МС-21-400LR: дальнемагистральный самолёт, который заменит широкофюзеляжники (если для него получится сделать двигатель)

Вроде немного поутихли разговоры о возобновлении производства старинных Ил-96, российско-китайский широкофюзеляжник CR929 то будут строить, то не будут, то опять будут – достали. Тем временем страна у нас большая и на Дальний Восток, а также тёплые морские курорты дружественных стран после того, как рассыпятся на атомы Boeing 777 и Airbus A330, на чём-то летать будет надо. А на чём?

На этот случай разработана концепция МС-21-400LR: удлинённой версии МС-21 с увеличенными топливными баками и двигателями ПД-18Р с предполагаемой дальностью полёта до 12 000 км – на треть больше, чем у Airbus A321XLR. Концепция интересная: дальнемагистральный узкофюзеляжный самолёт с комфортом почти как в широкофюзеляжном и с отличной эффективностью – загрузить 260-кресельную машину (это максимальная вместимость в одноклассной компоновке) и предложить беспосадочные рейсы между необходимыми парами аэропортов гораздо проще, чем когда мест у тебя 400 с лишним.

Самое интересное в этой концепции (не путать концепцию с готовым проектом) – как раз двигатель. Р в его обозначении означает «редукторный». Таких двигателей для гражданских самолётов в нашей стране ещё не строили, хотя как раз несостоявшийся американский Pratt & Whitney PW1400G, предназначенный для МС-21, имел редукторный привод вентилятора.

Существует несколько разновидностей конструкции турбовентиляторного двигателя. Сейчас наиболее распространена двухвальная схема, состоящая из вентилятора, компрессора низкого давления и компрессора высокого давления (у каждого из компрессоров ещё по несколько ступеней, но в это углубляться нам сейчас не нужно). Каждый компрессор приводится в движение своей турбиной: турбиной низкого давления и турбиной высокого давления; практически это одна турбина с несколькими валами, каждый из которых вращается с разной частотой, например, 3 500 и 10 000 оборотов в минуту.

Двухвальный турбовентиляторный двигатель

Так вот, в двухвальной схеме вентилятор находится на одном валу с компрессором низкого давления и вращается с такой же скоростью. Из-за этого внешние части лопаток при рабочих оборотах начинают двигаться быстрее звука, на преодоление звукового барьера тратится энергия, а также это увеличивает уровень шума. И чем больше диаметр вентилятора, тем этот эффект более ярко выражен.

Если же добавить в конструкцию планетарный редуктор, появляется возможность управлять оборотами вентилятора. В этом случае вне зависимости от того, с какой скоростью вращается вал каскада низкого давления, вентилятор никогда не раскручивается до сверхзвука.

Анимация двухвального турбовентилятора с высокой степенью двухконтурности. A. Ротор низкого давления B. Ротор высокого давления C. Компоненты статора 1. Гондола 2. Вентилятор 3. Компрессор низкого давления 4. Компрессор высокого давления 5. Камера сгорания 6. Турбина высокого давления 7. Турбина низкого давления 8. Сопло газогенератора 9. Сопло вентилятора

По заявлениям Pratt & Whitney, это сокращает расход топлива на 16%, а уровень шума – на 75%. Хотя, конечно, не только за счёт редуктора, но его применение как раз и позволяет значительно увеличить диаметр вентилятора и тем самым увеличить топливную экономичность, поскольку в современных ТРДД до 90% тяги создаёт именно вентилятор через внешний контур, а на реактивную струю приходится только 10%.

Планетарный редуктор

Альтернатива редукторному приводу – трёхвальные двигатели (например, типа Rolls-Royce RB211, Trent, советских Д-18 или Д-36 для Як-42), у которых имеется отдельная турбина вентилятора, однако такая конструкция сложнее и тяжелее.

Что же касается МС-21, то в 2021-м планировалось в 2024 году только начать разработку удлинённого МС-21-400. Когда будет LR-версия, прогнозировать нынче сложно.

