摘要:PD-35发动机的研制计划始于2017年,旨在为宽体客机和运输机提供大推力动力装置。Программа создания двигателя ПД-35 началась в 2017 году и направлена на обеспечение широ
PD-35:增材技术如何塑造未来发动机
ПД-35: как аддитивные технологии формируют двигатели будущего
图片来源:联合发动机制造公司新闻处 Фото: © пресс-служба АО «ОДК»
PD-35发动机的研制计划始于2017年,旨在为宽体客机和运输机提供大推力动力装置。
Программа создания двигателя ПД-35 началась в 2017 году и направлена на обеспечение широкофюзеляжных пассажирских и транспортных самолётов силовыми установками большой тяги.
俄罗斯此前未曾生产过此级别的发动机。
В России двигатели такого класса ранее не производились.
总设计师单位为"ODK-航空发动机"公司,生产则由同属俄罗斯联合发动机制造集团(ODK)的"ODK-彼尔姆发动机"公司负责。
Головным разработчиком является «ОДК-Авиадвигатель», а производство осуществляется на «ОДК-Пермские моторы» – предприятиях, входящих в Объединённую двигателестроительную корпорацию (ОДК).
技术验证机在检验技术方案和生产工艺(包括增材制造技术的应用)方面发挥着关键作用。
Ключевую роль в проверке технических решений и производственных методов, среди которых внедрение аддитивных технологий, играет двигатель-демонстратор технологий (ДДТ).
PD-35的研制借鉴了PD-14发动机积累的技术储备,并掌握了20项涉及现代复合材料、金属间化合物、涂层和结构元件的新型关键技术。
При создании ПД-35 был использован научно-технический задел, полученный при разработке двигателя ПД-14, также были освоены двадцать новых критических технологий в области современных композиционных и интерметаллидных материалов, покрытий и конструкционных элементов.
PD-35风扇直径为3100毫米,采用碳纤维复合材料叶片,相较于钛合金方案,风扇减重超过600公斤。
Диаметр вентилятора ПД-35 составляет 3100 мм, а применение углепластиковых лопаток позволило снизить массу вентилятора более чем на 600 кг по сравнению с титановой версией.
PD-35是基础型号,采用单元体结构设计,拥有通用的核心机和诸多部件。通过更换特定组件,能够衍生出一系列大推力燃气轮机。
ПД-35 является исходным проектом, конструктивно он выполнен модульной конструкцией с унифицированным газогенератором и узлами, что даёт возможность создать линейку газотурбинных двигателей большой тяги путём замены отдельных компонентов.
"航空发动机"公司的专家通过这种方法确保了结构的灵活性,从而缩短新机型的研发周期并降低成本。
Специалисты «Авиадвигателя» таким подходом обеспечили гибкость конструкции, что при разработке новых моделей сократит сроки и стоимость.
第一阶段测试于2024年在彼尔姆市新利亚德镇的OS-5全天候露天试验台完成,包括PD-35技术验证机50余次启动,并多次达到35吨以上的起飞状态推力。
Первый этап испытаний, проведённый в 2024 году на всепогодном открытом стенде ОС-5 в посёлке Новые Ляды под Пермью, включал более 50 запусков двигателя-демонстратора ПД-35 и многократный выход на взлётный режим с тягой свыше 35 тонн.
测试验证了20多项新技术方案,评估了温度和机械性能,并完成了轴承及复合材料部件的寿命试验。
Испытания позволили проверить более 20 новых технологических решений, оценить температурные и механические параметры, провести ресурсные испытания подшипников и композитных элементов.
结果显示其符合预测值,并证实了所选结构方案的正确性。
Результаты показали соответствие прогнозным значениям и подтвердили правильность выбранных конструктивных решений.
2025年开始了第二阶段测试,其主要目标是检验采用新型国产材料的部件,包括高压压气机和高压涡轮的工作叶片,以及低压涡轮轴。
В 2025 году начался второй этап испытаний, основная цель которого заключается в проверке узлов из новых отечественных материалов, включая рабочие лопатки компрессора высокого давления, турбины высокого давления и вал турбины низкого давления.
