Авиации и космосу нужны новые материалы

30 августа в рамках авиационно-космического салона МАКС-2013 прошла пресс-конференция «Материалы нового поколения для перспективной авиационно-космической техники». В пресс-конференции приняли участие: генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), академик РАН Евгений Каблов; депутат Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации Николай Гончар; управляющий директор – генеральный конструктор ОАО «Авиадвигатель» Александр Иноземцев; президент Ассоциации «Союз авиационного двигателестроения» Виктор Чуйко; генеральный директор Федерального космического агентства в 1992—2004 годах Юрий Коптев; ректор Национального исследовательского Мордовского государственного университета им. Н.П. Огарева Сергей Вдовин. Они рассказали о роли и значении новых материалов для развития экономики России, обеспечении ее обороноспособности и переходе к новому технологическому укладу.

Без новых материалов – нет будущего

Генеральный директор ВИАМ Евгений Каблов сообщил, что «на пресс-конференции, проходящей в день ВИАМ на авиасалоне МАКС, с журналистами встречаются люди, благодаря которым институт достиг тех научных высот, которые он демонстрирует сегодня».
Как отметил Евгений Николаевич, «международная практика показывает, что более 80 процентов инновационных, прорывных разработок в ведущих отраслях промышленности и других секторах экономики базируется на внедрении новых материалов и технологий». «Без новых материалов отечественному авиапрому и российской промышленности в целом вряд ли возможно совершить технологический скачок, занять лидирующие позиции на мировом рынке, обеспечить выпуск конкурентоспособной продукции, а главное, перейти от экспорта углеводородов к экспорту инновационной продукции», – сказал Евгений Каблов. По его мнению, именно высокие технологии, а не природные богатства должны стать не только главным экономическим двигателем России, но и цементирующей базой российского общества, гарантом обеспечения социальной стабильности.
«При этом особое внимание необходимо уделять «зеленым технологиям», вопросам утилизации и минимальному воздействию на окружающую среду, расширения рынка интеллектуальной собственности», – заявил Евгений Каблов. «Такой подход особенно важен с учетом вхождения России во Всемирную торговую организацию», – подчеркнул он.
По мнению генерального директора ВИАМ, создание новых материалов, технологий и конструкций должно быть полностью взаимоувязано. «Для комплексного решения материаловедческих задач ВИАМ провел анализ стратегий развития государственных корпораций и интегрированных структур на ближайшие 15−20 лет», – сообщил Евгений Каблов. На основе этого анализа институт разработал «Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года». «В этом документе определены тенденции развития материаловедения во взаимосвязи с задачами авиации, авиационно-космических систем, ракетного вооружения, двигателестроения, электроэнергетики, железнодорожного транспорта, строительной индустрии», – констатировал он.
По словам Евгения Каблова, сегодня ВИАМ готов предложить отечественному авиапрому и космической отрасли ряд перспективных разработок, которые могут существенно улучшить защиту и летные технические характеристики, повысить безопасность полетов, а также снизить себестоимость продукции.
В своем выступлении генеральный директор ВИАМ сообщил также о том, что «в ходе работы на авиационно-космическом салоне МАКС-2013 сотрудники института подписали множество соглашений о сотрудничестве как с российскими, так и с зарубежными компаниями».

Суперсплавы для авиации

«Одной из важнейших задач, стоящих сегодня перед авиационно-космической отраслью, является повышение весовой эффективности авиационной и космической техники, ее прочности и ресурса. Она может быть решена благодаря разработке и внедрению сверхлегких высокопрочных материалов», – заявил Евгений Каблов.
«В первую очередь речь идет об алюминий-литиевых сплавах, которые в совокупности с внедрением перспективных технологий соединения, включая сварку в твердой фазе, позволят снизить на 20−30% массу конструкций и, следовательно, расход топлива», – сказал генеральный директор ВИАМ.
С целью снижения веса планера за счет замены клепаного варианта конструкции на сварной, ВИАМ совместно с другими предприятиями отрасли проводит широкие исследования в области разработки новых технологий сварки алюминий-литиевых сплавов, лазерной и гибридной сварки, сварки трением с перемешиванием. Эти работы обеспечат снижение массы до 25%. Имеется положительный опыт работ ВИАМ и «Эрбас» - была изготовлена сварная ребристая панель фюзеляжа из алюминий-литиевого сплава 1424, которая выдержала 75 тысяч циклов без разрушения.
Для снижения массы алюминий-литиевые сплавы пониженной плотности внедряются в изделия авиационной техники. Листы сплава 1441 применены в обшивке гидросамолетов ТАНТК им. Г.М. Бериева. Последним важнейшим достижением является внедрение отечественного высокопрочного алюминий-литиевого сплава В-1461, освоенного в условиях ОАО «КУМЗ», в силовой набор планера истребителя Т-50 что позволило сэкономить около 100 кг полезного веса.
С целью повышения ресурса эксплуатации авиационной техники разработан высокопрочный ковочный сплав 1933 с повышенными характеристиками вязкости разрушении, который заменил сплав АК6 практически во всех современных изделиях авиационной техники (Ан-148, Як-130, Т-50, SSJ-100).
Сегодня работы ВИАМ в области алюминиевых сплавов направлены на разработку новых составов, легированных РЗМ, и технологий изготовления полуфабрикатов, а также на создание гибридных конструкций с использованием слоистых алюмостеклопластиков, что обеспечивает повышение служебных характеристик и весовой эффективности элементов конструкции на их основе до 15%.

