12.04.2019 10:07
Взятие веса
Генеральный директор НПО «Энергомаш» о новейших российских разработках космической техники
Как высоко может взлететь Россия в космосе? Почему у нового российского двигателя РД-171МВ нет конкурентов? Отчего американцы делают свои моторы, но не отказываются от наших? Об этом корреспондент «РГ» беседует с гендиректором НПО «Энергомаш» Игорем Арбузовым.
Игорь Александрович, на «Энергомаше» собран самый мощный ракетный двигатель в мире — РД-171МВ. При весе в 10 тонн — тяга 800 тонн! С каким ближайшим конкурентом можно сравнить?
Игорь Арбузов: Сравнить не с чем. Потому что действительно сегодня в классе жидкостных ракетных двигателей этот — самый мощный в мире. Пока никто из наших партнеров, конкурентов не создал даже близкий по параметрам.
Для чего нужен такой «дюжий» космический мотор? Куда на нем можно долететь?
Игорь Арбузов: Долететь можно хоть куда. Двигатель РД-171МВ разработан для новой российской ракеты-носителя среднего класса «Союз-5» («Иртыш») и в перспективе для сверхтяжелого носителя. Надо понимать: реализация миссии на Луну, к дальним планетам сопряжена с необходимостью выведения серьезных грузов на орбиту. Естественно, мощность двигателя, его энергетические параметры тут определяющие.
Образно говоря, именно на двигателях лежит самая тяжелая работа: они обеспечивают отрыв ракеты-носителя от Земли. Несут всю нагрузку, которая запускается. Помимо этого предъявляются очень серьезные требования по качеству, поскольку выведение — наиболее ответственный участок полета любой ракеты. На котором в том числе обеспечивается и сохранность стартового комплекса.
Когда начнутся испытания? Какие сложности могут быть?
Игорь Арбузов: Пока мы не видим никаких сложностей. Собран первый экземпляр РД-171МВ. Он проходит доработки, необходимые для проведения комплекса стендовых испытаний. И во второй половине года мы их начнем. Все строго по графику, который обеспечит поставку двигателя в 2021 году.
Впервые вся конструкторская документация не в бумаге, а в цифре. При сборке используются новейшие технологии. Где они применяются?
Игорь Арбузов: Новейшие технологии используются для создания целого ряда конструктивных элементов. Кронштейны, часть элементов газогенератора. То есть там, где это целесообразно. И не только с точки зрения конструктивных особенностей, но и снижения трудоемкости изготовления, а, следовательно, и цены.
А что даст переход на создание двигателя в цифровом формате?
Игорь Арбузов: Внедрение процессов цифровой трансформации — это не самоцель, а вопрос нашей конкурентоспособности на российском и международном рынках. Это скорость создания двигателя, вывод его на рынок, обеспечение необходимых стоимостных параметров. Я бы сказал, что для нас цифровая трансформация — это современный и эффективный инструмент для управления бизнесом, который требует изменения самих принципов ведения бизнеса. Что касается РД-171МВ, — да, это первый ракетный двигатель, который в нашей стране вообще будет создан в цифровом формате.
Новый двигатель рождается быстрее, чем прежде?
Игорь Арбузов: Раньше от разработки конструкторской документации и до опытного образца, включая объем испытаний, тратилось примерно 5-7 лет. Иногда — десять. Сегодня рынок не может так долго ждать. Поэтому мы поставили себе цель: максимум от 3 до 5 лет. От начала создания до готового изделия.
Правда, что двигатель — самая дорогая часть ракеты?
Игорь Арбузов: Самая дорогая часть в любом двигателе — это мозги наших конструкторов (смеется).
Уточню вопрос: действительно ли 35-40 процентов стоимости ракеты приходится на двигатель?
