Спросите про: алюминий

28 января 2020
Новости дорог

В гостях у «Главной пары» побывалруководитель сектора «Автомобилестроение» Алюминиевой Ассоциации Дмитрий Онищенко. У нас состоялся очень интересный разговор о будущем автомобильной промышленности, причем не только с точки зрения материалов, но и в отношении кадров, а также об электромобилях, родстере «Крым» и многом другом. Предлагаем расшифровку нашей программы, которую вели Антон Чуйкин и Сергей Смирнов.

 Антон Чуйкин (А.Ч.): Добрый день, друзья! В эфире программа «Главная пара». Гость студии – Дмитрий Онищенко, руководитель сектора «Автомобилестроение» Алюминиевой Ассоциации. Дмитрий, добрый день!

Дмитрий Онищенко (Д.О.): Добрый день! 

Антон Чуйкин: Готовьте свои вопросы, все расскажем про алюминий и то, как его применяют в автомобилестроении. Вторая часть нашей программы будет сопряжена с первой. Мы поговорим про образование, ведь Дмитрий не только руководит сектором в Алюминиевой Ассоциации, но еще является профессором в МГТУ имени Баумана. Если вас интересуют вопросы профориентации, можете смело их озвучивать в эфире. Дмитрий, расскажите про сферу применения алюминия в автомобилестроении.

Д.О.: Собственно говоря, в каждой системе автомобиля алюминий так или иначе присутствует. Например, литые диски – это не только красота, но и надежность, снижение неподрессоренной массы. Алюминий используется в кузовных деталях, несущих системах автомобиля в целом, сейчас даже говорят об алюминиевых рамах; это также силовая установка, коробка передач, блок цилиндрового двигателя, корпусные детали двигателя и алюминиевая проводка.

А.Ч.: Давайте немного к истории обратимся. Еще Генри Форд более 100 лет назад обращал внимание на то, что не нужен лишний вес, потому что автомобиль – это не локомотив…

Д.О.: Стремление к снижению массы автомобиля является первоочередным фактором использования алюминия. Удельный расход топлива и совокупная токсичность транспортного средства напрямую зависят от его веса. Речь также идет и о пассивной безопасности. Я уже не буду говорить про динамические характеристики автомобиля, потому что чем он легче, тем лучше разгоняется, проще тормозит, а это уже активная безопасность. Вопрос, связанный с пассивной безопасностью, очень актуален, потому что скорости значительно выросли, что обуславливает необходимость обеспечения энергопоглощения в случае удара. Этот аспект сейчас активно исследуется, в частности, в нашем университете. Мы в рамках инициативных молодежных проектов тестировали лонжероны, различные конструкции и выбирали тип металла. По результатам испытаний алюминий выигрывает у традиционной конструкционной стали где-то в 1,8-2 раза. Это очень хороший показатель.

А.Ч.: То есть, если взять две одинаковые детали из традиционного материала и алюминиевые, то что мы увидим при равной прочности?

Д.О.: Прочность необязательно может быть равной, потому что нам важно энергопоглощение, а именно какую энергию в случае деформации поглощает тот или иной материал. У алюминия с этим очень хорошо. И здесь, конечно же, возникает вопрос цены. Но, с другой стороны, человеческая жизнь бесценна, поэтому вопрос философский…

А.Ч.: То есть со снижением массы мы получаем рост стоимости…

Д.О.: Нужно понимать, что мы используем не просто алюминий, а конкретную деталь, для изготовления которой необходимо потратить определенное количество ресурсов, в том числе и финансовых. Продавать высокотехнологичную деталь, например, блок цилиндров двигателя можно в сто раз дороже. Поэтому, если говорить о стоимости материала – да, материал дороже, но в конкретной детали стоимость алюминия теряется.

А.Ч.: А как вы видите будущее: алюминий в автомобилестроении завоюет господствующие позиции, останется примерно в нынешней своей доле или его потребление сократится, а ему на смену придут композиты?

Д.О.: Многое будет зависеть от распределения типов энергетических установок. Несомненно, доля алюминия будет расти. Главное направление – корпусные детали. Основные несущие элементы будут сделаны из алюминия.  То же можно сказать и о силовой установке – причем независимо, гибрид это или тепловой двигатель. Что касается электромашин, то здесь возникают интересные идеи, связанные с использованием мотор-колес не на основе меди, а на основе алюминиево-скандиевых сплавов.

