Перед заливкой керамические формы прокаливаются в печах.

21. Так выглядит залитая сплавом керамическая форма.

22. «На вес золота» - это о лопатке с монокристаллической структурой. Технология производства такой лопатки сложная, но и работает эта дорогая во всех отношениях деталь гораздо дольше. Каждая лопатка «выращивается» с использованием специальной затравки из никеле-вольфрамового сплава.

23. Участок обработки полой широкохордной вентиляторной лопатки . Для производства полых широкохордных вентиляторных лопаток двигателя ПД-14 - движущей установки перспективного гражданского самолёта МС-21 - создан специальный участок, где осуществляется вырезка и механическая обработка заготовок из титановых плит, окончательная механическая обработка замка и профиля пера лопатки, включая его механическую шлифовку и полировку.

25. Комплекс производства роторов турбины и компрессора (КПРТК) - это локализация имеющихся мощностей для создания основных составляющих элементов реактивного привода.

26. - трудоёмкий процесс, требующий особенной квалификации исполнителей. Высокая точность обработки соединения «вал-диск-носок» — гарантия долгосрочной и надёжной работы двигателя.

28. Балансировку ротора осуществляют представители уникальной профессии, которой в полной мере можно овладеть только в заводских стенах.

29. . Чтобы все агрегаты двигателя слаженно функционировали - компрессор нагнетал, турбина крутилась, сопло прикрывалось или открывалось, нужно подавать им команды. «Кровеносными сосудами» сердца самолёта считаются трубопроводы - именно по ним передаётся самая разная информация. В УМПО есть цех, который специализируется на изготовлении этих «сосудов» — разнокалиберных трубопроводов и трубок.

30. На мини-заводе по производству трубок требуется ювелирная ручная работа - некоторые детали являются настоящими рукотворными произведениями искусства.

31. Многие операции по трубогибу выполняет и станок с числовым программным управлением Bend Master 42 MRV. Он гнёт трубки из титана и нержавеющей стали. Сначала определяют геометрию трубы по бесконтактной технологии с помощью эталона. Полученные данные отправляют на станок, который производит предварительное сгибание, или на заводском языке - гиб. После производится корректировка и окончательный гиб трубки.

32. Так выглядят трубки уже в составе готового двигателя - они оплетают его, как паутина, и каждая выполняет свою задачу.

33. Окончательная сборка . В сборочном цехе отдельные детали и узлы становятся целым двигателем. Здесь трудятся слесари механосборочных работ высочайшей квалификации.

34. Собранные на разных участках цеха крупные модули стыкуются сборщиками в единое целое.

35. Конечным этапом сборки является установка редукторов с топливно-регулирующими агрегатами, коммуникаций и электрооборудования. Производится обязательная проверка на соосность (для исключения возможной вибрации), центровка, так как все детали поставляются из разных цехов.

36. После предъявительских испытаний двигатель возвращается в сборочный цех на разборку, промывку и дефектацию. Сначала изделие разбирают и промывают бензином. Затем - внешний осмотр, замеры, специальные методы контроля. Часть деталей и сборочных единиц направляется для такого же осмотра в цехи-изготовители. Потом двигатель собирают вновь — на приёмо-сдаточные испытания.

37. Слесарь-сборщик собирает крупный модуль.

38. Слесари МСР выполняют сборку величайшего творения инженерной мысли XX века - турбореактивного двигателя — вручную, строго сверяясь с технологией.

39. Управление технического контроля отвечает за безупречное качество всей продукции. Контролёры работают на всех участках, в том числе - и в сборочном цехе.

40. На отдельном участке собирают поворотное реактивное сопло (ПРС) - важный элемент конструкции, отличающий двигатель АЛ-31ФП от его предшественника АЛ-31Ф.

41. Ресурс работы ПРС - 500 часов, а двигателя - 1000, поэтому сопел нужно делать в два раза больше.

42. На специальном мини-стенде проверяют работу сопла и его отдельных частей.

