Сделай сам

Николай Ульянов
заместитель главного редактора, редактор отдела промышленности журнала «Эксперт»
20 декабря 2021, 00:00
№1

В 2022 году на финишную прямую выходит несколько знаковых для российской промышленности проектов по импортозамещению

«Отец» семейства перспективных российских авиадвигателей ПД-14

Списки отдельных продуктов, материалов, изделий, устройств, оборудования, агрегатов, установок и прочего подлежащего импортозамещению занимают десятки страниц в правительственных документах. И только по одной отрасли промышленности. И это без учета того, какой-нибудь «насос большой мощности» распадается еще на десяток позиций, которые тоже нужно произвести на своей земле, чтобы потом собрать из них пресловутый насос. А если это газовая турбина большой мощности? Или самолет…

Безусловно, импортозамещение стало мощным стимулом для развития отечественной промышленности. Тем более что обстоятельства вынуждают спускаться все ниже и ниже по технологической цепочке. Летом 2021 года глава Минпромторга Денис Мантуров в ходе встречи с президентом Владимиром Путиным заявил о необходимости перезапуска программы импортозамещения. По словам министра, если раньше ставка делалась на производство конечной импортозамещенной продукции, то теперь, с учетом пандемии и нарастающего геополитического давления, акцент будет делаться на разработку собственного сырья, материалов и комплектующих.

Собственно, и производство конечной продукции требует опоры на собственные материалы и комплектующие, тем более что конкуренцию никто не отменял и без использования новых технологий и новых материалов создать то, что будет востребовано на внешних рынках, не получится. А глобальная цель импортозамещения, как представляется, — это значит не только закрыть собственные потребности, но и выйти на экспорт. Тем более что есть эффект масштаба и увеличение объемов снижает затраты, а стало быть, добавляет конкурентных преимуществ.

«Эксперт» внимательно следит как за реализацией, так и за запуском новых проектов по импортозамещению. В этом номере мы решили рассказать о тех, которые уже, что называется, на выходе: многолетняя напряженная работа по созданию отечественной продукции завершается. И завершается успешно. При этом и останавливаться на достигнутом никто не собирается.

Больше мощности

«Силовые машины» запланировали инвестиции на 2022 год в объеме 17,4 млрд рублей. Это существенно больше, нежели в предыдущие годы: 4 млрд в 2020 и 3,4 млрд в 2019 году. Ключевые направления инвестиционной программы компании — завершение технического перевооружения в рамках проекта по производству газовых турбин большой мощности: ГТЭ-65 и ГТЭ-170.

В конце 2019 года «Силовые машины» победили в конкурсе на получение из бюджета субсидии в размере пять миллиардов рублей на проведение НИОКР по созданию газовых турбин с диапазонами мощности 60–80 и 150–180 МВт. Но реально работу над этими агрегатами здесь начали раньше — в 2018 году, на собственные средства.

История с утратой компетенций по созданию таких турбин получилась, конечно, не самая красивая. В духе «заграница нам поможет»: сроки и условия программы модернизации энергетики — ДПМ-1 — были таковы, что российские производители газовых турбин просто не успели в них вписаться. Хотя у тех же «Силовых машин» фактически готова была газовая турбина на 65 МВт. И она даже была установлена на ТЭЦ-9 «Мосэнерго». Однако требовалось время для ее доводки, а правительство не захотело ждать. В итоге генерирующие компании закупили импортные турбины, что, конечно, порадовало иностранных производителей — Siemens, GE и Ansaldo. И продолжает радовать до сих пор: не забудем о сервисном обслуживании.

В целом в «Силовых машинах» оценивают вложения в проект созданию производства газовых турбин большой мощности более, чем в 17 млрд рублей. В третьем квартале 2022 года уже будет готов головной образец ГТЭ-170.1, а головной образец ГТЭ-65 — в четвертом квартале 2024 года. Он будет установлен на ТЭЦ «Северсталь», для проведения испытаний и подконтрольной эксплуатации. Еще две такие турбины отобраны в рамках ДПМ-2.

