El motor PD-8 fue creado no como un simple reemplazo del SaM146 con otras piezas. Durante el ajuste, los ingenieros de ODK tuvieron que resolver por separado la tarea de una transición rápida a un modo elevado sin perder la estabilidad gasodinámica del compresor.
En el PD-8, se aumentó el margen de estabilidad gasodinámica del compresor y se modificó la geometría del conjunto de boquillas de la turbina de alta presión.
Analizamos cómo exactamente la idea de los constructores de motores de Rybinsk afecta el comportamiento de la aeronave en el aire y por qué, para lograr una respuesta instantánea, los ingenieros tuvieron que repensar la parte más caliente del motor.
28 contra 22,8 y otra gasodinámica
En el PD-8, el grado de aumento de la presión total alcanza 28, mientras que en el SaM146 este indicador es de aproximadamente 22,8. Esto significa un mayor grado de compresión del aire en el generador de gas del motor ruso. La característica oficial del PD-8 confirma el valor de 28.
Además, el PD-8 tiene 7 etapas de compresor de alta presión frente a las 6 del SaM146. Si se cuenta todo el compresor junto con el ventilador y las etapas de refuerzo, se obtienen 11 etapas frente a 10.
Es el compresor de alta presión el que forma la mayor parte del grado de aumento de presión, y su funcionamiento está directamente relacionado con el margen de estabilidad en los modos transitorios.
El PD-8 desarrolla 8056 kgf en el modo de despegue máximo y 7477 kgf en el modo de despegue normal. El empuje máximo del SaM146 depende de la modificación: en la versión 1S17 es de 7740 kgf, y en la más potente 1S18, hasta 8180 kgf. Por lo tanto, no se puede hablar de una superioridad múltiple aquí: en cuanto a empuje, los motores están en la misma clase.
Nueva turbina de alta presión
La principal mejora de diseño se refiere a la parte caliente. En el PD-8 se utilizó una nueva etapa supersónica de la turbina de alta presión. Para ella se desarrolló un conjunto de boquillas correspondiente, y el grado de reducción de presión en la etapa alcanza 4:1.
Es decir, la presión del flujo de gas al pasar por esta etapa se reduce aproximadamente cuatro veces. Esta solución permite extraer la energía del gas caliente de manera más eficiente para accionar el compresor.
El cambio en la geometría del conjunto de boquillas ayuda a formar los parámetros de flujo requeridos antes del impulsor y a asegurar un funcionamiento estable de la parte caliente en diferentes modos.
En pocas palabras, se le dio una nueva geometría a la turbina para que instantáneamente utilizara y acelerara el volumen de gases que aumentaba bruscamente. Esto elimina un peligroso tapón de aire detrás de la cámara de combustión y protege el compresor de la separación del flujo.
En total, durante la creación del PD-8 se implementaron 25 tecnologías críticas, de las cuales 17 fueron desarrolladas por primera vez para la empresa. La nueva etapa supersónica de la turbina de alta presión se convirtió en una de las soluciones más complejas del proyecto.
Pedal a fondo: el empuje aumenta
Cuando la tripulación cambia bruscamente el motor a un modo elevado, el suministro de combustible aumenta más rápido de lo que los parámetros establecidos del flujo de aire pueden cambiar. Si el compresor no tiene un margen de estabilidad suficiente, existe el riesgo de una interrupción del flujo normal, es decir, un surge.
Por lo tanto, los desarrolladores del PD-8 no solo tuvieron que ajustar la automatización de control, sino que también tuvieron que cambiar el propio esquema gasodinámico.
ODK indica directamente que para mejorar la capacidad del motor de «seguir el mando de gases» se requirió un aumento del margen de estabilidad gasodinámica del compresor y una nueva geometría del conjunto de boquillas de la turbina de alta presión.
La diferencia entre el PD-8 y el SaM146 en esta parte no es solo una nueva automatización. El motor ruso recibió una configuración gasodinámica diferente de la parte caliente y un mayor margen de estabilidad del compresor, y uno de los elementos clave de la mejora fue la nueva geometría del conjunto de boquillas de la turbina de alta presión.