Орбита молодежи: ЦИАМ рассказал о современных двигателях на «Гагаринских чтениях» в МАИ

Заместитель генерального директора по науке Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») Александр Ланшин выступил на XLV Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения». Мероприятие прошло в Московском авиационном институте (МАИ). На расширенном пленарном заседании он рассказал студентам о стремительной динамике роста мирового рынка авиационных двигателей.

— Большой сегмент этого рынка — двигатели для гражданских самолетов, — пояснил он. — В нашей стране основные работы ведутся по самолету МС-21 и двигателю ПД-14. На перспективу планируется создание широкофюзеляжного дальнемагистрального самолета с двумя двигателями. По тяге они должны быть в 2 — 2,5 раза больше, чем имеет сейчас двигатель ПС-90А тягой 16 тонн. Для этого необходимы новые технологии.

При тесной кооперации с конструкторскими бюро АО «ОДК-Авиадвигатель» облик двигателя двух схем (с прямым приводом вентилятора и через редуктор) для ближне-среднемагистрального пассажирского самолета появился в стенах ЦИАМ еще в начале века. Когда в 2008 году работа по двигателю получила реальное финансирование, то созданный научно-технический задел позволил разработчикам в рекордно короткие сроки, за 1,5 года, сделать новый экспериментальный газогенератор и за 3 года — двигатель-демонстратор. Среди новых технологий в ПД-14 — малошумный вентилятор, малоэмиссионная камера сгорания, турбинные лопатки разных типов, шевронные сопла и др.

— Все эти технологии будут использоваться при создании семейства двигателей на основе базового газогенератора в диапазоне тяг от 9 до 18 тонн, а также в газотурбинных установках для электроэнергетики и задач газовой отрасли, — отметил Александр Ланшин.

Он особо подчеркнул, что на разные типы самолетов — малой авиации, ближне-, дальнемагистральных, сверхзвуковых деловых и пассажирских (СДС и СПС) — будут разрабатываться разные по схеме силовые установки. Для сверхзвуковых деловых и пассажирских самолетов на первом этапе предполагается использование существующих газогенераторов, на основе которых будут создаваться новые двигатели, удовлетворяющие требованиям по экологии и ресурсу. На перспективу широко исследуются схемы трехконтурных двигателей, которые позволяют на сверхзвуке иметь низкую степень двухконтурности и высокую удельную тягу, а на дозвуке, при взлете, — хорошую экономичность и газодинамическое экранирование шума.

Отдельную часть доклада Александр Ланшин посвятил двигателестроительным трендам в области отечественной винтокрылой техники. Он рассказал о традиционных схемах двигателей, которые в ЦИАМ рассматривают для средних вертолетов с двухступенчатым центробежным компрессором и осецентробежным компрессором. Для скоростных вертолетов активно исследуются схемы пропульсивной силовой установки, для легкой винтокрылой техники — гибридные СУ.

— В целом для всех типов вертолетных двигателей ставится задача сделать их «неметаллическими», «сухими», «электрическими» (с электроприводом насосов и механизацией) и «умными», когда в систему управления заложена еще и математическая модель двигателя, — отметил в своем докладе Александр Ланшин.

В заключительной части выступления студенты узнали о развитии вспомогательных силовых установок (ВСУ). С переходом к более электрическим самолетам, по словам Александра Ланшина, тенденции в этом направлении пошли по пути создания и полностью электрической ВСУ и силовой установки на топливных элементах.

— ЦИАМ и ЦАГИ участвуют в европейской программе HEXAFLY-INТ («Высокоскоростной экспериментальный летательный аппарат»), где исследуется летательный аппарат и силовая установка на водороде, которая разгоняется до Маха 7,5, — пояснил Александр Ланшин. — По этому проекту уже изготовили такую силовую установку и на нашем уникальном стенде испытали до Маха 7,3, получив положительную тягу.
Но, конечно, никакие прорывы, особенно в такой высокотехнологичной области, как авиационное двигателестроение, невозможны без постоянного развития таких технологий как математическое моделирование и проектирование, новые композиционные материалы и развитие экспериментальной базы.

Международная молодёжная научная конференция «Гагаринские чтения» — крупное научно-практическое студенческое мероприятие, которое ежегодно, с 1974 года, проводится в честь первого летчика-космонавта нашей планеты. В программе конференции, помимо секций со студенческими докладами, проходят мастер-классы и лекции известных научных сотрудников, докторов наук, академиков Российской академии наук.