Что касается турбин ГТЭ-170, то, как рассказал «Эксперту» генеральный директор «Силовых машин» Александр Конюхов, у компании уже есть заказчики, с которыми законтрактованы ГТУ или ведутся переговоры о заключении договоров: «Четыре турбины ГТЭ-170 будут установлены на Каширской ГРЭС в соответствии с утвержденным графиком в 2024–2025 годах. Еще одна ГТЭ-170 будет поставлена на Нижнекамскую ТЭЦ в сентябре 2023 года». Как отметил Александр Конюхов, «Силовые машины» готовы производить восьми ГТУ в год. А в случае роста количества заказов производственные мощности можно будет и нарастить. Такие варианты прорабатываются.

Раскрутились

Под проект газовых турбин большой мощности «Силовые машины» создали конструкторское бюро газотурбинных установок, ввели высокопроизводительный вычислительный комплекс мощностью 170 TFlops, арендуются и дополнительные мощности. Это позволит вести все необходимые расчеты, такие как расчет газодинамики, теплового состояния и прочностного состояния ГТУ. Для организации производства турбин было принято решение расширить станочный парк компании. Объем инвестиций — более пяти миллиардов рублей. Большая часть оборудования уже поставлена, причем, как подчеркивают в компании, отечественного.

«Реализация проекта осуществляется в связке более чем с 20 партнерами, — рассказывает Александр Конюхов. — Мы работаем совместно с ведущими отраслевыми научными организациями, среди которых НПО ЦКТИ, Всероссийский теплотехнический институт. В проект также были вовлечены профильные высшие учебные заведения, некоторые предприятия авиационной отрасли. Совместно с партнерами “Силовые машины” разработали технологию литья лопаток турбины, технологию защитного покрытия лопаток компрессора и технологию фрезерования пазов в дисках ротора. Разработаны также химический состав термобарьерного покрытия, технология нанесения покрытий для деталей горячего тракта, химический состав и технология изготовления теплозащитной плитки для камеры сгорания ГТЭ-170».

Компания находится в процессе создания собственного литейного комплекса для производства отливок лопаток газовых турбин. К середине 2022 года он должен быть запущен.

Для изготовления опытных лопаток турбины для проведения стендовых испытаний, а также для изготовления сложных деталей камеры сгорания ГТЭ-65 применяются аддитивные технологии. На этапе выполнения НИОКР их использование позволяет сократить сроки изготовления опытных образцов. Но в компании видят перспективы применения 3D-печати и при серийном производстве.

«Несмотря на то что в рамках требований постановления правительства номер 719 допускается не более десяти процентов стоимости использование иностранных комплектующих, в наших газовых турбинах этот процент будет еще меньше, — говорит Александр Конюхов. — По параметрам обе эти газотурбинные установки соответствуют современным мировым аналогам. По стоимости мы также готовы конкурировать с зарубежными производителями».

Параллельно с текущим проектом «Силовые машины» сформировали отдельное конструкторское бюро и начали НИОКР по разработке турбины, которая могла бы работать на метан-водородной смеси.

«Байкала» будет много

Компания «Байкал Электроникс» под занавес 2021 года представила общественности процессор Baikal-S. Как сказал в ходе презентации технический директор компании Григорий Хренов, «мы сделали рабочую лошадку».

Генеральный директор «Байкал Электроникс» Андрей Евдокимов более эмоционален: «Это важная веха в российской микроэлектронике. Мы можем честно сказать: ребята, мы сделали процессор — он стоит столько же, сколько иностранные аналоги. И его производительность такая же, как у иностранных аналогов».

Baikal-S производится на тайваньской контрактной фабрике TSMC по технологическому процессу 16 нанометров, имеет 48 ядер ARM Cortex-A75, тактовая частота процессора — 2,5 ГГц, энергопотребление — 120 Вт. Он предназначен для серверов и систем хранения данных. Первая инженерная партия этих процессоров была поставлена в октябре 2021 года. В течение следующего года «Байкал Электроникс» планирует ввезти в страну до 10 тыс. процессоров Baikal-S, а в 2023 году довести производство до 30 тыс. штук.

