¡ПИ … · Web view2012/07/12  · Анализ мирового рынка гражданских самолетов (рис. 2) показывает, что в структуре

Технологическая платформа«Авиационная мобильность и авиационные технологии»

Стратегическая программа исследований

Версия 1.0

Февраль 2012 года

Содержание

Номер и наименование раздела Страница

Введение 3

Раздел 1 Текущие тенденции и прогноз развития рынков в сфере деятельности платформы

5

Раздел 2 Текущие тенденции и прогноз развития технологий в сфере деятельности Технологической платформы.

13

Раздел 3 Направления исследований и разработок, наиболее перспективные для развития в рамках платформы

23

Раздел 4 Тематический план работ и проектов платформы в сфере исследований и разработок

27

2

ВВЕДЕНИЕ

Стратегической целью формирования Технологической платформы «Авиационная мобильность и авиационные технологии» является создание технологического базиса радикального улучшения показателей авиационной подвижности населения, увеличения объема грузоперевозок и авиационных работ в интересах различных отраслей российской экономики.

Задачи технологической платформы:

организация открытой постоянно действующей межотраслевой коммуникационной площадки для обсуждения, идентификации, формирования спроса и организации высокотехнологичных проектов создания и модернизации авиационной техники и других технических средств воздушного транспорта;

разработка скоординированной программы исследований и разработок, проводимых научно-исследовательскими организациями и коллективами в интересах реализации проблемно-ориентированных проектов, определенных органами управления технологической платформы;

внедрение системы оценки уровней готовности технологий, организация эффективного трансфера «прорывных» технологий в практическую деятельность компаний – разработчиков, производителей и потребителей техники;

синхронизация финансирования исследований и разработок со стороны государства и бизнеса для концентрации государственного и внебюджетного финансирования на наиболее значимых, ключевых технологических направлениях, организация частно-государственного инвестиционного партнерства в области развития авиационной техники и воздушного транспорта;

коммерциализация разработанных технологий, практическое внедрение технологий, способных повысить уровень авиационной подвижности, физической и экономической доступности пассажирских и грузовых авиационных перевозок для населения и хозяйствующих субъектов страны;

формирование потребности в кадровом обеспечении высокотехнологичных областей создания и использования авиационной техники и других средств воздушного транспорта, содействие в подготовке кадров по авиационным специальностям.

3

содействие разработке норм, правил и стандартов государственного регулирования, ускоряющих инновационные процессы, стимулирующие выведение новых продуктов и услуг на рынок воздушных перевозок;

организация трансферта технологий, созданных в рамках Технологической платформы, в другие отрасли;

гармонизация развития авиационных технологий в России с соответствующими направлениями работ в рамках зарубежных технологических инициатив.

Организациями-инициаторами образования ТП «Авиационная мобильность и авиационные технологии» стали:

• ФГУП «Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н. Е. Жуковского» (ФГУП «ЦАГИ»),

• ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем» (ФГУП «ГосНИИАС»),

• ФГУП «Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И.Баранова» (ФГУП «ЦИАМ»),

• ФГУП «Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации» (ФГУП «ГосНИИ ГА»).

Организации-инициаторы согласились с тем, чтобы координатором платформы был определен ФГУП «Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н. Е. Жуковского».

В последующем к Технологической платформе присоединились организации, представляющие авиационный бизнес (авиакомпания «Аэрофлот», группа компаний «Волга-Днепр»), промышленность (ГК «Ростехнологии», ОАК, «Вертолеты России», ОДК, концерн «Авиаприборостроение», Концерн ПВО «Алмаз – Антей»), ВУЗы (МАИ) и другие организации. Всего к настоящему времени Технологическая платформа насчитывает 42 организации-участниц.

4

Раздел 1Текущие тенденции и прогноз развития рынков в сфере деятельности

платформы

В сфере деятельности платформы находятся рынки гражданской авиационной техники – внешний и внутренний. Рассмотрение текущих тенденция и прогноза развития этих рынков актуально как по причине того, что за счет внедрения отечественных технологий, разрабатываемых в рамках деятельности Технологической платформы, планируется увеличения доли гражданской продукции российского авиапромышленного комплекса на мировом рынке авиационной техники, так и в связи с необходимостью радикального повышения авиационной мобильности населения нашей страны.

Мировой рынокТекущее состояние мирового рынка финальной продукции гражданского авиастроения

характеризуется, прежде всего, тем, что годовой объем продаж на этом рынке приблизился к уровню 98 млрд. долл. Гражданский сегмент является превалирующим на мировом рынке авиационной техники, на его долю приходится примерно 75% от общего годового объема выручки от продаж на мировом рынке финальной продукции авиастроения – в три раза больше, чем выручка от продаж военной техники (рис.1).

Рис.1.Абсолютно преобладающей на мировом рынке гражданской авиатехники является

продукция самолетостроения, на долю которой приходится 96% объема этого рынка (94 млрд. долл.). Соответственно, вертолетной технике гражданского назначения принадлежит только около 4% мирового рынка – 3,7 млрд. долл.

Мировой рынок гражданских самолетов Анализ мирового рынка гражданских самолетов (рис. 2) показывает, что в структуре

продаж около 72% от их общего объема приходится на магистральные самолеты. В денежном выражении – это 66,5 млрд. долл. Вторая по величине доля рынка продукции гражданского

5

самолетостроения (19,7 млрд. долл., или примерно 21%) приходится на самолеты деловой и частной авиации. На самолеты регионального класса приходится только 7% от всего объема рассматриваемого рынка, или 6,7 млрд. долл.

Рынок магистральных самолетов объединяет два основных сегмента – узкофюзеляжные (примерно 38 млрд. долл.) и широкофюзеляжные самолеты (28,5 млрд.долл). Рынок региональных самолетов также имеет два основных структурных элемента – сегмент турбореактивных самолетов и сегмент турбовинтовых самолетов. Объем первого сегмента – 4,4 млрд. долл., объем сегмента турбовинтовых региональных самолетов составил 2,3 млрд. долл.

Рис. 1.1. Объем и структура мирового рынка гражданских самолетов в 2010 г.

Ожидается, что к 2025 г. объем мирового рынка финальной продукции гражданского авиастроения увеличиться более чем в два раза и превысит уровень 200 млрд. долл. (в ценах 2010 г.). Сегмент магистральных и региональных самолетов, предназначенных для коммерческой эксплуатации (т.е. без самолетов деловой и частной авиации) приблизится к уровню 190 млрд. долл. Как и в настоящее время, преобладающая доля рынка будет принадлежать магистральным самолетам. Объем продаж пассажирских и грузовых самолетов в этом сегменте составит, согласно прогнозу, 168,2 млрд. долл. Объем рынка региональных самолетов превысит 20 млрд. долл. (табл. 1).

Таблица 1.Прогноз динамики мирового рынка магистральных и региональных самолетов в стоимостном

выражении, млрд. US$ 2010  2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Магистральные 72,7 85,8 91,5 99,6 104,9 110,3 116,0 121,9 127,6 134,0 140,4 146,9 153,6 160,5 168,2

Региональные 8,9 9,6 10,4 11,0 11,7 12,5 13,3 14,1 14,9 15,8 16,8 17,8 18,8 19,9 21,1

Всего 81,6 95,4 101,9 110,6 116,7 122,8 129,3 135,9 142,6 149,8 157,2 164,7 172,4 180,4 189,3

В сегменте пассажирских самолетов магистрального и регионального, предназначенных для коммерческой эксплуатации, в период до 2020 г. произойдет важный структурный сдвиг – в структуре продаж доля широкофюзеляжных самолетов станет преобладающей над долей узкофюзеляжных магистральных самолетов (рис.3).

6

94 млрд. долл.66,5 млрд. долл.6,7 млрд. долл.

Рис. 3. Прогноз спроса на пассажирские самолеты (в ценах 2010 г.)

Конкуренция на рынке гражданских коммерческих самолетов будет усиливаться как за счет создания новых типов самолетов как традиционными производителями и поставщиками самолетов этого класса на мировой рынок, так и благодаря появлению на рынке финальной продукции новых производителей.

Прогноз объема поставок продукции российского гражданского самолетостроения в денежном выражении предусматривает в оптимистическом варианте увеличение поставок на мировой рынок с текущего уровня 427 млн. долл. до почти 16 млрд. долл. к 2025 г., т.е. почти в 40 раз. Это обеспечит увеличение российской доли на рынке гражданского самолетостроения с уровня 0,4% до примерно 6,7%.

