Еженедельник "Снабженец"
http://www.snab.ru

Полная версия этой статьи в формате PDF:
СКАЧАТЬ

Международный салон «Двигатели» в нынешнем году работал в Москве уже в 10-й раз. Это единственный в мире специализированный форум разработчиков и производителей двигателей для гражданской и военной авиационной и ракетно- космической техники, а также высокотехнологичной продукции двойного назначения. Салон, проводимый в соответствии с распоряжением Правительства РФ раз в 2 года, в 2008 г. собрал в крупнейшем выставочном павильоне ВВЦ рекордное число участников. Более 150 широко известных на мировом рынке предприятий и фирм, бизнес которых связан с созданием, производством, продажей, эксплуатацией и ремонтом двигателей, продемонстрировали образцы материалов, техники и оборудования для летательных аппаратов (ЛА), автомобилестроения и систем ТЭК. Двигателестроение было и остается ведущей отраслью машиностроения России. Однако говорить о революционном прорыве в этом секторе экономики пока не приходится. Более того, в течение последних 15 лет в нашей стране «с нуля» не было создано ни одного нового двигателя, за исключением российско-французской модели SaM*. Начало же разработки таких агрегатов, как НК-93, РД-1700, АЛ-55 и ряда других, осваиваемых сегодня предприятиями двигателестроения, было положено еще во времена существования СССР. Как отмечалось на проходившем в дни работы салона научно-техническом конгрессе по двигателестроению с участием зарубежных специалистов, для преодоления системного кризиса отрасли необходимы крупные заказы, способные привлечь значительные инвестиции. И такая возможность сегодня есть. Принятая и одобренная высшим руководством России «Стратегия развития Объединенной авиастроительной корпорации до 2025 года» направлена на выпуск авиационной промышленностью страны сотен самолетов в год. Стратегия определила также товарный ряд тех самолетов, которые Россия будет производить в течение ближайших 10–12 лет. И если авиастроители начнут делать ставку на отечественные двигатели и их компоненты, то позитивная динамика всех направлений развития российского двигателестроения станет реальной. Именно на таком выборе создателей новой авиатехники строят разработку специальной федеральной целевой программы профильные министерства и ведомства РФ. Программа предусматривает пути совершенствования и развития производства новых двигателей пятого и шестого поколений на 2010–2015 гг. Общий объем финансирования программы может составить до 60 млрд руб. В настоящее время финансовое обеспечение двигателестроения определяется ФЦП по гражданской авиации в целом, рамки которой обеспечат в 2009 г. инвестирование отрасли в пределах лишь 4–4,3 млрд руб., чего явно недостаточно. Практически недавно Указом Президента РФ был создан двигателестроительный холдинг. Свою деятельность, направленную на реформирование, а в дальнейшем и реструктурирование отрасли, он начинает на базе ОАО «Объединенная промышленная корпорация “Оборонпром”». В новую структуру вошли Пермский моторостроительный комплекс, самарские двигателестроительные предприятия, Уфимское моторостроительное объединение, НПО «Сатурн». Консолидация мощностей и активов крупнейших предприятий газотурбостроения позволит укрепить устойчивость отрасли, повысить ее инвестиционную привлекательность. Кроме того, как считают специалисты, она будет способствовать успешной реализации структурных преобразований в наукоемких отраслях российской экономики в целом. Опыт, многочисленные и еще не реализованные разработки, накопленные в двигателестроении, в т. ч. и представленные на выставке, должны стать той отправной точкой, которая определит актуальные научно-технические направления развития отрасли. Сегодня двигателестроительный комплекс имеет все возможности для расширения партнерских отношений со смежными производствами — приборо- и агрегатостроением, точной металлургией и др. А значит, может внести свой вклад в преобразование сырьевой экономики России в инновационную. Газотурбинные двигатели и узлы Около 25% дефицита энергии, который, как полагают эксперты, при нынешнем состоянии базы ТЭК может возникнуть в России в ближайшие годы, способны восполнить газотурбинные двигатели (ГТД) и создаваемые на их базе силовые узлы. На производстве этих и других силовых агрегатов для летательных аппаратов специализируется ОАО «Красный Октябрь» (г. Санкт-Петербург), входящее в состав ФГУП «РСК “МиГ”». Газотурбинный двигатель-энергоузел ГТДЭ-117 — это турбовальный двигатель модульной конструкции для