Будущее за композитами

Как заявил Евгений Каблов, «полимерные композиционные материалы: угле-, стекло-, органопластики и гибридные материалы на их основе, прочно заняли одно из основных мест среди конструкционных и специальных материалов в самолето-, вертолетостроении и космической технике». «В настоящее время в России нет ни одного современного летательного аппарата, в конструкции которого не были бы использованы разработанные ВИАМ композиты», – сообщил он.
По его словам, объем применения угле-, стекло- и органопластиков достиг 50% от массы авиационного планера, обеспечивая ее снижение на 20–25%, при этом широкая номенклатура ПКМ востребована различными предприятиями авиационной, космической отраслей и оборонно-промышленного комплекса. «Данные материалы широко применяются не только для производства самолетов, ракетной техники, но и изделий гражданского и двойного назначения», – подчеркнул генеральный директор ВИАМ.
«Проведенные в нашем институте исследования позволили разработать российские связующие, обеспечивающие работоспособность при температурах 200−350°С, и композиционные материалы на их основе, по уровню свойств идентичные зарубежным аналогам», – сказал Евгений Каблов. Он добавил, что «дальнейшие работы в этом направлении будут направлены на создание нового поколения связующих, термостойких матриц и наполнителей для угле-, стекло- и органопластиков с целью повышения стойкости ПКМ к ударным нагрузкам». По мнению Евгения Каблова, «актуальным направлением работы ВИАМ является продолжение создания интеллектуальных материалов с функциями самодиагностики, которые впоследствии позволят создавать "умные" конструкции, адаптирующиеся к внешним нагрузкам». «Чтобы показать значимость этого направления, скажу: авиационные власти США приняли решение, что с 2017 года в стране не будет эксплуатироваться ни один самолет, не имеющий в конструкции крыла систему мониторинга состояния в виде оптоволоконных датчиков», – подчеркнул он.

Не просто стекло

Как сообщил Евгений Каблов, «в ВИАМ разработан специальный способ упрочнения авиационных органических стекол – ориентация или иными словами вытяжка стекла при повышенной температуре». Такие ориентированные стекла применяются практически на всех отечественных самолетах и вертолетах. «Эти стекла не теряют своей прочности при ударе, при царапании и даже при сквозном пробое. При желании в лист ориентированного стекла можно даже забить гвоздь, и оно не растрескается», – заявил Генеральный директор ВИАМ.
Для решения проблемы «бликования» остекления приборов самолета в институте, помимо антибликовых покрытий, разработаны фильтры переменной оптической плотности (стекла или полимерные пленки, светопропускание которых плавно изменяется по оптическому полю детали остекления). Тем самым часть солнечной радиации, попадающей в кабину из верхней полусферы, эффективно ослабляется, уменьшая величину блика. В то же время практически прозрачное стекло на уровне глаз пилота не мешает ему оценивать окружающую обстановку.

Вспоминая о «Буране»

В ходе пресс-конференции Евгений Каблов также презентовал книгу «Доспехи для Бурана. Материалы и технологии ВИАМ для МКС «Энергия–Буран», которая издана институтом к 25-летию полета легендарного советского орбитального космического корабля. Книга посвящена истории создания уникальных материалов для данного проекта, рассказывает об интересных, ранее неизвестных фактах его разработки и реализации, освещает историю развития отечественной авиационной и космической техники. «Только помня о выдающихся достижениях нашей науки и промышленности, опираясь на богатую историю, опыт и багаж знаний, Россия сможет создать и реализовать новые масштабные инновационные проекты», – констатировал в этой связи Евгений Каблов.