Если же оценивать долю мирового рынка и динамику изменения этой доли в сегментах российской специализации (региональные и магистральные самолеты), то в течение прогнозного периода российская доля возрастет с 0,5% до 8,4% (рис.4).

Рис. 4. Прогноз развития мирового рынка магистральных и региональных самолетов до 2025 года и доля России на этом рынке

7

Внутренний рынок гражданских самолетовВ настоящее время на внутреннем рынке продукции гражданского самолетостроения

преобладают поставки самолетов зарубежного производства. По итогам 2011 г. доля поставок отечественной авиатехники на внутренний рынок составила около 13%. Согласно прогнозам, в России ожидается высокий рост спроса на авиаперевозки и, следовательно, на авиационную технику.

Доля отечественной продукции в общем объеме поставок гражданских самолетов на внутренний рынок будет возрастать (табл. 2). В денежном выражении объем внутреннего рынка магистральных и региональных самолетов к 2025 г. возрастет до почти 10 млрд. долл. (примерно 5% соответствующего сегмента мирового рынка). Доля отечественной продукции в этом объеме должна приблизится к 70% (оптимистический прогноз). Ожидается, что особенно динамично доля отечественной авиатехники на внутреннем рынке будет расти после 2020 г., что связано с ожидаемым продвижением на внутренний рынок «Самолета 2020».

Таблица 2Прогноз динамики внутреннего рынка магистральных и региональных самолетов в стоимостном

выражении, млрд. US$ 2010  2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Магистральные 2,066 2,461 2,892 3,131 3,970 4,051 4,013 4,228 5,354 5,491 6,048 5,247 7,031 7,569 8,844

Региональные 1,053 0,958 0,902 0,867 0,844 0,787 0,729 0,890 0,814 0,874 0,642 0,798 0,845 1,022 1,118

Всего 3,119 3,419 3,794 3,997 4,814 4,837 4,743 5,118 6,168 6,365 6,691 6,046 7,876 8,591 9,962

Рис. 1.3. Прогноз развития внутреннего российского рынка магистральных и региональных самолетов до 2025 года и доля России на этом рынке

Мировой рынок гражданских вертолетов

8

Объем мирового рынка продукции гражданского вертолетостроения по оценке Frost&Sullivan достиг в 2010 г. уровня 6,496 млрд. долл., что составляет примерно 34% от общего годового объема мирового рынка финальной продукции вертолетостроения. Поставки гражданских вертолетов по классам в стоимостном выражении составили: легкие – 3,447 млрд. долл. (53,4%), промежуточного класса – 1,675 млрд. долл. (25,8%), средние – 1,331 млрд. долл. (20,8%), сверхтяжелые – 0,022 млрд. долл. (0,4%), поставок вертолетов тяжелого класса не было (рис 2.1).

легкие53.06%

Промежуточные25.79%

Средние20.81%

Сверхтяжелые0.34%

6,496 млрд. долл.

Рис 2.1. Объем и структура мирового рынка гражданских вертолетов в 2010 г.

В период с 2011 по 2020 гг. прогнозируется рост поставок гражданских вертолетов на рынок, связанный, прежде всего, с заменой стареющего парка вертолетов предыдущего поколения. Другой причиной роста является восстановление рынка после кризиса 2008-2010 гг. Одновременно прогнозируется увеличение объема продаж в стоимостном выражении за счет закупок более дорогостоящих вертолетов новых поколений (рис. 2.2).

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 20250.000

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000

Легкие Промежуточные СредниеТяжелые Сверхтяжелые

Рис. 2.2. Прогноз динамики мирового рынка гражданских вертолетов по сегментам

В период до 2025 г. ожидается рост рынка гражданской продукции вертолетостроения и достижение уровня около 20 млрд. долл. (табл. 2.3). Прогнозируются более высокие темпы роста в сегментах промежуточных, средних и легких вертолетов, что объясняется ростом потребностей в корпоративном и частном секторах, а также в добывающих отраслях промышленности и службах экстренной помощи и охраны правопорядка.Уровень конкуренции в отрасли усилится за счет выхода на рынок новых производителей Китая, Индии, а также создания техники нового поколения «традиционными» европейскими и американскими поставщиками. Возможно также продолжение консолидации в отрасли (слияний и поглощений).Прогноз объема поставок продукции российского гражданского вертолетостроения в денежном выражении (табл. 2.4) предусматривает увеличение поставок на мировой рынок с ожидаемого в 2011 г. уровня 599 млн.

9

долл. до почти 2,2 млрд. долл. к 2025 г., т.е. в 3,7 раза. Это должно обеспечить увеличение российской доли на растущем рынке гражданских вертолетов с текущего уровня 7,4% до 11,4%. Следует учитывать, что прогнозы в области вертолетного рынка традиционно имеют меньшую глубину (5-10 лет), поэтому оценки периода после 2020 года носят ориентировочный характер и основаны на усреднении тенденций предыдущего периода (рис. 2.3). Часть вертолетных программ (МЦВ 4.5, ПТВ, ПСВ) в настоящее время находятся на ранних этапах развития, технический облик вертолетов определен в самом общем виде, поэтому также ориентировочными являются оценки выручки от их поставок на рынок.

Таблица 2.3Прогноз динамики мирового рынка гражданских вертолетов в стоимостном выражении, млрд. US$

2010 Сегмент 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Легкие 3,498 3,647 4,088 4,585 5,02 5,353 5,522 5,782 5,853 6,027 6,598 6,9 7,202 7,504 7,806

Промежуточные 2,405 2,526 2,586 2,886 3,247 3,648 3,937 4,213 4,24 4,357 4,78 5,03 5,28 5,53 5,78

Средние 2,052 2,245 2,479 2,906 3,057 3,287 3,544 3,653 3,73 3,817 4,22 4,428 4,636 4,844 5,052

Тяжелые 0,074 0,076 0,107 0,188 0,373 0,5 0,591 0,65 0,639 0,66 0,828 0,909 0,989 1,069 1,15

Сверхтяжелые 0,0757 0,079 0,105 0,107 0,094 0,123 0,103 0,167 0,159 0,159 0,131 0,136 0,14 0,145 0,15

Всего 8,1047 8,573 9,365 10,672 11,791 12,911 13,697 14,465 14,621 15,02 16,557 17,403 18,247 19,092 19,938

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 20250

5

10

15

20

25

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

7.4%3.9%

7.4% 9.6% 8.7% 9.5% 9.5% 9.5% 10.2% 11.0% 10.6% 10.9% 10.7% 10.7% 11.4%

Суммарный объем мирового рынка гражданских вертолетовОбъем продаж гражданских вертолетов производства "Вертолеты России"Доля "Вертолеты России" в суммарном объеме

Рис. 2.3. Прогноз развития мирового рынка гражданский вертолетов до 2025 года и доля России на этом рынке

Внутренний рынок гражданских вертолетовВ 2010 г. на российский рынок было поставлено 50 вертолетов на общую сумму 272,45 млн. долл., из них поставки ОАО «Вертолеты России» составили 34 вертолета на сумму около 247,25 млн. долл. (рис. 2.4). Таким образом, по итогам 2010 года компания заняла 90,8% российского рынка гражданских вертолетов. По классам вертолетов поставки распределились следующим образом: легкие вертолеты – 25,196 млн.

10

долл. (9,2%), средние вертолеты - 247,25 млн. долл. (90,8%). В связи с кризисом рынок, по нашему мнению, был ниже прогнозируемого.

легкие9%

средние91%

272,45 млн. долл.

Рис. 2.4. Объем и структура внутреннего рынка гражданских вертолетов в 2010 г.

В период до 2025 г. ожидается рост рынка гражданской продукции вертолетостроения и достижение уровня около 1,4 млрд. долл. (табл. 2.7).В гражданском парке основная замена вертолетов по фактору естественного списания предполагается в классе лёгких и средних вертолётов. В период с 2011 по 2020 гг. прогнозируется рост поставок гражданских вертолетов на рынок в сегментах легкого и промежуточного класса, связанный, прежде всего, с ростом потребностей в корпоративном и частном секторах, а также в добывающих отраслях промышленности и службах экстренной помощи и охраны правопорядка. Часть спроса будет обеспечена потребностями в замене списываемых вертолетов среднего класса (в основном, Ми-8Т). После 2020 года ожидается значительный отход среднего класса, который должен быть покрыт поставками новых машин (рис. 2.5). Уровень спроса на тяжелые и сверхтяжелые вертолеты будет незначительным и останется, примерно, на одном уровне в течение всего периода.Прогнозируется увеличение объема продаж в стоимостном выражении за счет закупок более дорогостоящих вертолетов новых поколений.

