ВК-2500: КМПО подтверждает компетенции
Заместитель генерального директора по техническому развитию КМПО Сергей Шелепов об импортозамещении в вертолетостроении
На международной аэрокосмической выставке «АКТО-2018» Казанское моторостроительное производственное объединение» продемонстрировало узлы и детали для перспективного вертолетного двигателя ВК-2500, производимого под эгидой АО «ОДК-Климов». На стенде предприятия экспонировались ключевые элементы российской силовой установки: сопловые аппараты III и IV ступени, силовая турбина, воздушный стартер и выхлопной патрубок. Эти конструктивные части двигателя ВК-2500 были изготовлены казанским предприятием по кооперации в рамках реализации федеральной программы по созданию в России собственного технического задела в двигателестроении, который позволит в будущем заместить иностранные двигатели для отечественных вертолетов. О некоторых деталях импортозамещения для винтокрылых машин рассказал заместитель генерального директора по техническому развитию АО «КМПО» Сергей Шелепов.
— Сергей Борисович, КМПО участвует в программе кооперации по созданию вертолетного двигателя ВК-2500 практически с момента ее запуска в 2012 году. Сегодня мы видим, какие сложные узлы и детали изготовил завод в рамках этой перспективной разработки. Между тем, в некоторых СМИ ваше предприятие упрекнули в том, что оно утратило интерес к авиационному двигателестроению и отрасли в целом. Что вы можете сказать по этому поводу?
— Честно говоря, недавняя публикация на эту тему вызвала у нас недоумение и удивление. Некоторые выводы настолько расходятся с действительностью. Не были учтены аспекты деятельности нашего предприятия и в целом ситуация, которая сложилась в отечественном авиастроении.
Начнем с того, что завод давно не работает для нужд отечественного авиапрома. Представьте, последний новый авиационный двигатель НК-86 был собран на заводе 23 года назад, в 1995 году! Ремонт авиационных двигателей завершился в 2008 году, т.е. 10 лет назад! Слишком долгое время мы жили в ожидании того, что наша отечественная авиация вернет былую славу, и завод сможет полноценно использовать свои мощности. Но, к сожалению, этого не произошло. После развала СССР авиастроительные предприятия, выпускающие гражданские самолеты, потеряли заказы. Стабильный спрос имела только военная боевая авиатехника. Экономическая неразбериха парализовала деятельность многих предприятий. Авиационные заводы оказались не у дел: не было заказов, не было финансирования. Авиамоторные предприятия оказались в лучшем положении, поскольку требовалось производить ремонт и замену ранее выпущенных двигателей. И эта тема «уходила» из производственных планов предприятий быстрыми темпами, так как советские гражданские самолеты стали попросту списываться с баланса авиакомпаний, а вместо них закупались зарубежные подержанные лайнеры. Тем не менее, технология производства авиадвигателей на КМПО на сегодняшний день не утеряна. А отличное владение газотурбинными технологиями позволяет нашему предприятию успешно работать в нефтегазовой сфере. Мы продолжаем выпускать наземные газотурбинные приводы, которые созданы на базе авиационных двигателей и применяются в газоперекачивающих агрегатах.
— Как известно, старт кооперации по созданию вертолетного двигателя ВК-2500 был дан разработчиком и производителем вертолетных двигателей «ОДК-Климов» (входит в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорацию Ростех). Расскажите, как складывается сотрудничество с головным предприятием по вхождению КМПО в программу серийного производства ВК-2500?
— Скажу сразу, что участие в «вертолетном проекте» стало логичным продолжением основных технологических компетенций КМПО, которое давно работает на рынке газотурбинного двигателестроения. Сейчас будучи одним из крупных производителей газоперекачивающей техники, КМПО отнюдь не придерживается идеологии поставок только для нужд ТЭК, хотя «газовые контракты» обеспечивают экономическую стабильность и финансовую устойчивость для моторостроительного предприятия. Поэтому, когда в 2012 году руководство «ОДК-Климов» обратилось к нам с предложением принять участие в производственной кооперации по созданию перспективного двигателя ВК-2500, мы согласились. Напомню, что АО «ОДК-Климов» в рамках реализации программы импортозамещения обеспечивает постановку в серийное производство российского двигателя ВК-2500, который призван заменить украинский турбовальный двигатель ТВ3-117. Для организации массового производства в России была организована широкая производственная кооперация. Российский двигатель ВК-2500 предназначен на всех типов вертолетов семейства «Миля» и «Камова».
КМПО предложили освоить производство четырех важных элементов двигателя – силовой турбины, которая включает в себя сопловой аппарат 4-й ступени, соплового аппарата 3-й ступени, воздушного стартера и выхлопного патрубка. Оценив сложность поставленных задач, мы пришли к выводу, что уровень производственных возможностей позволит заводу справиться с этой работой. Выполняя контрактные обязательства с «ОДК-Климов», КМПО освоило и запустило в серийное производство воздушный стартер и выхлопной патрубок. Добавлю, что на сегодняшний день мы являемся единственным в РФ предприятием, которое поставляет выхлопной патрубок. Вроде бы ничего особенного, если бы не одно «но» — он изготавливается из титана, а титан очень сложный, капризный для листовой штамповки и сварки материал. Требуется немало технологических знаний и большой практический опыт работы для соблюдения точности геометрических параметров деталей.
— Приходилось ли вам сталкиваться с трудностями при освоении этих изделий?
