Дмитрий Боев
помощник начальника ЦИАМ им. П.И.Баранова
Вложенные средства окупаются тем быстрее, чем более наукоемка отрасль. По этому критерию авиация не имеет себе равных среди всех видов производительной деятельности человека, а во всей авиации наибольший эффект дает двигателестроение. Мы уже упоминали ранее: средняя стоимость килограмма автомобиля — $20 , а пассажирского самолета около $1000. Если же измерять на килограммы двигатель самолета, получим $1500 — 2000.

Барокамера для натурных испытаний  двигателей в НИЦ ЦИАМ.  На заднем плане - двигатель ПС-90Двигателестроение играет ключевую роль в развитии авиации, обеспечении национальной безопасности, поддержании экономики страны. Новые научные достижения, технические решения и материалы, реализованные в конструкциях авиадвигателей, составляют научно-техническую и технологическую базу для создания новых поколений машин в разных областях техники. Благодаря целенаправленной политике, которая традиционно проводилась в нашей стране, Россия до сих пор входит в число четырех стран мира (вместе с Англией, США и Францией), владеющих полным циклом создания авиационных двигателей для летательных аппаратов всех типов и назначений.

Двигатели для военной авиации, выпускаемые в России в настоящее время, ни в чем не уступают аналогичным по назначению, находящимся в эксплуатации за рубежом. Успехи на зарубежных рынках наших «Су» и «МиГ» в значительной мере определяются именно эксплуатационными свойствами отечественных двигателей. К концу 80-х — началу 90-х гг. в России были разработаны не уступающие заграничным по характеристикам двигатели, которые могли бы полностью обеспечить отечественный парк перспективной пассажирской и транспортной авиации. Основные требования к двигателям пассажирского самолета: высокая надежность, ресурс, экономичность, экологические характеристики. Их обеспечение требует вложения дополнительных средств в обкатку и доводочные работы. На этапе «средств» у нас начались задержки. На данный момент состояние такое:

Двигатель Взлетная тяга,
тс (мощность, л.с.)
Базовый вариант
и модификации
Самолеты
и вертолеты
ПС-90 16 тс Базовый
ПС-90АМ (R=18 тс)
ПС-90А-76 (R=14 тс)
ПС-90А-12 (R=12 тс)
ПС-90А-10 (R=9,5-10,5 тс)
Ил-96-300,Ту-204,-214,-330
Ил-96М, новый ДМС
Ил-76М
Як-242
Ту-334-200
НК-93
(разработка)
18-20 тс Базовый,
нового поколения
Модификации с R=8,5-15 тс
Перспективные модификации
Ил-96 и Ту-204
Ил-76, Як-242
Д-18Т 23,4 тс Базовый
Предусмотрена разработка
модификации с R до 35 тс
Ан-124, Ан-225
Д-436Т1 7,5 тс На основе базового двигателя Д-36
Предусмотрена разработка модификаций с R=8,2-9
тс
Д-136(1400 л.с.)
Ту-334, Як-142
Ту-334-200Ми-26
Р-126-300
(предложение)
3,8 тс Базовый
ГТД (7000 л.с.)
Ту-324
Ми-46
ТВ-7-117С 2500 л.с. Базовый
ТВа-3000 (2500 л.с.)
Ил-114,Ил-114Т,Ил-112,МиГ-110
Ми-38
ТВД-1500
(разработка)
1300 л.с. Базовый
РД-600 (1300 л.с.)
Ан-38, С-80
Ка-62, новый ВСУ (2-2,5т)
ТВ-0-100
(разработка)
720 л.с. Базовый Ка-126

Из указанных в таблице новых двигателей только Д-18Т и ПС-90 регулярно эксплуатируются в воздухе, остальные — ждут своего часа.
Основной отечественный двигатель для средне- и дальнемагистральных самолетов — ПС-90А (тяга 16 тыс. кгс) вступил наконец в этап интенсивной эксплуатации. На самолетах Ил-96-300 месячная наработка каждого двигателя доходит до 300 ч. Этот двигатель не уступает по топливной экономичности зарубежным аналогам и неуклонно наращивает показатели надежности и ресурса, что является основой в конкурентной борьбе за завоевание места на рынке авиапромышленности и авиауслуг.
По мнению разработчиков ОАО «Авиадвигатель», через три-четыре года двигатель ПС-90А прочно обоснуется не менее чем на 5 типах российских самолетов. Основная проблема в настоящее время связана с обеспечением ресурса комплектующих агрегатов для двигателя ПС-90А.
Закапотированный винтовентиляторный двигатель НК-93 (тяга 18 тыс. кгс) находится сейчас на стадии экспериментальной доводки. Этот двигатель предназначен для перспективных пассажирских средне- и дальнемагистральных самолетов большой пассажировместимости, а также для грузовых и военно-транспортных самолетов. По экономичности этот двигатель не имеет аналогов в мировой практике и должен обеспечить снижение удельного расхода топлива на 12-15 % по сравнению с эксплуатируемыми ТРДД. Двигатель разработан ОАО «Самарский НТК им. Н.Д.Кузнецова» и изготавливается АО «Казанское моторостроительное ПО» в кооперации с АО «Моторостроитель» и АО «Металлист-Самара».
Налаживается тесное сотрудничество российских и украинских двигателестроителей. Характерный пример — создание турбореактивного двухконтурного двигателя Д-436Т1/Т2 (тяга 7,5 — 8,3 тыс. кгс) для самолетов Ту-334, Бе-200 и других. Двигатель разработан Запорожским МКБ «Прогресс», а изготавливается на основе межправительственного соглашения совместно с украинскими и российскими заводами, причем сборка двигателя должна производиться в АО «Уфимское моторостроительное производственное объединение». ТРДД Д-436Т1/Т2 создается на базе двигателя Д-36, имеющего суммарную наработку около 3 млн. ч на самолетах Як-42, Ан-72 и Ан-74, что способствует обеспечению высокой надежности нового двигателя.
Нелишне отметить, что все указанные новые двигатели для гражданских самолетов по экологическим характеристикам отвечают самым строгим международным требованиям, а НК-93, например, не имеет равных по удельному расходу топлива.

