ВЫБОР ПРАВИЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ
ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЕЙ
Лев Ио

Ион Одров, начальник проектного отдела московского СП сидел, обхватив голову руками и разглядывая технические требования, пришедшие из западноевропейской фирмы на модернизацию одной из их главных газовых турбин GT13E, предназначенной для производства электроэнергии (далее ГТУ):

Ну, пункт 6 еще туда-сюда: выхлоп ГТУ во многом конструкцией камеры сгорания определяется. Но ведь требования 1-5 просто жутко противоречивы! GT13E - неплохая турбина, и чтобы поднять ее мощность, например, нужно температуру в камере наращивать, а как же тогда увеличить ресурс деталей, если материал, из которого они сделаны, не меняется. Можно, конечно, охладить лопатки поискуснее, но, во-первых, всему есть пределы, а, во-вторых, стоимость лопатки с более "хитрыми" охладительными каналами будет заведомо больше, чем с простой конструкцией охлаждения.

Ион позвонил своему французскому контрагенту - главному инженеру Антуану Просфору:

- Антуан, привет. Я тут технические требования на модернизацию вашей GT13E получил, тобой, в том числе утвержденные. Ты сам читал, что подписал?

- Здравствуй, Ион, конечно, читал… Да не обращай ты внимания, так всегда делается: пишется, что все надо улучшить, иначе Верховный Менеджерский комитет не утвердит задание. Многие из них сами смеялись, утверждая эти требования. Не переживай, выкрутимся…, главное - заказ твоя фирма получила.

И правда, по истечению трех лет наше СП, спроектировав модернизованную турбину, с большим трудом выполнило технические требования 1-2 и 5-6. При защите проекта про пункты 3 и 4 никто и не вспоминал…

А Иону многочисленные пустые усилия, потраченные нашими и французскими инженерами в угоду Менеджерским Приказам, покоя не давали.

Мало того. Когда модернизированная турбина была на выходе, поступило новое Указание: для турбин, отправляемых в Саудовскую Аравию, все-таки увеличить ресурс деталей на 33 %, а то, вишь-ты, запчасти дорого арабам обходятся. А чтобы готовую ГТУ не переделывать, следует снизить температуру газа в камере сгорания, вот долговечность лопаток и повысится.
- Так ведь мощность ГТУ упадет, и электроэнергии меньше вырабатываться будет, - попробовал возразить Ион, - так что шейхи не прибыль получат, а потери в итоге понести могут…

- Да что ты, Ион, кто и что этим восточным людям объяснять будет - хотят меньше за дорогие запчасти платить, и все тут…
"Не такие уж они и дураки, эти ваши арабы", - подумал Одров и впал в размыслительный процесс…

Ведь что хочет любая фирма, заказывающая проектирование, скажем, мощного мотора грузового автомобиля какой-нибудь конторе типа одровской? Желательно, чтобы: мощность мотора была бы повыше - больше какого-нибудь груза машина сможет взять на борт; к.п.д. двигателя был бы побольше - меньше бензина двигатель потреблять будет; детали были бы спроектированы подолговечнее - меньше простоев на ремонт и затраты на запчасти упадут; материалы для изготовления были бы выбраны подешевле, да и конструкция самого движка попроще - опять же сборка дешевле, значит, и стоимость двигателя меньше; выхлоп должен быть возможно более чистым, не столько из-за заботы об обывателях, сколько чтобы штрафы экослужбам поменьше платить…

Вот, собственно, и все. И как эти цели, конфликтующие между собой даже на первый взгляд, примирить? Иону придумалось довольно простое решение. - "А давайте", - предложил мысленно он, - "станем на позицию будущего владельца будущей же машины и посчитаем его доход от эксплуатации агрегата - мощность двигателя легко перевести в количество перевезенного груза, а этот груз - в стоимость полученной владельцем фуры денег. Это будет его единственный доход. А все остальное - бензин, зарплата водителя, стоимость самого двигателя, его ремонтов, запчастей и штрафов - это его затраты. Вот и цель "экспедиции" проясняется: добиться, чтобы прибыль (разница между доходом и расходом) владельца была максимальна, а потом пусть наши маркетинговые службы этого капиталиста и убеждают в преимуществах наших изделий".