Игорь Арбузов: Двигатель — это часть ракеты-носителя, под которую он проектируется по техническому заданию ракетчиков. Без средства выведения он и не особенно-то и нужен. Поэтому, на мой взгляд, рассматривать его стоимость отдельно от ракеты — не совсем корректно. Но, безусловно, с учетом применения современных инструментов управления и технологий, о которых мы с вами только что говорили, стоимость двигателя должна снижаться, быть комфортной для нашего заказчика и обеспечивать конкурентоспособность не только самого двигателя на международном рынке, но и в целом конкурентоспособность ракеты-носителя.
РД-171МВ будет многоразовым?
Игорь Арбузов: Вы наверняка знаете, что базовая версия РД-171МВ — РД-170 была разработана для системы «Энергия-Буран». Уже тогда к двигателю было предъявлено требование, чтобы он был многоразовым. И наши конструкторы во главе с Валентином Петровичем Глушко это сделали: двигатель сертифицирован на 10-кратное использование. Кроме того, двигатель еще сертифицирован на пилотируемые пуски, так как система «Энергия-Буран» предполагалась для пилотируемых миссий. Поэтому если будет задача РД-171МВ обеспечить для многоразового использования, у нас есть все возможности для этого и научно-технический задел.
На конференции по проблемам ракетного двигателестроения один из выступавших заявил: мне нужны двигатели, которые могли бы включаться сто раз. Это достижимо?
Игорь Арбузов: Если будет поставлена такая задача, то будем над ней работать. Но подозреваю, пока такой необходимости нет. Современные исследования подтверждают: использование двигателя в пределах десяти раз имеет максимальный экономический эффект для многоразовой системы. Потому что дальнейшее использование, с учетом применяемых материалов, особенностей конструкции, требует уже значительных доработок, которые существенно снижают экономику многоразовости.
Решен ли вопрос о покупке РД-171 для «Морского старта»?
Игорь Арбузов: Пока такого решения нет. Идет процесс консультаций, переговоров. Но пока нет действующих контрактов, которые бы определили порядок, сроки и количество поставок этих двигателей.
Ведется ли проект по РД-175 с тягой до 1 тысячи тонн для перспективной ракеты «Энергия-К»?
Игорь Арбузов: В свое время мы провели значительный объем работ по возможности создания такого двигателя. Были исследования, создан эскизный проект.
Америка заявила: она прекратит закупать российские ракетные двигатели РД-180 после 2022 года. Что это значит для «Энергомаша»?
Игорь Арбузов: Понятно, что рано или поздно это произойдет. И мы никогда не испытывали тут никаких иллюзий. Предприятие обеспечено контрактами по РД-180 на 2019 и 2020 годы. Сегодня обсуждаются условия поставок на последующие годы. Но кроме США, есть и российский рынок, и рынки других стран, с которыми мы ведем активную переговорную работу.
Скажите, а как вообще получилось, что американцы решили ставить на свои ракеты российские двигатели?
Игорь Арбузов: В этом году исполнится 23 года с начала сотрудничества между Россией и США в области ракетного двигателестроения. В 1996 году проект двигателя РД-180 стал победителем в конкурсе, проводимом фирмой Lockheed Martin, обойдя проекты таких компаний, как Rocketdyne, Aerojet. В 2000 году состоялся первый пуск американской ракеты-носителя «Атлас-3» с двигателем РД-180 в составе первой ступени. На сегодняшний день состоялось уже 85 пусков ракет семейства «Атлас», укомплектованных РД-180, и все они были успешными. Так что американцы не ошиблись: именно специалистам НПО «Энергомаш» удалось обеспечить этот баланс «цена-качество», но при этом сделать двигатель быстро, эффективно и с нужными техническими характеристиками.
Но аналогичные разработки у них ведутся?
