Агентство / Персоналии / Аналитика

6:08 / 08.06.22

Валерий Агеев: Будущее России за композитами, если их правильно применять

Валерий Агеев: Будущее России за композитами, если их правильно применять

Композитная панель крыла лайнера МС-21 / Фото: © пресс-служба ОА «Аэрокомпозит»

В 2018 году в результате санкций США против АО «Аэрокомпозит» и АО «ОНПП "Технология" имени Ромашина» было поставлено под угрозу создание композитного «черного крыла» для перспективного проекта в российском гражданском авиапроме — самолета МС-21. Замена материала крыла на металл мог бы решить вопрос, но значительно бы увеличила стоимость проекта, которую Счетная палата оценила в 438 млрд. руб.

Но свято место пусто не бывает. Россия смогла изготовить собственные композиты. Первый самолет МС-21, построенный с использованием полностью российских композитных материалов, поднимется в воздух в декабре 2021 года. А первые поставки российского пассажирского лайнера МС-21−310 с пермским двигателем ПД-14 намечены на 2024 год.

Однако отечественные композиты оказались тяжелее, чем американские. В результате вес российского крыла оказался на 300 кг больше его аналога из зарубежных материалов. Возможно, этот факт повлияет на сертификацию МС-21.
Будут ли в России собственные композиты, что мешает их появлению, нужна ли помощь государства в их продвижении на внутренний и мировой рынок в полной мере ответил прошедший в конце прошлого года в Москве IX Форум «Композиты без границ».

В работе форума приняли участие представители федеральных и региональных органов исполнительной власти, российских компаний отрасли производства композитов и изделий из них, компаний, потенциальных потребителей изделий из полимерных композитных материалов в сфере транспортной инфраструктуры, строительства и жилищно-коммунального хозяйства, проектных институтов и инжиниринговых организаций и образовательных учреждений.

Они обсудили новые технологи и разработки в области композитов, стратегию развития отрасли на ближайшие годы, а также роль и значение композитных материалов в достижении целей устойчивого развития.

Перспективы развития композитной мировой индустрии

Центральным событием стало пленарное заседание «Стратегия развития отрасли композитов до 2035 года». Модератор заседания, генеральный директор компании UMATEX Александр Тюнин, открывая дискуссию, отметил:

– Перспективы развития композитной мировой индустрии опираются на три ключевых фактора. Первый – развитие альтернативной энергетики с применением композитов: ветролопасти, баллоны для водорода, панели солнечных батарей, увеличение доли композитов в авиалайнерах и в других видах транспорта. Второй – развитие технологий переработки отходов и вторичного использования для решения, в том числе, экологической проблемы, поскольку углепластик работает до 100 лет и более. Третий – цифровизация, которая резко сократит срок и стоимость разработки новых материалов.

1.jpg

Выкладка препрега на оснастке для изготовления композитной обшивки БПЛА С-70Б-1 «Охотник» / © ГК Ростех

Однако, развитие российского рынка композитов сдерживает целый ряд факторов, Это негибкая система государственных закупок: цена материала – ключевой критерий. Это долгие сроки квалификации и сертификации материалов. Это проблемы импорта материалов – иногда серого, иногда с поддержкой государства. Это отсутствие у инженеров баз данных по композитным материалам и программного обеспечения для проектирования изделий из них. Это нехватка у предпринимателей данных по рынку композитных материалов, в частности, спроса, предложений, перспектив.

Тем не менее, по мнению генерального директора Госкорпорации «Росатом» Алексея Лихачева, композиционные материалы в полной мере соответствуют целям устойчивого развития: «Одним из ключевых критериев выбора материала является жизненный цикл. Композиты в этом вопросе дают серьезную фору традиционным материалам. Срок службы изделий из композитов превышает 50 лет».

В строительстве, по его словам, применение композитов позволяет снизить углеродный след за счет сокращения потребления традиционных материалов – стали и бетона. Применение композитов в авиастроении позволяет повысить топливную эффективность авиалайнеров. Термопластичные композитные водородные баллоны для экологичного транспорта способны выдерживать давление до 700 атмосфер и в 3-4 раза легче аналогов из металла.

Мировой рынок композитов

Как заявил на нем президент РАН Виктор Евтухов, в настоящее время мировой рынок композитов составляет 80 млрд. долл. На нем лидируют США с 26% (21, 6 мрд.долл), Китай с 32% (25,6 мрд. долл.), Европа, Япония, Индия. Россия занимает последнее почетное место в 1% (1,1 млрд.долл).

В структуре российского рынка композитов преобладает, в частности, строительная индустрия – 35% (22,9 мрд. руб.). Это водоотводные лотки, изолирующие накладки, композитные материалы и т.д. На втором месте гражданское авиа – и судостроение – 19% (12,4 млрд руб.). Это элементы внутренней обшивки, самолеты («черное крыло» МС-21, катеры («Метеор»), яхты, суда (тральщик «Александр Обухов»).

