Авиастроение

ЦИАМ – научный базис российского двигателестроения

1

 

Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова, более известный в мире науки и авиации как ЦИАМ, – единственная в России научно-исследовательская организация, которая проводит комплексные научные исследования и разработки в области авиадвигателестроения. О сегодняшнем дне авиамоторостроения мы беседуем с генеральным директором Института Владимиром Бабкиным.

 

– Владимир Иванович, каковы на сегодняшний день зоны ответственности и приоритеты возглавляемого вами Института?

– Я начну издалека. Авиастроение в целом – это наукоемкая, высокотехнологичная отрасль. В этой отрасли двигателестроение – самая высокотехнологичная подотрасль, в ней роль науки чрезвычайно высока. Газотурбинный двигатель (ГТД) – один из трех научно-технических прорывов XX века. Человечество освоило космос, открыло новый неиссякаемый источник энергии – атом и изобрело газотурбинный двигатель. ГТД дал возможность не только осуществлять доставку нефти и газа по континентам, не только эффективно вырабатывать электроэнергию, самое главное, он позволил человечеству быс­тро и комфортно перемещаться по всей планете. Для авиации весь земной шар оказался не таким уж большим. За каких-то 4 часа теперь можно добраться до таких мест, до которых раньше приходилось добираться месяцами. Во времена поршневых моторов преодолевать подобные расстояния либо не было возможности, либо имелись серьезные риски и существенные временные затраты. Моторы были ненадежны.

 

Достижения в аэродинамике, авиационных материалах, которые нашли применение в авиационных газотурбинных двигателях, позволили за последние 60 лет в 5 раз снизить затраты топлива на перевозку одного пассажира на расстояние в 1 км. Еще более важно то, что благодаря непрерывному научному поиску показатели ресурса и надежности авиационного газотурбинного двигателя выросли на порядки, обеспечивая беспрецедентную добротность эксплуатации самолетов с такими двигателями.
ЦИАМ, выделившийся в далеком 1930 году из состава Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского, недавно отметил свое 84-летие. Все двигатели, разрабатываемые российскими конструкторскими бюро, проходят через ЦИАМ, который обеспечивает их научно-техническое сопровождение и проведение специальных испытаний. Практически все отечественные двигателестроительные КБ возглавлялись людьми, работавшими в ЦИАМ. Особенность Института состоит в том, что, помимо проведения комплексных фундаментальных, поисковых и прикладных исследований в области двигателестроения, он разрабатывает и поддерживает нормативно-правовую базу и правила создания двигателей. Эти правила выработаны ценой значительных финансовых, временных и ресурсных затрат. Иначе говоря, мы формируем и совершенствуем стандарты разработки и эксплуатации двигателей. Этими стандартами руководствуются все авиадвигателестроительные предприятия страны.

 

– ЦИАМ всегда славился своей уникальной экспериментальной базой. В каком состоянии она находится сейчас?

2– Действительно, в Институте существовала уникальная база и в 1930-е, и в 1940-е годы. Она позволяла проводить все виды испытаний, обеспечивающих улучшение высотно-скоростных характеристик авиационных поршневых и дизельных двигателей. В 1950-е и 1960-е годы в поселке Тураево в Подмосковье была создана уникальная база для комплексных испытаний авиационных газотурбинных двигателей. Видимо, только Центр имени Арнольда ВВС США мог быть сопоставим с возможностями НИЦ ЦИАМ по стендам, эксгаустерам, аэродинамическим установкам, по высотности, электроэнергетике, климатике, водоснабжению, холодильным и воздушным системам, позволяющим на земле воспроизводить максимально близкие к реальным высотные, широтные и погодные условия.

 

