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

Навроцкий лишил Зеленского Ордена Белого Орла
Темы дня

«Пророссийский бунт» в Европарламенте душат в зародыше

В Европарламенте возмущены: один из депутатов посмел не просто приехать в Россию, но даже подписать документ с российскими парламентариями. При этом депутат не призывал ни к чему, что уже не звучало бы из уст крупных европейских политиков. В чем тогда реальная причина того, что депутата называют «пророссийским» и желают его наказать?

Опросы показывают степень ненависти украинцев к Зеленскому

Весьма показательным оказался новый соцопрос, проведенный на Украине и касающийся отношения к главе киевского режима Владимиру Зеленскому. Наиболее интересны даже не результаты исследования, а сам факт его появления. Почему перед нами явный сигнал о том, что Зеленский надоел не только собственным согражданам, но и Западу?

Зеленский выдвинул ультиматум Лукашенко

Семь политических партий потребовали отменить итоги выборов в Армении

Эксперт назвала самые частые причины отказа в выдаче шенгенской визы россиянам

Новости

Туск назвал позорными действия Зеленского по героизации УПА

Владимир Зеленский пытается убедить Варшаву в отсутствии злого умысла при прославлении Украинской повстанческой армии (УПА, признана экстремистской, запрещена в России), героизация которой является позором, заявил премьер Польши Дональд Туск.

Кошта признался в попытках установить дипломатический контакт с Россией

Председатель Европейского совета Антониу Кошта сообщил о разногласиях на саммите ЕС из-за его решения наладить связь с Москвой.

Нейросети изменили привычки пенсионеров

Традиционный образ американской пенсии с путешествиями, отдыхом и игрой в гольф стремительно меняется. Все больше пожилых жителей США проводят свободное время за изучением искусственного интеллекта, созданием приложений, запуском онлайн-проектов и общением с чат-ботами. Эксперты называют нынешних пенсионеров первым поколением, которое выходит на пенсию в цифровом мире.

Болгария отказалась поддержать 21-й пакет санкций ЕС против России

Болгарские власти не планируют одобрять антироссийские санкции, способные нанести ущерб государству, сообщил премьер-министр страны Румен Радев.

МВД раскрыло число решений о прекращении российского гражданства

С момента вступления в силу нового закона о гражданстве территориальные подразделения МВД России приняли более 4,5 тысячи решений о прекращении российского гражданства. Соответствующие данные привели в Миграционной службе Министерства внутренних дел России.

Минтруд сообщил о назначении семейной выплаты сотням тысяч россиян

С начала июня новую семейную налоговую выплату оформили сотни тысяч граждан страны, воспитывающих в общей сложности более 845 тыс. детей, сообщил министр труда и социальной защиты Антон Котяков во время рабочего визита в Ямало-Ненецкий автономный округ.

Трамп допустил проведение операции по смене руководства Кубы

Президент США Дональд Трамп допустил вероятность повторения венесуэльского сценария на Кубе, подчеркнув географическую близость острова к американским границам.

Религиовед Лункин назвал превращение умерших в гумус нехристианским ритуалом

«Идея превращения умерших в гумус, как и эвтаназия, являются стремлением лишить ценности смерть человека», – сказал газете ВЗГЛЯД религиовед Роман Лункин, комментируя распространение в мире нового способа захоронения, при котором тело человека за несколько недель превращается в компост для посадки деревьев.

Захарова пошутила о голубиной почте в ответ на заявления Евросоюза

Официальный представитель российского внешнеполитического ведомства Мария Захарова иронично отреагировала на инициативу европейских политиков организовать прямую передачу сообщений Москве.

Эксперт Федутинов сравнил дрон ВСУ «Сичень» с российской «Геранью»

Украинский БЛА «Сичень», который был замечен в ходе недавней атаки на Московский регион, – довольно новый аппарат. По некоторым данным, максимальная взлетная масса беспилотника составляет порядка 140 кг, включая 40-килограммовую боевую часть, вероятно, фугасного или осколочно-фугасного типа, сказал газете ВЗГЛЯД эксперт в области беспилотной авиации Денис Федутинов.

Президент Филиппин рассказал об удивлении Путина из-за филиппинцев в Иркутске

Президент Филиппин Фердинанд Маркос – младший поделился историей о том, как президент России Владимир Путин удивился присутствию его соотечественников в Иркутске.

МИД отменил рекомендации для россиян не ездить в страны Персидского залива

МИД России отменил ранее действовавшие рекомендации для граждан воздерживаться от посещения арабских государств региона в связи со стабилизацией обстановки.
Мнения

Александр Филиппов: Анархия перестает быть аномалией

Возрожденный анархизм государств, продолжающийся анархизм антиглобалистских движений и новый анархизм технофеодалов при любом раскладе не обещают предсказуемость и стабильность.

Сергей Лебедев: Станет ли Тайвань Украиной 2.0

США, по всей видимости, ведут скрытую подготовку к схватке за Тайвань, о чем парадоксальным образом говорит исчезновение прямых упоминаний острова из свежих военно-политических документов.

Игорь Караулов: Политическое украинство вызревало в течение веков

Украинство специально выращивалось в галицийской колбе как яд, который должен был отравить русское единство. Но сама эта колба возникла пятью веками ранее, когда самая западная часть Руси оказалась запертой в чуждом цивилизационном проекте.
Вопрос дня

Что за ветеран сидел рядом с Путиным на параде Победы