
PD-14 : une percée dans l'industrie aéronautique russe
La plupart n'y ont pas cru, certains ont ri lorsque la Russie a annoncé qu'elle allait créer son propre moteur d'avion pour les avions moyen-courriers à fuselage étroit. les avions. En Occident, ils ont été surpris : pourquoi avez-vous besoin du vôtre ? Achetez chez nous ! Mais malgré tout, les designers russes ont réussi. En décembre 2020, l'avion de ligne national MS-21-310 a décollé avec deux unités d'avion PD-14 (Prospective Engine d'une poussée de 14 tonnes), produites dans la Fédération de Russie. La dernière fois qu'un événement similaire s'est produit, c'était en 1988, lorsque l'Il-96-300 a été testé. L'avion de ligne à gros porteur était propulsé par des moteurs nationaux PS-90.
Au départ, c'était clair : KB les. Yakovlev devra travailler dans un segment très concurrentiel du marché des avions moyen-courriers, où tout est déjà partagé entre Airbus SE et Boeing Company. Dans le même temps, on sait qu'aujourd'hui en Chine et au Canada, des développements sont également en cours pour créer des avions de moyenne portée. Les concepteurs russes devaient rivaliser non pas avec les modifications existantes des chemises et des moteurs, mais avec celles qui apparaîtraient dans un avenir proche.
Par conséquent, le MS-21 devrait avoir des avantages évidents par rapport aux concurrents. Un pari a été fait sur l'amélioration des propriétés aérodynamiques qui affectent la consommation de carburant. En conséquence, ils ont créé une aile étroite allongée en composites. Le développement et la production du moteur ont été confiés à l'entreprise Perm Motors, qui a créé le PS-90 mentionné ci-dessus. Aujourd'hui, ils sont sur Tu-204, Il-96, Il-76. En principe, un moteur d'une poussée de 14 tonnes conviendrait également au MS-21, mais en termes de paramètres principaux, il est inférieur à ses homologues étrangers, et l'idée de l'installer sur un nouveau paquebot n'était même pas considéré. Au lieu de cela, Irkut Aircraft Corporation, qui a créé le MS-21, a pris en charge une centrale électrique américaine de Pratt & Whitney. Des tests et une certification devaient être effectués avec les moteurs de cette société.
Sur le marché des moteurs d'avions, la lutte oppose principalement un duo de rivaux : Pratt & Whitney et CFM International (USA + France). Développant de nouveaux modèles de moteurs d'avions, ils ont appliqué l'expérience acquise dans la création d'installations pour avions de ligne gros porteurs :
Ces derniers sont utilisés dans l'avion à moteur PW1000G (Pratt & Whitney), qui, soit dit en passant, est également installé sur le MS-21.
Cependant, dans le PD-14, il a été décidé de ne pas utiliser la boîte de vitesses. Le moteur d'avion a commencé à être fabriqué selon le schéma généralement accepté. À cet égard, le PD-14 russe ressemble au CFM LEAP-1B installé sur le Boeing 737 MAX. Sur ce moteur, le taux de dilution approche 9, alors que le PW1400G a tout 12. Le moteur d'avion russe est à la traîne, ce paramètre est de 8,5.
Mais tout n'est pas si simple. Avec un grand degré de dérivation, la résistance aérodynamique augmente. Si vous regardez les moteurs, vous pouvez voir que la nacelle du moteur russe est beaucoup plus petite par rapport au PW1400G.
Il est intéressant de noter que les constructeurs d'avions sont généralement impliqués dans le développement de cette unité, mais dans le cas du PD-14, il a été conçu et fabriqué par des mécaniciens de Perm.
Le ventilateur russe PD-14 a un diamètre de 1,9 m et est composé principalement de pales creuses à corde large en titane. Cependant, les concurrents dans la fabrication du ventilateur utilisent des pièces composites. Ils sont plus légers que le titane de 25 % en moyenne. Comme indiqué dans CFM International, cela a permis de réduire le poids de la centrale de 220 kg.
La production de pales composites est une affaire assez compliquée. Par exemple, Rolls-Royse a l'intention de les utiliser dans la prochaine génération de moteurs d'avions. La plupart des entreprises impliquées dans la construction de centrales électriques utilisent des lames creuses traditionnelles en titane. Les designers russes aussi.
Dans celui-ci, le carburant est converti en énergie cinétique et mécanique. Selon les paramètres de ce "département" du moteur PD-14, il est pratiquement égal à ses concurrents. Grâce à l'utilisation de matériaux modernes, à l'utilisation de savoir-faire, il a été possible d'augmenter la température des gaz jusqu'à 1700 ° C.
En termes d'émissions de substances nocives dans l'atmosphère, le moteur est conforme aux normes de l'OACI (cela a été enregistré l'année dernière). Le PD-14 a même une petite marge pour cet indicateur. De plus, la centrale électrique russe répond aux exigences en matière de bruit. Pour ce faire, le degré de dérivation a augmenté et des matériaux insonorisants spéciaux ont été utilisés.
