Композитное планирование

Развитие в России отрасли композитных материалов, до сих пор занимавшей вторичные позиции в промышленности, переходит под контроль государства. Правительство разработало план, в котором пропишет сценарий развития отрасли и ее потенциальную рентабельность. По мнению участников рынка, интерес к российским композитам будет зависеть как от компетенции и экспертизы отечественного производителя, так и от сертификации продукции.

Елизавета Кузнецова

От фанеры до углепластика

В конце июля премьер-министр Дмитрий Медведев утвердил "дорожную карту" развития отрасли производства композитных материалов (КМ) на 2016-2020 годы. Основная задача, поставленная государством, состоит в стимулировании развития инновационного сегмента. В документе говорится, что для этого необходимо открыть массовые рынки композитных материалов гражданского назначения. Именно они обеспечат необходимое финансирование дальнейшему развитию отрасли. Власти предложили создавать отраслевые программы по применению композитных материалов в смежных секторах экономики. Параллельно, по их мнению, в программы следует активнее вовлекать регионы и формировать базу нормативных документов. В результате к 2020 году объем внутреннего производства композитов вырастет с нынешних 16,6 млрд до 120 млрд руб., а доля экспорта увеличится с 1% до 10%.

Правительство заинтересовалось отраслью КМ в 2010 году, когда были сделаны первые соответствующие поручения. Тем не менее к настоящему моменту доля России на мировом рынке КМ составляла 0,5%, а объем производства не превышал 20-25 тыс. т.

Композитный материал — искусственно созданный материал, состоящий из двух или более компонентов. КМ должен быть неоднородным и сплошным, но с четкой границей раздела между компонентами. Логика композитного материала состоит в сочетании армирующих элементов, определяющих прочность и жесткость, и наполнителя, обеспечивающего совместную работу армирующих элементов и их защиту от механических повреждений и химической среды. Подбирая состав компонентов, располагая их в определенном порядке, можно "сконструировать" заданные свойства композитного материала.

Простейший пример композитов — фанера (склеенный "сэндвич" из нескольких слоев шпона) — издавна используется в авиации. Однако заказчиком уникальных материалов авиационно-космическая отрасль стала в 1960-е годы. Композиты применяются для изготовления силовых конструкций летательных аппаратов, искусственных спутников, космических зондов, обшивки воздушных и космических аппаратов.

Рынок есть

В настоящий момент лидером по объему производства изделий из композитных материалов в России является входящий в госкорпорацию "Ростех" холдинг "РТ-Химкомпозит". В рамках стратегии госкорпорации в 2009 году разрозненные предприятия и научные центры, работающие по тематике КМ, были объединены под одной управляющей компанией. Использование синергии предприятий в едином технологическом цикле существенно способствовало созданию новой отрасли в России. Благодаря этому предприятия не конкурируют между собой, а работают в рамках единой стратегии развития. Головной компанией является "ОНПП "Технология"", созданное в 1959 году в Обнинске.

Многопрофильное предприятие занимается проведением научных исследований и инновационных разработок в области создания КМ и готовой продукции из них. Наукоемкая продукция — различные конструкции и элементы — в большинстве своем используется в отечественной авиационной и ракетно-космической технике. Как рассказал генеральный директор "РТ-Химкомпозит" Сергей Сокол, холдинг занимает как минимум треть российского рынка КМ. "В мире всего около пяти предприятий, аналогичных по уровню и возможностям "РТ-Химкомпозит",— отмечает глава компании.— Опыт и результаты, полученные в прикладных научных исследованиях на основе передовых технологий, незамедлительно внедряются в производство. 50% от объема завозимых в Россию углеродных волокон потребляет наше предприятие. Более половины произведенных волокон имеют базовый компонент, производимый холдингом". По его словам, с 2008 по 2012 год предприятие увеличило выручку в два раза — с 1,4 млрд до 2,9 млрд руб.

Глава аналитической службы агентства "Авиапорт" Олег Пантелеев отмечает, что холдингу досталось в наследство несколько активов в разных отраслях, которые, по сути, предназначены для разных потребителей. "Поэтому очевидно одно: получить прибыль от разработок высокотехнологической отрасли возможно, но опираясь на интерес в отраслях массового спроса: транспорт, энергетику и прочие сегменты промышленности",— полагает эксперт.

