Взмах черных крыльев

Взмах черных крыльев

Алексей Хазбиев

Благодаря инфузионной технологии производства композитов для новых магистральных самолетов и удачному стечению обстоятельств российский авиапром может получить неоспоримое технологическое превосходство. Наши конкуренты начнут использовать такую технологию только через десять лет

Президент «АэроКомпозита» Анатолий Гайданский изначально сделал ставку на технологию вакуумной инфузии

Дочерняя структура Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) — компания «АэроКомпозит» — начала опытное производство композитных элементов механизации крыла на своем новом заводе в Казани. Это предприятие будет выпускать продукцию по классической автоклавной технологии сразу для двух моделей новых российских авиалайнеров — Superjet 100 и МС-21. А в перспективе его предполагается задействовать и в производственных программах Airbus и Boeing. Но главную надежду наши производители авиатехники возлагают на другой новый завод «АэроКомпозита» — в Ульяновске. Это единственное в мире производство, где для выпуска цельнокомпозитных или так называемых черных крыльев будет использована уникальная технология вакуумной инфузии. Именно она должна обеспечить самолету МС-21 технологическое превосходство над конкурентами. Первую опытную продукцию ульяновский завод планирует выпустить уже этим летом, а еще через год первое полностью композитное крыло российского производства будет отправлено в Иркутск и установлено на МС-21. О том, как организован производственный процесс на новых заводах в Ульяновске и Казани, почему главная ставка была сделана на технологию вакуумной инфузии и какие дивиденды это сулит российскому авиапрому, в интервью «Эксперту» рассказал президент «АэроКомпозита» Анатолий Гайданский .

— Два года назад ваша компания начала строительство предприятий по производству композитных деталей в Ульяновске и Казани. Что сделано за это время?

— Мы уже на финишной прямой — строительство предприятий практически закончено. Сейчас в Ульяновске и в Казани полным ходом идет монтаж оборудования. Первая очередь казанского завода уже запущена — начато опытное производство элементов 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), а в дальнейшем увеличить их выпуск до 60. Более того, это же предприятие в перспективе будет выпускать продукцию для нашего стратегического партнера — австрийской компании FACC AG, одного из крупнейших поставщиков Airbus и Boeing.

А в Ульяновске будут выпускаться основные композитные конструкции для кессона крыла самолета МС-21 — набор панелей, лонжероны, а также конструкции центроплана. И там же, в Ульяновске, будет осуществляться финальная сборка крыльев и центроплана для МС-21. Полностью оба завода будут введены в производственную эксплуатацию до конца нынешнего года.

— Когда будет выпущена первая продукция?

— В Казани мы уже выпустили несколько опытных образцов. Пока занимаемся наладкой технологического процесса, проверяем работу оборудования на всех режимах. После этого сделаем первый опытный комплект элементов механизации, который пойдет на испытания в ЦАГИ. Это произойдет в третьем-четвертом квартале нынешнего года. Затем необходимо будет получить дополнение к сертификату на Superjet 100 и только после этого, в 2014 году, эти агрегаты установят на самолет.

— И насколько увеличится доля композитов в Superjet 100?

— Она не изменится. Эти самолеты и сейчас летают с композитными элементами механизации. Но в силу экономических причин мы решили их заменить. Это позволит нам резко — более чем на 30 процентов — снизить их себестоимость.

— А на какой стадии сейчас работы по созданию крыла для МС-21?

— Первые статические испытания прототипов мы провели в ЦАГИ еще в декабре 2011 года. Они должны были подтвердить наши методики расчета и правильность выбранной технологии. Испытывали кессоны крыла длиной 10 метров (реальная длина крыла около 18 метров). Они нагружались в различных режимах и подвергались разрушению. Полученные результаты хорошо коррелируют с расчетными моделями, нам удалось и конструкцию не утяжелить, и все нормы прочности соблюсти. В ближайшее время мы изготовим на серийном производстве кессоны крыла уже в реальной геометрии и опять отправим их на испытания в ЦАГИ. Ну а первое полностью готовое крыло со всеми элементами механизации, которое уже будет установлено на МС-21, мы должны произвести до конца июля следующего года.

— Сколько вы инвестировали в создание производств?

— Инвестиции ОАК составили порядка 8,5 миллиарда рублей. Из них 3,5 миллиарда потрачено на казанский завод и около пяти миллиардов — на ульяновский. Ульяновский завод значительно больше, чем казанский. Площадь первого — почти 90 тысяч квадратных метров, а второго — всего около 33 тысяч.