测试旨在评估这些部件在最大负荷下的寿命和可靠性。
Испытания направлены на оценку ресурса и надёжности узлов при максимальных нагрузках.
PD-35发动机是作为宽体客机和运输机用涡扇发动机的基础平台而研制的。
Двигатель ПД-35 создаётся как базовый для семейства турбореактивных двухконтурных двигателей, предназначенных для широкофюзеляжных пассажирских и транспортных самолётов.
其结构应用了新的耐热合金、聚合物复合材料和涂层,这些材料均由全俄航空材料研究院等单位开发。
В конструкции применены новые жаропрочные сплавы, полимерные композиционные материалы и покрытия, разработанные, в том числе, институтом ВИАМ.
(单元体)模块化和部件通用化原则使得能够研制推力范围从24吨到50吨的系列发动机。
Принципы модульности и унификации узлов позволяют создать линейку двигателей от 24 до 50 тонн тяги.
风扇复合材料叶片带来的减重效果改善了推重比指标,并有助于提高发动机的经济性。
Снижение массы за счёт композитных лопаток вентилятора улучшает удельные характеристики тяги-массы и способствует повышению экономичности двигателя.
发动机主要的设计与工艺指标见下表:
Основные конструктивные и технологические характеристики двигателя приведены в таблице:
发动机部件及所用材料
Компоненты двигателя и применяемые материалы
PD-35项目借鉴了PD-14研制过程中积累的经验和技术,包括测试方法、增材技术和复合材料的应用。
Программа ПД-35 использует опыт и технологии, отработанные при создании ПД-14, включая методы испытаний, аддитивные технологии и применение композитных материалов.
诸如复合材料风扇叶片和3D打印热端部件等多项方案,曾在PD-14上经过验证,现已在PD-35上按比例放大应用。
Ряд решений, таких как композитные лопатки вентилятора и детали горячей части двигателя, изготовленные методом 3D-печати, в своё время прошли проверку на ПД-14 и теперь масштабированы под ПД-35.
PD-14上首个增材制造热端部件——燃烧室涡流器的认证经验,为PD-35大规模应用3D打印开创了先例。
Опыт сертификации первой детали горячей части ПД-14, изготовленной аддитивным способом, – завихритель камеры сгорания, стал прецедентом для массового применения 3D-печати в ПД-35.
在需要更高结构强度的部件制造中,如发动机机匣、轴和承力部件,则采用铸造、机械加工和锻造等传统方法。
Традиционные методы — литьё, механическая обработка и штамповка — применяются там, где необходима повышенная структурная прочность, например при изготовлении корпусов, валов и силовых элементов двигателя.
基于已获得的经验,PD-35技术验证机上有超过2300个零件采用选择激光熔融和混合制造技术生产。
На базе полученного опыта более 2 300 деталей для двигателя-демонстратора ПД-35 изготавливается с применением селективного лазерного сплавления и гибридных технологий формообразования.
从数字化设计到试验台测试的整个生产流程涵盖了全部先进技术。
Производственный цикл охватывает весь спектр современных технологий — от цифрового проектирования до стендовых испытаний.
设计周期得以缩短,并有望提升发动机的推重比与寿命指标。
Сроки проектирования сокращаются, появляется возможность повысить удельную тягу и ресурсные характеристики турбореактивных двигателей.
在早期阶段应用CAD/CAE系统和拓扑优化方法,能够在虚拟环境中模拟发动机结构,并在无需制造物理样件的情况下优化空气动力学和强度参数。
На ранних этапах применяются системы CAD/CAE и методы топологической оптимизации, позволяющие моделировать конструкцию двигателя в виртуальной среде и отрабатывать параметры аэродинамики и прочности без изготовления физических прототипов.
这显著缩短了设计周期,并将部件改进成本降低了多达一半。
Это значительно сокращает сроки проектирования и снижает до 50% затраты на доводку узлов.
