Бездарно догонять, если можно опередить
Двигатель для перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации (ПАК ФА), его разработка и возможности, ход реализации проекта, использование новых технологий и материалов – обо всем этом рассказал в эксклюзивном интервью «ВПК» Евгений Марчуков, генеральный конструктор и директор Научно-технического центра имени А. И. Люльки – филиала ОАО «НПО «Сатурн» Объединенной двигателестроительной корпорации.
– Евгений Ювенальевич, за годы перехода к новой экономической формации Россия утратила лидирующие позиции во многих высокотехнологичных областях, в том числе и в самолетостроении, а также в самом интеллектуальном его сегменте – двигателестроении. Не пройдена ли точка невозврата? Можно ли догнать конкурентов? Если да, то как, на ваш взгляд, следует наверстывать упущенное?
– За два десятка лет отечественное двигателестроение, если использовать спортивную терминологию, почти на круг отстало от зарубежных коллег-конкурентов. Поэтому мы никогда не выйдем в лидеры, если будем пытаться догонять мировых производителей авиационных двигателей простым напряжением всех своих сил, следуя традиционно по беговой дорожке научно-технического прогресса. Срезать надо, бежать наискосок и вырываться вперед. В спорте это недопустимо, а в технике действуют свои, особые правила игры.
– Каким образом срезать?
– Использовать новые материалы, достигнутые наработки в других секторах технических знаний. Есть достаточно веских оснований к тому, что мы можем сделать не только конкурентоспособный авиационный двигатель для ПАК ФА, но и авиационные моторы следующего за ним поколения.
Сейчас на всех газотурбинных двигателях реализуется так называемый цикл Брайтона: подвод тепла при постоянном давлении. Возможности такого двигателя подходят к своему пределу, он фактически исчерпал себя, как исчерпал в свое время поршневой двигатель. Конечно, можно увеличить КПД на два-три процента, но в целом это проблемы не решает. Задача состоит в том, чтобы удельная тяга возросла на 50–60 процентов.
В чистой науке совершаются открытия, которые способны радикальным образом повлиять на развитие техники. Но развитие самих технических систем идет ступенчато, по нарастающей. Вот и двигатель для ПАК ФА хотя и превзойдет по всем параметрам уже созданные моторы, тем не менее будет сделан с использованием уже имеющейся научно-технической базы. Конечно, появятся новые керамические материалы, выдерживающие очень высокие температуры. Турбина высокого давления сможет работать без охлаждения лопаток, подшипники – без смазки. Температура на входе ТВД превысит температуру сгорания керосина на 2300 градусов. Это будет предел возможностей для повышения параметров современного авиадвигателя. Существующий облик двигателя сохранится еще полтора-два десятка лет. Многое зависит от того, как быстро начнут совершенствоваться свойства материалов.
– Это более отдаленная перспектива. Давайте все-таки поговорим о нашем времени. Что представляет собой сегодняшний двигатель для ПАК ФА?
– Сейчас для ПАК ФА сделан двигатель, имеющий условное обозначение «изделие 117». Он находится на этапе проведения предварительных испытаний – стендовых и летных, которые проходят успешно. Некоторые элементы заимствованы из наработок по созданию двигателя «117С» для истребителя Су-35, в частности методы проектирования и расчетов, технологии обработки сложнейших элементов конструкции.
Двигатель «117С» – это отнюдь не легкая модернизация АЛ-31Ф, как порой можно прочитать в прессе. Тяга у него на две тонны выше, чем у АЛ-31Ф. Получить эти две тонны в тех же габаритах совсем непросто. На двигателе стоит новый компрессор низкого давления. Существенно модернизирован компрессор высокого давления. Новая камера сгорания. Новая турбина. Практически все узлы новые. Двигатель на 80 процентов состоит из новых деталей.
А на «изделии 117» для ПАК ФА первого этапа (Т-50) тяга еще больше, чем у «117С». К тому же на нем стоит принципиально новая система автоматического управления (САУ) – полностью цифровая, с полной ответственностью. Впервые она будет построена на российской элементной базе. Архитектура построения системы, алгоритм управления ею также российские. Мы хотим, чтобы и элементная база была российской, хотя у нас есть целый перечень разрешений на использование зарубежной базы. Такого в отечественном двигателестроении еще не было. Для решения этой задачи Минпромторг РФ выделяет средства. Проводится научно-исследовательская работа под названием «САУ перспективного изделия». Подобралась хорошая команда проектировщиков САУ, имеется определенный задел, и мы не сомневаемся в успехе.
– Что это такое – этап предварительных испытаний Т-50, о котором вы упомянули?
– Этап предварительных испытаний – самый трудоемкий период в процессе создания авиационного двигателя как по времени, так и по деньгам. Поскольку применяются новые элементы конструкции, что-то может выходить из строя. Приходится что-то переделывать, вновь испытывать. При необходимости корректируется рабочая конструкторская документация (РКД). А это все – время, деньги. Большой расход дорогостоящего керосина для проведения летных испытаний и т. д. Как раз на этом этапе в заключительный день проведения МАКСа-2011 не состоялся подъем в воздух Т-50. Погода была дождливая. Низкая облачность. Плохая видимость. Самолет прекратил разбег.
– Так что же произошло?
– Помпаж. Авиационный двигатель – это, пожалуй, самое сложное в инженерном отношении изделие. Цена ошибки очень велика как по финансовым затратам, так и с точки зрения обеспечения обороноспособности государства. Поэтому при малейших отклонениях от стандартных режимов работы двигателя летчик-испытатель обязан прекратить взлет, что и было сделано. Хотя до этого Т-50 выполнял все запланированные полеты без каких-либо проблем. Проведенный специалистами анализ выявил отклонения в работе автоматики двигателя, которые привели к помпажу. Осмотры показали, что двигатель не поврежден. И действительно, через день он был готов к продолжению летных испытаний.
