Государственный научный центр РФ "Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова" (ЦИАМ) - единственная в стране научно-исследовательская организация, осуществляющая комплексные исследования в области авиадвигателестроения. Спектр работ: от фундаментальных исследований в различных областях научных дисциплин, связанных с условиями функционирования авиационных двигателей, до совместной работы с ОКБ по доводке и сертификации новых двигателей. Практически все отечественные авиационные двигатели создавались при непосредственном участии ЦИАМ. О текущей деятельности института "АвиаПорту" рассказал генеральный директор ЦИАМ, профессор Владимир Скибин.
- Какие работы сегодня наиболее приоритетные для ЦИАМ?
- Основной задачей института с момента его организации является научное обеспечение создания авиационных двигателей, развитие авиационной науки, которая способствовала бы созданию передовой конкурентоспособной авиационной техники. Задача очень многогранная. Помимо традиционных и очевидных направлений: поисковых и прикладных научно-исследовательских работ в области газовой динамики, прочности, горения и теплообмена, лопаточных машин, теории регулирования, разработки критических технологий и создания научно-технического задела в обеспечение совершенствования серийных и разработки новых авиационных двигателей, - есть и обязательство по созданию нормативно-технической документации. Отсутствие этих документов приводит к хаосу в системе. Разработка нормативной документации - это огромный труд, который требует всестороннего анализа процессов разработки, создания и эксплуатации двигателей, разработки рекомендаций по регламентации работ на всех этапах жизненного цикла двигателя, согласования с конструкторскими бюро для того, чтобы они были восприняты промышленностью.
Безусловно, работа института заключается не только в проведении исследовательских работ, но и в техническом сопровождении эксплуатации двигателей. Все проблемы, которые возникали и возникают при эксплуатации авиационных двигателей - это, в том числе, и проблемы ЦИАМ. К сожалению, в последние годы разрушилась жесткая организационная система, которая заставляла сотрудников института на следующий день после происшествия уже быть на месте и работать вместе со специалистами КБ и заводов, что обеспечивало разработку мероприятий по устранению недостатков и быстрое внедрение их в эксплуатацию.
В настоящее время сделаны определенные шаги по восстановлению этой системы, я думаю, что это принесет скоро свои плоды. Институты должны работать в тесном контакте с промышленностью в обеспечение производства конкурентоспособной продукции, востребованной на рынке, по той простой причине, что институты без промышленности не нужны. Если нет двигателестроительной промышленности в государстве, зачем нужен такой мощный институт как ЦИАМ? Достаточно простой лаборатории. Поэтому тесная работа с промышленностью - залог существования института.
Конечно же, основная наша задача - создание опережающего научно-технического задела. Сегодня мы оказались перед лицом необходимости разработки двигателей следующего поколения без предварительной отработки критических технологий и новых технических решений. Мировое авиадвигателестроение для успешного своего развития разработало и успешно применяет современную методологию создания двигателей. Суть ее состоит, коротко говоря, в том, что ни одна фирма не имеют права приступать к выполнению опытно-конструкторской разработки, пока у этой фирмы (или у страны) нет совокупности необходимых технологий. Здесь имеются в виду технологии в широком смысле - это и расчетные методы, и приемы конструирования элементов двигателя и технологии производства. На всех этих направлениях за рубежом в последние лет двадцать отмечено огромное продвижение. С другой стороны, можно привести несколько примеров из опыта даже последнего десятилетия, когда нарушение принципов этой методологии, отклонения от выполнения предписанных ею процедур приводят не только к огромным временным издержкам или финансовым потерям, но и, случается, к потере самой возможности создания современного продукта.
С каждым поколением авиационные двигатели становятся все более наукоемкими, более сложными, в них надо вкладывать все больше и больше знаний и интеллекта. Причем их развитие базируется не только на специальных науках: аэродинамике, горении, прочности и др. Сегодня свой вклад в создание перспективного двигателя вносят многие другие отрасли науки и техники. Более 30 направлений: химия, металлургия, технологии, электроника, электротехника и др.
Основная прикладная задача - определить, как правильно спроектировать двигатель в целом, компрессор, турбину, камеру сгорания, как правильно рассчитать процесс, прочность, экологию.
