Общество

14 апреля 2022, 21:00

Россия создает уникальную авиационную технологию

Фото: uecrus.com

На фоне постоянных санкций против самых важных промышленных отраслей России наша страна внедряет собственные новейшие технологии. На этот раз речь идет о новом способе производства ключевой детали современных авиадвигателей. Что именно предложено нового и почему это критически важно для всей авиационной отрасли?

Объединенная двигателестроительная корпорация «Ростеха» сообщила, что на ее предприятиях освоена уникальная технология изготовления лопаток авиационных двигателей. В мире есть всего лишь шесть государств, которые имеют полные технологии проектирования и производства лопаток – и теперь Россия упрочила свое лидерство в этой отрасли. Чтобы объяснить исключительную важность этого события, придется углубиться в техническую часть вопроса.

Современный турбореактивный или турбовентиляторный двигатель невозможно представить без множества лопаток. Поднимаясь по трапу пассажирского самолета, мы видим их «частокол» в фронтальной проекции авиадвигателя – но это лишь первый ряд лопаток. Эта открытая невооруженному глазу часть двигателя называется компрессор, и в ней происходит сжатие набегающего потока воздуха во время работы авиадвигателя.

Лопатки компрессора направляют набегающий поток, позволяя ему сжиматься максимально плавно. Это нужно для того, чтобы во входном канале компрессора не было ненужных и разрушительных скачков давления, а сам двигатель оказывал минимальное лобовое сопротивление. Именно для этих целей лопаткам придают сложную, изогнутую форму, максимально повторяющую направление набегающего потока, который заставляют пройти внутри авиадвигателя по сложной, сжимающейся спирали.

Чтобы эта спираль и, как следствие, путь воздуха в компрессоре был максимально длинным, а рост давления – постепенным, компрессор делают многоступенчатым, выстраивая лопатки в десяток последовательных рядов. Поэтому, если разрезать турбореактивный или турбовентиляторный двигатель, внутри его мы увидим в основном два главных блока – компрессор и турбину, между которыми находится компактная камера сгорания.

В камере сгорания сжатый и нагретый воздух смешивается с авиационным керосином – и происходит горение топлива. Воздух резко нагревается, после чего попадает на второй лопаточный агрегат – турбину. На турбине часть энергии реактивной струи отбирают, тоже лопатками. Эта энергия позволяет вращать компрессор, обеспечивая сжатие новых порций воздуха.

Большая часть энергии нагретого воздуха уходит за пределы двигателя, создавая реактивную тягу, движущую самолет вперед. Турбину авиадвигателя тоже делают многоступенчатой, а лопатки в ней, опять-таки, имеют сложную криволинейную форму, чтобы обеспечить максимально плавное расширение реактивной струи.

При своей работе лопатки компрессора и турбины испытывают сильные и разнонаправленные механические воздействия: центробежные силы, сопротивление набегающего потока воздуха. Кроме того, лопатки турбины работают в условиях высоких температур – реактивная струя на первых ступенях турбины имеет температуру более 1000 ºС. Поэтому для изготовления лопаток нужен надежный, легкий и жаропрочный материал.

Как следствие, лопатка газотурбинного двигателя является одной из наиболее сложных и наукоемких в проектировании и изготовлении деталей авиадвигателя. При ее производстве используются редкие металлы и уникальные сплавы, а также композиционные материалы, гарантирующие легкость и прочность заготовки.

Алюминий, из которого состоит корпус самолета, для лопаток малопригоден, а жаропрочная сталь все же слишком тяжела. Идеальным материалом для лопатки является титан – легкий, прочный и жаростойкий металл. Из титана можно сделать даже композит: для этого в слитке можно создать двухфазный вариант титана, где одна из фаз будет отвечать за прочность и твердость наружного, поверхностного слоя лопатки, а внутренняя часть, с другой фазой, обеспечит общую гибкость детали.

Однако в обработке титана есть свои особенности. Поскольку лопатка имеет сложную криволинейную форму, ее очень накладно изготавливать с помощью механической обработки. Ведь если ее вытачивать из цельной заготовки, то расход материала и инструмента будет просто непозволительным. Не так просто использовать и сварку – титан капризный материал при сварочных операциях, а любой сварочный шов в такой ответственной детали, как лопатка, будет слабым местом.

