Заветные 10K: спор за будущее

Мировые двигателестроители продолжают биться за заказы от разработчиков деловых самолетов на двигатели в классе тяги 4500 кгс. В пересчете на имперские единицы измерения это соответствует 10 тыс. фунтов, поэтому нынешнее противостояние окрестили "битвой за 10K". Ситуацию обостряют высокие цены на авиатопливо — повышение эффективности двигателей требует применения новых технологических решений, а это, в принципе, может привести к увеличению технических рисков. Пока самолетостроители взвешивают все "за" и "против", двигателисты стараются предложить свои варианты, пытаясь по возможности нащупать перспективные направления развития.

Побороться есть за что: сейчас по всему миру в разработке находится сразу несколько программ бизнес-джетов в классе веса от 10 до 20 т, которым потребуются эффективные экономичные и экологичные силовые установки. По разным оценкам, в ближайшие 20 лет спрос на двигатели в классе 10K для одних только деловых самолетов может составить до 40 млрд долл. Кроме того, на основе таких двигателей могут быть созданы силовые установки для проектируемых региональных самолетов вместимостью около 50 пасс. — а это потенциальный рынок еще в три-четыре раза больше.
Но, несмотря на обилие потенциальных заказчиков, вряд ли все соревнующиеся двигателестроители смогут получить заказы на свои разработки. Еще год назад предполагалось, что в этом сегменте рынка будут соперничать по крайней мере пять игроков: Snecma, Pratt & Whitney Canada, Rolls-Royce, Honeywell и General Electric. Однако сейчас продолжать борьбу готовы только четыре компании — General Electric, намеревавшаяся предложить усовершенствованный вариант своего двигателя CF34-10, после нескольких проигранных тендеров, похоже, сошла с дистанции.

Rolls-Royce RB282
Rolls-Royce стал первым двигателестроителем, получившим заказ в классе тяги 10К — в июне прошлого года французская компания Dassault Aviation выбрала его двухвальный двигатель RB282-3 в качестве силовой установки для своего нового трехдвигательного делового самолета Falcon Super-Mid-Size (SMS), первые поставки которого намечены на 2014 г. Ранее Dassault никогда не заказывала двигатели у британского производителя.
Работа над RB282-3 находится на стадии предварительного проектирования. По словам производителя, летные испытания двигателя будут проводиться на строящемся предприятии Rolls-Royce в шт. Вирджиния, США, которое планируется ввести в строй в конце следующего года. Там же намечено развернуть и серийное производство. Технические подробности конструкции двигателя не разглашаются.
RB282-3 станет первым в серии двигателей Rolls-Royce с диапазоном тяги от 2700 до 9000 кгс. Компания рассчитывает предложить версии RB282 для установки на перспективные региональные реактивные самолеты. Так, один из вариантов двигателя принимал участие в конкурсе японской компании Mitsubishi Heavy Industries на силовую установку для семейства региональных самолетов Mitsubishi Regional Jet — правда, предпочтение в конечном счете было отдано Pratt & Whitney Canada. Еще одним потенциальным заказчиком на двигатель с большей тягой могла стать канадская компания Bombardier, которая долгое время искала подходящую силовую установку для своего проекта регионального самолета CSeries, — но и здесь Rolls-Royce проиграл Pratt & Whitney Canada.

Snecma Silvercrest
Французская Snecma — дочерняя компания промышленной группы Safran впервые взялась за проектирование силовой установки для деловой авиации, объявив осенью 2006 г. о начале работы над двигателем Silvercrest с тягой в диапазоне от 4200 до 5300 кгс. Компания намерена вложить в программу 100 млн долл. собственных инвестиций.
В начале текущего года Snecma успешно завершила 80-часовую программу стендовых испытаний газогенератора двигателя, продолжавшуюся 4 месяца. Конструктивно Silvercrest будет состоять из четырехступенчатого комбинированного компрессора высокого давления с одной центробежной и четырьмя осевыми ступенями, разработанного компанией Turbomeca (тоже входящей в группу Safran), и вращающихся в противоположных друг другу направлениях одноступенчатой турбины высокого давления и трехступенчатой турбины низкого давления. Противовращение турбин — одно из перспективных решений, позволяющих повысить КПД двигателя и снизить расход топлива, однако для его реализации требуется решить ряд непростых технических задач. Малоэмиссионная камера сгорания выполнена с применением технологий, отработанных на двигателе SaM146, который Snecma разработала совместно с НПО "Сатурн".
Среди преимуществ Silvercrest разработчик называет снижение расхода топлива на 15% по сравнению с существующими реактивными двигателями в данном классе тяги, увеличение располагаемой мощности в наборе и на эшелоне на 25%, уровень выбросов диоксида азота на 50% ниже разрешенного действующими стандартами CAEP6, а также уровень шума на местности на 30 дБ ниже требований Главы 3 Приложения 16 к Конвенции ICAO. По заявлениям производителя, межремонтный ресурс двигателя составит 10 тыс. ч.
Snecma оценивает потенциальный спрос на двигатели класса Silvercrest в 11 тыс. единиц в течение ближайших 30 лет. Компания готова сертифицировать двигатель в 2011 г. при наличии стартового заказчика. Правда, никто из разработчиков деловых самолетов открыто двигателем пока не заинтересовался. Производитель полагает, что Silvercrest мог бы найти свое место и на крыле новых региональных пассажирских самолетов вместимостью от 40 до 50 пасс. С другой стороны, по признанию Snecma, появления подобных проектов можно ожидать не ранее 2015 г.

