1. Результаты «реформ»

Уровень потребления изделий из композиционных материалов - важнейший показатель технологического развития государства. Композиционные материалы, наряду с жаростойкими сплавами, специальными керамиками, аддитивными технологиями важнейшее направление развития мирового и отечественного материаловедения.

В разработке и применении композиционных материалов Советский Союз наряду с США и Японией занимал ведущее место в мире.  В отчетах ЦРУ неоднократно отмечалось, что не смотря на более низкие качественные характеристики исходных(сырьевых) материалов, сами изделия (композиционные материалы) соответствуют американским.  Наглядный результат работы превосходной инженерной школы и развитой математической науки.

Период развала и уничтожения отечественной промышленности (почему-то получивший название «годы реформ») естественно не прошел бесследно.

Сегодня доля России в мировом производстве и потреблении КМ крайне незначительна и колеблется на уровне 0,5%. В части «передовых композитов» положение еще хуже. Так потребление углеродных волокон составляет 0,2% от мирового.

Мы не только отстали от лидеров, но и пропустили вперед другие страны.  Сейчас перед нами стоит задача возвращения на уровень 80-х годов и производства более качественного волокна.

Композиты — это материалы, вокруг которых «складываются легенды». Интересно, что к их распространению приложили свою руку не только журналисты, но «высокоэффективные менеджеры». Одна из наиболее живучих легенд «композиты не ржавеют, не требуют обслуживания и после установки о них можно забыть на 50-100 лет». Да, не «ржавеют» (хотя и тут есть нюансы) однако они подвержены негативному влиянию многих других факторов.  В их числе: солнечная радиация, биоповреждения, различные виды эрозий (пылевая, дождевая), воздействие химических веществ, содержащихся в атмосфере воздуха.

Для изучения результатов воздействия всех этих факторов необходимы годы работы и соответствующая научная и материально-техническая база. На территории РФ присутствуют далеко не все климатические зоны. Наряду с Геленджикским ЦКИ им. Г.В. Акимова создана станция климатических испытаний в Сьенфуэгосе (самый высокий уровень агрессивности воздействия солей на материалы), ведутся переговоры с Ираном, так же планируется создание таких станций в Китае и Арктической зоне.

Без проведения всего комплекса испытаний использование композиционных материалов в изделиях авиационной техники является преступлением. Следует очень осторожно относится к публичным заявлениям различных организаций из серии «Мы создали композиты для МС-21. Дайте миллиард на испытания». Существующая система общей и специальной квалификации композиционных материалов должна быть сохранена и отступления от нее являются недопустимыми.

На рубеже 60-70-х годов прошлого века в СССР была создана промышленность композитов. Композиционные материалы применялись в оборонных отраслях промышленности СССР с начала 50-х годов. Однако только Постановление Совета Министров от 3 июня 1970 г. обеспечило создание необходимой организационно-финансовой базы и поставило эту проблему на государственный уровень. Ведущую роль в инициации и подготовке данного решения сыграл начальник ВИАМ А.Т. Туманов.

Как и многие другие новации использование композиционных материалов первоначально встретило неприятие у многих выдающихся авиаконструкторов.  В то же время О.К. Антонов смог увидеть всю перспективность применения новых материалов в авиастроении.

В самолете АН-124 «Руслан» было использовано порядка 5,5 тонн изделий из КМ, общей площадью более 1500 м², что позволило сэкономить за период эксплуатации не менее 18 000 тонн горючего.  Эта машина по объему применения композитов превосходила все воздушные суда в мире.

В конструкции самолета АН-70 было использовано 2900 кг углепластика и 1500 кг органопластика. Площадь конструкций из ПКМ более 1600 м² (около 4500 деталей).

Сегодня основной объём потребления КМ в авиастроении приходится на изделия Ил-76МД-90А, Ту-214, Ту160М2, Ил-22ПП, МиГ-35, Ми-26, Ансат (У), БПЛА «Альтаир».

Применение композиционных материалов в некоторых типах авиационной технике приведено ниже.

Самолеты: SSJ-100 – 3400 кг, Ан-148 – 2700 кг, Ан-70 – 4400 кг, Ил-76МД-ПС90А – 1500-2000 кг, Миг-29 – 137 кг, Миг-29КУБ- 156 кг, Су-57 – 6845 кг

Вертолеты: Ка-52 – 3100 кг, Ми-28Н – 500 кг (пять лопастей несущего винта каждая по 100 кг),  Ми-26 – 3000 кг( 8 лопастей несущего винта по 375 кг), Ми-35М– 500 кг (пять лопастей по 100 кг), Ка-226 – 212,4 кг (6 лопастей по 35,4 кг), Ка-32 и Ка-27 – 480 кг (6 лопастей по 80 кг), Ми-8 – 56 кг (4 лопасти рулевого винта по 14 кг)

В ОПК РФ основной объем потребления ПКМ приходится на военное судостроение - порядка 2000 тонн.  Главным образом композиционные материалы используются при изготовлении серии минных тральщиков проекта 12700 и 10750Э, корветов проекта 20380, катеров проекта Р1650 «Рондо» и катамаранов проекта 23290. Достаточно высокий объем потребления ПКМ приходится на изделия военной авиационной техники (самолетов, вертолетов, беспилотников) порядка 120 тонн. В ракетостроении общий объем производства и реализации продукции из ПКМ с учетом планов запусков в 2017 г. (планировалось провести 29 запусков, было проведено 19) составил порядка 60 тонн.  В современных твердотопливных ракетах доля КМ составляет 75-80% от общей массы конструкции (без учета топлива), а в крупногабаритных РДТТ 85-90%. 

