Дело перестанет пахнуть керосином

Составит ли российская авиапромышленность достойную конкуренцию Западной Европе в сфере новых топливных технологий - этот вопрос крайне интересовал делегацию членов бундестага и авиапромышленников ФРГ, недавно посетивших Москву. Технология криогенных топлив была разработана еще в СССР. Однако существует опасность, что свой приоритет в этой области Россия может упустить.

Криогенные авиатехнологии, которые сейчас разрабатываются в ФРГ, "лет через десять освоят все авиационные державы мира", заявил "Известиям" управляющий директор Союза авиапромышленников Германии Ханс-Йоахим Ганте. Делегация бундестага, с которой приехал Ганте, побывала в Москве, чтобы ознакомиться с возможностями российских авиапроизводителей. С Германией ОАО "Туполев" разработало несколько лет назад проект пассажирского лайнера А-310 на жидком водороде. Сейчас хозяин проекта - европейская авиакомпания EADS - ожидает, когда стоимость авиакеросина приблизится к стоимости жидкого водорода или, наоборот, подешевеет производство водорода. Тогда проект станет рентабельным и А-310 будет запущен в производство. Так кто же владеет секретом криогенной технологии?

За два часа - хоть к антиподам

Мировые запасы нефти, из которой делают в том числе авиационный керосин, стремительно иссякают. Наиболее реальные альтернативные варианты - сжиженный природный газ (СПГ) или жидкий водород (ЖВ). Они экологичнее, а СПГ еще и дешевле. Авиакеросин в России стоит минимум 14 тыс. руб. за тонну, а СПГ - 4 тыс. руб. И этот разрыв, по мнению экспертов, будет расти. Выгода очевидна. Дело за малым: довести опытные образцы самолетов на криогенном топливе до промышленного производства.

Ведущие авиафирмы США, Японии и Западной Европы ("Боинг", "Локхид", "Дойче Аэроспейс", "Эрбас Индастри") прогнозируют использование ЖВ и СПГ как основного топлива для авиации. Все они сходятся на том, что начиная с 2010-2020 годов развернется широкое внедрение криогеники в мировое авиастроение.

На применение криогенных топлив рассчитаны также проекты иностранных гиперзвуковых летательных аппаратов. США уже испытывают военные гиперзвуковые системы типа "Falcon" (см. "Известия" за 12.04.05), использующие кислородно-водородные двигатели. Скорость "Falcon" достигает 6 скоростей звука (2 км/сек), высота полета - 40 км, а стартовая масса - 13 т. Подобные системы могут с боевой нагрузкой разного рода за пару часов достичь любой точки земного шара.

Развитие криогенных аэрокосмических систем позволит фактически создать новый тип вооружений. Он сможет в значительной степени компенсировать сокращаемые ракетные стратегические вооружения, а по тактико-техническим и экономическим характеристикам обещает быть даже более эффективным и мобильным.

Так что технологии криогенной авиации будут на десятилетия определять пути развития авиационно-космической техники. Их роль сравнима с переходом от поршневой авиации к реактивной. Более того, разработки в этой области в дальнейшем могут быть распространены на любые транспортные средства (с созданием в перспективе единой для всей страны криогенной инфраструктуры всех видов транспорта), использованы в энергетике (сверхпроводимость, выравнивание уровня нагрузок систем электроснабжения и т.п.), в металлургии, в химическом производстве и других отраслях.

Выгода очевидна, финансирование приостановлено

В то же время Министерство промышленности и энергетики прекратило в 2005 году финансирование развития криогенной аэрокосмической техники в рамках Федеральной целевой программы (ФЦП) "Национальная технологическая база".

"Финансирование работ в рамках первого этапа (2002-2006) ФЦП было осуществлено на 60%, поэтому часть работ, в частности по криогенной авиакосмической технике, не провели, - свидетельствует высокопоставленный представитель Управления авиапрома Федерального агентства по промышленности (Роспрома). - Будут ли включены работы по криогену во второй этап (2006-2010) этой ФЦП, станет известно к концу этого года".

