История гражданской авиации мира знает примеры самолетов, конструктивные детали которых изготовлены из композитов. В этот немногочисленный перечень входят в основном широкофюзеляжные дальнемагистральные лайнеры, а вот для узкофюзеляжных самолетов композиты использовались ограниченно.

Причина была одна – производство полимерных композитов было дорогостоящим, поэтому говорить об экономическом эффекте и выгоде можно было только в случае с большими самолетами. Но то было в 90-х годах прошлого столетия, и на рубеже веков, а сегодня уже другое время.

И конструкторы корпорации «Иркут», а также ОКБ им. Яковлева на деле доказали, что применение композитов в производстве МС-21 не только дает экономическую выгоду, но еще и существенно улучшает технические параметры лайнера. Эксперты отмечают, что был проведен комплексный анализ, просчитан возможный эффект по ряду параметров, выполнено математическое моделирование, тестирование элементов. Только после серьезной работы, где изучался весь спектр технологий, и получения всех экономических расчетов было принято решение о возможности использования углепластика для производства крыла лайнера. При этом выбор был сделан в пользу метода вакуумной инфузии, который более экономичен, чем автоклавный.

Частотные испытания МС-21-300-0001

Но в то же время конструкторы поясняют, что не только стоимость была взята за основу, но еще и тот факт, что благодаря новым технологиям появилась возможность создавать более совершенные, а значит, и более надежные конструкции. Данные технологии разработаны специалистами ульяновского завода «Аэрокомпозит» в тесном сотрудничестве с зарубежными коллегами. И хотя метод вакуумной инфузии известен давно, только российские инженеры и конструкторы смогли использовать его в производстве отдельных конструкций для лайнеров.

Удлинение

Одним из важнейших преимуществ, которое дает использование композитов, является возможность изготовления крыла, имеющего низкое лобовое сопротивление. Достигается это за счет удлинения конструкции, а также более тонкого профиля.

Нужно сказать, что в любом авиационном бюро конструкторы стремятся увеличить удлинение крыла. Но есть определенные пределы, так как длинное алюминиевое крыло требует и более толстого профиля. А это значит, что эффекта от удлинения не получается, поэтому и существуют предельные коэффициенты.

Композитный материал более жесткий, чем алюминий, поэтому можно удлинить крыло, при этом не увеличивать его толщину. Стандартный коэффициент удлинения крыла из алюминия – 8-9 (это лайнеры прошлых поколений). Чуть больше у современных самолетов - 10-10,5. Коэффициент удлинения у МС-21 равен 11,5.

Что это дает? Цифры говорят сами за себя: увеличение аэродинамического качества примерно на 6%, снижение топлива на 7-8%. В среднем за годы эксплуатации самолеты типа МС-21 сжигают более 140 тысяч тонн топлива. Использование крыла из углепластика позволит сэкономить около 11 тысяч тонн горючего.

В этом отношении МС-21 превосходит все зарубежные аналоги и получает очень весомое конкурентное преимущество.

Легкость

Производство элемента крыла на предприятии "АэроКомпозит-Ульяновск"

Композитные материалы по многим техническим характеристикам превосходят алюминий. Углепластик, из которого изготавливают крыло для МС-21, отличается прочностью, жесткостью, жаропрочностью, долговечностью. Он устойчив к хрупкому разрушению и сохраняет все свои свойства при резких сменах температурных режимов.

Одним из важных параметров является легкость материала, и именно этот показатель был взят конструкторами за основу. Согласно теоретическим выкладкам, использование композита должно было привести к уменьшению общей массы лайнера примерно на 15%.

При изготовлении таких «монстров» авиации как Airbus 350XWB и Boeing 787 такого эффекта не произошло, вес остался прежний. А все дело в том, что в те годы специалисты не обладали всем багажом точных знаний о свойствах композитов. Поэтому при изготовлении элементов для лайнеров использовался более большой запас прочности. Так, запас прочности для конструкций из алюминия не превышал коэффициент в 1,5, а вот для элементов из углепластика все было иначе. Для подстраховки и обеспечения надежности, безопасности брали запас с коэффициентом 5 или даже 7.

Но благодаря кропотливой работе ученых были более глубоко и точно исследованы все свойства композитных материалов. Выяснилось, что запас прочности можно снижать, а за счет этого будет уменьшаться и масса всей конструкции лайнера.

Сегодня общий объем композитных материалов, которые используются при изготовлении МС-21, является самым большим среди всех лайнеров подобного класса. Эксперты отмечают, что доля композитов составляет примерно от 30% до 40%.

Экономический эффект

Нельзя не рассматривать и такой показатель как удешевление производства.

Длительное время использование композитов при производстве самолетов было ограничено из-за высокой стоимости материалов. Для сравнения: килограмм алюминия, используемого в авиастроении, стоит около трех долларов, а килограмм композита – 400 долларов. Именно из такого углепластика были выпущены фюзеляж и крылья Боинга-787.

Снизить стоимость позволили новые технологии производства композитных материалов, применение автоматизации на производстве. При этом надо не забывать, что сборочные операции такого масштаба автоматизировать очень непросто, а потому российские конструкторы нашли другой вариант. Ими предлагается сборка из готовых интегральных конструкций, а не из отдельных деталей.

Именно такие конструкции приходят с завода «Аэрокомпозит» в цеха корпорации «Иркут». Специалистам уже не приходится собирать мелкие детали, а значит, уменьшается весь производственный цикл.

Существенно удешевить стоимость позволил и отказ от технологии автоклавов, когда композиты получались путем формования из полуфабрикатов – препрегов. Данный способ использовался во всем мире, и у него есть ряд серьезных недостатков: длительность процессов, высокая стоимость получаемых материалов, дорогое технологическое оборудование. Также «минусом» являлся и небольшой срок хранения препрегов.

Благодаря новой технологии «прямых» процессов, а именно – вакуумной инфузии, удалось снизить время производственного цикла, уменьшить трудовые и энергозатраты. Но очень важно отработать технологию, чтобы наладить выпуск деталей, имеющих стабильные технические характеристики.

Сегодня можно сказать, что специалистам завода «Аэрокомпозит» это удалось. Их американские коллеги еще в 2006 году занимались данным вопросом, но не нашли решения. А вот инженеры «Аэрокомпозита» почти четыре года искали и выбирали по всему миру материалы, оборудование, а также разрабатывали технологии для автоматической выкладки сухого углеродного наполнителя.

Были проведены тесты, выбраны волокна, переплетения, просчитаны все зазоры между лентами композитной ткани.

Такой метод позволяет за один цикл создать интегральную деталь лайнера, тем самым снижая трудоемкость процессов почти на 8%.

Технологический процесс продуман до малейших деталей, все производства расположены в «чистых» цехах, по своей стерильности схожих с медицинскими операционными. В итоге на заводе организован полный технологический цикл, который начинается с выкладки вспомогательных материалов и подготовки оснастки и заканчивается покраской и сборкой консоли.

Как видим, проект МС-21 – это образец комплексной модернизации в самолетостроении, который позволяет обеспечить и российским лайнерам превосходные конкурентные характеристики.

Вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин, выступая на недавно прошедшем съезде машиностроителей, заявил о намерении вытеснить с российского авиарынка иностранные самолеты - Boeing и Airbus. Многие эксперты в этой связи внимательно отслеживают состояние дел по разработке корпорацией «Иркут» среднемагистрального самолета МС-21 (который на самом деле переименованный Як-242).

Парадокс ситуации в том, что МС-21 задумывается как прямой конкурент «Суперджета», выпускаемого этой же корпорацией. Как известно, «Суперджет» уже летает, и летает неплохо, но состоит он на 50 процентов из иностранных комплектующих, а по стоимости на 80. И заказы на него от зарубежных авиакомпаний с огромным трудом проталкивают первые лица государства. Все расходы по финансированию разработки и изготовления обоих лайнеров ложатся на госбюджет, что говорит о несокрушимой мощи лоббистов данной корпорации.