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 20250

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

Легкие Промежуточные СредниеТяжелые Сверхтяжелые

Рис. 2.5. Прогноз динамики российского рынка гражданских вертолетов по сегментам

Уровень конкуренции в сегменте усилится за счет планируемого вступления России в ВТО, предложения европейскими и американскими поставщиками на рынок моделей легкого, промежуточного и тяжелого классов, особенно в период до 2015 г.Прогноз объема поставок продукции российского гражданского вертолетостроения в денежном выражении (табл. 2.8) предусматривает увеличение поставок на внутренний рынок с ожидаемого в 2011 г. уровня 358

11

млн. долл. до 947 млн. долл. К 2020 г. и 1,25 млрд. долл. в 2025 г., то есть в 2,4-3,3 раза. Это должно обеспечить поддержание российской доли на растущем рынке гражданских вертолетов на уровне 85-90%. Спад в 2012 году не носит системного характера, а вызван конъюнктурой рынка по ряду контрактов (сверхплановое увеличение поставок военных вертолетов типа Ми-8/17, контракт по Ми-171 с «ЮТэйр» и др.). Прогнозируемое некоторое снижение доли ОАО «Вертолеты России» на рынке до 2014 года вызвано отсутствием готовых к поставке вертолетов Ка-226Т, Ансат, Ка-62 и Ми-38 (при наличии спроса на вертолеты этих классов).

Таблица 2.7.Прогноз динамики внутреннего рынка гражданских вертолетов в стоимостном выражении,

млрд. US$ 2010  2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025

Легкие 0,135 0,171 0,168 0,243 0,234 0,219 0,207 0,156 0,159 0,27 0,264 0,258 0,27 0,27 0,27

Промежуточные 0,024 0,032 0,024 0,096 0,112 0,152 0,208 0,208 0,168 0,216 0,168 0,184 0,144 0,208 0,184

Средние 0,363 0,264 0,407 0,462 0,429 0,396 0,396 0,396 0,33 0,352 0,33 0,44 0,572 0,572 0,748

Тяжелые 0,068 0,085 0,068 0,051 0,136 0,204 0,238 0,153 0,153 0,136 0,17 0,17 0,102 0,102 0,119

Сверхтяжелые 0 0 0,0379 0,0379 0,0379 0,0379 0,0379 0,0757 0,0795 0,1211 0,0416 0,0795 0,0416 0,0416 0,0795

Всего 0,59 0,552 0,7049 0,8899 0,9489 1,0089 1,0869 0,9887 0,8895 1,0951 0,9736 1,1315 1,1296 1,1936 1,4005

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 20250

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

61%

40%

59%

77%83%

86%

71%

79%

87% 86% 88%90% 92%

88% 90%

Суммарный объем внутреннего рынка гражданских вертолетовОбъем продаж гражданскихх вертолетов производства "Вертолеты России"Доля "Вертолеты России" в суммарном объеме рынка

Рис. 2.6. Прогноз развития внутреннего российского рынка гражданских вертолетов до 2025 года и доля России на этом рынке

12

Раздел 2 Текущие тенденции и прогноз развития технологий в сфере деятельности

Технологической платформы.

Для обеспечения перехода отечественной промышленности, в том числе и авиастроительной, на инновационный путь развития и развития конкурентоспособности необходим целый комплекс мероприятий, одно из которых - организация процесса формирования согласованного видения технологического будущего России у всех участников этого процесса: государства, бизнеса, науки, общества, чтобы совместными усилиями пытаться реализовать поставленные цели.

Адекватным инструментом для реализации поставленной задачи представляется используемый практически во всех развитых и многих развивающихся странах Форсайт. Методология Форсайта направлена на создание общего у участников видения будущего, которое стремятся поддержать все заинтересованные стороны своими сегодняшними действиями. Концепция современного Форсайта базируется на: заинтересованности участников заниматься предвидением своего будущего; готовности их к сотрудничеству; понимании ими необходимости сконцентрироваться на долгосрочной перспективе; желании объединить усилия и ресурсы; создании координирующей структуры, помогающей прийти к консенсусу.

На федеральном уровне система прогнозирования закреплена в качестве одного из основных инструментов разработки долгосрочных стратегических планов и программ. Работу в области прогнозирования осуществляет ряд федеральных министерств: Министерство экономического развития РФ, Министерство образования и науки РФ. Собственные проекты по прогнозированию рынков ведут отдельные компании (Роснано, Росатом, РусГидро и пр.).

Министерство промышленности и торговли Российской Федерации также приступило к разработке Промышленного и технологического форсайта Российской Федерации на долгосрочную перспективу, исследования в рамках которого будут проводиться в течение 2011-2012 гг.

Форсайт является эффективной коммуникационной площадкой для лиц, готовящих и принимающих решения (представителей министерств и ведомств, организаций бизнеса, научных организаций и экспертов).

13

ПРИОРИТЕТЫ РАЗВИТИЯ И ОБЛИК БУДУЩИХ ЛА

Облик летательных аппаратов, включая схемные и компоновочные решения, а также используемые тип конструкции и силовой установки, формируется в основном под влиянием требований безопасности эксплуатации и достижения высоких технико-экономических/тактико-технических характеристик. В области коммерческой авиации главными приоритетными качествами ЛА являются:

- надежность, в том числе обеспечение приемлемых аэродинамических характеристик на больших углах атаки и других критических режимах, в условиях обледенения, обеспечение высокой эффективности органов управления, вихревой безопасности в районе аэропорта и при полете на эшелонах высоты;

- экономичность эксплуатации, которая часто выражается в уровне себестоимости авиаперевозок.

В последнее время все более значительное влияние на конкурентоспособность ЛА гражданской авиации оказывают экологические характеристики (выбросы вредных веществ в атмосферу, шум на местности и внутри кабины) и эта тенденция в будущем будет только укрепляться.

Для ЛА военного назначения главными приоритетами являются показатели эффективности боевого применения, такие как высокая скорость, маневренность, многорежимность за счёт адаптивности конструкции, возможность низковысотного полёта, применение высокоточного и гиперзвукового ракетного вооружения. Одной из основных тенденций развития боевой авиации стала роботизация создаваемых авиационных комплексов, разработка беспилотных ЛА различного назначения.

К настоящему времени сформированы достаточно хорошо отработанные компоновки, которые определяют традиционный облик летательных аппаратов. Например, в классе дальних магистральных самолетов классическая схема планера с суперкритическим крылом большого удлинения позволяет реализовать высокий уровень аэродинамического качества (Кмах= 20-22). Эволюционные способы увеличения качества в рамках классической схемы близки к исчерпанию, так как ни дальнейшее увеличение удлинения трапециевидного крыла, ни оптимизация его геометрических обводов, ни меры по снижению волнового сопротивления, являющегося достаточно малым, не могут обеспечить желаемого уровня улучшения летно-технических характеристик.

К наиболее эффективным средствам дальнейшего развития ЛА классической схемы (впрочем как и ЛА других схем) можно отнести расширение использования композиционных материалов в нагруженных частях конструкции планера, что позволит повысить весовое совершенство, некоторый эффект может быть получен в результате оптимизации расположения двигателей и совершенствования взлетно-посадочной механизации.

В связи с этим в перспективе следует ожидать повышение внимания к исследованиям нетрадиционных компоновок летательных аппаратов главный, принцип формирования которых связан с процессом интеграции. Интеграция может объединять крыло и фюзеляж в направлении развития крыла (схема «летающее крыло») или в направлении развития фюзеляжа (схема с

несущим фюзеляжем). Видоизменяться может и конфигурация силовой установки, глубже интегрируясь с компоновкой планера, как это предполагается, например, в схеме с распределенной силовой установкой.

Актуальной для отечественного авиастроения может стать задача создания в период 2020-2030 годов дальнемагистральных самолетов нового поколения (ДМС). В качестве одной из наиболее перспективных конфигураций ДМС может рассматриваться схема «летающее крыло».

14

Преимуществом данной схемы является повышенное аэродинамическое качество, которое в силу геометрических особенностей компоновки самолета может составлять 22.5-24 единицы. Кроме того, схема «летающее крыло» дает уникальную возможность экранирования шума двигателей, если их расположить на верхней поверхности крыла вблизи задней кромки. Снижение суммарного по трем контрольным точкам уровня шума за счет реализации «малошумной» компоновки может составить 30 - 35 EPNдБ.

Определенными положительными свойствами могут обладать схемы самолета с сочлененным крылом, такое схемное решение может позволить при приемлемых весовых издержках заметно увеличить размах крыла, что снижает индуктивное сопротивление самолета.

