Quạt của động cơ PD-35 tiên tiến thuộc hàng lớn nhất ngành chế tạo động cơ Nga. Đường kính quạt được công bố là 3,1 mét, và bán kính ngoài khoảng 1,55 mét.
Tải trọng chính được chịu bởi 18 cánh quạt có bản rộng, mỗi cánh cao khoảng 1,4 mét. Tổng trọng lượng của cụm quạt khoảng 300 kg, có nghĩa là trọng lượng trung bình của một cánh quạt khoảng 16,7 kg.
Cánh quạt động cơ PD-35. Ảnh gốc: Rostec
Động cơ PD-35 là mẫu động cơ phản lực cánh quạt đẩy cao thế hệ mới do đội ngũ chuyên gia, kỹ sư Tập đoàn Chế tạo Động cơ Thống nhất (UEC) thuộc Tập đoàn Rostec của Nga phát triển.
3,1 mét biến vòng tua máy thành sức mạnh khủng khiếp
Ở tốc độ quay tối đa, đầu cánh quạt PD-35 chuyển động với tốc độ hàng trăm mét mỗi giây. Ở tốc độ này, ngay cả một khối lượng tương đối nhỏ cũng sở hữu động năng khổng lồ - tương đương với động năng của một viên đạn.
Đó là lý do tại sao sự cố gãy cánh quạt là một tình huống nguy hiểm đối với động cơ máy bay: Mục tiêu thiết kế là ngăn chặn các mảnh vỡ của cánh quạt bị gãy gây hư hại cho máy bay.
Ở tốc độ quay như vậy, ngay cả khối lượng này, trong bán kính 1,55 m, cũng tạo ra một lực ly tâm khổng lồ.
Lực ly tâm tác dụng lên cánh quạt được tính bằng công thức F = mω²r: Bán kính càng lớn và tốc độ quay càng cao, cánh quạt càng bị "kéo" ra ngoài mạnh hơn.
Đối với PD-35, lực ly tâm này rất lớn: Đó là lý do tại sao không chỉ bản thân cánh quạt mà cả bộ phận gắn kết của nó với đĩa cũng vô cùng quan trọng.
Mối khớp khóa: Mắt xích chịu lực
Mỗi cánh được giữ trong đĩa bằng một mối khớp khóa. Đó không phải bu lông hay đinh tán, mà là cụm lắp ráp chính xác cao, với các bề mặt tiếp xúc truyền lực ly tâm từ cánh sang đĩa.
Nguồn ảnh: UEC
Nó chịu cả tải quay ổn định lẫn những lực luôn thay đổi: Lực khí động học, rung động và các đỉnh tải đột ngột.
Kỹ sư không tính từng chi tiết riêng lẻ mà tính cả chuỗi truyền lực: cánh, khóa, đĩa, trục. Một mắt xích yếu có thể kéo theo hỏng hóc dây chuyền.
Vì thế thiết kế phải xét ứng suất tiếp xúc, khả năng chống mài mòn, độ bền mỏi và hiệu suất của cả cụm dưới tải thay đổi.
Động cơ bảo vệ máy bay như thế nào: Thử nghiệm gãy cánh quạt
Để đảm bảo động cơ có thể chịu được sự cố gãy cánh quạt, các thử nghiệm đặc biệt được tiến hành với một cánh quạt bị gãy nhân tạo trên một rôto đang hoạt động.
Mục đích của các thử nghiệm này là để xác minh rằng vỏ động cơ sẽ giữ các mảnh vỡ bên trong hệ thống động cơ và ngăn chúng xuyên qua thành và gây hư hại cho máy bay.
PD-35Nguồn ảnh: UEC // Bộ phận báo chí của UEC Rostec
Do đó, khớp khóa quạt không chỉ đơn thuần là một bộ phận cố định, nó truyền tải tải trọng khổng lồ từ cánh quạt đến đĩa, và vỏ động cơ được thiết kế để hoạt động như một bộ phận hứng mảnh vỡ trong trường hợp xảy ra sự cố.
PD-35 giảm 30% trọng lượng nhờ vật liệu composite mới
Động cơ tuabin khí PD-35 công suất cao mới nhất có thể được giảm trọng lượng đáng kể bằng cách kết hợp các vật liệu composite mới. Theo ông Vladislav Antipov, Tổng Giám đốc Viện Kurchatov – Viện Nghiên cứu Trung ương về Vật liệu Kết cấu Prometey, công việc này hiện đang được tiến hành.
Các lớp phủ chịu nhiệt dựa trên vật liệu gốm cũng đã được phát triển cho các bộ nguồn, có thể chịu được nhiệt độ lên đến 1250°C trên bề mặt.
Tháng 3 năm 2026, có thông báo rằng một giàn thử nghiệm mới dành cho các động cơ nguyên mẫu PD-35 đang được xây dựng tại vùng Perm. Ước tính tổng vốn đầu tư là 3,7 tỷ ruble.
Cần nhắc lại rằng, hiện tại Nga đang thiếu máy bay cho động cơ PD-35. Đã có những đề xuất về việc thay động cơ cho máy bay thân rộng Il-96, nhưng chuyên gia hàng không Roman Gusarov cảnh báo rằng việc thay động cơ sẽ đòi hỏi phải thiết kế lại toàn bộ máy bay.
Còn theo Tập đoàn Chế tạo Động cơ Thống nhất (UEC, trực thuộc Tập đoàn công nghệ nhà nước Nga Rostec), một máy bay thân rộng mới cho PD-35 có thể mất tới 10 năm để làm ra.
Tham khảo: FT