Пусть и с большими потерями в отрасли удалось сохранить ряд научных и производственных центров, в том числе ЦНИИСМ, УНИИКМ

Важнейшим достижением явилось сохранение, созданной еще при работе по МКК «Буран», связки ЦАГИ-ВИАМ- ОНПП «Технология».  Каких усилий это стоило наверно достойно отдельного рассказа.  Достаточно сказать, что тот же ВИАМ пережил попытки приватизации, банкротства, отсутствие финансирования. И в том, что он сейчас существует, немалая заслуга его Генерального директора, академика РАН Е.Н. Каблова. 

В свое время этот человек поддержал ГКЧП, за что и был уволен с занимаемой должности (можно рассматривать как пример политических репрессий?), и даже сегодня публично выражает благодарность Ю. Лужкову, за его помощь городскими заказами, в трудные для ВИАМ времена.

2. Два подхода

Сегодня два основных проекта отечественного гражданского авиастроения это создание ГТД ПД-14 и БСМС МС-21.

Во время посещения В. Путиным ВИАМ, в 2008 г., Е.Н. Каблов смог убедить президента в необходимости и возможности разработки газогенератора для перспективных российских ГТД. Спустя неделю президент подписал поручение о выделении 12,8 млрд. рублей на создание нового газогенератора для отечественных ГТД.

После выделения реальных денег «возникла необходимость управления финансовыми потоками», что и дало толчок созданию ОДК.

Как бы это странно не звучало, но по факту, В. Путин является одним из «отцов» двигателя ПД-14. И не только его. На основе газогенератора этого двигателя создается целая линейка отечественных ГТД.  Для замены Sam-146 создается ПД-8, для вертолетов - ПД-12, ПД-35 для транспортного и пассажирского самолетов.  Кроме всего прочего, это решение позволило сохранить 10-12 тысяч высокотехнологичных рабочих мест.

ПД-14 имеет более важное значение для страны, чем проект самолета МС-21.  Используемый сегодня в военной и гражданской авиации базовый ГТД ПС-90А (названный в честь ГК Павла Соловьева) был разработан еще в СССР и является двигателем четвертого поколения. Серийное производство этого двигателя началось в 1989 г. а сертифицирован он был в 1992 (сертификат типа N 18-Д). После распада СССР никаких новых двигателей создано не было.

Попытки Минпромторга и ОДК выдать французский SaM-146 за новейший отечественный двигатель не только общественности, но и первым лицам государства, иначе как «странными» назвать трудно. По соглашению, российские специалисты, не имеют права доступа к «горячей части» этого двигателя. При поломке газогенератор всегда увозится для ремонта во Францию. 

История начала проекта МС-21 более похожа на детектив. Собственно этот проект создавался как конкурентный всем существующим, и в первую очередь (в то время) SSJ-100. Конкурентный не в техническом плане, а в борьбе за государственное внимание и, следовательно, за госфинансирование. Сегодня инициаторы проекта работают в других местах, но дело их живет. 

Сроки создания нового авиадвигателя, как правило, вдвое превышают сроки разработки планера, а финансовые затраты примерно равны. Работа над ПД-14 началась практически на 2 года позже, чем над МС-21. Почему двигатель уже сертифицирован, а работе над МС-21 конца края не видно? Это даже оставляя за кадром соотношение затрат. Согласно сообщениям прессы, разработка ПД-14 обошлась в 70 млрд. рублей (с учетом стоимость технического перевооружения предприятий-86 млрд), то есть первоначальная смета не превышена.

Почему двигатель ПД-14 был создан без каких-либо публичных эксцессов, PR-компаний и прочего шума, характерного для проекта МС-21? Подавляющее большинство читателей даже не знает фамилию ГК этого двигателя. Фамилии ответственных за МС-21 у всех на слуху.

А. А. Иноземцев стал Генеральным конструктором в 1983 году.  Сегодня он один из очень немногих ГК сумевших отстоять свои права в объеме необходимом для решения стоящих перед ним задач. Возможно, свою роль в этом сыграла и поддержка президента.  Этим и обусловлен успех проекта создания двигателя ПД-14.

Определяющим было решение об использовании в ПД-14 только отечественных материалов и технологий. Не сложно представить какой нажим пришлось выдержать ГК отстаивая это решение. В одном из интервью он сказало, что безжалостно выбросит пермскую камеру сгорания и поставит камеру «Ивченко-Прогресс», если та окажется лучше. Существовала немалая вероятность того, что камера сгорания была бы украинская, мотогондола итальянская и т.д.  Сегодня, при таком развитии событий, судьба двигателя была бы незавидной.

