SaM146 представляет собой интегрированную силовую установку, включающую двигатель и мотогондолу с реверсивным устройством. Поставки SaM146 и все услуги по послепродажному обслуживанию осуществляет компания PowerJet. «Сатурн» отвечает за разработку и производство вентилятора и компрессора низкого давления, турбины низкого давления, общую сборку двигателя и его испытания, Safran Aircraft Engines – за компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления, коробку агрегатов, САУ и интеграцию силовой установки.
Двигатель выполнен по двухконтурной двухвальной схеме, имеет степень двухконтурности 4,43, обладает широким диапазоном регулирования тяги и за счет высокоэффективного термодинамического цикла и улучшенных параметрических характеристик узлов, по данным «Сатурна», обеспечивает самолету SSJ100 сниженный примерно на 10% по сравнению с находящимися сегодня в эксплуатации аналогами расход топлива.
Важно отметить, что созданный на основе сочетания имевшегося опыта и новых технологий российского и западного двигателестроения SaM146 стал первым производимым в России газотурбинным двигателем, получившим международный сертификат типа Европейского агентства авиационной безопасности (EASA). Базовая версия SaM146‑1S17 (тяга на взлетном режиме около 6,9 тс, на чрезвычайном – около 7,6 тс) сертифицирована EASA 23 июня 2010 г., модификация с повышенной тягой SaM146‑1S18 (около 7,3 тс и 7,9 тс соответственно) – 17 января 2012 г. Семейство SaM146 включает также сертифицированные 24 февраля 2014 г. варианты 1S17С и 1S18С той же тяги, предназначенные для установки на корпоративные, правительственные и VIP-версии SSJ100, учитывающие специфику эксплуатации таких самолетов (большее число «холодных» запусков).
Коммерческая эксплуатация самолетов SSJ100 с двигателями SaM146 началась в апреле 2011 г. К настоящему времени изготовлено и поставлено заказчикам более 250 серийных SaM146, (включая запасные), из которых более 200 находятся в эксплуатации у коммерческих авиакомпаний и государственных заказчиков в России, Мексике, Ирландии, Бельгии, Таиланде и Казахстане на сотне самолетов SSJ100, летающих в широком диапазоне географических и климатических условий, при температуре у земли от ‑54°С до +45°С.
В ноябре прошлого года SaM146 преодолели важный рубеж, проработав под крылом SSJ100 полмиллиона часов: наибольший результат (7828 ч) на тот момент был достигнут двигателем SaM146 №146140, эксплуатируемым в сложных климатических условиях в авиакомпании «Якутия», а максимальную наработку в циклах (5792) показал двигатель №146137, используемый мексиканской авиакомпанией Interjet в условиях высокогорья и высокой влажности.
«Надежность вылета по расписанию по двигателю SaM146 составляет 99,92%, – говорит заместитель генерального конструктора – главный конструктор проекта SaM146 Георгий Конюхов. – Этот показатель достигается в т.ч. благодаря специальному проектированию лопаток вентилятора, переднего конуса, да и всей проточной части, что обеспечивает высокую степень защиты и устойчивости к попаданию посторонних предметов. В целом, эксплуатационные показатели SaM146 находятся на уровне, превышающем среднестатистический для этого класса двигателей».
«Сатурн» рассчитывает на заметное увеличение объемов выпуска SaM146, что позволит обеспечить рентабельность программы: не секрет, что пока производство этих двигателей прибыли предприятию не приносит – это связано с меньшими, относительно заложенных в бизнес-план прогнозов, фактическими годовыми объемами заказов от производителя самолета. Как известно, пиковым по объемам поставок пока был 2014 г., когда на «Сатурне» выпустили 65 двигателей SaM146. В следующем 2015 г., из-за корректировки объемов заказов со стороны АО «ГСС», было произведено и реализовано лишь 38 двигателей (в т.ч. 5 запасных). В 2016 г. объем поставок составил 54 двигателя (в т.ч. 6 запасных). Планом 2017 г. предусматривалось увеличение объема поставок до 72 двигателей. По мнению директора программы SaM146 Михаила Берденникова, такой объем производства удастся сохранить и в последующие годы.
Улучшению финансовых показателей программы и выходу ее в ближайшие годы на безубыточность, помимо роста производства, должны способствовать ожидаемое в скором времени начало плановых ремонтов ранее выпущенных SaM146, а также увеличение поставок запасных двигателей авиакомпаниям и для наполнения лизингового пула (запасные двигатели, как правило, стоят дороже, чем поставляемые авиакомпаниям в составе самолета, поскольку в последнем случае их цена связана с фактической контрактной стоимостью самолета, с учетом всех применяемых скидок).
Параллельно с серийным производством «ОДК – Сатурн» продолжает работы по совершенствованию SaM146, улучшению его ресурсных и технических характеристик. В частности, осуществляется программа по внедрению новых конструкционных материалов. Проводятся испытания опытных образцов деталей двигателя, выполненных из полимерных композиционных материалов (ПКМ).
«Внедрение в конструкцию двигателя деталей из полимерных композиционных материалов позволяет существенно снизить массу и улучшить основные характеристики, – говорит заместитель генерального конструктора ПАО «ОДК – Сатурн» по научно-исследовательской работе Дмитрий Карелин. – Целью работ является снижение веса двигателя SaM146 и других изделий, выпускаемых кооперацией предприятий ОДК, а также создание научно-технического задела в области внедрения ПКМ в ГТД. Целевыми показателями при этом являются снижение массы детали на 20–40% и стоимости изготовления на 10–50%».
Многокомпонентные композиционные материалы состоят из пластичной основы (матрицы) и армирующих наполнителей, обладающих высокой жесткостью и прочностью. Их сочетание обеспечивает создание новых материалов, а ориентация наполнителя (углеродного волокна) в материале – необходимые прочностные свойства.
Для успешного внедрения ПКМ рыбинскими моторостроителями была выбрана концепция «от простого к сложному», когда последовательность шагов начинается от замены материала в менее ответственных статорных деталях до ключевой задачи – разработки и создания модуля вентилятора из ПКМ.
«Анализ мировых тенденций показал, что зарубежные компании-лидеры уже осуществляют переход от традиционных слоистых полимерных композитов к материалам нового поколения, – отмечает Дмитрий Карелин. – Это связано с повышением надежности и живучести деталей из новых материалов в сравнении со слоистыми ПКМ. Простое повторение опыта мировых компаний не позволит осуществить технологический скачок и, тем более, опередить их, поэтому внимание было сфокусировано на новых современных технологиях, имеющих максимальные перспективы применения. Серьезный прорыв можно осуществить с началом промышленного освоения и эксплуатации деталей из термопластичных ПКМ. Использование данных материалов позволяет проводить повторный расплав-отверждение, а, значит, существенно расширить технологические возможности создания деталей из ПКМ, делает возможным использование технологий сварки, штамповки, литья, гибридных технологий формования, позволяет ремонтировать детали в условиях эксплуатации при появлении повреждений».
Технология создания сложных пространственно-армирующих структур из непрерывного углеволокна, которую также осваивают в «ОДК – Сатурн», позволяет управлять и контролировать распределение механических свойств внутри детали за счёт 3D-армирования и нивелирует самый главный недостаток традиционных ПКМ – склонность к межслойному расслоению.