«АэроКомпозит» – компания загадочная. Многие профессионалы предрекали и предрекают крах идее сделать композитный самолёт в России. Но после посещения основной производственной площадки компании в Ульяновске появилась уверенность, что всё получится. Будет, обязательно будет у нас инновационный самолёт МС-21 с «чёрным» крылом и хвостовым оперением, а за ним, глядишь, остальные производители авиатехники потянутся.
«АэроКомпозит-Ульяновск»: запрягаем быстро
15 февраля 2010 года было подписано соглашение о сотрудничестве между правительством Ульяновской области, Объединённой авиастроительной корпорацией (ОАК) и ЗАО «АэроКомпозит» по реализации инвестпроекта «Строительство завода по производству композиционных конструкций» на территории Ульяновской области. Закладка первого камня в строительство будущего завода состоялась в ноябре 2011 года. Сегодня на предприятии работают 586 человек, средний возраст сотрудников – 38 лет, 70% специалистов – люди с высшим образованием.
«АэроКомпозит-Ульяновск» – единственный в мире завод по производству крупных силовых элементов конструкций и агрегатов для авиации из композиционных материалов, создаваемых при помощи метода вакуумной инфузии. Эксперты ведущих западных авиастроительных концернов признают, что ульяновские технологии опередили время и крыло даже самого нового композитного лайнера Boeing-787 «Дримлайнер» сделано, можно сказать, по старинке, с помощью автоклава из капризных и сверхдорогих препрегов. Если такой материал не используется, его надо замораживать, и то не более чем на 10 суток.
В современной авиации по части аэродинамики всё уже придумано. Улучшить что-либо можно на доли процентов. Остаётся борьба за снижение веса (композиты дают выигрыш от 5 до 10%), ресурс планера и агрегатов. Самолёту МС-21 ресурс обещают до 100 тыс. часов, и это во многом заслуга композитов.
Руками не трогать!
Весь завод проектировался по принципам «бережливого производства» – передвижения минимизированы. На полу сплошными синими линиями выделена «трасса», по которой катается оснастка. Жёлтые зоны – там происходят рабочие процессы. Потребитель должен получить качественный продукт с минимальными издержками, в том числе и на логистику.
На почти десятке гектаров заводских площадей порядок идеальный. Я бы сказал, что весь «АэроКомпозит-Ульяновск» – чистая зона. Но настоящая чистая зона на 11 тыс. кв. метров – особый случай. Уровень чистоты – класс ISO 8. Очень светло, отсутствуют привычные шумы крупного производства, легко дышится: даже мельчайшая пыль здесь – злейший враг. Сюда вход только в спецодежде, шапочках. Постоянные температура, давление и влажность. Проход через душевые.
На протянутую к элементу крыла руку у сопровождающих мгновенная и шумная реакция: «Руками не трогайте – это уже уголь!» Чтобы крыло получилось надёжным и работоспособным, слои должны быть уложены идеально, никаких полостей и смещений между ними. Как добиться этого, здесь знают. А след человеческого пальца на ленте означает заведомый брак. Рядом стоят два обычных утюга, чтобы пригладить несколько отдельных полосок ленты, которые непослушно топорщатся по краям формы. Оснастка – формообразующая поверхность, на которую рука робота точными движениями выкладывает сухое углеродистое волокно. С виду обычная чёрная лента. Очень похоже на швейное производство: бобины с лентой в герметично закрытом ящике с прозрачной крышкой (16 бобин) и робот, который снуёт туда-сюда. За два часа, практически безошибочно, он выполняет тот же объём работы, что смена из 10 человек за два дня.
Лазер комплекса мгновенно разогревает ленту, на которую нанесён тончайший клейкий слой – биндер. И каждый последующий слой прикрепляется к предыдущему. Как здесь говорят – «уголь к углю выкладывается». Получается слоёный пирог, формируется преформа. Каждый слой – отдельный контроль. Каждому элементу – контроль. И визуальный, и роботизированный.
