Самарские двигателестроители открыли опытное механообрабатывающее производство

Чтобы получить допуск для работы на новейшем оборудовании, необходимо пройти обучение и сдать экзамен. Фото: предоставлено Объединенной двигателестроительной корпорацией «Кузнецов»

От идеи до осуществления

ОДК-Кузнецов, входящее в Объединенную двигателестроительную корпорацию Госкорпорации Ростех, не только выпускает двигатели, но и постоянно работает над созданием совершенно новых и улучшением существующих образцов. Для этого у предприятия есть площадка опытного производства - обособленное подразделение «Управленческий». Здесь расположены опытно-конструкторское бюро (ОКБ), механообрабатывающее и металлургическое производства, опытная испытательная база. Сейчас готов к открытию новый корпус опытного механообрабатывающего производства.

- Мощности «Управленческого», нашей опытной площадки, сосредоточены на разработке и производстве перспективных продуктов до их серийного производства, - рассказал управляющий директор ОДК-Кузнецов Алексей Соболев. - Именно в этой логике выстроена концепция объекта – компактность, экономичность и ультрасовременность. Разработчику такой техники как газотурбинный двигатель необходимо в буквальном смысле опережать время, предвосхищать технологии, которые станут массовыми только через годы. Мотор разрабатывается первым, а устанавливается на самолет последним - к моменту установки он должен оставаться современным. Именно поэтому в течение последних нескольких лет мы делали такой акцент на преобразованиях опытной площадки. Этот процесс идет при поддержке ОДК и Госкорпорации Ростех. Наша цель - сокращение сроков проектирования и экономическая эффективность производства для создания новых продуктов для авиации и ТЭК.

Среди ключевых разработок опытного производства самарцев сегодня - самый большой вертолетный двигатель ПД-8В, перспективный двигатель высокой мощности для дальней авиации, новый двигатель для «Газпрома» НК-36СТ-32 с повышенной мощностью 32 МВт и разработка двигателя НК-37-32 для энергетики. Также ведется непрерывная работа по улучшению характеристик и «апгрейду» уже существующей линейки продуктов – НК-32 серии 02, НК-12МПМ для стратегической авиации, индустриальных НК-12СТ, НК-14СТ и НК-36СТ мощностью от 6,3 до 25 МВт.

Для выполнения этих задач на площадке опытного производства уже возведены два абсолютно новых корпуса: механообрабатывающий и здание ОКБ. Металлургический корпус на подходе - в нем ведутся строительно-монтажные работы.

В новом корпусе разместились механообрабатывающее производство и центральная заводская лаборатория. Фото: предоставлено Объединенной двигателестроительной корпорацией «Кузнецов»

Новое ОКБ предприятия было открыто в июне этого года. Здесь, используя цифровые двойники, удается «пропускать» многие ранее необходимые этапы опытного производства. Это позволяет сокращать цикл создания двигателя, на который раньше уходило не менее семи лет, до четырех. Специальные программы позволяют в цифровой среде моделировать работу того или иного узла, их «стыковку»: это значит, что не каждая деталь будет отливаться в железе, а только те, которые пройдут «цифровые» испытания. Однако даже оснащенное современным ПО конструкторское бюро не гарантирует полного цикла проектирования такого сложного изделия как авиационный двигатель исключительно «в цифре». Опытные узлы идут в производство – сначала они выращиваются в пластике или отливаются в железе, а затем металлические детали доводятся до ума в новом корпусе мехобработки.

Новый корпус механообработки: без железа никак

Сегодня при производстве перспективных изделий для авиации и энергетики используются новые материалы, что требует внедрения нового оборудования. Строительство опытного механообрабатывающего производства началось в 2021 году, а с осени 2023 года стартовал выпуск первых деталей. В корпусе общей площадью почти шесть тысяч квадратов размещены производство и центральная заводская лаборатория, где проводится оценка и испытания опытной продукции, а также исследования по итогам испытаний двигателей.

Цех изготавливает с применением высокоточной обработки важнейшие детали опытных изделий. К примеру - крупногабаритные детали опор, на которых держатся валы. «Кузнецовские» двигатели трехвальные, опора – один из самых нагруженных элементов двигателя. Учитывая, что допустимое смещение опор измеряется в микронах, при их изготовлении необходима высочайшая точность.