Однако, из-за крайне неудовлетворительного состояния отечественного станкостроения, используется в основном западноевропейское и японское технологическое оборудование.

Представляется что эти два проекта (ПД-14 и МС-21) своеобразные маркеры двух подходов к экономическому развитию России.

ПД-14 — это экономика «старая», основанная на производстве и технологиях, хотя и с пониманием того факта что в современном мире изоляционизм невозможен. Экономика «технократов», определяющих важность того или иного проекта интересами страны.

МС-21 продукт экономики «новой», основанной на встраивании России в международное    разделение труда на условиях запада. Представители оной считают аксиомой утверждение- мы все купим на западе.  И главной задачей считают зарабатывание долларов, которых у нас и так в избытке.

Какая экономика эффективнее видно из этих двух примеров.

Главной проблемой МС-21 явился вопрос целеполагания.  Это стратегический проект, направленный на повышение конкурентоспособности отечественной авиапромышленности, разработку и освоение новых технологий?  Или же это проект для зарабатывания долларов на внешнем рынке.  Вероятно, первоначально предусматривался первый вариант, однако «бухгалтерский подход» взял верх. В итоге мы имеем то, что имеем.

МС-21, по большому счету, единичный пусть и распиаренный проект, которому придали статус чуть-ли не национального. Ситуация с этой машиной не несет в себе ничего нового и характерна для всего нашего авиастроения. 

В качестве примера ограничений можно привести поставку комплектующих для модифицированного двигателя ПС-90А2, разработанного Пермским моторным заводом с участием американской компании «Pratt & Whitney». Данная модификация была предназначена для самолета Ту-204СМ. В этом двигателе использовались комплектующие изделия нескольких десятков зарубежных производителей. Он полностью соответствовал, казалось бы, прогрессивному требованию Минпромторга - «Лучшее из доступного». Может быть это требование стоит дополнить словом «отечественного»? Еще одним примером являются комплектующие для SSJ-100 от «Hamilton Sundstrand». В 2015 г. более 80% комплектующих для российского гражданского авиастроения поставлялись из-за рубежа.

3. Про композиты

Главная особенность создания конструкций из композиционных материалов - неразрывность материала, технологии и конструкции.  Другими словами, конструирование материала, разработка технологического процесса изготовления и проектирование самой конструкции единый взаимосвязанный процесс.  Эта триада неразделима. Опыт показывает, что все попытки отхода от данного принципа оканчиваются крахом.

Это несколько непривычно для понимания, однако это базовое положение.

Сегодня в авиастроении все силовые детали изготавливаются автоклавным методом. Это связано с необходимостью получения пористости менее чем 2% (реально менее 1%).

Уникальность крыла МС-21 совсем не в том, что оно композитное, композитных крыльев хватает и в России и тем более в мире. Уникальность заключается в том, что впервые крыло изготавливается не автоклавным методом, а методом вакуумной инфузии. Это позволяет сократить капитальные затраты на оборудование, время изготовления, энергопотребление и т.д.

Джефф Слоун, главный редактор журнала Composites World, самого авторитетного издания в отрасли, в августовском номере за 2018 г., разместил большую статью посвященную МС-21.  Он считает, что мировая аэрокомпозитная промышленность на примере разработки МС-21 получает представление о том, как безавтоклавные технологии могут быть применены к основным (силовым) авиационным конструкциям.  Речь идет о разработках, которые могут иметь глобальный эффект.  Еще раз повторю мы в состоянии разрабатывать КМ и изделия их них не уступающие по своим характеристикам лучшим мировым аналогам. Наши проблемы лежат в совсем в другой плоскости.

Имено для изготовления крыла по этой технологии был построен «Аэрокомпозит» В противном случае было бы достаточно модернизировать оборудование на той же «Технологии»

В связи с этим вызывают опасения высказывания наших высокопоставленных чиновников «МС-21 в любом случае будет с композитным крылом» То есть возможно с композитным крылом, изготовленным по автоклавной технологии. Если это случится, то 10 (а то и больше) лет работы и немалые финансовые средства окажутся потерянными. Существование «Аэрокомпозита» да и его создание потеряет всякий смысл, возникнут большие вопросы по экономической эффективности проекта.  И естественно впереди годы труда и огромные затраты на оборудование, новую технологию и т.д. Необходимо понимать, что «черное крыло» не самоцель.

Мотогондола двигателя ПД-14 более чем на 60% состоит из композиционных материалов. Для ее изготовления используются композиты отечественного производства. Ее стоимость в полтора раза ниже, чем у закупаемой за рубежом за 2 млн. евро, мотогондолы двигателя SaM-146.

Без сомнения в заданные сроки (2 года) будут созданы препреги для   изготовления конструкций самолета МС-21, не уступающие по своим характеристикам американским.

Однако следует понимать, что это потребует проведения их общей и специальной квалификации, корректировку технологии и технологической оснастки.