Сегодня российское авиадвигателестроение поставлено в чрезвычайно сложные условия. И не только из-за отсутствия средств у заказчиков на закупку новых двигателей, приостановки их производства и отсутствия оборотных средств для выправления положения у многих ОКБ и заводов. В результате обвального уменьшения государственного финансирования сократился объем научных исследований и опытно-конструкторских работ.

При резком снижении оборонного заказа авиадвигательная отрасль оказалась переразмеренной именно в области производства. В условиях катастрофического уменьшения количества производимой техники, когда серийные предприятия не имеют ни средств, ни условий на реновацию производства, возникает естественное желание сократить расходы на науку. Однако на этом пути есть возможность отстать от всего остального мира безнадежно. У всех в памяти достойный внимания пример с отечественной кибернетикой… Вся выпускаемая ныне продукция российского двигателестроения базируется на внедрении в производство результатов научно-технических, теоретических и экспериментальных исследований, полученных еще в 70 — 80 гг.

Уже ощущается отставание от ведущих мировых разработчиков авиатехники в создании научно-технического задела и старение кадров двигателестроителей из-за отсутствия притока свежих сил. Количество научных разработок по научному заделу в наших ОКБ и НИИ упало, и уровень этих работ понизился. Резко уменьшился объем экспериментальных исследований.

Для сохранения перспектив развития отрасли в настоящее время ведется ее реструктуризация. Отдельные ОКБ и серийные заводы группируются в ограниченное число крупных структур для концентрации финансовых ресурсов на создании базовых авиационных двигателей, а также — сохранения научно-технического потенциала отрасли. Одной из важнейших задач реструктуризации признано увеличение применения ГТД в неавиационных отраслях. В настоящее время более половины надводных кораблей России оснащены газотурбинными агрегатами. До 70 % газа перекачивается с помощью газотурбинных установок. Сфера применения ГТД значительно расширяется за счет использования их в установках пожаротушения, сушки зерна и др. Наибольший эффект сулит применение ГТД в энергетике, что позволит значительно улучшить структуру энерго- и теплоснабжения.

Создание новых поколений двигателей — это прежде всего создание и развитие базовых ГТД, обеспечивающих уменьшение расхода топлива до 30 %, снижение удельной массы на 25 — 50 %, сокращение количества деталей примерно в два раза, увеличение циклической долговечности примерно в два раза, дальнейшее улучшение экологических характеристик и повышение безопасности эксплуатации авиационной техники. Это достигается использованием разрабатываемых прогрессивных технологий (керамических и композиционных материалов лопаток, конструкций «блиск» и «блинг» роторов, выполненных как одно целое с лопатками, и низкоэмиссионных по окислам азота — «NОx» — стехиометрических камер сгорания и др.). Общая научно-методическая поддержка и координация этих работ производится ЦИАМ.

Успешное внедрение непосредственно в процесс проектирования и доводки двигателей и их элементов разработанных институтом методов — 3-х мерных расчетов процессов, расчетов с учетом вязкости и нестационарности, метода конечных элементов — привело, например, к увеличению КПД компрессора на 2 — 3 %, сокращению времени экспериментальных работ в 1,5 — 2 раза, удешевлению процесса доводки двигателей. Использование созданных отечественными учеными математических моделей высокого уровня для двигателей и их отдельных элементов позволяет ускорить как процесс проектирования и доводки двигателя, так и модернизацию составляющих его узлов.

