Технологии Ростеха помогают импортозамещению авиационной отрасли России

Ростех внедрил уникальные технологии производства лопаток авиационных двигателей, способных поддержать отечественную отрасль. Как Россия шла к новым способам создания важных деталей в рамках импортозамещения, объясняет ФБА «Экономика сегодня».

Российское предприятие опробовало новые технологии изготовления лопаток авиационных двигателей. Сегодняшние инновационные разработки помогают изготавливать максимально точные детали, снижают трудозатраты и исключают из технологического процесса ручной труд. Производством занималось предприятие «ОДК-Сатурн», расположенное в Рыбинске Ярославской области.

Завод использовал устройство для закрутки высокоточных титановых лопаток и гибридная штамповка лопаток из двухфазного титанового сплава, пояснили в объединенной двигателестроительной корпорации Ростеха.

«Лопатка газотурбинного двигателя является одной из наиболее сложных и наукоемких в проектировании и изготовлении деталей. От изделия требуется максимально точная форма, устойчивость к высоким нагрузкам и температурам, при производстве используются редкие металлы и уникальные сплавы, а также композиционные материалы, гарантирующие легкость и прочность заготовки. В мире всего шесть государств, освоивших проектирование и изготовление лопаток. Владение такими технологиями – свидетельство высочайшего уровня развития машиностроения в стране», - сообщили в пресс-службе рыбинского предприятия.

По словам главного инженера ПАО «ОДК-Сатурн» Игоря Ильина, новые российские изобретения связаны с изготовлением штамповок лопаток. Лопатки для перспективного гражданского авиадвигателя изготавливаются с помощью устройства для закрутки на полностью отечественном оборудовании, за счет чего расширяется номенклатура и компетенции производства крупногабаритных лопаток.

Гибридная штамповка основывается на применении аддитивных технологий и классической изотермической штамповки, демонстрируя требуемые показатели по экономике и механическим характеристикам.

«Прежде всего по доводке конструкции важнейшей детали турбины - той самой охлаждаемой лопатки, которая работает при температуре газа перед турбиной на 400°С выше точки плавления материала самой лопатки. Способность государства производить литые охлаждаемые лопатки - показатель высочайшего уровня развития машиностроения», – заявлял генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), президент Ассоциации государственных научных центров «Наука», академик РАН Евгений Каблов.

Реактивная авиация, которая начала создаваться с 1940-х годов, потребовала разработки нового типа двигателя. В момент зарождения реактивной авиации материалов, из которых можно было изготовить лопатки, способные длительно выдерживать высокие механические нагрузки, в СССР не существовало.

Поэтому отечественным разработчикам пришлось использовать английские образцы. Работы проводились Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов (ВИАМ), позволили создать первые жаропрочные никелевые сплавы для турбинных лопаток и разработать основы теории их строения и получения. Это стало началом технической революцией в авиастроительной отрасли.

С тех пор производством таких деталей активно занимались иностранные государства. С тех пор, как в начале 1970-х годов компания Rolls-Royce потерпела неудачу при разработке углепластиковых лопаток вентилятора и перешла на изготовление титановых лопаток методом сверхпластической формовки и диффузионной сварки, звание общемирового лидера в применении композитов в авиационных двигателях прочно закрепилось за американской фирмой General Electric.

В отечественном авиадвигателестроении в семидесятые годы XX века работы по созданию рабочей лопатки вентилятора были проведены при разработке ТРДД Д-36. В результате специалисты разработали конструкция и технология производства цельнокомпозитной широкохордной рабочей лопатки вентилятора.

Прогресс США способствовал тому, что ведущие двигателестроительные фирмы мира стали также работать над созданием лопаток. Сегодня кроме России, технологиями полного цикла создания современных турбореактивных двигателей (ТРД) владеют только фирмы США (Pratt & Whitney, General Electric, Honeywell), Англии (Rolls-Royce) и Франции (Snecma). Количество государств, которые производят такую продукцию меньше числа стран, обладающих ядерным оружием или запускающих в космос.

Стоимость изготовления лопатки для авиационного двигателя раньше можно было сравнить с ценой среднестатистического нового легкового автомобиля из-за дорогостоящего оборудования и редких металлов с уникальными свойствами: цирконий, молибден, ванадий, бериллий, рений. Средняя стоимость сплава без рения составляет от миллиона до двух миллионов рублей за тонну. Стоимость ренийсодержащего сплава начинается от 12 миллионов рублей за тонну.

Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха уже представила изобретения на международном салоне «Архимед 2022», где они получили золотую и серебряную награды. Сейчас новейшие технологии активно применяются при создании и производстве линейки гражданских авиадвигателей ПД-8 для импортозамещенного SSJ-NEW, ПД-14 для среднемагистрального МС-21 и ПД-35 для перспективных широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов.

Руководитель направления «Финансы и экономика» Института современного развития, ведущий эксперт Центра политических технологий, кандидат экономических наук Никита Масленников поясняет, что технологическая новизна и принципиальная эффективность работы над технологией создания лопаток авиационных двигателей позволила России сделать серьезный шаг в рамках государственной программы импортозамещения.

«К подобным разработкам двигателестроители приступали еще до экономического кризиса в период с 2008 по 2009 год. Но, по-видимому, финальное завершение случилось сейчас. Уникальные технологии – это принципиальная вещь, поскольку Россия продвигается к полному производству собственных двигателей», - отметил он.

В будущем отечественная промышленность может рассчитывать на полное оснащение самолетов. Российские инженеры, напомнил Масленников, всегда успешно проводили работы по созданию планеров и двигателей, но не делали прорывных успехов в разработке микроэлектронной оснастки. Поэтому теперь предприятиям предстоит движение по курсу создания собственных комплектующих для снижения зависимости от импортных деталей.

Переориентация курсов развития, полагают в экспертном сообществе, только поможет отрасли вдохнуть полной грудью под давление западноевропейских санкций. Как пояснил глава Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) Юрий Слюсарь, ограничения отрезали от России новые самолеты Boeing и Airbus и запчасти для них. Поэтому предприятиям предстоит наращивать темпов производства собственных самолетов.

Согласно расчетам организации, сделанным совместно с Минтрансом РФ, Росавиацией и авиакомпаниями, к 2025 году планируется создать 36 машин МС-21, а также нарастить выпуск самолетов SSJ-100 с российским двигателем ПД-8 до 30 штук в год.

Уникальные технологии производства лопаток авиационных двигателей как раз пригодятся в массовом производстве среднемагистральных узкофюзеляжных пассажирских самолетов МС-21. Поскольку машины ориентированы на глобальный сегмент мирового рынка авиалайнеров, Россия сможет заменить ими иностранные Boeing и Airbus.

В этом случае стоит помнить, что производство собственного самолета свидетельствует о качестве и степени развитости экономической структуры как с точки зрения сопряженности отраслевых производственных операций, так и с точки зрения условий ведения бизнеса. Цель отечественных предприятий – создать машину, состоящую на 90% из российских компонентов и способную обеспечить международную конкуренцию.