А.Ч.: Колесо должно быть легким…

Д.О.: Да, легким. И здесь, конечно, интегрировать мотор в колесо – сложное дело. При использовании электромотора по традиционной схеме автомобиля возникает ряд вопросов. И, конечно, наличие сплава, который будет иметь схожую электропроводность – кстати, теплопроводность коррелирует с электропроводностью – даст серьезную перспективу использования электрической техники в автопроме. И не только электропроводки, но и самих электрических машин.

А.Ч.: Мечта компоновщика – мотор разместить в колесах… Сейчас этому мешает масса. Алюминий может эту проблему решить.

Д.О.: Я очень на это надеюсь!

А.Ч.: Было бы здорово избавиться от такого массивного и габаритного агрегата, который занимает место в автомобиле. Кстати, о тенденциях. В последнее время мы наблюдаем борьбу за вес. Все проистекает от экологии.  Сегодня нельзя сделать просто легкую машину – нужно выиграть вес для всех составных элементов автомобиля: навигаторов, круиз-контроля и т.д. Как я понимаю, использование алюминия позволяет сэкономить вес вдвое по сравнению со сталью.

Д.О.: В целом да, цифра именно такая.

С.С.: Я смотрю справку: если всю медную проводку в автомобиле заменить на алюминиево-циркониевую, то машина может стать легче на 12 кг.

А.Ч.: А как быть с проводкой: мы все привыкли, что медь сама по себе паллиатив, а лучше всего серебро…

Д.О.: Здесь скин-эффект. Алюминий изначально имеет меньшую теплопроводность, чем медь, но при этом гораздо меньшую массу. И основная причина снижения теплопроводности – это отсутствие возможности сделать такую же тонкую проволоку, как из меди. Как только мы делаем такую проволоку, любой изгиб может привести к разрыву провода. Однако существует легирующий элемент, который не столько увеличивает электропроводность, сколько повышает прочность и пластичность алюминия. При наличии такого алюминиевого сплава мы можем существенно снизить массу. Общее сечение алюминиевого провода будет несколько больше, но масса меньше, а электропроводность будет схожая. То есть, мы получим выигрыш по массе.

А.Ч.: А что будет с ценой? Эта легирующая добавка в алюминии не выведет его на цену меди?

Д.О.: Это будет процент, даже доля процента, поэтому все равно получится дешевле. И надо помнить о том, что сегодня существуют новые технологии добычи редкоземельных металлов – того же скандия – которые существенно снижают себестоимость процесса и конечного материала.

А.Ч.: Давайте теперь поговорим про коррозию. На пальцах объясните: вот сталь ржавеет, железо ржавеет, а что происходит с алюминием?

Д.О.: На самом деле алюминий тоже активно окисляется – до появления первой оксидной пленки AlO3…

А.Ч.: На поверхности?

 Д.О.: Да… Дальше процесс окисления останавливается. И в этом плане алюминий очень надежный металл. То есть, если мы не повреждаем оксидную пленку, то дальше процесс коррозии в естественных условиях затруднен.

А.Ч.: Вопрос от радиослушателя Славы: а зачем тогда алюминий красят? На нем же уже есть эта пленка…

Д.О.: Очень хороший вопрос. Мне очень нравится чистый алюминий. Сейчас такие тренды есть. Даже, знаете, некоторые элементы интерьера автомобилей делают алюминиевыми – это дорогая опция.

А.Ч.: Да-да, это считается дорогой отделкой! А если мы берем какие-то детали, не наружные, а структурные элементы силового каркаса кузова или даже двигателя – это алюминий, сплав или он чем-то покрыт?

Д.О.: Блоки красят часто. Это связано с тем, что двигатель делается не только из алюминия. Коленчатый вал, шатун – стальные изделия, поэтому возникает биметаллическая пара. У алюминия и стали разные электрические потенциалы, в месте касания этих металлов возникает некая «батарейка», которая может привести к тому, что металл с большим электрическим потенциалом будет активно окисляться. Чтобы этого не происходило, часто красят.

