ПС-90А-76

ПС-90А-76 — это двухконтурный турбовентиляторный авиационный двигатель, разработанный в Пермском конструкторском бюро (ныне АО «ОДК-Авиадвигатель») и выпускаемый на Пермском моторостроительном комплексе (АО «ОДК-Пермские моторы»). Представляет собой модификацию базового двигателя ПС-90А, созданную специально для установки на грузовые самолёты Ил-76МД-90А (также известные как Ил-476) и их модернизированные версии. Отличается повышенной тягой, усиленной конструкцией и адаптацией к условиям эксплуатации в составе многодвигательных транспортных самолётов.

История создания

Разработка двигателя ПС-90А началась в середине 1970-х годов как замена устаревшим Д-30КП и НК-8. Базовый вариант ПС-90А был сертифицирован в 1988 году и устанавливался на пассажирские самолёты Ту-204, Ил-96 и Ту-214. Однако для тяжёлых транспортных самолётов Ил-76, оснащённых четырьмя двигателями, требовалась увеличенная взлётная тяга и улучшенные характеристики при работе на форсированных режимах.

В 2000-х годах, в рамках программы глубокой модернизации парка военно-транспортной авиации России, началась разработка усиленной версии. Первый прототип ПС-90А-76 был изготовлен в 2005 году, а в 2006 году начались его стендовые испытания. В 2007 году двигатель впервые был установлен на летающую лабораторию Ил-76МД. В 2009 году ПС-90А-76 прошёл государственные совместные испытания и был рекомендован к серийному производству.

Серийный выпуск начался в 2010 году на мощностях Пермского моторостроительного комплекса. Первые серийные двигатели были установлены на самолёты Ил-76МД-90А, которые начали поступать в Воздушно-космические силы России с 2012 года. По состоянию на 2024 год, ПС-90А-76 остаётся основным двигателем для всех новых и модернизированных самолётов семейства Ил-76.

Конструкция и технические характеристики

Общая схема

ПС-90А-76 выполнен по двухвальной схеме с высокой степенью двухконтурности (4,5:1). Компрессор низкого давления состоит из 4 ступеней, компрессор высокого давления — из 13 ступеней. Камера сгорания — кольцевого типа, с 24 форсунками. Турбина высокого давления — двухступенчатая, турбина низкого давления — четырёхступенчатая. Выходное устройство — смесительное сопло с эжектором.

Основные параметры

• Взлётная тяга: 16 000 кгс (156,9 кН) на режиме «взлётный», с возможностью кратковременного форсирования до 17 000 кгс (166,7 кН) на чрезвычайном режиме.
• Крейсерская тяга: 4 500 кгс (44,1 кН) на высоте 11 000 м и скорости 0,78 М.
• Удельный расход топлива: 0,59 кг/(кгс·ч) на взлётном режиме; 0,69 кг/(кгс·ч) на крейсерском режиме.
• Масса: 2 950 кг (сухая).
• Длина: 4 960 мм.
• Диаметр вентилятора: 1 900 мм.
• Степень повышения давления: 35,5.

Конструктивные особенности

По сравнению с базовым ПС-90А, в версии -76 были внесены следующие изменения:

• Усилены лопатки вентилятора и компрессора низкого давления для работы на повышенных оборотах.
• Увеличена площадь проходного сечения сопла для обеспечения большей тяги.
• Модернизирована система управления — применена цифровая электронная система FADEC (Full Authority Digital Engine Control) с полной ответственностью, разработанная пермским ОКБ «Старт».
• Улучшена система охлаждения турбины — введены дополнительные каналы для подачи воздуха на лопатки первой ступени.
• Установлены новые керамические покрытия на лопатках турбины, повышающие их жаростойкость.

Ресурс и надёжность

Назначенный ресурс двигателя ПС-90А-76 составляет 40 000 часов, 20 000 циклов (взлёт-посадка) или 25 лет эксплуатации, в зависимости от того, что наступит раньше. Межремонтный ресурс — 10 000 часов. Двигатель оснащён встроенной системой диагностики, которая в реальном времени передаёт параметры работы на бортовой компьютер самолёта.

Применение

Основные самолёты

• Ил-76МД-90А (Ил-476) — основной носитель. Устанавливается в количестве 4 штук на каждый самолёт. Обеспечивает взлётную массу до 210 тонн и дальность полёта с грузом 50 тонн до 4 200 км.
• Ил-76МД-М — модернизированная версия Ил-76МД, оснащённая ПС-90А-76 вместо штатных Д-30КП. Модернизация проводится с 2018 года на 123-м авиаремонтном заводе.
• Ил-78М-90А — топливозаправщик на базе Ил-76МД-90А, также использует ПС-90А-76.

Эксплуатанты

Основным эксплуатантом являются Воздушно-космические силы России. К 2024 году парк самолётов Ил-76МД-90А с двигателями ПС-90А-76 насчитывает более 30 единиц. Также двигатели используются на самолётах специального назначения (лаборатории, летающие командные пункты). Экспортные поставки ограничены — в 2015 году несколько двигателей было поставлено в Китай для испытаний на самолёте Y-20, но серийного контракта не последовало.

Сравнение с аналогами

ПС-90А-76 превосходит предшественника Д-30КП по тяге на 33% и по экономичности на 15%, но уступает современным западным аналогам по массе и ресурсу. Однако для российских условий эксплуатации (включая работу с грунтовых ВПП и в условиях низких температур) конструкция считается более надёжной и ремонтопригодной.

Модификации

• ПС-90А-76 — базовая серийная версия с тягой 16 000 кгс.
• ПС-90А-76М — модернизированная версия с увеличенной до 17 000 кгс тягой и сниженным на 3% расходом топлива. Проходит испытания с 2020 года.
• ПС-90А-76М1 — экспериментальная версия с композитными лопатками вентилятора, разрабатываемая для перспективных самолётов. На 2024 год находится в стадии стендовых испытаний.

Перспективы

ПС-90А-76 остаётся в серийном производстве как минимум до 2030 года. В перспективе планируется его замена на двигатель ПД-14 (разрабатываемый для самолёта МС-21), но для военно-транспортной авиации потребуется создание специальной модификации ПД-14 с повышенной тягой. До завершения этих работ ПС-90А-76 остаётся основным двигателем для Ил-76 всех модификаций.

Источники

• «Авиационные двигатели Пермского моторостроительного комплекса». Каталог продукции, АО «ОДК-Авиадвигатель», 2023.
• «Двигатель ПС-90А-76. Руководство по эксплуатации», ОАО «Пермский моторный завод», 2012.
• «Ил-76МД-90А: техническое описание и лётные характеристики», ОАО «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина», 2015.
• «История развития отечественного авиадвигателестроения», под ред. А.А. Иноземцева, М.: Машиностроение, 2018.
• «Двигатели ПС-90А: от разработки до серийного производства», журнал «Двигатель», №4, 2020.