Есть еще одна старая проблема, не дающая двигателистам жить спокойно: выход авиационного керосина не превышает 6 % перерабатываемой нефти. При ограниченных запасах ископаемой нефти и больших разведанных запасах природного газа (особенно в Западной Сибири и на Севере России) ближайшая необходимость — переход на альтернативные топлива. В первую очередь — это сжиженный природный газ, а в более отдаленной перспективе — жидкий водород. В итоге — выход авиации в космос и создание силовых установок для гиперзвуковых летательных аппаратов различного назначения, что позволит сократить в три-четыре раза время полета на расстояния до 10 — 12 тыс. км пассажирских и транспортных воздушных судов и снизить в пять-десять раз стоимость транспортировки грузов в космос и из космоса при полной экологической безопасности летательных аппаратов многоразовых авиационно-космических систем.

По разработкам гиперзвуковых криогенных двигателей Россия пока еще является мировым лидером. Несмотря на многочисленные заявления известнейших иностранных фирм фирм, летные испытания реального прямоточного водородного воздушно-реактивного двигателя со сверхзвуковым потоком в камере сгорания проводятся только в нашей стране. Этот двигатель разработан в ЦИАМ совместно с несколькими различными научными институтами, испытан на специально созданных в подмосковном филиале этого института стендах и облетывается с использованием конверсионной техники. Однако завершить такую тему самостоятельно наша страна, видимо, уже не в состоянии: заказчика, обеспеченного средствами на весь объем работ, у нас нет. Переговоры, проходившие в последнее время с рядом европейских фирм, дают надежду, что работы в этом направлении будут проводиться совместно с зарубежными странами к выгоде обеих сторон и во благо мирового прогресса.

«Мину» под нашу авиацию мы, между прочим, «подложили» своими руками в то время, когда приняли решение о финансировании двигателестроения через готовый товар — самолет, продавцом и владельцем которого резонно посчитали самолетостроительные фирмы. При плановом производстве все было относительно нормально. Во время перехода к новым экономическим отношениям, с присущими ему частыми сбоями, выяснилось: те, кто распределяет деньги (а их, как правило, не хватает) не слишком-то склонны делиться с субподрядчиками. В условиях тотального дефицита финансов отечественные «самолетчики» оказали всей авиастроительной отрасли России очень плохую услугу: они убедили самих себя, общественность и свое же правительство, что могут обойтись без отечественного двигателестроения и «встроиться» в западный рынок гражданских перевозчиков, используя в своих самолетах западные авиадвигатели (с развитой инфраструктурой их обслуживания). Так нас и ждали на этом рынке!

Государственное финансирование разработок перспективных двигателей практически прекратилось. Вновь разрабатываемые пассажирские самолеты для внутреннего рынка авиаперевозчиков оказались без доведенных, реально выпускаемых и доступных по цене отечественных двигателей. И никакой Запад не в состоянии реально насытить этот сегмент нашего рынка, а мы не могли бы заплатить ему за это.

Теперь, похоже, приходится уже сражаться не столько за западный рынок, сколько за внутрироссийский. И борьба идет не с конкурентами-производителями, а со своими же родными чиновниками, которым очень трудно объяснить, что не получится экономии, если просто прекратить финансирование какого-либо этапа, например доводки. В результате госзаказ 1997 г. был обеспечен средствами лишь частично, и выплачены они были к концу прошлого — началу текущего года. Это вызвало, в свою очередь, дальнейшее сокращение производства (и тем более — проектирования) новой авиатехники в течение года, падение объемов ее продаж и, соответственно, доходов государства от налогов, сокращение числа рабочих мест и рост безработицы.

Этого, к сожалению, следовало ожидать. Мы «сами себя высекли» из-за своей недальновидности. Стоит, пожалуй, задуматься над тем, как это получилось и как можно исправить положение. У авиаторов есть вполне конкретное предложение: строка по науке в госбюджете должна быть защищенной.

В России уже более трех лет существует Президентская программа «Национальная технологическая база», где перспективы двигателестроения расписаны поэлементно. Эта программа принята, но… лишена финансирования. По-видимому, люди, распределяющие деньги, забыли, что, лишая средств науку, мы лишаем будущего российскую авиацию. Не производя высокотехнологичную продукцию, мы сами себя отбрасываем на обочину научно-технического прогресса, превращаясь в заурядную сырьевую базу, а это обойдется гораздо дороже — и не только в деньгах.

DIGEST

Out of the engine! Or closer to it?

The aero-engine industry plays a key role in development of aviation, economic power and defence system of the nation. Russia still remains one of the four countries (together with the UK, US and France) possessing the whole range of indigenous aero-engines for all types of air vehicles. Today, the Russian engine-makers are in a very difficult situation. To save the potential of the industry, the latter is being re-structured under long-term plans aimed at uniting numerous design bureaux and factories into powerful mergers. Without using the high science, it is impossible to find solutions to the main problems standing on the way of the industry’s development. TsIAM, the Central Institute of Aviation Engine-building, is a coordinator, task-integrator for this work. Successful application of former purely-scientific methods in the process of designing and manufacturing aero-engines and their parts has resulted, for instance, in a 2-3% increase in the efficiency of compressors and a considerable reduction (by 1.5-2 times) in the design cycle. The cost of development of a new engine has been shortened greatly as well.

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (проголосуйте)
Загрузка...