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Autor Tema: El motor PD-14  (Leído 19240 veces)
torrestucar
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« Respuesta #105 : 05 Marzo 2020, 18:24:15 »

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ODK-STAR de Perm está desarrollando la producción de placas de circuito impreso para el sistema de control del motor PD-14
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NUNCA olvido, a mi padre (un SIMPLE TORNERO) que con el ejemplo, me enseño a "sacar agua" de la "tierra más seca" y a desconfiar de los Torquemadas.
NUNCA olvido que los "dioses del Olimpo" del marxismo leninismo, asentados en el Kremlin, destruyeron la URSS.
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« Respuesta #106 : 10 Julio 2020, 21:47:50 »

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10 jul 2020 15:43 GMT

El método de endurecimiento por deformación de una aleación de titanio permite aumentar en un 20 % la solidez de las aletas del propulsor de fabricación nacional PD-14, que se instalará en estos aviones.

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9 de julio de 2020 00:01

Los científicos han creado una aleación de alta resistencia para motores de aviones domésticos
Alexander Bulanov

La resistencia de las palas de titanio, los elementos más cargados del motor de la aeronave doméstica PD-14, aumentará en un 20%. Gracias a lo cual su disponibilidad aumentará dos o tres veces. Esto, a su vez, aumentará significativamente la confiabilidad y durabilidad de la planta de energía del avión MS-21, reduciendo el tiempo para su mantenimiento.
Dichos indicadores se lograron utilizando una tecnología especial de procesamiento de deformación de aleaciones de titanio. En la actualidad, ya se ha creado un lote experimental de piezas, que se probará en una empresa que forma parte de United Engine Corporation.
Se espera que la tecnología comience a aplicarse en los próximos cinco años.
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« Respuesta #107 : 02 Septiembre 2020, 02:20:44 »

Entrevista del  04/2019, donde se describe una parte, de la génesis tecnológica del PD-14

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21/04/2019 22:04
Texto: Alexander Emelianenkov

Y a principios de abril, el Ministerio de Industria y Comercio de Rusia anunció una licitación para la revisión del motor PD-14, ya con el objetivo de su certificación internacional en la Agencia Europea de Seguridad.

Poco antes de eso, se supo que debido a las nuevas sanciones antirrusas, se cortaron los suministros de materiales de Estados Unidos y Japón para el ala compuesta del avión MC-21. ¿Podremos ingresar a un mercado altamente competitivo en condiciones de un duro bloqueo económico y oposición política? ¿Nuestro país tiene una base adecuada - diseño científico, científico y tecnológico? ¿Cómo se está desarrollando la cooperación científica e industrial en esta área y existen las competencias necesarias en las empresas especializadas de la industria?

Director General del Instituto de Investigación de Materiales de Aviación de toda Rusia (VIAM), Presidente de la Asociación de Centros Científicos Estatales "Ciencia", Académico de la Academia de Ciencias de Rusia Evgeny Kablov está convencido de que podemos. Y el país tiene potencial para ello.

¿En qué se basa esta convicción, Evgeny Nikolaevich?

Académico Kablov: Solo 4 países pudieron crear motores turborreactores
Evgeny Kablov: Basado en una amplia experiencia en trabajos científicos, experimentales e industriales en el campo de la ciencia de los materiales de aviación. Durante más de 45 años he trabajado en la industria de la aviación, en el conocido centro científico VIAM, cuyos desarrollos aseguraron la creación y producción de más del 95 por ciento de la aviación y la tecnología espacial y de cohetes en la URSS. Se abrió camino de ingeniero de investigación a director general del instituto y aquí se convirtió en académico.

Por lo tanto, los puntos de inflexión clave en el desarrollo de la industria de la aviación de la URSS tuvieron lugar ante mis ojos y con mi participación activa como científico en el campo de las aleaciones resistentes al calor y la tecnología de fundición de palas refrigeradas de motores de turbina de gas (GTE) con una macroestructura regulada.

¿Por qué este aspecto técnico, comprensible solo para los especialistas, en primer lugar?