Однако легко сказать - посчитай прибыль. А для этого надо знать, например, цену бензина, а она по шарику сильно меняется, да и зарплату шоферов неплохо правильно учесть, а она заметно отличается во Франции и Чили, скажем. Да, а еще есть такие вещи, как банковские проценты за закупку оборудования, экономисты горы диссертаций защитили по подобной тематике.
"А что если считать не абсолютную прибыль, а относительную, - пришло в одроголову. - Ведь тогда многие неизвестные и трудно поддающиеся оценке факторы просто исчезнут при вычитании, и в сухом остатке мы получим только выражения, содержащие параметры, на которые инженер-проектировщик влиять может!"

Обратившись к энергетическим ГТУ, Одров составил систему уравнений и нашел решение задачи, из которого следовало что, экономя на частой покупке запчастей, наши восточные соседи будут терять 21 доллар за каждый час эксплуатации турбины, недополучая электроэнергию…

После обсуждения на семинаре в западной компании выкладки Иона были презентованы владельцам турбин в Саудовской Аравии, и те моментально отказались от своего предложения. "Денежки-то все считать умеют", - подумалось тогда Одрову.
Другой случай произошел в германском Манхайме. Там работал турбинист от Бога Эмиль Ванер. Его мнение во всех областях проектирования и производства турбин считалось окончательным, настолько высок был его заслуженный авторитет среди коллег. И вот, во время командировки Одрова, Эмиль предложил ему не запаивать дырочку от выхода стержня неохлаждаемой четвертой лопатки одной из ГТУ, проектировавшейся СП.

- Ион, стоимость пайки одной дырки составляет 300 дойчмарок, а всего лопаток 63, так что потребуется около 12 тыс. долл. на эту операцию…

- Но ведь через незапаянные дырки будет сочиться воздух, уходя из камеры сгорания, - попробовал возразить Одров.

- Да чепуха, сколько через эти щелочки вытечет? - улыбнулся Эмиль.

В обеденный перерыв Ион засел за выкладки. Его коллеги из групп "Охлаждение" и "Аэродинамика" уже подготовили свое видение потерь мощности ГТУ вследствие просачивания воздуха через оставленные дырки. Эти потери, как и предрекал Ванер, были небольшие, всего-то 0,16 МВт (газодинамические потери из-за подсоса воздуха через лопатку в проточную часть составили 0,04 МВт, а потери вследствие дополнительного расхода воздуха через вторичную систему ротора равнялись 0,12 MВт).

Однако одровская теория позволяла определить суммарную сравнительную прибыль владельца ГТУ с запаянными лопатками за время жизненного цикла (54 тыс. ч). Из выкладок следовало, что, хотя начальные затраты заказчика, купившего ГТУ с незапаянными отверстиями в четвертой лопатке, будут на 12 тыс. долларов меньше, но прибыль заказчика, обладающего ГТУ с запаянными отверстиями в лопатках через 54 тыс. ч эксплуатации турбины будет значительно больше (на 93 тыс. долларов).
Эмиль, плохо понимавший и нормальный английский, и весьма неважный немецкий Одрова, "схватил" идею всего за три минуты. Пожалуй, это был единственный случай в практике Иона, когда Эмиля удалось переубедить, причем так легко…
И еще много раз поработал подход Иона, когда требовалось провести инженерную экспресс-оценку выгодности того или иного технического решения, давая результаты часто нежданные.

Кстати, "одрометод" годится для оценки правильности выбора инженерной опции не только для ГТУ энергетического предназначения, но и вообще для газотурбинной техники, да и для движков другой природы тоже…