รอคอยมานาน รัสเซีย
ไม่ใช่ทุกประเทศที่พัฒนาแล้วสามารถสร้างเครื่องยนต์อากาศยานของตนเองได้ ครั้งหนึ่ง สหภาพโซเวียตเคยอยู่ในสโมสรกิตติมศักดิ์แห่งนี้ และรัสเซียก็อาศัยเกียรติยศในอดีตมาหลายสิบปี การผลิตเครื่องยนต์แบบต่อเนื่องสำหรับเครื่องบินพลเรือนถือเป็นเทคโนโลยีชั้นสูงอย่างแท้จริง ซึ่งแสดงให้เห็นชัดเจนว่าระดับการพัฒนาเทคโนโลยีในประเทศที่แท้จริงเป็นอย่างไร เครื่องยนต์จรวดและเครื่องยนต์อากาศยานสำหรับยุทโธปกรณ์ทางทหารยังคงต่ำกว่าหน่วยพลเรือนหนึ่งก้าว ประการแรก สำหรับยานเกราะต่อสู้ ความประหยัดและต้นทุนสุดท้ายที่ต่ำของผลิตภัณฑ์นั้นไม่สำคัญเท่ากับอุปกรณ์ที่ "สงบ" ประการที่สอง ทรัพยากรของเครื่องยนต์ turbojet พลเรือนสมัยใหม่ ประกอบกับความน่าเชื่อถือ นั้นสูงกว่าของคู่ต่อสู้ทางทหาร โดยเฉพาะหากเครื่องยนต์ได้รับการรับรองตามข้อกำหนดสากล เช่น European Aviation Safety Agency
เครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทบายพาสสมัยใหม่ส่วนใหญ่ในรัสเซียมีรากฐานมาจากอดีตของสหภาพโซเวียต PS-90 ที่ผลิตโดย JSC "UEC - Perm Motors" ในการดัดแปลงต่างๆ ได้รับการพัฒนาขึ้นในช่วงกลางทศวรรษที่ 80 มอเตอร์ D-30KP-2 ผลิตขึ้นใน Rybinsk ตั้งแต่ปี 1982 และรุ่นพื้นฐานมีการผลิตมาตั้งแต่ปี 1972 จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ SaM146 ที่เบาที่สุดมีความทันสมัยที่สุด แต่นี่เป็นโครงการรัสเซีย - ฝรั่งเศสซึ่งวิศวกรในประเทศมีหน้าที่รับผิดชอบในส่วน "เย็น" ที่ไม่สำคัญที่สุดของเครื่องยนต์ เพื่อความเป็นธรรมควรสังเกตว่าเครื่องกำเนิดก๊าซของส่วนที่ "ร้อน" ของเครื่องยนต์จากฝรั่งเศสนั้นไม่ใช่วิธีที่ดีที่สุดในแง่ของความน่าเชื่อถือ ในเวลาเดียวกัน ปัญหาที่เกิดขึ้นทั้งกับอะไหล่และการซ่อมแซม เฉพาะตอนนี้ระดับการแปลสำหรับการซ่อมแซมเครื่องกำเนิดก๊าซใน Rybinsk ใกล้จะถึง 55%
เครื่องยนต์อากาศยานสองวงจร turbojet เดียวที่พัฒนาตั้งแต่เริ่มต้นสำหรับภาคพลเรือนในรัสเซียคือ PD-14 ผู้สร้างเครื่องยนต์ระดับการใช้งานได้รับเงื่อนไขอ้างอิงสำหรับเครื่องยนต์เมื่อปลายปี 2550 และ 11 ปีต่อมา บริษัท United Engine ได้ลงนามในสัญญากับบริษัท Irkut เพื่อสร้าง PD-14 จำนวน 5 ลำสำหรับซับใน MS-21
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ชาวรัสเซียมีเหตุผลมากมายที่ภาคภูมิใจในศักยภาพทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคของประเทศ นั่นคือแพลตฟอร์ม Armata, Avangard hypersonic Strike Complex และ Su-57 แต่เป็นการสร้าง PD-14 ที่แสดงให้เห็นว่ารัสเซียกำลังกลับสู่ตลาดไฮเทคของโลก
