ENGINE CLUB
Двигатели
Разработка
ПС-90А — советский/российский турбовентиляторный двигатель, разработан КБ «Авиадвигатель» в 1980-х годах; последняя разработка авиаконструктора П. А. Соловьёва, в честь которого и назван: ПС — Павел Соловьёв. ПС-90А – одно из важнейших достижений российского авиационного моторостроения 80-90-х годов ХХ века.В конце 1982 года был объявлен конкурс на унифицированный двигатель для пассажирских самолётов нового поколения Ту-204 и Ил-96, удовлетворяющий актуальным мировым требованиям по экономичности, шумности, безопасности и экологическим характеристикам. Основными конкурентами в конкурсе были двигатели НК-64 ОКБ Кузнецова и Д-90А ОКБ Соловьёва, где последний показал преимущество по удельному расходу топлива, массе, степени двухконтурности и себестоимости производства. Кроме того, КБ Соловьёва имело возможность быстро запустить свой двигатель в серию. При разработке нового двигателя его проектная тяга была поднята с 13 500 (Д-90) до 16 000 кгс (Д-90А), за счёт более напряжённых термодинамических характеристик, благодаря чему исходный трёхдвигательный проект Ту-204 стал двухдвигательным.
Д-90А (с 1987 — ПС-90А) продемонстрировал превосходство над двигателями, разработанными в 1960-х — 1970-х и должен был составить конкуренцию аналогичным двигателям, производимым вне России. Новый двигатель впервые поднял в воздух самолёт Ил-96 в 1988 году и Ту-204 в 1989 году.
Серийное производство
Сертифицирован в 1992 году и с тех пор находится в производстве и эксплуатации.21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут». Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации. В феврале 2021 года было получено разрешение на серийное производство двигателя. Первое коммерческое использование начали на самолёте МС-21-310 в 2022.
Перспективы
В феврале 2021 года ПД-14 получил дополнение к Сертификату типа от Международной организации гражданской авиации (ИКАО), свидетельствующее о возможности установки данного типа двигателей на воздушные суда, осуществляющие международные полёты без ограничений. Данный сертификат открывает программу серийного производства ПД-14 и оснащения ими самолётов типа МС-21. В перспективе планируется сертификация FAA (США).- ПС-90А1 официально принят в эксплуатацию в 2007 году, соответствует всем стандартам ИКАО, обладает повышенной тягой до 17400 кгс, устанавливается на «транспортник» Ил-96-400Т
- ПС-90А-76 более экономичный (разница 18-19 %) и менее шумный, он заменил использовавшийся ранее Д-30КП на лайнере Ил-76
- ПС-90АЕ, ПС-90АЕ1 и ПС-90АЕ-76, сертифицированные в 2011 году, отличаются более широким эксплуатационным температурным диапазоном (до -30 С°)
- Двигатель ПС90A2 создан в 2009 году для среднемагистрального пассажирского самолета Ту- 204М и имеет глубокую модернизацию относительно ПС-90A (новая турбина высокого давления, новая система автоматического управления, новые трансмиссионные подшипники и опоры).
- Осваивается производство модифицированного ПС-90А-3
Технические характеристики
- Сухая масса, Mдв, кг: 2950
- Степень повышения давления в компрессоре, πk : 35,5
- Степень двухконтурности, m : 8,5
- Температура газов перед турбиной, ТГ, К : 1640
- Расход воздуха, Gв, кг/с : 504
- Высота полёта, м : До 13100
Габариты
- Длина двигателя, Lдв : 4964
- Диаметр вентилятора, Dдв,мм : 1900
Показатели на взлетном режиме (H=0 км, M= 0)
- Мощность, P, кгс.: 16000
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(кгс*ч): 0,382
Показатели на крейсерском режиме (H=11 км, M=0.8)
- Мощность, P, кгс.: 3500
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(кгс*ч): 0,595
Пассажирские самолёты
- Ил-96-300ПУ
- Ил-96-300/400
- Ил-96-400Т
- Ту-204-100
- Ту-204-300
- Ту-204С
- Ту-214
Пассажирские самолёты
- Ил-76ТД-90
- Ил-76МД-90А
- А-50ЭИ
- Ил-76МФ
Размещение агрегатов(рассмотрим на примере R-2800 Double Wasp)
1 - Вентилятор
2 - Редуктор
3 - Компрессор низкого давления
4 - Внешний контур
5 - Внутренний контур
6- Вал ротора низкого давления
7 - Компрессор высокого давления
8 - Вал ротора высокого давления
9 - Камера сгорания
10 - Турбина высокого давления
11 - Сопло
12 - Турбина низкого давления
Турбовентиляторный двигатель, имеет внешние и внутренние контуры. На входе в двигатель расположен вентилятор большого диаметра, который подаёт в воздух в оба контура.