Evgeny Kablov: Déjame explicarte con un ejemplo. En los años 70 del siglo pasado, la industria de la aviación de la URSS se enfrentó a la tarea de dominar la producción de motores de turbina de gas de cuarta generación para los últimos cazas: el ligero MiG-29 y el pesado Su-27. Inicialmente, los motores de esta generación tenían una turbina con álabes fundidos con alta eficiencia de enfriamiento. El complejo diseño de la cavidad interior de la hoja enfriada llevó a su destrucción por fatiga térmica cuando solo se utilizó el 30 por ciento del recurso.

Solo hay cuatro estados que producen motores turborreactores modernos, menos que los países con armas nucleares
La tecnología desarrollada en VIAM para la modificación de la superficie de las palas enfriadas del nuevo motor aseguró el logro de un recurso determinado durante las pruebas de puesta en servicio en las fábricas.

Teniendo en cuenta nuestras propuestas, se inició un trabajo minucioso para aumentar el recurso del motor en la oficina de diseño y en las plantas en serie. Fue durante este período, cuando tuve la oportunidad de comunicarme e interactuar directamente con diseñadores tan destacados como el académico Arkhip Lyulka, el académico Nikolai Kuznetsov, Alexander Sarkisov, y obtuve un conocimiento y una experiencia práctica invaluables. En primer lugar, para afinar el diseño de la parte más importante de la turbina: la pala muy enfriada que funciona a una temperatura del gas delante de la turbina 400 C por encima del punto de fusión del material de la pala.

¿Es este el punto clave para un motor de turbina de gas?

Evgeny Kablov: Diré más. La capacidad del estado para producir palas fundidas enfriadas es un indicador del más alto nivel de desarrollo de la ingeniería mecánica. Esto es lo primero. Y en segundo lugar, pocas personas lo saben, hay menos estados capaces de producir motores turborreactores de aviones modernos que países que poseen armas nucleares. O los que lanzan satélites al espacio. Solo cuatro países (Gran Bretaña, Rusia, Estados Unidos y Francia) poseen tecnologías de ciclo completo para la creación de motores turborreactores modernos. La misma China, por ejemplo, a pesar de los esfuerzos que se están realizando, sigue sin poder lograrlo. Sí, los científicos chinos copiaron rápidamente nuestro caza Su-27, pero aún no han podido copiar su motor AL-31F.

El programa para la creación de la aeronave de mediano alcance MC-21, que ha sido objeto de nuevas sanciones estadounidenses, se implementará con un ala compuesta de componentes domésticos. Esto quedó claro en la oficina del viceprimer ministro Yuri Borisov y fue confirmado por el presidente de United Aircraft Corporation, Yuri Slyusar.

¿Y obligado a comprarlo en Rusia?

Evgeny Kablov: Sí. Esta es la razón por la que la tecnología de motores de aviones se guarda como el secreto de estado más importante. Y esto se aplica no solo a la aviación militar, sino también a la flota civil. Los franceses, por cierto, nos ofrecieron un generador de gas como parte del motor SaM146 junto con NPO Saturn, que está instalado en el avión Sukhoi SuperJet 100. Pero a los desarrolladores rusos no se les permitió acercarse al generador de gas. CIAM - Instituto Central de Motores de Aviación - ni siquiera una vez desarmado, no miró lo que se estaba rompiendo allí. Aunque hubo averías, y en cada una de esas situaciones, el generador de gas se llevó a reparar a Francia; hicieron todo allí ellos mismos, sin invitar a especialistas rusos.

Repito: no se permite la entrada de extraños al generador de gas.

El motor de avión ruso PD-14 se está preparando para vuelos a Europa y al extranjero
¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre el PD-14 y los motores de avión de quinta generación en general de lo que era antes? No le pregunto como diseñador general, sino como científico de materiales en general ...


Evgeny Kablov: Primero, debe tenerse en cuenta que el motor PS-90A de cuarta generación, que se utiliza en la aviación civil y militar, se desarrolló y creó en la URSS bajo el liderazgo del diseñador general Pavel Solovyov. Después del colapso de la Unión Soviética, no hemos creado ningún motor nuevo.

La innovación del proyecto, que recibió el código PD-14, radica en el hecho de que durante su desarrollo fue posible obtener un cambio cualitativo en los principales parámetros del modo de funcionamiento del motor. Logramos un doble aumento en la relación de derivación, la temperatura del gas frente a la turbina en 100 posiciones Kelvin y la relación de compresión total en el compresor en un 20 por ciento.