— На какой объем производства рассчитаны эти предприятия?

— Мы считаем, что максимально ульяновский завод сможет выпускать 200 консолей в год, то есть 100 комплектов крыльев. Но производство будет вводиться поэтапно. Если же говорить о выручке, то мы рассчитываем, что у ульяновского завода она составит порядка 120–150 миллионов долларов в год, а у казанского — 100–130 миллионов.

— В каких еще программах помимо МС-21 может быть задействован завод в Ульяновске?

— Ни один западный производитель, скорее всего, не даст нам производить крыло в интересах разрабатываемых ими программ. Это именно та ключевая компетенция, которую все производители авиационной техники стараются сохранить за собой. Но вот элементы хвостового оперения, которые Airbus и Boeing изготавливают в кооперации с независимыми поставщиками из композитных материалов, мы вполне можем получить. ОАК сейчас активно прорабатывает возможность реализации совместного проекта с китайскими партнерами — «Самолет 2020» (широкофюзеляжный магистральный лайнер. — « Эксперт» ). Вполне возможно, что там возникнет какая-то кооперация, которая позволит нам увеличить загрузку ульяновского завода. Но сейчас говорить об этом преждевременно, так как основные решения по программе еще не приняты.

— Почему из всех иностранных технологических партнеров вы выбрали именно FACC AG?

— Мы провели большую работу как с российскими компаниями, например с ВИАМом, так и с международными. Наиболее плодотворные взаимоотношения у нас сложились с компаниями Diamond и FACC. Надо отдать им должное: именно у них мы многое почерпнули для внедрения инфузионных технологий. Естественно, мы их потом адаптировали под наши задачи, совершенствовали, модернизировали. Но то, что было в начале, и то, что есть сейчас, — это небо и земля. Ну и потом, FACC была заинтересована в том, чтобы выйти на российский рынок. И не просто выйти, а инвестировать деньги в наше производство и, что самое важное, — передать часть работы по своим программам на наши предприятия.

— И какой объем бизнеса может быть привлечен благодаря партнерству с этой фирмой?

— Предполагается, что казанский завод будет выпускать продукцию по заказам FACC на сумму до 50–60 миллионов долларов в год. Речь прежде всего идет о тех программах, которые австрийская компания выполняет для Boeing и Airbus. И как только наш завод пройдет технологический аудит и будут получены необходимые сертификаты качества, такие заказы будут размещены. Все необходимые соглашения с австрийцами, включающие ценовые, временные и количественные параметры, ЗАО «АэроКомпозит» уже подписало. А у них, в свою очередь, уже заключены и выполняются соответствующие контракты с Boeing и Airbus.

— Почему вам так важно участвовать в программах Airbus и Boeing?

— Потому что это позволит нам расширить сбыт и снизить долю накладных расходов на единицу продукции. На одних только российских программах срок возврата инвестиций в завод значительно длиннее. Что сто комплектов в год производить, что десять — большой разницы с точки зрения стартовых инвестиций нет. Все равно нужно построить здание, создать чистые комнаты, ультразвуковой контроль, поставить хотя бы минимальное количество автоклавов, фрезерных центров, установить рентгеновские камеры. Но дальше это оборудование надо загрузить по максимуму, чтобы оно не простаивало. Именно этого мы и собираемся добиться благодаря заказам FACC.

Но есть и еще один важный момент. Нам крайне важно, чтобы австрийцы обучили нас работать по западным стандартам, внедрили на предприятии свою систему менеджмента качества. У нас в России свои принципы в этой области, а Boeing и Airbus работают по несколько иным стандартам. Они, может быть, принципиально ничем не лучше наших, но нам надо их знать и уметь в соответствии с ними работать, чтобы продавать свои услуги на сторону.

— Сколько инвестировала FACC AG в ваше предприятие?

— Пока они инвестировали только знания и опыт организации производства, но в ближайшем будущем они станут полноправными акционерами казанского завода. Мы вместе с ними проектировали этот завод, строили, составляли спецификации на оборудование, которое для него закупали. А инвестиции с их стороны начнутся после того, как завод пройдет технологический аудит. Я думаю, что этот процесс в нынешнем году будет завершен. Что касается финансовых вопросов, то детали я разглашать не буду. Могу сказать только, что речь идет о приобретении пакета акций, который превышает блокирующий. Это несколько миллионов долларов.

