Tant attendu, russe
Tous les pays développés ne peuvent pas se permettre de créer leurs propres moteurs d'avion. À une certaine époque, l'Union soviétique faisait partie de ce club d'honneur et la Russie s'est reposée sur ses anciens lauriers pendant de nombreuses décennies. La production en série de moteurs pour avions civils est un véritable high-tech, ce qui montre clairement le véritable niveau de développement technologique du pays. Les moteurs de fusée et les moteurs d'avion pour l'équipement militaire sont encore un cran en dessous des unités civiles. Premièrement, pour un véhicule de combat, l'économie et le faible coût final du produit ne sont pas aussi critiques que pour un équipement « paisible ». Deuxièmement, la ressource des turboréacteurs civils modernes, associée à la fiabilité, est supérieure à celle de leurs homologues militaires. Surtout si le moteur est certifié selon les exigences internationales, par exemple, l'Agence européenne de la sécurité aérienne.
La grande majorité des turboréacteurs à by-pass modernes en Russie ont leurs racines dans le passé soviétique. Le PS-90 produit par JSC "UEC - Perm Motors" dans diverses modifications a été développé au milieu des années 80. Le moteur D-30KP-2 est produit à Rybinsk depuis 1982 et sa version de base est en production depuis 1972. Jusqu'à récemment, le plus moderne était le SaM146 léger, mais il s'agit d'un projet russo-français dans lequel les ingénieurs nationaux étaient responsables de la partie "froide" pas la plus critique du moteur. Par souci d'équité, il convient de noter que le générateur de gaz de la partie "chaude" du moteur français ne s'est pas avéré le meilleur en termes de fiabilité. Dans le même temps, des difficultés sont apparues à la fois avec les pièces de rechange et avec les réparations. Seulement maintenant, le niveau de localisation pour la réparation des générateurs de gaz à Rybinsk approche les 55%.
Le seul turboréacteur d'avion à deux circuits développé à partir de zéro pour le secteur civil en Russie était le PD-14. Les constructeurs de moteurs de Perm ont reçu les termes de référence du moteur à la fin de 2007, et 11 ans plus tard, United Engine Company a signé un contrat avec la société Irkut pour la construction de cinq PD-14 pour le paquebot MS-21.
Ces dernières années, les Russes ont eu de nombreuses raisons d'être fiers du potentiel scientifique et technique du pays - il s'agit de la plate-forme Armata, du complexe de frappe hypersonique Avangard et du Su-57. Mais c'est la construction du PD-14 qui suggère que la Russie revient sur le marché mondial de la haute technologie.
Importation substituée
Initialement, le paquebot moyen-courrier MC-21 a été construit dans l'espoir d'installer deux moteurs - l'américain Pratt & Whitney 1431 G-JM et le russe PD-14. Cette décision n'a pas été prise uniquement en raison du manque d'analogues nationaux au moment du début du développement. Tout tourne autour des clients. La part des moteurs dans le coût de n'importe quel avion de ligne peut atteindre 30%, et ce sont les unités les plus chères de la conception en termes de maintenance. Il n'est pas surprenant que les consommateurs aient le droit de choisir leurs propres centrales, auxquelles l'infrastructure au sol est mieux adaptée. Par exemple, lors de l'achat de l'A380 abandonné, les compagnies aériennes avaient auparavant le choix entre les moteurs Trent de Rolls-Royce et la famille GP7200 de l'Engine Alliance. A noter que quatre sociétés se sont associées pour développer le GP7200: l'américaine General Electric, Pratt & Whitney, la française SNECMA et l'allemande MTU. En effet, la création d'un moteur moderne pour un avion de ligne principale est coûteuse et prend du temps.
Le G-JM PW1431 importé a été créé sur la base de la famille PW1000, qui, dans diverses modifications, est montée sur des avions Airbus, Mitsubishi et Embraer. Pour le MC-21, la plus grande version a été envisagée avec une poussée allant jusqu'à 14 tonnes et un diamètre de ventilateur de 2,1 mètres. Les premiers moteurs prêts à l'emploi des États-Unis sont arrivés à l'usine aéronautique d'Irkoutsk en 2015, 7 ans après le début du développement. Parallèlement à la signature d'un contrat avec Pratt & Whitney, la Russie a commencé à créer son propre moteur PD-14. Au cours des 30 dernières années, il s'agit du plus grand projet de l'industrie nationale des moteurs d'avion. Il est difficile de dire ce qui serait arrivé à l'ensemble de l'industrie si l'histoire du PD-14 n'avait pas eu lieu.
