ТРИ СОМНОЖИТЕЛЯ УСПЕХА

Александр Иванович Бажанов

 

На рубеже 2009 - 2010 годов в отечественной авиации произошли два знаковых события: начало эксплуатации авиаперевозчиками серийного Ан-148 и первые полеты нового самолета Т-50, создаваемого по программе ПАК ФА. К обоим этим событиям в той или иной мере имеет отношение Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют". Во-первых, на Ан-148 установлены двигатели Д-436-148, в создании и производстве которых в кооперации с украинскими коллегами из "Мотор Сич" и "Прогресс" активно участвует "Салют". Несмотря на все проблемы, привнесенные политическими и экономическими реалиями современности, двигатель получился, и его будущее вполне прогнозируемо. Во-вторых, серийный самолет ПАК ФА будет оснащаться двигателем, в создании и производстве которого, как показывают события последних лет, ММПП "Салют" примет самое активное участие.

Как известно, создание нового двигателя - удовольствие дорогое и требующее больших временных затрат. Тем не менее, конкурс на разработку двигателя для самолета пятого поколения в полном объеме так и не проведен. Напомним, что ФГУП "ММПП "Салют" получил от заказчика техническое задание на разработку ключевых элементов нового двигателя. Одновременно аналогичное задание было направлено и в НПО "Сатурн". От того, насколько хорошо тому или иному претенденту удастся разработать и изготовить ключевые элементы, такие как, например, камера сгорания, турбина, компрессор, вентилятор, должен зависеть выбор головного исполнителя. Объяснение простое: в основном именно этими элементами определяются параметры любого двигателя.

Но для того, чтобы новый двигатель стал серийным продуктом, необходимо, помимо разработки новой конструкции, располагать новыми технологиями и иметь для осуществления всего этого высокопрофессиональные кадры.

Первый сомножитель

Еще в 2007 г. на ММПП "Салют" начались стендовые испытания двигателя-демонстратора АЛ-31ФМ3-001, рассчитанного на повышенную тягу. В этом двигателе была применена новая камера сгорания и трехступенчатый компрессор низкого давления. Двигатель на стенде развил тягу 15,3 тс. Внедренные в этом двигателе конструктивные и технологические решения позволили выполнить условия заказчика и продемонстрировать работоспособность ключевых элементов.

Вот что рассказал генеральный конструктор ММПП "Салют" Эммануил Израилевич Гольдинский о тех конструктивных “изюминках”, которые позволили решить ряд проблем при создании двигателя пятого поколения.

Первым проектом, который реализовало созданное на "Салюте" КБ, стала разработка двигателя АЛ-31ФН с нижним расположением коробки агрегатов на основе серийного АЛ-31Ф. Это был успех, позволяющий до сих пор выпускать двигатель, полностью ориентированный на экспорт. Но была поставлена еще одна задача: повышая удельные характеристики существующего двигателя, отработать конструкцию и технологии для перспективного образца ТРДД Для создания двигателя первого этапа модернизации (АЛ-31ФМ1) потребовалось около $50 млн, включая расходы на  испытания. В результате тяга двигателя была увеличена с 12,5 до 13,5 тс, межремонтный ресурс - с 500 ч до 1000 ч. Назначенный ресурс вырос с 1500 ч до 2000 ч.

Двигатель АЛ-31 ФМ1 прошел государственные стендовые испытания и специальные летные испытания в составе самолета Су-34. В настоящее время установлен на Су-27СМ и Су-34.

Практически все заказчики, как иностранные, так и отечественные, требуют двигатели с новыми параметрами. А так как сегодня по всему миру летают более 1,5 тысяч различных модификаций Су-27, то модернизация АЛ-31Ф, проводимая "Салютом", позволяет, во-первых, удержать рынок, а, во-вторых, постепенно отработать двигатель следующего поколения. Чрезвычайно важно то, что все эти модификации двигателя взаимозаменяемые.

Еще более продвинутая модификация (АЛ-31ФМ2) имеет тягу 14,5 тс. Такой двигатель уже изготовлен и наработал на стенде определенное количество часов. Двигатель имеет новый вентилятор увеличенной напорности, усовершенственную камеру сгорания, турбину повышенной эффективности и новую цифровую САУ типа FADEC. Полный объем испытаний двигателя АЛ-31М2 планируется завершить в 2011 г.

Третья модификация двигателя носит наименование АЛ-31ФМ3. Ее “изюминками” являются компрессор низкого давления, изготовленный по технологии "блиск", высокотемпературные камера сгорания и турбина, компрессор высокого давления с меньшим числом ступеней (5-6 вместо 9). В этом двигателе предполагается поднять тягу до 15,5 тс, а его параметры, в том числе расходные характеристики и удельный вес, вплотную приблизить к параметрам двигателя пятого поколения.

Двигатель АЛ-31ФМ2. Испытания продолжаются. Предполагается устанавливать на Су-27СМ-2, Су-34, Су-35.