самолетов со свободной турбиной. Модуль его турбокомпрессора представляет собой одновальный агрегат с центробежным компрессором и одноступенчатой турбиной. Редуктор модуля силовой турбины выполнен по двухступенчатой многопоточной схеме. Двигатель отличается относительно небольшой массой при высокой степени энерговооруженности. Агрегат рассчитан на использование в различных российских и зарубежных самолетах и выпускается в нескольких модификациях. ГТДЭ-117 и его основной подвид ГТДЭ-117-1 устанавливаются на истребитель МиГ-29 (базовая модель в составе коробок самолетных агрегатов КСА-2/3/4), а также на СУ-27/30/32/33 (ГТДЭ-117-1 — в составе выносной коробки агрегатов ТРДД (Ф) АЛ-31). Энергоузлы этого типа обеспечивают автономную предполетную подготовку самолета без запуска основных двигателей и их последующий запуск. Планомерно проводимая долгосрочная программа модернизации и переоснащения основных фондов предприятия позволила сформировать здесь парк современного технологического оборудования, необходимого для изготовления сложной авиатехники. Помимо газотурбинных узлов, это главные и промежуточные редукторы, хвостовые трансмиссии и валы, автоматы перекоса для вертолетов, а также новые разработки коробок самолетных агрегатов. ОАО «СНТК им. Н. Д. Кузнецова» (г. Самара), управляемое ОПК «Оборонпром», — один из крупнейших в России специализированных комплексов по разработке и изготовлению опытных авиационных и ракетных двигателей, силовых газотурбинных блоков для железнодорожного транспорта и ГТД для энергетики и газовой отрасли. В рамках выставочной программы предприятие представило высокоэкономичный винтовентиляторный двигатель НК-93 с тяговым усилием 18 000 кгс. Этот агрегат, находящийся в стадии окончательной доработки*, относится к пятому поколению авиадвигателей. Предназначен он для эксплуатации на самолетах ТУ-214, ТУ-330, ИЛ-96-300 и ИЛ-96М-400. Двигатель обладает сверхвысокой степенью двухконтурности (m=16–18) и отличными характеристиками по экономичному расходу топлива в условиях крейсерского полета борта. Его конструкция выполнена по трехвальной схеме с приводом закапотированного двухрядного винтовентилятора противоположного вращения через редуктор. При этом 87% тяги обеспечивается как раз винтовентилятором с соосными винтами, а остальная часть — газогенераторами. НК-93, как показали многолетние испытания, по уровню шума, параметрам эмиссии, удельному расходу топлива, экологическим характеристикам и ресурсу превосходит многие зарубежные аналоги. Следует отметить, что разработка турбовинтового двигателя НК-93 была начата Самарским научно-техническим комплексом еще в 1985 г. Опытный силовой агрегат, не имеющий аналогов в практике самолетостроения, был создан в 1989 г. Но из-за недостатка финансирования его доводка затянулась на многие годы и завершается только в настоящее время. Работы проводятся в соответствии с ФЦП «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002–2010 годы и на период до 2015 года». Параллельно самарское предприятие активно продолжает работы по модернизации и испытаниям ракетного двигателя НК-33 для российских ракет-носителей «Союз-2/3». Его использование позволит увеличить полезную нагрузку, доставляемую на орбиту, почти на 40%. В стадии завершения находится работа по созданию перспективных авиационных двигателей. Модель НК-256 с тягой 20 тс предназначена для пассажирских и транспортных самолетов различных типов и оснащена системой полного электрического управления. Модельный ряд таких двигателей предполагается расширить за счет разработки варианта НК-600. Этот агрегат с толкающим винтом мощностью до 550 л. с. рассчитан на использование в легких перспективных самолетах ВК-14 и ЯК-58. Одновременно проходит испытания двухконтурный ГТД НК-44, который будет устанавливаться на различных магистральных самолетах гражданской и транспортной авиации. Для энергетиков инженерами комплекса созданы газотурбинные двигатели НК-37 мощностью 25 МВт. Сегодня они успешно эксплуатируются на ТЭЦ в Самаре и Казани, поставку ГТД этого типа ожидают в Беларуси. Серийно выпускаемые двигатели НК-36СТ в настоящее время применяются на газопроводах ОАО «Газпром». Еще одно направление разработок НТК адресовано Российским железным дорогам. Сконструированный и выпускаемый на предприятии силовой блок тяговой секции газотурбовоза с ГТД НК-361 используется ОАО «РЖД» в качестве энергетической установки магистральных локомотивов. Блок работает на сжиженном природном газе и имеет мощность 8,3 МВт. Применение газотурбовозов