ПД-14 – обычный двухвальный двигатель, но давайте хотя бы его освоим серийно

Илья Шатилин

3 14 голоса
Article Rating
Подписаться
Уведомить о
guest

18 Comments
Старые
Новые Популярные
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
Alex
Alex
11 месяцев назад

Ох уж эти сказки, ох уж эти сказочники

Гошаонжегога
Гошаонжегога
11 месяцев назад

Что ви хотели сказать?

Анатолий
Анатолий
11 месяцев назад

В чем «старинность» Ил-96? Что он уже есть, и нельзя пилить 20 лет как с мс-21, которого нет? Боинг — 737 в 60-х начали производить, никто же не говорит на него «старинный» ))

Анатолий
Анатолий
11 месяцев назад
Ответить на  Frequentflyers

Кто мешает модернизировать ил-96, как это делают с б-737и 747. Это намного дешевле, чем создавать с нуля. Тем более основные авиамаршруты это до 4 тыс км. А маршруты длиной 15 тыс км нужно только 0,00001% населения

Н.Б.
Н.Б.
11 месяцев назад
Ответить на  Анатолий

Его невозможно модернизировать.Там всегда будет требоваться бортинженер,Так он сконструирован в соответствии с требованиями того времени.Он очень неэкономичный и шумный по сравнению с западными широкофюзеляжниками .Там надо переделывать все.

ASt
ASt
11 месяцев назад
Ответить на  Анатолий

Это в Москве до 4000 км, а во Владивостоке и на Камчатке неплохо иметь и 12000. Там тоже, люди живут, представляете? И им дрбираться с 2-3 посадками как-то не очень

Вася
Вася
9 месяцев назад
Ответить на  Анатолий

Вы уверены, что это дешевле?

Н.Б.
Н.Б.
11 месяцев назад
Ответить на  Анатолий

Для профанов — есть В737 Classic,есть 737 NG,а есть 737 МАХ.И это совсем разные самолеты.

Игорь
Игорь
10 месяцев назад
Ответить на  Н.Б.

Смотря что , Вы понимаете под термином ,, совсем разные ,, )

Сергей
Сергей
11 месяцев назад

Хорошая статья. С точки зрения авиации написана грамотно.

Эдгар
Эдгар
9 месяцев назад
Ответить на  Сергей

Я б не согласился на все 100%.
У нас уже есть свой движок с редукторным приводом капонированного вентилятора и стоит он сейчас (до сих пор, по моему) на летающей лаборатории Ил 76. Прекрасный двигатель, созданный в 90-х гг., преданный забвению.
Большой диаметр вентилятора — большая тяга, но меньшая скорость у самолёта, за счёт увеличения сопротивления (миделево сечение двигателя). Такой двигатель значительно экономнее обычных турбовентиляторных двигателей.
А редуктор, тоже не мало весит, да и надёжности совсем не добавляет, а наоборот. Я б вернулся к модернизации трёхвальных двигателей, может быть перераспределив нагрузки по ступеням и «цилиндрам».

Сергей
Сергей
11 месяцев назад

Еще бы ,наконец, модульность авиадвигателей внедрили, вообще было бы классно: демонтировал вентилятор обычный- установил редуктрный и другой движок получился. Засосал посторонний предмет- снял компрессор и в ремонт, а новый установил. И не надо весь мотор в ремонт гнать.

Вася
Вася
9 месяцев назад
Ответить на  Сергей

Вам бы открыть книжку по теории реактивных двигателей, да немного вникнуть в суть работы этих двигателей. Вы бы потом не писали такой бред про модульность и замену вентиляторов. Потому, что такая замена потребует полного перерасчёта двигателя и конструктивных изменений.

Валерий
Валерий
11 месяцев назад

Если, как только, так сразу….в ближайшее время и без аналогов в мире…..

Кирилл
Кирилл
11 месяцев назад

Люди. Через 20 лет я построю самолет гораздо лучше. Обещаю.

Vlad
Vlad
22 часов назад

А почему проект ЭКИП засекретили или похоронили.!? это вообще приниципильновы новый вид транспорта.. считай что футурустический.