Как бы то ни было, в экспертном сообществе возлагают надежды на то, что МС-21 станет все же шагом вперед в развитии российского авиапрома, несмотря на прямое и явное отсутствие какой бы то ни было конкуренции на внутреннем рынке.

Вряд ли новый самолет сможет конкурировать в плане топливной эффективности с Боингами и Эйрбасами, так как его сертификация в лучшем случае произойдет через два-три года, а к этому времени во всем мире новыми поколениями гражданских двигателей ведущих западных корпораций Pratt & Whitney и CFM International. Не видно перспектив и в части стоимости обслуживания.

Впрочем, довольно успешно идет разработка нового отечественного авиадвигателя ПД-14 (разработчик — пермский «Авиадвигатель», головной изготовитель — «Пермские моторные заводы»), которым, после старта серийного производства предполагают оснастить МС-21 наряду с американским Pratt & Whitney. Покупатель получит возможность выбора из двух вариантов.

Сроки выкатки МС-21 несколько раз сдвигались. И сейчас планируется показать самолет в первом полугодии текущего года.

Между тем в зарубежных и российских СМИ оживленно обсуждается технологическая новинка: «Карбоновые крылья суперсовременного авиалайнера МС-21 совершеннее крыльев Boeing 787». .

Тут нужно пояснить, что Boeing 787 — новейший авиалайнер компании Boeing, знаменитый «Дримлайнер». Его главная особенность в том, что фюзеляж, который раньше был из алюминиевого сплава, теперь изготавливается из композита - карбона, разработанного японской компанией Toray. Поэтому японская пресса и обсуждает эту тему.

Фюзеляж и крылья Boeing 787, совершившего первый рейс в 2011 году, полностью изготовлены из карбона. Что касается МС-21, то у него алюминиевый фюзеляж, но карбоновые хвост и крылья.

Карбон - это пластик, армированный углеродным волокном. Предел прочности карбона более чем в 10 раз больше, чем у углеродистой стали.

Производственный процесс изготовления карбона можно разделить на изготовление углеродного волокна и его укрепление пластиком. Углеродное волокно производят японские компании Toray, TOHO TENAX и Mitsubishi Rayon, которые практически монополизировали этот рынок.

Авиапроизводители на месте уже сами укрепляют пластиком углеродное волокно.

Российской компании «АэроКомпозит-Ульяновск» впервые в мире удалось применить для изготовления самолетных крыльев более дешевый, чем у «Боинга» производственный процесс.

На самом деле в Ульяновске ничего не изобретали. А просто внедрили приобретенные на Западе технологии ваукумной инфузии совместно с безавтоклавной «выпечкой» карбона (так называемые VaRTM и OOA). Эти технологии в авиации известны, но считаются более рискованными. Их исследуют, но применять пока не решаются.

Ни «Боинг», ни «Эйрбас» не спешат использовать эту технологию для таких больших силовых конструкций, как самолетные крылья, пока не будет достигнут «достаточный уровень стабильности характеристик, равномерности пропитки и процент заполнителя в матрице. Одно дело наука и лаборатория, другое - сертифицированное серийное производство и реальная эксплуатация».

Любой производитель, разрабатывая новый самолет, пытается улучшить его характеристики, так, чтобы конкурировать с ведущими конкурентами. Иначе самолет не продать.
Сегодня в мировом авиастроении безусловные лидеры - Боинг и Airbus. И если не пытаться «переплюнуть» характеристики их самолетов, то вообще не стоит развивать собственный авиапром. А MC-21(ЯК-242) по задумке его создателей, действительно должен конкурировать с Боингом и Эйрбасом.
Но от замысла до его реализации - дистанция огромного размера. С трудом верится, что корпорация, успешно провалившая проект «Суперджет100» в части экспортной привлекательности, да и не только, способна на ходу перестроиться и выйти на более высокий уровень конструкторского и технологического мышления.

Для этого требуется время и реальная конкуренция. А руководители как ОАК, так и компании «Иркут» явно спешат, подгоняемые неуемным стремлением освоить очередной транш госресурсов. Что касается конкуренции, то после того, как команда Михаила Погосяна реально «убила» большинство ведущих КБ с многолетней практикой успешного самолетостроения, реанимировать их в силу отсутствия высоковалифицированных инженерных и рабочих кадров, да и из-за множества иных проблем в одночасье не представляется возможным. +

Это не означает, что МС-21 повторит продажные неудачи «Суперджета», хотя это весьма вероятно.

Это не означает, что черное карбоновое крыло МС-21 будет ненадежным, хотя и это весьма возможно. На данный момент нет никаких статистических данных о реальном ресурсе такого крыла. Поэтому заявлять о его безусловной установке на МС-21 - это авантюризм.

Авионику МС-21 разрабатывает «ОАК - Центр комплексирования», привлекая соисполнителями Московский Институт Электромеханики и Автоматики, Thales Avionics и Rockwell Collins. Есть некоторые сдвиги в лучшую сторону по сравнению с «Суперджетом».

Подводя итог, можно констатировать, что российские авиастроители все же движутся вперед, они стремятся конкурировать с лучшим западными корпорациями, чего не скажешь о наших нефтяниках или газовиках.

Прогресс российского авиапрома будет более осмысленным и успешным, если нам удастся избавиться от тяжелого наследия команды Погосяна - необоснованного лоббизма и монополии. Хвалебные публикации в японской прессе не могут заменить трудоемких длительных, но обязательных испытаний любой новой разработки. Особенно, когда речь идет не только об экономии денег и улучшении летных характеристик, а о безопасности миллионов пассажиров.

Аэродинамические законцовки на крыльях - винглеты (англ. winglets) - "крылышки", присутствуют у подавляющего большинства современных лайнеров. Этот аэродинамический элемент придаёт самолёту изящность, стремительность, однако их использование - это не дань моде, а способ уменьшить индуктивное сопротивление крыла, повысить топливную эффективность и увеличить дальность полёта лайнера.

При обтекании крыла воздушным потоком возникает разность давлений над крылом и под ним. В середине крыла воздух течёт от передней кромки к задней, ближе к законцовкам картина обтекания меняется - часть воздуха, срываясь с концов крыла, перетекает из зоны повышенного давления в зону пониженного - от нижней поверхности крыла на верхнюю и накладывается на воздушный поток, набегающий на верхнюю часть крыла.

В результате, за концами крыла образуются два вихревых жгута, которые называют спутными струями. Энергия, затрачиваемая на образование этих вихрей, и определяет индуктивное сопротивление крыла.

Индуктивное сопротивление отсутствует у бесконечно длинного крыла, но реальный самолёт такое крыло иметь не может. Для оценки аэродинамического совершенства крыла существует понятие «аэродинамическое качество», - чем оно выше, тем совершеннее самолёт. Улучшить аэродинамическое качество крыла можно, увеличивая его эффективное удлинение - чем длиннее крыло, тем меньше его индуктивное сопротивление, меньше расход топлива, больше дальность полёта.

Сила вихрей зависит от размеров, формы крыла, разницы давлений над верхней и под нижней поверхностями. За тяжёлыми самолётами образуются очень мощные вихревые жгуты, которые сохраняют свою интенсивность на дистанции 10 - 15 км. Они могут представлять опасность для летящего сзади самолёта, особенно когда в вихрь попадает одна консоль. Эти вихри можно легко увидеть, если понаблюдать за приземлением реактивных самолётов. Из-за большой скорости касания посадочной полосы колесная резина горит. В момент приземления за самолётом образуется шлейф пыли и дыма, который мгновенно закручивается в вихрях.
Для преодоления индуктивного сопротивления требуется дополнительная кинетическая энергия двигателя, что увеличивает расход топлива. Уменьшить индуктивное сопротивление и повысить аэродинамическое качество - основной параметр, характеризующий совершенство самолёта, легче всего за счёт увеличения размаха крыла.

