http://www.ras.ru/digest/showdnews.aspx?id=e4997e37-ca71-46e1-967b-21826bdf6e41&print=1
© 2024 Российская академия наук

ЕДИНСТВЕННЫЙ ВАРИАНТ - РАЗВИВАТЬ СОБСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

27.06.2019

Источник: АВИОПОРТ.ru, 27.06.2019


Академик Фаворский - о перспективах возрождения отечественного газотурбостроения

Развитие отечественного энергомашиностроения должно стать одним из приоритетных векторов государства, ведь российские специалисты обладают всеми необходимыми компетенциями и могут создавать уникальную продукцию, не уступающую импортным аналогам.
В этом убежден академик РАН, специалист в области теплотехники энергетических установок, выдающийся советский и российский ученый, авторитетный специалист в области энергетики, теории и конструирования реактивных двигателей Олег Фаворский. В интервью "ЭПР" он поделился своим видением ситуации, сложившейся в энергетическом машиностроении, и обозначил проблемные зоны, на которые необходимо обратить внимание.

Сфера государственной важности

- Олег Николаевич, вы много занимались газотурбинной тематикой, в том числе с 1970‑х как член, а с 1987 по 2010 год - председатель Комиссии по газовым турбинам Академии наук. Как вы отреагировали на озвученные правительством, в частности, Минпромторгом, намерения возродить отечественное газотурбостроение, создать конструкторскую школу, разработать и освоить собственные технологии?

- Действительно, я занимаюсь газовыми турбинами почти 70 лет. В 1951 году после окончания Московского авиационного института, кстати, я был в первом выпуске инженеров воздушно-реактивных газотурбинных двигателей для авиации, начал работать в этом направлении. Затем, через 30 лет, приступил к работе в газотурбинной энергетике.
Электроэнергетика и теплообеспечение - две сферы, без которых не сможет жить ни одна страна. Большую роль здесь играет расположение самого государства и источников его электроэнергии, а также, безусловно, местный климат и окружающая среда - в совокупности эти факторы определяют, какую энергетику выгоднее развивать: распределенную или местную с доступным для конкретного региона топливом, ибо они влияют на ее стоимость.
Конечно, должны развиваться и атомная, и возобновляемая энергетика, но для России, ввиду особенностей ее климата, предпочтительнее использовать возможности электро- и теплоэнергетики на природном топливе, в первую очередь, газе. В связи с этим возникает вопрос о способах преобразования тепловой энергии из газа в электроэнергию наиболее дешевым, надежным и экологически эффективным способом. Многие десятилетия это делалось с помощью паровых турбин, а последние десятилетия и газовых. Сейчас на мировом рынке уже достаточно и сложных комбинированных установок, в основе которых - газовые турбины.
Ранее руководство страны рассчитывало на зарубежные поставки, но сейчас покупать импортные установки не только невыгодно, но и рискованно. Единственный вариант - развивать собственное производство.
Не могу не подчеркнуть: на данный момент нет никаких других устройств, основные элементы которых были бы настолько сложно и тяжело нагружены. Прежде всего, имею в виду лопатки газовой турбины и камеры сгорания - они имеют высокую степень нагрузки и износа, поскольку работают при высоких температурах. Ибо мы должны бороться за повышение коэффициента полезного действия установки. Доказано, что сочетание сложных комбинированных установок позволяет получить высокий КПД при использовании природного топлива, в частности, газа. Сегодня уже рассматривается комбинация топливных элементов с газовыми и паровыми турбинами, позволяющая выйти на КПД около 80 %. И это не фантастика.
Последние полтора десятилетия в России активно внедряются парогазовые установки, хотя справедливости ради стоит отметить, что эта идея была сформирована еще в 1960‑х годах академиком С. А. Христиановичем. По моему мнению, именно ПГУ должны стать основой в развитии современных ТЭЦ. Пока же в 80 % станций страны используются устаревшие паровые турбины, возраст которых зачастую превышает 50‑60 лет, их КПД очень низок - 30‑34 %. Считаю, что основным путем развития энергетики в России сегодня должна стать замена отработавшей свой ресурс неэффективной паротурбинной техники современными парогазотурбинными установками. Естественно, с когенерацией, то есть с использованием тепла выхлопных газов для теплоснабжения.
В предыдущие годы руководство страны рассчитывало на зарубежные поставки, но сейчас покупать импортные установки не только невыгодно, но и рискованно: учитывая политическую обстановку, санкции, можно в один момент остаться без запасных частей и электроэнергии. Единственный вариант - развивать собственное производство.

