Авиация России

ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» подвел основные результаты деятельности в области создания авиационных двигателей и промышленных ГТУ в 2021 г. Об этом было заявлено на заседании Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения» (АССАД).

В 2021 году ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова», реализуя функции Государственного научного центра Российской Федерации в области авиадвигателестроения, выполнил совместно с предприятиями АО «ОДК» большой объем работ по научно-техническому обеспечению решения всего спектра актуальных задач отрасли, включая двигатели государственной, гражданской и экспериментальной авиации.

Гражданское авиастроение
В 2021 году произведено 29 гражданских самолетов, поставлено заказчикам – 26 (в 2020 году 15 и 15 соответственно). Произведено 77 гражданских вертолетов, поставлено заказчикам – 70 (на экспорт 32). В 2020 году было произведено 85, поставлено 85 вертолетов.

Динамика производства за 2021 год составила 105,6% по отношению к 2020году. Доля авиадвигателестроения наиболее высока и составляет 29,4% от общего объема. Самолетостроение 27,2%, вертолетостроение 15,9%.

Производительность труда в отрасли в 2021 году составила 4,4 млн. рублей на одного работника (119,2% к уровню 2020 года), в том числе в самолётостроении 5,5 млн. рублей (в 2020 году 3,9 млн. рублей).

Больше всех самолетов гражданского назначения построено на предприятии АО «Региональные самолеты (РС)» (филиал корпорации «Иркут»). Суммарно на 31 декабря 2021 г. построено вместе с опытными образцами 219 самолетов семейства «Суперджет-100».

25 декабря 2021 г. на аэродроме Иркутского авиазавода (ИАЗ) совершил первый полет шестой летный образец перспективного ближне- среднемагистрального авиалайнера МС-21-300, оснащенный двумя американскими двигателями PW1400G-JM, и с крылом из российских композиционных материалов. 9 февраля 2022 г. в рамках IX Национальной выставки и форума инфраструктуры гражданской авиации NAIS 2022 руководитель Федерального агентства воздушного транспорта (Росавиации) Александр Нерадько вручил генеральному директору ПАО «Объединенная авиастроительная корпорация» Юрию Слюсарю сертификат типа на самолет МС21-300 и сертификат разработчика авиационной техники.

На ВАСО в 2021 г. достроили и подняли в воздух два самолета Ил-96-300ПУ (в апреле и августе). 28 мая 2021 г. в Казани совершил первый полет очередной серийный самолет Ту-214ПУ.

Среднее количество выпущенных гражданских самолетов (в год):

• 1992 год – 81;
• с 1995 по 2000 – 11;
• с 2001 по 2008 – 26;
• с 2010 по 2020 – 25.

Двигателестроение

ПД-14
В рамках СЧ ОКР «Валидация ПД-14» на стендах ЦИАМ выполнены сертификационные работы в целях расширения диапазона эксплуатации двигателя (испытания по проверке отсутствия автоколебаний лопаток вентилятора, испытания в условиях «классического» обледенения; эквивалентно-циклические испытания диска вентилятора и барабана бустера, а также ротора КВД в обеспечение увеличения ресурса основных деталей; комплексные испытания в рамках специальной квалификации металлических сплавов; огневые испытаний компонентов двигателя); проведены испытания газогенератора двигателя с забросом вулканического пепла.

ПД-35
В рамках СЧ НИОКР по шифру «ПД-35-1-Авиадвигатель» выполнен комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных работ по формированию НТЗ по разработке критических технологий и конструкций высокоэффективных узлов и деталей, необходимых для создания двигателя-демонстратора технологий ПД-35 на основе перспективных конструкторских решений.

Выполнена доработка стендовой базы для проведения экспериментальных исследований узлов (ДСЕ) двигателя ПД-35 в рамках разработки критических технологий.

Подготовлено заключение на технический проект ДДТ ПД-35.

По другим проектам выполнены следующие работы:

• в декабре 2021 г. прошёл испытания в ЦИАМ газогенератор №2;
• по ПД-8В согласовано ТЗ на разработку двигателя, а также выдано заключение по материалам Аванпроекта двигателя;
• по ВК-800СП в 2021 г. выполнены СЧ ОКР «Научно-методическое сопровождение разработки турбовинтового двигателя», СЧ ОКР «Экспертиза и согласование ТЗ на САУ и на электронный регулятор двигателя ВК-800СП и воздушного винта АВ-410П». В ноябре 2021 г. проведена макетная комиссия по ВК- 800СП. ЦИАМ участвует в сертификации двигателя ВК-800СП. Выполнена подготовка стендовой базы к автономным испытаниям камеры сгорания и компрессора двигателя ВК-800СП;
• по ВК-650В в 2021 г. выполнена подготовка к автономным испытаниям компрессора и камеры сгорания ВК-650В. Рассмотрена и согласована документация на этапе ОКР по разработке двигателя;
• по ВК-1600В в 2021 г. с участием сотрудников ЦИАМ проведены макетные комиссии АРМАК и Росавиации; выполнена подготовка к автономным испытаниям компрессора и камеры сгорания двигателя ВК-1600В;
• по ВК-2500П в 2021 г. проведены испытания двигателя в ТБК ЦИАМ;
• по ВК-2500ПС проведены работы по включению в таблицу данных сертификат типа варианта двигателя ВК-2500ПС-02 для применения на модифицированном вертолете Ка-32 и сопровождение работ по применению сертифицированного варианта двигателя ВК-2500ПС-03 на вертолете Ми-171А3;
• по ТВ7-117В на стенде ЦИАМ проведены испытания компрессора в составе газогенератора двигателя для подтверждения достаточности запасов ГДУ;
• по ТВ7-117СТ-01 с участием специалистов ЦИАМ проведены работы по сопровождению разработки двигателя в обеспечение проведения ГСтИ. В настоящее время проводятся испытания двигателя в ТБК ЦИАМ;
• по ТВ7-117СТ-02 с участием специалистов ЦИАМ в декабре 2021 г. проведена приемка Эскизно-технического проекта регионального турбовинтового самолета ТВРС-44 (Разработчик - АО «УЗГА»).

