Широкое применение композиционных материалов (КМ) в гражданских самолетах сегодня стало тенденцией в мировом авиастроении, и наиболее ярким представителем нового поколения авиалайнеров станет Boeing 787 Dreamliner, в конструкции которого доминируют материалы нового поколения, в первую очередь композиты. Очевидно, что для обеспечения конкурентоспособности отечественной промышленности необходимо располагать всем тем инструментарием, который имеется у зарубежных производителей - набором материалов и технологий, ноу-хау, и освоение производства изделий из КМ является насущной потребностью. Ответом на вызовы времени стало создание дочерней компании ОАО "Объединенная авиастроительная корпорация" (ОАК), ЗАО "Аэрокомпозит". О том, какие цели и задачи ставит перед собой вновь создаваемая компания, "АвиаПорт" попросил рассказать директора технологического центра ОАО "ОАК" Юрия Тарасова.
Мы создаем ЗАО "Аэрокомпозит" не сколько как производителя серийной продукции в области композитов, а в первую очередь как разработчика силовых композиционных конструкций для гражданского самолетостроения. Дело в том, что создание агрегатов и конструкций из композиционных материалов обладает своей спецификой и требует глубокой специализации проектных, технологических и производственных ресурсов при наличии широкой кооперации с российскими и иностранными партнерами.
- Какие задачи стоят перед новой компанией?
- Во-первых, создание конкурентоспособной продукции отечественного самолетостроения. Композиционные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными материалами, используемыми при создании авиационной техники. Основными из них являются высокая прочность, жесткость и ресурсные характеристики; относительно низкая плотность и удельная масса; высокая температурная, коррозийная и радиационная стойкость; возможность получения конструкции с заданными свойствами для решения конкретной технической проблемы. При правильном композиционные материалы применении позволяют снизить массу конструкции на 25-30%, а трудоемкость изготовления в 1,2-1,5 раза. Более того, они дадут возможность создать конструкции с низким расходам при эксплуатации, новыми потребительскими свойствами. Один из примеров повышения потребительских свойств - создание крыла большого удлинения, что приводит к повышению топливной эффективности самолета.
С другой стороны, один из путей снижения себестоимости изготовления - это повышение степени интегральности создаваемой конструкции. Другими словами, происходит замещение сборочной единицы, изготовляемой из нескольких отдельных деталей, одной деталью, изготовляемой из композиционных материалов за одно формование. Тем самым радикально снижается трудоемкость изготовления деталей, а самое главное - сборочных работ, где используется дорогостоящий высококвалифицированный труд. Еще один аспект - создавать новое крыло, базируясь на достигнутых решениях аналогичных тому, что используют сегодня Boeing, Airbus, нецелесообразно. В принципе, в этом случае мы всегда будем догонять лидеров и вряд ли вырвемся вперед. Поэтому мы поставили задачу сделать следующий шаг, базирующийся на прорывных решениях в области науки, конструкции, материалов, технологий, и создать более привлекательную конструкцию для потребителя.
Во-вторых, ставится задача создания высокоэффективного производства, базирующегося на прорывных технологиях и рациональной организации труда. У нас сегодня нет производства, способного изготавливать высоконагруженные конструкции, в частности крыло из композиционных материалов. ОАО "ВАСО", ОАО "КАПО им. С.П. Горбунова", ЗАО "Авиастар-СП" изготавливают так называемые навесные агрегаты из композиционных материалов: механизация крыла (закрылки, элероны, интерцепторы, воздушные тормоза), оперения (рули высоты, направления), различные панели, люки. Это в основном ручной труд. Оборудование и технологии, которые применяются, находятся, грубо говоря, на уровне 80-х годов прошлого столетия. Хотя конечно у нас есть отдельные современные технологии, в частности, на ОАО "ВАСО" освоено изготовление интегральных закрылков изготовляемых за одно формование для самолетов Ан-148 и Superjet-100. Это серьезный шаг вперед. Но в целом производство не соответствует современным требованиям. Мы планируем внедрить ряд интересных технологических решений, в том числе перейти к технологиям без автоклавного формования.
- В чем заключается эта технология, и чем она отличается от используемой сегодня?
- При традиционном автоклавном формовании конструкция выкладывается из препрега, а затем помещается в автоклав, где создается необходимая температура и давление. В свою очередь, без автоклавные технологии подразумевают сборку конструкции из сухого материала с пропиткой связующим под вакуумом (RFI) или под давлением (RTM), или комбинацию данных способов. Применение этих технологий расширяет возможности конструктора по созданию более совершенной конструкции, дает повышение технологичности, качества, резкое снижение трудоемкости цикла и затрат, в том числе на приобретение дорогостоящего оборудования.
- В свое время Авиационный комплекс "Ильюшин" сделал фюзеляж самолета Ил-114 из композиционных материалов. Но дальше работа не пошла, поскольку возникли вопросы о ресурсе такой конструкции. В сегодняшних конструкциях это тоже будет одной из проблем?
- Это была очень интересная технология. Такими решениями не обладает никто, кроме российского предприятия, работающего в области ракетостроения. Конструкция получается методом намотки. Вместе с этим предприятием мы пытаемся немного усовершенствовать технологию и совместно изготовить отсек фюзеляжа, сопоставимый с диаметром фюзеляжа самолета Superjet 100. Но в этой технологии есть ряд особенностей, которые для ракетной техники допустимы, а в авиации - нет. Технология заманчивая, необходимо работать над ее адаптаций к требованиям самолетных конструкций.