生产周期的最后阶段是试验台试车和认证测试,以评估推力、燃油效率及极限负荷下的稳定性。
Завершающим этапом производственного цикла становятся гонки на стендах и сертификационные испытания, в ходе которых оцениваются параметры тяги, топливной эффективности и устойчивости при предельных нагрузках.
为保障3D打印的大规模应用,俄罗斯国家技术集团成立了增材技术中心,配备现代国产打印机,并获准进行航空部件的批量生产。
Для обеспечения массового применения 3D-печати при Ростехе создан Центр аддитивных технологий с современными отечественными принтерами и лицензированный для серийного производства авиационных компонентов.
增材技术能够制造几何形状复杂的元件,在保持强度和耐热性能的同时,缩短制造周期并减轻零件重量。
Аддитивные методы позволяют создавать геометрически сложные элементы, сокращать сроки изготовления и снижать массу деталей при сохранении прочностных и термических характеристик.
使用耐热镍基钴基合金和聚合物复合材料确保了技术独立性与生产效率的提升。
Использование жаропрочных сплавов никеля и кобальта, полимерных композитов обеспечивает технологическую независимость и повышение эффективности производства.
尽管应用成功,俄罗斯燃气轮机制造业仍面临挑战,包括热端增材制造部件的认证、确保质量稳定性和可重复性、生产规模扩大到批量水平,以及开发国产粉末和装备。
Несмотря на успешное внедрения, российское газотурбинное авиастроение сталкивается с вызовами, которые заключаются в необходимости сертификации аддитивных деталей горячей части, обеспечении стабильного качества и воспроизводимости, масштабировании производства до серийных объёмов и разработке отечественных порошков и оборудования.
尽管如此,计划到2030年制造出完全采用3D打印技术生产的发动机。
Тем не менее, к 2030 году планируется создание двигателя, полностью изготовленного методом 3D-печати.
PD-35项目的研制反映了俄罗斯发动机制造业正从试验阶段逐渐过渡到研制真正意义的新一代工业平台。
Развитие программы ПД-35 отражает переход отечественного двигателестроения от экспериментальной стадии к созданию полноценных промышленных платформ нового поколения.
该项目从一开始就不是作为单一样品,而是构建技术体系平台,包括数字化设计、新材料和高精度加工工艺。
Проект изначально строился не как единичный образец, а как основа для формирования технологического комплекса, включающего цифровое проектирование, новые материалы и методы высокоточной обработки.
在验证机以及此前核心机的测试过程中,"ODK-航空发动机"公司的专家和工程师不仅评估单个部件的效率,还评估整个结构在实际运行的温度和速度情况下的稳定性。
В ходе испытаний двигателя-демонстратора, а ранее — газогенератора, специалисты и инженеры «ОДК-Авиадвигатель» оценивают не только эффективность отдельных узлов, но и устойчивость всей конструкции к эксплуатационным нагрузкам при реальных температурных и скоростных режимах.
该计划的主要成果在于,基于PD-35正在为下一代广泛系列发动机奠定技术基础。
Главный результат программы заключается в том, что на базе ПД-35 формируется технологический фундамент для широкого спектра двигателей следующего поколения.
增材技术、陶瓷复合材料和涡轮工作叶片主动冷却系统的研发,为减轻重量、提高推重比和寿命特性奠定了基础。
Отработка аддитивных технологий, керамических композиционных материалов и систем активного охлаждения рабочих лопаток турбины закладывает основу для снижения массы, повышения удельной тяги и ресурсных характеристик.
目前这些方案正从实验室走向工业应用,并为研制未来发动机家族开辟道路,其中之一便是已开始研制的PD-26发动机。
Сейчас эти решения переходят из стадии лабораторных экспериментов в промышленное применение и открывают путь к созданию семейства перспективных двигателей, одним из которых станет ПД-26, работа над которым уже ведётся.
本文所涉消息皆来源于俄罗斯航空网,其中不掺杂任何个人立场。
来源:风振海5G5R一点号