La dernière étape de test du PD-14 installé sur l'avion devrait s'achever cette année. Il convient de rappeler que le vol expérimental a eu lieu il y a quatre ans. La production en série de la centrale est officiellement autorisée, mais c'est décidé : les premiers échantillons de produits seront en réserve.
À ce jour, l'usine de Perm Motors a signé des contrats pour la fourniture de 50 unités. Mais ils ne se précipiteront pas dans leur production. Ceci est principalement dû à l'accord conclu avec Pratt & Whitney. Selon lui, sur les 110 premiers appareils, 75 devraient être équipés de centrales électriques américaines. Il ne reste que 35 « places » pour les Russes. Mais dans le prochain lot d'avions de ligne, ils seront divisés à peu près également.
Il y a d'autres raisons au retard dans la production de masse du PD-14. Par exemple, 50 avions MS-21 seront assemblés à la société Rossiya, ce qui signifie qu'ils y seront exploités, effectuant des transports intérieurs. Tous ces revêtements sont contractés avec des unités PW1400G. Cependant, aujourd'hui, la direction de la "Russie" est en cours de restructuration, il est donc possible que l'accord avec les Américains soit ajusté.
Une autre raison est l'attente de "maladies infantiles" du moteur. La production en série d'installations dépend de la rapidité avec laquelle elles apparaissent et de la manière dont elles peuvent être traitées. Par exemple, dans les moteurs américains de l'A320neo, des «maladies infantiles» sont apparues immédiatement, ce qui a retardé la livraison des produits. Le Superjet 100 n'a pas non plus échappé à un tel sort, le PD-14 russe devra également passer par là pour prouver sa compétitivité face à un moteur venu des USA.
Nous pouvons dire en toute sécurité que le PD-14 est une sorte de percée dans l'industrie russe des moteurs d'avions. Beaucoup a déjà été fait aujourd'hui, mais il reste encore des tests à venir liés à l'élimination des «bobos» et à la mise en place de l'installation idéale. Le résultat de l'exploitation sur les mêmes routes où le concurrent américain opérera montrera à quel point le turboréacteur à double flux s'est avéré être une table rase pour les concepteurs d'avions russes.
Sélection d'avions et de groupes motopropulseurs
Au départ, c'était clair : KB les. Yakovlev devra travailler dans un segment très concurrentiel du marché des avions moyen-courriers, où tout est déjà partagé entre Airbus SE et Boeing Company. Dans le même temps, on sait qu'aujourd'hui en Chine et au Canada, des développements sont également en cours pour créer des avions de moyenne portée. Les concepteurs russes devaient rivaliser non pas avec les modifications existantes des chemises et des moteurs, mais avec celles qui apparaîtraient dans un avenir proche.
Par conséquent, le MS-21 devrait avoir des avantages évidents par rapport aux concurrents. Un pari a été fait sur l'amélioration des propriétés aérodynamiques qui affectent la consommation de carburant. En conséquence, ils ont créé une aile étroite allongée en composites. Le développement et la production du moteur ont été confiés à l'entreprise Perm Motors, qui a créé le PS-90 mentionné ci-dessus. Aujourd'hui, ils sont sur Tu-204, Il-96, Il-76. En principe, un moteur d'une poussée de 14 tonnes conviendrait également au MS-21, mais en termes de paramètres principaux, il est inférieur à ses homologues étrangers, et l'idée de l'installer sur un nouveau paquebot n'était même pas considéré. Au lieu de cela, Irkut Aircraft Corporation, qui a créé le MS-21, a pris en charge une centrale électrique américaine de Pratt & Whitney. Des tests et une certification devaient être effectués avec les moteurs de cette société.
Il y a quelques années, Pratt & Whitney détenait ¼ des actions de l'entreprise Perm Motors. Les Américains ont même participé au développement de la centrale électrique PS-90A2. Mais les choses ne se sont pas bien passées, les actions ont été vendues.
PD-14 et concurrents
Sur le marché des moteurs d'avions, la lutte oppose principalement un duo de rivaux : Pratt & Whitney et CFM International (USA + France). Développant de nouveaux modèles de moteurs d'avions, ils ont appliqué l'expérience acquise dans la création d'installations pour avions de ligne gros porteurs :
- ✅ pales de ventilateur à corde large
- ✅ utilisation de céramiques et composites
- ✅ augmentation de la pression du compresseur
- ✅ augmentation du taux de contournement
- ✅ application de réducteur
Ces derniers sont utilisés dans l'avion à moteur PW1000G (Pratt & Whitney), qui, soit dit en passant, est également installé sur le MS-21.
