ПД-35: революция в российском двигателестроении уже началась
Программа создания двигателя ПД‑35 началась в 2017 году и направлена на обеспечение широкофюзеляжных пассажирских и транспортных самолётов силовыми установками большой тяги. В России двигатели такого класса ранее не производились. Чтобы создать совершенно новый для нашей страны двигатель конструкторы совместно с научным сообществом разработали и внедряют более 20 новых технологий и материалов.
Головным разработчиком ПД-35 является «ОДК-Авиадвигатель», а производство осуществляется на «ОДК-Пермские моторы». Оба предприятия входят в Объединённую двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех.
Ключевую роль в проверке технических решений и производственных методов, среди которых внедрение аддитивных технологий, играет двигатель-демонстратор технологий (ДДТ). При создании ПД‑35 был использован научно-технический задел, полученный при разработке двигателя ПД‑14, также были освоены двадцать новых критических технологий в области современных композиционных и интерметаллидных материалов, покрытий и конструкционных элементов. Диаметр вентилятора ПД-35 составляет 3100 мм, а применение углепластиковых лопаток позволило снизить массу вентилятора более чем на 600 кг по сравнению с титановой версией.
ПД‑35 является исходным проектом, конструктивно он выполнен модульной конструкцией с унифицированным газогенератором и узлами, что даёт возможность создать линейку газотурбинных двигателей большой тяги путём замены отдельных компонентов. Специалисты «Авиадвигателя» таким подходом обеспечили гибкость конструкции, что при разработке новых моделей сократит сроки и стоимость.
Первый этап испытаний, проведённый в 2024 году на всепогодном открытом стенде ОС‑5 в посёлке Новые Ляды под Пермью, включал более 50 запусков двигателя-демонстратора ПД‑35 и многократный выход на взлётный режим с тягой свыше 35 тонн. Испытания позволили проверить более 20 новых технологических решений, оценить температурные и механические параметры, провести ресурсные испытания подшипников и композитных элементов. Результаты показали соответствие прогнозным значениям и подтвердили правильность выбранных конструктивных решений.
В 2025 году начался второй этап испытаний, основная цель которого заключается в проверке узлов из новых отечественных материалов, включая рабочие лопатки компрессора высокого давления, турбины высокого давления и вал турбины низкого давления. Испытания направлены на оценку ресурса и надёжности узлов при максимальных нагрузках.
Двигатель ПД‑35 создаётся как базовый для семейства турбореактивных двухконтурных двигателей, предназначенных для широкофюзеляжных пассажирских и транспортных самолётов. В конструкции применены новые жаропрочные сплавы, полимерные композиционные материалы и покрытия, разработанные, в том числе, институтом ВИАМ.
Принципы модульности и унификации узлов позволяют создать линейку двигателей от 24 до 50 тонн тяги. Снижение массы за счёт композитных лопаток вентилятора улучшает удельные характеристики тяги‑массы и способствует повышению экономичности двигателя.
Программа ПД‑35 использует опыт и технологии, отработанные при создании ПД‑14, включая методы испытаний, аддитивные технологии и применение композитных материалов. Ряд решений, таких как композитные лопатки вентилятора и детали горячей части двигателя, изготовленные методом 3D-печати, в своё время прошли проверку на ПД‑14 и теперь масштабированы под ПД‑35. Опыт сертификации первой детали горячей части ПД‑14, изготовленной аддитивным способом, завихритель камеры сгорания, стал прецедентом для массового применения 3D-печати в ПД‑35.
Традиционные методы — литьё, механическая обработка и штамповка — применяются там, где необходима повышенная структурная прочность, например при изготовлении корпусов, валов и силовых элементов двигателя. На базе полученного опыта более 2 300 деталей для двигателя-демонстратора ПД‑35 изготавливается с применением селективного лазерного сплавления и гибридных технологий формообразования.
Производственный цикл охватывает весь спектр современных технологий — от цифрового проектирования до стендовых испытаний, появляется возможность повысить удельную тягу и ресурсные характеристики турбореактивных двигателей. На ранних этапах применяются системы CAD/CAE и методы топологической оптимизации, позволяющие моделировать конструкцию двигателя в виртуальной среде и отрабатывать параметры аэродинамики и прочности без изготовления физических прототипов. Это значительно сокращает сроки проектирования и снижает до 50% затраты на доводку узлов. Завершающим этапом производственного цикла становятся гонки на стендах и сертификационные испытания, в ходе которых оцениваются параметры тяги, топливной эффективности и устойчивости при предельных нагрузках.
Для обеспечения массового применения 3D‑печати при Ростехе создан Центр аддитивных технологий с современными отечественными принтерами и лицензированный для серийного производства авиационных компонентов. Аддитивные методы позволяют создавать геометрически сложные элементы, сокращать сроки изготовления и снижать массу деталей при сохранении прочностных и термических характеристик. Использование жаропрочных сплавов никеля и кобальта, полимерных композитов обеспечивает технологическую независимость и повышение эффективности производства.
Несмотря на успешное внедрения, российское газотурбинное авиационное двигателестроение сталкивается с вызовами, которые заключаются в необходимости сертификации аддитивных деталей горячей части, обеспечении стабильного качества и воспроизводимости, масштабировании производства до серийных объёмов и разработке отечественных порошков и оборудования. Тем не менее, к 2030 году планируется создание двигателя, полностью изготовленного методом 3D‑печати.
Развитие программы ПД-35 отражает переход отечественного двигателестроения от экспериментальной стадии к созданию полноценных промышленных платформ нового поколения. Проект изначально строился не как единичный образец, а как основа для формирования технологического комплекса, включающего цифровое проектирование, новые материалы и методы высокоточной обработки. В ходе испытаний двигателя-демонстратора, а ранее — газогенератора, специалисты и инженеры «ОДК-Авиадвигатель» оценивают не только эффективность отдельных узлов, но и устойчивость всей конструкции к эксплуатационным нагрузкам при реальных температурных и скоростных режимах.
Главный результат программы заключается в том, что на базе ПД-35 формируется технологический фундамент для широкого спектра двигателей следующего поколения. Отработка аддитивных технологий, керамических композиционных материалов и систем активного охлаждения рабочих лопаток турбины закладывает основу для снижения массы, повышения удельной тяги и ресурсных характеристик. Сейчас эти решения переходят из стадии лабораторных экспериментов в промышленное применение и открывают путь к созданию семейства перспективных двигателей, одним из которых станет ПД-26, работа над которым уже ведётся.