При разработке в ОНПП «Технология», панелей оперения самолета МС-21, из препрегов HexPly M21/34/UD194/IMA-12K и HexPly M21/40/285T2/AS4C-6K фирмы «Hexcel».  На первом этапе было изготовлено и исследовано 4500 образцов, 47 типов.  На втором этапе было изготовлено более 600 конструктивно-подобных образцов, в том числе крупногабаритных длиной до 2,5 метров около 250. На третьем этапе проводилось изготовление и испытание натурных конструкций кессонов оперения.

Для проведения только общей квалификации 8 ПКМ (ВКУ-25, ВКУ-27л, ВКУ-29, ВКУ-39, БМИ-3/3692, ВПС-48/7781, ВПС-48/120, ВПС/7781) потребовалось испытать более 16 000 образцов.

Положение же с изготовлением, собственно, крыла (в сборе) по технологии вакуумной инфузии намного сложнее

Удивляют заявления «эффективных менеджеров» самого высокого ранга пытающихся ответить на простой вопрос, почему в разработке ключевых технологий и материалов необходимых для производства российского самолета нового поколения были задействованы американские компании.

«Когда мы начинали работу над МС-21 композитов в России не было», те кто «продвинутое» добавляют слово «ТАКИХ». И это утверждают руководители отрасли, которой руководили такие титаны как П. Дементьев.

Остановимся только на работах, в области разработки крыла, проведенных в СССР и РФ

Для спортивно пилотажного Су-26М, была создана технология совмещенного формования трехслойных панелей крыла и неразрезного углепластикового лонжерона крыла интегрального типа. Позднее созданная научно-производственная база была использована ГСС при создании Су-29М, Су-31М, Су-49УТС. 

В конце 80-х годов из композита, созданного с использованием углеродных волокон УКМ-5000, были изготовлены панели съемной и средней части складывающегося крыла палубного истребителя Су-33.  В них были впервые реализованы цельноформованные вырезы для люков топливного бака, интегральные стрингерные панели с локальными усилениями в местах подвески пилонов.  Были решены вопросы бездефектности и высокой прочности зоны интегрального соединения стрингеров с обшивками без механических соединений. 

В дальнейшем были изготовлены толстостенные углепластиковые панели крыла изменяемой стреловидности экспериментального стратегического бомбардировщика 054С «ОКБ Сухого». 

Велись работы по созданию углепластиковых панелей крыла обратной стреловидности изд. С-22 и С-32. А 25 сентября 1997 состоялся первый полет высокоманевренного самолета Су-47 «Беркут». Впервые в отечественной практике ВИАМ разработал калиброванный препрег углепластика КМУ-7 для использования на установке автоматизированной выкладки, без ручной выкладки слоев.

Панели кессона крыла длиной 7 м, шириной 2 м и толщиной в корневой части 20 мм были изготовлены из адаптирующегося углепластика АКМ-1у. Отличительной особенностью данного углепластика является особый тип структурной анизотропии, создаваемый нетрадиционной укладкой монослоев. В структуре конструкции ось анизотропии углепластика составляет некоторый угол с линией действия нагрузки. Благодаря этому под воздействием аэродинамического нагружения происходит целенаправленное изменение геометрии конструкции, способствующее перераспределению и снижению действующих нагрузок. Благодаря адаптации конструкции обеспечивается стабильность углов атаки и, как следствие, высокие аэродинамические характеристики при полетах с большими углами атаки и высокая маневренность самолета.

Применение адаптирующихся углепластиков в конструкции крыла тяжелых пассажирских и транспортных самолетов может обеспечить снижение их массы и повысить безопасность эксплуатации за счет саморазгружения крыла под воздействием внешних нагрузок.

И самый интересный вопрос - а крыло того же МС-21 кто проектировал?

Таким образом утверждения что в России не было композитов (даже в части крыла) не соответствует действительности.

А вот утверждение что в России не было «ТАКИХ композитов» (в части материалов для вакуумной инфузии крыла) абсолютная правда, однако правда искажающая реальность, так тоже бывает.  «ТАКИХ композитов» (материалов) не было и в США. 

Однако «Аэрокомпозит» профинансировал российскими деньгами многолетнюю работу фирмы «Solvay Composite Materials» (Cytec Industries Incorporated) и «ТАКИЕ композиты» были там созданы.  Ну а сам «Аэрокомпозит» был подсажен на американские смолы и японские волокна. Когда возникнет необходимость создания подобных материалов для Боинга, то без сомнения Solvay, используя имеющиеся наработки, создаст их в кратчайшие сроки и с более высокими характеристиками.