А.Ч.: Радиослушатели нас тут справедливо упрекают, почему мы не говорим об электромобилях. Действительно, все уверены, что скоро мы увидим явное увеличение доли электромобилей на дорогах. Как вы считаете, из чего они будут сделаны? Из алюминия?

Д.О.: Я думаю, что необходимость снижения массы основных деталей по сравнению с автомобилями – задача номер один. Вы знаете, есть проблема, связанная с массой электробатарей. Пока она не имеет решения. Решающую роль в данном случае играет масштабный фактор. Достаточно сравнить по массе электробус и автобус – сразу все становится понятно. И либо мы идем на радикальное снижение радиуса действия, то есть пробега, либо увеличение веса автомобиля.

Что касается глобального использования электромобилей, я бы не был столь оптимистичным, по крайней мере, по нескольким причинам. Первая причина – необходимо учитывать перспективу увеличения суммарных мощностей электростанций.  Если сегодня суммировать всю мощность поршневых двигателей, прежде всего автомобильных, она окажется в 2,5 раза больше, чем суммарная мощность всех электростанций.

А.Ч.: То есть где-то надо брать электроэнергию.

Д.О.: Энергопотребеление даже обычного автомобиля существенно увеличивается. И не надо забывать о том, что мы живем в России, где температуры бывают и -10, и -20 и -30… Надо понимать, что на борту нужно генерировать, помимо механической и электрической энергии, еще и тепловую энергию. В этом плане сегодня нужно говорить про энергетическую установку, которая будет в определенном диапазоне балансов этих видов энергий генерировать три этих вида энергии с максимальным уже не коэффициентом полезного действия, а максимальным коэффициентом использования теплоты. И я предполагаю, что мы еще нескоро уйдем от тепловых двигателей. Тем более, сейчас есть очень интересные программы, связанные с развитием синтетических моторных топлив.

А.Ч.:  А теперь предлагаю поговорить о родстере «Крым». Дело в том, что Дмитрий Онищенко – не только руководитель сектора «Автомобилестроение» Алюминиевой Ассоциации, но и шеф упомянутого проекта. Это студенческий автомобиль, но с задатками очень интересной машины.

Д.О.: Это очень важная тема для меня. Не потому, что я сам хотел построить автомобиль, а потому что этот проект смог объединить ребят разных кафедр и уровня подготовки. Они сплотились для того, чтобы доказать прежде всего себе, что из наших компонентов можно спроектировать и построить достойный автомобиль, который может быть условно бюджетным.

А.Ч.: То есть, это образовательный проект?

Д.О.: Конечно же, это проект образовательный! Мы сейчас не говорим про коммерцию, хотя коммерческая составляющая в этом проекте потенциально есть. Но ни копейки бюджетных денег мы на этот проект не потратили. Это инициативный проект…

А.Ч.: Сейчас это немодно…

Д.О.: 25 октября в ГНЦ ФГУП НАМИ прошла стратегическая сессия с участием более 40 вузов и 100 человек, на которой мы объявили, что в рамках объединения вузов готовы поделиться этим проектом со всеми на безвозмездных условиях. То есть, привлечь к участию все вузы, где есть хоть какое-то направление подготовки, которое имеет отношение к автопрому. Эта идея была воспринята, на мой взгляд, очень позитивно. Сегодня уже десять вузов подписали соглашение об участии.

Проще говоря, мы создаем в разных вузах КБ с направленностью автопрома. Ментором, я полагаю, будет выступать НАМИ. У них есть успешный опыт создания реальных серьезных проектов. Ребята из НАМИ будут обучать молодых студентов. Мы очень надеемся, что у нас получится современное распределенное сборочное производство небольших недорогих, но красивых автомобильчиков.

С.С.: Хотелось бы, чтобы помимо образовательной функции, это имело все-таки практическую направленность и коммерческую в том числе. Чтобы студентам было интересно не только учиться, но и самим сделать проект, про который бы сказали – и в России могут делать классные машины!

