Заканчиваю главу "Перспективные проекты" раздела "Время новых решений" из книги "Наш завод. Время. События. Люди". Да, этими проетами реально занимались, и книга оставит память об этом, если даже они не будут внедрены. Но так было.
Перспективы производства товаров медицинского назначения на БЛМЗ
Об этом в своём докладе на круглом столе «Металлургия для медицины» в деловой программе «Неделя металлов в Москве» на 24-й Международной промышленной выставке «Металл-Экспо 2018» рассказал начальник отдела нового оборудования ОАО «БЛМЗ» Александр Алёхин. Круглый стол был
организован Минпромторгом России, ЦНИИчермет, ФГБУ «ЦИТО».
Для медицинских целей используются бедренные и берцовые компоненты, коленные суставы, челюстно-лицевые имплантаты, хирургические инструменты и многое другое из деформируемых и литых титановых сплавов, нержавеющей стали, органических соединений, различных металлокерамик. БЛМЗ имело опыт изготовления заготовок эндопротезов тазобедренных и коленных суставов. Изготовление производилось методом литья по выплавляемым моделям дуговой вакуумной гарнисажной плавкой.
В текущей рыночной ситуации ОАО «БЛМЗ» выделил направление по изготовлению эндопротезов и имплантатов в число приоритетных. Такое решение было принято на основе изучения потребности рынка. Для расширения номенклатуры производства товаров медицинского назначения было проведено маркетинговое исследования, которое показало необходимость насыщения внутреннего рынка изделиями для остеосинтеза отечественного производства. 95 % потребности в таких изделиях покрывается за счёт импорта.
В июле 2018 года БЛМЗ были проведены переговоры о сотрудничестве с Приволжским медицинским университетом (г. Нижний Новгород) Минздрава России. Стороны договорились о дальнейшей совместной работе по производству имплантов для остеосинтеза. На завод были переданы образцы импортных, наиболее востребованных, изделий для проведения работ по освоению технологии производства аналогичной или превосходящей по качеству продукции. В настоящее время в промышленности приняты различные методы производства такого рода изделий. В качестве приоритетной технологии оптимально выбрать литьё по выплавляемым моделям, которое позволяет получать изделия самой сложной формы, сократить время освоения и изготовления продукции. При этом высоки экономические показатели и продукция получается с необходимыми эксплуатационными
характеристиками: прочностью, износостойкостью, пластичностью.
В титановом производстве БЛМЗ имеются технологические возможности получения малогабаритных изделий массой от 1 г. В настоящее время проводятся мероприятия по адаптации принятой в цехе титанового литья технологической схемы для изготовления имплантов. В качестве формовочных материалов предлагается использовать керамику на основе диоксида алюминия, а в качестве связующего — материал на водной основе. Произведена расконсервация участка изготовления керамических форм. Восстановлена работоспособность необходимого оборудования (ранее на нём изготавливали изделия спортивного назначения). Выбраны поставщики основных и вспомогательных материалов, ведутся закупки. Проводится дооснащение центральной заводской лаборатории оборудованием для углублённого изучения качества литейных форм и готовых изделий. В качестве варианта рассматривается как участие БЛМЗ в кооперативной сети по изготовлению медицинской продукции, так и вариант полной локализации выпуска в собственном производстве. Контроль пористости и других возможных внутренних дефектов может проводиться гамма-рентгенографическим методом. Может быть использовано и газостатирование, которое ликвидирует возможные внутренние дефекты и повышает механические свойства.
Трансформация авиационных технологий для производства автомобильных тормозных колодок
Тормозная колодка — один из важнейших элементов тормозной системы автомобилей, самолётов, поездов и любого другого современного транспортного средства. БЛМЗ имеет громадный опыт производства авиационных тормозов с использованием фрикционных металлокерамических материалов. Автомобильные колодки в массовом сегменте рынка получают из армированных термореактивных смол. При этом фрикционные характеристики колодок стабильны при температурах не выше 350 .С, что не выполнимо при высоких скоростях торможения. К тому же тормозные колодки — расходный элемент автомобиля, который требует замены в процессе эксплуатации.