Еще более амбициозные планы у компании в части производства процессора Baikal-М, предназначенного для широкого применения, в том числе в персональных компьютерах. В 2022 году на мощностях все той же TSMC компания намерена произвести 220 тыс. процессоров Baikal-М. Первая партия из этого объема — 20 тыс. штук — будет поставлена до конца марта. Все они зарезервированы производителями оборудования и по большей части даже оплачены. В компании говорят, что объемы производства ограничены в большей степени не спросом, а возможностями производителя — уровнем загрузки мощностей TSMC.

Не исключено, что в 2022 году будет поставлено до 300 тыс. Baikal-М. По крайней мере, в компании говорят, что работают над этим. А план производства на 2025 год — 600 тыс. штук.

Напомним, что главные покупатели этих процессоров — государственные структуры и контролируемые государством компании, которые покупают для использования в собственных нуждах российскую продукцию в рамках импортозамещения. В целом же госсектор в год способен «съесть» 200‒300 тыс. серверных процессоров типа Baikal-S. Если говорить о процессорах типа Baikal-М, то здесь в составе различных устройств они закупаются в количестве двух-трех миллионов в год.

«Подавляющее большинство рабочих мест в государственном секторе и государственных компаниях не требуют предельной производительности, — объясняет Иван Покровский, исполнительный директор Ассоциации российских разработчиков и производителей электроники (АРПЭ). — Процессор в этих применениях оценивается не сам по себе, а в составе оборудования по стабильной работе приложений и по стоимости жизненного цикла комплексного решения. Решения на “Байкале” конкурентоспособны по этим параметрам и имеют высокий уровень доверия». Как считает Иван Покровский, риски использования недоверенных решений на зарубежных процессорах для многих заказчиков уже сейчас становятся неприемлемыми и чем дальше будет продвигаться цифровизация, тем большее значение будет иметь критерий доверенности. Это становится дополнительным фактором увеличения спроса со стороны государственного сектора и владельцев объектов инфраструктуры.

Прибавление в семействе

Чтобы получить большую долю на этих рынках «Байкал Электроникс» активно занимается развитием экосистемы программного обеспечения под архитектуру своих процессоров. Для Baikal-М уже сейчас есть достаточное количество программных продуктов, которое позволяет закрыть потребности пользователей. Что касается «железа» на базе этого процессора, то на сегодня уже создано 55 устройств, в числе которых системные платы и блоки, моноблоки, серверы и СХД.

«Мы уже перестали контролировать все проекты, которые ведутся на базе нашего процессора, — резюмировал директор по развитию компании Виталий Богданов. — Мы считаем, что экосистема Baikal-М запустилась и начала самовоспроизводиться».

«Государственные корпорации, компании с государственным участием, крупный бизнес проявляют активный интерес к тестированию программно-аппаратных комплексов на базе Baikal-М, — говорит коммерческий директор “Байкал Электроникс” Артем Огурцов. — Нефтегазовый сектор, горнодобывающий сектор, телекоммуникации, энергетика… Это далеко не полный список тех, кто проявляет интерес к тестированию, уже тестирует устройства и готов к внедрению».

Безусловно, без поддержки со стороны государства, которая в том числе выражена в обязательстве госорганов закупать устройства на базе российских процессоров, проект создания процессоров семейства Baikal вряд ли мог бы развиваться такими темпами.

С 2021 года изменена схема финансирования производителей микроэлектроники. Раньше российские разработчики микросхем получали средства на НИОКР, выполняли заказ и не несли никаких обязательств, связанных с продажей своих изделий. И получалась ситуация, когда, с одной стороны, и государственные деньги потрачены не зря — изделие вот оно, готово и работает, а с другой — массового применения у него нет, на рынке оно не востребовано.

Сейчас государство субсидирует до 90% затрат разработчика электронных компонентов, но у него при этом появляется обязанность в будущем показать выручку не менее 50% от суммы субсидии. То есть продать на рынке разработанную на госденьги продукцию (см. «Бурная микроэлектроника», «Эксперт» № 46 за 2021 год).

«Мы считаем, что это очень правильное изменение государственной политики в нашей отрасли, — считает Андрей Евдокимов. — Оно заставляет компанию — получателя субсидии делать продукт, который будет продаваться, разворачивает ее лицом к рынку».

