Советская военная мощь

Форум о советской военной технике и армии


Вы не подключены. Войдите или зарегистрируйтесь

ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель

Перейти вниз  Сообщение [Страница 1 из 1]

ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель.

Главный конструктор, с 27 апреля 1981 г. - Генеральный конструктор МКБ - Соловьёв Павел Александрович.

Разработчик - Моторостроительное конструкторское бюро (МКБ), с сентября 1990 г. - Пермское НПО «Авиадвигатель», с октября 1992 г. – ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь.
Изготовитель - ПО «Моторостроитель» им. Я.М.Свердлова, г. Пермь.

Авиационный двигатель четвертого поколения.

ПС-90А - унифицированный базовый турбовентиляторный двухконтурный двухвальный со смешением потоков наружного и внутреннего контуров двигатель с реверсом в наружном контуре и системой шумоглушения.

Применение:

  • самолет Ил-96-300ПУ Президента РФ;


  • дальнемагистральный широкофюзеляжный пассажирский самолет Ил-96-300;


  • среднемагистральные пассажирские и грузовые самолеты Ту-204-100, Ту-204-300, Ту-204С, Ту-214 и их модификации.


Сертифицирован в 1992 г. Эксплуатируется с 1993 г. Двигатель эксплуатируется по техническому состоянию и не имеет ограничений по межремонтному ресурсу и общему техническому (назначенному) ресурсу. Соответствует нормам ИКАО 2008 г. по эмиссии и обеспечивает соответствие эксплуатируемых самолетов нормам ИКАО (Глава 4) по шуму.

Двигатель ПС-90А:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель 3u5Cd

История создания.

В 1970-е гг., несмотря на большую загрузку текущими работами по сопровождению и модернизации двигателя Д-30 и разработке Д-30Ф6, пермское Моторостроительное конструкторское бюро (МКБ) под руководством главного конструктора П.А.Соловьёва продолжало работать «на опережение». В числе перспективных тем был двигатель для пассажирских и транспортных самолетов тягой до 14 тс. Его судьба оказалась тесно связанной с последними в истории СССР лайнерами Ту-204 и Ил-96, причем роль «буксира» для нового пермского мотора сыграла туполевская машина.

Эскизные проработки самолета, который должен был прийти на смену «рабочей лошадке» советской гражданской авиации Ту-154, шли с начала 1970-х гг. Министерство авиационной промышленности СССР поставило перед разработчиками задачу: достичь на этих машинах мирового уровня экономичности, шума и эмиссии, а также обеспечить конкурентоспособность с лучшими образцами зарубежных фирм Boeing, Lockheed и Airbus. Естественно, большое внимание уделялось и силовой установке будущего лайнера.

Уровни шума и эмиссии должны были соответствовать перспективным нормам ICAO. Для обеспечения заданных характеристик требовалось создание турбовентиляторных двигателей большой степени двухконтурности, оснащенных звукопоглощающими конструкциями в газовоздушном тракте, электронными системами управления и контроля. Сама конструкция двигателя должна была обеспечивать принцип модульности – замены вышедшего из строя узла без разбор ки всего двигателя.

На роль двигателя для преемника Ту-154 претендовали как модернизированные пермские Д-30, так и проекты других конструкторских бюро (КБ). Не без влияния зарубежных широкофюзеляжных самолетов DC-10 и L-1011 для будущего Ту-204 была выбрана компоновка с тремя двигателями – двумя под крылом и одним – в основании киля. Несмотря на весьма жесткую конкуренцию среди двигателистов, для самолета был выбран перспективный пермский Д-90 с тягой 12,5 тс, который был проработан глубже других проектов. Это решение было узаконено постановлением Совета Министров СССР №782-230 от 11 августа 1981 г.

В 1982 г. состоялось утверждение эскизного проекта самолета, а несколько позже – заседание макетной комиссии. Первоначально пермские конструкторы выбрали для Д-90 для исходного трехдвигательного варианта самолета Ту-204 трехвальную схему. Были выпущены общий вид двигателя, чертежи основных узлов, в производстве начато изготовление деталей компрессора высокого давления (КВД). В ходе дальнейших конструкторских проработок, оценки параметров термодинамического цикла, сравнительных расчетов различных схем было решено разрабатывать двигатель по двухвальной схеме. Тогда же произошло разделение на варианты: Д-90 (тяга 13 300 кгс, удельный расход топлива 0,605 кг/кгс•ч) – для Ту-204 и Д-90А (14 750 кгс, 0,615 кг/кгс•ч) – для Ил-96.

