Когда начинаешь разбираться в том, как развивалась советская гражданская авиация, постепенно ловишь себя на парадоксальном ощущении. С планерами у нас всё было более чем достойно: машины выходили крепкие, летающие десятилетиями, с отличной аэродинамикой. Вспомнить хотя бы Ан-24, который до сих пор работает в самых суровых условиях. Но стоило разговору зайти о силовых установках, как на заднем плане начинала звучать какая-то щемящая мелодия.
Мне всегда было обидно за эту несправедливость. Взять Ил-86 — прекрасный, надёжный, просторный лайнер, который, казалось бы, должен был стать гордостью страны. Однако четыре двигателя НК-86 пожирали керосин в таких количествах, что об экономической эффективности говорить не приходилось. Ту-154 летал великолепно, скорость у него была превосходная, но три НК-8-2У в хвосте тоже не отличались умеренным аппетитом. Даже удачный Як-42 с его Д-36 всё равно нёс на себе три мотора, что усложняло обслуживание и увеличивало расходы.
Хроническая болезнь советского авиапрома
Советской авиационной промышленности катастрофически не хватало современного экономичного двигателя большой тяги. Это была системная проблема, которую невозможно было решить точечными улучшениями старых конструкций.
В начале восьмидесятых за решение взялись комплексно. Стране одновременно потребовались два принципиально новых пассажирских самолёта. Среднемагистральный Ту-204 должен был прийти на смену заслуженному, но устаревшему Ту-154, а дальнемагистральный Ил-96 — постепенно заменить Ил-86 и Ил-62. Для обеих машин требовался двигатель нового поколения, и это стало настоящим вызовом для конструкторов.
Ставить четыре прожорливых НК-86 на Ил-96 уже не имело смысла. Создавать же два отдельных двигателя для разных самолётов было непозволительной роскошью — ресурсов на это в СССР не хватало даже в лучшие времена. В итоге родилась абсолютно здравая по тем временам идея: разработать один универсальный мотор тягой порядка шестнадцати тонн, который можно было бы устанавливать в паре под крыло Ту-204 и в четвёрке на Ил-96.
Рождение пермского мотора
В 1985 году конкурсная комиссия остановила свой выбор на пермском двигателе Д-90А. Через два года, в 1987-м, агрегат получил новое имя — ПС-90А, в честь генерального конструктора Павла Соловьева. Государственные испытания завершились в 1991 году, а сертификат типа был получен в 1992-м. На этом этапе российская авиация формально обзавелась вполне современным двигателем, но с одной существенной оговоркой: как и любому новому мотору, ПС-90А требовалась серьёзная доводка в реальной эксплуатации.
Технические характеристики впечатляли. Шестнадцать тонн тяги на взлётном режиме, до семнадцати с половиной — на чрезвычайном. Сухая масса — 2950 килограммов, диаметр вентилятора — 1,9 метра, длина — почти пять метров. Удельный расход топлива на крейсерском режиме составлял 0,6 килограмма на килограмм силы тяги в час. А степень двухконтурности достигла наконец серьёзного показателя 4,4 против скромных 1,18 у НК-86. Чем выше этот параметр в разумных пределах, тем экономичнее получается силовая установка.
Именно поэтому современные пассажирские двигатели напоминают скорее бочки. Большая часть их диаметра нужна не для камеры сгорания, а для вентилятора, который гонит огромные массы холодного воздуха. Старая реактивная школа, напротив, предпочитала вытянутые узкие формы.
У НК-86 значительная часть тяги создавалась горячей струёй газогенератора, тогда как ПС-90А уже был настоящим турбовентиляторным двигателем нового поколения, где основную работу выполнял вентилятор.
Сравнение цифр особенно наглядно показывает прогресс. НК-86 выдавал тринадцать тонн тяги при крейсерском удельном расходе около 0,74. ПС-90А давал уже шестнадцать тонн при расходе 0,60. Получается, что новый двигатель оказался одновременно и мощнее, и заметно экономичнее предшественника.
Именно ПС-90А позволил превратить Ил-86 из концепции огромного ближнемагистрального автобуса в настоящий дальнемагистральный лайнер с индексом Ил-96. Это был качественный скачок, а не просто косметическое обновление.
Миф об отставании
Часто приходится слышать мнение, что советское двигателестроение к концу восьмидесятых безнадёжно отстало от Запада. Я с этим не соглашусь. По рабочему процессу ПС-90А выглядел вполне достойно и даже сегодня его относят к четвёртому поколению авиационных двигателей. При создании мотора впервые для этого семейства массово применялись новые жаропрочные сплавы, полимерные композиционные материалы, сложная электроника и множество других технических новшеств.
Проблема, как это часто бывает, крылась не в конструкторской мысли, а в обстоятельствах. На бумаге это был отличный агрегат, но его ещё нужно было заставить стабильно работать, а для этого требовались время, деньги, огромные ресурсы и страна, которая на тот момент уже перестала существовать.
Рождение в эпоху хаоса
Здесь и началось самое сложное. ПС-90А рождался практически одновременно с развалом Советского Союза. Финансирование доводки стремительно исчезало, предприятия разваливались, объём производства новых самолётов рухнул практически до нуля. Двигатель, который в нормальных условиях должен был набирать миллионы часов налёта на сотнях машин, доводили буквально поштучно, прямо в процессе коммерческой эксплуатации.
В первые годы полётов надёжность была, мягко говоря, далека от западных стандартов. Я искренне считаю чудом, что мотор вообще удалось довести до приемлемого уровня с таким мизерным количеством ресурсов. Будь СССР жив, уже через пару лет на крыльях Ту-204 и Ил-96 работали бы вполне конкурентоспособные двигатели, а их последующие модификации нисколько не уступали бы зарубежным аналогам.