En 2009 se asignaron 12,8 mil millones de rublos para la creación de un nuevo generador de gas. Después de esto, nació United Engine Corporation
Por separado, es necesario señalar el desarrollo de una tecnología para la fundición de palas HPT refrigeradas con una estructura monocristalina a partir de una nueva aleación resistente al calor dopada con renio y rutenio. Y el uso de materiales compuestos en el diseño del motor y la góndola del motor, las aspas del ventilador de titanio de cuerda ancha hueca redujeron significativamente el peso del motor.

¿Cómo afectó esto a sus indicadores clave de desempeño?

Evgeny Kablov: el consumo específico de combustible ha disminuido en un 12 por ciento, mientras que la eficiencia del motor y el cumplimiento de los parámetros ambientales han aumentado significativamente. Según los cálculos, la operación del motor costará entre un 14 y un 17 por ciento menos que los análogos existentes, y el costo total del ciclo de vida disminuirá entre un 15 y un 20 por ciento.

Estos y otros parámetros se lograron en gran parte gracias al uso de 20 nuevos materiales desarrollados por científicos de VIAM. Fue nuestro instituto en este proyecto el responsable de la creación de materiales y tecnologías de metal estructural de alta temperatura, intermetálicos, compuestos, cerámicos, compuestos naturales, funcionales y de estructura fundamentalmente nuevos para la fabricación de piezas y productos semiacabados de gran tamaño. El componente más importante de este proyecto es la tecnología de creación de un álabe de ventilador de cuerda ancha de PCM, álabes ligeros de aleaciones de titanio intermetálico y álabes de turbina de alta presión con estructura monocristalina.

Durante diez años, nuestro instituto ha estado trabajando activamente con empresas de la UEC en el desarrollo, investigación, producción e implementación de materiales de nueva generación en el diseño de prometedores motores de turbina de gas.

El académico Evgeny Kablov habló sobre los orígenes de la creación de la UEC
En el diseño del prometedor motor PD-14, en particular, se introducen aleaciones monocristalinas resistentes al recalentamiento para trabajar y palas de toberas con recubrimientos de protección térmica complejos y resistentes al calor de alta duración. En la fabricación de ejes, discos y carcasas se han utilizado aceros estructurales de alta resistencia y aleaciones forjadas de níquel y titanio de nueva generación.

Además, una parte de "combate" del motor PD-14 - un remolino del dispositivo de la cámara de combustión de primera línea - fue fabricada por el método de tecnologías aditivas a partir de una composición doméstica de polvo metálico en VIAM. Al mismo tiempo, el ciclo tecnológico fue de solo seis días con un rendimiento del 100%, mientras que el ciclo tecnológico tradicional - casting de inversión - es de 60 días con un rendimiento no superior al 40 por ciento. Al mismo tiempo, la productividad laboral se multiplicó por diez. Pero lo principal es que esta decisión permitió lograr una reducción significativa de las emisiones de NOx y COx.

¿La góndola del motor para PD-14 se creó con la participación de VIAM?

Evgeny Kablov: Eso es correcto . Por primera vez en la práctica nacional de ingeniería y tecnología, por iniciativa del diseñador general, se diseñó y fabricó una góndola de motor PD-14 a partir de materiales compuestos de polímeros nacionales. Nuestros materiales aseguraron una reducción del peso de la estructura manteniendo las propiedades elásticas y de resistencia requeridas, incluida la resistencia al impacto y la resistencia a factores climáticos.

A modo de comparación: la góndola del motor para el SSJ-100 se suministra desde el extranjero, cuesta alrededor de dos millones de euros, y para el PD-14 la góndola del motor es una vez y media más barata.

¿Se aplican ya tecnologías aditivas en este proyecto?

Evgeny Kablov: Por supuesto. Y ellos, estoy seguro, jugarán un papel clave en la finalización del generador de gas básico y toda la prometedora línea de motores basados ​​en él. Y VIAM es un socio estratégico de la UEC en la implementación de la estrategia de la corporación para la introducción de tecnologías aditivas.