В процессе перехода от трехвального варианта к окончательной конфигурации Д-90А было спроектировано несколько других – с газогенераторами как в размерности Д-30КУ, так и Д-30. Они носили обозначения Д-91, Д-90УТ, Д-90УН, Д-90Е и др. Принятый в дальнейшую разработку вариант двигателя имел газогенератор в размерности Д-30 с 13-ступенчатым компрессором и двумя подпорными ступенями на валу вентилятора.

Однако в существующем на тот момент виде проект нового туполевского лайнера с соловьевскими двигателями не устраивал пришедшего в начале 1981 г. на пост министра авиационной промышленности СССР Ивана Силаева. Он придавал большое значение как ускорению создания новых лайнеров, так и их конкурентоспособности с реализуемыми на тот момент зарубежными проектами – Boeing 757 и Airbus 310. В результате новый Ту должен был стать двухдвигательным.

Это ставило перед пермскими моторостроителями серьезную задачу. Двигатель должен был «подрасти» по тяге до 16 тс, сохраняя при этом высокую экономичность (удельный расход на крейсерском режиме 0,595 кг/кгс•ч), надежность, а также сниженные по сравнению с предыдущими двигателями эксплуатационные расходы. Коллектив разработчиков во главе с Павлом Соловьевым положился на имеющийся к тому времени научно-технический задел и принял вызов.

В конце 1982 г. Минавиапром СССР объявил новый конкурс. Теперь требовалось создать унифицированный двигатель с тягой 16 тс для уже двухдвигательного среднемагистрального самолета Ту-204 и четырехдвигательного дальнемагистрального самолета Ил-96-300. В конкурсе приняли участие пермский Д-90 с увеличенной с 13 300 до 16 000 кгс тягой и НК-64 (модификация трехвального двигателя НК-56) с уменьшенной с 18 000 до 16 000 кгс тягой разработки куйбышевского КБ Н.Д.Кузнецова.

Ближе к концу 1983 г. техническое задание на двигатель, получивший обозначение Д-90А, было утверждено на коллегии МАП. К декабрю 1983 г. был собран и поставлен на испытательный стенд первый полноразмерный двигатель. При его доводке использовалось 65 экспериментальных и стендовых установок. Это позволило получить на первом же двигателе характеристики, близкие к расчетным.

В июне и декабре 1984 г. второй экземпляр двигателя прошел сравнительные испытания с НК-64 в термобарокамере ЦИАМ. Испытания показали превосходство двигателя Павла Соловьева по удельному расходу топлива (Д-90А – 0,609 кг/кгс•ч, НК-64 – 0,635 кг/кгс•ч). Это преимущество было достигнуто благодаря высоким параметрам пермского двигателя: степень двухконтурности Д-90А составляла 4,4, а у НК-64 – 4,1; степень сжатия в компрессоре Д-90А – 35,5, у НК-64 – 27.

В марте 1985 г. конкурсная комиссия признала победителем двигатель Д-90А. У него, по сравнению с НК-64, был меньший на 3,5% удельный расход топлива, а весил он на 150 кг меньше. В конце того же 1985 г. была составлена комплексная программа развития Д-90А, предусматривавшая изготовление до 1989 г. 52 двигателей и выполнение комплекса сертификационных работ для обеспечения его летной годности.

Постановление Совета Министров СССР, которым задавалась разработка Ту-204 с двумя двигателями Д-90А, появилось в начале 1986 г. Тогда же было принято решение о том, что магистральный самолет Ил-96 также будет оснащаться пермскими двигателями (в варианте Д-90АН, но позже двигатели для обоих самолетов будут унифицированы).

В пермском МКБ развернулись работы по доводке двигателя с целью увеличения долговечности и надежности, снижения массы. Одновременно Пермское ПО «Моторостроитель» им. Я.М.Свердлова (впоследствии – «Пермский моторный завод») начало подготовку к серийному выпуску нового двигателя. Это потребовало серьезного переоснащения производства и освоения новых технологических процессов. Для изготовления турбинных лопаток – самого сложного компонента современных двигателей – завод применил такие передовые технологии, как огнеупорные керамические формы, газостатирование и газоциркуляционное нанесение специальных покрытий, напыление теплозащитных покрытий и др. Появились новые промышленные установки, серьезной модернизации подвергалось уже имеющееся оборудование.

Со второй половины 1980-х гг. в авиапроме, как и во всей советской экономике, начали развиваться деструктивные процессы. Тем не менее, ильюшинцам и туполевцам удалось довести свои проекты до стадии реализации «в металле». Опытный Ил-96-300 впервые взлетел 28 сентября 1988 г., а первый Ту-204 – 2 января 1989 г. Оба самолета подняли в воздух двигатели ПС-90А. Такое обозначение пермский мотор получил в 1987 г., чем было увековечено имя его создателя – Павла Соловьева. Примечательно, что первый взлет Ил-96-300 выполнил с Центрального аэродрома Москвы (Ходынка), после чего он перелетел на аэродром ЛИИ в Жуковском над московскими и подмосковными жилыми массивами. Это свидетельствовало о том доверии, которое было оказано не только новому «Илу», но и результатам работы пермских двигателистов.