В итоге наиболее экономной и качественной технологией изготовления лопаток компрессора и турбины авиадвигателя в мире стала штамповка, когда профиль лопатки получается пластической деформацией исходной заготовки. В таком варианте механическая обработка минимальна и служит лишь для придания готовому изделию точных обводов, в основном созданных в результате штамповки. Нет и сварочных швов – лопатка представляет собой монолит, полученный из одной-единственной заготовки.

Штамповка титановых изделий – исключительно трудная технологическая операция. Многие титановые сплавы имеют очень узкое «температурное окно» для эффективной штамповки. Нагрел деталь выше нормы – будут утрачены свойства титанового композита, подал ее на пресс слишком холодной – штамповка внесет в структуру металла механические повреждения и разрывы. Кроме того, выбранная технология управляемого сгиба заготовки в готовую лопатку позволяет делать штамповку максимально «мягко», оставляя в готовой лопатке все преимущества двухфазного титанового композита.

Поэтому освоение в России технологии высокоточной штамповки титановых лопаток – это не просто небольшое технологическое «улучшение», но и целый пласт научных, конструкторских и производственных исследований, который позволил создать инновационный техпроцесс по самой ответственной и важной части любого авиадвигателя.

Описанные технологии теперь будут применяться Объединенной двигателестроительной корпорацией «Ростеха» при создании и производстве линейки гражданских авиадвигателей ПД-8 для самолета «Сухой Суперджет» SSJ-NEW, в двигателе ПД-14 для среднемагистрального лайнера МС-21 и в новой разработке – авиадвигателе ПД-35 для перспективных широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов.

Таким образом, существующие и перспективные российские самолеты смогут получить полную и разнообразную линейку отечественных авиадвигателей, которые будут находиться по своему технологическому уровню либо наравне, либо даже выше лучших мировых образцов. Ведь использование композитного сплава на основе титана – это безусловный шаг вперед в конструкции авиадвигателя. Он обеспечивает меньший вес изделия, больший ресурс лопатки и, как следствие, более длительные межремонтные периоды и сниженную стоимость обслуживания.

Кроме того, технологические санкции, которыми сейчас пугают российский авиапром, становятся бесполезными. Снова и снова «Россия делает сама», показывая, что в нашей стране живет и развивается научная и производственная школа, работающая на самом переднем крае мировой научно-технической мысли.

Текст: Алексей Анпилогов

Вам может быть интересно

Средства ПВО перехватили 200 украинских дронов за день
Темы дня

Ударами по складам в Киеве Россия вызывает ресурсный голод ВСУ

В ночь на среду ВС РФ атаковали в Киеве и области объекты, которые, по данным Минобороны России, обеспечивали хранение, сортировку и доставку грузов военного назначения, включая комплектующие для беспилотников. Владимир Зеленский назвал эту атаку «тяжелой». Среди пораженных целей названы логистические центры «МЛП-Чайка», «Новая почта», «Транс-логистик» и «Эпицентр». По словам экспертов, уничтожение подобных узлов способно осложнить работу всей системы поставок ВСУ.

Закон Грэма о санкциях против России начал пугать самих американцев

На пути прохождения в Конгрессе США нового законопроекта об антироссийских санкциях внезапно возникло препятствие. Сразу несколько конгрессменов разглядели в этом документе скрытый смысл и стали резко выступать против. О чем идет речь и почему этим людям важнее торговля с Китаем, чем новые антироссийские санкции?

Клинцевич: Путин содержательно перестроил ключевые контуры управления армией

В аэропорту Лейпцига сотрудник наземной службы руками поймал БПЛА со взрывчаткой

Лайма Вайкуле заявила о готовности воевать с россиянами

Новости

Пост Дмитриева о гибели Европы из-за мигрантов собрал миллион просмотров в X

Публикация генерального директора Российского фонда прямых инвестиций (РФПИ) Кирилла Дмитриева о последствиях миграционной политики Евросоюза и Великобритании преодолела отметку в один миллион просмотров в социальной сети X.