История развития гражданской авиационной техники показывает, что в определенные периоды мирового развития, характеризуемые резким ростом цен на углеродные топлива, возрастает интерес к винтовым магистральным самолетам. Применение винтовой силовой установки может обеспечить экономию расхода топлива, но при этом проблемными становятся вопросы обеспечения надежности силовой установки, высокой скорости крейсерского полета и допустимого шума внутри пассажирской кабины и распространения шума

на местности. В перспективе можно ожидать кардинальных сдвигов в области улучшения эксплуатационных характеристик винтовых силовых установок, что связано с разработкой перспективных технологий open rotor (силовая установка с открытым винтом).

В конструкции будущих ЛА могут быть реализованы технические решения, полученные в результате исследований в принципиально новой области, связанной с поиском и отработкой технологий управления течениями с помощью усовершенствования известных или применения новых физических принципов, таких как использование локального выдува/отсоса воздуха, микроэлектромеханических устройств, различных разрядов, морфных конструкций.

Соответствующие технологии могут использоваться, например, для уменьшения аэродинамического сопротивления (в т.ч. путем ламинаризации обтекания), для активного управления обтеканием ЛА, адаптации ЛА к изменяющимся условиям полета, уменьшения шума на местности и выброса вредных веществ в атмосферу, снижения уровня звукового удара. Исследования данных технологий находятся на первых уровнях готовности, поэтому их практическое применение можно ожидать только в среднесрочной и дальней перспективе.

Эксплуатационные свойства и надежность авиационной техники неразрывно связаны также с применяемыми материалами и типом конструкции. В этих областях также имеется достаточное число альтернативных решений.

Анализ тенденций развития самолетов деловой авиации показывает, что мировое авиастроение близко к освоению нового типа транспорта для деловых поездок - сверхзвукового делового самолета (СДС).

Завершение эксплуатации сверхзвуковых пассажирских самолетов Concorde лишило возможности совершать быстрые перелеты авиапассажирам, для которых фактор времени является достаточно важным или престижным. Исследования рынка показывают, что сверхзвуковой деловой самолет может пользоваться популярностью даже при его значительно более высокой по сравнению с дозвуковыми аналогами цене.

15

Основные технические проблемы СДС будут связаны с вопросами обеспечения приемлемых летно-технических характеристик самолета при выполнении перспективных достаточно жестких требований к авиаэкологии. Главные факторы, определяющие облик СДС, вытекают из необходимости снижения до допустимых уровней звукового удара при полете со сверхзвуковой скоростью и шума на местности при выполнении взлета и посадки. Характерной особенностью аэродинамической компоновки СДС является вытянутая в продольном направлении форма самолета, различной может быть форма крыла в плане (крыло большой стреловидности или малой стреловидности), схема размещения горизонтального оперения (нормальная схема и схема утка) и двигателей. Требование обеспечения допустимого уровня шума на местности приводит к компоновочным решениям по интеграции планера и двигателей СДС, в которых элементы компоновки планера экранируют распространение шума двигателей.

Преимуществом трапециевидного крыла малой стреловидности может являться использование аэродинамических профилей, обеспечивающих при сверхзвуковой скорости

естественное ламинарное обтекание почти на 80% хорды (технология Natural Laminar Flow), что приводит к существенному снижению сопротивления трения.

Конструктивно-силовая схема крыла СДС будет ориентирована на широкое применение композиционных материалов и перспективных металлических сплавов с улучшенными свойствами.

Важным, приоритетным направлением развития авиации станет создание гиперзвуковых ЛА. Одной из тенденций развития аэрокосмической техники является применение крылатых возвращаемых ступеней в многоразовых вертикально стартующих ракетных системах выведения на орбиту. В ближней перспективе развитие гиперзвуковых ЛА будет связано с разработкой крылатых возвращаемых ступеней, актуальными могут стать направления разработки авиационно-космических систем (АКС, типа МАКС), а также ступенчатых аэрокосмических систем с ЖРД для межконтинентальных перелетов. К этому классу также могут быть отнесены туристические суборбитальные системы, предназначенные для кратковременного выхода на космические высоты.

В более отдаленной перспективе можно ожидать разработку административных или специальных типов гиперзвуковых ЛА с крейсерским числом М не более 6 (полет с использованием ПВРД). Может ставиться задача разработки АКС типа МИГАКС с гиперзвуковым самолетом-разгонщиком с ПВРД (с числом М разделения до 6). В настоящее время полет одноразовых аппаратов с ПВРД является освоенным. Для создания

16

многоразовых изделий, совершающих длительный полет с ПВРД, необходима отработка новых образцов конструкции, включая «горячую» или охлаждаемую.

В отдаленной перспективе (после 2030 года) можно ожидать появления пассажирских гиперзвуковых самолетов с крейсерским числом М > 6 (полет с использованием ГПВРД), а также одноступенчатых ВКС типа Ту-2000 и NASP с многорежимным ГПВРД. Другим актуальным направлением дальней перспективы может являться разработка аппаратов, предназначенных для спуска в атмосфере других планет.

Тенденции развития винтокрылых ЛА гражданского применения будут определяться стремлением приблизиться на данном типе авиационной техники к уровню самолетов региональной авиации. Одним из средств достижения данной цели является разработка

перспективных скоростных вертолетов (ПСВ) с крейсерской скоростью 450-490 км/час и ЛА конвертируемых схем. Технологическая база для создания перспективных скоростных вертолетов, предусматривающая радикальные изменения в облике аппарата, находится в состоянии разработки, поэтому период внедрения в эксплуатацию скоростных аппаратов подобного

типа вероятнее всего наступит после 2020 года. В качестве возможных схемных решений ПСВ рассматриваются варианты, как с одновинтовым, так и соосным несущим винтом. Характерной особенностью ПСВ может являться наличие толкающего винта, создающего дополнительную тягу.

В ближней перспективе, можно ставить задачу разработки отечественного вертолета с увеличенной крейсерской скоростью полета. Несущая система вертолета, состоящая из одиночного винта, имеющего усовершенствованные аэродинамическую компоновку лопастей и втулку, будет включать газоструйную систему с управляемым вектором тяги для компенсации реактивного момента (газоструйная система создания пропульсивной силы). Указанные технологии, в основном доведенные до высокой степени готовности, позволят увеличить крейсерскую скорость полета до 350 – 400 км/час и обеспечат дальность полета 600 – 700 км.

Россия как страна, с наиболее протяженной территорией, имеет ряд особенностей выполнения авиационной деятельности, так как в разных регионах страны значительно отличается рельеф местности, велики различия в климатических условиях, значительная часть территории России (~60%) находится в зоне вечной мерзлоты. В таких условиях достаточно сложно обеспечить авиационную мобильность, особенно в удаленных или труднодоступных населенных пунктах,

актуальность этой проблемы многократно усиливается в тех случаях, когда авиация является единственным видом транспорта. Поэтому для отечественного авиастроения особенно важны специфические задачи разработки авиационной техники, эффективно функционирующей в условиях отсутствия развитой наземной инфраструктуры. Кроме традиционной вертолетной техники к данному типу ЛА относятся амфибийная авиатехника (самолеты, вертолеты) и ЛА безаэродромного базирования, включая самолеты с шасси высокой проходимости или шасси на воздушной подушке. К числу актуальных направлений развития данного типа ЛА можно

17

отнести исследования по отработке компоновочных решений, интегрирующих воздушную подушку в конструкцию планера.

Множественность решений в области схем ЛА, конфигурации силовой установки, используемых материалов и типов конструкции образует неоднозначность в облике будущих ЛА. На рисунках приведены ключевые точки ветвления, на пути создания перспективных магистральных самолетов, винтокрылых ЛА и гиперзвуковых ЛА.

Выбор тех или иных типов ЛА, решений по их облику будет определяться сроками создания перспективных образцов авиационной техники, а также глобальными факторами мирового развития, такими как:

- темпы демографического и экономического развития, глобализации мировой экономики, расширения внутри и межрегиональных контактов (в частности эти факторы могут повлиять на интерес к созданию больших магистральных самолетов в схеме «летающее крыло», сверхзвуковой деловой авиации);

- мировые цены на углеводородные топлива, осложнение ситуации в этой области будет стимулировать разработку энергосберегающих ЛА, например, реализующих ламинаризацию обтекания, использование винтовых или винтовентиляторных двигателей, или ЛА, использующих альтернативные топлива;- законодательная политика в области авиационного транспорта, например, усиление экологических требований, может привести к приоритетному развитию малошумных ЛА, у которых будет реализована компоновка, экранирующая шум двигателей.