Игорь Арбузов: Да, они создают альтернативу. И в этом нет никакого секрета. Мы с пониманием относимся к этим намерениям. Сегодня компания Blue Origin ведет разработку метанового двигателя BE-4 для ракеты-носителя «Вулкан», которая в перспективе должна заменить «Атлас-5». Но вместе с тем полеты на своем новом пилотируемом корабле Starliner (CST-100), который разработан компанией Boeing под «Атлас-5», американцы предполагают осуществить именно на надежных РД-180. И они уже сертифицированы под пилотируемые пуски.
И когда может состояться этот старт?
Игорь Арбузов: По нашим данным, на август назначен пуск в беспилотном режиме. И есть версия, что до конца нынешнего года будет осуществлен пилотируемый запуск. Экипаж, фамилии астронавтов уже известны. Ведется подготовка. Надеемся, что все эти планы будут реализованы нашими коллегами.
Тем более странно, что наши РД-180 пока не летают на наших ракетах. Ситуация изменится?
Игорь Арбузов: Надеюсь. В соответствии с концепцией, которая объявлена руководством Госкорпорации «Роскосмос», российская ракета-носитель сверхтяжелого класса «Енисей» будет собираться по принципу технологического конструктора, где каждая часть ракеты — самостоятельное летное изделие. На ее первой ступени будет стоять двигатель первой ступени «Союза-5» — РД-171МВ. Вторую ступень сверхтяжелой ракеты предложено сделать на базе РД-180, который, как я уже говорил, имеет уникальную летную статистику. Мы сейчас ведем эту проработку.
Утверждают, что ракетные двигатели на метане перспективнее «керосиновых». И США активно ими занимаются. Не отстаем?
Игорь Арбузов: Мы работаем по метановой тематике. И с точки зрения наших знаний, отработанности отдельных элементов конструкции метанового двигателя, не отстаем от США. Надо понимать: каждый двигатель хорош по-своему в зависимости от поставленной цели. Если это разработка многоразовых систем — да, там есть разумная возможность применения метановых двигателей. Однако с точки зрения энергетики и эффективности кислородно-керосиновые двигатели мало чем уступают метановым. Просто у каждого из топлив есть свои особенности.
За счет чего сегодня можно совершенствовать ракетные двигатели? За счет топлива? Схемных решений?
Игорь Арбузов: Принципы реактивного движения давно открыты. Мы были и остаемся лидерами по созданию жидкостных ракетных двигателей. Нас еще никто не опередил в этом соревновании. Что касается возможности совершенствования? Сегодня, прежде всего, это технологии и материалы, которые позволяют, в частности, повышать давление в камере, увеличивать энергетические характеристики двигателя.
Из материалов вы имеете в виду композиты?
Игорь Арбузов: В том числе и композиты. Например, они могут успешно применяться в камерах сгорания двигателей, которые используются на верхних ступенях ракеты-носителя. Есть возможность применения именно этих материалов в конструкции сопла.
Мы продолжаем исследования детонационного горения. На сегодняшний день оно не применяется нигде. Но это научно-технический задел, который позволит улучшить характеристики как существующих, так и будущих двигателей.
Скажите, какие перспективы в области водородных технологий?
Игорь Арбузов: Да, это одно из наиболее перспективных направлений. Мы уже создали целую линейку двигателей, работающих на компонентах кислород-водород. В частности, есть двигатель, который создавался для разгонного блока «Ангара-А5» — РД0146. Сегодня он прошел полный цикл испытаний. И мы надеемся, что в ближайшее время в проекте, который предполагает запуск РН «Ангара-А5» с космодрома «Восточный», это решение будет применено.
Кроме того, ведем работы по созданию более мощного двигателя, работающего на паре кислород-водород, который, надеемся, найдет применение в ракетоносителе сверхтяжелого класса.
А электрические двигатели, ионные? Когда читаешь, что на таких можно долететь до Марса за две недели, дух захватывает...
Игорь Арбузов: Такие двигатели, я считаю, наше будущее. Если мы говорим о полетах к дальним планетам, то это как раз та возможность, которая позволяет их реализовать.
