Взлёт, 2013 № 08-09

Александр Иноземцев: «Двигатель ПД-14 — будущее российского авиапрома»

Цель проекта «Двигатель ПД-14 для самолета МС-21» — создать семейство коммерческих двигателей для ближне-среднемагистральных самолетов пассажировместимостью от 130 до 180 мест. Двигатели перспективного семейства по техническим характеристикам и экономической эффективности должны конкурировать с зарубежными аналогами. Разработка базового авиадвигателя ПД-14 стимулирует развитие отечественной промышленности и науки. Сверхзадача проекта — в кратчайший период устранить технологическое отставание России в газотурбинном двигателестроении. Кроме того, в ходе реализации проекта решаются задачи реструктуризации одной из стратегических отраслей промышленности — авиационного двигателестроения — путем вовлечения в проект всех ведущих предприятий, разделения зон ответственности с учетом их сильных сторон и перехода к программно-проектному управлению, соответствующему практике ведущих мировых производителей авиационной техники, а также создания новейших отечественных материалов и технологий металлургии, полимерных композиционных материалов и технологий их производства. Накануне авиасалона МАКС-2013 наш журнал попросил руководителя программы «Двигатель ПД-14 для самолета МС-21» — управляющего директора, генерального конструктора ОАО «Авиадвигатель» профессора Александра Иноземцева рассказать о ходе исполнения проекта, уже полученных результатах и его значимости для отечественного двигателестроения.

Александр Александрович, как начинался проект ПД-14?

Идея создания российского авиационного двигателя нового поколения родилась в недрах моторостроительного конструкторского бюро ОАО «Авиадвигатель» в начале 2000-х гг.

Долго и тщательно изучались тенденции развития и технический уровень мировых лидеров двигателестроения, анализировался рынок самолетов и авиаперевозок для правильного выбора диапазона тяги будущего двигателя. С учетом агрессивной экспансии на российский рынок зарубежной авиатехники новый двигатель должен не только превосходить перспективные иностранные аналоги по своим техническим характеристикам, но и обеспечивать конкурентоспособность новых российских лайнеров по экономичности, экологическим характеристикам, стоимости летного часа. А для серийного производителя обеспечить приемлемую себестоимость изготовления. Учитывая технологическое отставание авиапрома от мирового уровня первого десятилетия 2000-х гг. — задача не из легких.

Приступая к разработке нового двигателя, мы понимали, что создать конкурентоспособный продукт силами одной конструкторской школы невозможно. Поэтому изначально проект задумывался как интеграция сильных сторон всех двигателестроительных предприятий и научноисследовательских институтов Российской Федерации.

Основная бизнес-идея проекта — разработать отечественный современный эффективный газогенератор высокой степени технического совершенства с параметрами, позволяющими на его базе создать семейство двигателей различных мощностей, которые могут быть установлены на разных видах летательных аппаратов и использованы в наземных установках — газоперекачивающих агрегатах и электростанциях. Газогенератор — самый сложный и высоконапряженный узел двигателя, определяющий его конкурентоспособность и стоимость изготовления. Унификация данного узла позволяет обеспечить его массовое изготовление для производства двигателей разного применения и значительно сократить себестоимость каждой из будущих модификаций двигателя. Кроме того, материалы, технологии проектирования, испытаний, доводки и производства газогенератора не могут быть импортированы из-за рубежа, ибо всегда являются охраняемым ноу-хау страны, «тайной за семью печатями», т. к. существенным образом определяют место страны в мировой «табели о рангах» (именно поэтому производство горячей части двигателя SaM146 сосредоточено во Франции).

Идея была поддержана всеми двигателестроительными предприятиями и авиационными научно-исследовательскими институтами. В 2006 г. протокол о намерениях по совместной реализации проекта создания семейства авиационных двигателей нового поколения для гражданской авиации на базе унифицированного газогенератора подписали «Авиадвигатель», ПМЗ, ЦИАМ, ММПП «Салют», НПО «Сатурн», УМПО, НПП «Мотор», «ММП им. В.В. Чернышева», «Климов». Руководители предприятий решили объединить усилия для разработки конкурентоспособного двигателя с целью обеспечить российскому авиапрому условия для возвращения России статуса авиационной державы. Этот документ заложил основы будущей кооперации.