Взгляните на крылья самолёта-рекордсмена 30-х годов ХХ века АНТ-25 - длина самолёта составляет 13 метров, а размах крыла - 34! В то время не было предпосылок, да и авиационная наука не предполагала конструкцию крыла с изменённой геометрией концевой части, поэтому для дальних беспосадочных перелётов строились машины с такими длинными крыльями.

Современные условия накладывают свои ограничения на размах крыла, которые определяются конструктивными и эксплуатационными параметрами. Так, например, аэродромная инфраструктура и требования ICAO ограничивают до 36 метров размах крыла у среднемагистрального самолёта. Винглеты позволяют увеличить эффективное удлинение крыла при практически неизменном размахе.

Одним из первых исследователей влияния формы законцовок крыла на аэродинамику самолёта был Ричард Уиткомб - авиационный специалист и инженер НАСА. В начале 70-х годов он сконструировал законцовку, перпендикулярно расположенную вверх и вниз от плоскости крыла, сегодня похожую конструкцию можно увидеть у Airbus A320. Внешне винглеты сильно различаются на разных самолётах, но все они предназначены только для одного - повышение экономической эффективности лайнера.

Установка винглетов даёт дополнительно до 7% экономии топлива. Авиаконструкторы всегда стремились увеличить типовое удлинение крыла - отношение длины к средней хорде. Типовое удлинение крыла у самолётов прошлых поколений составляло коэффициент 8–9, у современных - 10–10,5, а на МС-21 - 11,5. Поэтому, даже без использования винглетов, его композитное крыло большого удлинения, образованное суперкритическими профилями (практически плоская верхняя и выпуклая нижняя поверхности), позволяет на крейсерских скоростях полёта получить аэродинамическое качество на 5-6% лучше, чем у новейших зарубежных аналогов.

Для исследования влияния винглетов на динамику полёта МС-21 в ЦАГИ были спроектированы и испытаны в аэродинамических трубах крылья с аэродинамическими законцовками. Установка винглетов требует значительного усиления конструкции крыла и увеличения его массы. При боковых порывах ветра винглеты создают серьёзную сгибающую и крутящую нагрузки на крыло, существенно увеличивают влияние бокового ветра на самолёт при взлёте и посадке, а также в зонах турбулентности.
В тоже время на начальном этапе проектирования в начале 2000-х винглеты на МС-21 предусматривались (фото макета самолёта в заголовке статьи), т.е., конструкция крыла не позволяла получить требуемую топливную эффективность. Но по мере развития проекта, появления новых материалов и технологий, от них отказались, и именно потому, что МС-21 - это современный и технологичный самолёт с высоким аэродинамическим качеством, не требующим какого-либо изменения геометрии на концах его крыльев.

По мнению заместителя гендиректора ЦАГИ, начальника комплекса аэродинамики и динамики полёта летательных аппаратов Сергея Ляпунова, винглеты - это резерв, который можно использовать на последующих модификациях. Но в настоящее время характеристики и топливная эффективность в крейсерском полёте, которые даёт суперкритическое композитное крыло, достаточны для обеспечения требуемого уровня конкурентоспособности.

Карбоновые крылья суперсовременного авиалайнера МС-21 совершеннее крыльев Boeing 787

Заголовок, который заявляет о том, что Россия создала карбоновые крылья, превосходящие крылья Boeing 787, может вызвать противоречивые чувства у тех людей, которые разбираются в ситуации, однако это действительно так.

Boeing 787 — новейший авиалайнер компании Boeing. Его главная особенность состоит в том, что фюзеляж, который раньше был из алюминиевого сплава, теперь изготавливается из карбона. Поскольку этот карбон разработала японская компания Toray, японская пресса активно обсуждала эту тему.

Благодаря применению карбона, который легче алюминия и практически не подвержен коррозии, удается снизить расход топлива и повысить комфортабельность салона. Все это не оставляет сомнений в том, что Boeing 787 — самый передовой авиалайнер в мире.

При этом российские самолеты, как правило, вызывают страх. Вряд ли можно говорить о том, что они действительно опасны, однако авиалайнеры, разработанные в советское время, отстают с технологической точки зрения. Кроме того, они отличаются большим расходом топлива и многочисленным экипажем для управления самолетом, поэтому они не столь привлекательны в сравнении с продукцией Boeing или Airbus.

После развала СССР Россия долгое время не вела новых разработок. Естественно, старые технологии откинули российскую авиапромышленность назад.

Несмотря на это, России удалось разработать технологию, превосходящую Boeing 787. В особенности сложно поверить в то, что эта технология касается карбона — изюминки Boeing 787.

Когда технологи и специалисты Boeing и Airbus посетили авиационный завод «АэроКомпозит-Ульяновск» и своими глазами увидели производственную линию, они были крайне удивлены: «Мы не верили, что завод способен на такое, пока не увидели все сами».

Когда директор завода рассказал мне о своих технологиях, я тоже не удержался и сказал, что не верил в это.

Ситуация с разработкой авиалайнеров в России

Я хотел бы сказать несколько слов о разработке авиалайнеров в России. Производство пассажирских авиалайнеров начало быстро развиваться после Второй мировой войны. В СССР технологии развивались быстрыми темпами, поэтому реактивные авиалайнеры появились там на два года раньше, чем в США (в СССР в 1956 году, а в США — в 1958).

До 60-х годов СССР немного опережал США. Если сравнивать с Великобританией и Францией, то советская авиапромышленность намного превосходила эти страны.

Тем не менее, после того, как в конце 60-х появился Jumbo Jet, СССР начал отставать с точки зрения размеров, электроники и экономичности. При этом считается, что Россия отстает в сфере карбоновых технологий.

В конце советского периода СССР попытался наверстать упущенное. Он разработал такие самолеты, как Ту-204 и Ил-96, в которых применялись новые технологии (президент России летает на самолете того поколения).

Между тем, Союз развалился еще до окончания разработки. Само существование авиационной промышленности оказалось под вопросом, поэтому отставание от Запада только увеличилось. Можно сказать, что Россия проиграла холодную войну и в сфере разработки авиалайнеров.

Российская экономика быстро восстановилась после 2000 года: пришедший к власти Владимир Путин навел порядок, росли цены на нефть. Авиационная промышленность, выжившая за счет экспорта военных самолетов в развивающиеся страны в 90-е годы, начала заниматься гражданскими разработками.

Началось массовое производство авиалайнера Сухой Суперджет-100 (SSJ100). По информации компании, в 2014 году было произведено 37 самолетов.

В SSJ100 широко использовались западные технологии, в результате чего получился современный самолет, резко контрастирующий с советскими авиалайнерами.

Несмотря на это, он не идет ни в какое сравнение с Boeing 787, который создавался в тот же период. Возможно, SSJ100 не отставал от уже летающих самолетов, однако его, вряд ли, можно сравнивать с авиалайнерами, которые находились на стадии разработки.

В настоящее время Россия разрабатывает второе поколение авиалайнеров: МС-21. По размеру он практически ни чем не отличается от Boeing 737 или Airbus А320, которые являются наиболее продаваемыми самолетами.

SSJ100 изготавливается из алюминиевого сплава, поэтому можно сказать, что это «обычный самолет». В свою очередь, у МС-21 карбоновые крылья и хвост. Мне кажется, этот самолет сможет конкурировать с новейшими образцами. Карбоновые крылья были изготовлены в конце прошлого месяца.