Принцип работы внутреннего контура.
Устройство внутреннего контура, подобно обычному турбореактивному двигателю, который состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины и реактивного сопла.
Этапы:
Принцип работы внешнего контура.
Этапы:
1 - Вентилятор
2 - Редуктор
3 - Компрессор низкого давления
4 - Внешний контур
5 - Внутренний контур
6- Вал ротора низкого давления
7 - Компрессор высокого давления
8 - Вал ротора высокого давления
9 - Камера сгорания
10 - Турбина высокого давления
11 - Сопло
12 - Турбина низкого давления
Принцип работы турбовентиляторного двигателя:
Двигатель заставляет самолет двигаться вперед, используя простой принцип. Тот же, что заставляет двигаться воздушный шарик - это 3 закон движения Ньютона. Так же как реактивная струя воздуха заставляет двигаться шарик, так и реактивная сила, производимая высокоскоростной струей, истекающей из сопла двигателя, заставляет самолёт двигаться вперёд. Таким образом, работа реактивного двигателя заключается в создании этой высокоскоростной реактивной струи на выходе.Турбовентиляторный двигатель, имеет внешние и внутренние контуры. На входе в двигатель расположен вентилятор большого диаметра, который подаёт в воздух в оба контура.
Принцип работы внутреннего контура.
Устройство внутреннего контура, подобно обычному турбореактивному двигателю, который состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины и реактивного сопла.
Этапы:
- Сначала воздух немного увеличив давление после вентилятора попадает в компрессор низкого давления.
- Затем он попадает в компрессор высокого давления, которое вращается в несколько раз быстрее.
- После прохождения обоих компрессоров воздух, сжатый более чем в 30 раз и сильно нагретый от высокого давления, попадает в камеру сгорания.
- Здесь он смешивается с топливом, которое подается с помощью форсунок и поджигается.
- Далее раскаленный газ температурой около 1600 градусов и выше начинает совершать полезную работу. Сначала он попадает в турбину высокого давления, которое заставляет вращаться находящийся с ним на одном валу компрессор высокого давления, затем потратив часть энергии и снизив свою температуру, раскалённый газ попадает в турбину низкого давления, которое находится на одном валу с компрессором и вентилятором.
- Потеряв большую часть энергии, далее сжатый газ попадает в сопло, где совершает последнее полезное действие, создаёт реактивную тягу.
Принцип работы внешнего контура.
Этапы:
- Турбина низкого давления, которое находится на одном валу с вентилятором, заставляет его вращаться.
- Воздух, пройдя через лопатки вентилятора и немного увеличив свое давление, проходит через спрямляющий аппарат.
- Его неподвижные лопатки поворачивают поток воздуха в осевом направлении, заодно повышая его давление.
- Затем воздушный поток попадает в сопло, где создаётся реактивная тяга.
- Этот двигатель впервые позволил российским самолётам быть конкурентоспособными по топливной эффективности
- Первый российский двигатель, получивший Сертификаты ICAO (Международная организация по гражданской авиации) по шуму и эмиссии
- Эксплуатация при температуре окружающей среды от −47°C до +45°C.
- Эксплуатация с высотных аэродромов (до 3 500 м)
Разработка
Серийное производство
Перспективы
ПС-90А — советский/российский турбовентиляторный двигатель, разработан КБ «Авиадвигатель» в 1980-х годах; последняя разработка авиаконструктора П. А. Соловьёва, в честь которого и назван: ПС — Павел Соловьёв. ПС-90А – одно из важнейших достижений российского авиационного моторостроения 80-90-х годов ХХ века.
В конце 1982 года был объявлен конкурс на унифицированный двигатель для пассажирских самолётов нового поколения Ту-204 и Ил-96, удовлетворяющий актуальным мировым требованиям по экономичности, шумности, безопасности и экологическим характеристикам. Основными конкурентами в конкурсе были двигатели НК-64 ОКБ Кузнецова и Д-90А ОКБ Соловьёва, где последний показал преимущество по удельному расходу топлива, массе, степени двухконтурности и себестоимости производства. Кроме того, КБ Соловьёва имело возможность быстро запустить свой двигатель в серию. При разработке нового двигателя его проектная тяга была поднята с 13 500 (Д-90) до 16 000 кгс (Д-90А), за счёт более напряжённых термодинамических характеристик, благодаря чему исходный трёхдвигательный проект Ту-204 стал двухдвигательным.