La góndola del motor se suministra a los aviones SSJ-100 desde el extranjero, y nuestro motor PD-14 tiene el suyo propio y una vez y media más barato
Entre nuestros logros en esta área, me gustaría destacar, en primer lugar, la creación de un ciclo cerrado de producción aditiva de piezas para sistemas técnicos complejos. Incluye la producción de espacios en blanco de carga consumibles de alta pureza, la producción de composiciones de polvo metálico finamente dispersas de aleaciones domésticas (incluidas las basadas en titanio, níquel, hierro, cobalto, aluminio) a partir de él, y el desarrollo de tecnologías para la aleación selectiva por láser de piezas a partir de ellos con el posterior tratamiento térmico y de gas-estático.

Hasta la fecha, se han producido más de 500 tipos de piezas para empresas de UEC mediante métodos aditivos, todos los cuales están hechos de materiales domésticos.

VIAM, y no es un secreto, es un instituto especial. Realizas un ciclo completo de investigación en relación con nuevos materiales, creas las condiciones para la transición a su producción industrial y, en algunos casos, organizas la producción de bajo tonelaje en tu lugar ...

Evgeny Kablov: Eso es cierto. VIAM, por su propia cuenta, organiza la producción en serie de bajo tonelaje de composiciones de polvo metálico con su posterior certificación para las principales empresas de construcción de motores. El instituto ha diseñado y fabricado un atomizador industrial con la denominada fusión sin crisol. Esto resuelve el problema de la fabricación de composiciones de polvo metálico intermetálico y de titanio.

Una característica distintiva de VIAM siempre ha sido que habiendo creado un material, con un pasaporte y documentación para ello, vamos a la planta y en producción trabajamos el lanzamiento de ciertos tipos de productos semiacabados a partir de este material, según los requisitos de los diseñadores. Este es el punto de la interacción. La fortaleza de VIAM es que siempre hemos terminado de dominar nuevos materiales mediante la elaboración de productos semiacabados en la planta de suministro.

Académico Kablov: el ala hecha de materiales compuestos para MS-21 se creará en Rusia
Pero en las últimas dos décadas, debido al hecho de que la situación en el país y la industria ha cambiado drásticamente, hemos organizado consistentemente 25 plantas de producción a pequeña escala en nuestro país. Producimos las mejores aleaciones resistentes al calor con un contenido mínimo de impurezas nocivas: azufre, oxígeno, nitrógeno, que no debe exceder las 5 ppm. Todas las plantas metalúrgicas tienen entre 18 y 20 años. ¡Y la diferencia entre cinco y veinte sugiere cientos de miles de horas de recursos! Si queremos que los motores de los aviones tengan una vida útil prolongada, debemos lograr materiales de la más alta calidad.

Pero aquí quiero señalar: crear un nuevo material es la mitad de la batalla: para su uso en un motor de avión civil, es necesario trabajar mucho en las calificaciones generales y especiales y evaluar el cumplimiento de la producción con los estándares internacionales ...

De lo contrario, ¿no estará fuera de Rusia?

Evgeny Kablov: Sí, y las reglas aquí son muy estrictas, ya que estamos hablando de la seguridad de las personas. Lo mismo se aplica al proceso de fabricación del motor en sí: la industria requiere la certificación de la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA).

Resumiendo esta parte de nuestra conversación, quiero enfatizar: PD-14 no es solo un motor moderno de quinta generación. Sobre la base de su generador de gas, se creará PD-8 en lugar de SaM146, PD-12 - para helicópteros, PD-35 - para transporte y aviones de pasajeros. Y el desarrollo del propio PD-14 se llevó a cabo utilizando una nueva tecnología digital, gracias a la cual la séptima instancia del motor se ensambló en Perm utilizando la tecnología de producción en masa, mientras que anteriormente se produjo un lote piloto en una cantidad de hasta 35 copias. Según diversas estimaciones, el proyecto PD-14 ha creado y retiene para Rusia de 10 a 12 mil puestos de trabajo altamente calificados.

Punto clave: cómo empezó todo

Muchos empleados de United Engine Corporation recibieron premios del Ministerio de Industria y Comercio de Rusia por su contribución al desarrollo y certificación del motor de avión PD-14. ¿Cómo se formó la cooperación actual y en qué circunstancias nació la propia UEC?