Cependant, dans le PD-14, il a été décidé de ne pas utiliser la boîte de vitesses. Le moteur d'avion a commencé à être fabriqué selon le schéma généralement accepté. À cet égard, le PD-14 russe ressemble au CFM LEAP-1B installé sur le Boeing 737 MAX. Sur ce moteur, le taux de dilution approche 9, alors que le PW1400G a tout 12. Le moteur d'avion russe est à la traîne, ce paramètre est de 8,5.
Le taux de dérivation indique combien de fois plus d'air est consommé par le canal externe, par rapport au canal interne, où se trouve la chambre de combustion.
Mais tout n'est pas si simple. Avec un grand degré de dérivation, la résistance aérodynamique augmente. Si vous regardez les moteurs, vous pouvez voir que la nacelle du moteur russe est beaucoup plus petite par rapport au PW1400G.
Il est intéressant de noter que les constructeurs d'avions sont généralement impliqués dans le développement de cette unité, mais dans le cas du PD-14, il a été conçu et fabriqué par des mécaniciens de Perm.
À propos des omoplates
Le ventilateur russe PD-14 a un diamètre de 1,9 m et est composé principalement de pales creuses à corde large en titane. Cependant, les concurrents dans la fabrication du ventilateur utilisent des pièces composites. Ils sont plus légers que le titane de 25 % en moyenne. Comme indiqué dans CFM International, cela a permis de réduire le poids de la centrale de 220 kg.
La production de pales composites est une affaire assez compliquée. Par exemple, Rolls-Royse a l'intention de les utiliser dans la prochaine génération de moteurs d'avions. La plupart des entreprises impliquées dans la construction de centrales électriques utilisent des lames creuses traditionnelles en titane. Les designers russes aussi.
Section turbine à gaz
Dans celui-ci, le carburant est converti en énergie cinétique et mécanique. Selon les paramètres de ce "département" du moteur PD-14, il est pratiquement égal à ses concurrents. Grâce à l'utilisation de matériaux modernes, à l'utilisation de savoir-faire, il a été possible d'augmenter la température des gaz jusqu'à 1700 ° C.
En termes d'émissions de substances nocives dans l'atmosphère, le moteur est conforme aux normes de l'OACI (cela a été enregistré l'année dernière). Le PD-14 a même une petite marge pour cet indicateur. De plus, la centrale électrique russe répond aux exigences en matière de bruit. Pour ce faire, le degré de dérivation a augmenté et des matériaux insonorisants spéciaux ont été utilisés.
Sur les premières versions du moteur, des chevrons étaient utilisés - un bord en forme de dents sur la tuyère et l'arrière de la nacelle du moteur. Grâce à eux, les flux de la boucle se mélangent plus harmonieusement à l'air extérieur. Mais plus tard, les chevrons n'ont été laissés que sur la buse.
Perspectives
La dernière étape de test du PD-14 installé sur l'avion devrait s'achever cette année. Il convient de rappeler que le vol expérimental a eu lieu il y a quatre ans. La production en série de la centrale est officiellement autorisée, mais c'est décidé : les premiers échantillons de produits seront en réserve.
À ce jour, l'usine de Perm Motors a signé des contrats pour la fourniture de 50 unités. Mais ils ne se précipiteront pas dans leur production. Ceci est principalement dû à l'accord conclu avec Pratt & Whitney. Selon lui, sur les 110 premiers appareils, 75 devraient être équipés de centrales électriques américaines. Il ne reste que 35 « places » pour les Russes. Mais dans le prochain lot d'avions de ligne, ils seront divisés à peu près également.
Il y a d'autres raisons au retard dans la production de masse du PD-14. Par exemple, 50 avions MS-21 seront assemblés à la société Rossiya, ce qui signifie qu'ils y seront exploités, effectuant des transports intérieurs. Tous ces revêtements sont contractés avec des unités PW1400G. Cependant, aujourd'hui, la direction de la "Russie" est en cours de restructuration, il est donc possible que l'accord avec les Américains soit ajusté.
Une autre raison est l'attente de "maladies infantiles" du moteur. La production en série d'installations dépend de la rapidité avec laquelle elles apparaissent et de la manière dont elles peuvent être traitées. Par exemple, dans les moteurs américains de l'A320neo, des «maladies infantiles» sont apparues immédiatement, ce qui a retardé la livraison des produits. Le Superjet 100 n'a pas non plus échappé à un tel sort, le PD-14 russe devra également passer par là pour prouver sa compétitivité face à un moteur venu des USA.
résultats
Nous pouvons dire en toute sécurité que le PD-14 est une sorte de percée dans l'industrie russe des moteurs d'avions. Beaucoup a déjà été fait aujourd'hui, mais il reste encore des tests à venir liés à l'élimination des «bobos» et à la mise en place de l'installation idéale. Le résultat de l'exploitation sur les mêmes routes où le concurrent américain opérera montrera à quel point le turboréacteur à double flux s'est avéré être une table rase pour les concepteurs d'avions russes.
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