Если заменить алюминий на карбон, вес снижается примерно на 20%, однако не так-то просто изготовить надежную деталь. Кроме того, стоимость была слишком высокой. Сначала карбон стали применять при производстве военных самолетов, затем он появился в гражданской авиации, однако его применяли в частях, которые не представляют большой важности.

Например, если в карбон попадает даже небольшая пылинка, то он становится некачественным, поэтому при производстве самолетов крайне сложно обеспечить абсолютную надежность. В связи с этим сделать крылья из карбона технологически очень непросто.

Российские крылья, превосходящие 787

Что же представляют собой российские карбоновые крылья, которые смогли произвести впечатление на Boeing и Airbus? Главное преимущество МС-21 состоит в применении передовой, но при этом недорогой производственной технологии.

В авиационной промышленности применение карбона развивается по двум направлениям. Первое состоит в том, какие детали изготавливать из карбона. Некоторые детали не могут привести к серьезным неприятностям, несмотря на поломку.

Поворотные лопатки (рули направления и закрылки) и обтекатели в определенном смысле не столь важны. Такие детали называют структурными элементами второго уровня. При этом очевидно, что если сломаются крылья или фюзеляж, трагедии не избежать. Такие части называют структурными элементами первого уровня.

Сначала карбон начали применять для изготовления элементов второго уровня. Затем — для таких элементов первого уровня, как хвост, крылья и фюзеляж.

Например, поворотные лопатки и обтекатели Boeing 767, который появился в 80-х годах, изготовлены из карбона. В свою очередь, у Boeing 777, эксплуатация которого началась в 90-е годы, карбоновый хвост.

Фюзеляж и крылья Boeing 787, совершившего первый рейс в 2011 году, полностью изготовлены из карбона. Что касается МС-21, то у него алюминиевый фюзеляж, но карбоновые элементы первого уровня, то есть хвост и крылья. Значит, такой важнейший элемент МС-21, как крылья, изготовлен из карбона.

Еще одно направление заключается в снижении себестоимости. Неспециалисты незнакомы с производственной технологией карбоновых самолетов. Для большинства людей термины, связанные с производственным процессом карбоновых крыльев, будут звучать как иностранный язык.

Я использую слово «карбон», которое означает пластик, армированный углеродным волокном. Углеродное волокно укрепляется при помощи пластика, который напоминает эпоксидную смолу.

Предел прочности углеродистой стали составляет 400МПа, в то время как углеродного волокна — 3000 — 6000 МПа, однако само по себе волокно тонкое, поэтому оно не может стать прочным промышленным материалом.

Благодаря укреплению пластиком оно становится таким крепким, что его можно использовать для самолетостроения.

Производственный процесс пластика, армированного углеродным волокном, можно разделить на процесс изготовления углеродного волокна и процесс его укрепления пластиком. Углеродное волокно производят такие компании, как Toray.

Авиапроизводители уже сами укрепляют пластиком углеродное волокно.

Авиапроизводители стремятся снизить себестоимость этого процесса. В этом смысле технология производства МС-21 — самая передовая в мире.

Говоря простым языком, компании «АэроКомпозит-Ульяновск» удалось удешевить производственные процессы, связанные с автоклавом и пропиткой синтетической смолой для упрочнения.

Изначально авиапроизводители приобретали углеродное волокно, пропитанное пластиком (называется препрег), и изготавливали авиационные детали из нескольких слоев углеродного волокна. Затем детали укреплялись в автоклаве.

При этом пластик, применяемый в авиапромышленности, отличается от обычного пластика. Этот пластик представляет собой термореактивную смолу, которая укрепляется при помощи температуры.

Как и крылья, которые производит компания Mitsubishi Heavy Industries, важные детали Boeing 787 изготавливаются при помощи препрега и автоклава. Производители материала покрывают тонкий слой углеродного волокна жидким пластиком и укрепляют это волокно под давлением, благодаря чему они получили сравнительно простой и надежный производственный метод.

Тем не менее, препрег стоит очень дорого. При этом его срок хранения ограничен.Кроме того, если материал не используется, его необходимо замораживать. Если ошибиться с температурным режимом и сроком хранения, дорогостоящий материал приходится выбрасывать.Что касается автоклава, то оборудование и его эксплуатация также являются дорогостоящими.

Если отказаться от препрега и автоклава, можно существенно снизить себестоимость.В других отраслях, где надежность не настолько важна, уже распространилась технология, в которой не применяются препрег и автоклав.

Эта технология заключается в следующем: на углеродное волокно наносится жидкий слой пластика, затем волокно укрепляется в печи, у которой есть только функция нагрева. Этот метод называется трансферное формование пластмасс с помощью вакуума (VaRTM).

Авиапроизводители также проводили исследования в области применения метода VaRTM. В результате элементы второго уровня Boeing 787 изготовлены по этой технологии. Хвост японского MRJ также изготовлен методом VaRTM.

Тем не менее, из-за большого размера крыльев при их производстве метод VaRTM не применялся. Российской компании первой в мире удалось изготовить надежные крылья методом VaRTM.

Этот метод сложно применять в авиационном мире, поскольку в сравнении с препрегом и автоклавом крайне сложно добиться высокой надежности.

Карбон состоит из нескольких слоев углеродного волокна, укрепленных пластиком, однако, если используется недостаточное количество пластика, слои углеродного волокна могут отклеиться. И наоборот, если пластика слишком много, снижается плотность углеродного волокна, в результате чего деталь перестает быть крепкой. То есть пластика должно быть строго определенное количество.

При использовании препрега нанести пластик ровным слоем на тонкий лист волокна не очень сложно, однако при использовании метода VaRTM пластик наносится после того, как из углеродного волокна формируется деталь самолета, поэтому необходимо наносить его ровным слоем на деталь сложной формы. Крылья самолета не только сложные, но и большие, поэтому задача усложняется.

Иногда при нанесении жидкого пластика вымываются углеродные волокна, в результате чего теряется форма детали. Кром того, при использовании метода VaRTM сложно обеспечить необходимую текучесть, а также функциональность детали самолета после ее затвердевания.

В других отраслях это не настолько критично, поэтому иногда пластик распределяется не равномерным слоем или же не обладает необходимыми прочностью или формой.

В случае самолетных деталей первого уровня это недопустимо. Boeing и Airbus отказались от использования метода VaRTM при изготовлении крыльев.

Строго говоря, этот метод использовался при производстве Bombardier CSeries, однако «АэроКомпозит-Ульяновск» стала первой в мире компанией, которая полностью исключила из производственного процесса препрег и автоклав.

Крылья МС-21 являются передовыми именно благодаря производственному процессу. Поэтому с точки зрения функциональности их нельзя назвать инновационными. Тем не менее, тот факт, что российской компании удалось снизить себестоимость карбона, который не получает широкого распространения в силу высокой цены, имеет огромное значение.

Каким образом Россия получила новейшую технологию?

На самом деле, в СССР также шли исследования в области производства карбоновых деталей для самолетов. В настоящее время украинская компания «Антонов» применяет карбоновые детали. В транспортном самолете АН-124, который хорошо известен в Японии, используются различные карбоновые элементы второго уровня.

Более того, карбоновые элементы первого уровня есть в транспортном самолете АН-70, который был разработан в конце советского периода и совершил первый полет в 1994 году. Карбоновые детали второго уровня планировалось установить и на Ту-204, который был разработан в конце советского периода.

(АН-70 до сих пор не введен в эксплуатацию по политическим и экономическим причинам. Если рассмотреть применение карбоновых материалов, то АН-70 отставал от Airbus, но не от Boeing. При этом АН-70 — скорее военный самолет. Углеродное волокно, применявшееся в нем, было не таким крепким, как западные образцы).

Таким образом, в СССР применялись карбоновые элементы, однако Союз распался до того, как карбон получил широкое применение, поэтому производство авиалайнеров с карбоновыми деталями не развивалось. Что касается «Антонова», то, несмотря на частичное применение карбоновых технологий, в целом компания отставала от мировых авиапроизводителей.

