Гендиректор НПО Энергомаш: марсианский метан в будущем можно использовать для заправки ракет
Игорь Арбузов рассказал, что нужно для того, чтобы достичь Марса
Москва. 1 июня. INTERFAX.RU - НПО Энергомаш (входит в ГК Роскосмос) – один из мировых лидеров ракетного двигателестроения. Предприятие производит двигатели для российских и иностранных ракет, а также занимается разработкой перспективных решений для дальнейшего освоения космоса. О том, когда будет создан отечественный ракетный двигатель на метане, зачем нужны двигатели на трехкомпонентном топливе и что нужно для того, чтобы достичь Марса, в интервью специальному корреспонденту "Интерфакса" Илье Морозову рассказал генеральный директор НПО Энергомаш Игорь Арбузов
- Игорь Александрович, недавно стало известно, что воронежское "Конструкторское бюро химавтоматики" (КБХА) завершило разработку технического предложения и эскизного проекта опытного образца кислородно-метанового ракетного двигателя тягой 85 тонн. В каких изделиях он может найти практическое применение? В чем его преимущества? Когда можно ожидать начала его серийного производства?
- Работы по созданию двигателя с использованием сжиженного природного газа ведутся довольно длительное время и в нашей стране, и в США, и в Европе, в частности во Франции. Это не случайно. Во-первых, все мы понимаем, что рынок ориентирован на создание максимально простых и надежных решений. Во-вторых, перед всеми стоит вопрос существенного удешевления двигательных установок.
В наибольшей степени этим требованиям сегодня отвечает метан, поскольку он имеет наиболее развитую сырьевую базу, а по энергетике превосходит керосин.
Кроме того, если говорить об отдалённой перспективе, то метан по результатам разного рода исследований, есть и на Луне, и на Марсе, поэтому существует возможность в будущем использовать и такие ресурсы.
Совместно с КБХА, мы провели значительный объем опытно-конструкторских работ по созданию опытного образца двигателя. На сегодняшний день это в большей степени научно – технический задел, поскольку пока нет средства выведения, на который мог бы быть установлен такой двигатель. По крайней мере, в той версии федеральной космической программы, которая есть сегодня.
Вместе с тем, сегодня есть понимание перспективности использования метанового двигателя на ракетах–носителях, выводящих 6 – 8 тонн полезных нагрузок на низкую околоземную орбиту. Мировой рынок после 2020 года оценивается примерно в 180 запусков такого рода полезных нагрузок ежегодно. Естественно, было бы неразумно не использовать наши возможности и не стать участниками этого рынка. Поэтому сейчас эта тема активно изучается, в том числе на фоне недавно обсуждавшегося в Правительстве РФ вопроса о более активном использовании сжиженного природного газа в наземных транспортных средствах.
Кроме того, на космодроме "Восточный" "Газпром" создает инфраструктуру по транспортировке, переработке и использованию сжиженного газа, в том числе в транспортных средствах космодрома. Создание универсального решения позволит в будущем более широко использовать там этот вид топлива.
- Кто главные конкуренты России в этом направлении?
- Наибольшая степень готовности сегодня у американской компании Blue Origin, она ведет активные работы по созданию двигателя BE-4, который должен заменить двигатель РД-180, поставляемый нами для американской компании ULA. Летные испытания BE-4 на создаваемой ракете-носителе (РН) Vulcan, судя по сообщениям прессы, планируется провести на рубеже 2020-2021 годов. В начале этого года они уже провели первые успешные испытания этого двигателя. Как будут дальше развиваться события, посмотрим.
Отмечу, что подобные работы ведутся, не только в Blue Origin, но и в других компаниях. Многие из них ориентированы на создание многоразового двигателя и метан - это наиболее универсальное средство, позволяющее с использованием меньших ресурсов и вложений, восстановить агрегат для повторного использования ступени. Газ практически не дает нагара, агрегаты не испытывают таких нагрузок, как при использовании других видов топлива, например, смеси кислорода с керосином или кислород-водородного топлива.
