Инновации изменят авиапром

Изменяемая геометрия крыла, двигатели на солнечных батареях и даже «летающий автомобиль» — так, по прогнозам экспертов, будут выглядеть летательные аппараты будущего через 15-20 лет, рассказал в докладе «Форсайт авиационной промышленности» завотделом частно-государственного партнерства в инновационной сфере ИСИЭЗ НИУ ВШЭ Константин Вишневский.

Инновации в отечественном авиапроме должны распространиться на материалы, силовые установки, планер (корпус), авионику — бортовое радиоэлектронное оборудование. Иными словами, они должны уверенно встроиться в «тело» российских летательных аппаратов, охватить все сегменты авиационной промышленности.

 

При этом ключевыми приоритетами останутся безопасность полетов, снижение шума и экологичность — снижение выбросов парниковых газов и использование альтернативных источников энергии, отметил Константин Вишневский в докладе на IV Международной научной конференции «Форсайт и научно-техническая и инновационная политика», организованной ИСИЭЗ НИУ ВШЭ. Сверхзадачей этого апгрейда будет расширение доли отечественного авиапрома на мировом рынке.

 

Основу этой «матрицы» будущего составили госпрограмма «Развитие авиационной промышленности на 2013—2025 годы», Форсайт развития авиационной науки и технологий до 2030 года и дальнейшую перспективу, а также Форсайт и дорожные карты развития нанотехнологий и «Долгосрочный прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года». Их разработку координировали эксперты Высшей школы экономики. Итоги прогноза, утвержденного премьер-министром в январе 2014 года, будут учтены при подготовке серии дорожных карт развития авиационной промышленности до 2025 года, разрабатываемой в настоящее время.

 

Эти документы также стали опорными для «гида» по будущему авиапрома. Так, например, форсайт развития нанотехнологий позволил выявить, что трудоемкость производства авиационной техники в России значительно превышает показатели мировых лидеров. Это означает, что рост конкурентоспособности российской техники невозможен без инноваций.

 

Авиация должна стать «умной»

 

Недостаточная интегрированность в международные логистические цепи, дефицит квалифицированных кадров в авиастроении, несоответствие гражданской авиатехники международным экологическим стандартам и соглашениям по безопасности и шумозащищенности — таковы основные вызовы, стоящие перед отечественным авиапромом.

 

Перспективы связаны с созданием новых типов двигателей, в том числе электрических и гибридных (в них используются компоненты топлива в разных агрегатных состояниях — жидком и твердом), создании новых обликов летательных аппаратов (ЛА). Будущее также видится в развитии интеллектуальных систем управления ЛА, синтезе и применении новых композиционных и полимерных материалов, а также миниатюризации бортового авиационного оборудования на базе нанотехнологий (рисунок 1). В долгосрочной перспективе повсеместное распространение могут получить беспилотные летательные аппараты и самолеты деловой авиации.

 

Рисунок 1. Основные вызовы для авиационной промышленности

Источник: Прогноз научно-технологического развития России на период до 2030 года. Транспортные и космические системы

 

Самолеты «переоденут» в композиты

 

В авиапроме в последние годы активно происходит переход от традиционных материалов — прежде всего алюминия — к материалам нового поколения, композиционным и полимерным: металломатричным — на основе легких сплавов, термопластическим, наносплавам металлов. Это замещение касается и корпуса самолетов, и двигателя, и авионики. Логика этой эволюции проста: композиционные материалы обладают улучшенными свойствами по сравнению с однородными материалами. Так, например, они более легкие и прочные.

 

Хроника перехода к новым материалам проиллюстрирована на рисунке 2. «Ретроспекция» стартует с 1990 года. Перспективы обрисованы для 2020 года. Верхняя диаграмма показывает ситуацию с планером, средняя — с двигателями, нижняя — с бортовым радиоэлектронным оборудованием.

 

Рисунок 2. Динамика структуры использования материалов в авиапроме

Источник: презентация Константина Вишневского

 

Атмосферу нужно беречь

 

Экологичность авиации — еще одно требование настоящего и будущего. Под ней подразумеваются, например, снижение выбросов парниковых газов, использование альтернативных источников энергии, утилизация излишков энергии на борту.

 

Если обратиться к международному опыту и взглянуть, например, на дорожную карту авиаотрасли в Великобритании, то возможные сценарии уменьшения выбросов CO2 могут включать как технические, так и экономические механизмы. Так, нужно внедрять передовые производственные технологии и новые виды топлива.

 

С другой стороны, целесообразна торговля квотами, происходящая согласно Киотскому протоколу. Имеет смысл также лучше планировать полеты для экономии горючего. В конструкции самолета стоит применять новые нетрадиционные компоновки, которые бы сокращали время полета.

 

Активно развивается и концепция самолета на солнечных батареях. Ожидается, что уже в марте будущего года будет совершен кругосветный полет на таком аппарате.

 

Технологические цепочки необходимо отладить

 

В последние годы в России все чаще применяются дорожные карты для разработки инновационных стратегий развития компаний и целых отраслей. Удачным примером использования форсайта на корпоративном уровне стала дорожная карта для ведущего российского авиаперевозчика — компании «Аэрофлот», которая затронула аспекты внедрения технологических новшеств, инноваций в бизнес-процессах, бенчмаркинга развития конкурентов и анализа перспективных рынков.

 

Показательно, что сценарий развития «Аэрофлота» стал ориентиром не только для самой компании, но и для разработчиков инновационных решений. Так, Казанский национальный исследовательский технический университет, увидев в дорожной карте развития авиаперевозчика такое приоритетное направление, как разработка противообледенительной жидкости, довольно быстро создал такую технологию и уже предложил ее компании.

 

Чтобы реализовать стратегию развития сегментов отечественного авиастроения в конкретном плане действий, нужно составить и отладить технологические цепочки от «А» до «Я», в последовательности «исследования и разработки — технологии — продукты — рынки». Такая работа уже ведется в рамках проекта по формированию дорожных карт научно-технологического развития авиастроения по заказу Минпромторга. Как ожидается, в результате будет сформирована система приоритетов развития авиастроения в виде конкретных технологических направлений.

 

Ольга Соболевская, для OPEC.ru