— Для чего вам потребовалось создавать сразу две производственные площадки?

— Основных причин две. Первая — различные технологические процессы. Элементы механизации, носовую и хвостовую часть по разным причинам более оптимально изготавливать по классическим автоклавным технологиям, в отличие от панелей крыла и лонжеронов, где мы используем инфузионную технологию. Поэтому в Казани и Ульяновске различный состав оборудования, и было достаточно сложно объединить все это на одной площадке. Вторая причина в том, что казанская площадка организована как совместное предприятие с компанией FACC AG, что позволяет нам привлекать сторонние заказы. В Ульяновске же в связи с наличием ноу-хау привлечение иностранного партнера на данном этапе мы посчитали преждевременным.

— А что такого секретного в этой инфузионной технологии?

— Если говорить об авиационной промышленности, то она позволяет сделать панель крыла длиной 18 метров и шириной до трех метров в хорде за один технологический передел. На данный момент технологиями изготовления деталей такой размерности владеют только три производителя — Boeing, Airbus и Bombardier. Ну и мы, соответственно, четвертые. Инфузионная технология позволяет изготавливать более сложные по сравнению с традиционной автоклавной технологией детали за один технологический передел. Кроме того, она существенно удешевляет себестоимость производства и позволяет сократить вес изделия.

— Технология закупалась за рубежом?

— То, что мы сейчас используем, более чем на половину сделано нашими специалистами. Когда создавался «АэроКомпозит», то Михаил Асланович Погосян (глава компании «Сухой» и президент ОАК. — « Эксперт» ) сформировал коллектив на базе сотрудников фирмы Сухого. Это были ведущие специалисты: главный конструктор, главный технолог, первый вице-президент по технологиям — все они выходцы из ОКБ Сухого. Так вот, идеология работы с инфузионной технологией всем нам была понятна с самого начала. Но ведь важна не только идея, но и ее реализация, детали. И вот эти нюансы мы дорабатывали уже с нашими технологическими партнерами, с той же Diamond, FACC AG, с ведущими в мировой авиационной отрасли производителями, которые специально для нас создавали нужные нам материалы и технологическое оборудование.

— А в чем различие между автоклавной технологией и инфузионной?

— Композит, используемый в нашем производстве, состоит из двух частей: наполнителя и связующего. Наполнитель — это угольная, стеклянная лента или ткань. А связующее — это смола. Когда связующее наносится на наполнитель, а потом все вместе подвергается термообработке, получается композит.

Для производства силовых конструкций крыла в основном используются две технологии — автоклавная и инфузионная. При автоклавной технологии на каждый слой сухого вещества, угольной ткани, на специальной пропиточной машине наносится смола. Ткань, пропитанная связующим, называется препрег. После этого препрег укладывается в нужную форму (на оснастку) и помещается в автоклав, где под давлением при высокой температуре формируется уже готовое изделие. Основным ограничением данной технологии является время жизни препрега при комнатной температуре — как правило, не более пяти-семи суток. Зачастую этого времени недостаточно для того, чтобы выложить сложную интегральную конструкцию и подготовить ее к полимеризации в автоклаве. Поэтому, например, Boeing при изготовление крыльевой панели отдельно изготавливает стрингера и только потом кладет их на мокрую подложку (обшивку панели), после чего запекает в автоклаве. То есть возникает клеевое соединение, что снижает прочность конструкции.

Мы же используем второй способ — вакуумную инфузию, когда с помощью специальных машин выкладывается полностью сухая лента, не намазанная связующим. Затем на нее сверху устанавливается вакуумный мешок, и только после этого под воздействием вакуума связующее как бы втягивается внутрь, где оно постепенно пропитывает эту ленту. Соответственно, нам не нужен автоклав и мы имеем практически неограниченное время жизни материала. Сухой материал можно хоть полгода выкладывать. Ну и, кроме того, мы можем делать более сложную интегральную деталь, что позволяет оптимизировать ее конструкцию и добиться снижения веса.

Из МС-21 можно выжать топливную эффективность на 8% больше, чем у 737 MAX или A-320 NEO

— И какой экономический выигрыш дает инфузионная технология?