Evgeny Kablov: Todo empezó fuera de la caja y en muchos aspectos de forma inesperada. Aquí, donde estamos hablando con ustedes ahora, hace 11 años, ocurrió otra conversación. Luego, en 2008, el presidente ruso Vladimir Putin visitó nuestro instituto y, con él, el jefe del Ministerio de Industria y Comercio, Viktor Khristenko.

¿Juntos?

Evgeny Kablov: Sí. Vladimir Vladimirovich saludó y dijo:
"Aquí estoy, prometí venir, y vine. Dime ..."
Y yo, como pude, le expliqué que la industria de la aviación rusa necesitaba desesperadamente su nuevo motor. Y resumí brevemente qué es, qué estructura tan compleja. Y nuestro presidente, les digo, sabe escuchar y ahondar. Y cuando informé que hemos desarrollado tecnologías para la fundición de álabes de turbina de alta presión que son 30 veces más eficientes que las americanas, y luego mencioné tecnologías para la obtención de álabes fundidos enfriados con alta eficiencia de enfriamiento, sobre aleaciones de alta temperatura con renio, rutenio, que permiten elevar la temperatura del gas antes. turbina hasta 1900 K, me detuvo con una pregunta:
"¿Por qué no estás implementando?"
"No hay dinero", digo.
"¿Hay algo en qué gastarlos?"
 "Sí. En Perm, el diseñador Alexander Inozemtsev crea un nuevo generador de gas y un motor de avión básico basado en el PD-14".
 “¿Y bien entonces?” El presidente se dirigió al ministro Khristenko. “Viktor Borisovich, prepara tus propuestas”. Hice más preguntas y me fui.

¿Y el propio Inozemtsev no estuvo presente durante esta conversación?

Evgeny Kablov: Había, repito, tres personas: Putin, Khristenko y yo. Aproximadamente una semana después, Viktor Borisovich Khristenko me llamó y me dijo:
"Ayer a las dos de la mañana fui del presidente a Novo-Ogaryovo. Vladimir Vladimirovich firmó una orden para asignar 12,8 mil millones de rublos para la creación de un nuevo generador de gas".

Y cuando se tomó esta decisión, apareció dinero real, tuvo que ser rastreado. Luego se creó la United Engine Corporation.

Si se mira desde fuera, resulta que VIAM no es solo un conocido centro de ciencia fundamental y aplicada, sino también un centro de cristalización de ideas y soluciones organizativas, ¿el iniciador de una amplia y productiva cooperación científica e industrial?

Evgeny Kablov: Eso resulta. Antes, incluso antes de su visita a nosotros, el presidente Putin apoyó nuestras propuestas para organizar la producción en pequeña escala sobre la base del instituto de desarrollo. Este es un momento extremadamente importante para el desarrollo y el aumento de la competitividad. Pero a menudo resulta que no es rentable para las grandes empresas (más caras para ellas) dominar el lanzamiento de productos innovadores en lotes pequeños, cuando la factura es por kilogramo o incluso varias toneladas. El presidente nos escuchó y apoyó. Y cuando vino a nosotros, ya informamos en acción: mostramos una producción única de aleaciones resistentes al calor. En muchos aspectos corresponden al mejor nivel extranjero, y en algunos aspectos incluso los superan.

¿Y en qué posiciones está la competencia entre los creadores de motores de aviones y generadores de gas?

Evgeny Kablov: Necesitamos un generador de gas que nos permita obtener una temperatura del gas frente a la turbina de al menos 1900-2000 en la escala Kelvin. Obtener una relación de compresión de 61. Y asegurar las emisiones mínimas de NOx, de modo que sean un 30 por ciento más bajas que el nivel establecido por las normas de la OACI en 2008.

¿Obtener una certificación internacional?

Evgeny Kablov: Sí. De lo contrario, no podremos volar. Si colocamos un motor en el avión que no cumple con estos requisitos, no se nos permitirá ingresar a Europa y América. Y el generador de gas que se creó bajo el liderazgo de Alexander Alexandrovich Inozemtsev se ajusta a las nuevas reglas y ahora se considera la base de un motor más potente. No por 14 toneladas, como en el PD-14, sino por 18 o más. Esto abre una oportunidad para que Rusia cree una gran línea de motores de turbina de gas.
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