"РТ-Химкомпозит" на базе своего обнинского предприятия уже начал продумывать возможности продвижения непрофильных разработок и то, как повысить спрос на инновационную продукцию. Холдинг совместно с партнерами обсуждает несколько вариантов: продажу лицензии, создание дочерних компаний, создание неисключительного лицензионного договора или нового акционерного общества. Как показывает практика, подобные разработки могут приносить доход и развивать отрасль в целом, считает Сергей Сокол.

Конкуренция пойдет на пользу

Тем временем, к выводу КМ в коммерческий сектор на российский рынок активно приступило дочернее предприятие Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК) "АэроКомпозит" (74% принадлежит ОАК, 26% — холдингу "Сухой"). Компанию учредили в 2008 году для создания на ее базе центра компетенций по выпуску деталей из композитных материалов. В июле в Казани открылась первая очередь завода "КАПО-Композит". Как пояснили "Ъ" в ОАК, в Казани будут производиться элементы механизации крыла для российских и зарубежных самолетов — элероны, рули, закрылки, воздушные тормоза и пр. Серийное производство деталей для SSJ-100 планируется начать в конце 2013 года, для МС-21 — с 2015 года. Новый завод по выпуску крыла запустят в Ульяновске в конце 2013 года. Здесь будут выпускаться основные композитные конструкции для кессона крыла самолета МС-21. Объем инвестиций ОАК в строительство обоих предприятий оценивается в 8,5 млрд руб. Предприятия должны выйти на прибыльность уже в 2015 году, инвестиции должны окупиться в течение 8 лет. Планируемая ежегодная выручка обоих заводов оценивается в пределах $100-150 млн.

Стратегическим партнером строительства казанского завода выступила австрийская Fischer Composit (FACC AG). Она войдет в капитал "КАПО-Композит", выкупив 24% акций,— стороны уже подписали соглашение о намерениях. На первом этапе проекта австрийская компания помогла с внедрением технологии и запуском производства, а после запуска завода FACC AG займется международной сертификацией, чтобы получить возможность поставлять детали крупнейшим мировым концернам — Boeing и Airbus. По словам представителя ОАК, кроме производства деталей для МС-21 и SSJ-100 необходимо иметь дополнительные каналы реализации, чтобы обеспечить загрузку завода. "На первых порах один лишь российский рынок не сможет обеспечить рентабельность проекта",— сказал собеседник "Ъ" в корпорации.

По словам Олега Пантелеева, помимо освоения технологий цель "АэроКомпозита" заключалась в загрузке производства в крупных городах, поэтому предприятие взяло на себя максимальное количество задач. Хотя формально и "ОНПП Технология" могла бы взять на себя больше объема производства композитных деталей, рассуждает он. Пока в российском авиапроме КМ планируют широко применять в двух ключевых проектах — в производстве среднемагистрального пассажирского самолета МС-21 (совместная разработка ОКБ Яковлева и корпорации "Иркут"), частично в SSJ-100 и создании самолетов малой авиации.

Испытание технологией

По словам господина Сокола, для каждого типа самолета есть свои критерии применения композиционных материалов. Они формируют понимание экономической целесообразности их использования. "Если деталь правильно спроектирована и произведена, то она при сопоставимой прочности и ресурсе значительно легче", — говорит господин Сокол. Кроме того, применение инновационной технологии вакуумной инфузии позволяет создавать из композитов любые сложные крупногабаритные поверхности, не затрачивая при этом дополнительных средств. Представитель европейского концерна Airbus (использует композитные материалы с момента запуска программы в 1981 году) отмечает еще одно преимущество: композиты меньше подвержены усталостным нагрузкам и коррозии, чем металлические конструкции. Это позволяет увеличить интервалы технического обслуживания воздушных судов, что соответственно сокращает затраты на техническое обслуживание.

Как пояснили специалисты инженерного центра "Иркута", центральной инновацией МС-21 является крыло из композиционных материалов. Впервые в мире в классе узкофюзеляжных самолетов используется композиционный кессон крыла — основная силовая конструкция. При этом все серийные композиционные элементы конструкции МС-21, в том числе кессон, уже производятся или начнут изготавливаться в России. Для этого на паритетных началах будут использоваться российские и зарубежные материалы.