- Наш российский двигатель также разрабатывается с возможностью многоразового использования?
- Естественно. Это одна из основных целей. Хотя опыт применения многоразовых систем у нас есть, как вы помните. Я говорю о проекте "Энергия – Буран". Там был не метановый двигатель, но, тем не менее, примененный там РД-170 был сертифицирован на 10-кратное использование.
- О каких-то сроках можно говорить?
- Я думаю, до 2020 года мы должны создать двигатель в металле, провести испытания, еще раз подтвердить все его характеристики. А дальше вопрос к ракетчикам - они должны определить возможность применения этого двигателя для своих нужд.
- На каком этапе находится разработка кислородно-керосиновых РД, работающих по принципу непрерывной детонации? Технология позволяет повысить удельную мощность РД, где в будущем могут быть применены подобные установки?
- Были выполнены работы по созданию модельной камеры жидкостного детонационного ракетного двигателя. Мы доказали, что детонация возможна. Над проектом под патронажем Фонда перспективных исследований работала большая кооперация ведущих научных центров России. В их числе Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева, МАИ, "Центр Келдыша", Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, Механико-математический факультет МГУ. Для дальнейших исследований нужны дополнительные инвестиции, в том числе за собственные средства, чтобы создать полноценный двигатель и подтвердить решения, которые в нем заложены. Говорить о создании реальной модели на конкретном средстве выведения пока преждевременно.
- В чьей компетенции подобного рода решения?
- В том числе и в нашей, как головного предприятия по разработке ракетных двигателей. Проведя работы по теме детонационного горения, мы создали научно-технический задел, который важен для получения научных знаний. Но чтобы создать двигатель, нужно понимать для каких целей он нужен и под какое средство выведения.
- Сколько времени уходит на создание нового двигателя?
- Средняя скорость создания опытного образца при сегодняшних технических возможностях – это 5-7 лет. Есть, конечно, рекорды, которые ставились в годы СССР, но тогда были другие условия и задачи.
И сейчас мы создаем научно-технический задел для будущих разработок. Очевидно, что, если мы затормозимся в развитии, перестанем идти чуть впереди наших основных заказчиков ракетчиков, сложностей будет гораздо больше. Достаточно сказать, что Валентин Петрович Глушко (основоположник советской школы жидкостного ракетного двигателестроения, основатель НПО Энергомаш – ИФ) при отработке двигателя использовал практически всю таблицу Менделеева в различных сочетаниях в поисках наиболее эффективных решений. Кислород-керосиновая или амил-гептиловая схемы родились не сами по себе, а были результатом серьезных исследований и большого труда. За нами шел весь остальной мир.
- Когда, по вашей оценке, можно ждать прорыва в развитии энергетики полетов в космос?
- В этом направлении речь может идти о глобальных открытиях, которые могут вообще поменять принципы движения, о других источниках энергии. Предсказать это сложно. Сегодня наши коллеги из США, например, более активно используют электроракетные двигатели на верхних ступенях ракет. Одним из перспективных решений считается создание сверхмощных электродвигателей, скажем, плазменных. В этом плане работы ведутся. И мы с Курчатовским институтом ведем консультации по этому вопросу, но это тема отдаленного будущего.
- В космическом двигателестроении существует градация поколений, аналогичная той, что, например, существует в авиации?
- Я бы не стал применять слово поколение к ракетным двигателям. Как вы знаете, в пилотируемых программах используются двигатели, разработанные на рубеже 50-60-х годов. Они являются рекордсменами в плане надежности. Конечно, идет активная работа по внедрению на них современных материалов, новых технологий, например, аддитивных, которые упрощают производство, сокращают его цикл. Но базово ракетные двигатели работают по принципу реактивного движения, заложенного еще специалистами ГИРДа в 30-х гг. 20 века в России. (Группа изучения реактивного движения, активное участие принимал С.П. Королев – ИФ).
Многие компании, создавая свои двигатели, идут по пути модернизации старых конструкций, максимально их упрощая, как с точки зрения самого механизма, так и с точки зрения производства. Это положительно сказывается и на качестве, и на надежности.