Также российский технологический уровень, связанный с углеродным волокном, был ниже западного. Предел прочности материала T800S компании Toray, который используется для производства деталей первого уровня для Boeing 787, составляет 5880МПа, в то время как российского — 3500МПа.

Это значение находится примерно на одном уровне с материалом Т300 компании Toray, который был разработан 40 лет назад. После развала СССР России было не до разработки технологий, поэтому считалось, что она отстает от Запада в сфере карбоновых технологий.

Каким же образом России удалось сделать карбоновые крылья, превосходящие Boeing 787? Во-первых, углеродное волокно импортируется. Не так-то просто выйти на мировой уровень производства углеродного волокна. В России углеродное волокно укрепляется пластиком.

Для производства углеродного волокна требуется дорогостоящее оборудование и огромный технологический опыт, поэтому сложно произвести передовое углеродное волокно. В основном этот материал производят три японские компании: Toray, TOHO TENAX и Mitsubishi Rayon, которые практически монополизировали этот рынок.

При этом укрепить углеродное волокно можно в домашних условиях. Компаний, которые занимаются этим, бесчисленное количество (используется не только углеродное волокно, но и стеклопластик).

Требования авиапроизводителей по качеству намного жестче, однако в этой сфере монополизации нет.

В последнее время стали применять автоматизированное оборудование, однако ноу-хау, касающееся такого оборудования, находится в руках производителей оборудования и системных интеграторов, которые продают свои решения любым авиапроизводителям.

Другими словами, если есть технологии для применения оборудования, капитал на это оборудование и решимость применить новейшие технологии, можно получить в свои руки технологию производства карбоновых деталей для самолетов, даже если нет технологического капитала, касающегося производства углеродного волокна.

На заводе «АэроКомпозит-Ульяновск» используют технологию австрийской компании FACC, благодаря чему удалось овладеть технологией изготовления карбонового крыла. Также на заводе есть роботы немецкой компании Kuka и автоматические погрузчики испанской MTorres. Большая часть оборудования — западного производства.

Как я отметил выше, исследования в области применения метода VaRTM в авиастроении велись в разных странах.

Что касается проблемы неравномерного распределения жидкого пластика, то появились методы контроля потока, например, за счет создания канала потока. Что касается проблемы потери формы, когда жидкий пластик вымывает углеродное волокно, то ее преодолевали за счет временной фиксации углеродного волокна при помощи термопластика.

Некоторые компании вели разработки пластика, который обладает низкой вязкостью, необходимой для метода VaRTM, и правильными физическими параметрами при затвердевании. Компания FACC получила ноу-хау изготовления авиационных деталей методом VaRTM.

Например, «АэроКомпозит-Ульяновск» наслаивала углеродное волокно, временно фиксируя его термопластиком. При этом в ходе этого процесса термопластик разогревался лазером, временно фиксируя слои углеродного волокна. Благодаря этому деталь не теряет свою форму во время укрепления термореактивного углеродного волокна смолистым веществом.

При этом термопластик обладает свойством укрепления термореактивного пластика. На месте можно посмотреть результаты испытаний применения метода VaRTM для изготовления авиационных деталей.

Компания FACC собрала воедино все эти технологии и подготовила полное решение, включая ноу-хау и оборудование, для изготовления авиационных элементов первого уровня методом VaRTM. В основном FACC производит для авиации карбоновые детали, однако она также торгует комплексными технологиями.

«АэроКомпозит-Ульяновск» приобрела технологический пакет, благодаря чему смогла пользоваться результатами многолетних исследований. В результате технологическое отставание, включая советский период, было сведено на нет за короткое время. Благодаря этому компания преуспела в производстве крыльев для МС-21 без использования препрега и автоклава.

«АэроКомпозит-Ульяновск» получила в свои руки только технологию укрепления углеродного волокна при помощи пластика. Дело в том, что не так-то просто приобрести технологию производства углеродного волокна для авиационных элементов первого уровня, прочность которых должна составлять 6000МПа. Подобный материал не производится в России.

Тем не менее следует уважать решение России производить крылья по новейшей технологии, которая не применялась в других странах, к тому же страна действительно преуспела в этом.

Завод «АэроКомпозит-Ульяновск» произвел огромное впечатление на зарубежных авиационных специалистов. Эта компания, производящая передовые карбоновые крылья с применением новейшего автоматизированного оборудования, способна улучшить сложившийся имидж России.

Значение карбоновых крыльев МС-21

Поражает способность компании овладеть передовой технологией за короткий период. Карбоновые крылья МС-21 продемонстрировали то, что российские технологии, казавшиеся безнадежно устаревшими, находятся в полном порядке. Производство карбоновых крыльев для авиалайнера способом, превосходящим технологии Boeing, — это действительно выдающееся достижение.

Тем не менее говорить о том, что Россия вышла на первое место по карбоновым технологиям, еще рано. Россия не разрабатывала эту технологию с нуля. Она применила иностранную технологию производства авиационных деталей методом укрепления углеродного волокна пластиком.

При этом само углеродное волокно импортируется (в ближайшее время Россия вряд ли сможет стать ведущим игроком в сфере производства углеродного волокна).

Это означает, что другие страны также могут применить подобную технологию для производства карбоновых крыльев. Япония производит хвост MRJ на основе собственных технологических разработок. При этом Япония — родина углеродного волокна.

Если японская компания решит изготавливать карбоновые крылья для MRJ следующего поколения таким же методом, я думаю, она преуспеет в этом (хотя это будет непросто). Безусловно, между «возможностью» и «реальностью» существует огромная разница.

Россия обладает большим экспериментальным опытом, однако в сравнении с опытом, которым обладают японские производители углеродного волокна, он небольшой.

За короткий период России удалось овладеть методом применения углеродного волокна для изготовления авиационных деталей. При этом она импортирует углеродное волокно, несмотря на то, что в советский период страна производила этот материал. О чем это говорит?

Существует два пути: накопление технологий в течение длительного периода и овладение технологиями. В 90-х годах японская промышленность, до этого лидировавшая в различных областях, начала терять свою конкурентоспособность: ее обошли такие быстроразвивающиеся страны, как Южная Корея. Западные компании также вернули свои позиции. Типичный пример — производство полупроводников.

Что касается полупроводников, то, как и в случае с методом укрепления углеродного волокна пластиком, технологией их производства можно овладеть сравнительно за короткий период за счет применения соответствующего оборудования.

При этом есть сферы, в которых Япония до сих пор находится на первых ролях. Углеродное волокно — одна из таких сфер. Япония лидирует в сфере производства высоколегированной стали и другого сырья. Подобную продукцию невозможно производить только за счет внедрения оборудования. Необходим опыт.

Россия овладела технологией укрепления углеродного волокна, однако сам материал ей приходится импортировать. Можно сказать, что так проявилась разница в двух технологиях.

При осуществлении стратегического планирования в промышленной сфере важную роль играют оба вида технологий. В России, чья промышленность находится в застое, может помочь быстро вернуть свои позиции и стать эффективной стратегия, при которой компании сосредоточатся на сферах, обеспечивающих быстрое развитие за счет применения новейших технологий. Крылья МС-21 стали примером подобного успеха.

Если же государству, например, Японии, необходимо сохранить свои позиции в качестве высокоразвитой промышленной страны, ему нельзя просто приобретать комплексные решения. Важно сохранить свое лидерство за счет бережного отношения к накопленному опыту.

Россия преуспела в разработке карбоновых крыльев для МС-21. По всей видимости, это не единственное явление в российской промышленности, которое свидетельствует о развитии индустрии и технологий.