– Каковы дальнейшие процедуры на пути серийного производства нового двигателя?
– После завершения комплекса предварительных испытаний двигатель предъявляется на государственные испытания. Для их проведения создается комиссия из военных и гражданских специалистов. Под наблюдением членов комиссии производится сборка двигателя. Проводятся его испытания. Потом он разбирается, комиссия снова его осматривает, пишется заключение. После выполнения всех этих работ при необходимости проводится корректировка РКД и одновременно выпускаются серийные изделия. Хотя отдельные элементы конструкции двигателя первого этапа для ПАК ФА уже сейчас изготавливаются, поскольку их характеристики полностью подтверждены на стендовых режимах. К концу 2011 года будет дана оценка техническим характеристикам на летных режимах. Сложившаяся кооперация предприятий по проектированию (НПО «Сатурн») и выпуску «изделия 117» (Уфимское моторостроительное производственное объединение) вполне себя оправдала. Ожидаем, что к 2013 году разработчики и производственники должны выйти на проведение государственных испытаний.
– Само название «двигатель для ПАК ФА первого этапа» говорит о том, что должен быть двигатель второго этапа. Не так ли?
– Это действительно так. Закладка его проведена. Двигатель делается. По всем основным характеристикам он будет превосходить «изделие 117», в частности иметь более высокую тягу и меньший вес. Отношение массы двигателя к его тяге характеризуется важным для двигателистов понятием – удельным весом. Цифру не стану называть, не имею права. Скажу лишь, что она будет значительно выше, чем у созданных за рубежом аналогов, и технический облик мотора существенно изменится.
– А как насчет сверхзвукового бесфорсажного режима: некоторые эксперты в российском авиапроме уверяют, что сверхзвуковой крейсерский полет удастся обеспечить уже на двигателе первого этапа?
– Опять же мне сложно комментировать. Посмотрим. Самая жесткая конкуренция в мире имеет место быть именно в высокотехнологичном секторе промышленности. В этой сфере потенциальному конкуренту о многом могут сказать не только конкретные параметры того или иного блока, системы, узла или изделия в целом, а всего лишь интерес ученых и разработчиков к тому или иному вопросу, всего лишь идеология построения системы, общие направления проводимых в лабораториях исследований. В истории достаточно примеров на сей счет. А наиболее показательный из них касается создания «сверхбомбы» с огромными поражающими свойствами, то есть атомного оружия в предвоенные годы и в период Второй мировой войны. Тогда сам факт проявления интереса ученых к тому или иному направлению исследований способен был о многом сказать специалистам. В техносфере нашего времени, в условиях все возрастающей конкуренции между государствами по сути мало что изменилось в этом плане.
Планка тактико-технических характеристик двигателя второго этапа для ПАК ФА поднята беспрецедентно высоко. Разработать такой двигатель – значит решить достаточно серьезную научно-инженерную и научно-техническую задачу. Она поставлена военно-политическим руководством страны. Двигатель должен быть не хуже, чем у американцев. Но достичь этого можно только при условии, повторюсь, если бежать наискосок. Поскольку какое-то время в 90-х годах новое в области авиационного двигателестроения не создавалось.
– Как вы оцениваете изменения в организационной структуре отечественной авиадвигателестроительной индустрии?
– В начале 2000-х годов шли жаркие дискуссии и даже баталии за право быть головным разработчиком двигателя ПАК ФА. Теперь он создается в рамках Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК). Кооперация формируется не в противоборстве потенциальных головных исполнителей, а в условиях централизованного руководства со стороны ОДК. Это правильно. Потому что конкуренция должна быть между поставщиками комплектующих изделий, что позволяет улучшить их качество. А у головного российского интегратора перспективного авиадвигателя конкурент должен находиться за пределами страны – «Роллс-Ройс», «Дженерал электрик», «Пратт энд Уитни» и другие гранды мирового двигателестроения.
Я поддерживаю ликвидацию конкурентных отношений между рыбинским «Сатурном» и московским «Салютом». В КБ «Салюта» работают выходцы из НТЦ имени Люльки, который является московским филиалом НПО «Сатурн». Работы по эскизному проекту двигателя второго этапа для ПАК ФА оба КБ ведут совместно. Генеральный конструктор КБ «Салют» Михаил Колотников – мой друг и соратник, который до этого в течение десяти лет работал в КБ «Сатурна».
Сейчас в авиационном двигателестроении России складывается нормальная творческая атмосфера, проявляется тот самый синергетический эффект, о котором раньше много говорили специалисты на различных авиационных мероприятиях. Люди перестают друг от друга закрываться и работают открыто, помогая друг другу.
Но не следует увлекаться реструктуризационными преобразованиями в ОДК. Главное – результат, а не процесс преобразований ради преобразований. Скажем, не может серийный завод руководить разработчиками. Кооперация по созданию двигателя для ПАК ФА второго этапа будет расширена. Добавятся новые КБ, новые заводы. Это естественно, поскольку на разных предприятиях и КБ авиационного двигателестроения появляются новинки в области технологий, наилучшие решения при разработке тех или иных узлов и элементов конструкции. Вот эти предприятия и пополнят кооперацию. В рамках ОДК развернута программа создания центров компетенции: по литью, изготовлению лопаток, нанесению покрытий, разных видов сварок и т. д. Принцип таков: на каком предприятии это лучше и дешевле получается, тот завод и становится таким центром компетенции. Это явится одним из важнейших инструментов для повышения качества, а следовательно, и конкурентоспособности выпускаемой предприятием продукции.
Информация