Все получится. При правильном подходе

- Что, в свою очередь, невозможно без развития науки и технологий, заводских конструкторских бюро…

- Да, и в этом смысле создание современных газотурбинных установок является по‑настоящему национальным проектом, который позволит не только задействовать инженерно-техническую элиту нашей страны, но и сформировать спрос на грамотных, талантливых специалистов, обеспечив безопасность страны.
Я верю: все получится, ведь еще в 60‑е годы на Ленинградском Металлическом заводе была создана первая в мире газовая турбина мощностью 100 МВт. К сожалению, впоследствии это направление осталось без должного внимания, поскольку акцент сместился на развитие атомной энергетики. Сегодня "Силовые машины" (Ленинградский Металлический завод входит в состав "Силовых машин. - Ред.) поднимают серьезный вопрос о возобновлении этой работы. Насколько мне известно, они планируют развивать производство на базе того же Металлического завода.
Если "Силовые машины" сумеют грамотно организовать эту работу, а государство активно их поддержит, уже через четыре-пять лет у нас могут появиться собственные газовые турбины.
К инициативе "Силовых машин" отношусь положительно, тем более что в стране нет конструкторского бюро, на базе которого можно было бы создавать мощные установки, а они пытаются восстановить его своими силами.

- Как вы считаете, надо ли на государственном уровне поддерживать возрождение газовой тематики в машиностроении?

- Безусловно. Интенсивно начало возрождаться отечественное авиационное газотурбостроение - большую роль сыграло посещение президентом РФ В. В. Путиным Пермского моторного завода. Благодаря выделению средств несколько лет назад начал создаваться новый авиационный двигатель ПД-14, отличающийся современной конструкцией и качественными характеристиками.
Кстати, именно на базе авиационных газотурбинных двигателей в России созданы малые газотурбинные установки (более 1000 штук) мощностью от 2 до 25 МВт. Они, главным образом, применяются на газоперекачке, но и на некоторых электростанциях. Одним из первых такие установки начало производить конструкторское бюро ПАО "Кузнецов" в Самаре. Затем к этой работе подключились специалисты Николаевского конструкторского бюро (сейчас - Исследовательско-проектный центр кораблестроения, расположен на Украине). Сейчас в основном это Пермский авиадвигательный завод.
Нужно признать: установки малой мощности, имеющиеся в России, неплохие. Их, разумеется, надо совершенствовать в части повышения КПД и экологичности. При этом не могу не отметить разработку установки мощностью 30 МВт с КПД около 40 %. Опять же в Перми. Однако параллельно необходимо создавать установки большой мощности, и здесь не обойтись без поддержки государства, ведь речь идет не о штучном товаре, а о серийном выпуске.
Когда‑то министр авиапромышленности СССР Петр Васильевич Дементьев заметил, что увеличивая выпуск продукции в десять раз, мы в два раза снижаем ее стоимость, а значит, надо наращивать производство. Это важнейший вопрос для освоения газотурбинной техники: если выпускать много установок для России и на продажу в другие страны, они будут не только менее дорогими, но и более надежными - повысится качество изготовления. Если же выпускать мало, это будет дорого и неокупаемо.
Одновременно необходимо развивать станкостроение, которое, по сути, является основой развития промышленности. Мы больше не можем опираться на устаревшие технологии - токарные, фрезерные станки, когда весь мир переходит на сложное современное цифровое оборудование для многокоординатной обработки, использует искусственный интеллект. Следовательно, станкостроение должно стать важнейшей отраслью отечественной промышленности. В противном случае будем и дальше зависеть от иностранных производителей. Нужны и аддитивные технологии.
На данный момент в России есть абсолютно все для развития промышленности и обеспечения надежного функционирования энергетики: база, знания, материалы. Так, силами сотрудников Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов разработаны материалы, которые можно использовать для создания новых совершенных газовых турбин.