Д-90А (с 1987 — ПС-90А) продемонстрировал превосходство над двигателями, разработанными в 1960-х — 1970-х и должен был составить конкуренцию аналогичным двигателям, производимым вне России. Новый двигатель впервые поднял в воздух самолёт Ил-96 в 1988 году и Ту-204 в 1989 году.
В конце 1982 года был объявлен конкурс на унифицированный двигатель для пассажирских самолётов нового поколения Ту-204 и Ил-96, удовлетворяющий актуальным мировым требованиям по экономичности, шумности, безопасности и экологическим характеристикам. Основными конкурентами в конкурсе были двигатели НК-64 ОКБ Кузнецова и Д-90А ОКБ Соловьёва, где последний показал преимущество по удельному расходу топлива, массе, степени двухконтурности и себестоимости производства. Кроме того, КБ Соловьёва имело возможность быстро запустить свой двигатель в серию. При разработке нового двигателя его проектная тяга была поднята с 13 500 (Д-90) до 16 000 кгс (Д-90А), за счёт более напряжённых термодинамических характеристик, благодаря чему исходный трёхдвигательный проект Ту-204 стал двухдвигательным.
Д-90А (с 1987 — ПС-90А) продемонстрировал превосходство над двигателями, разработанными в 1960-х — 1970-х и должен был составить конкуренцию аналогичным двигателям, производимым вне России. Новый двигатель впервые поднял в воздух самолёт Ил-96 в 1988 году и Ту-204 в 1989 году.
Сертифицирован в 1992 году и с тех пор находится в производстве и эксплуатации.
21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут». Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации. В феврале 2021 года было получено разрешение на серийное производство двигателя. Первое коммерческое использование начали на самолёте МС-21-310 в 2022.
21 апреля 2019 года первые два двигателя ПД-14 для лайнеров МС-21 были переданы авиастроительной корпорации «Иркут». Всего изготовлено 16 двигателей. Ещё два из них будут испытаны в течение года с последующей передачей авиакорпорации. В феврале 2021 года было получено разрешение на серийное производство двигателя. Первое коммерческое использование начали на самолёте МС-21-310 в 2022.
В феврале 2021 года ПД-14 получил дополнение к Сертификату типа от Международной организации гражданской авиации (ИКАО), свидетельствующее о возможности установки данного типа двигателей на воздушные суда, осуществляющие международные полёты без ограничений. Данный сертификат открывает программу серийного производства ПД-14 и оснащения ими самолётов типа МС-21. В перспективе планируется сертификация FAA (США).
Модификации
- ПС-90А1 официально принят в эксплуатацию в 2007 году, соответствует всем стандартам ИКАО, обладает повышенной тягой до 17400 кгс, устанавливается на «транспортник» Ил-96-400Т
- ПС-90А-76 более экономичный (разница 18-19 %) и менее шумный, он заменил использовавшийся ранее Д-30КП на лайнере Ил-76
- ПС-90АЕ, ПС-90АЕ1 и ПС-90АЕ-76, сертифицированные в 2011 году, отличаются более широким эксплуатационным температурным диапазоном (до -30 С°)
- Двигатель ПС90A2 создан в 2009 году для среднемагистрального пассажирского самолета Ту- 204М и имеет глубокую модернизацию относительно ПС-90A (новая турбина высокого давления, новая система автоматического управления, новые трансмиссионные подшипники и опоры).
- Осваивается производство модифицированного ПС-90А-3
Технические характеристики
Габариты
- Сухая масса, Mдв, кг: 2950
- Степень повышения давления в компрессоре, πk : 35,5
- Степень двухконтурности, m : 8,5
- Температура газов перед турбиной, ТГ, К : 1640
- Расход воздуха, Gв, кг/с : 504
- Высота полёта, м : До 13100
- Длина двигателя, Lдв : 4964
- Диаметр вентилятора, Dдв,мм : 1900
Показатели на взлетном режиме (H=0 км, M=0)
Показатели на крейсерском режиме (Н=11 км, М=0.8)
- Мощность, P, кгс.: 16000
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(кгс*ч): 0,382
- Мощность, P, кгс.: 3500
- Удельный расход топлива, Cуд, кг/(кгс*ч): 0,595
Пассажирские самолёты
Грузовые самолёты
- Ил-96-300ПУ
- Ил-96-300/400
- Ил-96-400Т
- Ту-204-100
- Ту-204-300
- Ту-204С
- Ту-214
- Ил-76ТД-90
- Ил-76МД-90А
- А-50ЭИ
- Ил-76МФ
Размещение агрегатов(рассмотрим на примере R-2800 Double Wasp)
Принцип работы турбореактивного двигателя:
1
-- Вентилятор
-- Компрессор высокого давления
-- Вал ротора высокого давления
-- Камера сгорания
-- Турбина высокого давления
-- Сопло
-- Турбина низкого давления
-- Редуктор
-- Компрессор низкого давления
-- Внешний контур
-- Внутренний контур
-- Вал ротора низкого давления
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Двигатель заставляет самолет двигаться вперед, используя простой принцип. Тот же, что заставляет двигаться воздушный шарик - это 3 закон движения Ньютона. Так же как реактивная струя воздуха заставляет двигаться шарик, так и реактивная сила, производимая высокоскоростной струей, истекающей из сопла двигателя, заставляет самолёт двигаться вперёд. Таким образом, работа реактивного двигателя заключается в создании этой высокоскоростной реактивной струи на выходе.
