Авиация России

Рыбинское предприятие «ОДК-Сатурн» запустило обработку лопаток турбины двигателя ПД-8 с использованием отечественных высокотехнологичных гибридных станков. Оборудование, разработанное по техническому заданию «ОДК-Сатурн» специалистами из Зеленограда, способно автоматически выполнять две операции одновременно за счёт объединения лазерной и электроэрозионной обработки в одном технологическом цикле, сообщили в пресс-службе ОДК.

«Технологический процесс основан на формировании перфорационных отверстий в сопловых и рабочих лопатках турбин высокого давления. Микроотверстия создают систему плёночного охлаждения, критически необходимую для защиты деталей от экстремальных температур», – говорится в сообщении ОДК.

В современных газотурбинных двигателях рабочая температура газа перед турбиной превышает 2000 Кельвинов, что значительно выше температуры плавления базовых конструкционных материалов, из которых изготавливают турбинные лопатки. Основным способом их защиты является конвективно-плёночное охлаждение, реализуемое через сложную систему каналов, расположенных как внутри самих лопаток, так и в рабочем колесе турбины. В качестве хладагента используется воздух, отбираемый с компрессора двигателя.

Этот воздух предварительно охлаждается за счёт смешивания с водой или топливом, после чего подаётся по внутренним каналам через вал двигателя и каналы центробежного компрессора, встроенного в рабочее колесо турбины. Внутренний конвективный теплообмен обеспечивает эффективное охлаждение лопаток изнутри, а выходящий через перфорированные отверстия воздух создаёт на поверхности лопаток тонкую защитную плёнку, уменьшающую тепловую нагрузку от горячих газов.

Сделано в России: полный цикл производства лопаток ГТД обеспечивает технологическую независимость авиадвигателестроения

Такая комбинация конвективного и плёночного охлаждения позволяет поддерживать рабочие температуры лопаток в пределах, обеспечивающих их надёжную эксплуатацию при экстремальных тепловых режимах. Комбинированная обработка лопаток турбины на лазерно-электроэрозионном станке позволяет достичь требуемой точности геометрии отверстий при сохранении механических свойств никелевых суперсплавов.

Производственная программа предусматривает эксплуатацию четырёх станков в круглосуточном режиме с планируемым расширением парка до восьми единиц. Главный инженер ОДК-Сатурн Игорь Ильин отметил, что текущая конфигурация оборудования уже обеспечивает стабильный выпуск деталей для опытных и серийных двигателей ПД-8. Автоматизированный цикл обработки сокращает время изготовления лопаток по сравнению с традиционными методами, одновременно повышая воспроизводимость геометрических параметров охлаждающих каналов.

Внедрение гибридных станков представляет собой элемент стратегии технологической независимости в авиационном двигателестроении. Отечественное оборудование обеспечивает полный цикл производства критически важных деталей без привлечения зарубежных технологий. Разработка установок велась с учётом специфических требований производства лопаток для перспективных двигателей семейства ПД.

173