По-хорошему, в идеальных условиях человеку здесь делать нечего. Оператор только контролирует процесс. Отличие от металлообработки – наличие у робота пары – пылесоса. Он собирает всю «композитную пыль» в специальный бункер.
После фрезерной обработки – ультразвуковой контроль. Тут уже ничего не изменить, производство стоит перед фактом: или да – деталь кондиционная, или нет. Если да, то на этом композиционное производство заканчивается и деталь отправляется на покраску. Четыре панели кессона крыла (правая-левая, верхняя-нижняя) присоединяются к центроплану, и получаем искомое – крылья самолёта.
Первые два готовых изделия отправляли в Иркутск самолётом. Время торопит – 12 апреля в Китае начались статические испытания первого национального пассажирского лайнера C919, который составит конкуренцию семействам Boeing-737 и Airbus А320. МС-21 претендует на эту же нишу авиаперевозок. Надо спешить. Но в дальнейшем из Ульяновска в Иркутск все элементы – крылья, центроплан, хвостовое оперение будут доставляться автотранспортом – так дешевле. Для этого сделана особая транспортировочная оснастка.
К слову, производство не «упёрлось» в единственную модель самолёта – МС‑21. Будет заказ на производство, например, крыльев для других типов воздушных судов, потребуется сделать оснастку и работать дальше. Можно параллельно выпускать элементы для разных лайнеров – полная мощность завода рассчитана на производство 100 самолётокомплектов в год.
Аргументы критиков
Главный – неизвестно, как поведут себя композиционные материалы в длительной эксплуатации. Но надо помнить, что композиты в авиации не новинка. Например, обтекатели и створки шасси, зализы крыла с фюзеляжем, мотогондолы и другие элементы на самых больших в мире транспортных Ан-225 «Мрия» и Ан‑124 «Руслан» были, говоря современным языком, композитными. «Руслан» летает с 1982 года.
Ещё один аргумент против – плохая ремонтопригодность. Известны случаи «безобидных» повреждений самолётов в аэропортах – то тягач зацепит, то самолёт на рулёжке получит по крылу от такого же. Металлическое крыло привести в работоспособное состояние сравнительно просто, технологии отработаны многими десятилетиями – элементарная заплатка, можно вырезать и заменить повреждённый участок планера воздушного судна. Но на «АэроКомпозит-Ульяновск» меня заверили, что технологии ремонта деталей из композиционных материалов уже готовы. Согласитесь, менять из-за пустякового удара огромную деталь, а то и всё крыло – дорогое удовольствие.
К слову, есть самолёты, конструкторы которых преднамеренно избегают значительных объёмов использования композитов в конструкции. Так, генеральный конструктор «Ильюшина» Николай Таликов в региональном турбовинтовом лайнере Ил-114 принципиально оставил в основном традиционные авиационные сплавы – самолёт, по его словам, задуман как «деревенский», предназначен для суровых условий эксплуатации от Арктики до Антарктиды, чтобы его могли обслуживать техники средней руки на забытых богом аэродромах. Да и на госслужбе, в том же Минобороны или ФСБ, трудно требовать от солдата снимать сапоги или берцы, прежде чем подняться по стремянке на крыло для технического обслуживания самолёта.
Можно не сомневаться, что конструкторы и технологи учли все особенности композиционных материалов – в активе великолепная прочность «на разрыв», в пассиве худшая, по сравнению с металлом, стойкость «на сжатие». Известна нелюбовь композитов к ударным нагрузкам – там, где металл сминается, композиционный материал раскалывается на куски.
Естественно, ни главный конструктор МС-21 Константин Попович, ни кто-либо из создателей крыльев, хвостового оперения МС-21 не желают вздрагивать во сне от навязчивых ночных кошмаров с разрушением лайнера в полёте. Сегодня в гражданской авиации безопасность пассажиров и экипажа возведена в абсолют, это своего рода религия авиапроизводителей. И к конструкциям из новых материалов внимание особое, в том числе у органов сертификации. Вот и везут крыло на прочностные испытания в ЦАГИ, расстреливают композитные детали из специальных пушек куриными тушками, нагружают, ломают до полного разрушения – на радость будущим пассажирам.