На БЛМЗ ситуацию в сегменте автомобильных тормозных систем оценили и приступили к поэтапной реализации «Программы по разработке автомобильных тормозных колодок из порошковых авиационных материалов». Для этого у предприятия есть и производственные возможности, и научный кадровый потенциал. Разработкой нового изделия занимается Инженерно-технологический центр, в котором на сегодняшний день действуют несколько научно-конструкторских и технологических подразделений завода. Им предстоит масштабная работа: уточнить рецептуру фрикционной смеси, получить и исследовать опытные образцы, провести сертификационные испытания, полностью разработать технологический процесс и систему контроля качества для нового серийного производства.
Перед инженерным составом завода было поставлено несколько задач: при температуре выше 350 .С автомобильные колодки не должны потерять свои фрикционные свойства и обеспечить безопасное торможение; повысить эксплуатационный ресурс тормозных колодок; обеспечить конкурентное преимущество по соотношению «цена/качество». Задачи непростые, но выполнимые. За основу взяты материалы и технологии производства авиационных тормозов. Научная новизна проекта состоит в том, что в качестве наполнителя тестируется бентонит. Обширную информацию по данному проекту дала в журнале «Ритм машиностроения» (№ 8, 2018 год) директор по маркетингу Елена Ткаченко.
Тормозные колодки разработки БЛМЗ могут применяться и для железнодорожного транспорта. Подобные тормозные системы предлагаются для установки на поезда «Ласточка» и «Сапсан» в рамках программы импортозамещения.
Средний сельскохозяйственный самолет БМ-2 «SuperDusty» — от проекта к реализации
Мировая практика свидетельствует о том, что сельскохозяйственная авиация является мощнейшим средством интенсификации растениеводства. Российская Федерация в последние годы активно восстанавливает свои позиции на мировом рынке агропромышленного производства. При этом потребность в специализированной сельскохозяйственной авиации для обработки полей с воздуха очень высока. По статистике лёгкие самолёты работают в 10 раз производительнее наземной техники, сегодня нет более эффективного средства для обработки и подкормки полей. течение почти полувека основным самолётом над нашими полями являлся и по сей день является Ан-2. Производство его прекратили в 70 годы, хотя ещё в конце 70-ых американцы считали его лучшим в мире сельскохозяйственным самолётом. Но время идёт, Ан-2 практически исчерпал свои возможности.
В современной России примером специально спроектированного сельскохозяйственного самолёта может служить самолёт Т-500 с двигателем американской компании LYCOMING.
Конструкторское бюро ОАО «БЛМЗ», проведя мониторинг потребностей рынка, решило, что разрабатываемый ОАО «БЛМЗ» специализированный самолёт должен быть функциональным аналогом самолёта Ан-2, однако иметь максимальную загрузку химикатов до 2500 кг, максимальный взлётный вес приблизительно до 6,5 тонн. Самолёт предназначен для полевого авиационного комплекса сельскохозяйственной авиации, и основное функциональное предназначение его заключается в проведении химавиаработ. На нём можно будет также осуществлять мониторинг окружающей среды, обследования крупных промышленных объектов, производить воздействие на погоду. Он может использоваться для обработки лесов от вредителей и ликвидации разливов нефти, последствий других техногенных катастроф.
Самолёт представляет собой цельнокомпозитный двухместный биплан с неубирающимся шасси, которое позволяет эксплуатировать его на грунтовых аэродромах с твёрдостью грунта до 3,5 кг/кв. см. Благодаря использованию композитных материалов самолёт пригоден для использования в районах со сложными климатическими условиями, в условиях Заполярья, а также в условиях пустынного и полупустынного климата. Это возможно за счёт того, что он будет оснащён системой кондиционирования воздуха.
