Под новым крылом

В мире только 4 компании обладают компетенциями и технологиями, позволяющими изготавливать композитное крыло самолета. В их ряду находится и российский «АэроКомпозит» – единственный, кто производит этот элемент конструкции лайнера из полимерных композиционных материалов с применением роботизированных систем.

Инновации и ЗАО «АэроКомпозит» – почти слова-синонимы. Во-первых, потому что компания работает в сфере самолетостроения, которая по определению не может не использовать новейшие технологии. Иначе бизнес и производство не выдержат конкуренции, которая действует на глобальных рынках. Во-вторых, предприятие является патентообладателем на уникальные технологии, в том числе на метод вакуумной инфузии. Деятельность компании, входящей в структуру Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), сегодня ориентирована на масштабный проект ПАО «Корпорация «Иркут» по созданию пассажирского ближнесреднемагистрального самолета нового поколения МС-21. Конструкция композитных консолей крыла разработана специалистами ЗАО «АэроКомпозит». В настоящее время на производственных площадках компании полным ходом идет изготовление конструкций для первого летного самолета МС-21.

Все оборудование разрабатывалось партнерами из Франции и Испании под конкретные задачи, по нашим техническим заданиям и требованиям. Автоматические портальные выкладочные машины, роботизированное оборудование, станки, термоинфузионные автоматизированные центры длиной 22 и шириной 6 метров – уникальны и решают разные задачи. Например, стрингер выкладывают на роботизированном комплексе, панель консоли крыла – на портальной машине. Анатолий Гайданский, генеральный директор ЗАО «АэроКомпозит»

Эксперты поясняют, что полимерные композиционные материалы используются в мировом машиностроении достаточно  давно, однако преимущества, позволяющие создавать более совершенную аэродинамическую форму и уменьшать общий вес конструкции, авиастроителям стали доступны только с созданием новаторской компании в 2008 году. Соединять углеродный материал посредством эпоксидной смолы и автоклавной печи для создания прочной и жесткой конструкции сегодня умеет большинство более-менее продвинутых компаний. Специалисты ЗАО «АэроКомпозит» пошли дальше и разработали новый метод изготовления композитных силовых конструкций крыла: автоматические машины выкладывают преформу шестимиллиметровой углеродной лентой, затем конструкция, помещенная в вакуумный мешок, без применения избыточного давления пропитывается связующим в термоинфузионном центре, равномерно заполняя конструкцию. Далее происходит процесс отверждения будущей детали.

Выкладка лонжерона консоли крыла на автоматической портальной установке

Применение этой технологии экономически более выгодно. При этом она позволяет создавать интегральные конструкции до 20 метров в длину, которые не имеют дополнительного крепежа и работают как цельная структура. Кстати, ведущие мировые авиастроители Airbus и Boeing работают по классической автоклавной технологии. Канадский Bombardier использует инфузионную технологию, но, в отличие от российской компании, выкладка углеродного материала производится вручную, а значит, с бoльшими трудозатратами.

Однако, по словам экспертов, современный уровень техники дошел до такого совершенства, что новые модели не сильно опережают по эффективности прежние наработки.

«Все, что можно было выжать из классической аэродинамики, уже выжали в аэродинамических трудах, в создании конструкций. Чтобы кардинально улучшить характеристики самолета, нужны большие изменения в фундаментальной науке», – отмечает Анатолий Гайданский, генеральный директор ЗАО «АэроКомпозит».

Он пояснил, что сегодня есть необходимость в разы улучшать топливные и весовые показатели, или в мире должны появиться новые материалы и решения в области работы двигателя или аэродинамики. Но принципиально нового уже создать невозможно, поэтому идет борьба за единицы процентов. Композитные конструкции позволяют добиться повышения топливной эффективности за счет уникальных свойств углеродного материала и применения инфузионной технологии, которая позволяет создавать интегральную конструкцию с более совершенной аэродинамической формой. 

Иностранным компаниям интересно, чем мы занимаемся. Но я не думаю, что мировые лидеры авиастроения будут менять свои методы работы – слишком много инвестиций они вложили в свои заводы, чтобы все это кардинальным образом поменять. технология не создает революции, в интегральном показателе она немного лучше, но не в разы. Этого недостаточно, чтобы, допустим, Boeing или Airbus могли забыть о миллиардах долларов, вложенных в собственные производства. Анатолий Гайданский, генеральный директор ЗАО «АэроКомпозит»

Аэродинамика композитного крыла лучше, чем динамика алюминия. Плюс такая конструкция может дать некоторый выигрыш по весу, не очень большой, но влияющий на стоимость. За жизненный цикл самолет тратит много топлива, поэтому 6-8%  – это большие суммы и конкурентное преимущество, за которое компании готовы платить. Для производства уникальных композитных летных элементов в Казани и Ульяновске были построены два завода.

Ульяновский завод ЗАО «АэроКомпозит-Ульяновск» расположен на площади свыше 90 тысяч квадратных метров. Запуск в эксплуатацию состоялся в 2014 году. Все производственные участки оснащены уникальным автоматизированным оборудованием, специально разработанным и созданным по техническим требованиям ЗАО «АэроКомпозит».

Средний возраст сотрудников «АэроКомпозит-Ульяновск» – 35 лет. Около 70% – люди с высшим образованием.

Это единственное в России предприятие по производству силовых композитных конструкций для авиации. От старта разработки идеи до сегодняшнего дня прошло всего семь лет. Первая технологическая единица – композитный центроплан для первого летного самолета МС-21 – была доставлена на Иркутский авиационный завод – филиал ПАО «Корпорация «Иркут» в середине апреля этого года, а уже в ближайшее время компания передаст готовые консоли крыла. По меркам авиасектора, семилетний срок, начиная с рождения идеи, разработки, проведения испытаний и до готовности продукта, – это быстро. Только возведение подобного современного завода и доведение производственного процесса до выпуска продукции занимает 10–12 лет.

«Мы продолжим работать над созданием серийного воздушного судна МС-21, кроме того, у нас есть другие крупные проекты, например, двухпроходный широкофюзеляжный самолет большой дальности с пассажировместимостью свыше 250 мест. Над ним работает ОАК в кооперации с китайской компанией Comac. Самолет должен выйти на рынок к 2022 году. Зона ответственности российской стороны – изготовление полностью композитных консолей крыла и центроплана. К концу года мы пройдем «вторые ворота», а сейчас работаем над аванпроектом, то есть в настоящий момент завязывается сама концепция самолета, определяются его основные характеристики», – подытожил Анатолий Гайданский.