Семейство новых отечественных ближне- и среднемагистральных пассажирских самолетов МС-21 - один из прорывных проектов наших авиастроителей, с которым связаны надежды на возвращение России в ряды мировых лидеров в этой отрасли. Первый полет самолета МС-21 намечен на 2015 год, но до того еще предстоит поставить его на крыло. И это крыло станет одним из конкурентных преимуществ нового лайнера, поскольку это будет композиционное, или так называемое черное крыло, в котором около 50% деталей будет изготовлено из композиционные материалов, в том числе основные силовые элементы, которые будут изготовлены по новой технологии вакуумной инфузии.

Производство этого уникального крыла развернется в Ульяновске на уникальном заводе, принадлежащем «дочке» Объединенной авиастроительной корпорации ЗАО «АэроКомпозит». Мы побывали на предприятии в конце года. Нашим гидом стал начальник производства по изготовлению ком-позиционных материалов Григорий Хасаншин:

На нашем предприятии будут выпускаться основные композитные конструкции для кессона крыла самолета МС-21 — набор панелей, лонжероны, а также конструкции центроплана. И здесь же будет осуществляться финальная сборка крыльев и центроплана для МС-21.

Уникальность нашего производства состоит в том, что мы работаем по принципиально новой технологии. В композиционном производстве сейчас более распространен автоклавный метод изготовления композиционных конструкций. В его основе - использование препрегов, то есть лоскутов ткани из углеволокна, пропитанных связующим веществом. Препреги в определенном количестве слоев выкладываются на оснастку, формируется вакуумный мешок, а затем производится формование получившейся детали в автоклаве под давлением. Именно таким образом производят композиционные элементы для Boeing и Airbus.

Принципиальное отличие метода вакуумной инфузии - он предполагает работу с сухим материалом. Вот как, в двух словах, проходит цикл. Сухой материал - ленты из углеволокна (они обычно имеют тонкое клеевое покрытие для фиксации) поступает на участок автоматической выкладки, где у нас установлено уникальное оборудование, поставленное нашими французскими и испанскими партнерами - фирмами Coriolis и МТоrres. Здесь производится выкладка на оснастку сухих слоев под разными углами, формируется конструкция будущей детали. Кстати, об эффективности наших роботов на выкладке можно судить хотя бы по тому, что производительность увеличилась в 15 раз: если прежде на эти операции уходило 3 дня, то теперь, после внедрения роботов, всего 2 часа. На этом участке у нас так называемая позитивная (выкладочная) оснастка, а на следующем участке деталь ждет негативная оснастка - для инфузии.

Далее перемещаемся на другой участок, где происходит позиционирование стрингеров. У нас ведь интегральная конструкция. Сверху устанавливается вакуумный мешок, подключаются каналы для подачи связующего и вакуумирования. Связующее подается в заготовку детали непосредственно во время термообработки в печи, проводится пропитка и дальнейшая полимеризация. При этом на всех участках обеспечен пооперационный контроль. На первых операциях - визуальный с применением ручных приборов, а когда деталь «испеклась», проводится предварительный неразрушающий контроль, после чего конструкция подается на участок механообработки. После механической обработки проводится финальный контроль при помощи робота неразрушающего контроля, который осуществляет ее сканирование.

Преимущество инфузионной технологии в том, что она позволяет производить за один технологический цикл крупногабаритные интегральные конструкции, такие, как панель крыла. Длина панели крыла МС-21 составляет около 18 метров при ширине в хорде до трех метров. При этом обеспечивается повышение прочностных характеристик нашей продукции.

Вся работа по подготовке основных и технологических материалов, выкладка лент, а также сборка вакуумного мешка проводится в помещении с контролируемыми параметрами - в так называемой «чистой комнате». Специальная система кондиционирования обеспечивает здесь поддержание заданных нашей технологией параметров температуры и влажности воздуха, атмосферного давления. Здесь недопустимо, чтобы в воздухе витали даже мельчайшие дисперсные частицы. Чистота этого помещения площадью 11 тысяч квадратных метров вполне сопоставима с чистотой больничных операционных. Производство соответствует стандартам ИСО 14644-8-2008 (Чистые помещения и связанные с ними контролируемые среды).

Пока что численность производственного персонала у нас 194 сотрудника, в перспективе запланировано довести ее ориентировочно до 330. Сейчас, к примеру, у нас отрабатывается ручная и автоматическая выкладка. Параллельно уже сейчас идет процесс обучения работников. Обучение ведут в том числе специалисты компаний-изготовителей оборудования и производителей материалов, с которыми мы работаем. Курс обучения составляет не менее трех месяцев - это тот минимум, который необходим для того, чтобы вникнуть в суть вверенных операций. Соответствующие навыки и сноровка появляются позже. Обучение сейчас идет постоянно, поскольку у нас сейчас что ни деталь, то новая конструкция. Немаловажно также изначально позаботиться об оптимальной организации производства, позволяющей сократить производственный цикл. По мере поступления «боевой» оснастки будем осуществлять расстановку оборудования и персонала соответствующим образом.

К настоящему моменту на производственных мощностях наших партнеров - австрийской компании FACC AG изготовлены и прошли испытания прототипы нашей будущей продукции - кессоны крыла длиной 10 метров. А сейчас мы на нашем серийном производстве работаем над кессоном крыла уже в реальной геометрии. Ну а первое полностью готовое крыло со всеми элементами механизации, которое будет предназначено для проведения статических испытаний, мы должны произвести до конца июля следующего года. При выходе на проектную мощность наш завод сможет выпускать в год 200 консолей, то есть 100 комплектов крыльев. Но производство будет вводиться поэтапно.

Одновременно с обустройством производственных мощностей идет процесс становления технологической службы ЗАО «АэроКомпозит-Ульяновск». О стоящих перед ней задачах на текущий момент и на перспективу рассказывает заместитель главного технолога Рузалья Ахмеджанова:

Сегодня в технологическом бюро предприятия вместе работают специалисты технологического центра ЗАО «АэроКомпозит» и местные кадры, в основном молодые, в том числе выпускники Ульяновского технического университета, проходившие здесь практику. Для последних очень важна и полезна возможность набираться опыта, работая рядом со специалистами, участвовавшими в создании нашей технологии, разрабатывавшими идеи уникального оборудования, на котором она будет воплощаться. Это оборудование для автоматической выкладки сухих материалов, ультразвуковой робот, обеспечивающий неразрушающий контроль, пятиосевой фрезерный центр с гибким столом, на котором расположены вакуумные актуаторы, что позволяет обрабатывать на нем детали любой формы. Его использование дает ощутимый экономический эффект: нам не требуется оснастка под каждую деталь для ее механической обработки - а она очень дорогая. И в целом технология вакуумной инфузии экономически выгоднее традиционной автоклавной. Нам не нужны пропиточные машины для создания препрегов, не нужны большие склады, нет угрозы просрочить связующие материалы, которые, кстати, не намного дешевле углеродных наполнителей. Равномерность нанесения связующего на наполнитель позволяет избежать дефекта расслоения, недопрессовки. Теоретически, конечно, у технологии есть и узкие места, например, если неправильно рассчитать количество связующего. Но это отрабатывается уже сейчас.

Ассортимент нашего завода - 14 серийных деталей. К настоящему моменту изготовлены четыре модели-демонстратора, ведется подбор системы материалов - здесь нам предстоит сделать выбор из двух потенциальных поставщиков. Также из двух фирм выбираем поставщиков покрасочных материалов.

Перспективы развития нашего производства связаны с результатами ведущихся научных работ по термопластичным углепластикам. Сейчас все силовые детали изготавливаются из реактопластов. Термопласты - более дешевые полимерные материалы, и циклы работы с ними короче. До сих пор они не использовались в авиастроении по прочностным характеристикам и ограничениям в температурном режиме. Сейчас появились новые более перспективные в этом смысле термопласты, которые могут быть использованы для несиловых элементов крыла.