18

Ключевые точки ветвления - выбор схемы самолета, типов СУ и конструкции

19

Ключевые точки ветвления - выбор схемы ВКЛА и типа силовой установки

20

Ключевые точки ветвления на пути создания гиперзвуковых ЛА – выбор схемы самолета, типов СУ и конструкции

21

Предвидеть будущее в развитии авиации, особенно в дальней перспективе, невозможно без привлечения идей, которые находятся сейчас только на стадии формирования. Многие из них обусловлены желанием привнести в

технические объекты свойства, характерные для живой природы, например, наделить ЛА интеллектом, который позволит ему самостоятельно решать возложенные на него задачи, конструкцией, способной к самозалечиванию и наделенной уникальной способностью к адаптации к условиям полета вплоть до кардинального изменения формы (так называемые «морфные» конструции). В качестве перспективных для создания «морфных» конструкций могут рассматриваться материалы с памятью, которые меняют форму - сжимаясь или удлиняясь - под действием термоэлектрических эффектов. Такой уникальный материал предоставит конструктору возможность создавать универсальные ЛА, меняющие свою конфигурацию в зависимости от решаемой задачи, например, атака цели или длительный полет на максимальную дальность. Эластичность конструкции позволит создавать управляющие силы и моменты и менять конфигурацию крыла без использования «разрезных» поверхностей (элероны, предкрылки), что снизит заметность боевых ЛА, а для транспортных самолетов позволит использовать эффективное на взлетно-посадочных режимах ламинарное крыло. Таким образом, развитие материалов и перспективных технологий позволят в будущем создавать трансформные самолеты, наделенные «умной» конструкцией, хотя следует признать, что этапы технической реализации этих идей наступят еще не скоро.

22

Раздел 3 Направления исследований и разработок, наиболее перспективные для

развития в рамках платформыСтруктура научно-технологического задела в авиастроении

В целях создания конкурентоспособной продукции и услуг авиатехнического профиля авиационная наука до начала создания конкретных образцов авиационной техники формирует научно-технологический задел (НТЗ). Задел включает различного рода «инструменты», которые промышленность может использовать на стадиях разработки и производства перспективной техники, в том числе методики расчета, методы проведения испытаний, специализированное производственное, контрольное и испытательное оборудование, технологические процессы, программное обеспечение, авиационные материалы, а также новые («прорывные») технические решения.

Для целей настоящего Плана под НТЗ будем понимать созданную до начала разработки конкретного образца авиационной техники совокупность новых знаний, технологий, технических решений, на основе и с использованием которых возможно создание (разработка и производство) новых образцов авиационной техники, проведение ее модернизации и послепродажного обслуживания.

Методы, средства и оборудование для проведения научных исследований, являясь по своему характеру технологиями получения научных знаний, разрабатываются в составе мероприятий по развитию авиационной науки, формируют компетенции авиационной науки, но в состав НТЗ (в смысле приведенного выше определения) не включаются.

Для целей разработки настоящего Плана структурными составляющими научно-технологического задела будем считать:

- Новые знания, полученные в ходе изучения свойств материальных объектов, процессов и явлений в области авиации, включающие результаты теоретических и экспериментальных исследований.

- Технологические процессы и специализированное оборудование, необходимые для разработки, производства и испытаний авиационной техники, включая процессы и оборудование для проектирования, получения и обработки материалов, сборки, контроля качества, проведения испытаний, представленные в виде нормативно-технической документации и образцов оборудования.

- Новые технические решения (результаты поисковых разработок), включающие конструкторскую документацию, экспериментальные образцы новых конструкций, элементов и узлов авиационной техники.

Научные направления и компетенции авиастроения

Научные направления авиастроения структурированы в соответствии с конструктивными особенностями летательного аппарата, порождающими соответствующие объекты изучения – летательный аппарат в целом, двигательную установку, бортовое специализированное оборудование и авиационные агрегаты, системы авиационного вооружения.

Учитывая особенности эксплуатации авиационной техники и высокие требования к безопасности и надежности, в отдельную предметную область выделяется научно-техническая деятельность, связанная с созданием уникальных для каждого типа летательного аппарата наземно-технических средств.

В области авиационной техники в целом научными направлениями являются:

23

- методы и инструменты проектирования самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов;

- аэродинамика;- динамика полета и управление;- прочность и ресурс летательного аппарата;- аэроакустика;- аэроупругость;- летные исследования и испытания;- системная интеграция и оценка эффективности авиационных комплексов;- технико-экономические исследования;- материалы для изготовления планера;- технологии изготовления планера;- стандартизация и унификация.

В области авиационного двигателестроения исследования проводятся по направлениям:- теоретические основы воздушно-реактивных двигателей;- методы и инструменты проектирования двигателей;- термодинамика;- теплопрочность;- системы управления двигателем;- материалы для изготовления двигателей;- технологии изготовления двигателей;

В области бортового специализированного оборудования летательных аппаратов научными направлениями являются:

- системы управления;- системы навигации;- системы связи;- материалы и элементная база для изготовления приборов;- технологии изготовления приборов;

В области оборудования летательных аппаратов исследования проводятся по направлениям:

- системы жизнеобеспечения;- системы электроснабжения и электрооборудование;- гидравлические агрегаты; - системы использования сжатого газа;- материалы для изготовления агрегатов;- технологии изготовления агрегатов;

В области наземно-технических средств основными научно-технологическими направлениями является создание тренажеров, наземных средств диагностики и контроля.

В области авиационного вооружения научными направлениями являются:- ракетное, пушечное и бомбовое вооружение;- средства управления и наведения авиационного вооружения;- средства разведки, целеуказания и РЭБ.

Несмотря на значительный прогресс в области математического моделирования, роль экспериментальных исследований в авиационной науке не уменьшается. Эксперимент остается основным инструментом подтверждения характеристик летательного аппарата и его компонент, а эффективность экспериментальной базы являются важнейшими показателями возможностей научно-исследовательского комплекса. В целях наращивания компетенций авиационной науки необходимо адекватное развитие экспериментальной базы, обеспечивающей проведение исследований и разработку новых технологий в области создания авиационной техники в целом, двигателестроении, приборостроении, агрегатостроении и создании авиационного вооружения.

24

Технологии авиастроения

Для целей настоящего Плана под технологией понимается надлежащим образом оформленный и готовый к практическому использованию результат научно-технической деятельности, представленный в виде описания приемов, методов, операций и процессов производственного и иного характера, программного обеспечения, специального оборудования, предназначенный для использования в ходе разработки, производства и использования продукции авиатехнического назначения.

Объектами развития технологий в рамках настоящего плана являются:Технологии разработки авиационной техники:

- Технологии проектирования. Включают методики расчета, методы создания графических либо цифровых моделей авиационной техники и ее компонент. Разработка технических средств с использования информационных технологий требует применения специальных программных и аппаратных средств (технологической среды) для проектирования (CAD) и проведения инженерных расчетов (CAE).

- Технологии изготовления опытных образцов.- Технологии испытания опытных образцов.- Технологии организации и управления в области разработки.

Производственные технологии:- Производственные технологии, включающие процессы формообразования, сборки,

контроля и испытаний, используемые при производстве летательных аппаратов в целом, двигателей, приборов и оборудования, наземно-технических средств и вооружения. Производство технических средств с использованием информационных технологий требует применения специальных программных и аппаратных средств для подготовки и осуществления производства (CAM).

- Технологии получения авиационных материалов.- Технологии организации и управления в области производства.

Технологии эксплуатации авиационной техники:- Технологии диагностики и контроля- Технологии поддержания летной годности- Технологии обучения летного и наземно-технического состава

Новые технические решения

Предваряя разработку конкретных образцов авиационной техники и ее основных компонент, авиационная наука, используя новейшие результаты исследований в различных технических областях и результаты прогнозирования развития техники на отдаленную перспективу, формирует задел в области перспективных технических решений в соответствии с конструктивными особенностями летательного аппарата.

В ходе создания задела проводится разработка и изготовление экспериментальных образцов новых элементов и узлов новой техники, проводятся испытания и оценка возможностей их использования в перспективных летательных аппаратах.

Образцы создаются и испытываются при той глубине проработки конструкции, которая необходима и достаточна для подтверждения работоспособности нового технического решения, подтверждения концепции и технической реализуемости идеи.

Создаваемые и передаваемые промышленности новые технические решения представляют собой универсальный научно-технический продукт, созданный на основе новых знаний и имеющий в силу этого высокий потенциал эффективности и конкурентоспособности, который может быть использован в интересах создания различных образцов летательных аппаратов.