По некоторым оценкам, только 15 процентов прогрессивных решений превращаются в реальные работающие конструкции. Согласны?
Игорь Арбузов: Это общемировая практика. Исследования — способ создания научно-технического задела, возможность интеллектуально тренировать конструкторов, технологов, специалистов. При этом не обязательно, чтобы все сто процентов результатов научно-исследовательских работ были бы завтра применимы. Да, 15-20 процентов, наверное, сразу будут востребованы. Примерно столько же ложится на полку и ждет своего часа, чтобы использоваться в будущих разработках. 40-50 процентов — это то, что применено не будет, но это неизбежный процесс. Если остановить исследования, прекратить изучение процессов — можно потерять свой научный потенциал. Сегодня в НПО «Энергомаш» создана линейка двигателей, которая является нашим интеллектуальным запасом, и мы готовы к любым вызовам. Но что самое важное, создана уникальная научно-конструкторская школа ракетного двигателестроения, возможно, лучшая в мире, которую мы должны развивать дальше.
И все эти двигатели могут быть завтра предложены в любой ситуации?
Игорь Арбузов: Безусловно. В рамках интегрированной структуры, которая объединит ведущие российские предприятия ракетного двигателестроения во главе с НПО «Энергомаш», получается, что мы представлены линейкой двигателей от самых маленьких, нескольких граммов, до 800 тонн. Это вся палитра тяговых характеристик. И вся палитра различных компонентов: кислород-керосин, гептил-амил, кислород-водород. В перспективе — кислород-метан, электроракетные двигатели.
Вопрос ребром
Есть цифра: примерно 65 процентов космических аварий происходит из-за двигательных установок. Как вы ее прокомментируете?
Игорь Арбузов: Это данные за 2016 год. Сейчас ситуация радикальным образом поменялась. Действительно, в течение последнего десятилетия из-за двигательных установок произошла целая череда аварий. К счастью, там не было проблем с первой ступенью. Сегодня проведена серьезная работа по усовершенствованию системы менеджмента качества, культуры производства, повышению квалификации персонала. И самое главное, на мой взгляд, — проведена серьезная работа по созданию современных технологических процессов, которые в меньшей степени, чем это было ранее, зависимы от человеческого фактора.
Камеры наблюдения у вас в цехах стоят?
Игорь Арбузов: Мое твердое убеждение: надо применять современные технологии, в том числе цифровые, в контроле качества производимой продукции. Сейчас мы двигаемся по пути создания «цифрового двойника» двигателей и производства в целом. Для этого используются различные цифровые решения, новейшие координатно-измерительные машины и датчики для контроля параметров технологических процессов. И, конечно, сбор и анализ всей информации, которую дают эти цифровые средства. Все они направлены на автоматизацию операций, выполняемых службой технического контроля.
В России создается холдинг ракетного двигателестроения. Кто объединяется? Зачем? Чего вы ждете?
Игорь Арбузов: Будут объединены семь предприятий. Головной организацией является НПО «Энергомаш». Список утвержден. Для чего это делается? Прежде всего, чтобы оптимально использовать производственные возможности предприятий. Они сегодня где-то избыточны, где-то недостаточны. Этот перекос — одна из серьезных проблем. На предприятиях будут создаваться центры компетенций, например, по литью, ковке, мехобработке. Необходимо объединять существующий конструкторский потенциал, но при этом очень важным считаю сохранение и дальнейшее развитие конструкторских школ КБХМ, АО «НПО Энергомаш», АО КБХА, АО НИИМаш, ОКБ «Факел». Также на большинстве предприятий требуется активное внедрение современных информационных технологий. И это тоже важная для нас задача.
Ну и, наконец, один из ключевых вопросов — оптимизация и повышение эффективности использования федеральных средств для программ техперевооружения. Чтобы не создавая дублирования мощностей, решать самые актуальные и сложные проблемы.
