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 Института статистических исследований и экономики знаний (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 (подробнее об этих технологиях и прогнозируемых оценках рынков смотрите в новом выпуске трендлеттера ИСИЭЗ).

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 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 Мониторинг глобальных технологических трендов, Форсайт и дорожные карты развития нанотехнологийи «Долгосрочный прогноз научно-технологического развития РФ до 2030 года». Их разработкукоординировали 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.