Реальность оказалась куда суровее. По данным отраслевых источников, ранние ПС-90А иногда снимали с крыла уже через пятьсот или шестьсот часов работы. Чтобы обеспечить эксплуатацию всего шести Ил-96, «Аэрофлот» в своё время приобрёл пятьдесят один двигатель. Шесть самолётов — и пятьдесят один мотор! Разумеется, часть из них составляла оборотный и ремонтный фонд, но сама цифра прекрасно иллюстрирует уровень доверия к ресурсу первых серий.
На этом история ПС-90А могла бы и закончиться. Самолёт с двигателем, который постоянно нужно снимать, не полюбит ни одна авиакомпания. Экономия топлива быстро перестаёт радовать, когда машина вместо полётов простаивает у ангара, да и экономией там в сравнении с современными западными моторами уже и не пахло.
Проблемы проявлялись самые разнообразные: межвальные подшипники, коробка приводов, отдельные случаи помпажа, отказы агрегатов. Конструкция постепенно собирала статистику реальной эксплуатации — процесс, который в СССР занял бы пару лет, в новой России растянулся буквально на десятилетия.
Медленный путь к надёжности
Перелом наступил в 1997 году, когда двигатели разрешили эксплуатировать по техническому состоянию. Это означало, что мотор больше не требовалось автоматически снимать после достижения определённого количества часов. Его состояние контролировали, а двигатель продолжал работать до реальной необходимости ремонта.
Постепенно наработка между снятиями росла с сотен до тысяч часов. Уже к 2013 году отдельные ПС-90А и ПС-90А-76 проходили больше десяти тысяч часов без ремонта, а лидерные двигатели имели десятки тысяч часов суммарной наработки с начала эксплуатации. Конечно, это не тридцать тысяч у современных моторов Boeing-737, но и ресурсы, и условия работы были совершенно иными.
Семейство получилось весьма универсальным, что стало его несомненным плюсом.
Базовый ПС-90А пошёл на Ил-96, Ту-204 и Ту-214. Затем появился ПС-90А-76 для Ил-76. Именно этот двигатель фактически подарил старому советскому транспортнику вторую жизнь. С новыми моторами Ил-76 получил возможность соответствовать современным ограничениям по шуму, выросла дальность и улучшилась экономичность. В 2006 году Ил-76ТД-90ВД с этими двигателями получил сертификат соответствия действовавшим на тот момент нормам по шуму. Позже появился более мощный ПС-90А1 для Ил-96-400Т.
Американский эпизод
В конце девяностых пермские конструкторы вместе с Pratt & Whitney начали работу над ПС-90А2. Это отдельная любопытная глава в российской авиационной истории.
Американцы помогали модернизировать турбину высокого давления и опоры, использовались зарубежные агрегаты, новая система управления. Цель ставилась амбициозная: примерно в полтора-два раза поднять надёжность, сократить объём обслуживания и примерно на треть снизить стоимость жизненного цикла. Сертификат ПС-90А2 получил в 2009 году.
Главным самолётом под него должен был стать Ту-204СМ. Но если вы знакомы с историей российской гражданской авиации, то уже догадываетесь, чем всё закончилось. Самолёт в нормальную серию не пошёл, мотор тоже остался практически без массового рынка.
И в этом, пожалуй, главная трагедия ПС-90А. Он был хорошим двигателем, который никогда не получил того объёма производства, под который проектировался.
Цена малой серии
Посмотрите на CFM56. Его выпустили десятками тысяч экземпляров. Каждый новый самолёт приносит производителю данные, каждая тысяча часов даёт статистику отказов. Любая мелкая проблема быстро обнаруживается на огромном парке, после чего изменение конструкции размазывается на тысячи последующих двигателей.
ПС-90А жил в совершенно другом мире — надутых обещаний, рывков, мнимых вставаний с колен и традиционных провалов, когда вместо заявленной серии в сто машин выпускалась одна.
Инженеры должны были выводить двигатель на мировой уровень надёжности без того огромного серийного парка, который имели General Electric, Pratt & Whitney, Rolls-Royce и CFM International. И всё равно вывели его на вполне приличный уровень. Это заслуживает уважения.
Вторая жизнь
Причём у ПС-90А появилась вторая жизнь, о которой пассажиры вообще не знают. На базе авиационного газогенератора сделали целое семейство промышленных газотурбинных установок. Авиационный двигатель сняли с крыла, переделали и отправили качать газ по трубопроводам и вырабатывать электроэнергию.
Сегодня производные семейства ПС-90А используются в газоперекачивающих агрегатах мощностью порядка шестнадцати мегаватт и других промышленных установках. Это позволило загрузить производственные мощности и сохранить компетенции.
Но самое важное даже не это. Без ПС-90А, скорее всего, не было бы современного пермского гражданского двигателестроения в его нынешнем виде. На этом моторе научились делать современные турбины, камеры сгорания, цифровые системы управления, работать с новыми материалами, эксплуатировать двигатель по состоянию и строить нормальную систему сопровождения на протяжении жизненного цикла. Именно этот опыт стал фундаментом для следующей большой программы — ПД-14.
Поэтому ПС-90А можно ругать за раннюю ненадёжность. Можно сравнивать его с западными конкурентами и находить недостатки. Можно вспоминать, сколько запасных двигателей приходилось держать «Аэрофлоту». Всё это правда.
Но правда и другое. В середине восьмидесятых СССР наконец создал гражданский двигатель, который по своей базовой архитектуре перестал быть наследником шестидесятых. Проблема только в том, что двигатель был готов в 1991 году, а страны под него уже не было.
Пожалуй, это и есть вся история ПС-90А — история талантливой конструкции, которой не повезло родиться в эпоху перемен.
