Các kỹ sư đang nhìn xa hơn, phát triển động cơ đầy hứa hẹn cho những phương tiện bay của tương lai. Rốt cuộc, việc phát triển và tinh chỉnh động cơ máy bay để sản xuất hàng loạt là một quá trình dài hơn nhiều so với việc phát triển máy bay và trực thăng.
Vào cuối năm ngoái, trong ngành công nghiệp chế tạo máy bay của Nga đã diễn ra hai sự kiện rất đáng chú ý. Vào ngày 15 tháng 12, máy bay chở khách phản lực tầm trung MC-21-310 đã cất cánh từ sân bay của Xí nghiệp Hàng không Irkutsk (Đông Siberia) để thực hiện chuyến bay thử nghiệm thường kỳ. Lần này các chuyên gia đã kiểm tra không phải chiếc máy bay mà động cơ phản lực cánh quạt của Nga PD-14 do UEC-Perm Motors JSC phát triển. PD-14 sẽ là loại động cơ chính dành cho các máy bay loại này. Chuyến bay kéo dài 1 giờ 25 phút đã thành công.
Tại buổi họp báo, đại diện của UEC-Perm Motors Nikolai Andreev lưu ý:
“Hạn dùng của một chiếc PD-14 là 30 năm. Và dự án PD-14 sẽ kéo dài ít nhất là 50 năm. Động cơ này thuộc thế hệ thứ 5. Ví dụ, cánh quạt hút được làm rỗng, nhờ đó có thể làm giảm trọng lượng để động cơ sử dụng nhiên liệu hiệu quả. Hiệu suất nhiên liệu của động cơ PD-14 là cao hơn ít nhất 10% so với các động cơ tương tự".
Ngoài ra, các chuyên gia đã sử dụng rộng rãi các vật liệu mới trong động cơ PD-14: hợp kim titan và niken chịu nhiệt, vật liệu polyme-composite dựa trên sợi carbon. Trước khi sử dụng trực tiếp để sản xuất, tất cả các mẫu vật liệu này đều phải trải qua các bài kiểm tra nghiêm ngặt nhất về độ biến dạng, độ bền mỏi, độ chịu nhiệt và độ đông cứng. Các thử nghiệm này phục vụ mục đích bảo đảm độ tin cậy cao của sản phẩm cuối cùng. Các nhà chế tạo động cơ của xí nghiệp Perm khẳng định: xét về các chỉ số này, động cơ PD-14 không hề thua kém “người anh em” của mình - động cơ PS-90A thế hệ thứ 4 được trang bị cho chiếc Il-96 - chuyên cơ của Tổng thống Nga và các máy bay vận tải hiện đại Il-76. Còn về tính hiệu quả và tỷ lệ lực đẩy trên năng lượng, PD-14 vượt trội hơn chúng. Ngoài ra, chi phí vận hành PD-14 thấp hơn đáng kể, điều này rất quan trọng đối với hàng không thương mại.
Vào ngày 16 tháng 12 năm 2020, máy bay IL-114-300 với động cơ TV7-117ST-01 được hiện đại hóa đã thực hiện chuyến bay đầu tiên trên sân bay của Viện Nghiên cứu bay (LII) mang tên M.M. Gromov ở khu vực Zhukovsky, ngoại ô Matxcơva (nơi tổ chức Triển lãm Hàng không vũ trụ quốc tế MAKS). Công ty "ODK-Klimov" (St. Petersburg) đã hoàn thành quá trình hiện đại hóa dòng động cơ trực thăng tuốc bin trục (turboshaft) và bổ sung thêm vào dòng này động cơ phản lực cánh quạt dành cho máy bay.
Kể từ năm 2014, các chuyên gia đã bắt đầu chuyển đổi động cơ trực thăng thành động cơ máy bay. Quá trình chuyển đổi động cơ dành cho một loại máy bay hoàn toàn khác đã mất rất nhiều thời gian. Sau đó, động cơ mới đã trải qua các cuộc thử nghiệm kéo dài tại nhà máy và trên không tại Viện Nghiên cứu bay LII, trên "phòng thí nghiệm bay" IL-76LL. Trưởng bộ phận thử nghiệm của Viện LII Sergey Budadin cho biết:
“Để động cơ đi vào sản xuất hàng loạt, cần phải lắp ráp 10 nguyên mẫu. Và mỗi mẫu phải vượt qua cả tất cả các bài kiểm tra cơ bản và kiểm tra tất cả các đơn vị và hệ thống riêng lẻ về hơn 100 thông số có thể tác động tới sự thất bại".
Nếu ít nhất một thông số chệch hướng dù chỉ một chút so với điểm đã cho, thì bài kiểm tra bị coi là “không đạt điểm”. Trong trường hợp với TV7-117ST-01, mọi thứ đều diễn ra tốt đẹp và động cơ được phép sử dụng cho loại máy bay cụ thể.
Tập đoàn sản xuất máy bay Ilyushin cần có những động cơ này. Il-114 được cập nhật là loại máy bay 60 chỗ ngồi có khả năng bay xa 1.500 km trong mọi thời tiết, có khả năng hoạt động tại các sân bay thuộc các hạng khác nhau, kể cả những sân bay có đường băng chất lượng kém hơn. Các hãng hàng không khu vực của Nga đang chờ đợi nó, trên các đường bay nội địa họ vẫn sử dụng các máy bay An-24 và An-26 do Liên Xô thiết kế. Nhưng, hai loại máy bay này bị đưa ra khỏi sản xuất từ những năm 1980, và những chiếc máy bay còn lại đang trong tình trạng cũ kỹ, hết niên hạn sử dụng và rất cần để thay thế. Nếu chúng bị "mắc kẹt", thì một phần rất lớn của khu vực phía Bắc, Siberia và vùng Viễn Đông của Liên bang Nga có nguy cơ bị mất khả năng giao thông đường không. Nhiều cảng hàng không nằm ở đó chỉ là sân bay cỡ nhỏ không có khả năng tiếp nhận các máy bay tuabin khí. Do đó, các nhà sản xuất máy bay rất vội vàng. Giám đốc điều hành của tập đoàn Ilyushin, Sergei Yarkovoy đảm bảo với giới truyền thông:
“Nhiệm vụ của chúng tôi là hoàn thành các bài kiểm tra của Il-114-300 càng sớm càng tốt và bắt đầu giao hàng loạt những chiếc máy bay này vào năm 2022”.
Ngoài máy bay chở khách, các động cơ TV7-117ST-01 cũng sẽ được lắp trên máy bay vận tải Il-112 mới được thiết kế để thay thế An-26 cũ.
Bước tiếp theo là gì?
Các nhà thiết kế Nga không dừng lại ở PD-14. Ngoài động cơ này, họ đang phát triển một động cơ phi quân sự khác thuộc thế hệ thứ 5 - động cơ PD-35 tạo ra lực đẩy 35 tấn. Động cơ mới này có thể được trang bị cho máy bay vận tải hạng nặng An-124 Ruslan, và sau đó sẽ được lắp đặt trên máy bay chở khách mới có tới 500 chỗ ngồi, quá trình phát triển loại máy bay này chỉ mới bắt đầu.
Tuy nhiên, các kỹ sư hiểu rằng, khả năng của động cơ tuabin khí truyền thống không phải là vô tận. Trả lời phỏng vấn của kênh truyền hình quân đội Nga, Giám đốc tập đoàn sản xuất động cơ máy bay Alexander Artyukhov cho biết:
“Về lâu dài, các loại động cơ hybrid kết hợp động cơ tuabin khí với động cơ điện sẽ chiếm ưu thế trong tương lai, vì chúng có hiệu suất cao hơn. Và nếu chúng ta đặt tốc độ lên hàng đầu, thì đó là các máy bay siêu thanh với động cơ hybrid kết hợp động cơ tuabin khí và động cơ phản lực dòng thẳng (tức là gần giống với động cơ tên lửa). Và chúng tôi cố gắng không đứng ngoài những chủ đề này".
Còn các chuyên gia từ Viện thiết kế Động cơ hàng không trung ương Nga (Matxcơva) và Viện Nghiên cứu Hàng không Siberia (Novosibirsk) đang tích cực phát triển các loại động cơ điện cho máy bay có sử dụng hiệu ứng vật lý “siêu dẫn nhiệt độ thấp” làm biến mất điện trở. Hiệu suất của động cơ như vậy là gần 100%.
.jpg){kind=link}