Pratt & Whitney PW800
Pratt & Whitney Canada — вторая из двух компаний, на данный момент имеющих заказы в классе тяги 10K. В начале 2008 г. ее двигатель PW810 (до этого известный под рабочим названием PW-10X) выбрала Cessna для своего нового делового самолета Citation Columbus.
Тяга у данного двигателя, впрочем, будет несколько меньше 10 тыс. фунтов — 3900 кгс вместо 4500 кгс. Летные испытания должны начаться в следующем году. Первый полет на Columbus планируется провести в 2011 г.; начало поставок намечено на 2014 г.
По информации Pratt & Whitney Canada, двигатель будет на 50% превосходить требования стандартов CAEP6 по выбросам диоксида азота и на 35% — по оксидам углерода. Уровень шума на местности будет гораздо ниже стандартов Главы 4 Приложения 16 ICAO.
Помимо усовершенствованных вентилятора, турбины и компрессора, PW810 получит малоэмиссионную камеру сгорания, спроектированную на основе разработанной компанией технологии TALON.
При разработке и производстве PW810 будут применяться ускоряющие работу технологии, внедренные компанией в процессе работы над двигателями серии PW600, созданными для особо легких реактивных самолетов ряда производителей. В создании нового двигателя компании Pratt & Whitney Canada активно помогает, на основе разделения рисков, ее немецкий партнер MTU, который в конце прошлого года провел серию испытаний компрессора высокого давления.
PW810 станет первым в семействе двигателей PW800 (недавно переименованном в PurePower PW800) с тягой в диапазоне от 4500 до 8900 кгс. Кроме того, осенью прошлого года Pratt & Whitney Canada выиграла конкурс на поставку силовой установки для семейства региональных самолетов Mitsubishi Regional Jet (MRJ), предложив свой двигатель с редукторным приводом вентилятора (сейчас он известен как PurePower PW1000G, а ранее назывался GTF — сокращенно от Geared Turbofan). PW1000G, газогенератор которого идентичен с PW810, будет иметь тягу 7570 кгс при установке на MRJ90; для меньшего по вместимости MRJ70 тяга будет дросселирована до 6670 кгс.
Кроме того, летом этого года канадский производитель Bombardier определил PW1000G с тягой, увеличенной до 10700 кгс, в качестве эксклюзивной силовой установки для регионального самолета CSeries. Отметим, что в начале 2000 г. прототип двигателя с приводом вентилятора через редуктор, имевший обозначение PW800, участвовал в конкурсе силовых установок для российского регионального самолета RRJ, который превратился в итоге в Sukhoi Superjet 100, но проиграл предложению компаний Snecma и НПО "Сатурн", которое реализовалось в двигателе SaM146.

Honeywell HTF1000
Компания Honeywell предлагает в сегменте 10K двигатель HTF10000 с тягой в диапазоне от 4200 до 4900 кгс. Макет HTF10000 был впервые представлен на конференции Американской ассоциации деловой авиации NBAA в 2006 г.
HTF1000 фактически является увеличенной в размерах и усовершенствованной версией двигателя HTF7000 — такие стоят на деловых самолетах Bombardier Challenger 300. Демонстрационный двигатель TECH7000, созданный на основе HTF7000, сейчас используется в качестве платформы для отработки решений, которые в дальнейшем будут реализованы на HTF1000.
По словам представителей Honeywell, в основу концепции HTF10000 положены четыре цели: уменьшение стоимости эксплуатации, экологичность, большой ресурс и надежность. Для достижения этих целей компания применила в разработке двигателя малошумный высокоскоростной вентилятор диаметром на 15% больше, чем у HTF7000, малоэмиссионную камеру сгорания, а также новые высокопрочные сплавы на основе никелевого порошка, примененные в турбинных дисках, что позволяет повысить ресурс и сократить расход топлива. Обозначенные разработчиком параметры включают уровень шума на местности ниже принятых стандартов EPN на 30 дБ и межремонтный ресурс, составляющий 10 тыс. ч.
Руководство Honeywell говорит, что при наличии заказчика компания готова сертифицировать двигатель в течение трех лет с момента официального запуска программы. Но, как и в случае с Snecma, заказчиков пока нет.