43. Двигатель, оснащённый ПРС, обеспечивает самолёту большую манёвренность. Само по себе сопло выглядит довольно внушительно.

44. В сборочном цехе имеется участок, где выставлены эталонные образцы двигателей, которые изготавливались и изготавливаются последние 20-25 лет.

45. Испытания двигателей . Испытание авиационного двигателя - завершающий и очень ответственный этап в технологической цепочке. В специализированном цехе осуществляются предъявительские и приёмо-сдаточные испытания на стендах, оснащённых современными автоматизированными системами управления технологическими процессами.

46. В ходе испытаний двигателя используется автоматизированная информационно-измерительная система, состоящая из трех компьютеров, объединенных в одну локальную сеть. Испытатели контролируют параметры двигателя и стендовых систем исключительно по показаниям компьютера. В режиме реального времени производится обработка результатов испытания. Вся информация о проведенных испытаниях хранится в компьютерной базе данных.

47. Собранный двигатель проходит испытания согласно технологии. Процесс может занимать несколько суток, после чего двигатель разбирают, промывают, дефектируют. Вся информация о проведённых испытаниях обрабатывается и выдаётся в виде протоколов, графиков, таблиц, как в электронном виде, так и на бумажном носителе.

48. Внешний вид испытательного цеха : когда-то гул испытаний будил всю округу, теперь наружу не проникает ни один звук.

49. Цех № 40 - место, откуда вся продукция УМПО отправляется заказчику. Но не только - здесь осуществляется окончательная приёмка изделий, агрегатов, входной контроль, консервация, упаковка.

Двигатель АЛ-31Ф отправляется на упаковку.

50. Двигатель ожидает аккуратное обёртывание в слои упаковочной бумаги и полиэтилена, но это не всё.

51. Двигатели помещаются в спроектированную для них специальную тару, которая маркирована в зависимости от типа изделия. После упаковки идёт комплектация сопроводительной технической документацией: паспортами, формулярами и пр.

52. Двигатель в действии!

Турбореактивный двигатель (ТРД) - одно из главных технических достижений человечества, которое можно поставить в один ряд с изобретением колеса, паруса, паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, ракетного двигателя и атомного реактора. Именно благодаря ТРД наша планета вдруг стала маленькой и уютной. Любой человек может за считанные часы комфортно и безопасно добраться до самого отдаленного ее уголка.

И вот при всём при этом мировое авиационное двигателестроение находится в страшном кризисе. При кажущемся прогрессе оно умирает, и причина этого - в конкуренции. Волшебная рука рынка так бодро шарит в карманах производителей, что они просто рыдают навзрыд.

Глобализации так и не удалось вывести производителей авиамоторов из-под крыш национальных государств. Слишком уж это чувствительная область технологий. И даже собрать всех производителей под крышей «мирового гегемона» США не вышло. Судите сами - SNECMA французская, RR британский. Отделение авиадвигателей Pratt & Whitney фактически канадское - оно сугубо формально через «Юнайтед Текнолоджис» считается американским. Собственно американский производитель авиадвигателей из крупных остался ровно один - General Electric.

А еще есть такой производитель авиамоторов, как International Aero Engines (IAE) - это как бы СП Pratt & Whitney с японцами JAEC и немцами MTU (раньше там еще участвовали RR, но их долю выкупили PW). Они делают, например, двигатели семейства V2500 - эти моторы популярны на Арбузах линейки А320, а также на Airbus Corporate Jet. Их же ставят бразильцы на свои военные транспортники Embraer 390. Интересно, что на этом моторе Pratt & Whitney разработала только камеру сгорания и двухступенчатую с воздушным охлаждением турбину высокого давления, а всё остальное - разработка японцев и немцев, ну и инженеры Rolls-Royce поучаствовали. В общем, моторы IAE делаются в весьма заметных количествах - их выпускается в полтора раза больше, чем моторов Rolls-Royce всех типов (правда, они и подешевле, чем продукция RR).