Фирма Solvay Composite Materials создала для «Аэрокомпозита» хорошую систему для инфузионной технологии изготовления крыла - PRISM TX 1100. В том числе была решена и задача скольжения сухого наполнителя при автоматизированной выкладке.   В качестве армирующего материала применяется однонаправленная лента из волокон IMS65-24К Teijin прочностью 6 ГПа.  Однако не это главная проблема, в конце концов такое волокно можно купить и у китайцев (если продадут).  Главная проблема в том, что это система, в которую кроме углеродного волокна входят и другие материалы.  Смола CYCOM 7720 которая при нагревании обеспечивает клейкость, необходимую для создания трения между слоями и в то же время не препятствует процессу инфузии основной смолы.  Сверху каждой ленты находится легкая вуаль, предназначенная для обеспечения устойчивости утка, проницаемости для самого процесса инфузии и повышения механических характеристик (эта вуаль так же запатентована).  Для инфузии была разработана однокомпонентная высокопрочная смола PRISM EP2400 позволяющая проводить процесс инфузии при низкой температуре (до 70⁰ С). Вся эта система обладает заданной воздухопроницаемостью, составляющие химические вещества не мешают друг другу, а наоборот взаимодействуют, обеспечивается ровный рез, без смятия и т.д. и т.п.

Запастись такими материалами на какое-то продолжительное время не получиться. Как правило срок хранения смол такого класса 1 год при температуре -18⁰ С, срок годности 1 месяц при температуре +23⁰ С.  С препрегами ситуация и того хуже.

Такую систему «купить в Китае» невозможно. Такой продукт можно разработать только самостоятельно, тем более с учетом уже имеющегося опыта во взаимоотношениях с США

Первые сообщения о реальных результатах испытаний системы PRISM TX 1100 появились в зарубежной печати в конце 2013-начале 2014 гг. В ноябре 2017 г американская сторона подала заявку на патент, а 20 марта 2018 был опубликован патент № 20180072037 «DRY FIBROUS MATERIAL FOR SUBSEQUENT RESIN INFUSION».

Патентные заявки зарубежных фирм составлены настолько тщательно, что обойти их за счет внесения в собственный способ, продукт, технологию каких-либо изменений практически невозможно. Примеры: патент компании «Дюпон» RU 2011111388 (опубл. 10.10.2012), компании «Hexcel» RU 2561990 (опубл. 10.09.2015).

Широко применяются т.н. «зонтичные» патенты. Которыми перекрываются все возможные решения, в том числе и те, которые его авторами не изобретены.

Участие зарубежных компаний в отечественных проектах (использование материалов и изделий), приводит к их срыву и существенным материальным потерям российских производителей. Как правило эти материалы (изделия) уже запатентованы в России, а их производство не локализовано, да и не будет локализовано никогда.

Политика «лобзания с Западом», ложное и бухгалтерское понимание вопросов локализации, необдуманное участие в различных соглашения в части охраны «интеллектуальной собственности» направлены на закрепление технологического отставания нашей страны. Создается канал переадресации финансовых средств, выделенных на развитие, в пользу западных компаний и их финансирования за счет российского бюджета. Это является одним из способов взимания колониального налога.

Давно не удивляет стремление значительной части руководителей нашей «новой экономики» и правительства слиться в любовном экстазе с Западом.  Но откуда это мазохистское желание находиться при этом именно снизу.

4. Импортозамещение

Считать, что с композитами у нас все хорошо, было бы слишком оптимистичным.  Однако уровень развития композиционной отрасли позволяет решить все задачи, возникающие как в обеспечении обороноспособности нашей страны, так и ее технологического развитии.

Сегодня у нас проблемы не с композитами, а с сырьем для их изготовления. Наблюдается даже не парадоксальная, а дикая ситуация.

 Конструкторы закладывают в конструкцию препрег американского производства. После этого начинаются работы по его замещению на отечественный. Ввиду отсутствия в стране углеродных волокон надлежащего качества для замещающего препрега используются японские волокна. После введения санкций начинаются работы по замещению японских волокон в отечественном препреге. Так как отечественные волокна по-прежнему отсутствуют используются волокна производства КНР. На что будем замещать в случае отказа Китая от поставки УВМ? Существует надежда на получение ограниченной номенклатуры российского углеродного волокна необходимого качества на рубеже 2021-2022 годов. Предстоит новая работа по замещению китайского волокна (в части препрегов) на российское.

И это только в части волокон.  Если ввести сюда еще и ткани то ситуация получиться и вовсе неприглядной. И все это притом, что на производства углеродного волокна и углеродных волокнистых материалов за последнее десятилетие, государством выделялись огромные деньги, которые успешно осваивались.

Вопреки общепринятому мнению работы по импортозамещению начались отнюдь не 2014 г и даже не в 2008, а 2002. Это не афишировалось, но и тайны из этого никто не делал. По инициативе президента был принят ряд федеральных программ. Одним из результатов стало создание современных связующих для производства ПКМ.  

Однако за производства углеродного волокна и углеродных материалов в стране отвечали совсем другие структуры и естественно правительство в лице Минпромторга. Поставленную задачу они стали решать согласно своему представлению о месте России в международном разделении труда.

В 2009 г. было создано предприятие «Препрег СКМ», как портфельная инвестиция «Роснано», и следовательно, на государственные деньги.  Его задачей было заявлено проведение работ по созданию нанонаполненных и наномодифицированных препрегов, на основе углеродных волокон, для создания корпусов летательных аппаратов. Недавно «Препрег СКМ» перешел в собственность «Umatex» и его производственные возможности будут задействованы в полной мере.