Но это - тема на более отдаленную перспективу. Сегодня же наша основная задача - отладить технологические процессы и подготовиться к сертификации по системе менеджмента качества, намеченной на март 2014 года.

Вопросы о преимуществах новой технологии, о вкладе «АэроКомпозита» в ее развитие и о связанных с ее применением перспективах отечественного авиапрома «УмПро» адресовало Генеральному директору ЗАО «АэроКомпозит» Анатолию Гайданскому .

- Не догонять, а работать на опережение на основе прогноза - таков один из основных постулатов экономики знаний. Пожалуй, это как раз про вас, про «АэроКомпозит». Не ставя задачу сравняться с мировыми лидерами авиастроения в производстве композитных конструкций для самолетов традиционным автоклавным способом, компания перехватывает у них инициативу в применении более экономичного и перспективного в плане улучшения аэродинамических качеств самолетов метода вакуумной инфузии. Но на сей счет есть еще одно расхожее утверждение - о том, что первым всегда труднее…

- Что касается в целом использования конструкций из композиционных материалов в авиастроении, то мы здесь - четвертые в мире. Вообще, если говорить об истории вопроса, композитами во всем мире занимаются с начала1960-х годов, в том числе и в нашей стране, и тогда мы были одними из лидеров в их применении. При этом до последнего времени композиционные материалы в авиастроении использовались очень ограниченно, в основном их применяли для изготовления элементов механизации, то есть управления самолетом - рулей, закрылков, элеронов, обтекателей и т.д. Все это производилось по автоклавным технологиям, известным уже лет 50. В этом смысле Boeing, можно сказать, совершил революционный прорыв, первым изготовив практически полностью композитный самолет «Boeing - Dreamliner 787», где из композиционных материалов выполнены и крыло, и фюзеляж, и хвостовое оперение. Конечно, при производстве самолета они столкнулись с массой сложностей. Но этот революционный шаг, безусловно, задал тренд в авиастроении, пожалуй, на ближайшие 100 лет.

Вторым был Airbus с самолетом А-350, который также сейчас проходит испытательные полеты. Затем появился соответствующий проект у канадской компании Bombardier Aerospace - самолет CS-300, у которого из композиционных материалов выполнено крыло.

Мы начали серьезно двигаться в этом направлении примерно с конца 2008 года. Тогда по инициативе руководства ОАК была создана компания «АэроКомпозит», задуманная как центр компетенции в сфере проектирования узлов и деталей из полимерных композиционных материалов и разработки и внедрения в производство технологии их изготовления. «АэроКомпозит» стал участником программы МС-21, в этом самолете, по замыслу, будут полностью композитные крыло и хвостовое оперение. Производство хвостового оперения будет осуществляться в Обнинске, в ПМ «Технология». А мы занимаемся крылом для самолета МС-21. «Мы» в данном случае - это два принадлежащих «АэроКомпозиту» завода по производству агрегатов из ПКМ: в Казани (запуск его первой очереди состоялся минувшим летом) и в Ульяновске. Завод в Казани работает по автоклавным технологиям, там будут изготавливаться различные элементы механизации крыла. Это элероны, рули, закрылки, интерцепторы, воздушные тормоза, а также носовая и хвостовая части крыла. Вместе эти детали образуют так называемый самолетокомплект. В будущем году в Казани планируется произвести 24 самолетокомплекта по программе Sukhoi Superjet 100 (SSJ-100), а в дальнейшем увеличить их выпуск до 60. Там же будут изготавливаться агрегаты и для МС-21, и для военно-транспортных самолетов. В обозримой перспективе у этого предприятия - сотрудничество с «Роскосмосом», с вертолетостроителями, а также участие в программах с зарубежными партнерами. Ульяновский завод - базовый по производству основных силовых элементов - панелей центроплана, а также лонжеронов и интегральных панелей отъемной части крыла. Это наиболее сложная задача и, главное, она наиболее высокотехнологичная, наукоемкая. Завод - монопрограммный, рассчитан только на программу МС-21, эту технологию мы давно отрабатывали, и теперь внедряем.

Таким образом, мы - четвертые в мире, кто использует в авиастроении композиционные материалы. Но мы первые, кто использует инфузионную технологию для производства столь крупных деталей и с максимальным применением автоматизированного производства. Bombardier тоже применяет эту технологию, но в куда меньших масштабах и при этом использует максимальное количество ручного труда. Таким образом, если, конечно, у нас все получится, мы будем существенно выигрывать у наших основных конкурентов и по весовым характеристикам продукции, и по ее себестоимости. При этом основное преимущество крыла из композиционных ма-териалов достигается даже не за счет веса, а за счет возможности создания более совершенной аэродинамической формы. У нас это называется «крыло большого удлинения». Именно это обеспечивает экономию топлива на МС-21.

- А почему преимуществами инфузионной технологии не воспользовались при производстве своих новых самолетов Boeing и Airbus?

Во-первых, они начали свои программы 10-15 лет назад, в те годы еще не было этих материалов. Во-вторых, наша технология связана с большим количеством рисков, поскольку мы создаем ее практически с нуля.

- То есть это именно наша технология?

Наша, созданная специалистами «АэроКомпозита». При этом, конечно, мы отталкивались от некоторых известных наработок - ведь инфузионная технология существует уже многие годы. Но такое крупное и сложное изделие, как крыло самолета, по этой технологии впервые делаем мы. При этом мы используем автоматическую выкладку сухого материала, и здесь до нас вообще никто ничего подобного не делал.

Риски у новых технологий всегда есть. И когда компания развивает новую программу, она всегда взвешивает плюсы и риски. У нас риски немного меньше, чем у Boeing или Airbus, поскольку мы не производим такое количество самолетов в год. Наши стартовые возможности - 20 комплектов в год, максимальный выход - 80-100 комплектов в год. Для сравнения, только Boeing-737 выпускается более 400 единиц в год. Поэтому естественно, что их производители использовали проверенные наработки. Нам в определенном смысле было легче: так как мы начинали с нуля, мы не были отягощены старым оборудованием, старыми технологиями и старыми стереотипами. Специалисты, составляющие ядро технологического центра «АэроКомпозита», являются и идеологами внедряемых сейчас на наших производствах технологий. К примеру, Алексей Ульянов - главный технолог завода в Ульяновске и параллельно - заместитель начальника технологического департамента «АэроКомпозита», один из тех, кто вел эту тему с самого начала, и теперь на площадке в Ульяновске занимается вопросами внедрения технологии и обучения работников завода.

Вообще, все, что касается проектирования крыла, отработки технологических процессов - то это все наше. Когда создавалась наша стартовая команда, в нее вошли несколько специалистов из ОКБ «Сухой» - главный конструктор, главный технолог, директор программы. Все остальные подбирались нами под конкретные задачи. Помощь «Сухого» в проектировании была очень существенной, конструкторская команда «АэроКомпозита» создана недавно. И потому поначалу до 90% конструкторских работ вел ОКБ «Сухой», именно они закладывали идеологию конструкции крыла, но постепенно его доля уменьшалась, и сейчас они ведут порядка 45% работ по конструированию, остальное выполняется силами наших специалистов.

- Можно подробнее об адаптации и модернизации технологии вакуумной инфузии под уникальное производство в Ульяновске? Насколько «экс-клюзивной» она стала после вклада специалистов «АэроКомпозита»?