А ведь конструкторы в области криогенных технологий достигли таких преклонных лет, что приостановка финансирования создает реальную возможность утраты многих технологий. Да и специалисты не будут ждать - разбегутся. Информированный источник в Роспроме утверждает, что только экстренное вмешательство может дать надежду на восстановление финансирования в 2005 году.

Не исключено, что у "Туполева" тем временем появятся иностранные инвесторы, которые избавят Роспром от проблем с поиском средств, а Россию - от производства конкурентоспособной гражданской авиации и опережающего другие страны развития нового типа вооружений.

Водород: быстро, чисто и энергично

Современные самолеты летают в атмосферном слое, очень чувствительном к выбросам отработанных газов. Ожидается, что при применении СПГ выброс токсичных отходов снизится по окиси углерода в 5-10 раз, по окислам азота - в 1,5-2 раза, по углеводородам - в 2,5-3 раза. А при использовании жидкого водорода выхлоп вообще состоит из воды. И не повторится проблема несоответствия российских самолетов международным нормам, теперь уже не по шумам, а по вредным выбросам.

На Всемирной выставке в Японии "ЭКСПО-2005" демонстрируется проект пилотируемого орбитального воздушно-космического самолета Ту-2000 на ЖВ, развивающего скорость до 25 М (почти 12 км/с) при высоте полета около 200 км. Ту-2000 (наследник "Энергии-Бурана") - первый российский гиперзвуковой летательный аппарат на ЖВ. Он позволит в несколько раз удешевить выведение полезной нагрузки на орбиту, а также радикально улучшить экологические показатели космических транспортных средств. Еще в работе над "Бураном" была создана аэродромная и космодромная инфраструктура, решены проблемы обеспечения взрывопожаробезопасности на всех этапах. Но пока Ту-2000 - лишь техническое предложение.

Проекты криопланов с использованием ЖВ, разработанные российскими конструкторами на базе самолетов А-310 и До-328 с германской "Дойче Эрбас", - пока дело будущего. Зато запасы водорода практически неисчерпаемы. ЖВ позволяет создать самолеты со скоростями полета более 7,2 тыс. км/ч, придав им гораздо лучшие летно-технические характеристики. А благодаря своему исключительно высокому энергосодержанию ЖВ является наилучшим видом топлива для аэрокосмических аппаратов военного назначения.

Криоген - критическая технология

Создание первого в мире самолета на криогенном топливе было поручено еще в советские годы Конструкторскому бюро Туполева. Экспериментальные полеты Ту-155 начались в 1988 году. Опытный образец выполнил около 100 полетов. В соответствии с постановлением правительства 1994 года был создан проект опытно-промышленного Ту-156, использующего в качестве топлива и СПГ, и авиакеросин. По нему разработана и техническая документация.

Сейчас в России создается объединенная авиастроительная корпорация, которая, по замыслу ее творцов, должна повысить конкурентоспособность российских самолетов (в первую очередь гражданских) на мировом рынке. Идут прикидки, какие модели самолетов выбрать в качестве базовых. Развернулась борьба за среднемагистральный самолет. "Сухой" предлагает RRJ ("Российский региональный самолет"), "Туполев" - Ту-334, на рынок вышел сертифицированный в 1997 г. Ил-114, на Украине заканчивают Ан-148. Все они ориентированы на авиакеросин.

Но существует и технологический проект заправляемого СПГ, пропан-бутаном или жидким водородом Ту-136, который может перевозить 53 пассажира или 5 т груза на расстояние до 2200 км со скоростью 550 км/ч. Его топливная экономичность - 20 г/пасс.-км - соответствует лучшим мировым стандартам, причем реально сократить ее еще больше, а применение СПГ позволит примерно на 30% сократить прямые эксплуатационные расходы. По данным вице-президента ОАО "Туполев" Михаила Опарина, создать такой самолет при нормальном финансировании можно в течение 4-5 лет, окупится он при выпуске и продаже 90 экземпляров на четвертый год производства.