Догнать и перегнать

- Как известно, в науке время играет огромную роль. Как вы считаете, есть ли у нас шанс нагнать западные страны в освоении газовых турбин, ликвидировать или хотя бы сократить огромный временной разрыв между нами? По вашей оценке, сколько реально потребуется времени для вывода на рынок конкурентоспособной газовой турбины отечественного производства?

- Если "Силовые машины" сумеют грамотно организовать эту работу, а государство активно их поддержит, уже через четыре-пять лет у нас могут появиться собственные газовые турбины.
В свое время, как главный конструктор авиационных двигателей, я создавал первый в России двигатель для крылатых ракет. Кстати, получил за это Ленинскую премию. Мы сделали его в московском конструкторском бюро "Союз" за девять месяцев - получив соответствующее задание в феврале, уже в ноябре демонстрировали его министру авиапромышленности СССР. В этом конструкторском бюро работало свыше 4000 высококвалифицированных специалистов - академики, доктора и кандидаты наук, великолепный конструкторский персонал (около 700 человек). На нашем опытном заводе, входившем в объединение с ОКБ, делалось все, начиная от литья и заканчивая всеми доступными на тот момент видами обработки. Таким образом, двигатель полностью изготавливался на собственном производстве, испытания проводились на собственных стендах. Чтобы выполнить ответственное задание, наш коллектив в течение девяти месяцев трудился без выходных, завод работал круглосуточно. Сейчас это нереально, но если "Силовые машины" подойдут к возрождению отечественного газотурбинного машиностроения серьезно, то через пять лет вполне смогут вывести на мировой рынок конкурентоспособную турбину.

- Какие направления при использовании газовой технологии, на ваш взгляд, невозможно в ближайшей перспективе закрыть отечественным производством?

- Таких направлений нет. При поддержке государства можно сделать все: у нас есть специалисты, которых можно и нужно привлечь к этой работе, они с удовольствием будут заниматься развитием этого направления. Стоит обратиться к опыту прошлого: после войны была резко поднята оплата в научной среде, и в СССР появилось крупное научное сообщество. Поэтому, если государство поднимет им зарплаты, направит средства в развитие НИОКР, убедит бизнес инвестировать в отечественные разработки и проекты, а не выводить деньги за рубеж, мы сможем закрыть все направления.

- Как вы считаете, с точки зрения энергетической безопасности в каких аспектах наша страна сегодня наиболее уязвима? Если говорить о технологиях, это связано с газовыми турбинами или с какими‑то другими направлениями?

- Полагаю, в ближайшей перспективе опасаться нечего, потому что мы имеем избыток установленных мощностей. Однако через несколько лет выработавшая ресурс паротурбинная техника начнет разваливаться - по оценкам специалистов, до 30 % такой техники сейчас находится в предаварийном состоянии, а 60 % и вовсе выработало ресурс. Выход оборудования из строя может стать угрозой энергообеспечению страны. Решение этой проблемы не нужно откладывать - небольшой временной запас нужно использовать для широкого внедрения новых устройств.

Возрождение сообща

- Исходя из вашего огромного опыта, что бы вы пожелали российским машиностроителям при реализации проекта газовой турбины? Какие сложности могут им встретиться на этом пути?

- Пожалуй, могут помешать только недостаток денег и энергии для контактов с научно-исследовательскими организациями и промышленным сообществом. Я убежден: взаимодействие с научным и конструкторским миром чрезвычайно важно для "Силовых машин" - им нужно срочно создавать сильный коллектив, который будет заниматься разработкой и производством новых установок. Понятно, что придется много работать, иначе не удастся добиться успеха.
При этом при создании конструкторского бюро я посоветовал бы набирать квалифицированных специалистов, которые смогут наладить связи с большим количеством научных институтов, что позволит использовать разработанные ими методологии и технологии на практике. Допустим, Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов сможет помочь с материалами, а Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова - с технологиями.
К возрождению газотурбостроения нужно привлекать все заинтересованные стороны, эта проблема должна решаться сообща - силами научного и промышленного сообщества страны. Вместе мы сможем освоить новые типы материалов, станков и технологий, в том числе аддитивных - если раньше деталь вырезалась, то теперь ее можно вырастить. Освоение таких технологий началось в авиационной промышленности, нужно транслировать этот опыт в энергомашиностроение. Только при этом можно добиться хорошего итога и безопасного существования России.