Ярким примером такого «менеджерско-бухгалтерского» подхода» является ООО «Порше специальные материалы» Сколько гордости на «Сделано у нас».  Инвестиции 2,5 млн. евро Основной потребитель тканей ОНПП «Технология» на котором из углепластика выпускают много гражданской и военной продукции. Детали перспективного авиалайнера МС-21, а так же (по слухам) элементы корпуса самолета "ПАК ФА"  И в конце заметки – «Завод работает на сырье японского производителя Toho Tenax,  и сам занимается сложной логистикой и таможенным оформлением стратегического материала, поставки которого не так просто организовать в нашу страну».  Такая новость может вызвать радость только у чиновников и очень недалеких людей.

Что происходит с ООО «ПСМ» сегодня, желающие могут узнать, задав соответствующий вопрос «адептам» сайта «Сделано у нас».

В конечно итоге ВИАМу пришлось приобрести комплект оборудования для изготовления углеродных тканных наполнителей, фирмы ORIT (КНР) и организовал их производство в Воскресенском филиале.  Отличительной чертой гибкого ткацкого производства созданного в ВЭТЦ ВИАМ является возможность использования сырья различных производителей.

ХК «Композит», возглавляемая г. Меламедом в 2015 г. запустила завод по производству углеродного волокна в Алабуге. Казалось бы современное, вновь построенное предприятие должно наконец решить проблему производства углеродного волокна надлежащего качества. Однако этого не произошло.

Так в заключении к работе (2017 г.) по замене углеродных наполнителей производства фирм «Porcher Ind.» и «Toho Tenax» (Япония) на углеродные волокна производства «Алабуга-Волокно» в углепластиках ВКУ-25, ВКУ-29, ВКУ-39 используемых для изготовления мотогондолы двигателя ПД-14 сказано

«Исследованы ФМХ углепластиков марок ВКУ-25/UMT49, ВКУ29/UMT49.200, ВКУ-39/UMT40.200 на основе связующего ВСЭ-1212 и углеродных наполнителей производства ООО «Алабуга-Волокно». Установлено, по значения ФМХ разрабатываемых углепластиков на российских наполнителях находятся ниже значений ФМХ аналогов – углепластиков марок ВКУ-25, ВКУ-29, ВКУ-39 на основе связующего ВСЭ1212 и углеродных наполнителей фирм «Porcher Ind.» и «Toho Tenax» (Япония). Технология изготовления данных препрегов углепластиков будет отработана, что увеличит их ФМХ и уменьшит разброс свойств.

Исследования показали, что значения основных физико-механических характеристик образцов углепластиков марок ВКУ-25/SYT49(S), ВКУ29/ВТкУ-3 и ВКУ-39/ВТкУ-2.200 на основе углеродных наполнителей производства КНР стабильны и находятся на уровне и по некоторым характеристикам превосходят свойства аналогов – углепластиков ВКУ-25, ВКУ-29, ВКУ-39

Существовавшее на ноябрь 2018 г. положение дел было отражено в схемах применения композиционных материалов в изделиях перспективной авиационной техники и двигателя ПД-14. Из схемы следует, что использовать углеродное волокно отечественного производства,  предполагается  для изготовления углепластиков(ВКУ-45/UMT-3К.РТН и ВКУ-45/UMT-12К.ОЖН), нашедших свое применение в  производстве элементов механизации крыла. Нижняя и верхняя панели крыла, лонжерон, а также кессон киля, стабилизатор (то есть силовые элементы) и мотогондола двигателя ПД-14 предполагалось изготавливать из волокон китайского производства

Обращает на себя внимание высокое качество углеродного волокна производства китайской компании «Zhongfu Shen Ying Carbon Fiber Co, Ltd».  Начиная практически с нуля, за 20-30 лет Китай опередил Россию и вплотную приблизился к Японии, а может и сровнялся с ней.

 Мы же, не только утеряли паритет с США и Японией, но и пропустили вперед некоторые другие страны. 

Так применялись ли наши материалы при производстве МС-21 или нет? Получить ответ на этот вопрос от наших «эффективных менеджеров» и разнокалиберных чиновников практически невозможно.  В начале марта 2019 г. обозреватель РИА Новости А. Паньшин прямо задал этот вопрос руководителю ВИАМ, академику Е. Каблову и получил такой же прямой ответ.

«— В МС-21 применялись наши материалы или нет?

— В этом самолете достаточно хороший объем применения композитов, но наших материалов там нет. Сейчас задача поставлена за два года заменить все композиционные материалы на отечественные, и она решается, так как американцы перекрыли нам поставки этих материалов. Мы нашли все решения, чтобы провести импортозамещение»

Не думаю, что стоит как-то комментировать ответ одного из самых компетентных и информированных специалистов в данной области. Тем не менее внимательно вчитаться в формулировку ответа явно стоит.

Это и есть «компетентный и честный ответ специалиста», а не мнение филологов, социологов и педагогов которое нам пытались выдать за оный.