Законодательство для науки

Депутат Государственной думы Федерального собрания Российской Федерации Николай Гончар, отвечая на вопросы журналистов, поддержал Евгения Каблова в том, что кадровый вопрос является важнейшим для государственных научных центров. «Именно представители научных центров должны подготовить свои предложения по изменению законопроекта с целью разработки механизмов привлечения людей в науку и производство, – отметил он. – Наша общая важнейшая задача – обеспечить отрасль кадрами среднего звена. Последнее слово за специалистами. И я обещаю, что оно будет услышано».
Николай Гончар подчеркнул, что «система льгот, разработанная для государственных научных центров, уже зарекомендовала себя очевидными результатами». «То, что сделано в отношении инженерного звена, доказывает, что предложения, которые вносит ВИАМ и лично Евгений Николаевич Каблов, дают результаты, − отметил Николай Гончар. − Механизм продемонстрировал свою эффективность».

Сохранить и преумножить научный потенциал

Председатель научно-технического совета госкорпорации «Ростехнологии» Юрий Коптев рассказал журналистам о крупнейшем проекте в истории отечественной авиакосмической техники – создании многоразовой космической системы «Буран». В разработках принимали участие более 1100 предприятий, свыше миллиона сотрудников этих предприятий были задействованы в реализации проекта.
Было создано множество сложнейших технических решений, которые обеспечили уникальность проекта, к примеру, разработка многоразовой теплозащиты. «Многоразовые космические системы создаются и сегодня, и опыт создания «Бурана» востребован, – сообщил он. – Это еще раз доказывает необходимость сохранения и развития научного потенциала, созданного нашими предшественниками». По словам Юрия Коптева, величие любого государства основывается, прежде всего, на научно-техническом потенциале.  «ВИАМ, безусловно, вносит немалый вклад в развитие этого потенциала», - подчеркнул он.

Ультрачистые материалы

Заместитель министра авиационной промышленности СССР Виктор Чуйко обратил внимание журналистов на то, что «при создании любого поколения двигателей обязательно разрабатываются специальные программы по созданию материалов». «На каждом этапе работы над двигателем исключительную, ключевую роль играют именно материалы. Без хороших материалов сделать конкурентоспособный современный двигатель невозможно, − отметил он. – И эту задачу нужно решать в первую очередь. К примеру, производство маломерных материалов после развала СССР стало нерентабельным с точки зрения рынка. Однако в ВИАМ изыскали возможность, и маломерные материалы здесь выпускаются. Это происходит благодаря стратегии, которую проводит руководство института, и умению видеть будущее».
Виктор Чуйко отметил, что выпускаемый сегодня металл очень трудно сертифицировать, поэтому для создания качественных конкурентоспособных двигателей необходимо наладить выпуск ультрачистого материала. И такой металл производится в ВИАМ благодаря тому, что институт занимается не только научной деятельностью, но и активно работает над внедрением своих разработок.  «Сегодня ВИАМ – один из лучших производителей как чистых, так и других востребованных в промышленности металлов. И институт готов внедрить свои технологии на всех металлургических заводах страны», - подчеркнул Виктор Чуйко.

Успех проекта зависит от ВИАМ

Александр Иноземцев, генеральный конструктор ОАО «Авиадвигатель», рассказал о разработке полноразмерного двигателя ПД-14 (производство которого – ближайшая перспектива Пермского моторного завода) и отметил, что роль ВИАМ в данном проекте исключительно важна и ответственна. «Мы сделали вывод, что из зарубежных материалов, доступных на мировом рынке, конкурентоспособный двигатель создать невозможно, − заявил он. – Мы можем купить оборудование, но разработать технологии могут только специалисты ВИАМ».
По словам Александра Иноземцева, благодаря Евгению Николаевичу Каблову и его команде ВИАМ сегодня является мощнейшей инновационной структурой, которая не только разрабатывает материалы, но и организует их малотоннажное производство, сокращая и упрощая их путь к масштабному серийному выпуску. Кроме того, Александр Иноземцев отметил, что  «в настоящее время одна из важнейших задач для производителей – сертификация материалов по западным нормам. И эту задачу также успешно решают специалисты ВИАМ».

Потенциал ГНЦ

Сергей Вдовин, ректор Мордовского государственного университета, в своем выступлении рассказал об эффективном взаимодействии государственных научных центров (ГНЦ) и, в частности, ВИАМ, с высшими учебными заведениями с целью наращивания объемов научных исследований.
«Успех этой коллаборации в том, что мы взаимообогащаем друг друга. К примеру, наш университет активно сотрудничает с ВИАМ в сфере климатических испытаний. Готов проект по ультразвуковой диагностике авиатехники, есть и другие замыслы, которые обязательно будут осуществлены», - отметил Сергей Вдовин.

Михаил НИКИТИН