Испытания на стендах и в составе опытных самолетов позволили пермякам 3 апреля 1992 г. получить на ПС-90А сертификат типа №16-Д Авиационного регистра Межгосударственного авиационного комитета (АР МАК). Оснащенные этими двигателями самолеты Ту-204, Ил-96-300 и модифицированные Ил-76 соответствуют нормам Международной организации гражданской авиации ICAO по шуму на местности и эмиссионным выбросам.

Доводка и освоение серийного производства ПС-90А пришлись на самый сложный период новейшей истории нашей страны. Спроса на новые отечественные самолеты практически не было – авиаперевозчики «добивали» парк, доставшийся от советских времен. Соответственно, крайне невелики были заказы и на новый двигатель. За пять лет – с 1996 по 2001 гг. – не было поставлено ни одного ПС-90А... Тем не менее, процесс доводки и совершенствования двигателя шел. К середине 2003 г. десять эксплуатантов использовали уже 74 двигателя ПС-90А.

Первый опыт эксплуатации, как всегда бывает, выявлял «детские болезни» нового двигателя. Выходили из строя элементы конструкции, случались утечки масла и топлива, двигатель самопроизвольно выключался... Создатели двигателя на это отвечали оперативными доработками конструкции и повышением качества изготовления. На ПС-90А появились модифицированные вентилятор и компрессор низкого давления (КНД), что улучшило стабильность газодинамических параметров двигателя. Ротор компрессора высокого давления был дораресурсом по так называемой первой стратегии, т.е. традиционное установление фиксированных ресурсов в моточасах. Однако начавшаяся в 1993 г. регулярная эксплуатация на дальних маршрутах самолетов Ил-96-300 поставила авиакомпании в не слишком приятную ситуацию. При средней продолжительности полета в 10 и более часов начального ресурса в моточасах хватало ненадолго. При этом процедура увеличения назначенных и межремонтных ресурсов, существовавшая еще с середины века, требовала больших затрат – финансовых, временных и трудовых, поскольку подразумевала проведение длительных (ресурсных) стендовых испытаний двух двигателей для подтверждения увеличения ресурпотому имел другое («неблагоприятное») соотношение часового и циклического ресурсов.

В рамках традиционной стратегии требовалась длительная доводка двигателя с подтверждением результатами стендовых испытаний. Для выхода из этого тупика ОАО «Авиадвигатель» (бывшее пермское МКБ) предложил впервые в российском двигателестроении перейти к эксплуатации «по техническому состоянию». В разработке новой стратегии приняли участие специалисты ЦИАМ, ГосНИИ ГА и АР МАК. Общие усилия принесли быстрый результат. Уже в начале 1997 г. ПС-90А получил Дополнение к Сертификату типа №16-Д/11, которым вводилась так называемая Стратегия №2 управления ресурсом двигателя. Новый подход подразумевал отсутствие назначенного ресурса «двигателя в целом» на основе установления назначенного ресурса основным деталям (ОД). При этом опережающие циклические испытания ОД можно было проводить на установках поузловой доводки, без того, чтобы «гонять» на стендах полномасштабные двигатели. Кроме того, это позволяло избирательно поднимать ресурс критичных элементов, выявленных в реальной эксплуатации ПС-90А.

Переход на новую стратегию позволил разработчику снизить затраты на увеличение ресурса. Авиаперевозчики же получили возможность эксплуатировать ПС-90А так же, как и западные авиационные двигатели – т.е. в пределах назначенных циклических ресурсов ОД без ограничения часовой наработки, без фиксированных ресурсов двигателя и регламентированных съемов для ремонта. Введению новой стратегии способствовала модульность конструкции ПС-90А. Она позволяла менять модули, имеющие относительно меньший ресурс и исчерпавшие его, без снятия двигателя.

Сборка двигателей ПС-90А, Пермь:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель 3Ly4S
http://www.avid.ru/gallery/?gid=51

Новая стратегия дала результат. В результате планомерных и последовательных усилий разработчиков уже к концу 2003 г. было получено шесть Дополнений к Сертификату типа (№16-Д/15, 16, 17, 19, 20, 21). Эти документы подтверждали, что все основные детали и узлы ПС-90А практически достигли максимальных для существующей типовой конструкции ресурсов. На практике новая стратегия позволила лидерным двигателям к тому же моменту (конец 2003 г.) достичь наработки без отправки в ремонт на уровне 7,5 тыс. ч.

