Пламенное сердце региональных авиаперевозок

Фото пресс-службы ОДК

Полетим напрямую

В первом квартале 2024 года объем авиаперелетов в России в обход Москвы впервые в новейшей истории страны составил 53%. За последние пять лет этот показатель вырос на 14% – в 2019 году региональные перевозки составляли только 39%. Цифры говорят, что пассажиры проявляют большой интерес к прямым перелетам.

Значительную долю таких перевозок выполняют ближнемагистральные самолеты. Среди них иностранные Airbus-320, Boeing-737 и российский SSJ-100. Это авиалайнеры с реактивными двигателями, которые можно эксплуатировать на аэродромах с развитой инфраструктурой. Самолеты вмещают около 100 пассажиров. Это оптимальное количество людей, которое рентабельно перевозить на региональных линиях с высоким трафиком за один рейс.

Однако, помимо этого, в России существует множество авиамаршрутов, которые соединяют небольшие города и отдаленные населенные пункты. Это особенно актуально для Дальнего Востока и Сибири. На этих линиях эксплуатируют машины вместимостью 20–80 пассажиров – региональные самолеты. Их главная особенность – турбовинтовые двигатели. В отличии от реактивных у турбовинтовых силовых установок другой принцип действия – для движения самолета они используют воздушный винт. В чем преимущество таких агрегатов перед реактивными, мы разбирались со специалистами из Госкорпорации Ростех.

От винта

Как поясняют инженеры-конструкторы, у региональных перелетов есть несколько особенностей. Во-первых, на местных авиалиниях с невысоким пассажирским трафиком нерентабельно использовать самолеты с реактивными двигателями. Такие силовые установки позволяют самолету лететь с высокой скоростью, но потребляют много топлива. На коротких маршрутах скорость – не главное. На первое место выходит экономичность.

Во-вторых, региональные аэропорты, как правило, обладают менее развитой инфраструктурой. Например, у многих северных аэродромов короткие грунтовые полосы, которые ограничивают использование реактивных машин. Еще одна особенность – суровый климат, который также влияет на эксплуатацию авиации.

Для работы в этих условиях лучше всего подходит турбовинтовой двигатель. Он экономичнее и проще в эксплуатации, чем реактивный. Поэтому такие моторы прочно обосновались на региональных самолетах по всему миру – канадский Dash-8, франко-итальянский ATR-72 – турбовинтовые машины. По прогнозу концерна Boeing, опубликованному 19 июля, спрос в этом сегменте составит 1525 новых самолетов до 2040 года.

Новые российские «регионалы» – Ил-114–300 и ТВРС-44 «Ладога» – также получат турбовинтовые двигатели. Это полностью отечественные агрегаты семейства ТВ7–117. «Илы» оснастят модификацией ТВ7–117СТ-01, «Ладоги» – ТВ7–117СТ-02. Моторы выпускает предприятие «ОДК-Климов» в Санкт-Петербурге. Производитель входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию – «дочку» российского технологического гиганта – Госкорпорации Ростех.

Кстати, на региональных линиях часто используют вертолеты. В том числе новый Ми-38. Эта машина также оборудована вертолетной версией двигателя – турбовальным ТВ7–117В.

Таким образом, все три новых региональных машины получили однотипный двигатель. Почему? Разберемся подробнее.

Вместо сердца пламенный мотор

Стоит сразу пояснить, что авиадвигатели – невероятно высокотехнологичные изделия. Достаточно сказать, что компетенциями для их изготовления владеют всего несколько стран в мире.

И вот почему. Дело в том, что в авиации идет постоянная борьба с лишним весом. Чем меньше весит конструкция и чем мощнее двигатель, тем больше полезной нагрузки сможет поднять летательный аппарат. Добавим к этому пожелание авиакомпаний тратить меньше топлива, требования по надежности и ресурсу, – и мы получаем нетривиальную инженерную задачу.

«Для ее решения используют передовые достижения науки и десятков отраслей промышленности. Это инновационные материалы, новейшие производственные технологии и другие ноу-хау», – делятся специалисты «ОДК-Климов».

Семейство ТВ7–117 – не исключение. Например, корпусные детали двигателя ТВ7–117СТ–01 изготавливают с помощью технологии литья под низким давлением. Инновация позволила выиграть до 15% процентов их веса. Другой элемент конструкции – лопатки входного направляющего аппарата компрессора – создают с помощью технологии селективного лазерного спекания. Она хорошо известна под другим названием – 3D-печать. Не будем вдаваться в технические подробности, однако решение позволило радикально снизить трудоемкость производства и вес лопаток. Аддитивным методом изготавливают еще несколько элементов двигателя. Технология позволяет создавать компоненты любой конфигурации при существенном облегчении их массы.

Отдельно стоит рассказать об электронной «начинке». На двигателе установлен электронный блок, который позволяет управлять силовой установкой и воздушным винтом. Это повышает функциональность и надежность системы.

Еще одно ноу-хау – цифровой двойник – виртуальная модель, в которую интегрированы производственные и технологические процессы двигателя. С ее помощью можно в короткие сроки проводить многовариантные цифровые испытания. Двойник позволяет анализировать, как меняются характеристики агрегата при локальных изменениях в конструкции.

Важно отметить, что силовые установки семейства ТВ7-117 собираются полностью из российских деталей, узлов и комплектующих. Над этим работает широкая кооперация предприятий, которые входят в Ростех.

Уже под крылом

В 2022 году ТВ7-117СТ-01 был сертифицирован по новым авиационным правилам. Моторы поднимают в воздух опытные «Илы», которые уже проходят летные испытания. Двигатели семейства соответствуют современным нормам по надежности и пожарозащищенности. Это подтверждает реальная эксплуатация. В марте два Ми-38 совершили длительный перелет в Магадан. Машины получили яркие ливреи, которые напоминают китов-касаток, и преодолели своим ходом около 6 500 км. Перелет продемонстрировал надежность силовой установки в сложных условиях. Напомним, что на машинах установлена вертолетная модификация мотора.

Другие характеристики тоже впечатляют. Мощность двигателя – 3 100 л.с. Его масса снижена на существенную долю – около 15%. При этом подтвержденный ресурс агрегата планируется довести до 18 тысяч часов. Для любого авиаперевозчика это очень важная характеристика. Чем выше ресурс, тем дешевле в итоге обойдется эксплуатация летательного аппарата.

Без лишней скромности – сегодня по совокупности характеристик ТВ7-117 – один из лучших двигателей в мире. Неудивительно, что для трех новых машин – Ил-114–300, ТВРС-44 «Ладога» и Ми-38 – выбрали моторы именно этого семейства.

Новые двигатели помогут региональной авиации России «расправить крылья» в полную силу.