Москва. 12 декабря. АвиаПорт - 33 заседание Межгосударственного Координационного Совета (МКС) по сотрудничеству между Россией и Украиной в области авиадвигателестроения состоялось на базе ФГУП "Всероссийский Научно-Исследовательский институт авиационных материалов" (ВИАМ), сообщил "АвиаПорту" Президент Ассоциации Союз авиационного двигателестроения (АССАД) Виктор Чуйко.
Перед заседанием его участники ознакомились с лабораторно-стендовой базой института. По словам В.Чуйко, "нас ознакомили с техническим оснащением ВИАМ, и у меня ошеломляюще положительное впечатление". Он также дополнил, что существенные позитивные преобразования состоялись буквально в течение 2011 года.
Президент АССАД подчеркнул, что работы ВИАМ признаны во всем мире, и отметил, что без использования передовых разработок института предприятиями авиационной промышленности России и Украины невозможно говорить о конкурентоспособных на глобальном рынке российских самолетах.
На заседании было представлено несколько докладов, наиболее детальным и подробным было выступление заместителя генерального директора ВИАМ Ольги Оспенниковой. Она осветила широкий круг проблем разработки новых перспективных материалов, технологий и вопросов малообъемной металлургии. Доклад предоставил слушателям исчерпывающую информацию о разработанных ВИАМ материалах и технологиях, и о перспективах их развития с ориентиром до 2030 года.
Требования к конструкции и эксплуатации авиадвигателей постоянно повышаются, и основные работы ВИАМ направлены, в частности, на создание новых материалов для рабочих лопаток двигателей с высоким уровнем удельных характеристик, новых классов покрытий, которые будут работать при повышенных температурах, и обеспечивать повышенный ресурс.
В области покрытий работы ВИАМ ведутся в интересах создания жаростойких, высокоградиентных теплозащитных покрытий (ТЗП) поверхностей лопаток, обеспечивающих полную работоспособность в течение межремонтного ресурса не менее 4000 часов.
В области материалов работы ведутся в направлениях создания композиционных материалов для изготовления сопловых лопаток, способных работать при температуре до 2200К без охлаждения и покрытий в течение межремонтного ресурса 4000 часов. Также для рабочих лопаток разрабатываются материалы, способные работать на протяжении межремонтного ресурса 4000 часов при температуре 2000К.
Значительный объем исследований ВИАМ посвящен развитию литейных жаропрочных сплавов. Если за предыдущие 40 лет температурный уровень работоспособности таких сплавов вырос на 400 град Цельсия, то в перспективе до 2030 года переход от никелевых сплавов к сплавам системы ниобий-кремний может повысить температуру еще на 150-200 град.
Продолжаются работы по композитам на основе тугоплавких металлов, упрочненных интерметаллидами. В этой области поставлены следующие перспективные задачи: к 2020 году разработать сплавы, работоспособные до температуры до 1350 град Цельсия, обладающие плотностью 7,2-7,5 г/кв.см против сейчас 8,9-9,2 г/кв.см сегодня. В дальнейшем, к 2030 году, ставится задача разработки технологий высокоградиентной направленной кристаллизации, термической и механической обработки.
ВИАМ продолжит исследования в интересах создания интерметаллидных сплавов с рабочими температурами до 850 град Цельсия, обладающих низкой плотностью, что позволит снизить массу лопаток в 1,5-2 раза.
Широкое внедрение композиционных материалов (КМ) на основе тугоплавких материалов позволит повысить весовую эффективность и снизить массу ротора турбины авиадвигателя на 25%, снизить удельный расход топлива, в частности, за счет снижения расхода охлаждающего воздуха.
Отдельный блок работ связан с разработкой технологий высокоградиентной направленной кристаллизации. На сегодня в ВИАМ уже создано производство жаропрочных литейных сплавов с использованием вакуумных индукционных печей, полностью проработана вся технологическая цепочка.
Развивается в ВИАМ направление производства жаропрочных сплавов с микролегированием редкоземельными элементами, что позволяет повысить жаропрочность в среднем в 1,5-2 раза.
Широкое применение в авиадвигателях находит сплав ВЖ172, производство которого освоено в Электростали, поковки и штамповки изготавливаются компанией Росполимер. Этот сплав составляет серьезную конкуренцию аналогичным по назначению и применяемости зарубежным сплавам.
Для двигателя ПД-14 для зубчатых колес редукторов с увеличением ресурса в 1,5 раза применяется сталь ВКС-10, обеспечивающая длительную работоспособность редуктора до температуры 450 град Цельсия, и до двух часов - при температуре 550 град Цельсия в условиях масляного голодания.
Мартенситно-стареющие стали ВКС-180, ВКС-21 применяются при изготовлении валов авиадвигателя ПД-14, что позволяет снизить массу деталей на 30%. Для них подготовлены соответствующие покрытия.
Огромное внимание в текущей работе, и в работах в соответствие со стратегией развития, уделяется защитным покрытиям. Наноструктурные ионно-плазменные защитные и упрочняющие покрытия для лопаток турбин имеют высокую температурную стойкость (до 1200 град Цельсия) и низкую теплопроводность. Преимущество этих покрытий также в высокой стойкости к пластическим деформациям. Например, высокотемпературное наноструктурное покрытие ВСДП-9+ВСДП-18 позволило увеличить ресурс рабочих лопаток турбины двигателя РД-33 в морском исполнении для палубного истребителя МиГ-29К/КУБ с 50 часов до 3000 часов.
В рамках проведения работ по программе по внедрению новых материалов для двигателя ПД-14, ВИАМ совместно с "Пермским моторным заводом" отработана технология нанесения комплексного теплозащитного покрытия с нанесением керамического слоя теплозащитного покрытия методом APS на лопатки турбины высокого давления. При этом стоимость ТЗП с керамическим слоем магнетронного охлаждения в 10 раз ниже стоимости ТЗП с электронно-лучевым керамическим слоем.
ВИАМ организовал производство установок и трубных катодов для нанесения защитных покрытий. На базе вакуумно-индукционных печей ИСВ-160 и ВИАМ-1НК создан производственный участок мощностью 500 катодов в год.
На сегодня достаточно широко применяется изотермическая штамповка на воздухе в режиме сверхпластичности. Эффективность использования данной технологии доказана повышением коэффициента использования материала в два раза, снижением трудоемкости. Эта технология позволяет получать штамповку, по форме максимально приближенную к конечной детали. Для реализации технологии организован участок для производства покрытий производительностью до 40 тонн в год более 32 марок покрытий.
В завершение заседания МКС был обсужден ряд организационных вопросов и принято решение МКС. Согласно документу, одобрены предложения ВИАМ по созданию и внедрению новых и перспективных материалов и технологий для авиамоторостроения. Генеральной дирекции АССАД рекомендовано организовать научно-технический совет по новым материалам и технологиям для авиадвигателестроения, а разработчикам авиационных двигателей и агрегатов для увеличения ресурса ГТД и агрегатов рекомендовано использовать новые материалы разработки ВИАМ. Также предложено специалистам ВИАМ повести ряд выездных докладов на предприятиях авиадвигателестроения. Наконец, решением МКС рекомендуется обратиться в Минобразования по вопросу подготовки специалистов-материаловедов.
Дмитрий Козлов