5. Волокна

В области малотоннажного производства химических волокон и нитей Минпромторг считает стратегически важным производство углеродного волокна, арамидных волокон и нитей и ПАН-прекурсора (сырье для изготовления углеродных волокон)

Углеродное волокно. В соответствии с поручением ВПК был подготовлен Обобщенный анализ потребностей предприятий ОПК в углеродных волокнистых наполнителя на 2014-2020 гг.

Общая потребность ОПК на этот период составляет 2170,9 тонн, в том числе российского производства – 1081 т, зарубежного – 1089,9 т. Из 1081 т российских УВМ – 1074,4 т (99%) – типы, выпускаемые ООО «Аргон».

Среднее потребление за этот период – 310 т/год. Из них российского производства – 154 т/год, а зарубежного 155,7 т/год.

Тревожным являются следующие цифры: Потребление УВМ в 2014 г.  – 145,2 т, из которых российского производства 124 т, а зарубежного 21,2 т.  т.е. 17,1%. В среднем же годовое потребление зарубежных материалов за период составляет уже более 50%.

Это свидетельствует об отсутствии в России собственного производства необходимых УВМ по конкурентным ценам. Естественно, происходят постоянные изменения как количества необходимых материалов, так и их сортамента, однако общая тенденция понятна. В начале 2014 г. было ясно, что Россия подвергается жесткому экономическому давлению. Прошло более 4 лет.

Основной объем выпускаемых зарубежными компаниями углеродных нитей номиналами 1К-12К, 24К и выше соответствует уровню прочности при растяжении около 5,5 ГПа, хотя японская фирма «Toray» уже имеет в своем арсенале нить Т1000, Т-1100 с прочностью до 7,0 ГПа и модулем упругости 294 и 324 ГПа. Производится волокно со сходными характеристиками и в Китае. Другие зарубежные производители вплотную подошли к этому рубежу.

Сегодня создание отечественного углеродного волокна с характеристиками превышающими Т-800 «Toray» необходимое условие обеспечения технологической и военной безопасности страны, производства современной авиационно-космической техники.

Согласно ДК в России в 2017 г. было произведено 500 тонн углеродного волокна, из которых 22% было экспортировано, Объем внутреннего потребления 600 тонн. Импорт составил 44% от потребления, то есть 264 тонны.  Как всегда, в правительственных документах цифры не бьются, но в общем то понятно почему. Вот эта цифра 600 тонн (пусть и несколько завышенная) и характеризует уровень технологического развития нашей страны сегодня. Напомню, что в мире потребляется значительно более 80 000 тонн углеродного волокна.

ПАН-прекурсор (ПАН-жгутик) – сырье для производства углеродного волокна.  Характеристики углеродного волокна на 90% зависят от характеристик   ПАН-прекурсора.  Технология его производства самая охраняемая технологическая тайна во всем производственном цикле изготовления углеродного волокна.   Подлежит экспортному контролю так же, как и само углеродное волокно.  По данным «Umatex», для производства 1 кг углеродного волокна необходимо 2,15 кг ПАН-прекурсора.

В 2012 г. в России было произведено 255 тонн ПАН-жгутика, а в 2017 только 57 тонн.  Таким образом в 2012 г РФ могла изготовить из собственного сырья 118,5 тонн углеродного волокна, а в 2017 г только 26,5 тонн. Такой вот прогресс.  Собственно, из 500 тонн произведенного в России углеродного волокна только эти 26,5 тонн были «полностью российскими» Импорт ПАН-прекурсора в 2016 г. составил 802 тонны.

Что будет если завтра перекроют поставки ПАН-жгутика? Опять будем кричать «проклятые пиндосы» и «англичанка гадит»? 

В России в настоящее время для производства углеродных волокон и, соответственно, композиционных материалов авиационного назначения в основном используется полиакрилонитрильная нить 33,3 текс, получаемая по мокрому способу с применением в качестве растворителя диметилформамида (ДМФ). Необходимо отметить, что полиакрилонитрильный прекурсор, полученный указанным способом, может перерабатываться на существующих технологических линиях (ООО «Аргон», г. Балаково) в углеродное волокно лишь со средними значениями прочности <3,6 ГПа.

Разговоры о строительстве завода по производству ПАН-прекурсора ведутся уже несколько лет. Предполагается, что заводов будет даже два и построят их НТЦ «Эльбрус» и «Umatex».  Интересно что в их подходе просматриваются схожие тенденции.  НТЦ «Эльбрус» первоначально предполагал строить завод в Воронежской области, затем переключается на Ульяновскую.  «Umatex» заключает договор с Саратовской областью, потом расторгает и заключает договор с Татарстаном.  Естественно, сумма необходимых инвестиций возрастает.

Наиболее вероятный срок введения в строй завода ПАН-прекурсора конец 2020- начало 2021 года.

Арамидные нити и волокна — это РДТТ МБР, авиация (например, в Ка-62 композиты и в первую очередь органопластики – 55%), средства баллистической защиты и т.д.