Путин прокомментировал первое место «Единой России» в избирательном бюллетене

Президент России Владимир Путин в ходе встречи с главой ЦИК Эллой Памфиловой объяснил первый номер «Единой России» в избирательном бюллетене давней привычкой олимпийского чемпиона Александра Карелина всегда быть первым.

Памфилова назвала число участников спецоперации на выборах в Госдуму

В федеральные списки политических партий на выборах депутатов Госдумы вошли более сотни участников специальной военной операции, сообщила председатель Центризбиркома Элла Памфилова в ходе встречи с президентом России Владимиром Путиным.

Минздрав решил расширить список жизненно важных лекарств

Специальная комиссия Министерства здравоохранения посоветовала пополнить перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных препаратов.

Объявлена принудительная эвакуация детей в подконтрольном Киеву Краматорске

На подконтрольной Киеву территории ДНР объявили принудительную эвакуацию несовершеннолетних из Краматорска, сообщил глава военной администрации региона Вадим Филашкин.

МИД России исключил посредничество Германии в переговорах по Украине

Берлин утратил право выступать миротворцем в украинском конфликте из-за активного курса на милитаризацию и попыток навязывать собственные условия, заявили в МИД РФ.

Эксперты: Путин усилил руководство Минобороны боевыми генералами

Президент усиливает руководство Минобороны боевыми офицерами, которым доверяют ключевые направления, считают опрошенные газетой ВЗГЛЯД эксперты. По их словам, новые назначения призваны повысить эффективность высшего военного руководства и обеспечить решение текущих задач специальной военной операции. В среду Владимир Путин объявил о кадровых изменениях в руководстве группировок российских войск.

Миронов призвал Минюст и Генпрокуратуру проверить «Яблоко» перед выборами в Госдуму

Председатель партии «Справедливая Россия – За правду», руководитель фракции партии в Госдуме Сергей Миронов призвал Минюст и Генпрокуратуру дать перед парламентскими выборами правовую оценку деятельности партии «Яблоко» и ее руководству, выступающему против проведения Специальной военной операции.

В РЖД сообщили о четвертой попытке продать Рижский вокзал

Историческое здание Рижского вокзала в Москве вновь попробуют реализовать на торгах, несмотря на длительный процесс поиска подходящего инвестора для столь крупного актива.

Российские синхронистки завоевали золото на чемпионате Европы

Российские синхронистки завоевали золото чемпионата Европы по водным видам спорта в акробатике в Париже, получив за свое победное выступление 244,8221 балла.

Машков назвал Путину сроки представления новой стратегии развития театра России

Председатель Союза театральных деятелей России, народный артист РФ Владимир Машков сообщил президенту России Владимиру Путину о планах представить новую концепцию развития театрального искусства до 2035 года осенью на Санкт-Петербургском форуме объединенных культур.

Памфилова: На выборах в Госдуму приняты беспрецедентные меры безопасности

Центризбирком России принял усиленные меры безопасности при подготовке к голосованию из-за угрозы возможных провокаций, сообщила глава ЦИК Элла Памфилова.
Мнения

Тимофей Бордачёв: «Большая крокодила» из Израиля показала проблему границ допустимого

Дискуссия о рве с крокодилами для охраны израильских тюрем – это пример того, как быстро мы двигаемся по пути революционных изменений. То, что несколько лет назад было образом для псевдонаучной фантастики, стало всерьез обсуждаемой идеей.

Сергей Миркин: Зачем Зеленский лезет на Ближний Восток

Украинские лоббисты в США использовали все свои возможности, чтобы повлиять на Трампа в вопросе предоставления вооружений своим нанимателям. Вероятно, кому-то из тех, кто консультирует Киев, пришла в голову мысль: хорошо бы продемонстрировать, что Украина вступила в вооруженное противостояние с Ираном.

Игорь Мальцев: Главное – не пустить старость в голову

Мы наблюдаем реальный прорыв в теме, которую по привычке называем «старостью». Кстати, и слово-то это уже стараются не использовать – так же, как «бабка», «дед», – хотя бы в образованной среде, потому что оно уже несет негативные коннотации.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы