Новое ОКБ предприятия было открыто в июне этого года. Здесь, используя цифровые двойники, удается «пропускать» многие этапы опытного производства, которые имели место раньше. Это позволяет сокращать цикл создания двигателя до 4 лет, на что ранее уходило не менее 7 лет.  Специальные программы позволяют в цифровой среде моделировать работу того или иного узла, их «стыковку», а это значит, что не каждая деталь будет отливаться в железе, а только те, которые пройдут «цифровые» испытания.

Однако даже оснащенное современным ПО конструкторское бюро не гарантирует полного цикла проектирования такого сложного изделия как авиационный двигатель исключительно «в цифре», и опытные узлы идут в производство – сначала они выращиваются в пластике или отливаются в железе, а затем металлические детали обрабатываются в новом корпусе мехобработки. Сегодня при производстве перспективных изделий для авиации и энергетики используются новые материалы, что требует для работы с ними внедрения нового оборудования. 

Управляющий директор ОДК-Кузнецов Алексей Соболев: «Мощности «Управленческого», нашей опытной площадки, сосредоточены на разработке и производстве перспективных продуктов до их серийного производства. Именно в этой логике выстроена концепция объекта – компактность, экономичность и ультрасовременность. Разработчику такой техники как газотурбинный двигатель необходимо в буквальном смысле опережать время, предвосхищать технологии, которые станут массовыми только через годы. Мотор разрабатывается первым, а устанавливается на самолет последним и к моменту установки он должен оставаться современным. Именно поэтому в течение последних нескольких лет мы делали такой акцент на преобразованиях опытной площадки – обособленного подразделения «Управленческий». Наши цели: сокращение сроков проектирования и экономическая эффективность производства для создания новых продуктов для авиации и ТЭК. Среди ключевых разработок опытного производства у нас самый большой вертолетный двигатель ПД-8В, перспективный двигатель высокой мощности для дальней авиации, новый двигатель для «Газпрома» НК-36СТ-32 с повышенной мощностью 32 МВт и разработка двигателя НК-37-32 для энергетики. Также ведется непрерывная работа по улучшению характеристик и «апгрейду» уже существующей линейки продуктов – НК-32 серии 02, НК-12МПМ для стратегической авиации и  индустриальных НК-12СТ, НК-14СТ и НК-36СТ мощностью от 6,3 до 25 МВт. Для реализации этих задач на площадке опытного производства уже возведены 2 абсолютно новых корпуса: механообрабатывающий и здание ОКБ, кроме того, ведутся строительно-монтажные работы в новом металлургическом корпусе».

Строительство и техническое перевооружение опытного механообрабатывающего производства стартовало в 2021 году, а с осени 2023 года производство начало выпуск первых деталей. В корпусе общей площадью 5,8 тыс. кв.м размещено производство и центральная заводская лаборатория, где проводится оценка и испытания продукции, выпущенной цехами площадки ОП «Управленческий», а также проводятся исследования по итогам испытаний двигателей.

Цех изготавливает с применением высокоточной обработки важнейшие детали опытных изделий. К примеру, крупногабаритные детали опор, на которых держатся валы. «Кузнецовские» двигатели трехвальные, а опора – один из самых нагруженных элементов двигателя. При их изготовлении необходима высокая точность, ведь допустимое смещение опор измеряется в микронах.

В новом цехе мехобработки также изготавливаются детали компрессора, турбин, крупногабаритных тонкостенных оболочек – наружных деталей двигателя. Уникальные токарные обрабатывающие центры позволяют вести предварительную и окончательную обработку деталей диаметром до 2,5 метров – это особенность именно «кузнецовских» двигателей - в России авиационные двигатели подобной размерности больше нигде не производятся. В общей сложности для оснащения цеха приобретено 43 единицы нового механообрабатывающего и контрольного оборудования – фрезерные, токарные, шлифовальные центры, координатно-измерительные машины.  

Учитывая специфику эксплуатации деталей из жаропрочных сплавов, приобретен комплекс оборудования для нанесения керамического слоя теплозащитного покрытия на поверхности рабочих лопаток турбины. Такие лопатки работают при температурах, превышающих 1000 градусов Цельсия. Керамическое покрытие защищает ту часть лопатки, которая работает с горячим воздухом, именно покрытие позволяет лопатке выдерживать такие экстремальные температуры.