В ноябре 2021 года «Байкал Электроникс» выиграл конкурс на получение субсидий для разработки двух новых процессоров. Это Baikal-S2 (развитие процессора Baikal-S, производство по техпроцессу 6 нм) и Baikal-L, предназначенный для ноутбуков и планшетов, техпроцесс 12 нм.

Общая сумма субсидии составляет 9,44 млрд рублей, из них 3,8 млрд приходится на разработку процессора Baikal-L, 5,64 млрд — на Baikal-S2. Общий бюджет проекта создания процессора Baikal-L — 4,3 млрд рублей, Baikal-S2 — немногим более 6 млрд. Инженерный образец Baikal-S2 компания планирует получить в 2025 году, срок разработки Baikal-L ограничен 2024 годом.

3D-модель ГТЭ-65. На базе этой турбины «Силовые машины» намерены создать энергоустановку, которая будет работать на метан-водородных смесях с различным соотношением газов

На своей тяге

В 2022 году отечественные авиастроители планируют получить сертификат типа в ЕАSА (Европейское агентство авиационной безопасности) на российский среднемагистральный самолет МС-21 с российскими же двигателями ПД-14. Это даст возможность выйти с самолетом на зарубежные рынки.

Двухконтурный турбореактивный двигатель ПД-14 (перспективный двигатель тягой 14 тонн) — первый авиационный двигатель, созданный в постсоветской России. Первоначально самолет МС-21 предполагалось оснащать двигателями иностранного производства. Как вспоминал в интервью ТАСС управляющий директор — генеральный конструктор «ОДК-Авиадвигатель» Александр Иноземцев, только что созданной в 2008 году Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) пришлось убеждать руководство Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) в том, что сделать двигатель, который сможет на равных конкурировать с лучшими западными аналогами, вполне возможно. Инициативу ОДК поддержали профильные институты, Минпромторг, еще ряд ведомств и персоналий. В конце 2008 года на реализацию проекта было выделено 12,8 млрд рублей.

Как рассказали «Эксперту» в ВИАМе (Всероссийский НИИ авиационных материалов), при разработке ПД-14 удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя по сравнению с двигателем ПС-90А (разработан в 1980-е; как и ПД-14, производится на «ОДК — Пермские моторы» и устанавливается, например, на президентский Ил-96-300). В том числе почти двукратное увеличение степени двухконтурности (до 8,5), температуры газа перед турбиной (на 100 Кельвинов), суммарной степени сжатия в компрессоре на 20%. Благодаря этому удельный расход топлива снизился на 12%, значительно повысились экологические параметры двигателя.

Впервые в отечественной практике мотогондола была разработана самими двигателистами, а не производителями самолетов, как это было принято раньше. Причем не металлическая, а из композитных материалов — порядка 60% массы мотогондолы составляют созданные в ВИАМе полимерные материалы нового поколения: угле- и стеклопластики.

Всего же для ПД-14 в ВИАМе было разработано 20 материалов нового поколения и доработано более 50 серийных марок материалов. Впервые в практике авиационного двигателестроения из отечественной металлопорошковой композиции по аддитивной технологии изготавливаются завихрители фронтового устройства камеры сгорания. Использование 3D-печати позволило сократить срок изготовления детали с 60 дней до шести. Печатаются они в ВИАМе, где создан аддитивный комплекс полного цикла производительностью 190 тонн металлопорошковых композиций в год. Это позволяет полностью закрыть потребности авиаотрасли в материалах для аддитивных технологий.

Семейные перспективы

Значение ПД-14 не только в том, что это первый за несколько десятилетий отечественный авиадвигатель. Важно то, что на его основе возможно создание целого семейства силовых установок. В 2016 году Александр Иноземцев, выступая на Международном форуме двигателестроения, обозначил дальнейшие перспективы этого многообещающего семейства: «Как только стоимость разработки авиационного двигателя перевалила за один миллиард долларов, стало ясно, что просто создавать двигатель для одного типа самолета — это гигантские финансовые риски, эту идеологию исповедуют все наши основные конкуренты». В связи с этим был разработан унифицированный газогенератор, масштабирование которого позволяет расширить линейку авиадвигателей, используя уже сделанные наработки по технологиям и материалам.