— Если говорить о себестоимости, то экономия порядка 5–7 процентов по сравнению с автоклавной технологией. Но кроме себестоимости есть еще некоторая экономия по весу — в районе 3–4 процентов.

— А в сравнении с алюминиевым крылом?

— Такое сравнение будет не совсем корректным. Потому что основное преимущество композитного крыла достигается не за счет меньшей себестоимости производства и даже не за счет веса, а за счет возможности создания более совершенной аэродинамической формы. У нас это называется «крыло большого удлинения». Именно это обеспечивает высокую топливную эффективность. Композитное крыло по сравнению с алюминиевым дает экономию топлива примерно 6–8 процентов. Из них доля веса обеспечивает выигрыш не более 2 процентов. А остальные 4–6 процентов получаются за счет аэродинамики. То есть весовые характеристики не играют такой уж большой роли. Ну, может быть, на 200–300 килограммов оно будет весить меньше.

— Успешная реализация ваших проектов производства композитных деталей наверняка резко повысит технологический уровень ОАК, да и всего российского авиастроения в целом. Но позволит ли это обеспечить превосходство МС-21 над конкурентами в реальной рыночной борьбе?

— То, что мы делаем, — это достаточно серьезный прорыв. МС-21 сейчас выходит на очень конкурентный рынок — среднемагистральных самолетов с одним проходом. За этот рынок идет настоящее сражение. Там уже есть Boeing со своим семейством 737 MAX и Airbus со своим A-320 NEO. Каждая из этих компаний намерена выпускать примерно по 400 таких самолетов в год. А вскоре к ним добавится еще два новых производителя — канадская корпорация Bombardier и китайская COMAC. И нам, чтобы выйти на этот рынок со своим МС-21, просто необходимо иметь значительные конкурентные преимущества. Какими они могут быть? Прежде всего это сервис, цена и стоимость обслуживания. Наиболее ощутимым преимуществом здесь может стать стоимость обслуживания. Благодаря новым крыльям из МС-21 можно выжать топливную эффективность на 6–8 процентов больше, чем у 737 MAX или A-320 NEO. Ну и себестоимость производства этого самолета у нас будет несколько ниже, чем у конкурентов.

— А ее- то за счет чего удастся обеспечить?

— Нам не нужны дорогостоящие автоклавы, поэтому оборудование, которое мы приобретаем, стоит дешевле, чем у Boeing. Нам не надо клепать стрингера, как это делает Boeing. Соответственно, энергоемкость всего процесса и, что самое важное, трудоемкость у нас меньше. Ну и, наконец, оснастка, которую мы используем, в ряде случаев тоже стоит дешевле. Вот и получается, что то там 3 процента сэкономили, то здесь 2 процента, а в целом эффект достигается весьма значительный.

— Если МС-21 действительно будет так хорош, как вы говорите, то не исключено, что при определенных обстоятельствах американцы просто перекроют вам доступ к материалам для производства крыльев или введут какие- нибудь санкции. Вы такой вариант рассматриваете?

— Теоретически такое опасение, конечно, у нас существует. Но я не думаю, что это произойдет. И потом, мы очень плотно работаем с отечественными производителями материалов, с ВИАМом, с холдинговой компанией «Композит». Кроме того, большой завод по выпуску сырья для композитной отрасли в Алабуге строит «Роснано». Так что создаваемые ими материалы, я думаю, будут широко применяться в отечественной авиационной промышленности.

— Как долго на рынке будет сохраняться технологическое превосходство МС-21? Ведь наверняка и сам Boeing, и другие производители самолетов тоже будут делать крылья для своих новых моделей, используя инфузионную технологию.

— Вероятность этого очень высока, но пока такое решение Boeing еще не принял. Я думаю, что это произойдет не раньше 2025 года.

— Зачем им так долго ждать?

— Дело в том, что жизненный цикл уже запущенных программ достаточно большой. Если сейчас Boeing и Airbus не стали делать композитные крылья для 737 MAX и A-320 NEO, а решили оставить алюминиевые, то теперь следующая программа по созданию новых узкофюзеляжных самолетов будет запущена не раньше чем через десять лет. Есть определенный цикл вывода новых моделей на рынок, и сокращать его нет большой необходимости. Это касается и широкофюзеляжных самолетов. Крылья Boeing 787 Dreamliner и Airbus A-350 делаются по автоклавной технологии, модернизация Boeing 777 тоже на 99 процентов пойдет в автоклаве. Поймите, они уже вложили миллиарды долларов в свои программы, инвестировали в сертификацию, в технологию, отладили ее, и теперь, если будут что-то серьезно менять, просто не отобьют вложенные деньги. Вот если бы они сразу стали использовать инфузионную технологию, тогда модернизация имела бы экономический смысл. Потому что то преимущество, которое мы имеем, появилось только благодаря тому, что мы начали делать все с нуля.