Как пояснил генеральный конструктор Андрей Масюков, при проектировании данного самолёта планируется использовать оригинальную разработку двигателя газотурбинного привода, который имеет мощность около 700 кВт. В качестве основы проекта была использована аэродинамическая схема польского турбореактивного самолёта М-15. Мы его сделали турбовинтовым, улучшив тем самым, его лётные характеристики, и планируем выполнить основные элементы фюзеляжа из современных композитных материалов. Данный самолёт спроектирован в 2-хместной версии, при этом мы рассматриваем возможность исполнения 4-хместной версии. Нижнее крыло было «сокращено» для повышения скоростных характеристик. В данное время по самолёту выполнено 3D-моделирование, произведён расчёт нагрузок, а также осуществлена компоновка двигателя, промоделирована схема нагрузок двигателя по плоскостям, рассчитаны плоскости управляемых поверхностей, закрылки, предкрылки, элероны и стабилизаторы. Кроме того, осуществлён подбор шасси для выполнения необходимых параметров.
После освоения двигателя мы планируем выполнить расчёты редуктора и изготовить редуктор для турбовинтового двигателя, рассчитать и изготовить винт. Другой немаловажный аспект заключается в использовании системы технического зрения, которая будет установлена перед передней опорой шасси. Она будет контролировать безопасную высоту полёта и гарантировать автоматический облёт самолётом препятствий, включая отдельно стоящие деревья, линии высоковольтных передач, здания и иные сооружения, которые могут так или иначе встречаться на маршруте. Автопилот самолёта должен обеспечивать режим автоматического выполнения полёта, при котором полёт будет осуществляться по программе с минимальным участием пилота, для того чтобы точно оптимизировать расход химикатов, а также избежать повторного распыления химикатов.
Кроме того, для обеспечения требуемого уровня безопасности самолёт снабжён парашютной системой спасения лётчиков. Форсуночная система распыления рассчитана на технологию распыления с высоким давлением. Этот технический приём позволит добиться сверхмалообъёмного распыления и за счёт полёта на сверхмалой высоте (в пределах 5 м) позволит использовать силу турбулентного потока для того, чтобы покрывать смесью листья растений снизу.
Производство самолёта планируется осуществлять на площадках ОАО «БЛМЗ», при этом в качестве основных контрагентов мы рассматриваем участие заинтересованных предприятий гражданской авиации. В ближайшее время мы планируем выполнить летающий прототип самолёта с меньшими размерами в масштабе 1:2 или 1:5 с меньшим размахом крыла, с меньшей мощностью двигателя и меньшей взлётной массой. Макетные образцы позволят обработать элементы системы управления и автопилота, отработать конфигурацию и элементы механизации крыла, а также в целом посмотреть устойчивость и применимость аэродинамической схемы.
Свой вклад в развитие производства вносят инженеры-конструкторы конструкторского бюро БЛМЗ. В течение всего периода работы — от появления инженерной идеи до её воплощения в жизнь — они тесно контактируют с отделом главного металлурга. И это понятно, потому что его специалисты занимаются металлургическими технологиями и материалами. Главный конструктор — заместитель генерального конструктора Михаил Бетин и инженер-конструктор отдела расчётов и анализа конструкторского бюро Дмитрий Малышев рассказывают:
— В настоящее время большой объём наших проектных работ связан с двумя авиационными двигателями при реализации новых проектов. Данные силовые установки предназначены для разрабатываемых летательных аппаратов. В качестве концепт-предложений (аванпроектов) выступают самолёты БМ2 «SuperDusty» и БМ5 «Glider». Самолёт БМ2 «SuperDusty» разрабатывается в двух концепциях: сельскохозяйственная (два бака для химических реагентов, экипаж 2 человека); транспортная (экипаж 4 человека). Самолёт БМ5 «Glider» является беспилотным летательным аппаратом дальней авиации. Его разработка имеет высокую актуальность и требует решения ряда специфических задач с применением инновационных технологий.
Конструкторское бюро ОАО «БЛМЗ» проводит исследования, разработку этих и других аванпроектов. Каждый аванпроект включает в себя пояснительную записку, ведомость аванпроекта, схемы, таблицы и расчёты, чертёж общего вида, габаритный чертёж. Из вышеперечисленного в указанных двух аванпроектах осталось сделать только ведомости.
