Одна-единственная деталь в авиационном двигателе Pratt & Whitney PW1000G обещает совершить переворот в индустрии авиаперевозок. Планетарный редуктор, как будто бы позаимствованный у автомобиля с «автоматом», делает самолеты на 15% экономичнее и на порядок тише

В турбовентиляторном двигателе традиционной конструкции вентилятор, компрессор низкого давления и турбина низкого давления закреплены на одной оси и вращаются с одинаковой скоростью. Планетарный редуктор, примененный в двигателях серии Pratt & Whitney PW1000G, позволяет вентилятору и деталям контура низкого давления вращаться независимо друг от друга с наиболее эффективной для них скоростью.

В традиционных двигателях законцовки лопаток вентилятора разгоняются практически до скорости звука. Переход звукового барьера чреват целым рядом негативных эффектов, результат которых — снижение эффективности работы вентилятора до неприемлемого уровня. В PW1000G вентилятор вращается медленнее, позволяя инженерам увеличить его диаметр. Чем длиннее лопатки, тем больше воздуха выталкивает за собой вентилятор и тем сильнее реактивная тяга. Недаром ключ к повышению экономичности двигателей, равно как и к уменьшению шумности, специалисты видят именно в повышении степени двухконтурности — отношения количества воздуха, проходящего через вентилятор, и воздуха, проходящего через камеру сгорания.

Степень двухконтурности PW1000G удается повысить не только за счет увеличения вентилятора, но и за счет уменьшения внутреннего контура. То, что компрессор и турбина низкого давления вращаются на повышенной скорости (ведь теперь они не зависят от вентилятора), позволяет сделать их детали более компактными и легкими. В итоге степень двухконтурности нового PW1000G приближается к 12:1. У двигателей нынешних среднемагистральных лайнеров этот показатель струдом достигает 6:1.

Планетарный редуктор FDGS

Fan Drive Gear System — ключевой элемент конструкции двигателей серии Pratt & Whitney PW1000G. Его шестерни сделаны из особо твердых сплавов, чтобы обеспечить достаточную надежность в условиях экстремальных скоростей и нагрузок внутри турбовентиляторного двигателя. Механизм рассчитан на весь срок службы двигателя и обслуживается в рамках стандартных сервисных интервалов.

Специальное покрытие, нанесенное на лопатки турбины высокого давления, создает термический барьер, препятствующий тепловому расширению металла.

Использование самых современных материалов позволяет реализовать активный контроль клиренса (расстояния между законцовками лопаток икорпусом турбины). Клиренс влияет как на экологические показатели, так и на надежность турбины. Вследствие теплового расширения на максимальных оборотах этот зазор существенно отличается от так называемого сборочного клиренса. Система активного контроля позволяет поддерживать нужный клиренс при любых режимах работы двигателя.

Справедливости ради стоит отметить, что PW1000G — отнюдь не первый турбовентиляторный двигатель с планетарным редуктором в истории. Двигатель Honeywell TFE731, построенный по аналогичной схеме, совершил свой первый полет еще в 1970 году. С 1980-х существуют модели Honeywell ALF502/LF507. Главное отличие PW1000G — масштаб. Если моторы Honeywell предназначаются для небольших бизнес-джетов, то Pratt & Whitney прицеливается на рынок ближне- и среднемагистральных авиалайнеров. И это как раз тот случай, когда размер имеет значение: построить планетарный редуктор, способный выдержать нагрузки коммерческих перевозок, удалось только P&W. Кроме того, PW1000G отличается от предшественников вдвое большей степенью двухконтурности, поэтому лишь он может претендовать на звание двигателя будущего.

Статья «» опубликована в журнале «Популярная механика» (№1, Январь 2011).