За «Пратт энд Уитни» во все лопатки
Разработка и выпуск авиационного двигателя ПД-14 – один из наиболее важных и обсуждаемых проектов национального масштаба. Повышенное внимание к этому мотору специалистов, чиновников, СМИ, общественности и зарубежных экспертов понятно. После многих лет постперестроечной комы отечественная промышленность наконец-то нашла силы и возможности взяться за создание авиадвигателя пятого поколения. И что самое главное – ПД-14 разрабатывается не сам по себе, а в привязке к среднемагистральному лайнеру МС-21.
На этот самолет возлагают большие надежды как на средство реанимации гражданского сегмента отечественного авиапрома и обновления парка воздушных судов отечественных перевозчиков. Кроме того, по мнению конструкторов и чиновников, у МС-21 хороший экспортный потенциал.
Плывущие сроки
Но это не все. Когда говорят о ПД-14 и его перспективах, всегда отмечают, что на базе газогенератора мотора планируется создать семейство силовых установок с тягой от 9 до 18 тонн, адаптированных под требования конкретных заказчиков. Сфера применения таких двигателей – ближне- и среднемагистральные пассажирские и транспортные самолеты. Благодаря использованию уже разработанного газогенератора сроки создания новых силовых установок должны значительно сократиться.
В многочисленных сообщениях СМИ работа над созданием двигателя выглядит вполне успешной. Но каково реальное состояние дел? Летные испытания МС-21 (если быть более точным, МС-21-300) начались в мае. Но летает самолет не с двигателем ПД-14, а с его американским аналогом, точнее, конкурентом – PW1400G. С импортным мотором самолет пройдет весь цикл летных испытаний, с ним его будут покупать авиакомпании. А где же наш ПД-14?
Представители пресс-службы АО «Объединенная двигателестроительная корпорация» сообщили, что ОДК на основе сертификационного базиса проводит испытания ПД-14. Работы ведутся строго в соответствии с графиками. В течение 2015–2017 годов прошли первый и второй этапы летных испытаний двигателя на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ. По их результатам подтверждена работоспособность ПД-14 и его систем в условиях, приближенных к эксплуатационным. Третий этап планируется начать в конце года: будет расширен диапазон проверки работы двигателя.
Также проводятся специальные наземные испытания. «Мы находимся на этапе сертификации двигателя ПД-14. Результаты выполняемых работ принимаются сертифицирующим органом. Процедура идет в соответствии с установленными сроками как по российским, так и по международным стандартам. В 2018 году планируется получение сертификата Росавиации, а в 2019-м – EASA (European Aviation Safety Agency – Европейское агентство по безопасности полетов)», – заявили в ОДК. Однако заметим, что в приватных беседах ответственные чиновники уверенно заявляют о получении российского сертификата в следующем году, но крайне осторожничают в оценках возможностей обзавестись аналогичным европейским документом. Складывается впечатление, что процесс может снова затянуться.
Вообще нынешние сроки заметно отличаются от тех, что были заявлены на начальном этапе разработки двигателя. Тогда рассчитывали в 2015 году завершить сертификацию, в 2016-м начать серийное производство. Надо сказать, что сроки постройки и испытаний МС-21 тоже сильно «поплыли». Лайнер должен был взлететь еще в 2013 году, но, как водится, по многочисленным техническим и финансовым причинам процесс создания машины затянулся. Сегодня специалисты и чиновники уверяют, что российский сертификат летной годности МС-21-300 получит в 2019-м, а международный – в 2020 году.
На первый взгляд, сроки сертификации самолета и двигателя хорошо коррелируются. Но есть и другие факты. Двигатель ПД-14 планируется установить на первый или второй летные образцы МС-21-300 лишь в 2019 году, соответственно испытания в небе начнутся ближе к 2020-му. Перспективы комплектования серийных машин отечественными моторами выглядят еще более туманными. Нынешним летом на МАКСе компания «Ильюшин финанс» подписала контракт с Red Wings на передачу в лизинг 16 МС-21-300. При этом двигателями ПД-14 будут оснащены четыре самолета, остальные укомплектуют моторами PW1400G. Что касается ключевого отечественного заказчика – «Аэрофлота», то по имеющейся информации, все свои МС-21 (на сегодня речь идет о 50 машинах) компания получит с двигателями Pratt & Whitney. Однако корпорация «Иркут» намерена оснастить отечественными моторами половину МС-21 из первой партии, которая должна составить 630 воздушных судов. В дальнейшем решение о выборе двигателя будет принимать исключительно заказчик. Сбудутся ли планы корпорации – покажет время. Пока имеется 175 твердых заказов, а с учетом опционов и подписанных меморандумов – 315.
У двигателестроителей есть время, чтобы закончить необходимые испытания и подготовиться к серийному производству. И похоже, торопиться пока незачем. Только в ноябре 2017 года в ЦАГИ провели испытания модели МС-21-300 в компоновке с двигателями ПД-14. Продувки выполнили в трансзвуковой трубе с моделированием режимов взлета и посадки. Исследования, как сообщалось в пресс-релизе ЦАГИ, позволили пополнить банк аэродинамических данных самолета. А летом 2017 года в ОДК проводили квалификационные испытания комплексной электронно-гидромеханической системы автоматического управления двигателем ПД-14.
Что касается серийного производства, то на его подготовку и модернизацию оборудования ОДК в 2017–2025 годах собирается потратить 21,9 миллиарда рублей. Известно намерение создать под мотор пятого поколения выделенное сборочное производство. Мощность линии составит не менее 50 комплектов в год.