นำเข้าทดแทน
ในขั้นต้น MC-21 ไลเนอร์พิสัยกลางถูกสร้างขึ้นด้วยความคาดหวังในการติดตั้งสองเครื่องยนต์ - American Pratt & Whitney 1431 G-JM และ Russian PD-14 การตัดสินใจครั้งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นเพียงเพราะขาดความคล้ายคลึงในประเทศในขณะที่เริ่มการพัฒนาเท่านั้น มันคือทั้งหมดที่เกี่ยวกับลูกค้า ส่วนแบ่งของเครื่องยนต์ในราคาของสายการบินใด ๆ สามารถเข้าถึงได้ถึง 30% และเป็นหน่วยที่แพงที่สุดในการออกแบบในแง่ของการบำรุงรักษา ไม่น่าแปลกใจที่ผู้บริโภคมีสิทธิในการเลือกโรงไฟฟ้าของตนเอง ซึ่งมีการปรับโครงสร้างพื้นฐานภาคพื้นดินให้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น เมื่อซื้อ A380 ที่เลิกผลิต ก่อนหน้านี้สายการบินมีตัวเลือกระหว่างเครื่องยนต์ Trent ของ Rolls-Royce และตระกูล GP7200 ของ Engine Alliance โปรดทราบว่าสี่บริษัทร่วมกันพัฒนา GP7200: American General Electric, Pratt & Whitney, SNECMA ของฝรั่งเศส และ MTU ของเยอรมัน เนื่องจากการสร้างเครื่องยนต์ที่ทันสมัยสำหรับสายการบินหลักนั้นมีราคาแพงและใช้เวลานาน
G-JM PW1431 ที่นำเข้านั้นถูกสร้างขึ้นบนพื้นฐานของตระกูล PW1000 ซึ่งในการดัดแปลงต่าง ๆ จะติดตั้งบนเครื่องบิน Airbus, Mitsubishi และ Embraer สำหรับ MC-21 รุ่นที่ใหญ่ที่สุดมีแรงขับสูงสุด 14 ตันและเส้นผ่านศูนย์กลางพัดลม 2.1 เมตร เครื่องยนต์สำเร็จรูปเครื่องแรกจากสหรัฐอเมริกามาถึงโรงงานเครื่องบินอีร์คุตสค์ในปี 2558 7 ปีหลังจากเริ่มการพัฒนา พร้อมกันกับการลงนามในสัญญากับ Pratt & Whitney รัสเซียก็เริ่มสร้างเครื่องยนต์ PD-14 ของตนเองขึ้น ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมา นี่เป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดในอุตสาหกรรมเครื่องยนต์อากาศยานในประเทศ เป็นการยากที่จะบอกว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับอุตสาหกรรมทั้งหมดหากเรื่องราวของ PD-14 ไม่ได้เกิดขึ้น
เล็กน้อยเกี่ยวกับนวัตกรรมที่ใช้ในการออกแบบเครื่องยนต์อากาศยานในประเทศ สถาบันวัสดุการบิน All-Russian ได้พัฒนาวัสดุใหม่ 20 ชนิดสำหรับ PD-14 เท่านั้น ทีมวิจัยของ Perm JSC "UEC-Aviadvigatel" ได้สร้างเทคโนโลยีที่สำคัญใหม่ 16 รายการตั้งแต่เริ่มต้น ซึ่งในอนาคตจะกลายเป็นพื้นฐานสำหรับเครื่องยนต์อากาศยานใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เทอร์ไบน์แรงดันสูงมีใบพัดแบบโมโนคริสตัลไลน์ที่สามารถทำงานที่อุณหภูมิเกิน 1,700 องศาได้ ในการต่อสู้เพื่อประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ใบพัดลมแบบกลวงทำมาจากไททาเนียม ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของยูนิตได้ถึง 5% เพื่อลดเสียงรบกวนและการปล่อยมลพิษสู่ชั้นบรรยากาศ เครื่องยนต์ได้รับการติดตั้งองค์ประกอบคอมโพสิตดูดซับเสียงและห้องเผาไหม้ระหว่างโลหะที่ปล่อยมลพิษต่ำ พารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดของมอเตอร์ Permian คือแหล่งกำเนิดของรัสเซียอย่างสมบูรณ์ซึ่งกลายเป็นสิ่งที่หายากในสมัยของเรา วิศวกรรมโยธาในประเทศที่ "ก้าวหน้า" ส่วนใหญ่เป็นการรวบรวมหน่วยต่างประเทศของรัสเซียที่ล้าสมัยและทันสมัย ตัวอย่างเช่น คุณสามารถไปที่ Naberezhnye Chelny รถยนต์ไฟฟ้า Kama-1 ใหม่ยืมแบตเตอรี่ลิเธียม - นิกเกิล - แมงกานีส - โคบอลต์ - ออกไซด์ในประเทศจีนและรถบรรทุกสินค้าไร้คนขับ KamAZ ของโครงการ Ermak ได้รับการติดตั้ง "เครื่องจักรอัตโนมัติ" ของ Allison และเรดาร์ของคอนติเนนตัล PD-14 จากมุมมองนี้ถูกแทนที่ด้วยการนำเข้าโดยสมบูรณ์
มอเตอร์ PD-14 ได้รับการพัฒนาให้เป็นคู่แข่งกับ PW1431G-JM ของตัวเอง เช่นเดียวกับ PW1100G / JM สำหรับเครื่องบิน A320NEO ช่องทางการตลาดนี้ยังรวมถึงมอเตอร์ Leap-1A, Leap-1B, Leap-1C จากกลุ่ม CFMI (GE / Snecma) สำหรับเครื่อง A320NEO, B737MAX และ C919 ตามลำดับ เมื่อพิจารณาจากอัตราแลกเปลี่ยนเงินดอลลาร์และแหล่งที่มาภายในประเทศแล้ว ราคาในตลาดโลกสำหรับ PD-14 จะน่าสนใจทีเดียว
อธิปไตยทางเทคนิค
จากจุดเริ่มต้น วิศวกรวางแผนอย่างถูกต้องบนพื้นฐานของ PD-14 เพื่อพัฒนาเครื่องยนต์อากาศยานทั้งครอบครัวที่มีแรงขับตั้งแต่ 9 ถึง 18 ตัน ซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง เครื่องกำเนิดก๊าซสำเร็จรูปของนวัตกรรมระดับการใช้งาน นั่นคือ หัวใจของเครื่องยนต์ พร้อมสำหรับการทดสอบแบบตั้งโต๊ะในเดือนพฤศจิกายน 2010 ต้นแบบสำเร็จรูปหรือที่เรียกกันว่าผู้สาธิตเทคโนโลยี ถูกประกอบขึ้นเป็นครั้งแรกที่อัฒจันทร์ในเดือนมิถุนายน 2555 เครื่องยนต์ออกตัวเป็นครั้งแรกในเดือนตุลาคม 2015 แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ภายใต้ปีกของ MS-21 แต่ร่วมกับห้องปฏิบัติการบิน IL-76LL หมายเลข 08-07