Un peu sur les innovations utilisées dans la conception du moteur d'avion domestique. L'Institut panrusse des matériaux d'aviation a développé 20 nouveaux matériaux uniquement pour le PD-14. Les équipes de recherche de Perm JSC "UEC-Aviadvigatel" ont créé à partir de zéro 16 nouvelles technologies critiques, qui deviendront à l'avenir la base de nouveaux moteurs d'avion. En particulier, les turbines haute pression sont équipées d'aubes monocristallines capables de fonctionner à des températures supérieures à 1700 degrés. Dans la lutte pour l'efficacité énergétique, les pales creuses du ventilateur sont en titane, ce qui a augmenté l'efficacité de l'unité de 5%. Pour réduire le bruit et les émissions nocives dans l'atmosphère, le moteur est équipé d'éléments composites insonorisants et d'une chambre de combustion intermétallique à faibles émissions. Le paramètre le plus important du moteur permien est son origine entièrement russe, qui est devenue une rareté à notre époque. La plupart des travaux de génie civil nationaux « révolutionnaires » sont une compilation d'unités russes obsolètes et étrangères modernes. Par exemple, vous pouvez aller à Naberezhnye Chelny. La nouvelle voiture électrique Kama-1 emprunte des batteries lithium-nickel-manganèse-oxyde de cobalt en Chine, et les camions cargo sans pilote KamAZ du projet Ermak sont équipés de «machines automatiques» Allison et de radars Continental. PD-14 de ce point de vue est complètement substitué aux importations.
Le moteur PD-14 a été développé en tant que concurrent de son propre PW1431G-JM, ainsi que du PW1100G / JM pour l'avion A320NEO. Ce créneau de marché comprend également les moteurs Leap-1A, Leap-1B, Leap-1C du consortium CFMI (GE/Snecma) pour les machines A320NEO, B737MAX et C919, respectivement. Compte tenu du taux de change du dollar et de l'origine entièrement domestique, les prix sur les marchés mondiaux du PD-14 seront assez attractifs.
Souveraineté technique
Dès le début, les ingénieurs ont prévu à juste titre sur la base du PD-14 de développer toute une famille de moteurs d'avions avec une poussée de 9 à 18 tonnes, dont il sera question un peu plus loin. Le générateur de gaz fini de la nouveauté Perm, c'est-à-dire le cœur du moteur, était prêt pour les essais au banc en novembre 2010. Un prototype prêt à l'emploi, ou, comme on l'appelle aussi, un démonstrateur technologique, a été bouclé pour la première fois sur le stand en juin 2012. Le moteur a décollé pour la première fois en octobre 2015, mais pas sous l'aile du MS-21, mais avec le laboratoire volant IL-76LL n°08-07.
Les toutes premières études des paramètres du moteur ont confirmé son avantage technique par rapport à ses homologues importés. La consommation spécifique de carburant a été réduite de 10 à 15 % et le coût du cycle de vie a été réduit de 20 %. Les développeurs ont également réussi à gérer le bruit, à cause duquel les moteurs domestiques n'ont pas pu être certifiés en Occident. Le PD-14 s'est avéré être 15 à 20 dB plus silencieux que ne l'exigent les normes de l'Organisation de l'aviation civile internationale (OACI). Initialement, les hauts dirigeants de la United Aircraft Building Organization prévoyaient avec optimisme de monter le MS-21 sur les moteurs nationaux au début de 2018. Mais, comme nous pouvons le voir, cela ne s'est produit qu'en décembre 2020.
En janvier de cette année, trois moteurs, dont un de réserve, ont parcouru 4000 kilomètres de Perm à Irkoutsk sur des remorques automobiles afin d'être sous l'aile du MC-21 avec le numéro 0012. Ces moteurs ont été fabriqués à Perm en 2018, mais ce n'est que maintenant qu'ils se sont avérés être demandés. L'année dernière, deux autres moteurs ont été assemblés, sur lesquels le MC-21-310 sera certifié pour l'Agence fédérale du transport aérien. Toujours en 2021, ils prévoient de recevoir un certificat similaire de l'Agence européenne de la sécurité aérienne EASA. Et si tout se passe comme prévu, l'usine de Perm produira jusqu'à 50 moteurs d'avion PD-14 par an. Une version forcée avec une poussée allant jusqu'à 14,5 tonnes PD-14A, ainsi qu'un PD-14M encore plus puissant, conçu pour un maximum de 15,6 tonnes de poussée, sont en cours de développement. Il y a une idée de développer une version légère PD-8 pour le SuperJet basée sur le générateur de gaz du moteur Perm.
Alors commence la magie des nombres. En augmentant la dérivation, le PD-16 sera construit pour la version lourde de l'avion MS-21-400 avec une poussée au décollage de 17 tonnes. Si le diamètre du ventilateur est réduit, le PD-10 peut être assemblé avec une poussée de près de 11 tonnes. La version du turbomoteur d'hélicoptère d'une capacité de 11, 5 000 l / s basée sur le turboréacteur Perm portera à l'avenir le nom de PD-12V. Dans cette version, il trouvera déjà son application dans l'aviation militaire. Et, enfin, pour l'industrie dans le développement des centrales à turbine à gaz "terrestres" GTU-12PD et GTU-16PD.
En 2021, il est prévu de lancer un autre moteur d'avion portant le nom de PD pour les essais au banc, seul l'indice sera de 35. Auparavant, les moteurs de cette classe n'étaient pas du tout produits en Russie et en URSS: plage de poussée de 25 à 50 tonnes, diamètre du ventilateur 3, 1 mètre, diamètre extérieur 3, 9 mètres, et la longueur de la nacelle jusqu'à 8 mètres. Le géant devrait entrer en production en 2027. Avec l'avènement de ce moteur, la Russie aura l'espoir de la renaissance des légendaires Ruslans ou d'analogues plus avancés.