Композитам поможет государство

Госкорпорацией Росатом подписано соглашение с правительством РФ о разработке дорожной карты развития высокотехнологичной области «Технологии новых материалов и веществ». Дорожная карта разрабатывается в «сквозной» логике: от фундаментальной науки до серийных производств в РФ и за рубежом. Цель дорожной карты – обеспечить глобальное технологическое лидерство России в сфере новых материалов и веществ. Композитные материалы – один из ключевых треков дорожной карты. Ключевые планируемые параметры Дорожной карты: 200 млрд. руб. инвестиций = 200 млрд. руб. продаж в 2030 г. 200 млрд. руб. продаж российских углекомпозитов в год (с 2030 г.) 2 руб. продаж российских ПКМ в в год на 1 руб. бюджетных инвестиций (с 2030 г.) 10-15 коп. налоговых платежей в год на 1 руб. бюджетных инвестиций с 2025 г. (предварительно).

Заместитель главы Минпромторга России Андрей Клепач рассказал о том, как донастроить механизм «дорожных карт», чтобы они стали эффективным инструментом отраслевого развития, консолидирующим все заинтересованные стороны: бизнес, государство и науку.

Отечественным композитам быть!

Рустам Минниханов, президент Республики Татарстан, поделился опытом развития композитного направления в Республике Татарстан, который помог быстро и качественно продвинуться вперед по широкому фронту решений в этой области. Среди успешных проектов он назвал предприятие «Алабуга-Волокно» по производству углеродного волокна, ПАН-завод по созданию сырья для производства углеродного волокна, «Татнефть-Стекловолокно», «Татнефть-Пресскомпозит», «КАПО-Композит» по производству авиационных конструкций, «Завод стеклопластиковых труб», компанию «Раритек» и целый ряд других.

2.jpg

Первый серийный самолёт МС-21. Крыло изготовлено из российских ПКМ / Фото © ОАК

Алексей Русских, губернатор Ульяновской области, рассказал, что в области запущено производство ветролопастей компании Vestas; стартует проект по созданию пултрузионного профиля DowAksa; компания «Гален» производит композитную продукцию для строительного сектора, 90% которой идет на экспорт; создаются образовательные центры в области композитов.

Валерий Лимаренко, губернатор Сахалинской области, обратил внимание на актуальность применения композитов на Дальнем Востоке, особенно на удаленных территориях, где наиболее остро стоит вопрос создания инфраструктуры – прежде всего, транспортной и жилищной.

Первый заместитель генерального директора «Иркут» Анатолий Гайданский отметил, что российским композитным материалам удалось полноценно заместить импортные аналоги. Он также выразил уверенность в том, что отечественные композиты будут востребованы в других авиастроительных проектах, например, в развитии семейства самолетов МС-21, в создании российско-китайского широкофюзеляжного самолета.

3.jpg

Отечественный роботизированный комплекс для производства преформ деталей из ПКМ / Фото © Пресс-служба ЮРГПУ (НПИ)

Генеральный директор «АэроКомпозит» Михаил Лифшиц заявил, что важно заниматься не только внедрением композитов, но и развивать гибридные материалы, которые позволяют совместить свойства металлов и композитов и показывать эффективность в традиционных и новых отраслях промышленности.

Депутат Государственной Думы Федерального Собрания РФ Александр Мажуга поделился мнением о том, что необходимо сделать вузам и работодателям, чтобы создать все необходимые условия для развития талантов, пополнения композитной индустрии предпринимателями, технологами, конструкторами, химиками, способными вывести страну на новый уровень.

Не все золото, что блестит

Конечно, композиты не панацея. Они всегда создаются для реализации конкретных задач, следовательно, они не могут вместить в себя все возможные достоинства. Как говорится «где-то находишь, где-то теряешь». Т.е. при проектировании композитного материала разработчик может придать ему определенные характеристики, которые в значительной степени будут превосходить по аналогичным параметрам традиционные материалы, но в то же время уступать по другим. Это значит, что нельзя создать какой-то один универсальный материал, и инженер-проектировщик должен заранее знать, в каких условиях будет эксплуатироваться его изделие, выполнить все необходимые подсчеты и лишь за тем выбрать оптимальный состав.

Кроме того, у композитов есть ряд недостатков, притом существенных. Это, прежде всего анизотропия – одни и те же свойства композитного материала могут в десятки раз различаться в зависимости от направления внешнего воздействия (вдоль волокон или поперек). Композиты имеют большой удельный объем. Они гигроскопичны: имеют свойство впитывать влагу. Композиты токсичны, при изготовлении и эксплуатации эти материалы способны выделять вредные для здоровья человека пары. Они имеют высокую цену. Это объясняется тем, что при производстве композитных материалов довольно часто используется дорогостоящее оборудование, что отражается на их себестоимости. Так что всегда надо думать, прежде чем применять в какой-то отрасли композитные материалы.


Валерий Агеев
для сайта «Авиация России»


МОСКВА, "Авиация России"


Оригинал

Теги: Валерий Агеев, мнение, санкции, «Аэрокомпозит», ОНПП "Технология", композитное «черное крыло», МС-21