— Организация двух производств обошлась « АэроКомпозиту» примерно в 270 миллионов долларов. Это не та сумма, которую стал бы экономить Boeing…

— Да, но двести миллионов — это инвестиции с расчетом на наш объем: несколько десятков самолетокомплектов в год. А Boeing производит несколько сотен самолетов в год. И там уже требуются пропорционально бо?льшие вложения. Как минимум несколько миллиардов. Кроме того, если говорить о широкофюзеляжных самолетах, то у них крылья гораздо большей размерности. Не 18 метров, как у МС-21, они могут доходить и до 30 метров в длину. То есть игра свеч не стоит — полностью переходить на новую технологию смысла сейчас нет.

Если бы преимущество составляло более 20 процентов по себестоимости или по весу, Boeing однозначно поменял бы технологию. А когда преимущество всего 6–8 процентов, то это находится как раз на той грани, когда люди тысячу раз подумают, прежде чем что-то предпринимать. И потом, они подождут, пока мы доведем технологию до ума, получим сертификат на самолет, и только после этого будут действовать. То есть риски свои постараются свести к минимуму.

— Будущий конкурент « Гражданских самолетов Сухого» — корпорация Mitsubishi — тоже сначала хотела делать крылья для своего нового регионального самолета MRJ из композитных материалов, но потом от этой идеи отказалась. Почему?

— Думаю, что основных причин было две. Во-первых, на региональном самолете размерности MRJ композитное крыло не дает тех преимуществ, которые оно дает на магистральных лайнерах. Прежде всего потому, что значительную часть всего времени, которое такой самолет находится в воздухе, занимают взлет и посадка. А значит, экономия топлива будет невелика. Во-вторых, производя панель крыла для Boeing 787, в Mitsubishi насмотрелись на технологические сложности, с которыми сталкивался Boeing в этом процессе. Я имею в виду именно автоклавную технологию. Поверьте, там очень много различных проблем, которые японцы на данном этапе решать, видимо, не захотели.

— Композиты — очень малоизученная область материаловедения. Из- за этого их применение сопряжено с целым рядом трудностей. Например, когда Boeing делал Dreamliner, на начальном этапе испытания у самолета были обнаружены микротрещины, вследствие чего американцы вынуждены были перепроектировать крыло. Как вы намерены избежать подобных проблем? И какие риски вы видите в использовании инфузионной технологии?

— Рисков у нас достаточно много, никто этого не отрицает. Основной риск — сертификация самолета. Это признаем и мы, и наше руководство. МС-21 будет проходить сертификацию не только в России, но и в европейских и американских сертификационных органах. И вопросов к нам будет очень много, причем их будут задавать с пристрастием. Во-первых, потому, что мы первые, кто использует подобную технологию при производстве кессонов крыла магистральных лайнеров, а во-вторых, нас не очень-то сильно хотят видеть с этим самолетом на мировом рынке. Для уменьшения этого риска головной разработчик корпорация «Иркут» совместно с нами разработала программу работ в обеспечении сертификации композитного крыла в составе самолета МС-21. Мы тратим на это очень серьезные деньги, работаем с иностранными партнерами, формируем мнение, показывая наши технологии экспертам, очень активно работаем со специалистами из ЦАГИ, ВИАМа, соответствующих сертификационных центров. Совместно разрабатываем программы и документы, которые лягут в основу сертификационного базиса МС-21.

— А есть ли сугубо технологические риски?

— Естественно, при использовании любой новой технологии всегда есть риск, что что-то не получится или пойдет не так. Могли ли мы чего-то не учесть, изготавливая десятиметровые прототипы крыла? Сейчас ответить мне очень трудно, но вероятность этого, по нашему мнению, невелика. В любом случае все риски мы намерены еще раз просчитать и проверить. Уверен, до конца этого года все они будут сняты, что позволит создать композитное крыло с очень хорошими весовыми и аэродинамическими характеристиками в нужные для программы МС-21 сроки.