позволяет, как показала практика, снизить прямые эксплуатационные расходы при перевозке грузов в 1,8 раза. Опыт, полученный при создании газотурбинного двигателя НК-361, решено положить в основу разработки проектов мобильных электростанций на железнодорожных платформах. Турбореактивные двигатели ОАО «Авиадвигатель» (г. Пермь) известно в мире как ведущее в России конструкторское бюро — разработчик двигателей для гражданской и военной авиации, а также промышленных установок и электростанций, создаваемых на базе авиационных технологий. Несколько лет назад предприятие вошло в состав Пермского моторостроительного комплекса. Это позволило существенно улучшить координацию кооперативных связей, решение вопросов стратегического маркетинга и инвестиционного планирования. Кроме того, удалось значительно сократить путь от конструкторских разработок до внедрения в производство новых систем, которыми обеспечивается современный парк самолетов и других ЛА. Накопленный предприятием опыт весьма велик — от первого двухконтурного агрегата Д-20П, установленного в 1960 г. на ТУ-124, до модифицированных двигателей ПС-90А, на которых российская авиация вступила в XXI в. Это позволяет в нынешних условиях реализовать смелые проекты и предложить авиастроителям и самолетным паркам оригинальные конструктивные решения в области двигателестроения. Производство базовых авиадвигателей четвертого поколения ПС-90А осуществляет Пермский моторный завод (ОАО «ПМЗ»). Предприятие выпускает также двигатели Д-30 (для самолетов ТУ-134), Д-30Ф6 (для истребителей-перехватчиков МиГ-31) и ТВ2-117АГ, устанавливаемые на вертолетах Ми-8. Базовая модель турбореактивного ПС-90А, одно из важнейших достижений российской авиационной промышленности 1990-х гг., относится к классу турбовентиляторных двигателей. Это унифицированный двухконтурный двухвальный агрегат, состоящий из 11 модулей. Он отличается смешением потоков наружного и внутреннего контуров и имеет реверс в наружной системе и комплекс шумопоглощения. Конструктивные особенности двигателя позволили почти вдвое повысить экономичность самолетов нового поколения ИЛ-96-300, в т. ч. самолета Президента РФ ИЛ-96-300ПУ, а также Ту-204, ТУ-214 и их модификаций. Одновременно удалось обеспечить их соответствие мировым экологическим нормам. (ПС-90А имеет сертификаты соответствия нормам ИКАО на выброс вредных веществ.) Рассчитанный на тягу 16–18 тс, этот двигатель является единственным в России, который эксплуатируется «по техническому состоянию». Общая наработка всех двигателей ПС-90А на пассажирских и грузовых перевозках с начала их серийной эксплуатации (1992 г.) в минувшем году достигла 1,9 млн полетных часов. В настоящее время в 14 авиакомпаниях, включая Cubana de Aviacion S. A., эксплуатируются 122 таких агрегата. При этом в КБ продолжаются работы по повышению их надежности и безотказности. Так, завершен комплекс мероприятий по внедрению на серийных двигателях звукопоглощающих конструкций второго поколения (ЗПК-2), обеспечивающих самолетам ТУ-204, ТУ-214 и ИЛ-96-300 выполнение требований нормативов ИКАО по шуму. Высокая надежность ПС-90А обусловлена применением новых методов проектирования деталей и узлов на заданный ресурс и всесторонней доводкой основных элементов на полный ресурс на специальных стендах. Кроме того, производители осуществляют системную эффективную диагностику состояния двигателя в эксплуатации. Агрегат оборудован двухканальной электронной системой управления и контроля рабочих параметров. Это обеспечивает своевременное выявление неисправностей и эксплуатацию «по состоянию». Линейка двигателей, разработанных на основе базовой конструкции, включает несколько специальных модификаций. ПС-90А1 обеспечивает увеличенную тягу на взлетном режиме и предназначен в первую очередь для транспортного самолета ИЛ-96-400Т/М. Для варианта ПС-90А2, взаимозаменяемого с ПС-90Ф2М, совместный проект ОАО «Авиадвигатель» и компании Pratt & Whitney (Канада) предусматривает повышение надежности в 2 раза и снижение стоимости жизненного цикла. Одновременно удается получить разрешение на полеты ETOPS*. Для самолетов с повышенной взлетной массой разработчики создали ПС-90А3. На самолетостроительных заводах в Ташкенте и Воронеже недавно начата ремоторизация (замена «сходящих» двигателей Д-30КП) первых и последующих серийных самолетов ИЛ-76, предназначенных для МО РФ. С этой целью в ОАО «Авиадвигатель» разработали специальную модификацию, которую так и обозначили — ПС-90А-76. У нового варианта, рассчитанного на взлетную тягу до 