В рамках НИР "Енисейск-Б" специалисты "Салюта" выполнили исследования в полном объеме и в заданные сроки. В заключительном акте комиссии отмечено, что научно-технический уровень проведенных работ не уступает уровню разработок ведущих зарубежных фирм. Комиссия рекомендовала результаты НИР использовать при разработке перспективного двигателя.

А достигнутый уровень достаточно высокий. Так, в трехступенчатом компрессоре, разработанном совместно со специалистами ЦИАМ им. П.И. Баранова и выполненном по технологии "блиск", получена очень высокая степень сжатия. Уровень квалификации конструкторов и технологов "Салюта" позволил на первом же экземпляре компрессора получить параметры (степень сжатия, к.п.д. и газодинамическую устойчивость), соответствующие расчетным. Что касается камеры сгорания, то одновременно с уменьшением длины на 100 мм удалось значительно увеличить температуру газов. А для того, чтобы лопатки соплового аппарата и турбинные лопатки выдержали высокую температуру газов и имели необходимый ресурс, были разработаны новые система охлаждения и теплозащитное покрытие лопаток.
Аванпроект перспективного двигателя для ПАК ФА получил положительную оценку институтов промышленности и МО РФ.

Второй сомножитель

Помимо конструктивных проблем на “Салюте” решен целый ряд технологических задач. Благодаря этому удалось существенно расширить производственные возможности предприятия при изготовлении именно новых узлов двигателя.

О разработке и внедрении новых технологий при производстве ГТД нового поколения рассказал директор НИИД Валерий Александрович Гейкин.

Наш институт проводит большой объем научно-исследовательских работ по приоритетным научным направлениям в рамках создания двигателя нового поколения и также участвует во внедрении новых технологий в производство.

Результатом эффективного проведения таких научно-исследовательских работ, например, является внедрение на предприятии процесса ультразвукового упрочнения моноколес и дробеструйного упрочнения рабочих поверхностей зубчатых колес. Перспективными являются проводимые нами исследования по упрочнению входных кромок лопаток компрессора.

На "Салюте" широкое применение нашла электроэрозионная обработка. Так, в основном и вспомогательном производстве задействовано порядка 200 электроэрозионных станков. На них, например, обрабатываются перфорационные отверстия в лопатках турбин, в сопловых блоках, а также пазы в корпусах камеры сгорания. Внедрение в производство электроэрозионных процессов проводится на основе научно-практических работ, проводимых нашим институтом. Дальнейшие исследования в этой области будут направлены на получение сложнопрофильных перфорационных отверстий.

На предприятии создаются собственные специальные станки для электрохимической обработки лопаток компрессоров. В разработке технологий электрохимической обработки принимают непосредственное участие специалисты нашего института.

В узлах создаваемого двигателя нового поколения будут применяться щеточные и пальчиковые уплотнения. Для их изготовления будут использоваться станки для электрохимического алмазного шлифования и копировально-прошивочные электрохимические станки.

Для решения еще одной сложной задачи - обработки отверстий в деталях с термобарьерными покрытиями, предполагается применение комбинированной обработки: лазерной и электроэрозионной. Лазерная обработка предназначена для предварительной прошивки токонепроводящих керамических слоев.

Институт ведет совместные разработки перспективных керамических и композиционных материалов, в том числе наноструктурных материалов. Их применение позволит повысить к.п.д. и удельную мощность газотурбинных двигателей, сохраняя высокий уровень прочности деталей при температурах 1500…1600 °С при давлении 200…600 МПа. Керамические материалы найдут применение в качестве фрагментов жаровых труб камер сгорания, надроторных уплотнений, подшипников качения и скольжения, а также - в перспективе - при изготовлении лопаток турбин.

Важным вопросом при изготовлении двигателей нового поколения, в решении которого также принимает участие наш институт, является снижение себестоимости ТРДД. Так, например, одним из путей снижения себестоимости является внедрение разрабатываемой на предприятии технологии изготовления лопаток компрессора высокого давления методом точной штамповки без припуска по перу. Такой технологией пока не обладает ни одно российское двигателестроительное предприятие.

Для обеспечения высоких газодинамических параметров вентиляторы и компрессоры низкого давления выполняются в виде моноколес с широкохордными лопатками, что позволяет уменьшить число ступеней и одновременно повысить степень сжатия. Дальнейшие опытно-конструкторские работы, проводимые на ФГУП "ММПП "Салют" совместно с другими организациями, направлены на повышение коэффициента использования металла и снижение трудоемкости при изготовлении этих моноколес.

Третий сомножитель

В последнее время все чаще и на все более высоком уровне происходит обсуждение путей ее решения проблемы подготовки квалифицированных специалистов. На "Салюте" не ждут, когда на предприятие придут инженеры и рабочие, обладающие необходимыми знаниями и опытом работы, а сами организовали инновационную систему подготовки кадров и повышение квалификации персонала.