Да - американский производитель GE мощный, спору нет. Формально он считается крупнейшим в мире (с учетом участия во всяких СП). Но и у него деградация имеется.

А причина между тем довольно проста - авиадвигатели сейчас УБЫТОЧНЫ практически у всех, они продаются ниже себестоимости из-за большой конкуренции. И чем сложнее технически мотор - тем убытки больше. До сих пор GE и RR сводили концы с концами за счет сервисных контрактов (запчасти + обслуживание), но эта система некоторое время назад перестала покрывать убытки (потому что сервис оттягивают на себя производители самолетов), и теперь фирмы-двигателестроители выживают только за счет госдотаций.

Естественно, в такой ситуации никакие крупные вложения в разработку нового - невозможны.

Вот, например, двигатель GE9X, который GE выдает за «новое слово техники» - это по сути обычный GE90-115B от 777 боинга, у которого в вентиляторе вместо 22 лопаток поставлено 16, но более широких из композита. Остальные доработки там, в общем-то, косметические - чуть подняли температуру в камере сгорания, чуть поменяли форму лопастей у турбины. Ну там еще придумали закручивать смесь в камере сгорания, чтобы добиться лучшего дожигания окислов азота. Не тянет это всё на «новое слово».

Двигатели LEAP генеральские электрики вообще не осилили сами - были вынуждены звать на помощь французскую SNECMA. А ведь их конкуренты из Канады слепили свои PW1000G самостоятельно, без приглашения варягов. Это кагбэ намекает нам на то, что потенциал GE как разработчика авиамоторов - упал ниже плинтуса. По сути, GE до сих пор едут на заделах 70-х годов.

Между прочим, самое популярное в гражданской авиации семейство моторов CFM56, которых в год поставляется больше, чем всех остальных моторов вместе взятых - тоже сделано французами из Снекмы, хотя и как бы с участием GE. Вы знаете, как был сделан этот мотор? Французами взята горячая часть от мотора General Electric F101 (он применяется на бомбардировщике B1B Lancer), и на нее навешен французский вентилятор с приводом от французской турбины низкого давления. А чтобы GE не сильно возмущалась - был сделан альянс CFM International, с долями 50/50, соответственно мотор CFM56 пошел не только на европейские арбузы, но и на американские Боинги, и даже в US Air Force (там его называют General Electric F108, чтобы не позориться использованием не-американского мотора).

Кстати, с новыми «экономичными» моторами что у GE, что у PW серьезные проблемы.

У PW1000G текут сальники редуктора - и проблема, понятное дело, не в самих сальниках, а в конструкции редуктора. Проблема и с торцевыми уплотнениями. Но это плата за принципиально новую конструкцию. Хотя в общем-то «новая» она условно - это по сути турбовинтовой мотор, у которого винты заключены в кольцевой обтекатель (пропеллер заменен на импеллер).

Leap безредукторный (как наш ПД14), у него этих проблем нет - но у него проблемы с компрессором. Вообще LEAP это фактически переделанный CFM56, у которого попытались поднять эффективность за счет вентилятора бОльшего диаметра - соответственно пришлось снизить скорость его вращения, это потянуло за собой снижение скорости турбины низкого давления, ну и вот - компрессор не в состоянии на некоторых режимах наддувать камеру сгорания должным образом. И это сказывается не только на провалах тяги - но и, что важнее, на долговечности мотора.

Вот смотрите - это вот пресловутый мотор LEAP:

Видите, до какой степени у него раздута турбина низкого давления? Да-да, вот эта раковая опухоль, раздутие в конце мотора с кучей колес и лопаток? Ну и компрессор низкого давления тоже имеет большой диаметр и сложность.