16 тс, в 2 раза повышена надежность, на 15% в среднем снижен расход топлива и в 1,5 раза уменьшены эксплуатационные расходы. Наконец, специально для поисково-спасательного самолета-амфибии А-42 инженеры создали двигатель ПС-90-42. Эксплуатировать его можно в различных условиях, в т. ч. в зонах полярного и тропического климата. Стабильный, современный модернизированный комплекс, включающий все производственные циклы по выпуску турбореактивных двигателей для военной техники и учебно-тренировочных самолетов, — таким знают Московское машиностроительное предприятие им. В. В. Чернышева (ОАО «ММП»). Сегодня его техника эксплуатируется более чем в 40 странах мира. Модель РД-33, представленная на нынешней выставке, разработана в ОАО «Климов» и является базовой для целого семейства модификаций. Собственно РД-33 устанавливается на всех типах всемирно известного и проверенного в боевых условиях истребителя МиГ-29, который эксплуатируется сегодня в 27 странах. Двигатель имеет высокое отношение тяги к массе, низкий удельный расход топлива, улучшенную газодинамическую устойчивость во всех режимах работы, для всех высот и скоростей полета. Указанные характеристики сохраняются и при применении ракетного либо пушечного вооружения. В результате совершенствования конструкции в ходе длительной эксплуатации нескольких тысяч агрегатов, выпущенных ММП им. В. В. Чернышева, достигнуто соответствие последних модификаций мировым стандартам по основным показателям и нормам. Турбореактивный двигатель РД-1700, выпуск которого не так давно начат на предприятии, предназначен для учебно-тренировочных и легких боевых самолетов. Можно применять его и в качестве силовой установки на популярных сегодня беспилотных летательных аппаратах. Агрегат выполнен по двухвальной схеме, имеет четырехступенчатый компрессор высокого давления, двухступенчатый вентилятор и турбину с охлаждаемыми лопатками. Конструкция разработана Тушинским машиностроительным КБ «Союз» совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ) при поддержке производителя двигателей. Для РД-1700 создана форсажная камера, при использовании которой тяга двигателя на полном форсированном режиме достигает 2000 кгс. Материалы и комплектующие Легкие и специальные сплавы — это «хлеб» для создателей авиакосмической техники и специального оборудования летательных аппаратов. Ни один элемент самолета или ракеты не обходится без использования алюминиевых, титановых, жаропрочных либо никельсодержащих и других сплавов и материалов. Именно потому к такому, условно говоря, «хлебному» месту, каким являлась экспозиция Всероссийского института легких сплавов (ОАО «ВИЛС», г. Москва), было привлечено большое внимание многих разработчиков и производителей авиаконструкций. ВИЛС, крупнейший в России научно-технологический центр, решает комплексные задачи по созданию, производству и применению в различных отраслях промышленности, в первую очередь, авиакосмической, полуфабрикатов из легких и специальных сплавов. Институт разрабатывае технологии получения современных гранулированных материалов, методы специальной обработки сырья — недендритной кристаллизации, термомеханических воздействий, механического легирования, диффузной сварки. Его специалисты создают также системы контроля качества продукта, получаемого в различных технологических условиях. ОАО «ВИЛС», обладающее действующей испытательной базой, оснащено разнообразным плавильно-литейным оборудованием. Это, в частности, мощнейшие в мире горизонтальные и вертикальные гидравлические прессы с усилием соответственно 20 и 75 тыс. тс. Кроме того, в институте есть высокопроизводительные прокатные станы и другое металлургическое оборудование. Такой «набор» на его промышленных площадках позволяет осваивать и серийно производить на современном мировом уровне широкий ассортимент заготовок и полуфабрикатов. На выставке ОАО «ВИЛС» представило свое «ноу-хау» — комплекты заготовок дисков и турбокомпрессорных валов из гранул сплавов ЭП741-117 с гарантированно высоким уровнем механических характеристик. Такие комплекты, состоящие из четырех, пяти и девяти элементов, изготовлены специально для производства авиационных двигателей, серийно выпускаемых ведущими специализированными предприятиями страны и ближнего зарубежья. В числе последних можно назвать, например, ММП им. В. В. Чернышева, изготавливающее двигатели ТВ7-117 для ближнемагистральных пассажирских лайнеров ИЛ-112В и ИЛ-114, а также агрегаты РД-1700 для новых учебно-тренировочных самолетов МиГ-АТ и РД-33 для многоцелевых