Двигатель ПС-90А на самолёте Ту-214ОН, Жуковский, 2013 г.:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель JAvUt
https://russianplanes.net/id126781

Еще одним новшеством, направленным на улучшение эксплуатационных характеристик ПС-90А, стала автономная система контроля и регистрации параметров двигателя АСК-90. Основным ее отличием от штатных самолетных систем регистрации и контроля была высокая частота опроса датчиков и систем, которая достигает 50 Гц. Это позволяло не только оперативно реагировать на критичные изменения в работе двигателя непосредственно в полете, но и выявлять в ходе послеполетного контроля угрозы отказов, проявляющиеся в виде быстро протекающих процессов, которые штатные системы регистрации просто «не видят» вследствие низкой частоты фиксации параметров. Кроме того, АСК-90 давала дополнительные возможности по распознаванию отказов электронных агрегатов двигателя (САУ-90 и БСКД-90). Это, в свою очередь, приводило к снижению частоты досрочных съемов этих агрегатов и, как следствие, к уменьшению эксплуатационных расходов на поддержание летной годности самолетов, оснащенных двигателями ПС-90А.

Система АСК-90 прошла полный комплекс сертификационных испытаний на борту и начала устанавливаться на самолеты Ту-204, начиная с машины №64026, и Ту-214, начиная с №64506. Доработка самолетов, введенных в эксплуатацию ранее, выполнялась по бюллетеням.

Совершенствование ПС-90А не перекрывало весь спектр требований и пожеланий заказчиков, поэтому неизбежным было появление модификаций. Так на базе ПС-90А в Перми были созданы двигатели: ПС-90А-76, ПС-90А1, ПС-90А2, ПС-90А3.

Двигатель ПС-90А на Международном салоне «Двигатели-2010», Москва:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель 7sLqx ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель PEQMf ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель WeSgP
https://www.vitalykuzmin.net/Military/International-salon-Engines/i-3LpjwxX

Источник:  
1. http://www.avid.ru/avia/?id=1
2. «Авиадвигателю» – 75!. Журнал «Взлёт. Национальный аэрокосмический журнал», декабрь 2014 г. http://www.take-off.ru/pdf/2014/12_2014_avid.pdf

Посмотреть профиль
Первый опытный образец ТРДД нового поколения - Д-90А (будущий ПС-90А):
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель AbpRe
Фото: ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь.

Продольный разрез двигателя ПС-90А:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель MvC97
http://vprioritete.company/odk-aviadvigatel-vyxod-na-novye-moshhnosti/attachment/0/

Посмотреть профиль
2 января 1989 г. состоялся первый полёт пассажирского среднемагистрального самолёта Ту-204 с пермскими ТРДД ПС-90А, бортовой №: СССР-64001, сер. №: 1450743164001, экипаж А.И.Талалакина.
http://www.avid.ru/news/2019/01/02/2179/

ТРДД ПС-90А:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель LSkhu

А.И.Талалакин:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель HNXJq
http://online.pstu.ru/avia-bio/first_flights/

Первый лётный образец среднемагистрального пассажирского самолёта Ту-204 с ТРДД ПС-90А, выпуска 1989 г., бортовой №: СССР-64001, сер. №: 1450743164001, Франция, Париж, Ле-Бурже, июнь 1989 г.:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель R9Yhc
Фото: Eddy. https://russianplanes.net/id16401

Среднемагистральный пассажирский самолёт Ту-204 с ТРДД ПС-90А, выпуска 1990 г., бортовой №: СССР-64003, сер. №: 1450743164003, Москва, Жуковский (Раменское), 1992 г.:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель 1gBmy
Фото: Ivan. https://russianplanes.net/id95714

Среднемагистральный пассажирский самолёт Ту-204 с ТРДД ПС-90А, выпуска 1991 г., бортовой №: СССР-64004, сер. №: 1450743164004, Москва, Жуковский (Раменское), август 1992 г.:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель WeQ7A
Фото: sss. https://russianplanes.net/id245466

Посмотреть профиль
Реактивное сопло ТРДД ПС-90А среднемагистрального пассажирского самолёта Ту-204-100, АК «Авиастар-Ту», бортовой №: Россия RA-64011, сер. №: 1450741364011, Москва, Домодедово, 17 апреля 2009 г.:
ПС-90А (Д-90А) - авиационный турбовентиляторный двухконтурный двухвальный двигатель 3lRhz
Фото: Константин Тюрпеко. https://russianplanes.net/id6392

Посмотреть профиль

Спонсируемый контент


Вернуться к началу  Сообщение [Страница 1 из 1]

Права доступа к этому форуму:
Вы не можете отвечать на сообщения