Турбовентиляторный двигатель, имеет внешние и внутренние контуры. На входе в двигатель расположен вентилятор большого диаметра, который подаёт в воздух в оба контура.
Принцип работы внутреннего контура.
Устройство внутреннего контура, подобно обычному турбореактивному двигателю, который состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины и реактивного сопла.
Этапы:
Принцип работы внешнего контура.
Этапы:
Турбовентиляторный двигатель, имеет внешние и внутренние контуры. На входе в двигатель расположен вентилятор большого диаметра, который подаёт в воздух в оба контура.
Принцип работы внутреннего контура.
Устройство внутреннего контура, подобно обычному турбореактивному двигателю, который состоит из компрессора, камеры сгорания, турбины и реактивного сопла.
Этапы:
- Сначала воздух немного увеличив давление после вентилятора попадает в компрессор низкого давления.
- Затем он попадает в компрессор высокого давления, которое вращается в несколько раз быстрее.
- После прохождения обоих компрессоров воздух, сжатый более чем в 30 раз и сильно нагретый от высокого давления, попадает в камеру сгорания.
- Здесь он смешивается с топливом, которое подается с помощью форсунок и поджигается.
- Далее раскаленный газ температурой около 1600 градусов и выше начинает совершать полезную работу. Сначала он попадает в турбину высокого давления, которое заставляет вращаться находящийся с ним на одном валу компрессор высокого давления, затем потратив часть энергии и снизив свою температуру, раскалённый газ попадает в турбину низкого давления, которое находится на одном валу с компрессором и вентилятором.
- Потеряв большую часть энергии, далее сжатый газ попадает в сопло, где совершает последнее полезное действие, создаёт реактивную тягу.
Принцип работы внешнего контура.
Этапы:
- Турбина низкого давления, которое находится на одном валу с вентилятором, заставляет его вращаться.
- Воздух, пройдя через лопатки вентилятора и немного увеличив свое давление, проходит через спрямляющий аппарат.
- Его неподвижные лопатки поворачивают поток воздуха в осевом направлении, заодно повышая его давление.
- Затем воздушный поток попадает в сопло, где создаётся реактивная тяга.
От первых реактивных пассажирских самолетов до больших с мощными турбовентиляторными двигателями. Погрузитесь в интересную историю и принципы работы авиационных двигателей. Готовы принять вызов новаторских технологий? Тогда смотрите видео сейчас и окунитесь в захватывающую сферу авиации!
Авиационные двигатели уже достигли предела совершенства!?
В данном видео вы узнаете об тренажере эмуляторе, который предназначен для изучения внутреннего устройства, принципах работы и рабочих процессах турбореактивного двигателя ПС-90-А.
Устройство турбореактивного двигателя ПС-90-А (симулятор)
В этом виде мы познакомимся с ПД-14 ближе, узнаем, как создателям удалось достичь высоких характеристик двигателя, как его разрабатывали, как производили и за счет каких преимуществ он сможет успешно выступить на одном из самых технологически сложных и конкурентных рынков в мире.
ПД-14 - главный двигатель России
Интересные факты
- Этот двигатель впервые позволил российским самолётам быть конкурентоспособными по топливной эффективности
- Первый российский двигатель, получивший Сертификаты ICAO (Международная организация по гражданской авиации) по шуму и эмиссии
- Эксплуатация при температуре окружающей среды от −47°C до +45°C.
- Эксплуатация с высотных аэродромов (до 3 500 м)
Определите свой уровень знаний об авиадвигателях
Сразу после прохождения вы узнаете свой результат, а затем получите развёрнутую обратную связь от преподавателя и персональный план повышения уровня.