1990-е годы были тяжелыми не только для авиационной промышленности, но и для авиационной науки. Промышленность перестала поставлять двигатели на испытания в этот комплекс, который по своей сути задумывался и был реализован как Центр коллективного пользования. До 1990-х годов была очередь на испытания в НИЦ ЦИАМ, и график испытаний в термобарокамерах утверждал лично заместитель министра авиационной промышленности. Резкое уменьшение государственного заказа на создание двигателей, а, следовательно, и на испытания в 1990-е годы было весьма чувствительно. Тем не менее, даже в тяжелые годы безденежья Институт продолжал вести научно-технические работы, путем предельной концентрации их на приоритетах Президентской целевой программы «Авиатехника–2000».
К тому же, двигатели, которые были созданы советскими учеными и конструкторами до 1991 года, оказались настолько удачными, надежными, неприхотливыми, что падение государственного заказа в определенной степени компенсировалось экспортом самолетов с этими двигателями. В ЦИАМ поступали заказы на исследования по модификациям и адаптации двигателей от уфимского моторостроительного завода, московского завода «Салют», рыбинского машиностроительного завода, ленинградского (ныне питерского) завода им. В.Я. Климова. Были востребованы двигатели АЛ-31Ф, которые стоят на СУ-27, Су-30 и их модификациях, РД-33, которые стоят на МИГ-29 и его модификациях. Среди продаж отечественных вертолетов бестселлером были и остаются вертолеты типа Ми-8 и его модификации с двигателем ТВ-3-117 (ВК-2500).

 

В 2000-х годах положение отечественного авиастроения изменилось в лучшую сторону. В 2006 году была утверждена Стратегия развития авиационной промышленности, создана Объединенная авиастроительная корпорация, а затем эти процессы пошли и в двигателестроении. Сегодня ОАО «Объединенная двигателестроительная корпорация» (ОАО «ОДК») набирает силы, и ЦИАМ, помимо заказов на проведение НИР от государства, начинает получать работу и от ОАО «ОДК». Увеличение внимания к проблемам исследований и разработок авиационной техники положительно отразилось и на уникальной экспериментальной базе ЦИАМ. Сейчас эта база стала получать серьезные инвестиции на реконструкцию и техническое перевооружение. Можно говорить о том, что на сегодняшний день снова растет востребованность наших стендов, на них проходят испытания двигателей и их узлов для гражданской и государственной авиации, газотурбинных наземных установок. Помимо заказов на такие двигатели есть заказы и на исследования по поршневым двигателям с искровым зажиганием, дизельным двигателям для беспилотных летательных аппаратов, двигателям для больших скоростей полета, в том числе по прямоточным воздушно-реактивным, пульсирующим, детонационным, комбинированным и другим видам двигателей. Сегодня наш стенд Ц16ВК для испытаний двигателей для больших скоростей полета, интегрированных с планером, в условиях обдува высокоэнтальпийным потоком, является лучшим в Европе.

 

Двигателестроение – это отрасль, которая невозможна без непрерывного поиска новых решений и их внедрения. Наука, постоянно работая над технологиями, техническими решениями для следующего поколения авиационных двигателей, внедряет их в уже существующие.

 

– Как обстоят дела с созданием двигателей пятого поколения?

– Приоритетной разработкой двигателя пятого поколения, ведущейся в настоящее время, является создание базового двигателя с высокой степенью двухконтурности ПД-14. Это машина, которая по замыслу должна иметь параметры, близкие к характеристикам двигателей, так скажем, «пятого с плюсом» поколения: PW1000G американской фирмы Pratt&Whitney и LEAP фирмы CFM International. Перед отечественными двигателестроителями, а также и перед ЦИАМ, поставлена задача конструирования и доводки двигателя пятого поколения, конкурентоспособного с лучшими зарубежными аналогами. Это сложная задача, требующая ежечасного напряжения научно-конструкторского потенциала всей авиадвигательной подотрасли.

 

3Что касается двигателя пятого поколения для боевой техники, то сейчас прототип ПАК ФА летает с двигателем первого этапа. Это двигатель четвертого поколения но, тем не менее, это серьезнейшая и успешно реализуемая модификация, имеющая большое количество плюсов. Одновременно ведутся работы по обеспечению создания двигателя второго этапа, которым будет оснащаться этот же самолет. Институт принимает активное участие в этой работе, обеспечивая совместно с ОАО «ОДК» создание научно-технического задела, доводя технические решения до 4-5 уровня технологической готовности. Вместе с конструкторскими бюро ЦИАМ работает над дальнейшим совершенствованием и доведением этих технологий до более высоких уровней зрелости.

 

– Можно ли уже говорить о шестом поколении двигателей?