Все оборудование, использованное для оснащения лаборатории, уникально. Фото: предоставлено Объединенной двигателестроительной корпорацией «Кузнецов»

В новом цехе мехобработки также изготавливаются детали компрессора, турбин, крупногабаритных тонкостенных оболочек – наружных деталей двигателя. Уникальные токарные обрабатывающие центры позволяют вести предварительную и окончательную обработку деталей диаметром до 2,5 метров (такой размер – особенность «кузнецовских» авиационных двигателей, в России таких больше нигде не производят). В общей сложности для оснащения цеха приобретено 43 единицы нового механообрабатывающего и контрольного оборудования – фрезерные, токарные, шлифовальные центры, координатно-измерительные машины.

Учитывая специфику эксплуатации деталей из жаропрочных сплавов, приобретен комплекс оборудования для нанесения керамического слоя теплозащитного покрытия на поверхности рабочих лопаток турбины. Такие лопатки работают при температурах, превышающих 1000 градусов Цельсия.

Точность – космическая

Сто процентов оборудования центральной заводской лаборатории ОДК-Кузнецов, расположенной в новом корпусе, уникально – оно разрабатывалось по спецзаказу. Речь идет об особых испытательных машинах для температурных, гидравлических и статических испытаний изделий и материалов, оборудовании для химической лаборатории, металлографического анализа, стереомикроскопах, масс-спектрометрах и др. Все это оборудование служит для определения качества, обеспечения заданных свойств и подтверждения применяемых технологий при изготовлении различных деталей, в том числе - изготовленных в литейном производстве ОДК-Кузнецов и прошедших обработку в новом цехе.

- Испытательные машины способны проверять металл на разрыв, стирание, износ, замерять углы изгиба, твердость и вязкость материала, - пояснил главный инженер ОДК-Кузнецов Олег Гусев. - Есть машины, которые испытывают вибрационную стойкость лопаток, выявляют «усталость» металла, «провоцируя» трещины. Это специальное лабораторное оборудование, которое по-разному нагружает деталь таким образом, чтобы она, в конечном итоге, оказалась повреждена. Специалисты фиксируют нагрузку и количество циклов испытания, проводят металлургическое, химическое исследование. Произведенный анализ показывает – обеспечены ли при производстве детали заложенные конструкторами параметры. К примеру, если деталь, согласно конструкторской документации, должна выдерживать определенное время нагрузки при нагреве до 400 градусов, а при испытаниях разрушения произошли после превышения этого времени – значит, деталь «выстояла», параметры прочности выдержаны и партия признается годной. В конечном итоге, все эти исследования обеспечат прочность и долговечность элементов двигателя для авиации и перекачки газа.

Испытательные машины проверяют металл по всем параметрам прочности. Фото: предоставлено Объединенной двигателестроительной корпорацией «Кузнецов»

Будущее двигателестроения

Практически все сотрудники коллектива, которому доверят работу в новом корпусе мехобработки, пройдут дополнительное обучение. Это необходимо: на ряд аттестованного и записанного в Росреестр оборудования поставщики выдают специалистам именные сертификаты после соответствующего обучения и экзамена. В противном случае человек к работе не допускается – так ответственны и сложны операции.

Трансформация производства, которая ведется при поддержке ОДК и Госкорпорации Ростех, позволит обеспечить деятельность опытной площадки ОДК-Кузнецов на уровне ведущих мировых разработчиков авиационных двигателей. В новом корпусе будут обрабатываться и проходить контроль качества детали промышленных газотурбинных двигателей НК-36СТ-32 для газоперекачивающих агрегатов и НК-37СТ-32 для энергетики (оба – мощностью 32 мегаватта), двигателя ПД-8В для отечественных тяжелых вертолетов и перспективного изделия для дальней авиации. ПД-8В будет иметь ряд преимуществ перед аналогами: в нем планируют применить цифровую систему автоматического управления, мощность силовой установки - увеличить на 15%, улучшить топливную эффективность и высотно-климатические характеристики. Работа над этими проектами стартовала в 2023 году.

Обособленное подразделение «Управленческий» станет центром высоких технологий, который будет выполнять заказы по созданию новых двигателей – от разработки до испытания опытных образцов. В 2025 году достроят корпус металлургического опытного производства, после чего на относительно небольшой площади будет сконцентрировано все опытное производство ОДК-Кузнецов. Двигателестроители уверены: опытное производство станет интеллектуальным центром предприятия, формирующим будущее двигателестроения.