О проектах двигателестроительной тематики
Проведённый маркетологами обзор российского рынка газотурбинных установок (ГТУ) позволил оптимистически оценить потенциальный спрос на энергетические газотурбинные установки. Результаты данного аналитического обзора стали разделом разработанного группой специалистов бизнес-плана заводского инвестиционного проекта.
В 2018 г. Авиамоторным научно-техническим комплексом «Союз» и Балашихинским литейно-механическим заводом завершена разработка и подготовка к серийному производству двигателя ГТД-30-300 для привода газотурбинной энергоустановки мощностью 30 МВт. Результаты испытания двигателя на стенде подтвердили его заявленные технические характеристики.
Газотурбинная энергоустановка в целом представляет собой современный экологически чистый, требующий минимального обслуживания агрегат для производства электрической и тепловой энергии, а также холода. Установка может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. Конструкция установки состоит из отдельных легко заменяемых модулей, имеет электронную систему управления. Ключевые показатели энергоустановки: мощность привода номинальная / пиковая — 30/33 МВт; коэффициент полезного действия двигателя (КПД) на номинальном режиме — 36 %; расход топлива (дизельное летнее ГОСТ305-82) — 7000 кг/час.; заявленный ресурс — 60 000 час. Наибольший КПД достигается при работе в режиме когенерации, при котором идёт одновременная выработка тепловой и электрической энергии, и в режиме тригенерации, когда дополнительно вырабатывается и энергия холода.
Уникальность энергоустановки заключается в многовариантности её целевого использования. Она может работать в качестве основного, резервного или аварийного источника питания в различных климатических условиях. Её использование эффективно в промышленности, в сельском хозяйстве, в муниципальных (городских, поселковых) инфраструктурах и инфраструктурах специального назначения для генерации электроэнергии в соответствии с ГОСТ 13109-97. Актуально использование установки в составе электростанций и энергоустановок газоперекачки, на полигонах при утилизации отходов.
Одним из специальных назначений ГТД-30-300 может стать его применение для силовых установок кораблей различных классов, подклассов и рангов ВМФ России. Мощность двигателя при этом может быть скорректирована под конкретное судно. Малые массогабаритные показатели, высокий коэффициент полезного действия, высокая приёмистость, быстрая подготовка к пуску, высокая степень готовности к приёму нагрузки — преимущества двигателя ГТД-30-300. Их надо учитывать при решении вопроса об использовании ГТД-30-300 на военных судах, особенно на кораблях быстрого реагирования, таких как противолодочные, сторожевые, экранопланы и суда на воздушной подушке.
Изготовление российских газотурбинных энергоустановок даёт возможность решить проблему импортозамещения энергоустановок производства США, Италии, Швейцарии.
20 февраля 2019 года состоялось очередное совещание группы компаний, реализующих важнейший производственный проект по выпуску газотурбинных приводов и газотурбинных установок. На совещании присутствовали руководители и ТОП-менеджеры ОАО «БЛМЗ», ООО «ИИКАТ», ОАО АМНТК «Союз», ООО «АвиаМоторс», ООО «Альянс-М», ООО «Союз Индустрия Профессионал». От ОАО «БЛМЗ — генеральный директор Н.С. Окроян, заместитель генерального директора — директор дирекции обеспечения и продаж А.В. Молодцов, заместитель генерального директора — технический директор А.Л. Маховский, финансовый директор Е.А. Гринюк, заместитель генерального конструктора — главный конструктор М.В. Бетин; от ООО «ИИКАТ» — генеральный директор Д.А. Будник, от ОАО АМНТК «Союз» — генеральный директор М.А. Еленевский, заместитель генерального директора по научно-технической деятельности Л.Н. Шведов; от ООО «АвиаМоторс» — генеральный директор С.В. Коваленко, главный конструктор энергетических установок В.А. Фомченко; от ООО «Альянс-М» — генеральный директор М.Н. Бычков, финансовый директор Е.. Кайгородова; от ООО «Союз Индустрия Профессионал» — Ю.А. Дмитриева.