— Честно говоря, с первых дней мы столкнулись с непредвиденными организационными недоработками, которые «отняли» немало драгоценного времени. Так, на начальном этапе освоения узлов возникли трудности с передачей актуальной конструкторской документации заказчиком. В результате больше года мы «ушло» на выверку конструкторской документации, неоднократную переработку технологий.
Кроме того, долгое время оставалась нерешенной проблема по поставке покупных комплектующих – не был найден российский поставщик. Тогда мы начали прорабатывать возможность изготовления деталей у себя «на месте». Оказалось, что для его изготовления необходимо приобретать достаточно дорогостоящее станочное оборудование. Дело в том, что техника рассчитана на выполнение обрабатывающих операций лишь для одной-единственной детали и даже заявленные объемы производства, не могли обеспечить загрузку этого оборудования и окупаемость, так что покупка этого станка была экономически нецелесообразной. Но это был единственным случай, когда мы вынуждены были отказаться от инвестиций. Для освоения других узлов мы закупили необходимое оборудование. К примеру, для производства отливок сопловых аппаратов 3-й и 4-й ступени весом до 100 кг методом литья по выплавляемым моделям была приобретена вакуумная печь.
Для тестовых испытаний элементов двигателя КМПО создало у себя собственную испытательную базу. Для проведения автономных испытаний воздушного стартера был изготовлен и в 2016 году введен в эксплуатацию стенд, позволяющий проводить испытания прямо на заводе. До этого изготовленные в Казани стартеры приходилось отправлять для испытаний в «ОДК-Климов» в Санкт-Петербург, а в случае возникновения замечаний возвращать обратно. А для проверки расходных характеристик сопловых аппаратов изготовлен и запущен проливочный стенд водоизмещением 8 тонн. Всего КМПО инвестировало на эти цели более 200 млн. рублей. Надо отметить, что подготовка производства на освоение узлов свободной турбины и сопловых аппаратов производилась полностью за счет собственных средств предприятия.
— На какой объем заказов по выпуску узлов и элементов для ВК-2500 вы рассчитываете? И в какие сроки?
— Все зависит от того, какой заказ сделает «ОДК-Климов». Квалификационные испытания двигателя ВК-2500, на котором были установлены воздушный стартер и выхлопной патрубок производства КМПО, успешно завершились еще в середине 2015 года. Изначально планировалось разместить заказ на изготовление около 300 комплектов в год, начиная с 2015 года. Однако реальные заявки находились на уровне 50-100 комплектов в год. Всего за 2015-2017 гг. мы поставили чуть более 190 штук выхлопных патрубков и 60 штук воздушных стартеров.
Установочная партия сборочных единиц: силовой турбины и соплового аппарата III ступени, изготовлена и направлена для проведения квалификационных испытаний в АО «ОДК-Климов» в первой половине 2017 года. Но заказчик не торопится проводить эти испытания, постоянно переносит сроки. Эти узлы находятся в его распоряжении более года. В очередной раз испытания были перенесены на октябрь 2018 года. По положительным результатам испытаний КМПО будет признано серийным производителем этих узлов.
Впрочем, тут надо учитывать вот какой момент, изначально, когда эта тема возникла в 2012 году, «ОДК-Климов» не скрывал, что намерен сотрудничать с несколькими альтернативными поставщиками узлов и деталей для двигателя ВК-2500. Под большие объёмы заказов они хотели привлекать разных производителей, чтобы не быть зависимыми от одного поставщика. Сейчас ОДК заинтересовано в том, чтобы производство узлов проводилось на предприятиях, входящих в ее структуру.
Узлы к двигателю ВК-2500
— Да, КМПО сохранило и владеет всеми технологиями по производству авиационных двигателей. Мы применяем их в производстве наземных двигателей. Одним из критериев оценки уровня развития предприятия в авиационном двигателестроении является владение технологией изготовления рабочих лопаток турбины.— Получается, что КМПО сохранило производственный потенциал для выпуска авиационных изделий, но не может его использовать из-за сложившейся ситуации в отечественной авиационной отрасли?
Лопатки — одни из сложнейших деталей в двигателе, как по конструкции, так и по условиям эксплуатации. Турбина газогенератора — самая нагруженная часть двигателя. Крайне тяжелые условия эксплуатации: рабочая температура 1500 градусов Кельвина (1227 градусов по Цельсию) и обороты турбины — 15 000 об/мин, при этом межремонтный ресурс должен составлять не менее 25 000 часов. Соответственно технология изготовления таких лопаток должна обеспечивать данные требования, которые показывают надежность двигателя и обеспечивают КПД. Например, для обеспечения длительной работы охлаждающие лопатки имеют внутреннюю полость охлаждения, перфорационные отверстия на входной кромке для создания пленочного охлаждения, а также теплозащитное покрытие, которое наносится методом плазменного напыления. Кроме того, лопатки проходят многочисленные этапы контроля: структуры материала, механических свойств, испытания на выносливость, термоусталостные испытания, различные виды контроля и так далее.
АО «КМПО» с 2008 года полностью освоило технологию, имеет полный цикл производства и успешно изготавливает монокристаллические охлаждаемые лопатки, которые являются наиболее сложными по технике исполнения. На сегодняшний день единицы предприятий, в основном представители ОДК, а также несколько мировых производителей, имеют компетенцию по изготовлению таких лопаток.
Материал подготовлен при поддержке пресс-службы АО «КМПО».