- А на SuperJet 100 есть какие-то агрегаты из композиционных материалов, кроме навесных?
- Применение конструкций из композиционных материалов на SuperJet 100 традиционно - это механизация крыла, оперения, мотогондолы, различные панели, обтекатели, элементы интерьера пассажирского салона.
- Планируется ли увеличение доли композиционных материалов в этом самолете?
- Резкий рост применения КМ в самолетостроении - это мировая тенденция. Мы планируем расширить применение композиционных конструкций в следующей модификации самолета SuperJet и вновь создаваемом самолете МС-21. Сегодня уже разрабатываются для самолета МС-21 крыло, оперение, часть отсеков фюзеляжа.
- Есть ли в ОАК специалисты, которые способны решать поставленные задачи в части освоения проектирования и выпуска композиционных конструкций?
- Специалисты есть, но их очень мало. За последние годы мы не то, чтобы потеряли, но не развивали это направление. Сейчас мы пытаемся наверстать упущенное время. МАИ, МАТИ, МВТУ готовят инженеров в этой области, также начал готовить специалистов в области КМ и институт стали и сплавов. Мы работаем с ними.
- Будет ли использоваться зарубежный опыт?
- Однозначно да. В части композиционного крыла мы сегодня работаем с рядом зарубежных предприятий. Совместно с кафедрой химических технологий МГУ и ЗАО "УНИХИМТЕК", где соучредителем является МГУ и которые возглавляет профессор Виктор Авдеев. Мы планируем создать учебный центр, который будет работать и в России, и за границей, для того, чтобы наши специалисты смогли учиться не только теории, но и на практике осваивать современные приемы работы.
- На каком этапе находится процесс создания ЗАО "Аэрокомпозит"?
- Документы находятся на регистрации, и я думаю, что в начале декабря это предприятие будет зарегистрировано. Это будет дочернее предприятие ОАК, учредителями которого выступили ОАО "ОАК", ОАО "Компания Сухой" и "Прогресстех".
- Какие варианты производственных площадок рассматриваются на данном этапе?
- Наиболее серьезно сегодня рассматриваем три площадки, на одной из которых будет создано производство ЗАО "Аэрокомпозит": это "КАПО", "ВАСО" и "Авиастар-СП". Выбор производственной площадки - серьезное решение и рассматривается много факторов, в том числе оптимизация затрат на создание производства, наличие научно-технического и кадрового потенциала в регионе, возможность транспортировки созданных конструкций и многие другие факторы. До конца текущего года планируется завершить сравнительную оценку потенциальных площадок для строительства завода и в первом полугодии 2009 года принять решение.
- Есть ли в России материалы, из которых можно изготавливать композиционные конструкции?
- По оценкам ЦАГИ, которые совпадают и с нашими оценками, из тех материалов, которые сегодня выпускаются в России, изготавливать крыло нецелесообразно. Мы просто не получим необходимой эффективности и не сможем сертифицировать конструкцию. После распада Советского Союза произошел системный кризис во всей научной, технологической, производственной цепочке создания отечественных композиционных материалов. Существующее производство соответствует ассортименту 80-90 годов. Это ограниченная номенклатура углепластиков с нестабильными характеристиками, в 2-3 раза меньшей прочностью при 3-4 кратном превышении цен по сравнению с зарубежными материалами. Поэтому силовые конструкции на данном этапе мы планируем создавать на базе зарубежных композиционных материалов, работая параллельно и над созданием российских материалов. Впрочем, надо отдать должное и российским компаниям: в последние несколько лет идет активная работа по созданию отечественных композиционных материалов. Так, например, создание композиционных материалов включены в "Приоритетные направления развития науки, технологий и техники в Российской Федерации". Разработаны и приняты ряд федеральных программ.
- Для осуществления таких планов требуются немалые деньги. Каковы источники финансирования этих работ?
- Источники финансирования определены различными программами, в том числе и Федеральными целевыми программами - это бюджетные средства и собственные вложения предприятий и инвестиции.
- В этих программах есть какие-то временные рамки?
- Да, есть. Если по созданию отечественных композиционных материалов, то они рассчитаны до 2015 г., и предусмотрена поэтапная реализация мероприятий. Я думаю, что опытные партии УВМ и препрегов на их основе, не уступающие по характеристикам зарубежным материалам, появятся у нас уже в 2010 г. При создании крыла мы планируем закупать уже готовый препрег, а не делать его самим, это не наша специализация.
Что касается создания композиционного крыла, то программа выпуска планируется в районе 140-150 комплектов в год и первое опытное крыло, предназначенное для испытаний, будет изготовлено в 2012 году, а прототип крыла в 2011 году.
- За каждой идеей стоит конкретная личность. Кто инициировал создание ЗАО "Аэрокомпозит"?
- С такой инициативой выступил генеральный директор компании "Сухой" Михаил Погосян и его поддержали президент ОАК Алексей Федоров и генеральный директор корпорации "Иркут" Олег Демченко. В этой инициативе сошлись интересы создания конструкций из КМ для семейства самолетов МС-21 и следующего самолета семейства Superjet. Было принято решение объединить две программы в части создания композиционного крыла и создать новое предприятие по разработке и производству конструкции из композиционных материалов.
Андрей Юргенсон