фронтовых истребителей. Продукция института поставляется и в НПО «Сатурн», выпускающее двигатели АЛ-55И для учебно-тренировочных самолетов HJT-36 ВВС Индии, а также агрегаты пятого поколения («изделия 117») для проекта создания перспективного авиационного комплекса ВВС России. Экспонировавшийся на стенде ОАО «ВИЛС» комплект заготовок дисков из гранул сплава ЭИ698П (10 деталей) разработан для двигателей газоперекачивающих и энергетических установок серийного ряда ГТУ. Подобное оборудование для систем транспортировки газа ОАО «Газпром» выпускает Пермский моторостроительный комплекс. Метод, применяемый предприятием в металлургии гранул, обеспечивает более однородный состав и структуру материала изделий, изотропность свойств и более высокий уровень конструкционных и служебных характеристик по сравнению с традиционными материалами. Подобные сплавы и заготовки могут эффективно применяться и в других отраслях производства. Продукцию, широко используемую при изготовлении авиадвигателей и вертолетных редукторов, представило салону головное предприятие Дивизиона специальных и прецизионных подшипников Завода авиационных подшипников (ОАО «ЗАП», г. Самара). Этот завод, входящий в состав «самарского авиапромышленного куста», как именуют его партнеры, осуществляет поставку подшипников всех конструктивных групп для авиационной и космической промышленности. Номенклатура изделий включает тысячи наименований шариковых, роликовых и конических конструкций. В ассортименте представлены высокоточные, малошумные, а также гибридные подшипники с керамическими телами качения диаметром 10–620 мм и весом от 20 г до 76,8 кг. При их производстве используют теплостойкие и нержавеющие стали, бронзовые и алюминиевые сплавы, латунь, текстолит и другие современные материалы. Продукция ОАО «ЗАП» применима и в других изделиях гражданского и военного машиностроения: в ракетах, подводных лодках, танках, автомобилях, электродвигателях и станках. На всех стадиях производственного процесса действует строгий контроль качества продукции, что очень важно, если иметь в виду ее назначение. Современные технологии выпуска, тестирование подшипников на соответствие международной сертификации гарантируют их надежность и длительный срок эксплуатации. ОАО «Мотор Сич» (г. Запорожье, Украина) — предприятие с более чем 100-летней историей. Основной продукцией, которую оно поставляет авиационной промышленности разных стран, являются типовые группы современных двухконтурных турбореактивных двигателей. Однако, в силу своей многопрофильности, предприятие занимается также разработкой, внедрением и выпуском большого числа сложных фасонных заготовок для деталей авиадвигателей из титановых и жаропрочных сплавов, нержавеющих и конструкционных сталей. Методом литья по выплавляемым моделям и в кокиль на предприятии в настоящее время изготавливают 972 наименования титановых изделий. Заготовки получают путем заливки титанового сплава в инертные углеродные формы в вакуумно-дуговых центробежных печах. Для изготовления форм используют специально разработанное связующее, которое обеспечивает их усадку в пределах 2,6% и позволяет получать отливки, соответствующие 4–6 классам точности. Применение технологии высокотемпературного вакуумного обжига форм дает возможность получать отливки со стабильными механическими свойствами и без поверхностного газонасыщенного слоя. Такой способ литья позволяет выпускать как отдельные высококачественные заготовки деталей, так и сложные узловые и корпусные элементы с механической обработкой по сопрягаемым поверхностям. В ОАО «Мотор Сич» применяют также разработанный инженерами предприятия метод горячего экструдирования заготовок лопаток компрессора для нескольких видов авиадвигателей (Д-18Т, Д-436Т1, АИ-222-25, ТВЗ-117 и ряда других) в разъемных матрицах под точную штамповку или холодное вальцевание. Сегодня предприятием освоен выпуск 150 наименований заготовок. Кроме того, из высокоогнеупорных оксидов здесь изготавливают керамические стержни, широко применяемые при литье по выплавляемым моделям. С их помощью выплавляются пустотелые лопатки ГТД и сложные фасонные детали из жаропрочных сплавов и нержавеющих сталей для двигателей серий Д, АИ и МС. Метод прессования будущих изделий на оборудовании марки PVE обеспечивает формирование в деталях внутренних полостей высокой размерной точности с поверхностями, не требующими дополнительной механической обработки. Номенклатура серийно изготавливаемых стержней включает 417 наименований. Евгений Каршилов, фото автора