Возрастающая актуальность проблемы создания российского пассажирского
самолета для региональных линий вызывает необходимость проведения комплекса
работ, связанного с определением оптимального облика силовой установки
такого самолета. Составной частью этих исследований является разработка
требований к ГТД, обеспечивающих конкурентоспособность двигателя на внутреннем
и внешнем рынках. В этом отношении значительный интерес представляет зарубежный
опыт разработки, анализ которого позволяет более адекватно определить
главные тенденции развития соответствующего сектора авиационного двигателестроения.
Одной из наиболее динамично развивающихся в последние годы разновидностей
авиационных ГТД являются двухконтурные турбореактивные двигатели (ТРДД)
с взлетной тягой менее 10 тс, предназначенные для региональных самолетов.
Самолеты этого класса, занимающие промежуточное положение между самолетами
местных линий и ближнемагистральными, оснащаются, в основном, двухконтурными
двигателями.
Три компании являются разработчиками региональных самолетов (с ТРДД):
Embraer (Бразилия) - типа ERJ; Bombardier (Канада) - типа CRJ; BAe Systems
Regional Aircraft (Великобритания) - типа Avro RJ.
Региональные самолеты рассматриваемого класса рассчитаны на перевозку
35-110 пассажиров и имеют максимальную взлетную массу 15500…50000 кг.
Максимальная дальность полета для стандартных модификаций составляет 1650…3100
км и 2850…4300 км с увеличенной дальностью.
Силовая установка большинства региональных самолетов включает два маршевых
двигателя и вспомогательный ГТД.
Важной чертой рассматриваемых силовых установок является способ размещения
двигателей: на фюзеляже или под крылом. Для региональных самолетов с большой
взлетной массой предпочтительным является вариант установки двигателей
на пилонах под крылом.
Способ размещения двигателя на самолете влияет на выбор его схемы.
Основными разработчиками и изготовителями ТРДД для региональных самолетов
за рубежом являются четыре компании: General Electric (США) - двигатели
типа CF34; Honeywell (США) - двигатели LF507-1F, AS900; Rolls-Royce (Великобритания)
- двигатели AE3007A, AE3007A1; Pratt & Whitney (Канада) - двигатели
PW306B, PW800.
Ряд фирм в Европе и в Азии, таких как MTU (Германия), IHI (Япония) имеют
большую долю участия в отдельных проектах.
По уровню параметров и конструктивному облику могут быть выделены два
класса ТРДД для региональных самолетов: взлетной тяги 3…4 тс и тяги 6…8
тс.
Каждый из приведенных классов характеризуется как общими, так и различными
конструктивно-параметрическими чертами. Двигатели в классе тяги 6…8 тс
приближаются по своему облику к двухконтурным двигателям большой размерности
(CF34-10, разрабатываемый General Electric (США) для ERJ 190/195 и ARJ
21).
Основными тенденциями развития зарубежных двухконтурных двигателей для
региональных самолетов являются снижение стоимости приобретения и эксплуатации,
а также уменьшение вредного воздействия на окружающую среду.
Характерные конструктивные черты современных ТРДД: степень двухконтурности
- 4,5…5,0, суммарная степень повышения давления - 24…30, температура газа
перед турбиной 1550…1650К; двухвальная схема; схема со смешением потоков;
широкохордный вентилятор и т.д.
В результате реализации технических решений в современных ТРДД для региональных
самолетов достигнуты показатели:
- удельный расход топлива 0,63…0,68 кг/кгс·ч; удельная масса 0,19…0,22
кг/кгс;
- эксплуатация по техническому состоянию с момента ввода в строй, наработка
на "крыле" - не менее 10000...12000 ч;
- снижение стоимости обслуживания на 20…30 %;
- уровень эмиссии вредных веществ - на 40…50 % ниже существующих требований;
- уровень шума - на 15…20 дБ ниже существующих требований.
Учитывая наличие за рубежом большой номенклатуры конкурентоспособных ТРДД,
крайне актуальна задача создания российского двигателя для перспективных
региональных самолетов различных классов. По различным оценкам ЦАГИ и
ГосНИИ ГА потребность российских авиакомпаний в период до 2015 г. может
составить до 300-550 региональных самолетов различных классов, в том числе
до 200 самолетов на 50-70 мест.
В Федеральной целевой программе "Развитие гражданской авиационной
техники …" предусматривается создание на конкурсной основе нового
регионального самолета и двухконтурного двигателя для него. На конкурс,
проведенный в начале 2003 г., представлялись технические предложения,
предусматривавшие создание региональных самолетов вместимостью 50-90 пассажиров.
Базовый вариант: самолет на 70-75 пассажиров с потребной тягой двигателей
5…7 тс.
На конкурс были представлены три проекта: семейство самолетов RRJ - Russian
Regional Jet (техническое предложение ОАО "ОКБ Сухого", ОАО
"Ил", ОАО "ОКБ им. А.С. Яковлева"); самолет Ту-414
(техническое предложение ОАО "Туполев"); самолет М-60-70 (техническое
предложение ФГУП "ЭМЗ им. В.М. Мясищева"). Победителем признан
проект RRJ с двигателем SM146, разрабатываемым совместно фирмами ОАО "НПО
"Сатурн" (Россия) и Snecma Moteurs (Франция).
На всех самолетах семейства RRJ будет устанавливаться один и тот же двигатель
с различной настройкой системы управления.
Двигатель разрабатывается на базе демонстрационного газогенератора DEM
21, испытания которого проведены фирмой Snecma в 2002 г. "Сатурн"
отвечает за разработку вентилятора, подпорных ступеней, турбины низкого
давления и др.
В проекте SM146 предполагается использование целого ряда перспективных
технических решений, что позволяет рассчитывать на создание в ближайшие
несколько лет конкурентоспособного на внутреннем и внешнем рынках двигателя
для перспективных региональных самолетов.
|
|
Двухконтурный двигатель General
Electric CF34-10
|
Предварительный "3D-облик"
двигателя SM 146, представленный в проспекте ОАО НПО "Сатурн"
на выставке Paris Air Show 2003
|
|