АПД
По авиационным поршневым двигателям (АПД) выполнено:

• по двигателям АПД-80 мощностью 80 л.с. и АПД-200 мощностью 200 л.с. специалистами ЦИАМ проведены совместные работы с разработчиком АО «УЗГА» по подготовке сертификационных испытаний на стендах ЦИАМ, согласованы программы испытаний;
• по двигателю-демонстратору АПД-500 проведены наземные стендовые испытания и испытания наземные на самолете Як-18Т с пробежками и рулением;
• по двигателю АПД-45 мощностью 50 л.с., заказчик АО КБ «Луч», проведены испытания опытной партии на винтовом стенде.

ГСУ/ЭСУ
По авиационным гибридным и электрическим силовым установкам (ГСУ/ЭСУ) проведены лётные испытания демонстратора гибридной силовой установки на основе электрического двигателя с применением технологий высокотемпературной сверхпроводимости в составе летающей лаборатории на базе самолёта Як-40. Также проведены испытания полностью электрической силовой установки мощностью до 100 л.с. на лёгком самолете Сигма-4.

НИР по созданию НТЗ
В 2021 году продолжены трехлетние НИР по созданию научно-технического задела для перспективных авиационных двигателей гражданской авиации в рамках государственных контрактов (ГК) с Минпромторгом России для реализации целей государственной программы (ГП) Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности» - всего 12 ГК, включая 3 по 3-й и 9 по 7-й подпрограммам ГП.

Основной объем работ посвящен созданию НТЗ для перспективных гибридных и электрических силовых установок (СУ), а также для адаптации новейших автомобильных поршневых двигателей в авиационные модификации. Сохранены также направления исследований перспективных двигателей для магистральных и региональных самолетов ГА, гражданских ЛА малой авиации, в областях актуализации нормативной документации в области сертификации, экологии, развития экспериментальной базы и средств измерений, а также международного сотрудничества в области авиадвигателестроения.

ГТУ и ПГУ
Продолжены работы по внедрению малоэмиссионной камеры сгорания, разработанной в ЦИАМ для ГТУ-16П производства АО «ОДК-Авиадвигатель». Начаты ресурсные испытания камеры сгорания на компрессорной станции ПАО «Газпром» перед передачей ее в эксплуатацию.

Разработана концепция высокоэффективной парогазовой энергетической установки (ПГУ) на основе конструкций авиапроизводных газотурбинных установок полузамкнутой схемы, обладающей, по сравнению с используемыми в настоящее время ПГУ, лучшими эксплуатационными характеристиками: регулируемой мощностью, более высоким КПД, уменьшенным вдвое объемом выбросов парникового газа.

Выполнены НИР по 2 грантам Российского Фонда Фундаментальных Исследований (РФФИ) и будут продолжены еще по 2 грантам.

ЦИАМ входит в проект научный центр мирового уровня (НЦМУ) «Сверхзвук», финансируемый Минобрнауки России. Основная задача НЦМУ - решение фундаментальных научно-технических проблем сверхзвукового полета для достижения качественно новых экологических и акустических показателей двигателей сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) 2-го поколения.

Цифровые двойники АД
В ЦИАМ активно ведутся работы в области технологии цифровых двойников (ЦД) авиационных двигателей. В 2021 году завершилась разработка прототипа демонстратора цифрового двойника в облике малоразмерного ТРДД. На данный момент в демонстраторе ЦД созданы матрица требований и блок проектирования двигателя, который включает в себя полностью автоматизированные и параметризованные 1D-2D-3D CAD/CAE расчетные цепочки, реализующие стандартные методики проектирования ГТД. В дальнейшем на базе демонстратора планируется разрабатывать и тестировать различные технологии цифрового сопровождения испытаний, производства и эксплуатации ГТД. Также демонстратор ЦД будет использоваться в качестве учебной платформы для ВУЗов и центров ДПО.

Помимо этого, ведутся совместные работы с АО «ОДК», целью которых является разработка и тестирование на базе реальных изделий различных элементов ЦД.

Совместно с ПАО «ОДК-Сатурн» отрабатывается технология создания динамической и термомеханической моделей двигателя и автоматизации расчетных цепочек (термодинамическая и газодинамические 3D модели узлов и др.), которые готовят исходные данные для этих интегральных моделей. Также в 2021 году в ЦИАМ начаты работы по формированию общего облика и требований к общеотраслевой базе знаний, которая должна будет аккумулировать в себе уже имеющийся накопленный опыт в области разработки, испытаний, сертификации, производстве и эксплуатации авиационных двигателей и дополняться новыми методиками и подходами.

Валерий Агеев
для сайта «Авиация России»

804