25

Технологии создания гражданской авиационной техники

Приоритетные требования к перспективной гражданской авиационной технике

Система приоритетных требований в прогнозируемый период должна отвечать государственному заданию по обеспечению конкурентоспособности отечественной авиации. Для развития гражданской авиации необходимо обеспечение приоритетных требований в области безопасности полета, экологии и доступности воздушного транспорта для населения, в области энергетики, включая создание новых силовых установок и видов топлива.

Разработка перспективных авиационных технологий, повышающих технико-экономические показатели современных летательных аппаратов, должна обеспечить научно-технический прогресс в интересах обеспечения следующих приоритетных требований:

(1) Безопасность и надежность: техническая надежность, управление воздушным судном, навигация и воздушное движение, выживаемость в авариях, аэродромное обеспечение, антитеррористические мероприятия;

(2) Экология и эргономика: шум на местности и в салоне, эмиссия сажи и твердых частиц, оксидов углерода, азота, серы и т.д., звуковой удар, климатические факторы, утилизация отходов;

(3) Энергетика и ресурсосбережение: экономия топлива, управление потреблением энергии, двигатели на основе новых термодинамических циклов, высокий КПД элементов, бортовые источники питания и приводы управления, включая электрические, новые виды топлива;

(4) Доступность воздушного транспорта: свобода перемещения, доступность транспортных услуг, низкий тариф и близость к населенным пунктам, круглогодичная и всепогодная эксплуатация (особенно в труднодоступных районах), точная посадка и короткая ВПП (или ее отсутствие), высокая проходимость по грунту и бетону, амфибийность, автономность эксплуатации.

26

Раздел 4

Тематический план работ и проектов платформы в сфере исследований и разработок

Формирование Стратегической программы исследований Технологической платформы «Авиационная мобильность и авиационные технологии» осуществляется в рамках разработки Национального плана развития науки и технологий в авиастроении в соответствии с поручением Минпромторга России от 28 апреля 2011 г.

В качестве ключевого принципа формирования Национального плана развития науки и технологий в авиастроении, а также организации и проведения работ в рамках Федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на 2002-2010 годы и на период до 2015 года» и других программ, связанных с развитием авиационной промышленности, предлагается использовать принятый в мировой практике подход, основанный на оценке уровней готовности технологий и степени достижения установленных целевых индикаторов.

В целях подготовки предложений по тематике и объемам финансирования работ и проектов в сфере исследований и разработок, по которым предполагается привлечение бюджетного финансирования, в рамках формирования Национального плана развития науки и технологий в авиастроении Технологической платформой «Авиационная мобильность и авиационные технологии» был осуществлен сбор заявок (предложений) на проведение научно-исследовательских работ. По результатам работы платформы в 2011 году были получены 749 заявок (предложений) от 55 организаций (включая научно-исследовательские организации, опытно-конструкторские организации, производственные предприятия, ВУЗы, институты РАН), направленных на достижение согласованных Министерством промышленности и торговли Российской Федерации и Министерством обороны Российской Федерации целевых индикаторов.

Планируется, что экспертиза и окончательный отбор НИР для включения в состав Национального плана развития науки и технологий в авиастроении и соответствующего Комплексного плана научно-исследовательских работ, будут осуществлены в течение первой половины 2012 года путем формирования комплексных научно-технологических проектов, обеспечивающих разработку «прорывных» технологий, с учетом наличия у потенциальных исполнителей необходимых компетенций и соответствующего научно-технического задела, а также необходимости кооперации и координации в проведении исследований.

Стратегическая программа исследований в рамках Технологической платформы «Авиационная мобильность и авиационные технологии» будет окончательно сформирована в течение 2012 года с учетом координации деятельности Технологической платформы с действующими механизмами государственного регулирования и финансирования научно-исследовательских разработок.

27

Перечень научно-технологических проектов, направленных на обеспечение требования «Безопасность и надежность»

Проект Ожидаемые результаты Предметная область, базовое научное направление

Автоматизированные системы и новые технологии предотвращения аварий

Разработка научно-методических основ создания автоматизированных систем и технологий предотвращения аварий. Проведение экспериментальных исследований, отработка образцов перспективной техники автоматического контроля, диагностики.

Авиационное приборостроение, наземно-технические средства

Выживание экипажа и пассажиров в авариях Разработка принципов и методов обеспечения выживания пассажиров в авариях. Проведение теоретических и экспериментальных исследований. Разработка новых технологий и средств выживания.

Летательный аппарат в целом, оборудование летательного аппарата

Безотказный авиадвигатель Разработка научно-методических основ повышения надежности и безотказности перспективных авиационных двигателей. Разработка технологий повышения надежности и ресурса компонент авиационного двигателя.

Авиационное двигателестроение

Авиа-тренажеры Проведение теоретических и экспериментальных исследований в области создания авиа-тренажеров нового поколения. Разработка алгоритмического и программного обеспечения, отработка новых элементов и систем.

Наземно-технические средства

Безопасная система управления воздушным движением.

Проведение комплексных исследований в интересах обеспечения безопасного судовождения с использованием бортовых и наземных средств УВД. Отработка программных и аппаратных средств бортовых систем.

Авиационное приборостроение

Предотвращение террористической угрозы Разработка новых технологий предотвращения террористической угрозы на воздушном транспорте с использованием перспективных систем контроля пассажиров и грузов, мониторинга состояния обстановки на борту воздушного судна.

Многодисциплинарный проект

Перечень научно-технологических проектов, направленных на обеспечение требования «Экология и эргономика»

Проект Ожидаемые результаты Предметная область, базовое научное направление

Уменьшение шума на местности и в пассажирском салоне

Проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований в области уменьшения шума. Разработка системы мер подавления и снижения уровня шума с использованием новых знаний в области механизмов образования шума, новых технических решений, используемых материалов, производственных технологий.

Летательный аппарат в целом (аэроакустика), авиационное двигателестроение

Системы снижения интенсивности звукового удара

Проведение исследований в интересах снижения звукового удара сверхзвуковых летательных аппаратов. Разработка новых технических решений, определение оптимальных режимов полета, проведение экспериментальных исследований.

Летательный аппарат в целом (аэроакустика)

Экологически чистый авиационный двигатель Разработка научно-методических основ повышения экологической чистоты перспективных авиационных двигателей.

Авиационное двигателестроение

Экологически оптимизированное УВД и деятельность аэропортов

Проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований оптимального взаимодействия летательного аппарата и аэропортовых служб по критериям минимального техногенного воздействия на окружающую среду.

Многодисциплинарный проект

Комфорт экипажа и пассажиров Проведение исследований в интересах обеспечения эргономических требований для экипажа и комфорта для пассажиров. Разработка методических рекомендаций, отработка новых технологий и технических средств.

Летательный аппарат в целом, оборудование летательного аппарата

Преобразуемая кабина фюзеляжа Разработка научно-методических основ технологичной трансформации кабины фюзеляжа. Определение технической целесообразности, вариантности, разработка рекомендаций по возможным техническим решениям.

Летательный аппарат в целом, оборудование летательного аппарата

29

Перечень научно-технологических проектов, направленных на обеспечение требования «Энергетика и ресурсосбережение»

Проект Ожидаемые результаты Предметная областьЭкономичные двигатели на основе прогрессивных термодинамических циклов и конструктивных схем

Теоретические и экспериментальные исследования в интересах повышения экономичности авиационных двигателей. Расчетно-теоретические исследования, оптимизация термодинамических циклов, разработка новых технических решений. Отработка новых производственных технологий.

Авиационное двигателестроение

Интегральная система «планер-двигатель» с высоким энергетическим коэффициентом полезного действия.

Разработка научно-методических основ комплексирования планера и двигателя летательного аппарата и его оценки по критериям энергоэффективности. Разработка методик расчета эффективности, проведение исследований и выработка практических рекомендаций, разработка новых конструктивных схем.

Летательный аппарат в целом, авиационное двигателестроение

Энергетические системы увеличения подъемной силы и управления летательным аппаратом

Теоретические и экспериментальные исследования использования энергетических систем для увеличения подъемной силы и управления летательным аппаратом. Разработка методик расчета, программного обеспечения. Разработка предложений по компоновочным схемам, источникам энергии, системам управления.

Летательный аппарат в целом, авиационное двигателестроение

«Электрический» летательный аппарат. Новая система энергосбережения и трансмиссия в управлении

Разработка научно-методических основ создания летательного аппарата, использующего электроэнергию для обеспечения движения и работы органов управления. Исследования в области бортовых источников энергии и преобразователей. Разработка новых компоновочных схем и технических решений. Проведение экспериментальных исследований и выработка практических рекомендаций.

