В России проектируют многоразовые ракетные двигатели, которые и позволят безопасно возвращать отработавшие ступени сверхлегких ракет на Землю. Об этом в интервью «Известиям» рассказал генеральный конструктор «ОДК-Кузнецов» Павел Чупин. Также он сообщил о создании агрегатов для перекачки и сжижении газа, о зеленых технологиях в двигателестроении и о самом мощном в мире газотурбовозе. Подробнее о новых отечественных силовых установках — в интервью «Известиям».
— Павел Владимирович, ваша компания — флагман в создании ракетных двигателей. Какие разработки ведутся в этой сфере?
— Наше предприятие выполняет полный цикл по разработке и производству ракетных двигателей. В этом смысле оно является уникальным в контуре «Ростеха». Вся отечественная пилотируемая космонавтика летает на двигателях, которые изготовлены нашим предприятием. Если говорить о двигателе НК-33, то он не только изготовлен, но и разработан в ПАО «ОДК-Кузнецов».
Из новых проектов сейчас выполняется эскизное проектирование двигателей первой и второй ступеней, которые работают на паре кислород – керосин, для новейшей сверхлегкой ракеты-носителя. Их тяга в различных условиях составит 3–4 тонны-силы (тс). Предполагается, что многоразовые российские двигатели будут безопасно возвращать ступени ракеты на Землю. Эти работы выполняются в интересах коммерческого заказчика.
— Какие особенности делают двигатели многоразовыми?
— Во время каждого полета двигатели смогут выполнять несколько включений, что достигается за счет технологии, когда воспламенение топливной смеси производится с помощью либо многоразовых пиросредств, либо электрической системы зажигания. Это отличает нашу разработку от традиционных решений, где применяют пиротехнические средства одноразового действия.
При этом управление вектором тяги будет производиться с помощью электроприводов. Они позволяют изменять положение сопла двигателя относительно оси ракеты и тем самым корректировать траекторию ее движения. При этом система регулирования двигателя позволяет изменять тягу в широком диапазоне по сигналам от системы управления ракеты-носителя. В совокупности все эти системы ракетного двигателя предоставляют широкие возможности маневрирования и многоразового использования.
— В каких еще сферах востребованы ваши разработки?
— Наше предприятие задействовано в большом числе проектов. Это вертолето- и самолетостроение, энергетика. К примеру, сейчас специалисты «ОДК-Кузнецов» проектируют новый двигатель для вертолета большой грузоподъемности. Еще одно важное направление — это разработка наземных газотурбинных двигателей для транспортировки газа и электрогенерации в нефтегазовой промышленности и электроэнергетике.
В частности, мы разработали и приступили к изготовлению опытного образца индустриальной установки мощностью 32 МВт. Она предназначена для использования в качестве привода для работы в составе оборудования по транспортировке газа в магистральных трубопроводах и сжижению газа.
Прежде в нашей стране производство таких двигателей ограничивалось мощностью 25 МВт. В дальнейшем мы рассматриваем возможность увеличения единичной мощности выпускаемых двигателей до 40–50 МВт для импортозамещения зарубежной техники при наличии заинтересованности со стороны наших заказчиков. Импортные агрегаты такого класса, которые сейчас эксплуатируют в нашей стране, постепенно вырабатывают свой ресурс и вскоре потребуют капитального ремонта либо полной замены.
— Можете рассказать о нестандартных направлениях, где применяются ваши двигатели?
— Особая гордость «кузнецовского» коллектива — способность решать нестандартные задачи. Некоторое время назад нашими специалистами был создан силовой блок для газотурбовоза — локомотива с газотурбинной силовой установкой. В проекте реализованы главные конкурентные преимущества предприятия — сплав ракетных и авиационных технологий.
Изготовленный двигатель предназначен для работы на криогенном топливе (сжиженном метане). По мощности он существенно превосходит известные аналоги. Газотурбовозу, оснащенному этой установкой, принадлежит мировой рекорд по массе проводимого железнодорожного состава. Дополнительным преимуществом газотурбовоза является способность перевозить грузы на неэлектрифицированных участках железных дорог.
Если говорить про экзотические направления, можно вспомнить запрос от потенциального заказчика по созданию установки на базе ракетного двигателя для распыления специального реагента с целью организации дождевых осадков в засушливых районах страны.
В 2013 году «ОДК-Кузнецов» получил заказ на создание горелочного устройства чаши олимпийского огня XXII зимней Олимпиады в Сочи. Шестиметровое пламя факела должно было отработать на высоте 50 м с учетом возможных природных изменений. Поэтому факел испытывали в условиях урагана и проливного дождя. Для имитации экстремальной погоды применили серийный авиационный двигатель НК-12МА.
При выполнении работ внутри газопровода смонтированы основная, дублирующая и резервная ветки подачи таза. В целом разработчикам потребовалось значительно выйти за рамки привычного и изучить много смежных направлений.
— В мире активно внедряют экологичные технологии. Как эти тенденции отражаются на работе предприятия?
— Еще в конце 1980-х годов на предприятии разрабатывали авиационные двигатели, в которых в качестве топлива использовали сжиженные природный газ и водород. Эти компоненты позволяют минимизировать (в случае применения СПГ) или обнулить (для водорода) так называемый углеродный след. Эти проекты опередили свое время, но сегодня мы вновь возвращаемся к этой тематике.
Например, в рамках одной из научно-исследовательских работ была спроектирована конструкция камеры сгорания газотурбинного двигателя, в которой сжигание смеси из природного газа и водорода позволило в несколько раз снизить вредные выбросы оксидов углерода по сравнению с применением в качестве топлива только природного газа.
Сейчас специалисты занимаются разработкой перспективных камер сгорания зеленых газотурбинных двигателей, в первую очередь для наземного применения. Предполагается, что на первом этапе они будут адаптированы для работы на смеси природного газа и водорода, а в перспективе — на чистом водороде.
— С чего обычно начинается создание нового двигателя?
— Создание двигателя нового поколения начинается с отработки перспективных, «критических» технологий, которые впоследствии будут применяться в конструкции. Это создание новых материалов с улучшенными физико-механическими характеристиками, технологии проектирования, изготовления и испытаний. Работа подразумевает тесное взаимодействие с отраслевой и вузовской наукой, выполнение научно-исследовательских работ.
Если создаваемые технологии подтвердили высокий уровень готовности, их применяют при проектировании нового изделия. Итог опытно-конструкторской работы — это образец двигателя, который прошел полный комплекс испытаний и подтвердил все предъявляемые к нему требования.
— Влияет ли на работу отрасли дефицит кадров?
— Сегодня все промышленные предприятия столкнулись с кадровым голодом. Найти высококвалифицированных конструкторов, технологов и рабочих трудно. Большую поддержку оказывает «Ростех». Госкорпорация открывает инженерные классы в школах, развивает целевое обучение в вузах и ссузах, готовит мультиспециалистов в производственно-учебных центрах.
Наше предприятие реализует программы внутреннего обучения и переподготовки специалистов. Будущие конструкторы и технологи начиная с первого года обучения трудоустраиваются в «ОДК-Кузнецов» и, получая вторую профессию, один день в неделю проводят на предприятии и привлекаются к рабочему процессу.
В качестве индустриального партнера мы поддерживаем опорные вузы. Например, Самарский госуниверситет.