Помимо "АэроКомпозита", в серийном производстве композитных агрегатов для самолета примет участие "РТ-Химкомпозит". Холдинг уже производит детали кессонов киля и стабилизатора, которые будут использованы при проведении натурных испытаний МС-21. В целом объем применения КМ на МС-21 составляет до 40% общего объема материалов. Замена алюминиевых сплавов на композиты позволяет снизить массу конструкции на 10-20% и повысить ресурс. Удельная прочность и жесткость современных углепластиков в несколько раз превосходит алюминиевые сплавы. Это позволило разработать для МС-21 крыло с ощутимо большим удлинением. Более совершенная аэродинамика обеспечивает четверть из 20% снижения расхода топлива МС-21, причем даже в случае его ремоторизации.

Между тем российские игроки рынка КМ отмечают у материалов те недостатки, которые затрудняют их массовое внедрение в авиапроме. По словам господина Сокола, металл имеет преимущества перед КМ в случае ремонта. "Сложно проконтролировать состояние остаточного ресурса деталей и визуально определить наличие дефектов",— отмечает он.

От большого к малому

Тем временем, "РТ-Химкомпозит" намерен усилить свои позиции в сфере авиастроения, в частности через участие в организации первого в России центра по созданию самолетов малой авиации из КМ. Холдинг будет разрабатывать композитные конструкции для нового легкого многоцелевого самолета, который будет собираться в России в рамках соглашения между Ростехом и австрийским производителем подобных машин Diamond Aircraft Industries. По мнению господина Сокола, "использование передовых композиционных материалов определяет степень совершенства продукции авиаотрасли". Но, по его словам, российская отрасль отстает от мировых лидеров в среднем на 20-30 лет, а рынок КМ большей частью сконцентрирован в оборонно-промышленном комплексе, где имеются все необходимые кадры и компетенции. По его прогнозам, в ближайшие годы отечественный авиарынок ожидает подъем, к 2015 году потребность российских авиакомпаний в самолетах возрастет до 500 единиц. Если спрос продолжит расти на 1-4%, а импортный авиапарк будет замещаться отечественной техникой, то перспективы применения российских КМ в самолетостроении представляются оптимистичными, считает топ-менеджер.

Главный редактор "Авиатранспортного обозрения" Алексей Синицкий уверен, что для успешного развития отрасли необходимо прежде всего решать вопрос сертификации композитных материалов. "Современные требования регуляторов достаточно жесткие — их необходимого выполнять с самого первого этапа проектирования самолета. В противном случае самолет будет труднее сертифицировать или вообще невозможно. Российский авиапром потенциально претендует на 10% долю на мировом рынке — напоминает эксперт.— Поэтому, когда возникнет реальная конкуренция со стороны отечественной техники, в борьбе за рынок зарубежные регуляторы подключают всевозможные технические проверки, стремясь ограничить соперника".

Представитель Airbus заявил, что пока все производственные пакеты концерна, размещенные в России, связаны с металлическими компонентами. В области КМ компания сотрудничает с главными игроками на рынке — Hexcel и Cytec. Но при этом Airbus следит за тем, что происходит на рынке КМ в России. "Компания открыта к сотрудничеству, но при условии взаимного интереса обеих сторон и наличии у партнера необходимой компетенции и экспертизы",— добавляет представитель концерна.

Представитель Boeing напомнил, что большинство процессов изготовления композитных конструкций являются специальными, то есть конечные параметры обеспечиваются за счет управления ими в ходе технологических процессов. Поэтому культура производства КМ всецело определяет их качество. "Предприятие должно созреть для изготовления сложных композитных конструкций, а для этого требуется значительное время",— уверены представители Boeing.

По мнению директора Dassault Systemes в России и странах СНГ Лорана Вальроффа, несмотря на то что наша страна активно работает над освоением и использованием композитных материалов, все проекты развиваются с разной интенсивностью. "Компании, производящие базовое сырье, из которого затем изготавливается композитный материал, гораздо активнее работают на рынке",— говорит топ-менеджер. Основная задача, возникающая перед российской отраслью производства КМ, заключается в том, как от расчетов перейти к проектированию, подготовить материалы к производству, собрать детали воедино, экспортировать и импортировать необходимые данные для всех участников сложной производственной цепочки. "Композитные материалы и изделия из них — это два отдельных технологических мира,— добавляет господин Вальрофф.— Российским компаниям предстоит изучить специфику применения станков и оборудования, необходимого для производства деталей из композитов и их сборки в агрегаты, а это не быстрый процесс". В свою очередь Алексей Синицкий заключает, что "государство должно быть в принципе заинтересовано в развитии авиапрома". "Это дает импульс другим отраслям. В случае с композитными материалами авиапром будет стимулировать развитие химической промышленности",— констатирует эксперт.