Многодисциплинарный проект

Нетрадиционные источники энергии Теоретические и экспериментальные исследования в области нетрадиционных для авиации источников энергии.

Оборудование летательного аппарата

Планер из композиционных материалов. Легкие высокопрочные авиационные материалы и конструкции.

Разработка научно-методических основ разработки, изготовления и эксплуатации планера самолета из композиционных материалов. Разработка методик расчета, проведения испытаний, диагностики состояния конструкций, производственных технологий формообразования. Разработка новых композиционных материалов и их компонент, новых авиационных материалов с высокими показателями удельной прочности и конструкций на их основе.

Летательный аппарат в целом (авиационные материалы и технологии их обработки, авиационные технологии).

30

Перечень научно-технологических проектов, направленных на обеспечение требования «Доступность воздушного транспорта»

Проект Ожидаемые результаты Предметная областьДвигатель с минимальной трудоемкостью наземного обслуживания

Проведение теоретических и экспериментальных исследований в интересах повышения технологичности обслуживания двигательных установок. Разработка новых эффективных технологий диагностики состояния, подходов к повышению эксплуатационной технологичности конструкции.

Авиационное двигателестроение

Высокоточная система автономной посадки Теоретические и экспериментальные исследования в интересах создания высокоточной унифицированной системы автономной посадки. Разработка программного обеспечения, отработка оборудования, комплексные испытания бортовых систем.

Авиационное приборостроение

Техника круглогодичной эксплуатации в неблагоприятных условиях

Разработка научно-методических основ создания летательного аппарата, длительно эксплуатируемого в неблагоприятных условиях (высокие и низкие температуры, высокогорье, пыль, отсутствие систем УВД и наземно-технических средств). Определение требований к летательному аппарату, двигателю, бортовому оборудованию. Разработка новых технических решений, производственных технологий и материалов в обеспечение требований.

Многодисциплинарный проект

Авиатранспортная система амфибийного базирования

Разработка научно-методических основ создания и использования авиатранспортной системы амфибийного базирования.

Многодисциплинарный проект

Экономичные технологии производства и эксплуатации самолетов и вертолетов

Разработка принципов и методов снижения затрат на стадиях создания и использования авиационной техники. Разработка новых технологий производства и обслуживания на принципах ресурсосбережения (материальные и трудовые ресурсы).

Многодисциплинарный проект

Аэростатические технологии стратосферного полета

Разработка научно-методических основ использования аэростатических технологий стратосферного полета. Определение требований к аэростатическому летательному аппарату, основных характеристик облика, групп технологий, необходимых для создания и эксплуатации аэростатических летательных аппаратов. Проведение теоретических и экспериментальных исследований, выработка рекомендаций.

Многодисциплинарный проект

31

Ключевые технологии и комплексные проекты разработки перспективных ЛА и их элементов

1. Ключевые технологии в области «Аэродинамическая компоновка, облик перспективных ЛА»

№ Название ключевой технологии Предполагаемый срок доведения

ключевой технологии до 5-6

уровня готовности

Комплексный проект, в рамках которого может

разрабатываться данная технология

1. Аэродинамическая компоновка, облик перспективных самолетов1 Высокоэффективные адаптивные органы управления и взлетно-посадочная

механизация ЛА, в т.ч. с использованием энергии силовой установки2015

2 Технология использования отклонения вектора тяги для повышения безопасности полетов

2015

3 Активные и пассивные способы защиты низкорасположенных двигателей от попадания посторонних предметов на ВПП

2015

4 Технология многодисциплинарной оптимизации аэродинамических форм традиционных компоновок

2015

5 Технологии повышения эффективности воздушных винтов 20156 Новые аэродинамические компоновки ЛА ФА с высокой маневренностью и

сверхзвуковой скоростью полета2015

7 Технология разработки выходных устройств сложной формы при дозвуковых, сверхзвуковых и гиперзвуковых скоростях

2015

8 Разработка глубоко интегрированных с планером компоновок силовых установок ЛА ФА и ДА с низким уровнем демаскирующих признаков;

2015

9 Энергетические способы повышения подъемной силы на взлетно-посадочных режимах и больших углах атаки путем выдува струй сжатого воздуха и использования энергетики отклоняемых струй реактивных двигателей

2020

10 Комплексная система вихревой безопасности ЛА 202011 Технология аэродинамического проектирования крыльев с низкой

чувствительностью к обледенению2020

32

12 Формирование облика ЛА интегральных схем, в частности типа «летающее крыло» с глубокой интеграцией планера и двигателей

2020

13 Формирование компоновок ЛА на альтернативных видах топлива 202014 Формирование компоновок сверхзвуковых пассажирских самолетов 202015 Энергетические способы управления обтеканием с помощью выдува/отсоса

воздуха2020

16 Формирование компоновок транспортных самолётов короткого взлёта и посадки с энергетическими системами увеличения подъёмной силы

2020

17 Формирование высокоэффективных компоновок самолетов с ТВД (в т.ч. с открытым ротором)

2020

18 Аэродинамические компоновки ЛА с экранированием шума элементами планера

2020

19 Формирование компоновок сверхзвуковых гражданских самолетов с низким уровнем звукового удара и шума на местности

2020

20 Разработка средств авиационного поражения с высокой степенью конформности размещения на носителе.

2020

21 Новые способы управления течениями на взлетно-посадочных режимах полета и больших углах атаки (миниактуаторы, плазма)

2030

22 Новые органы управления ЛА, не связанные с отклонением поверхностей 203023 Новые способы снижения сопротивления ЛА путем искусственной

ламинаризации обтекания2030

24 Новые способы управления течениями на крейсерских режимах полета (миниактуаторы, плазма)

2030

25 Морфные конструкции ЛА, адаптирующиеся к условиям полета 203026 Компоновки ЛА с уменьшенным лобовым сопротивлением, в том числе путем

ламинаризации обтекания2030

27 Роботизированные боевые комплексы 20302. Технологии гиперзвукового полета

28 Модульный гиперзвуковой демонстратор 201529 ГПВРД с горением в псевдоскачке 201730 Технология сверхзвукового горения 2020

33

31 Технология активной теплозащиты 202031 Технология многоразовой активной защиты 202533 Управление ламинарно-турбулентным переходом 2030

3. Винтокрылые ЛА34 Компоновки скоростных вертолетов, технология использования особенностей

индивидуального управления лопастями несущего винта2015

35 Формирование компоновок конвертируемых летательных аппаратов (ВКЛА) 20204. Малоразмерные и специальные аппараты

36 Активное управление гидродинамическими характеристиками амфибийных самолетов и параметрами шасси высокой проходимости

2017

37 Компоновка БПЛА, способного возвращаться на борт погруженной ПЛ 201838 Гидродинамическая компоновка амфибийного вертолета 201839 Адекватное математическое обеспечение для тренажера аварийной посадки

самолета на воду2020

40 Компоновки подводных необитаемых аппаратов с использованием авиационных технологий

2020

41 Формирование компоновок беспилотных ЛА 202042 Концептуальная компоновка летающей океанской платформы интегральной

компоновки2022

43 Защита от нагрузок и стабилизация на подводном участке траектории баллистических ракет подводного базирования нового поколения

2023

44 Математическое обеспечение тренажера для пилотов гидроавиации 2025

34

2. Ключевые технологии в области «Силовые установки»

№ Название ключевой технологии Предполагаемый срок доведения

ключевой технологии до 5-6

уровня готовности

Комплексный проект, в рамках которого может

разрабатываться данная технология

1. Двигатели для магистральных самолетов ГА1 Высокоэффективные термодинамические схемы перспективных двигателей

для магистральных самолетов2015

2 Модельные теплообменники охладители и регенераторы, образцы перспективных систем охлаждения горячей части двигателя

2015

3 Облики- ТРДД со сверхвысокой степенью духконтурности,- ТВВД («открытый ротор»),- двигателей со сложными термодинамическими циклами, - распределенных СУ, - гибридного ТРДД.Экспериментальные узлы, элементы и системы перспективных двигателей и СУ

2020

4 Двигатель (СУ) -демонстратор с высокими топливной экономичностью и экологическими характеристиками

2030

2. Адаптивность управления и устойчивой работы двигателей5 Система ликвидации неустойчивости в компрессоре 20156 Адаптивная система управления, интегрированная с бортовой

математической моделью ТРДД(Ф), для повышения параметров рабочего процесса и безусловного обеспечения устойчивости в эксплуатационных условиях

2020

7 Новые органы диагностики и управления АД, обеспечивающие работу двигателя с минимально допустимыми запасами устойчивости

2030

35

3. Обеспечение надежного земного и высотного запуска8 Способы и средства ускорения запуска перспективных авиационных

двигателей разного назначения2015

9 Распределенная электрическая система запуска перспективных ТРДД 202010 Система запуска авиационных двигателей на новых физических принципах 2030

4. Обеспечение приемлемых характеристик двигателей в условиях обледенения и других климатических условиях11 Способ борьбы с барьерным льдом путём сдува водяной плёнки 201512 Адаптивное управление двигателем для низкой чувствительности к

обледенению2020

13 Высокоэффективная ПОС нового поколения, обеспечение пониженной чувствительности двигателя к обледенению путём применения новых высокоэффективных средств защиты ото льда, града, дождя, ледяных кристаллов, и др.

