Юрий Шмотин: «Опытно-конструкторское бюро — это перспектива предприятия»
Для того, чтобы оставаться конкурентоспособным на рынке предприятием, работая в наукоемкой области, необходимо готовиться к будущему сегодня, иначе та или иная ниша будет занята другим поставщиком. Вот почему на фоне все увеличивающегося объема выпуска товарной продукции Опытно-конструкторское бюро ОАО «НПО «Сатурн» постоянно и эффективно работает над созданием научно-технического задела. О значимости развития, новых технологиях проектирования и изготовления сложнейших элементов газотурбинного двигателя рассказывает генеральный конструктор ОАО «НПО «Сатурн» Юрий Шмотин.
Специалисты, работающие в ОКБ, отвечают за «жизнь» конструкции газотурбинных двигателей, от идеи до ее реализации на этапе научно-технического задела (НТЗ), за выполнение опытно-конструкторских работ (ОКР), изготовление первого серийного двигателя, поддержку серийной продукции в производстве и в эксплуатации. ОКБ — это перспектива предприятия.
Научно-технический задел — это инновационные решения, конструктивные схемы, технологии, которые должны быть разработаны и экспериментально проверены до начала ОКР.
До начала ОКР по SaM146 на предприятии был сформирован НТЗ в области численного моделирования самых сложных физических процессов: аэродинамики, теплового состояния, прочности, а также внедрена технология сквозного проектирования/изготовления на базе 3D CAD/CAM систем. Сложный путь пройден не только ОКБ — практически всеми службами предприятия.
Например, создание научно-технического задела только по численным методам газовой динамики потребовало более 15 лет. Сначала была идея. Недостаточно уметь экспериментально проверять то, что получили, нужно численно предсказать еще на этапе проектирования: что получим? Поэтому на «Сатурне» стали заниматься численными методами газовой динамики: от простых, одномерных, до самых сложных, трехмерных, с учетом нестационарности газодинамических процессов.
Сначала просто научились считать. Потом — считать так, чтобы то, что считаем, соответствовало тому, что потом получаем экспериментально. После этого от методологической задачи — научиться делать — необходимо было перейти к тому, чтобы научиться делать быстро и вписаться в процесс проектирования.
Те расчеты, которые ранее делались месяцами, сегодня выполняются до тысячи в день. Такому результату предшествовал целый комплекс работ по совершенствованию расчетных методик и вычислительных средств, формированию специалистов, которые по-другому мыслят. Которые понимают, что риски, не проверенные на этапе проектирования, сторицей проявятся при доводке двигателя. Это только маленький пример технического задела, результатами которого НПО «Сатурн» пользуется уже сегодня.
В начале 2000-х годов в НПО «Сатурн» был сформирован перечень НТЗ, который дал возможность создать SaM146, реализовать другие проекты. Многое из того перечня реализовано в части проектирования, в части промышленных технологий изготовления. В 2007 году на «Сатурне» по-новому осмыслили создание НТЗ, стали управлять созданием НТЗ как отдельным проектом.
В настоящее время над совершенствованием конструкторских методологий проектирования трудятся территориально удаленные подразделения НПО «Сатурн»: конструкторский отдел систем инженерного анализа в Рыбинске, Инженерный центр в Перми и конструкторский отдел общих компоновок и термодинамики в Москве. Эти подразделения помимо расчетно-конструкторских работ по опытным и серийным изделиям ведут научно-исследовательские проекты по разработке современных методов численного моделирования, позволяющих повысить качество проектирования и снизить затраты на всех этапах жизненного цикла изделия, включая испытания и сертификацию.
Сегодня НПО «Сатурн» умеет не только проектировать, но и изготавливать сложнейшие элементы газотурбинного двигателя. Активно работает над внедрением технологий прототипирования, когда детали могут быть выращены в специальной установке по математической модели. Использует современные технологии, позволяющие организовать и успешно выполнять перспективные программы.
В 2012 году — в интересах будущего — НПО «Сатурн» качественно обновило программу НТЗ. Был создан научно-технический совет предприятия, который утвердил основные направления создания НТЗ. Стартовали проекты по высокотемпературным сплавам и композиционным материалам на интерметаллидной матрице для горячей части двигателя; композиционным материалам на полимерной матрице для холодной части двигателя; малоэмиссионным камерам сгорания для ТРДД и ГТУ с многоконтурным управлением расхода топлива через фронтальные устройства; антиоксидным и термобарьерным покрытиям, работоспособным при температурах более 1250°С.
Снижение массы газотурбинного двигателя и улучшение его удельных характеристик являются ключевой задачей, стоящей перед всеми авиадвигателестроителями. Улучшение экономичности газотурбинной техники осуществляется, прежде всего, увеличением температуры газа перед турбиной, но здесь уже появляются ограничения применяемых сплавов по допустимой температуре. Вот поэтому ведущие компании, создавая ГТД нового поколения, ставят перед собой задачи по поиску новых решений в системе «материал-конструкция», четко формулируя целевые показатели, такие как доступные материалы, снижение стоимости материалов и производства, снижение массы деталей, промышленная реализация новых способов производства. Взоры мирового научного сообщества и промышленно-технического комплекса направлены на композиционные материалы, потому что именно композитная структура способна придать «традиционным материалам» новое качество, открыть новую область применения.
Проект по композиционным материалам в НПО «Сатурн» позволил уже сегодня сформировать комплексную программу совершенствования двигателя SaM146..
Совместно с ОДК НПО «Сатурн» работает над созданием 22 критических технологий, которые до 2020-2025 годов должны не только исключить отставание ОДК от западных компаний, но и обеспечить превосходство на рынке.
Очень важно, что сегодня сформирована кооперация из российских и зарубежных компаний и институтов, обладающих ключевыми компетенциями в различных областях (технология, инжиниринг, создание материалов, испытания), и что НПО «Сатурн» выступает идеологом и интегратором этой кооперации как базовое КБ «Объединенной двигателестроительной корпорации».