Стоит отметить, что в середине 70-х годов прошлого века конструкторское бюро Николая Дмитриевича Кузнецова, работая над двигателем НК-25 для Ту-22, впервые столкнулось с необходимостью защищать лопатки турбины – мощность газотурбинного двигателя предполагала очень высокие температуры газов за камерой сгорания, металл просто плавился, и керамическое покрытие стало ноу-хау КБ. Так куйбышевские конструкторы стали одним из первых в мире заказчиков оборудования для нанесения керамического слоя теплозащитного покрытия. По сути, в 70-е годы это оборудование разрабатывалось специально для этого нового двигателя.

Современное оборудование для нанесения керамического покрытия на турбинные лопатки, установленное в корпусе мехобработки опытного производства ОДК-Кузнецов, разумеется, более производительное. Оно обеспечивает высокое качество напыления и адгезии и полностью автоматизировано.

100% оборудования центральной заводской лаборатории ОДК-Кузнецов, расположенной в новом корпусе, уникально – оно разрабатывается по спецзаказу под нужды и специфику опытного производства конкретного предприятия. Техническое задание к испытательному и лабораторному оборудованию формируют технологи металлургического производства на основании технических требований чертежей, которые разрабатывают в ОКБ предприятия.

Речь идет об особых испытательных машинах для температурных, гидравлических и статических испытаний изделий и материалов, оборудовании для химической лаборатории, металлографического анализа, стереомикроскопах, масс-спектрометрах и др. Всё это оборудование служит для определения качества, обеспечения заданных свойств и подтверждения применяемых технологий при изготовлении различных деталей, в том числе и деталей,  изготовленных в литейном производстве ОДК-Кузнецов и прошедших обработку в новом цехе.

Главный инженер ОДК-Кузнецов Олег Гусев: «Испытательные машины способны проверять металл на разрыв, стирание, износ, замерять углы изгиба, твёрдость и вязкость материала. Есть машины, которые испытывают вибрационную стойкость лопаток, выявляют «усталость» металла, «провоцируя» трещины. Это специальное лабораторное оборудование, которое по-разному нагружает деталь таким образом, чтобы она в конечном итоге оказалась повреждена. Специалисты фиксируют нагрузку и количество циклов испытания, проводят металлургическое, химическое исследование. Произведенный анализ показывает – обеспечены ли при производстве детали заложенные конструкторами параметры. К примеру, если деталь, согласно конструкторской документации должна выдерживать определённое время нагрузки при нагреве до 400 градусов, а при испытаниях ее разрушения произошли после превышения этого времени – значит деталь «выстояла», параметры прочности выдержаны и партия признается годной. В конечном итоге, все эти исследования обеспечат прочность и долговечность элементов двигателя для авиации и перекачки газа».

Персонал, который будет обеспечивать работу нового корпуса мехобработки, будет переведен с других участков, однако практически все сотрудники пройдут дополнительное обучение. К примеру, каждая единица лабораторного оборудования поставляется на предприятие с условием обязательного обучения оператора у производителя. На ряд аттестованного и записанного в Росреестр оборудования поставщики выдают именные сертификаты специалистам ОДК-Кузнецов после соответствующего обучения и экзамена, в противном случае до работы человек не допускается – так ответственны и сложны эти операции.

Трансформация опытного производства, объединенного общими информационными системами с конструкторскими службами, компактизация производственных подразделений и высокая автоматизация техпроцессов позволят обеспечить работу опытной площадки ОДК-Кузнецов на уровне ведущих мировых разработчиков авиационных двигателей. Современные системы хранения, передачи и обработки данных интегрируют процесс распределенной разработки, технологической подготовки опытного производства и обработки результатов испытаний.

В новом корпусе будут обрабатываться и проходить контроль качества детали для промышленных газотурбинных двигателей НК-36СТ-32 для газоперекачивающих агрегатов и НК-37СТ-32 для энергетики (оба – мощностью 32 мегаватта), двигателя ПД-8В для отечественных тяжелых вертолетов и перспективного изделия для дальней авиации. ПД-8В будет иметь ряд преимуществ перед аналогами: в нем будет применяться цифровая система автоматического управления, мощность силовой установки будет увеличена на 15%, а топливная эффективность и высотно-климатические характеристики существенно улучшены. Работа над этими проектами стартовала в ОДК-Кузнецов в 2023 году. 

В 2025 году, после сдачи нового корпуса металлургического опытного производства в эксплуатацию, компактизация площадки позволит сконцентрировать в нескольких зданиях на относительно небольшой - рациональной площади всё опытное производство. ОП «Управленческий» в обновленной структуре ОДК-Кузнецов станет центром высоких технологий, который будет выполнять заказы по созданию новых двигателей – от разработки до испытания опытных образцов. Опытное производство станет интеллектуальным центром предприятия, формирующим будущее двигателестроения.