Русский ПД14 сразу сделан более простым - он вряд ли достигнет показателей экономичности PW, но он сильно дешевле и сам по себе и в обслуживании, по крайней мере потенциально:

Тут русские нашли оригинальное решение, применив широкохордные лопатки на турбине низкого давления. Это позволило уменьшить число колес и диаметр этой турбины. При этом степень двухконтурности у ПД-14 почти такая же, как у LEAP-1B (8.5-8.6 против 9), при схожей компрессии (около 40). Причем LEAP-1B развивает взлетную тягу 130 кН против 137 кН у ПД-14 и 153 кН у ПД-14М. 137 кн развивает LEAP-1C - но у него диаметр вентилятора больше, чем у ПД-14, а это создает некоторые габаритные проблемы. В конце концов, у нас тоже от редукторной версии ПД-14, называемой ПД-18Р, ожидают взлетную тягу аж 178 кН ценой увеличения диаметра вентилятора.

Ну и в общем не секрет, что русские попятили конструкцию и методику расчета камеры сгорания, примененной в моторах ПД-14, у Pratt&Whitney - примерно так же, как французы попятили камеру сгорания у GE. Но зато широкохордные лопатки турбины низкого давления и блиски в компрессоре - у нас собственные.

Кстати, схожих параметров мотор CJ-1000A (Chang Jiang-1000A) разрабатывают китайцы, и в мае 2018 года уже предъявили вполне рабочий образец, которым собираются комплектовать свои Comac C919 (главного конкурента наших МС-21). Причем у китайцев есть и альтернатива со сходными параметрами - мотор Shenyang WS-20, созданный на базе горячей части от мотора WS-10 (китайский аналог АЛ-31Ф, сделанный с использованием конструкции гражданского CFM56) примерно таким же образом, каким в своё время французы сделали CFM56 на базе горячей части мотора GE от B1B.

Это кагбэ намекает всем имеющим мозг, что уровень технологий современного авиационного моторостроения - совсем не запредельный.

Возвращаясь же обратно к «мировым грандам», хочу заметить, что новые моторы у GE и PW сами по себе работают, но вот заявленные расходы на ремонты и близко не показывают. И это - серьезная проблема для их производителей. С одной стороны, более 85% экономии топлива Boeing 737 MAX приходится на эти самые новые двигатели - а с другой стороны, у авиакомпаний и авиастроителей есть достаточно широкий выбор альтернативных моторов, отсюда конкуренция и снижение цен на моторы и на запчасти к ним. Хуже того - авиастроители уже дошли до того, что заставляют производителей авиадвигателей платить за разработку самолетов в обмен на обещание поставить туда их моторы, а не моторы конкурентов. Откуда уж тут взяться прибылям… Не секрет, что RR теряет на каждом проданном моторе Trent около 1,6 млн фунтов. Немногим меньше теряет и GE на своих больших моторах.

Французская промышленная группа Safran включает подразделение «Авиационные и космические двигатели», которое основную часть своей выручки и прибыли получает сегодня от продаж двигателей семейства CFM56 в рамках партнерского проекта CFM International (CFMI), организованного совместно с американской компанией General Electric более сорока лет назад , в 1974 г. (в 2008 г. соглашение было продлено обеими компаниями на период до 2040 г.).

Основной двигателестроительный актив французской группы для коммерческих самолетов – компания Snecma. С конца 70-х гг. выпущено уже свыше 26 тыс. двигателей CFM56, которые сегодня эксплуатируются под крылом более 11 тыс. авиалайнеров Boeing 737 и Airbus A320, включая их многочисленные, в т.ч. военные, варианты. Наработка двигателей превысила уже 630 млн часов, а рекорд «жизнедеятельности», принадлежащий двигателю семейства CFM56, составляет более 50 тыс. часов без съема с крыла.

Собственно, поэтому как бы российский мотор PowerJet SaM146 наше НПО Сатурн делало с этими же французами на основе этого же CFM56. Для французов SaM146 является промежуточным этапом на пути от CFM56 к LEAP - это как бы упрощенный CFM56, на котором внедрен ряд технологий, затем используемых в LEAP (в частности, французы наконец переделали камеру сгорания и горячую турбину, изменив их древнюю американскую схему GE на якобы свою собственную, более модную). Да-да, речь про пресловутую камеру сгорания Twin-Annular, Pre-Mixing Swirler - камера сгорания одинарная, но с двойным закрученным потоком и двумя зонами горения, которую GE придумали для большого мотора GEnx (чтобы конкурировать с RR), а французы попятили у них идею и адаптировали к размерности CFM56.

