Перспективный российский двигатель ПД-35 и Rolls-Royce Trent 1000 для Boeing 787 относятся к классу крупных двухконтурных турбореактивных двигателей. Однако внутри они устроены по-разному. ПД-35 использует 2 вала, тогда как британский двигатель построен вокруг 3 соосных роторов.

На первый взгляд разница всего в одном вале. Но именно она определяет работу компрессоров и турбин. «Первый технический» отправился изучать матчасть.

Третий вал Rolls-Royce

Trent 1000 получил 3 независимых ротора: низкого, промежуточного и высокого давления. Каждый из них соединяет собственный компрессор с турбиной.

Вентилятор диаметром 2,85 м работает вместе с системой низкого давления. За ним расположен 8-ступенчатый компрессор промежуточного давления, а затем — 6-ступенчатый компрессор высокого давления.

Каждый каскад имеет собственный вал и турбину. Такая схема позволяет вентилятору и компрессорам вращаться на разных оборотах. Именно трёхвальную архитектуру Rolls-Royce использует в двигателях семейства Trent.

Как устроены два вала ПД-35

ПД-35 обходится без промежуточного ротора. Вместо 3 независимых валов российский двигатель использует 2.

Первый вал связывает вентилятор и бустерные ступени компрессора низкого давления с турбиной низкого давления. Второй — компрессор высокого давления с турбиной высокого давления.

Газогенератор ПД-35 работает на отдельном валу высокого давления. В него входят компрессор высокого давления, камера сгорания и турбина высокого давления.

Российские конструкторы сохранили двухвальную архитектуру, но применили её в двигателе тягового класса до 35 тс.

Два против трёх

Трёхвальная схема даёт Trent 1000 больше свободы при выборе оборотов. Каждый ротор может работать в собственном диапазоне, что помогает оптимизировать режимы вентилятора и компрессоров.

Однако за это приходится платить усложнением конструкции. Валы располагаются соосно один внутри другого и требуют сложной системы опор и подшипников.

Trent 1000 в ходе эксплуатации столкнулся с серьёзными проблемами долговечности ряда деталей. Они привели к внеплановым проверкам, ограничениям эксплуатации и простоям самолётов Boeing 787. Причины проблем были связаны с конкретными элементами двигателя и их рабочими нагрузками, поэтому сводить их только к трёхвальной схеме нельзя.

У ПД-35 промежуточного ротора нет изначально. Российский двигатель выбрал более простую кинематическую схему: 2 вала вместо 3.

Один лишний вал сам по себе не делает Trent 1000 лучше, а отсутствие третьего не превращает ПД-35 в менее современный двигатель. Rolls-Royce разделил работу двигателя между 3 независимыми роторами, а российские конструкторы решили ту же задачу с помощью 2.