Основные направления технологического развития Объединенной двигателестроительной корпорации (входит в Госкорпорацию Ростех) – это использование при создании перспективных российских газотурбинных двигателей авиационного, промышленного и морского применения полимерных композиционных материалов, аддитивных технологий, высокотемпературных материалов, применение новых прорывных конструктивных схем и технологий «более электрических» двигателей, а также суперкомпьютерные технологии. Об этом рассказал в ходе проходящего на ВДНХ в Москве с 4 по 6 апреля III Международного форума двигателестроения заместитель генерального директора - генеральный конструктор АО «ОДК» Юрий Шмотин.
«Если рассматривать жизненный цикл турбинного двигателя, то примерно 15-20 лет уходит на проведение исследований, следующие 5- 8 лет тратятся на испытания и сертификацию, а 40-50 лет предназначены для эксплуатации двигателя, – заявил Юрий Шмотин. – Безусловно, исследования нужно планировать заранее, необходимо ставить задачи и выстраивать траекторию развития на будущий период в 15-20 лет. Этот процесс достаточно сложен, но чтобы он был результативным, в нем должны взаимодействовать государственные корпорации, институты развития, министерства, институты фундаментальной и отраслевой науки, малый и средний бизнес, малые инновационные предприятия. Именно такая синергия позволит создать инновационно-ориентированную систему, наиболее эффективную для технологических разработок и инновационных решений. ОДК определила наиболее перспективные для себя области развития газотурбинных двигателей».
Многокомпонентные композиционные материалы состоят из пластичной основы (матрицы) и армирующих наполнителей, обладающих высокой жесткостью и прочностью. Их сочетание обеспечивает создание новых материалов, а ориентация наполнителя в материале — необходимые прочностные свойства. Внедрение деталей из таких материалов в состав авиадвигателей позволяет качественно изменить их конструкцию, существенно улучшить основные характеристики, в том числе, снизить массу.
«Сегодня мы используем решения, с которыми, как мы видим, работают и наши конкуренты, – отметил Юрий Шмотин. – Поэтому важно предвидеть, какой продукт будет востребован через 15 лет. ОДК планирует использовать детали из полимерных композитов в составе российско-французского двигателя SaM146, которые устанавливаются на самолет Sukhoi Superjet 100, а также перспективного двигателя для МС-21 ПД-14. В настоящее время ОДК-Сатурн проводит испытания опытных образцов композитных деталей в составе ПД-14».
Аддитивные технологии позволяют применить новый подход по созданию формы, сократить количество деталей и стоимость двигателя.
«В данном направлении корпорация ОДК работает уже более 14 лет. Как показала практика, эти технологии позволяют сократить в два раза количество деталей в ряде узлов газотурбинных двигателей, а также дают возможность применить другой подход мышления к созданию формы, которая позволяет не только уменьшить количество деталей, но и снизить стоимость двигателя. Уже сегодня мы используем данные технологии: в ОДК в год методом аддитивных технологий изготавливается порядка трех тонн деталей», – рассказал Юрий Шмотин.
Осваиваемые ОДК высокотемпературные материалы (на керамической матрице, интерметаллиды никеля и алюминия) способны качественно повлиять на цикл работы двигателя с точки зрения ее интенсификации.
«Более электрические» технологии (применение в конструкции двигателя большего количества электрических приводов) предполагают замену с помощью электрических приводов части элементов гидравлической, пневматической механизации. Это серьезно улучшает характеристики двигателя.
«Самым перспективным двигателем будущего для дозвуковых летательных аппаратов может стать электродвигатель с вентилятором с лопатками из полимерного композиционного материла, – говорит генеральный конструктор АО «ОДК». – В практике есть менее революционные решения, которые построены на использовании электричества. Поэтому электрические двигатели, электрические приводы, беспроводное управление и диагностика – это суперзадача».
Среди новых конструктивных схем газотурбинных двигателей как одну из наиболее перспективных можно выделить схему с открытым ротором. Данное направление «активно набирает обороты, и это означает, что в будущем подобные двигатели будут применять в самолетах и других летательных аппаратах».
«Технологии численного моделирования и суперкомпьютерные технологии мы освоили и начали активно использовать в начале 2000-х гг., сегодня мы можем выполнять большой объем качественных исследовательских расчетов не хуже, чем западные компании. Уже тогда главной нашей целью было выполнять расчеты необходимого уровня сложности в измеряемое время, не более чем за рабочий день. В то время появились суперкомпьютеры, а также программное обеспечение (в том числе, мы занимались разработкой собственного), которые позволяли достоверно осуществлять расчеты.
Сейчас мы добились сокращения времени расчетов более чем в 100 раз, и при этом с первой интеграции мы получаем достоверные результаты, которые подтверждаются при испытании натурного образца», - рассказал Юрий Шмотин.
По его словам, данные направления являются основополагающими для ОДК, и корпорация всегда открыта к сотрудничеству и новым предложениям.
«Мы готовы идти навстречу инновационному развитию. Один из таких шагов - встречи с молодыми инноваторами - разработчиками лучших решений в сфере передовых производственных технологий, таких как аддитивные технологии, индустриальный интернет, сенсорика, робототехника и CNC-технологии – на площадке крупнейшего стартап-акселератора России GenerationS. (ПАО «ОДК – Сатурн» является индустриальным партнером трека TechNet GenerationS, входит в состав рабочей группы Технет Национальной технологической инициативы). Мы регулярно работаем с профильными российскими вузами и планируем со всеми заключить соответствующие соглашения о сотрудничестве по данным теме», – отметил генеральный конструктор АО «ОДК».