- Как вы оцениваете перспективы трёхкомпонентного ракетного двигателя?
- Трехкомпонентный двигатель создавался еще в советское время в конце 80-х годов, эту тему активно продвигал академик Валентин Петрович Глушко. Здесь можно вспомнить двигатель РД-701. Такие двигатели возможны к применению, когда требуются разные уровни тяги. Речь идет не о нынешних космических полетах, а о аэрокосмопланировании, о космолете, летающем в широком диапазоне тяг с глубоким дросселированием и возможностью определенного планирования. Поскольку сегодня такой потребности нет, эти работы находятся на том уровне, на котором были завершены.
- Какие зарубежные рынки вы считаете наиболее перспективными?
- Прежде всего, мы продолжаем сотрудничество с США, несмотря на сложный политический фон. Если говорить о перспективах, то сегодня ведется активная переговорная работа с нашими бразильскими коллегами, Аргентиной, Китаем, отчасти с Индией. Есть направления для сотрудничества с Южной Кореей. Но в основном, речь идет о странах, которые только начинают развивать свои космические программы, как Бразилия и Аргентина, и не имеют достаточного опыта в создании средств выведения и школы ракетного двигателестроения, поэтому они активно ищут партнеров.
Что касается Китая, там несколько иная ситуация. Это особенный рынок, в большей степени ориентированный на копирование существующих решений. Хотя с точки зрения стратегического взаимодействия Китай может рассматриваться как партнер в реализации совместного проекта по созданию ракеты, скажем, сверхтяжелого класса. В этом плане у нас есть что предложить, тот же двигатель РД-171 либо модернизированный двигатель с тягой до тысячи тонн.
- О каких-то закупках со стороны Китая речи сегодня не идет?
- Схема, которую мы реализуем с американскими компаниями, изготавливая двигатели здесь и отправляя их в США с Китаем не реализуема. С нашей точки зрения — один из возможных вариантов, что мы по их заказу разработаем новый двигатель и продадим им. Он тоже обсуждается с китайскими коллегами, но здесь важно наладить системное сотрудничество в рамках масштабных проектов, и дальше уже принимать решения.
- Но проект с США в любом случае не может продолжаться вечно...
- Американцев тоже можно понять, они на наших двигателях запускают спутники, в том числе и в интересах министерства обороны, и органов национальной безопасности. Естественно, что любое государство будет стремиться к независимому доступу к космосу. Мы это прекрасно понимаем, но вместе с тем осознаем, что наши двигатели по сочетанию надежности и качества не имеют конкурентов на американском рынке.
- Компания S7 занимается реанимацией проекта "Морской старт". Связывались ли их представители с НПО Энергомаш?
- Мы находимся в режиме консультаций. Сделка по покупке "Морского старта", закрыта, сейчас активно обсуждается, что можно запускать с этой платформы. В том числе обсуждаются и поставки двигателей РД-171, и последующее использование для запуска модернизированного варианта ракеты "Союз-5".
- Каких-то контактов по линии ракетного двигателестроения с Украиной сейчас нет?
- Нет ни контактов, ни обсуждений, и не думаю, что они возможны.
- На какой стадии находятся работы по РД-171МВ? Когда завершатся испытания, и он пойдет в серию?
- В феврале мы закончили эскизное проектирование и передали результаты заказчику. Сейчас находимся в активной фазе разработки модернизируемых элементов двигателя. Параллельно идет разработка технологических процессов.
Кроме того, одним из самых серьезных и масштабных направлений работы для нас является переход на "цифру" при проектировании этого двигателя, который должен закончиться в 2019 году.
Параллельно ведется работа по подготовке производства и разработке средств оснащения. Перед нами стоит задача в 2021 году поставить первый двигатель для летных испытаний. Объем выполненных работ позволяет сегодня говорить о том, что мы уложимся в поставленные перед нами сроки.
- Он сильно отличается от РД-171?