В том, что ОДК выпустит нужное количество двигателей, особых сомнений нет. Но законный интерес вызывает вопрос: соответствуют ли характеристики ПД-14 заявленным параметрам и сможет ли отечественный мотор конкурировать с американским? История нашего двигателестроения изобилует примерами, когда советские изделия по ряду ключевых параметров заметно отставали от иностранных аналогов. Вспомним хотя бы самолеты М-4 и М-50. Первый так и не смог достичь заданной дальности полета, но на вооружение был принят. А что делать – другого, более подходящего двигателя у нас тогда не было. Второй бомбардировщик вышел на летные испытания вообще не с теми двигателями, под которые проектировался. Нужный мотор так и не состоялся, и М-50 в серию не пошел. Довольно драматичной была эпопея с доводкой двигателей на МиГ-29. Список можно продолжить. Почти все советские самолеты, имея летно-тактические характеристики, сопоставимые с самолетами США и Западной Европы, уступали им в одном – в дальности и продолжительности полета. Причина – более высокий расход топлива.
Так что там с нашим ПД-14? Может ли он тягаться с изделием Pratt & Whitney на равных? Если обратиться к официальным открытым источникам, мы увидим, что основные характеристики ПД-14 и PW1400G, такие как взлетная тяга, габариты, вес, удельный расход топлива, надежность, уровень шума, почти идентичны. О том, какую тягу развивают двигатели на самом деле и сколько топлива при этом сжигают, знают лишь специалисты.
Безусловно, ПД-14 – это современный мотор пятого поколения. В пресс-службе ОДК подчеркивают, что у него проверенная и современная конструкция, компактная двухвальная схема, прямой привод вентилятора, оптимальная степень двухконтурности, эффективный газогенератор. Кроме того, в наличии цифровая САУ с полной ответственностью типа FADEC (Full Authority Digital Engine Control system, система автоматизированного управления параметрами впрыска топлива, воздуха и зажигания в работе двигателя для поддержания оптимальных характеристик работы с минимальным расходом). Все это позволяет добиться высокой надежности и технологичности, снизить расходы. Модульная конструкция в совокупности с цифровой САУ и встроенной системой диагностики обеспечивают успешное применение концепции эксплуатации двигателя по техническому состоянию.
Еще потягаемся?
В ОДК отмечают, что при проектировании и создании ПД-14 было разработано и применено большое количество инновационных и передовых технологий, позволивших достичь нужных характеристик. В частности, вентилятор снабжен широкохордными полыми титановыми лопатками. Блиски компрессора высокого давления на первой, второй и пятой ступенях изготовлены из титанового сплава, диски шестой – восьмой ступеней – из никелевого гранульного сплава нового поколения. Детали камеры сгорания выполнены из жаростойкого интерметаллидного сплава, а в ней самой реализовано малоэмиссионное горение, установлены форсунки с пневмораспылом, применено керамическое теплозащитное покрытие второго поколения. Рабочие и сопловые лопатки турбины высокого давления изготовлены из новейших монокристаллических сплавов, защищены керамическим теплозащитным покрытием, диски – из никелевого сплава нового поколения. Рабочие и сопловые лопатки первой – шестой ступеней турбины низкого давления полые, применено активное управление зазорами.
Все элементы и модули газовоздушного тракта разработаны с применением методов трехмерного аэродинамического проектирования. В конструкции мотогондолы композиционные материалы занимают примерно 65 процентов по массе. Также она оснащена реверсивным устройством решетчатого типа с электромеханическим приводом.
Но такое количество инноваций несет в себе и потенциальную опасность. Ведь чем больше новшеств, тем сложнее изделие будет в производстве, значит, дороже. И кроме того, даже небольшие отклонения от технологии при изготовлении отдельных деталей в сумме приведут к заметному снижению характеристик.
Не следует забывать, что ПД-14 и PW1400G проектировались и выпускаются в разных условиях. В 90-е годы и как минимум в первой половине нулевых отечественная промышленность выживала. Остановились почти все сложные производства, многие предприятия разорились, квалифицированные кадры разбежались в поисках лучшей доли, интеллектуальный потенциал КБ и НИИ резко упал, огромное число технологий утрачено, инженерные специальности перестали пользоваться спросом. Одни заводы переориентированы на выпуск всякой ерунды типа скобяных изделий или металлических дверей. Другие стали торговыми или бизнес-центрами. Очевидно, что после почти двух десятилетий деградации промышленности создать высокотехнологичный продукт, способный конкурировать с одним из законодателей мод, – задача почти невыполнимая. Не хватает квалифицированных кадров, утрачена школа, нет современного оборудования. К слову, станкостроительная отрасль пострадала, пожалуй, сильнее других. В технологическом плане США и Западная Европа почти всегда опережали нашу страну. И за постперестроечный период разрыв только увеличился. Поэтому с высокой степенью вероятности можно предположить, что характеристики ПД-14 не соответствуют заявленным значениям и уступают PW1400G.
Конечно, со временем наш двигатель доведут до нужного уровня. Но и конкуренты не дремлют. Они найдут способы повысить характеристики своих изделий. Хотя даже в такой, кажущейся на первый взгляд проигрышной ситуации делать отечественный двигатель надо. В первую очередь для того, чтобы возродить школу, науку, кадры, производство, создать задел для будущих разработок. Для ПД-14 и его модификаций всегда найдется применение. Один из потенциальных потребителей – проектируемый средний военно-транспортный самолет пока под неофициальным названием Ил-276. Как отметил главный конструктор ПАО «Ил» Николай Таликов, сегодня в качестве двигательной установки рассматриваются хорошо зарекомендовавшие себя в эксплуатации ПС-90А-76, обладающие необходимыми характеристиками для снижения технических рисков. В то же время компания ждет ПД-14, которые должны уменьшить расход топлива и затраты на техническое обслуживание силовой установки. После подтверждения заявленных характеристик и отработки в серийном производстве компания «Ил» готова заменить ПС-90А-76.
Информация