2030

5. Снижение удельного веса, объема и габаритных размеров двигателей ГА14 Многодисциплинарно оптимизированные традиционные компоновки

двигателей2015

15 Компоновки двигателей (СУ) с повышенной удельной тягой и широким применением композиционных материалов

2020

6. Повышение эффективности интеграции силовой установки и планера16 Регулируемый вектор тяги, компоновка мотогондолы, пилона и крыла с

минимальным шумом2015

17 Энергетические способы повышения подъемной силы на взлетно-посадочных режимах и больших углах атаки использования энергетики отклоняемых струй двигателей

2020

18 Двигатель с низкой чувствительностью к входной неравномерности, компоновки СУ и планера с общими конструктивными элементами

2030

7. Уменьшение вредных выбросов в атмосферу путем повышения топливной экономичности двигателей19 Облик ТРДД с низким расходом топлива и нормируемыми индексами

эмиссии вредных веществ2015

8. Снижение шума в источнике путем выбора рациональных параметров и конструктивно-схемных решений двигателей20 Облик ТРДД с редукторным приводом вентилятора 2015

36

21 Интегральные компоновки двигателей новых схем, обеспечивающие экранирование шума СУ

2020

9. Освоение применения альтернативных топлив22 Требования к теплофизическим и эксплуатационным свойствам, научно-

технические основы применения авиационного бензина в обеспечение эксплуатации малой авиации

2015

23 Научно-технические основы применения альтернативных синтетических жидких углеводородных топлив (СЖТ) из ненефтяного сырья (природного газа, угля, биомассы) для авиационных ГТД в обеспечение надежной эксплуатации современных и перспективных ЛА различного назначения.

2015

24 Научно-технические основы применения эксергетических возможностей альтернативных топлив типа АСКТ, СПГ, водорода в силовых установках нового поколения для самолетов гражданской и транспортной авиации

2020

10. Силовые установки для сверхзвуковой ГА25 Компоновки СУ для СДС на базе газогенераторов существующих ТРДД,

модельные образцы узлов и элементов СУ2015

26 Облик ТРДДсм с широким регулированием проточной части (смеситель, сопло и др.), экспериментальные узлы СУ

2020

27 Двигатель изменяемого рабочего (ДИП) -демонстратор для СПС 203011. Силовые установки для скоростных вертолетов и других винтокрылых ЛА

28 Облики ГТД и пропульсивной СУ для ПСВ 201529 Экспериментальный 2-ступенчатый центробежный компрессор 201530 Модели элементов и узлов перспективного ГТД и пропульсивной СУ 201531 Облик СУ электрического вертолета 202032 Обоснование рациональных типов, схем и параметров традиционных и

гибридных силовых установок для перспективных вертолетов различных весовых категорий на основе многокритериальной оптимизации

2020

33 Демонстраторы двигателей перспективных ВКЛА 203012. Развитие силовых установок для летательных аппаратов малой авиации

34 Демонстратор миниатюрного авиационного поршневого двигателя с золотниковым газораспределением

2015

37

35 Демонстратор ГТД для ЛА малой авиации 202036 Облик гибридной СУ для ЛА малой авиации 202237 Демонстратор гибридной СУ для ЛА малой авиации 2030

13. Обеспечение возможности короткого/вертикального взлета и посадки38 Компоновка СУ СКВП 201539 Высокоэффективные адаптивные органы управления СУ на взлетно-

посадочных режимах2020

40 Экспериментальные узлы и системы СУ СКВП 202041 Демонстратор СУ СКВП 2030

14. Обеспечение многорежимности двигателей ФА за счёт адаптивности конструкции42 Способы поддержания требуемой тяги по мере выработки ресурса и ее

контроля в процессе эксплуатации двигателя.2015

43 ТЗ и предварительная проработка основных узлов и элементов перспективных двигателей.

2020

44 ТЗ к конструкционным материалам и покрытиям 202045 Полноразмерные модели узлов перспективного двигателя ФА 202046 Экспериментальный газогенератор и двигатель-демонстратор. 2030

15. Обеспечение боевой живучести и малой заметности двигателей ВА47 Схемно-технические решения, повышающие маскирующие свойства

силовой установки2015

48 Методика обеспечения высокого уровня живучести при разработке технических заданий на изготовление основных узлов и элементов перспективных двигателей.

2015

49 Технический облик перспективного двигателя с учетом интеграции системы «входное устройство- двигатель - выходное устройство-средства снижения заметности».

2020

50 ТЗ к конструкционным материалам с повышенной стойкостью к внешним воздействиям и покрытиям снижающим заметность

2020

51 Отработка методов снижения заметности и повышения живучести на экспериментальном газогенераторе и двигателе-демонстраторе

2030

38

16. Обеспечение высоких динамических характеристик двигателей52 Методы ускоренного запуска двигателей 201553 Адаптивные законы управления силовой установкой в системе

летательного аппарата.2020

54 Отработка адаптивных законов управления на экспериментальном газогенераторе и двигателе-демонстраторе

2030

17. Обеспечение эксплуатации всех типов БЛА – микро, мини, ударных, разведывательных, включая высотные55 Облики СУ для микро и мини БЛА 201556 Компоновка СУ ударного БЛА 201557 Компоновка ТРДД для высотного БЛА 201558 Модельные узлы СУ для высотного БЛА 201559 Демонстраторы СУ для микро и мини БЛА 202060 Двигатель-демонстратор для ударного БЛА 202061 Проект ТРДД для высотного БЛА 202062 Экспериментальные узлы СУ для высотного БЛА 202063 Демонстратор ТРДД для высотного БЛА 203064 Гибридная СУ с ТЭ для высотного БЛА 2030

18. Обеспечение гиперзвукового полета высокоскоростного авиационного вооружения (СУ на твердых, жидких, газообразных и специальных топливах)

65 Демонстраторы прямоточных ВРД различных конфигураций и размерности, интегрированные с экспериментальными ГЛА, работающие в диапазоне полетных чисел Маха Мп 3…4<Мп<6…7

2015

66 Демонстратор интегрального ПВРД на жидком топливе для универсальной тактической крылатой ракеты

2015

67 Демонстраторы прямоточных ВРД различных конфигураций и размерности, интегрированные с экспериментальными ГЛА, работающие в диапазоне полетных чисел Маха Мп 7…8<Мп<10…12

2020

68 Демонстраторы комбинированных и интегральных ПВРД на твёрдых топливах для тактических крылатых ракет нового поколения развития

2020

69 Демонстраторы прямоточных ВРД различных конфигураций и размерности, интегрированные с экспериментальными ГЛА, работающие в

2030

39

диапазоне полетных чисел Маха Мп Мп>10…1270 Демонстратор высокоскоростного ПВРД на твердом топливе для

перспективной ракеты2030

19. Обеспечение высокой эффективности СУ военно-транспортной авиации71 Адаптация двигателя в рамках семейства ПД 9 -18 201572 Компоновка СУ для ВС тяжелого/сверхтяжелого класса 201573 Модельные и экспериментальные узлы и элементы СУ для ВС

тяжелого/сверхтяжелого класса2020

74 Облик перспективной СУ для самолетов ВТА 203075 Двигатель-демонстратор для ВС тяжелого/сверхтяжелого класса 2030

20. Обеспечение высокой эффективности СУ самолетов ДА76 Облик двигателя для ПАК ДА 201577 Полноразмерные модели узлов СУ для ПАК ДА 202078 Двигатель-демонстратор для ПАК ДА 2030

21. Обеспечение создания комбинированных силовых установок для перспективных многоразовых космических транспортных систем горизонтального старта и посадки

79 Облик демонстратора КСУ для ГМС, МКТС 201580 Модельные и экспериментальные узлы КСУ для ГМС и КСУ для МКТС 202081 Демонстраторы ключевых технологий создания КСУ для ГМС и КСУ для

МКТС2030

40