Потребление арамидных нитей в России около 1000 тонн в год, собственное производство 300-400 тонн. Потребление же арамидного волокна порядка 100-200 тонн и потребность полностью удовлетворяется за счет импорта.

Однако даже то производство, которое есть практически полностью зависимо от импорта. Так из десяти необходимых компонентов для производства арамидного волокна в России производится лишь два.

Цены российских производителей материалов для производства композитов являются неконкурентоспособными.

Так стоимость отечественных лент тонкого номинала (из ПАН 33,3; 50 текс) 15-17 тыс. руб./кг. Жгуты типа УКН, ленты и ткани на их основе 15-16 тыс. руб./кг. Жгуты 80К, 160К, 320К (из текстильного ПАН) 800-1000 руб./кг. 

Стоимость углеродных наполнителей зарубежного производства, несмотря на текущую социально-экономическую ситуацию все еще ниже стоимости отечественных компонент, так стоимость жгутов (1К/3К/6К/12К/24К) составляет от 15 до 40 евро/кг, жгуты (24К/48К/80К/320К) от 9 до 15 евро/кг.

По данным статистики электронных торговых площадок для проведения коммерческих и государственных закупок, стоимость отечественной продукции на 150%-180% выше западных аналогов. Средняя стоимость углеродной ткани УТ-900-3-240 ЭД за 2015г., при проведении торгов, составила 5000 руб./м2. Стоимость зарубежного аналога, углеродной ткани Porcher Art 3692, не превысила 1700 руб./м2

При этом по данным таможенной статистики, в России около 70% потребляемых композиционных материалов на основе углеродного волокна приходится на продукцию западных предприятий

Не лучше положение и с арамидными волокнами Стоимость волокна производства ОАО «Каменскволокно» составляет 8000-12000 руб./кг, ООО «НПО «Термотекс» и ООО «Лирсот» до 25 000 руб./кг, в то время как зарубежные аналоги стоят 40-100 долл./кг.

Прочие волокна. В 2016 г. доля РФ в мировом производстве химических волокон и нитей составляла 0,3%, как и у Мексики.  Турция-2,1%, Европа-3%, США-3,7, Тайвань 3%. 

Сравнение по производству и потреблению химических волокон и нитей между современной Россией и РСФСР (не смотря на разницу около 30 лет) явно не в пользу РФ.

За последние 5 лет было введено только около 55 тыс. тонн новых мощностей, то есть в среднем 11 000 тонн в год.

Прекращен выпуск целых групп продукции (вискозные волокна, анидные, полиуретановые), особенно это коснулось волокон и нитей технического назначения, что в общем то и понятно.  Нет промышленности, нет и необходимости в сырье для ее работы.

В СССР экспорт вискозного волокна составлял более 40% объема производства и стоял по объему валютной выручки на втором место в химпроме, после минеральных удобрений.  Последнее производство вискозных волокон и нитей было свернуто уже в 2000-е годы.

6. Имеем то, что имеем

Наши проблемы вовсе не в композитах, а в общем экономическом положении страны. Отсутствие рынка (потребителей) высокотехнологичной продукции делает ее просто ненужной.

Авиастроение есть сгусток интеллекта, самых высоких технологий и последних научных достижений. Самолет только верхушка айсберга, под которой должно быть соответствующее основание. Невозможно производить современные самолеты без собственных материалов, станков, микроэлектроники, измерительных приборов и т.д. 

Невозможно производить конкурентоспособные композиционные материалы в промышленных масштабах, не имея развитой химической промышленности. Малотоннажная химия лишь временное, во многом вынужденное, решение.

Ориентация значительной части нашей «элиты» на запад, стремление стать его составной частью, мешает инновационному и технологическому развитию страны, ведет к утере уже имеющихся технологий.

Лозунг «Кадры решают все» не потерял свою актуальность.  Крупными проектами должны руководить специалисты своего дела, МВА для этого совершенно недостаточно. В конце концов из многих инженеров получились прекрасные управленцы.  Случаи, когда из менеджера получился приличный инженер науке не известны.

Наши сегодняшние успехи в ВПК, связанны, как раз с кадровым составом, который еще сохранился на этих предприятиях. При всех своих личных недостатках или достоинствах, это люди, которые просто не могут мыслить в категориях, отличных от государственных. И руководить значимыми проектами должны именно они, а не «эффективные менеджеры нового типа».

Е. Гайдар и его нынешние последыши, свою основную задачу «сломать хребет советскому ВПК» до конца решить не сумели. Во всяком случае пока.

Возможно, в материальном плане, мы сможем хорошо жить и без авиастроения.  Может быть нам даже разрешат не проводить гей-парады и ограничиться двумя-тремя полами (однако это вряд -ли). Но без собственного авиастроения, с лего-самолетами производимыми мелкими партиями, Россия превратиться из Континента в территорию, не более чем в территорию. 

 

Ниже видео интервью

Внимание с  5.15 И фраза в конце "как не получающий государственных дотаций" Именно по этому я противник всяких фондов, льготного кредитования и прочих подобных вещей