Сейчас в разработке находятся двигатель ПД-8, который будет устанавливаться на Sukhoi Superjet 100 вместо французского SaM146, и ПД-35, предназначенный для комплектования будущего российско-китайского широкофюзеляжного самолета CR929. На 2022 год запланировано изготовление первого опытного образца ПД-8, его сертификация намечена на 2023 год, а начало поставок — на 2025-й.

Что касается ПД-35, то в 2021 году был изготовлен газогенератор для него и начаты его испытания. Двигатели с такой тягой (35 тонн) ни в России, ни в СССР не производились.

В декабре 2021 года в ходе визита на «ОДК — Пермские моторы» главы правительства Михаила Мишустина, где он провел совещание о ходе реализации проектов в области авиационного двигателестроения, было объявлено о выделении из резервного фонда правительства 44,6 млрд рублей на опережающее финансирование работ по проекту ПД-35.

Ранее Александр Иноземцев, выступая на конференции ICMAR-2016, предварительно оценил стоимость разработки ПД-35 в 180 млрд рублей, обозначив срок реализации проекта в десять лет.

Выступавший на совещании генеральный директор ОДК Александр Артюхов рассказал, что по плану двигатель — демонстратор технологии ПД-35 будет создан в 2023 году, и отметил, что «дальнейшее развитие программы потребует принятия решения о базовом объекте применения двигателя большой тяги». Как уже было сказано, ПД-35 предполагалось устанавливать на российско-китайский CR929. В сентябре этого года китайские власти сообщили, что началась сборка первого самолета. Предполагается, что на первом этапе на него будут устанавливаться двигатели большой тяги иностранных производителей. Впрочем, не исключено, что ПД-35 будет устанавливаться и на российский Ил-96-400М, если будет принято решение о массовом производстве этого лайнера.

Александр Иноземцев, выступая на совещании с участием премьера в Перми, отметил, что при создании ПД-14 было освоено 16 новых технологий, и подчеркнул, что в случае с ПД-35 нужно идти дальше: «Мы проанализировали: если остаться на технологиях и материалах ПД-14, мы неконкурентоспособны. Поэтому поставлена задача еще 18 технологий освоить и сделать рывок, который позволит нам конкурировать».

Заказывайте, сделаем

В ноябре 2021 года в ходе встречи со СМИ исполнительный директор «ОДК — Пермские моторы» Сергей Харин, отвечая на вопросы «Эксперта», рассказал, что на 2022 год запланировано производство двух двигателей ПД-14. Всего же после получения сертификата типа было сделано пять двигателей, два из которых установлены на МС-21-310, который был представлен широкой публике на МАКС-2021 и на Dubai Airshow 2021. Третий — запасной для этого же самолета. Еще два движка предназначены для программы испытаний 2022 года.

Сергей Харин также сказал, что предприятия, входящие в кооперацию с «Пермскими моторами» в части производства ПД-14 (таких порядка десяти), уже сейчас могут выпускать до десяти двигателей в год. А в планах — выход на производство 50 штук в год. Это, правда, потребует модернизации производства, закупки высокотехнологичного оборудования. Ставка делается на современные высокоскоростные обрабатывающие центры, с дальним прицелом под производство в том числе следующего в линейке двигателя — ПД-35, станки предыдущего поколения не позволяют делать детали с нужными характеристиками. По словам Сергея Харина, на конец 2021 года в это уже было вложено порядка 4,5 млрд рублей.

Весной 2019 года вице-премьер Юрий Борисов оценивал потребность только российского рынка в МС-21 в 860 единиц, а ежегодные объемы производства в 70‒100 единиц. Конечно, не все эти самолеты будут оснащены российскими двигателями, да и пандемия нанесла серьезный удар по отрасли авиаперевозок, уронив спрос авиакомпаний на новые лайнеры. Тем не менее будущий спрос на двигатели ПД-14 можно оценить в сотни штук.

Сергей Харин в ходе общения с представителями СМИ выразил уверенность, что «ОДК — Пермские моторы» при наличии заказа со стороны производителя самолета МС-21 нарастят производство до нужных объемов.

Фотографии предоставлены компаниями.