Испытание вулканическим пеплом: как проходит сертификация российского двигателя ПД-14

Специалисты Объединённой двигателестроительной корпорации провели испытания работы газогенератора авиационного двигателя ПД-14 в условиях воздействия на него пепла камчатского вулкана Шивелуч.

Отмечается, что подобные испытания проводились впервые в истории российского двигателестроения.

«Проверка показала, что пролёт самолёта через облако вулканического пепла не приводит к нежелательным последствиям для созданной «ОДК-Авиадвигатель» силовой установки, характеристики которой в такой агрессивной среде практически не снижаются», — сообщили в пресс-службе «Ростеха».

Газогенератор считается «сердцем» авиационного двигателя. Он состоит из компрессора высокого давления, камеры сгорания и турбины высокого давления.

Испытания были организованы на стенде Центрального института авиационного моторостроения имени Баранова в рамках валидации сертификата двигателя ПД-14 в Европейском агентстве авиационной безопасности (EASA). Газогенератор проработал один час в условиях воздействия вулканического пепла.

«После разборки специалисты пермского КБ не обнаружили никаких нежелательных последствий для изделия, что подтверждает безопасность эксплуатации при пролёте через облако пепла», — сказал индустриальный директор авиационного комплекса «Ростеха» Анатолий Сердюков.

На основе полученных данных специалисты «ОДК-Авиадвигатель» разработали рекомендации по техническому обслуживанию и лётной эксплуатации самолётов с двигателями ПД-14 в случае попадания в облака вулканического пепла.

Опасный пепел

Стоит отметить, что вулканический пепел может представлять серьёзную опасность для воздушных судов. По данным Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН, в России насчитывается несколько десятков действующих вулканов. В свою очередь, эксперты Смитсоновского института (США) сообщили, что только в 2021 году в мире было зафиксировано 69 извержений вулканов.

В результате этих процессов могут образовываться тучи раскалённого пепла, которые поднимаются на высоту полёта самолётов. Эти выбросы несут в себе огромное количество частиц, которые могут попасть в двигатель самолёта. Внутри агрегата они оседают на разогретых лопатках турбин, плавятся, облепляют движущиеся части и в конечном счёте останавливают турбины.

В истории авиации бывали случаи полного выхода из строя двигателей после прохождения самолёта через облако вулканического пепла.

Так, 25 мая 1980 года Lockheed L-100-30 около пяти минут находился в облаке вулканического пепла в районе американского города Такома. В результате две из четырёх силовых установок перестали функционировать на высоте 3400 м, а оставшиеся двигатели работали на пониженных оборотах. В итоге самолёт удалось посадить, никто не пострадал.

Ещё более опасный инцидент произошёл 15 декабря 1989 года, когда летевший из Амстердама Boeing 747 авиакомпании KLM при снижении для захода на посадку в Анкоридже на высоте 7500 м прошёл через облако пепла вулкана Ридаут, извержение которого произошло за полтора часа до этого. На борту судна находились 231 пассажир и 13 членов экипажа.

Частицы пепла, попав в двигатели, расплавились, и из-за спёкшейся массы пепла заглохли все четыре агрегата самолёта. В течение восьми минут лайнер падал. Пилотам удалось запустить два двигателя, когда до земли оставалось менее 2 км.

После благополучной посадки из каждой турбины было извлечено порядка 60 кг вулканического пепла. Все четыре двигателя пришлось заменить.

Однако, как отметил директор Музея войск ПВО в Балашихе Юрий Кнутов, вулканический пепел может попасть в двигатели самолёта не только во время полёта.

«Из-за направления ветра пепел может осесть на территории аэропорта. В таком случае самолёты будут иметь большие проблемы», — сказал собеседник RT.

Подобный случай произошёл 7 мая 2008 года в городе Барилоче на западе Аргентины, где самолёт авиакомпании LAN не смог взлететь из-за того, что вулканический пепел, выброшенный из кратера вулкана Чайтен, попал в турбину.

По словам военного эксперта Алексея Леонкова, разработчики должны стараться минимизировать возможное воздействие этой агрессивной среды на работу двигателя.

«Когда происходит вулканическое извержение, в атмосферу выбрасываются тонны вулканического пепла. Если во входное устройство двигателя попадают его частицы, они могут серьёзно повредить механизмы. Поэтому требования ИКАО (Международной организации гражданской авиации. — RT) запрещают самолётам находиться в зонах, где присутствует вулканический пепел. Но может сложиться такая ситуация, что избежать этого пилоты не смогут. В таком случае защита от попадания чужеродных элементов сделает двигатель более надёжным и способным работать в экстремальных условиях», — сказал аналитик в разговоре с RT.

«Не зависеть от внешних факторов»

Двигатель ПД-14 разрабатывается пермским предприятием «ОДК-Авиадвигатель» для новейшего российского среднемагистрального гражданского лайнера МС-21.

На первых порах на данном самолёте будут устанавливаться американские двигатели Pratt & Whitney (PW140). В декабре должен завершиться процесс сертификации этого авиалайнера в России.

После завершения работ по созданию ПД-14 заказчикам станет доступна также версия лайнера с российскими агрегатами.

В декабре 2020 года самолёт МС-21-310, оснащенный ПД-14, совершил первый полёт. Сертификацию МС-21 с российским двигателем планируется завершить в 2023 году.

Стоит отметить, что ПД-14 — первый турбовентиляторный двигатель, сконструированный в России после распада СССР.

На основе ПД-14 также создаются двигатели ПД-8 и ПД-35. Друг от друга они отличаются уровнем тяги. ПД-8 предполагается устанавливать на SSJ New — обновлённую версию ближнемагистрального узкофюзеляжного лайнера Sukhoi Superjet 100. Оригинальная версия этого самолёта летает на российско-французском двигателе SaM146.

ПД-35 — самый мощный из трёх двигателей. Он будет устанавливаться на более крупные воздушные суда — Ил-96 и российско-китайский дальнемагистральный широкофюзеляжный лайнер CR929.

По словам Юрия Кнутова, российский ПД-14 сможет на равных конкурировать с иностранными аналогами. «Этот двигатель сможет соперничать с лучшими аналогами западных производителей. А по некоторым параметрам он будет превосходить конкурентов», — заявил эксперт.

По данным «Ростеха», эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14—17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15—20%.

В свою очередь, Алексей Леонков отметил важность налаживания в России собственного производства авиадвигателей для транспортной безопасности страны.

«России нужно опираться на двигатели собственного производства. Импортозамещение делает РФ более защищённой от такого рода внешнего воздействия, как санкции. Рестрикции 2014 года сильно ударили по многим отраслям нашей промышленности, но политика импортозамещения привела к тому, что часть комплектующих мы уже заменили собственными. Обладая подобными технологиями, мы можем сами создавать самолёты и при этом не зависеть от внешнеполитической конъюнктуры», — заявил Леонков.

Аналитик выразил уверенность в том, что отечественное двигательное производство поддерживает независимость государства.

«Не так уж и много стран, которые производят всю номенклатуру двигателей самолётов. Такая номенклатура есть только у Соединённых Штатов и России. Поэтому появление такого двигателя, как ПД-14, говорит о том, что РФ по-прежнему может развивать собственную авиационную промышленность и авиационные комплексы, которые будут востребованы не только в России, но и за рубежом», — заключил эксперт.