Для первых поколений реактивных двигателей были характерны двухмерные методы расчетов. Даже четвертое поколение отечественных ГТД проектировалось еще таким образом. Сегодня для создания перспективного двигателя даже трехмерное проектирование не обеспечивает требуемую эффективность: необходимо учитывать всевозможные нестационарные эффекты. Поэтому одна из наиболее серьезных задач - уметь считать правильно. И это мы способны делать. К счастью, в институте сохранились научные школы, более того, сегодня они развиваются. Без этого просто невозможно двигаться вперед.
Представьте себе такой подход и такие программы: мы формируем на расчетном уровне оптимальную, обеспечивающую наивысший КПД, структуру течения в лопаточной машине, а затем, не нарушая (или не слишком нарушая) течения, вписываем в эту оптимальную структуру как твердое тело лопаточные венцы. Это - класс, это - высшее мастерство, которым, к счастью, наши специалисты, ученые сегодня владеют.
У нас в современных экономических условиях существует масса всевозможных проблем, но вектор движения вперед существует. За последние годы ЦИАМ достиг определенных успехов и сегодня мы способны уверенно считать машины выше пятого поколения, поколения 5+, то есть перспективные лопаточные машины. Не хуже, а во многом даже лучше, чем многие зарубежные фирмы. Это наш успех, наше достижение.
Однако новые технические решения должны пройти не только цикл расчетных исследований, но и всесторонних экспериментальных проверок. ЦИАМ располагает крупнейшей в Европе стендовой экспериментальной базой, обеспечивающей проведение испытаний авиационных двигателей с имитацией реальных полетных условий. Несмотря на жесткие условия финансовых ограничений в институте проводятся работы по модернизации этой базы и совершенствованию методов и средств экспериментальных исследований. В частности, создан (и прошел проверку успешным циклом сертификационных испытаний двигателя) комплекс стендов для испытания в условиях обледенения двигателей различных типов, элементов крыла и планера, а также отработки противообледенительных систем. Существенным достижением последнего времени стала для нас модернизация самого крупного в Европе компрессорного стенда Ц-3, что позволяет теперь проводить исследования крупномасштабных моделей винтовентиляторов не только по определению их эффективности, прочности и ресурсу, но и по определению шума.
Это хорошо знают, и поэтому ЦИАМ востребован сегодня не только у нас в стране, но и в мире, в том числе и партнерами в Европе.
- В каких европейских программах по созданию перспективных двигателей участвует сегодня ЦИАМ?
- ЦИАМ работает с европейскими партнерами по нескольким программам. В конце этого года мы завершили ряд исследований, в том числе и экспериментальных.
Во-первых, это проект HISAC (Environmentally Friendly High Speed Aircraft) - "Экологически чистый сверхзвуковой самолет". В проекте принимают участие 36 фирм-партнеров из 13 стран. Координатор проекта фирма Dassault Aviation. Задачей ЦИАМ является оптимизация параметров и моделирование схем ВРД с учетом многопараметрической оптимизации, оценка воздействия эмиссионных характеристик на климат и озоновый слой, уменьшение шум струи за счет интегрального управления силовой установкой и летательным аппаратом (SNECMA, Dassault Aviation, DLR и NLR).
Во-вторых, общеевропейская программа (Environmentally Friendly Engine), предусматривающая создание перспективного "чистого и тихого" двигателя. В проекте участвует 37 ведущих европейских авиадвигателестроительных фирм, координирует работы французская компания SNECMA. В рамках этой программы ЦИАМ ведет разработку биротативного вентилятора, высоконапорных подпорных ступеней и турбины низкого давления с противовращением (совместно с компанией MTU Aero Engines).
Европа формирует свои взгляды, свою позицию на биротативный винтовентилятор. Причина проста: двигателестроители способны сегодня создавать компрессоры с очень высоким КПД, но на первое место выходят проблемы шума, проблемы экологии. Их надо также решать. Кроме того, стоит проблема повышения топливной эффективности, уменьшения удельных расходов топлива авиационных двигателей. Есть проблемы эмиссии вредных веществ и масса других сложных проблем, которые должны быть решены мировым сообществом двигателестроителей, создавая перспективные двигатели XXI века.
- Опыт работ отечественного двигателестроения по таким двигателям как Д-27 используется в этих работах?
- Конечно. Д-27 одна из хороших машин: современная конструктивная схема, хорошо организованный рабочий процесс. Эту машину нужно довести. И тогда это будет действительно один из лучших двигателей.