- Технология вакуумной инфузии - совместный продукт. С 2009 года действует интеграция: «АэроКомпозит» как инициатор процесса и заказчик, далее поставщики оборудования, поставщики материалов. В числе наших технологических партнеров - компании Diamond, FACC AG, другие ведущие в мире поставщики материалов и технологического оборудования для авиастроения. И все вместе мы с 2009 по 2012 год отрабатывали технологические процессы. Мы формировали свои задачи и идеи, наши технологи на производствах у наших поставщиков, на их опытном оборудовании и совместно с их специалистами отрабатывали процессы. Когда мы убеждались в достаточной готовности процесса, мы заказывали у них оборудование, доработанное под наши цели. И сейчас мы уже здесь, на нашем производстве в Ульяновске, вместе доводим процессы до полной готовности. Основной технологический процесс - пропитка угольной ткани связующим веществом - это ноу-хау «АэроКомпозита», отработанное в нашей лаборатории. Наших партнеров-поставщиков мы задействовали на первом этапе работ над ним, когда отрабатывалось, как вести процесс, с какой скоростью, при каких температурах, какие вспомогательные материалы использовать, как подать связующее, сколько и в какие точки, и т.д.

- А программы для оборудования тоже написаны вашими IT-специалистами?

Это совместное творчество - наше и поставщика оборудования. Как правило, у нас это делается следующим образом: вместе с техникой покупается программный продукт - для раскладки слоев и других операций, нам дается среда разработки, наши программисты проходят обучение. А затем они уже пишут программы сами - и по обработке деталей на станках, и по автоматической выкладке есть специальные программные исследования, которые используются в этих целях.

- В пуле ваших поставщиков сейчас присутствуют отечественные компании?

Если говорить о технологическом оборудовании, то, к нашему глубокому сожалению, их практически нет. Все крупные фирмы, способные поставить нужное оборудование, - это фирмы зарубежные. И материалы мы сейчас используем импортные. При этом мы реализуем

с ВИАМ совместную программу по импортозамещению, на нашем производстве в Казани мы уже начинаем опробовать их материалы. Будем надеяться, со временем и у нашего завода в Ульяновске появятся отечественные поставщики.

- Старт с нуля - это, конечно, свобода от того балласта, который обычно тормозит развитие компаний со «стажем». Но при этом возникает масса проблем по подбору и обучению персонала, организации труда, разработке корпоративных правил игры…

Это действительно непростая задача. Сейчас у нас основная проблема в том, что мы вынуждены одновременно и технологические процессы отрабатывать, и вести строительно-монтажные работы в корпусах завода. А сроки поджимают: есть план, производственная программа, которая формируется на каждый месяц и на каждый квартал, исходя из сроков реализации программы МС-21, выполнения госконтрактов. В режиме стартапа завод в Ульяновске, я думаю, будет функционировать до конца следующего года. К этому моменту, когда будут полностью понятны исходные данные для планирования - технологические циклы, трудоемкость, мы реализуем специальную программу планирования - есть планово-техническая служба, которая уже сейчас этим занимается, ее специалисты доходят до каждого участка, отрабатывают межцеховые связи и т.д.

Заводская кадровая служба сейчас активно ведет подбор персонала. Соискатели вакансий тестируются, затем новички проходят обучение у поставщиков оборудования и обязательно стажируются в Москве в экспериментальной лаборатории «АэроКомпозита».

- Кстати, обращает на себя внимание то, что и в цехах, и в инженерных службах завода в Ульяновске в основном работает молодежь…

Когда вы отрабатываете новые технологические процессы, гораздо проще набрать для этой цели молодых ребят, у которых глаз не замылен и которые хотят профессионально расти. И, что немаловажно, они готовы рисковать, смело экспериментировать с новой технологией, думать, как дальше ее совершенствовать. Но в то же время, если набрать только молодежь, то уже вскоре провалитесь, потому как они уведут вас в заоблачные дали. Другая крайность - опираться только на людей с многолетним опытом: при таком подходе вы никогда ничего нового не разовьете. Поэтому в коллективе важен баланс: креативных молодых следует уравновесить опытными специалистами, которые будут немного спускать их на землю. У нас в «АэроКомпозите» как раз такая комбинация: главный технолог холдинга - опытный специалист, пришедший на производство из авиации. Он в основном занимается вопросами сборки. А вот композитными технологиями, которые мы развивали практически с нуля, заняты в основном молодые команды.

Повторюсь, сегодня ни в одном производстве изделий из композиционных материалов нет того, что делаем мы. Нет инфузии, нет автоматической выкладки материалов, нет автоматических фрезерных центров, нет автоматического неразрушающего контроля. И этому всему нужно учить с нуля. Молодых учить проще. Еще немаловажный момент: на заводе минимальное количество ручного труда. Он применяется разве что на разборке и очистке оснастки. Автоматическая выкладка - это работа для оператора, все они имеют высшее образование. Печное хозяйство - тоже автоматическая система, управляемая через компьютер. Механообработка, неразрушающий контроль - опять же операторы и программисты. Поэтому людям здесь интересно, есть перспективы роста.

- Всегда ли завод в Ульяновске будет монопрограммным или же есть планы по расширению рынков сбыта его продукции в отдаленной перспективе?

Программа МС-21 - это горизонт минимум в 30 лет. Еще одна программа, которая будет развиваться в ближайшие годы, - это широкофюзеляжный магистральный лайнер «2020». Пока его концепция не сформирована, идет ее проработка. Будем, безусловно, пытаться работать и на открытый рынок. Если наша технология окажется удачной и перспективной по экономике, я думаю, мы реализуем совместные проекты и с нашими зарубежными партнерами.

- Конечно, они ведь тоже заинтересованы в продвижении оборудования и технологий, которые вы с ними совместно разработали…

Но для начала надо показать действующее производство, свой успех, тогда и продвижение будет. На экспорт будем работать, когда сделаем себе имя, докажем, что можем работать с нужным качеством и в нужные сроки.

- А не опасаетесь обратной реакции западных производителей - они ведь и в конкуренции не заинтересованы…

Не думаю, сейчас, по большому счету, уже никто не закрывает свои рынки - ни они, ни мы. И я сильно сомневаюсь, что сейчас кто-то на Западе прекратит поставлять нам материалы, хотя бы потому, что они сами продают нам свои самолеты в больших количествах и будут и дальше продавать. Вообще, на мировом рынке сейчас все очень тесно взаимосвязано.

- В этом плане у «АэроКомпозита», судя по всему, наиболее перспективные отношения выстроены с австрийской компанией FACC AG. Расскажите подробнее о вашем сотрудничестве.

Компания FACC AG - это бывшее аэрокосмическое подразделение австрийской фирмы Fischer - одного из мировых лидеров в производстве изделий из композиционных материалов. Мы многое почерпнули у них для себя в части технологии и по инженерии, когда вместе со специалистами этой компании работали на их заводе над прототипом кессона крыла. Возили туда за опытом наших проектировщиков, технологов. Надо отметить, что большинство западных компаний, производящих продукцию из композиционных материалов и являющихся поставщиками первого уровня, как правило, плотно интегрированы с Boeing либо Airbus. Тогда как FACC AG - абсолютно независимая компания, работающая со всеми авиастроительными корпорациями. Между этой компанией и ОАК заключено соглашение о создании совместного предприятия и размещении части их программ на наших мощностях. Сейчас идут переговоры о деталях реализации этого проекта на казанской площадке.

- А в Ульяновске?

Что касается ульяновской площадки, то, в силу уникальности технологических процессов, которые мы позиционируем как ноу-хау, привлекать туда иностранных партнеров мы на данном этапе считаем преждевременным. На этой площадке будет создано предприятие полного цикла. Создается свой центр по проектированию и изготовлению оснастки, здесь будут производиться композиционные детали и агрегаты и здесь же - окончательная сборка крыла. Сейчас идут строительно-монтажные работы в будущей зоне сборки, в следующем году туда будет поступать оборудование. И тут же будет центр по механообработке титана и алюминия, который тоже мы сейчас строим и закупаем для него оборудование. Первые станки придут уже в начале декабря, начнем их монтаж.

Закрытие ИП