Инициатива двигателистов была поддержана правительством РФ. В 2008 г., после национализации двигателестроительных активов, началось государственное финансирование проекта создания базового двигателя, который получил название ПД-14. Головным исполнителем проекта и получателем бюджетных средств стало ОАО «УК «ОДК», головным разработчиком — пермское конструкторское бюро «Авиадвигатель». В разработке двигателя также участвуют все ведущие отечественные предприятия авиадвигателестроения (ПМЗ, УМПО, НПП «Мотор», НПО «Сатурн», НПЦ газотурбостроения «Салют», «СТАР»), отраслевые институты (ЦИАМ, ЦАГИ, ВИАМ, ВИЛС), институты Академии наук (ИПСМ РАН, ИМСС УрО РАН и др.).

Двигатель — демонстратор технологий ПД-14, первый запуск которого в Перми состоялся в июне 2012 г.

Каковы особенности реализации программы?

ПД-14 — турбореактивный двухконтурный двигатель тягой 14 тонн, предназначенный для вводимых в эксплуатацию в 2017 г. перспективных ближне-среднемагистральных самолетов МС-21 на 130–180 пассажирских мест. Работы по созданию двигателя ПД-14 ведутся синхронно с работами по созданию самолета МС-21, разрабатываемого Объединённой авиастроительной корпорацией по государственному контракту — за счет средств бюджета РФ.

Реализация проекта «Двигатель ПД-14 для самолета МС-21» осуществляется с использованием Gate-технологии. После каждого этапа разработки ОАО «Авиадвигатель» организует проведение экспертизы достигнутых результатов со стороны профессионального сообщества — двигателистов, ученых, самолетостроителей, государства, заказчиков — это так называемые контрольные рубежи. В качестве экспертов привлекаются высококвалифицированные специалисты отраслевых ведомств, НИИ, ОАК, ОДК и др. Это дает возможность консолидировать и учесть мнения всех заинтересованных сторон, избежать ошибок, своевременно внести коррективы в конструкцию двигателя и организацию процесса разработки, тем самым минимизируя финансовые затраты и сокращая сроки. Решение задач проекта осуществляется в комплексе Business & Technical (бизнес- и техническая часть).

Впервые разработка двигателя ведется «на заданную себестоимость» — стоимостные параметры учитываются при определении конструктивного облика двигателя, технологий его изготовления и обслуживания.

При разработке конструкции двигателя ставка сделана на проверенные временем классические конструктивные решения, которые в сочетании с использованием современных технологий проектирования и испытаний дают качественно новые характеристики готовому изделию. В двигателе широко используются новые российские титановые и никелевые суперсплавы, позволяющие обеспечить необходимые параметры. По сравнению с лучшими российскими ТРДД (SaM146, ПС-90А, ПС-90А2) и зарубежными аналогами (CFM56, V2500), сделан качественный скачок в повышении основных параметров, обеспечивающий снижение удельного расхода топлива двигателя ПД-14 на 12–16 %.

Использование полимерных композиционных материалов позволяет внедрить современные технологии шумоглушения и снизить массу двигателя. Доля композиционных материалов в конструкции мотогондолы достигает 60–70 %. Всего в двигателе используется порядка 20 наименований новых материалов.

Выделены 16 ключевых технологий, которые обеспечивают качество изготовления и высокую эффективность производства двигателей. Данные технологии, к сожалению, отсутствовали в российском двигателестроении. Сегодня предприятия, участвующие в реализации проекта, успешно осваивают и внедряют эти технологии, что само по себе является большим шагом вперед для инновационного развития страны и создания в России наукоемких рабочих мест.

Испытания двигателя-демонстратора на открытом испытательном стенде, в ходе которых оценивались акустические характеристики будущего ПД-14

Какие этапы уже пройдены?

В 2012 г. прошел комплекс стендовых испытаний двигатель — демонстратор технологий (ДДТ). Основная цель испытаний — продемонстрировать готовность заложенных в двигатель конструктивных и технологических решений — была успешно достигнута. ДДТ показал хорошие результаты по термодинамике, акустике и эмиссии — лучше, чем у современных аналогов, продемонстрировал результативность использованных технологий.