CFM56 это объективно лучший мотор в мире, но это - технологии тех самых 70-х годов. Попытки двинуться дальше вылились в создание LEAP и PW1000G - но пока что эти моторы не радуют ресурсом, а главное - на самом деле ничего революционного в них нет. Как я уже сказал - LEAP это просто модернизированный CFM56 с вентилятором увеличенного диаметра, а PW1000G - попытка использовать турбовинтовой мотор там, где раньше использовали турбореактивные (то есть поднять у турбовинтового мотора скорость потока и снизить шумность).

Ничего нового не изобрели и в Rolls-Royce. В феврале 2014 г. исполнительный вицепрезидент компании по стратегии и перспективным технологиям Саймон Карлайл объявил о том, что ведется разработка двух новых моделей семейства Trent, которые планируется передать в эксплуатацию в 2020 г. и 2025 г. и которые будут иметь на 10% лучшую топливную экономичность в сравнении с двигателями Trent XWB для A350 XWB. Они получили рабочие наименования Advance и UltraFan. Первый двигатель конструктивно совместит трехвальную конструкцию Trent с более крупным компрессором высокого давления и уменьшенным компрессором промежуточного давления, будет отличаться вентилятором с композитно-титановыми лопастями вентилятора и композитным корпусом, что позволит снизить массу двигателя. Степень двухконтурности данной модели составит 11. Второй же, со степенью двухконтурности 15, будет использовать редукторную схему.

Испытания первой модели планировалось начать уже в 2015 г., второй – ближе к концу десятилетия. Насколько я знаю - не начали до сих пор. А ведь Rolls-Royce занимает долю порядка 54% на рынке двигателей для широкофюзеляжных авиалайнеров.

Видите, какая складывается ситуация? Даже Россия, которая во времена СССР всегда уступала Западу в технологиях турбореактивных двигателей (да-да, уступала, и сильно - даже в военных моторах), сейчас смогла догнать мировой уровень не только в военных, но и в гражданских моторах. И это при том, что большая часть советского моторостроения осталась вна Украине, где и сдохла.

Причина этого - в том, что Запад после 70-х сильно стагнировал в технологиях. Нет там никаких прорывов ни в материалах, ни в конструкциях.

Вот это, например - труба эжектора двигателя LEAP, создающего разрежение в полости подшипника передней опоры. Как и положено в современных двигателях, где-то в конструкции должен быть большой косяк. На PW1100 решили сг@внить покрытие лопаток, а вот тут поржали с расхода масла через эту дырку. Самолёты только недавно пришли, а внутри уже закоксовано по уши, и ещё оттуда подкапывает на стоянке. То есть, как и у PW, сальники нихрена не держат.

Командиру экипажа из салона: у вас масло подтекает!
- Командир - салону: я в курсе, дозаправимся позже!
И сюардессы такие - шнырь-шнырь по салону с канистрами масла.

А вот вам еще новый самолёт. Облезает резина на лопатках статора вентилятора двигателя PW1100:

И это у них считается нормальным. Нормальным также считается съём нового двигателя по стружке в масле. В общем - авиаторы смело идут путем немецких двигателей-миллионников, выродившихся в экодеформированное короткопоршневое термоперегруженное г@вно.

Если кто не в курсе - стружка в масле означает начавшееся разрушение шестерёнок, подшипников или ещё каких-то металлических элементов двигателя. Когда такое повторяется на нескольких подряд новых двигателях, это значит, что при их изготовлении или проектировании были допущены грубые ошибки.

Вот как раз в продолжение темы эффективности капитализма и денег, как критерия оценки таковой. Зато финансовый отчет наверняка был хороший, когда это всё делалось. Сэкономили на разработке, испытаниях и доводке. Денег-то нету, продают моторы себе в убыток.