- Я бы не сказал, что речь идет о глубокой модернизации. Обновления касаются совершенствования двигателя с точки зрения его надежности и качества. На нем будут осуществляться пилотируемые полеты, кроме того в последующем предполагается его использование для ракеты сверхтяжелого класса, что требует усиления в двигателе целого ряда элементов. Полностью меняется система топливного регулирования, поскольку у нее будут несколько иные условия эксплуатации, меняются рулевые приводы. Это основные решения. Все остальное в большей мере заимствуется из предыдущей версии.
- Расскажите о создаваемом в России холдинге ракетного двигателестроения?
- В октябре 2016 года наблюдательным советом ОРКК и в феврале 2017 года правлением ГК "Роскосмос" утверждена программа стратегических преобразований предприятий ракетного двигателестроения. В соответствии с ней создана интегрированная структура, которая объединит ведущие двигателестроительные предприятия России. Всего, в её состав войдут семь предприятий с головной организацией НПО Энергомаш. Сегодня в НПО уже входят: АО "Конструкторское бюро химавтоматики" и ПАО "Протон — Пермские Моторы". В середине этого года к интегрированной структуре присоединится Конструкторское бюро химического машиностроения и Воронежский механический завод (сейчас завершается их выделение активов из ГКНПЦ имени М.В.Хруничева), а также ФГУП "НИИмаш" (Нижняя Салда) и воронежский АО "Турбонасос".
Если говорить о том, почему НПО Энергомаш станет головным предприятием, то этому есть несколько объяснений. Во-первых, НПО Энергомаш – наиболее финансово устойчивое предприятие. Кроме того, это установление некой исторической справедливости, потому что именно в этих стенах начиналось все отечественное ракетное двигателестроение, формировались его история и традиции. Набсовет ГК Роскосмос утвердил это решение в апреле 2018 года.
- Что дает государству создание такой структуры?
- Прежде всего, это объединение и перераспределение ресурсов. Общеизвестная проблема в отрасли – переразмеренность предприятий, значительное количество избыточных мощностей, которые используются неэффективно. Это требует серьезной работы по оптимизации, выстраиванию совершенно новой внутренней кооперации, потому что каждое предприятие создавалось по принципу замкнутого контура. Литейные, штамповочные, кузнечные, инструментальные цеха этих предприятий загружены максимум на 50 процентов. Речь идет о том, что нужно создавать центры компетенции, ликвидировать избыточные мощности и идти по пути создания более дешевого производства с минимизацией накладных расходов, иначе мы будем просто неконкурентоспособны.
- Основная задача холдинга – развивать конкурентоспособность с мировыми компаниями по стоимости продукции, объему затрат и скорости создания конструкций.
- Вторая задача – объединение конструкторских ресурсов. Есть дисбаланс. Если брать НПО Энергомаш, то основной заработок предприятия – это экспортные поставки, на НИОКРах мы зарабатываем немного. А в КБХА и КБХМ этот баланс составляет примерно 50 на 50. Сейчас создается единая платформа, позволяющая конструкторам из разных городов объединять усилия и реализовывать совместные проекты, не находясь рядом. Но здесь важно подчеркнуть, что несмотря на то, что конструкторы будут решать общие задачи, конструкторские школы, созданные В.П.Глушко (НПО Энергомаш), С.А. Косбергом (КБХА) А.М.Исаевым (КБХМ) будут сохранены автономно. Это достояние ракетного двигателестроения, которое необходимо хранить и поддерживать.
- Государство оказывает помощь по проектам модернизации предприятий?
- Есть целый ряд проектов, заложенных в ФКП. Сегодня остро стоит вопрос по использованию заработанных за счет экспорта средств. Пока эта возможность у нас есть, и мы находимся в благоприятном периоде, нужно использовать эти ресурсы для развития.
- Сейчас много говорят о полетах на Марс. НПО Энергомаш работает в этом направлении?
- Мы изучаем все возможные варианты. К тому же ракета сверхтяжелого класса кроме задач, по освоению Луны, рассматривается, в том числе и для полетов к дальним планетам.