О последних мероприятиях, направленных на преодоление дефицита кадров, рассказал директор ММПП "Салют" по науке Валентин Владимирович Крымов.

На предприятии продолжает функционировать Институт целевой подготовки специалистов по двигателестроению (ИЦПС), на базе которого действуют 15 филиалов кафедр ведущих технических вузов Москвы. Здесь ежегодно без отрыва от производства получают высшее образование более 100 сотрудников "Салюта". ИЦПС сотрудничает с вузами Москвы: МГТУ им. Баумана, МАИ, МАТИ, МИСиС, МАМИ, СТАНКИН, МИИГА, МГУПИ, РГУИТП, МЭИ. Каждый год в ИЦПС через все виды обучения проходят около трех тысяч ИТР и полутора тысяч рабочих и контролеров. В созданном Центре ускоренной подготовки рабочих осуществляется обучение новым, крайне необходимым для промышленности специальностям шлифовщиков, операторов станков с ЧПУ, программистов.

За создание инновационной системы подготовки и повышения квалификации персонала промышленного предприятия ИЦПС в 2008 г. был награжден золотой медалью IX Международного форума "Высокие технологии ХХI века".

Сегодня на "Салюте" работают 101 кандидат и 20 докторов технических наук. Только за последнее время еще три сотрудника предприятия защитили докторские диссертации и три специалиста стали кандидатами наук.

Все эти результаты стали возможны благодаря внедренной на производстве системе непрерывного образования, на поддержание которой, а также на переподготовку кадров, повышение квалификации сотрудников всех уровней, предприятие ежегодно расходует около 30 млн руб. из собственных средств.

Действуя в рамках государственной программы "Образование", ФГУП "ММПП "Салют" активно участвует во всех мероприятиях, направленных на выработку мер по совершенствованию системы профессионального образования. Например, в 2009 г. Минпромторговли провел конкурс, направленный на определение условий создания центров дополнительного профессионального образования. "Салют" принял в нем участие, поскольку он отвечает самым современным требованиям: создает, разрабатывает и производит инновационную конкурентоспособную продукцию, обладает интеллектуальным и техническим потенциалом, достаточным для того, чтобы на этой базе создать центры дополнительного профессионального образования. "Салют" победил в этом конкурсе и уже выполнил первый этап: специалистами предприятия разработано более ста учебных планов, программ и методических пособий для центра дополнительной профессиональной подготовки.

При решении вопросов подготовки высококвалифицированных специалистов "Салют" получил поддержку со стороны московского правительства. Было проведено заседание, посвященное вопросам подготовки кадров в промышленности, а 3 ноября 2009 г. мэр Москвы Ю.М. Лужков подписал Постановление № 1203-ПП, согласно которому на "Салюте" начата реализация пилотного проекта по созданию на базе предприятия ресурсного центра обучающей организации подготовки и переподготовки кадров для промышленности, включая строительство гостиницы для иногородних граждан. Данный проект направлен на подготовку и повышение квалификации рабочих, дефицит которых ощущается в столице все больше и больше.

Для реализации данного проекта "Салютом" выделены дополнительные площади для развития учебного цеха, в котором после реконструкции будет установлено новое современное оборудование. Здесь будут в первую очередь готовить специалистов по особо востребованным направлениям: сварщиков, специалистов по обработке металлов давлением, штамповщиков, кузнецов и других, то есть тех специалистов, которых сегодня никто не готовит. А задача "Салюта" такова, чтобы из дверей ресурсного центра выходили грамотные, современные и высококвалифицированные специалисты.

Острая нехватка рабочих рук связана еще и с падением престижа рабочих профессий в обществе. Для устранения этого необходимо как проводить пропаганду этих профессий, так и находить пути повышения заработной платы. Уже в ближайшее время будет проведен очередной конкурс профессионального мастерства среди рабочих по профессиям: токарь, фрезеровщик и слесарь-инструментальщик. В нем примут участие представители всех заводов интегрированной структуры "Салюта". А в июне будет традиционно проведен конкурс “Московские мастера 2010”.

Если на предприятии не решен хотя бы один из основных вопросов: нет конструкции перспективного двигателя, нет новых технологий, обеспечивающих возможность его серийного производства, и нет специалистов, способных сконструировать, отработать технологии и выпускать этот двигатель, то и двигателя не будет. Это как в математике: если один из сомножителей равен нулю, то и все произведение равно нулю.

Конечно, мощное предприятие может в одиночку изготовить двигатель любой сложности. Вопрос только в цене и времени. Для снижения производственных издержек в настоящее время целесообразнее поручить изготовление отдельных узлов тем, у кого это получается лучше и дешевле. Но отвечать за конструкцию двигателя и его производство должно одно предприятие. ФГУП "ММПП "Салют" готово стать головным в создании двигателя для ПАК ФА и взять на себя всю полноту ответственности.