Обсуждался подготовленный для утверждения план-график мероприятий по производству изделий ГТУ-0,3-300, ГТУ-0,7-300, ГТУ-30-300. При этом речь шла о трёх основных направлениях организационной работы: набор кадров, структура распределения обязанностей; организация процессов производства изделий двигателестроительной тематики; организация сборки и испытаний. Все работы планируются, бюджетируются и координируются ООО «ИИКАТ». Докладчик М.Н. Бычков сообщил, что на основании произведённого анализа всей номенклатуры необходимых деталей планируется закупка недостающего оборудования для изготовления деталей двигателей. Важное внимание необходимо уделить реструктуризации инструментального производства с учётом закупки станков, при этом заместителю генерального директора — директору механического производства ОАО «БЛМЗ» С.Г. Ворончихину необходимо дать свои предложения с учётом производственных задач. ООО «Альянс-М» приступает к сборке ГТУ-30-300 и к изготовлению газогенератора. Необходимо допроектировать компрессор, т.к. вполне реально получить повышенную тягу на базе этого двигателя.
Составлен список недостающего оборудования. В ближайшие месяцы будут новые станки, что даст возможность ускорить освоение деталей. По вопросу обеспечения заготовками привлечены опытные сотрудники, что позволит выявить возможные проблемы. При этом ООО «ИИКАТ» необходимо обратить внимание на размещение заказов не только внутри обозначенной группы компаний, но и во внешнем мире, на двигателестроительных предприятиях авиационной отрасли. Обсуждены отдельные вопросы необходимого аутсорсинга по операциям сварки, пайки, термообработки. Максимальное изготовление деталей должно проходить на БЛМЗ, сборка узлов — в Альянс-М. Принято также решение разместить на стороне заказ на литые лопатки турбины двигателя. Изготовление деталей турбины — самое продолжительное по срокам, поэтому необходимо оперативно подобрать исполнителя для размещения заказа. Были обсуждены также некоторые другие технические аспекты изготовления отдельных категорий деталей и узлов.
М.Н. Бычков, отвечая на вопрос о предстоящих работах, охарактеризовал объём работ, связанных с изготовлением комплектующих газотурбинных установок, отметил, что потребуется приобретение дополнительного оборудования, что значительно сократит объём и стоимость технологической подготовки. Надо, кроме того, закупать универсальную оснастку, что позволит сэкономить деньги и сократить сроки. На совещании был также затронут вопрос испытаний и подготовки площадки для них. По этому направлению также потребуется разработать специальные мероприятия, соответствующие задачам текущего периода. Было обращено внимание на необходимость изготовления рамы и обвязки для предстоящей демонстрации генератора.
Было отмечено, что планируется регулярно проводить три типа совещаний на эту тему: производственные, по сборочно-испытательным мероприятиям, организационно-структурные. Важно показать заказчику, что участвующая в проекте группа компаний способна эффективно и оперативно давать реальные результаты своей работы. А для этого необходимо ввести эффективную
практику оперативного планирования производства потребной номенклатуры деталей с установлением необходимых сроков — диспетчеризацию работ. Особое внимание надо обратить на своевременное оперативное проектирование необходимой оснастки.
Отдельно были обсуждены подходы к расчёту затрат при освоении и дальнейшем производстве. Потребуется внимательная стоимостная оценка всех работ и учёт фактических затрат в процессе производства для их дальнейшего анализа. В ходе совещания ведущий М.О. Окроян подчеркнул, что двигатель для нас — это новое изделие, к нему нужен и новый подход. Порядка 4000 деталей входит в это изделие. 3Д-моделированием двигателя на современном этапе занимался инженер-конструктор отдела проектирования компрессоров и воздухозаборных устройств ОАО «БЛМЗ», кандидат физико-математических наук. Александр Чижиков. Для примера представлены: диск компрессора 1-й ступени с титановыми лопатками и обтекателем, вал ротора и вал переходной из стали.