Для подтверждения летной годности ПД-14 осуществляется специальная квалификация материалов (полуфабрикатов), применяемых в двигателе. Формируется банк данных характеристик материалов, подтверждающих то, что эти материалы имеют необходимый уровень конструкционной прочности. Испытания образцов материалов ведутся в новых современных аккредитованных Авиарегистром МАК лабораториях ОАО «Авиадвигатель», ЦИАМ и ВИАМ. Для сокращения сроков испытаний материалов в «Авиадвигателе» построен не имеющий аналогов в мире роботизированный комплекс изготовления образцов.

При разработке двигателя ПД-14 и внедрении новых технологий учитываются интересы будущих заказчиков, тех, кто будет заниматься его эксплуатацией.

Целенаправленная работа по снижению себестоимости изготовления, затрат на техническое обслуживание и ремонт, обеспечению стабильности характеристик и высокой надежности двигателя, его топливной эффективности, снижению массы, шума и эмиссии вредных веществ гарантирует низкую стоимость жизненного цикла двигателя.

При реализации проекта параллельно с проектированием двигателя решаются вопросы создания современной и удобной для потребителей системы послепродажного обслуживания — максимально приближенной к клиенту ремонтно-технической базы, удобных логистических схем, предоставлению наилучших гарантий и сервиса — всего того, что в связи с относительно малым количеством эксплуатирующихся самолетов отечественного производства полностью отсутствует и вызывает справедливые нарекания авиаперевозчиков.

Достигнутые на сегодняшний момент результаты позволяют нам быть уверенными, что ПД-14 будет конкурентоспособным не только по техническим характеристикам, но и стоимости летного часа.

Весной 2013 г. состоялось значимое событие для проекта — подана заявка в Авиарегистр МАК на получение Сертификата типа двигателя ПД-14, а в конце года проект выйдет на этап международной сертификация в EАSА.

Испытания двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76 в ЛИИ им. М.М. Громова будут начаты в 2014 г

Очередная сборка двигателя- демонстратора ПД-14, декабрь 2012 г.

Удовлетворены ли Вы схемой финансирования программы?

Реализация проекта «Двигатель ПД-14 для МС-21» на базе широкой кооперации двигателестроительных предприятий и НИИ позволяет обеспечить высокую эффективность использования бюджетных средств. Государственные деньги вкладываются не только в разработку конкретного наукоемкого современного продукта — двигателя ПД-14, — но и в реальное внедрение современных технологий проектирования, испытаний и производства, позволяющих существенно преодолеть технологическое отставание отечественного авиапрома и создать базу для его дальнейшего развития. Во-первых, есть гарантия, что эти технологии будут реально использованы при производстве востребованного конкурентоспособного продукта. Во-вторых, бюджетные деньги вкладываются в сильные стороны предприятий, что минимизирует риски освоения новых компетенций — предприятия, обладающие практическим опытом, имеют возможность за счет него предупредить возможные ошибки и неудачи. В-третьих, поскольку участие в кооперации «отвлекает» только часть производственных мощностей предприятий, сохраняя их возможность получать доходы от реализации других продуктов, ни для одного предприятия не возникает угрозы существенной потери доходов на этапе первичных, всегда очень ограниченных по объему, продаж двигателей и самолетов.

Такое распределение рисков между частным бизнесом и государством является оптимальным для достижения целей обеих сторон. Изменение сложившейся структуры реализации проекта неизбежно увеличит риски государства в очередной раз безрезультатно потерять уже вложенные в проект миллиардные средства.

Уверен, что реализация проекта создания ПД-14 станет примером успешного развития высокотехнологичного производства, основанного на отечественных конструкторских разработках и изобретениях.

Создание семейства перспективных двигателей на базе унифицированного газогенератора — блестящая возможность для России вернуть отечественное двигателестроение на мировой уровень, а для Объединенной двигателестроительная корпорации — шанс закрепиться в числе крупнейших мировых производителей газотурбинной техники.