ЦИАМ принимал непосредственное участие в создании практически всех отечественных двигателей. При закладке нового двигателя многие генеральные конструктора буквально дневали и ночевали в институте. Мы вместе искали оптимальные решения, вместе находили их. При закладке двигателей нового поколения безусловно используется тот богатый опыт, который отечественное двигателестроение накопило в 80÷90 годы при создании двигателей РД-33, АЛ-31Ф, НК-32, Д-36, Д-18, ПС-90А и др.
- Совсем недавно в Тураево состоялось расширенное заседание научно-технического совета ОАО "Вертолеты России" по теме "Современное состояние вертолетного двигателестроения". В этой сфере у России не совсем радужные перспективы?
- Да, действительно. Традиционно сложилось так, что в СССР основные изготовители и разработчик вертолетных двигателей были украинские предприятия. В настоящее время в Российской Федерации отсутствует полномасштабное серийное производство вертолетных двигателей. Все производимые в России вертолеты укомплектовываются импортными двигателями, в основном, производства ОАО "Мотор Сич" (Украина). Я думаю, что нам от сотрудничества никуда не уйти. Во всем мире предприятия объединяют свои усилия.
Разработка современных вертолетных двигателей 4-го поколения осуществляется с задержкой на 10-15 лет по сравнению с зарубежными аналогами и темпами, не позволяющими обеспечить ликвидацию отставания.
Иностранные фирмы-разработчики вертолетных двигателей активно внедряются на российский рынок и предлагают как покупку своих двигателей, так и совместное производство.
В этих условиях я очень доволен, что было принято решение об организации единой вертолетной компании. ОАО "Вертолеты России" определили номенклатуру вертолетов, которые будут создаваться или модифицироваться в ближайшее время в России. Это тщательно продуманная перспектива, согласованная с заводами, с КБ, с ведущими специалистами. Определена также и номенклатура двигателей, которые будут необходимы для этих вертолетов. Определены приоритетные задачи развития отечественного вертолетного двигателестроения, это:
полномасштабное освоение в России производства двигателей семейства ВК2500/ТВ3-117, которые до 2015 года составят основную долю отечественного рынка вертолетных двигателей;
завершение разработки и освоение серийного производства вертолетных двигателей четвертого поколения: ВК-800В, РД-600В, ТВ7-117В;
проведение ОКР в обеспечение перспективного модельного ряда вертолетов на 2012-2015 гг. (создание турбовального двигателя в классе мощности 500 л.с., авиационного поршневого двигателя мощностью 60-90 л.с., перспективного ВГТД мощностью до 100 л.с.);
реализация комплексной программы создания НТЗ и отработки прорывных технологий по элементам, узлам и системам вертолетных двигателей в обеспечение проведения НИОКР по созданию к 2020 г. турбовального ГТД пятого поколения для перспективных вертолетов.
Таким образом, вектор движения есть и это обнадеживает. Если в дальнейшем хватит воли и сохранится такой же напор, который есть сегодня, то богатая, очень богатая Россия в состоянии будет иметь свое двигателестроение, в том числе и в вертолетной области.
Если говорить об отечественном двигателестроении в целом, то проблем более чем достаточно. Мы, ЦИАМ, справимся с расчетными методами, мы сумеем рассчитать хорошие лопаточные машины будущего, как в военной, так и в гражданской авиации, что сейчас и происходит. Но основная задача - это технологии производства. И здесь тоже есть положительные тенденции. Выделены достаточно большие деньги - 12,5 млрд. на программу технологического развития, на программу критических технологий. И сегодня уже стоит задача не перед правительством, а перед нами. От нас будет зависеть, как этот процесс будет развиваться. Это уже задача ОАО "Объединенная двигателестроительная корпорация", а в части идеологии и ряда технологий это задача ЦИАМа. Хватит упорства, воли и мудрости руководителей - процесс пойдет.
- Объединение российского двигателестроения способно поправить положение?
