ПС-90А: авиадвигатель имени Павла Соловьева

Сегодня исполняется 106 лет со дня рождения Павла Александровича Соловьева – одного из основоположников авиационного газотурбинного двигателестроения в нашей стране, создателя пермской конструкторско-технологической школы. Его именем назван двигатель ПС-90А – одно из важнейших достижений российского авиационного моторостроения 80-90-х годов ХХ века. Уже более 30 лет ПС-­90А, выпуском которого занимается НПК «Пермские моторы», остается единственным в России двигателем четвертого поколения для отечественной магистральной авиации.
 

Первый в новом поколении

К созданию двигателей для перспективных средне-­ и дальнемагистральных самолетов КБ Соловьева приступило в конце 1970­-х годов. При этом руководством страны была поставлена задача обеспечить конкурентоспособность российских самолетов с лучшими образцами зарубежных фирм: Boeing, Lockheed, Airbus Industrie.

Ил-96-300 с двигателями ПС-90А. Фото: Alex Beltyukov / wikimedia.org

Для достижения поставленной цели требовалось создание турбовентиляторных двигателей большой степени двухконтурности, оснащенных звукопоглощающими конструкциями, электронными системами управления и контроля. Сама конструкция должна была обеспечить принцип модульности для быстрой замены вышедшего из строя узла в эксплуатирующих организациях.

ПС-90А стал качественно новой ступенью развития ТРДД. По заданному уровню термодинамических и удельных параметров он соответствовал нормам научно-технического уровня 1990-х годов и не уступал по основным характеристикам и параметрам рабочего процесса лучшим зарубежным аналогам, которые находились в разработке в 80-х годах и вошли в эксплуатацию в 90-е годы.

Высокоэкономичный и экологичный

В 1991 году ПС-90А прошел госиспытания, а в 1992 году получил сертификат типа. Роль Павла Александровича Соловьева в создании своего последнего детища невозможно переоценить. Ему непосредственно принадлежат выбор термодинамических параметров и конструктивной схемы двигателя; определение типа и размера газогенератора; многие новые конструктивные решения (применение системы форсирования тяги, позволяющей осуществить взлет самолета Ту-204 с одним отказавшим двигателем; акустическое совершенство и экология, повышение экономичности на основе высокоточного управления радиальными зазорами и охлаждением турбины).

Анализируя природу двухконтурности и созданные по этой схеме двигатели, П.А. Соловьев говорил: «Степень двухконтурности – это отношение количества воздуха, который протекает по внешнему кольцевому каналу, минуя камеру сгорания, прямо в сопло – смеситель для смешения с газом, который проходит все ступени турбины. Так вот, количество этого воздуха, разделенное на количество воздуха, которое проходит через внутренний компрессор, стало быть, и камеру сгорания, и турбину, это и есть степень двухконтурности. Так вот, в Д-20П степень двухконтурности – единица, а вот уже в Д-30КУ (это машина унифицированная, она пошла и на самолет Ил-62М, и на Ил-76), так вот там уже это соотношение 2,4. А вот в ПС-90А – там уже 4,5. И чем больше степень двухконтурности, тем ниже удельный расход топлива. Это влияет на экономичность и на силу звука. От первого до последнего из названных двигателей снижение расхода топлива – 43%! Я посчитал».

Эксперты двигателестроения считают ПС-90А самым интересным двигателем Павла Соловьева. Двигатель с повышенной степенью двухконтурности, со смешением потоков воздуха наружного и внутреннего контуров. Двигатель имеет одноступенчатый вентилятор диаметром 1900 мм, что при степени двухконтурности, равной 4,5, обеспечивает низкий расход топлива. ПС-90А оснащен цифровой электронной системой автоматического управления и бортовой электронной системой контроля технического состояния двигателя. Двигатель – модульной конструкции, состоящей из 11 основных модулей, что дает этому ТРДД существенные эксплуатационные достоинства. ПС-90А развивает на взлетном режиме тягу 16 000 кгс, а его удельный расход топлива на крейсерском режиме полета составляет 0,6 кг/кгс-ч.

Движущая сила в кризисное время

Разработка перспективного двигателя четвертого поколения потребовала от пермского КБ внедрения самых передовых на тот момент конструкторских решений и технологий: новых методов проектирования и доводки, значительной реконструкции испытательной базы, внедрения новейших производственных технологий. КБ «Авиадвигатель» стало пионером в использовании узлов ПС-90А из полимерных композиционных материалов, в использовании новейших жаропрочных материалов, точного литья крупногабаритных деталей, в изготовлении деталей из гранул, деталей с заданной ориентацией кристаллической решетки и многого другого.

Фото Kirill Borisenko / wikimedia.org

Появившийся в переломный для нашей страны период ПС-90А на себе ощутил все трудности того времени: финансовые, организационные, политические. Сегодня ПС-90А – хороший, надежный двигатель. За годы эксплуатации самолеты Ил-96-300, Ту-204, Ту-214, оснащенные ПС-90А, зарекомендовали себя на международных и внутренних авиалиниях как безопасные и комфортабельные лайнеры. Двигатели ПС-90А без малого четверть века устанавливают на самолетах Специального летного отряда, перевозящих первых лиц России. За создание пассажирского авиалайнера Ил­-96-­300 с ПС-­90А управляющий директор, генеральный конструктор пермского предприятия «ОДК-Авиадвигатель» Объединенной двигателестроительной корпорации Александр Александрович Иноземцев в числе коллектива соавторов удостоен Государственной премии Российской Федерации.

Заложенный П.А. Соловьевым фундамент позволил пермскому конструкторскому бюро устоять в десятилетие кризиса, сохранить кадры и двигаться дальше. Новые проекты на базе двигателя ПС-90А: ПС-90А-76 для новых грузовых Ил-76ТД-90 и ремоторизации существующего парка Ил-76, ПС-90А2 и ПС-90А3 для Ту-204СМ, ПС-90А1 для Ил-96-400 и его модификаций, промышленные газотурбинные установки для предприятий ТЭК России – воплощают в жизнь преемники и ученики П.А. Соловьева.

Начатое в кризисные 90-е годы новое направление бизнеса пермского КБ – промышленное двигателестроение – успешно развивается. Сегодня серийно произведено более 1100 газотурбинных установок суммарной мощностью свыше 14 тысяч МВт. Наработка оборудования, созданного в Перми, превысила показатель 34 миллиона часов.

Авиационный двигатель ПС-90А стал крайней, как говорят в авиации, разработкой Павла Александровича Соловьева, выдающегося конструктора, основоположника двухконтурного газотурбостроения в нашей стране. Первый российский авиадвигатель четвертого поколения, сертифицированный по международным стандартам, воплотил в себе принцип соловьевской школы: «Высокая эффективность при минимальных затратах как высшее проявление подлинного профессионализма».