การศึกษาพารามิเตอร์ของมอเตอร์ครั้งแรกได้รับการยืนยันความได้เปรียบทางเทคนิคเหนือคู่ค้าที่นำเข้า ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะลดลง 10-15% และต้นทุนวงจรชีวิตลดลง 20% นักพัฒนายังสามารถจัดการกับเสียงรบกวนได้เนื่องจากมอเตอร์ในประเทศไม่ได้รับการรับรองในฝั่งตะวันตก PD-14 นั้นเงียบกว่าที่กำหนดโดยมาตรฐานขององค์การการบินพลเรือนระหว่างประเทศ (ICAO) 15-20 dB ในขั้นต้น ผู้จัดการระดับสูงของ United Aircraft Building Organisation ได้วางแผนในแง่ดีที่จะยกระดับ MS-21 สำหรับเครื่องยนต์ในประเทศเมื่อต้นปี 2561 แต่อย่างที่เราเห็น เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในเดือนธันวาคม 2020 เท่านั้น
ในเดือนมกราคมของปีนี้ มอเตอร์สามตัว หนึ่งในนั้นคือตัวสำรอง ซึ่งวิ่งจาก Perm ถึง Irkutsk ได้ 4,000 กิโลเมตรบนรถพ่วงเพื่ออยู่ใต้ปีกของ MC-21 ด้วยหมายเลข 0012 มอเตอร์เหล่านี้ผลิตขึ้นที่ Perm 2018 แต่ตอนนี้พวกเขากลายเป็นที่ต้องการ ปีที่แล้ว มีการประกอบมอเตอร์อีก 2 ตัว โดย MC-21-310 จะได้รับการรับรองสำหรับสำนักงานขนส่งทางอากาศแห่งสหพันธรัฐ นอกจากนี้ ในปี 2564 พวกเขาวางแผนที่จะรับใบรับรองที่คล้ายกันจาก European Aviation Safety Agency EASAและหากทุกอย่างเป็นไปตามแผน โรงงานระดับการใช้งานจะผลิตเครื่องยนต์อากาศยาน PD-14 ได้มากถึง 50 เครื่องต่อปี กำลังพัฒนารุ่นบังคับที่มีแรงขับสูงสุด 14.5 ตัน PD-14A เช่นเดียวกับ PD-14M ที่ทรงพลังยิ่งกว่าซึ่งออกแบบมาสำหรับแรงขับสูงสุด 15.6 ตัน มีแนวคิดที่จะพัฒนา PD-8 รุ่นเบาสำหรับ SuperJet โดยอิงจากเครื่องกำเนิดก๊าซของเครื่องยนต์ระดับการใช้งาน
จากนั้นความมหัศจรรย์ของตัวเลขก็เริ่มขึ้น ด้วยการเพิ่มบายพาส PD-16 จะถูกสร้างขึ้นสำหรับเครื่องบินรุ่น MS-21-400 รุ่นหนักที่มีแรงขับขึ้น 17 ตัน หากเส้นผ่านศูนย์กลางพัดลมลดลง PD-10 สามารถประกอบเข้ากับแรงขับได้เกือบ 11 ตัน รุ่น turboshaft ของเฮลิคอปเตอร์ที่มีความจุ 11, 5 พัน l / s ตาม Perm turbojet จะมีชื่อ PD-12V ในอนาคต ในเวอร์ชันนี้จะพบแอปพลิเคชั่นในการบินของกองทัพบกแล้ว และสุดท้ายสำหรับอุตสาหกรรมในการพัฒนาโรงไฟฟ้ากังหันก๊าซ "ที่ดิน" GTU-12PD และ GTU-16PD
ในปี 2564 มีการวางแผนที่จะเปิดตัวเครื่องยนต์อากาศยานอีกเครื่องหนึ่งชื่อ PD สำหรับการทดสอบแบบตั้งโต๊ะ โดยจะมีดัชนีเพียง 35 เท่านั้น ก่อนหน้านี้เครื่องยนต์ของคลาสนี้ไม่ได้ผลิตในรัสเซียและสหภาพโซเวียตเลย: ช่วงแรงขับตั้งแต่ 25 ถึง 50 ตัน, พัดลมขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3, 1 เมตร, เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 3, 9 เมตร, และความยาวของหางสูงสุด 8 เมตร. ยักษ์มีกำหนดการผลิตในปี 2027 ด้วยการถือกำเนิดของเครื่องยนต์นี้ รัสเซียจะมีความหวังสำหรับการฟื้นคืนชีพของ Ruslans ในตำนานหรือแอนะล็อกขั้นสูง