- Мы - сторонники объединения. При нашем активном участии подготовлена Стратегия развития авиадвигателестроения до 2025 года, которая предусматривает создание интегрированной многопрофильной структуры, адаптированной к условиям рыночной экономики и способной обеспечить выполнение Гособоронзаказа, контрактов на поставки по линии ВТС, заказов гражданской авиации, а также заказов на ГТУ различного назначения. Интеграция это объективно необходимый процесс. А как же может быть иначе, если объемы производства и возможности любой крупной западной моторостроительной компании сегодня больше, чем возможности всех российских предприятий в целом? В условиях открытого рынка мы должны конкурировать не друг с другом, а с иностранными фирмами. Поэтому объединительный процесс обязан быть, но он должен быть разумным, с четким видением задачи, должен проходить системно. Справимся с такой задачей - будет успех.
- ЦИАМ войдет в объединенную двигателестроительную корпорацию?
- Есть различные мнения. Мы считаем, что обеспечение инновационного развития отрасли должно осуществляться развитием как государственного, так и корпоративного научно-исследовательского звена. Государственное научно-исследовательское звено должно обеспечить научную деятельность, направленную на сохранение и развитие национальных приоритетов России, необходимых для обеспечения безопасности страны, проведение поисковых исследований по определению перспективных направлений развития техники и расширению ее использования, создания новых материалов, перспективных технологий и технологической базы, способных обеспечить разработку и производство конкурентоспособной высокотехнологичной продукции. Корпоративное научно-исследовательское звено, находясь внутри бизнес-структуры, должно участвовать в создании новых знаний и наукоемких технологий, в обеспечении конкурентоспособности выпускаемой продукции.
К государственному звену относятся, прежде всего, государственные научные центры РФ, головные институты. Я не раз слышал от ведущих специалистов с мировыми именами, что в России создана замечательная система головных институтов: ЦАГИ, ЦИАМ, ВИАМ. Роль и ответственность этих институтов, в том числе и ЦИАМ, должна в будущем только расти. Формирование идеологии, формирование перспективных обликов двигателей, разработка отдельных узлов… Масса вопросов, на которые должен и может дать ответ институт.
Идут разговоры об объединении институтов. Но большей глупости придумать просто невозможно. Каждый институт - это свое направление, и сегодня, в условиях формирования интегрированных корпоративных структур, объединенной двигателестроительной корпорации, самолетостроительной корпорации институт является правой рукой федеральных органов управления в области формирования государственной политики развития стратегической высокотехнологичной отрасли. Институты надо сегодня всячески поддерживать. Убить институт, провалить направление легко, а создать заново очень непросто. Мы столкнемся с неимоверными трудностями, я думаю, что даже с невозможностью разработки новой техники.
- Кадровая проблема в авиастроении стоит сегодня очень остро. ЦИАМ, видимо, не исключение?
- В настоящее время в области кадрового обеспечения авиадвигателестроительной отрасли сложилась критическая ситуация. За период 2002-2006 гг. численность персонала уменьшилась на 11%. Работники предпенсионного и пенсионного возраста составляют 41% общей численности. Образовался разрыв в передаче эстафеты от опытных работников, являющихся хранителями научных, конструкторских и технологических школ предприятий, к молодым. Утрата этих школ явится невосполнимой потерей для промышленности.
В настоящее время на государственном уровне разрабатываются многочисленные предложения по улучшению положения в этой области. Необходимо критично подойти к отбору тех из них, что требуют срочной реализации.
В ЦИАМ кадровой проблеме уделяется большое внимание. За последние годы принято достаточно много молодежи, более 300 человек. Я заведую кафедрой Московского физико-технического института. В 1990-х годах мы не могли даже отобрать толковых студентов, а сегодня толковые студенты есть. Поэтому нам не надо только мешать. Высшая школа готовит сейчас нормальных специалистов. С третьего-четвертого курса они работают у нас, работают в реальных проектах, программах. Поэтому к моменту окончания института из них получаются весьма приличные специалисты.
Что нужно? Нам бы теперь одну задачу решить - иметь возможность обеспечить молодых специалистов жильем. Хотя бы самых талантливых. Мы должны сохранить их для авиации.
А главное - чтобы сегодня был, как это было в 30-е годы, авторитет авиационного дела. И если такой авторитет будет, если люди поймут, что авиационный инженер, ученый это престижно, дело поправится. А студенты очень чутко реагируют на это. Стали зарплаты побольше, стали по телевидению и в прессе больше уделять внимания авиации, и желающих работать у нас стало больше. Система очень чуткая, надо только создать условия.
Андрей Юргенсон