– В Институте ведутся исследования для обеспечения возможности создания авиационной техники следующего поколения, которая работала бы при температурах газа перед турбиной высокого давления более 2000 К. Аналогичные исследования авиационных двигателей ведутся и за рубежом. Согласно ряду источников, подобные рекордные температуры уже достигнуты на демонстрационных газогенераторах фирм Pratt & Whitney и GeneralElectric. Планируется, что эти технологии будут внедрены в реальные двигатели в 2020-2025 годы. В нашей стране работа в этом направлении организована следующим образом. Правительством Российской Федерации утверждена Государственная программа развития авиационной промышленности. В рамках этой программы есть подпрограмма «Развитие авиационной науки и технологий». Для ее реализации создается Национальный исследовательский центр имени профессора Н.Е. Жуковского. В состав Центра войдут пять научно-исследовательских предприятий: Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ), Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (ГосНИИАС), Сибирский научно-исследовательский институт авиации (СибНИА), Государственный казенный научно-испытательный полигон авиационных систем (ГкНИПАС). Объединение институтов будет ответственно за реализацию подпрограммы «Развитие авиационной науки и технологий». Я уверен, что в образующейся структуре ЦИАМ будет иметь заказы на исследования в обеспечение создания технологий для двигателей шестого поколения.

 

– Насколько успешно сейчас осуществляется международное сотрудничество ЦИАМ? Не сказались ли санкции на вашей деятельности?

– ЦИАМ признанный эксперт в проведении исследований в области двигателестроения не только среди российских конструкторских бюро, но и в мировом научном сообществе. В сентябре 2014 года в Санкт-Петербурге проходил Международный совет по авиационным наукам (ICAS), в котором принимал участие и наш Институт вместе с ЦАГИ. Пленарный доклад, посвященный перспективам развития авиационного двигателестроения, был подготовлен совместно представителями ЦИАМ и фирмы Rolls-Royce (RR). Докладчиком со стороны ЦИАМ выступил генеральный директор Института, со стороны Rolls-Royce – глава исследовательского департамента Рик Паркер. Подобные мероприятия свидетельствуют о большом уважении и признании компетенций ЦИАМ за рубежом. В настоящее время мы ведем совместные научно-исследовательские работы с германскими, английскими, французскими двигателестроителями. Несмотря на непростую общеполитическую ситуацию, это сотрудничество продолжается. На науке санкции отражаются скорее психологически в виртуальном аспекте, чем реально экономически. Что касается партнерства с Индией или Китаем, то здесь наши планы не поменялись. Сотрудничество с двигателестроительными и научно-исследовательскими организациями этих стран имеет тенденцию к развитию и совершенствованию.

 

– Насколько эффективно налажено взаимодействие ЦИАМ с ведущими предприятиями отрасли?

– ЦИАМ работает на пользу и на развитие проектов ОАО «Объединенная двигателестроительная корпорация». У нас установились конструктивные отношения с инженерным центром ОАО «ОДК», совершенствуются связи с ОАО «Авиадвигатель» (КБ, создающее ПД-14), с ОАО «НТЦ им. А.М. Люльки», ОАО «НПО «Сатурн», ОАО «Климов». Без испытаний на уникальной стендовой базе ЦИАМ, без научно-технического сопровождения не обходится реализация ни одного проекта создания, модернизации или модификации двигателей. Сегодня я могу сказать, что удовлетворен достигнутым уровнем взаимоотношений.

 

– Что, на ваш взгляд, может способствовать ускорению развития отечественной школы моторостроения?

– Двигателестроение – это отрасль, которая невозможна без непрерывного поиска новых решений и их внедрения. Наука, постоянно работая над технологиями, техническими решениями для следующего поколения авиационных двигателей, внедряет их в уже существующие. Вся система авиастроения от этого становится более устойчивой, конкурентоспособной, сбалансированной. Безусловно, крайне важен вопрос квалифицированных кадров. 1990-е годы нанесли серьезный удар и по образованию, и по кадрам. Сейчас мы работаем с кафедрами в таких вузах, как МГТУ им. Н. Э. Баумана, ФАЛТ МФТИ, МАИ (ТУ), МАТИ, МЭИ (ТУ). Мы помогаем готовить бакалавров, магистров, специалистов во всех областях авиадвигателестроения. Вместе с ОАО «ОДК», вузами и под руководством Министерства промышленности и торговли и Министерства образования и науки мы продолжаем работать над улучшением условий работы ученых, инженеров, конструкторов. Дополняя компетенции друг друга, наука (отраслевой институт ЦИАМ) и образование (двигателестроительные факультеты ведущих российских вузов) способствуют возвращению сильнейшей школы отечественного моторостроения на достойное место в четверке грандов мирового масштаба: США, Великобритании, России, Франции.