Д.О.: Конечно, мы предполагаем, что сможем использовать такой инструмент, как малые инновационные предприятия на базе вузов. Они сейчас с разной степенью успеха функционируют. Можно сделать сборочное производство, где ребята будут проходить практику, а потом приходить в КБ уже в рамках вуза и вносить предложения по изменению конструкции, технологии и т.д. В сентябре мы закончили работу по сборке и доводке второго прототипа. На нем проехали порядка 5 тыс. км. Мы использовали этот автопробег, чтобы приезжать в вузы и рассказывать ребятам об этом проекте и вовлекать их… Посетили такие города, как Ярославль, Нижний Новгород, Владимир, доехали до Анапы и Инновационного технополиса «Эра» – там показали нашу машину. На обратном пути заехали во все университеты, которые были у нас на пути. Это Краснодар, Донской университет, Новочеркасский университет, Тульский, Липецкий, Воронежский. Во всех учебных заведениях мы общались на уровне проректоров, но прежде всего с ребятами. Нам дали возможность показать машину, ребята видели, что ее спроектировали и собрали их сверстники.

А.Ч.: У меня опасения относительно того, куда потом пойдут выпускники… Останутся ли они в России?

Д.О.: Хороший вопрос, и у меня есть на него ответ. Недавно была утверждена стратегия развития автопрома, которая предполагает, что все российские автопроизводители обязаны будут инвестировать до 5% от валовой выручки во внутренние НИОКР. Кто будет проводить НИОКР? Этот вопрос сами автопроизводители поставили перед разработчиками стратегии. Так вот, эти ребята и будут заниматься НИОКР.

С.С.: Главное, чтобы это все заработало!

А.Ч.: Это и был один из следующих вопросов. Вы назвали в качестве партнеров университета учебные заведения. А вы были на заводе VW или Mitsubishi в Калуге, на заводе Hyundai в Питере, на заводах Ford в Татарстане?

Д.О.: Безусловно, я был в Калуге на заводах VW и Peugeot-Mitsubishi. Более того, мы презентовали коллегам из Peugeot-Mitsubishi наш проект. Мы объяснили, что достаточно легко можем перейти с одной платформы на другую – это позволяет конструкция автомобиля. Например, на платформу В0 или на платформу Peugeot-Citroen. Интерес со стороны автопроизводителей есть – в Бауманку приезжали практически все внешние руководители, например, Hyundai.

А.Ч.: Они все очень заинтересованы в кадрах на самом деле. Для них этот проект не изготовления автомобиля, а поиска инженерных кадров, на которые сейчас есть очень большой спрос…  Относятся ли к вам как к кузнице кадров? Вы уже сказали, что к вашему проекту проявляют интерес производители автомобилей.

Д.О.: Проект существует с 2014 года, у нас постоянный состав команды 25-30 человек, плюс ребята так или иначе принимают участие в команде. Очень много ребят из нашей команды ушло в проект ЕМП в НАМИ.

А.Ч.: Это «Аурус» между прочим…

Д.О.: Я регулярно общаюсь с руководителями отделов или направлений, моими ровесниками, – они очень высоко оценивают этих ребят. В НАМИ считают, что лучше взять ребят, которые прошли через реальный инженерный проект, пусть с «тройками» и «четверками», и из регионального вуза.

Кстати, в нашем проекте давно уже принимают участие ребята не только из Бауманки, но и из других российских вузов. Например, парень из города Кореновск делает классный дизайн. Если позволите, расскажу коротко историю о вовлечении людей в наш проект, связанную с этим парнем. Мы открыты к сотрудничеству.

Так вот, когда мы ехали на Всемирный фестиваль молодежи и студентов 2017 в Сочи, дали анонс в соцсетях. Нам позвонил парень и сказал, что очень хотел бы прокатиться на этом прототипе, попросил нас заехать в Кореновск. Мы очень торопились, поэтому пообещали заехать на обратном пути. Так и сделали: он прокатился и был в восторге! И от сердца оторвал двухмерные скетчи дизайна – попросил их взять за основу его работы. Я аккуратно ему объяснил, что между двухмерными скетчами и трехмерной моделью громадная дистанция. Не факт, что двухмерный скетч будет так же красиво смотреться. Я сказал, что он должен овладеть специальными аппаратными средствами. Это было в ноябре. А уже в январе он прислал мне на почту прекрасные модели. За три месяца он скачал софт, освоил его, научился рисовать и начал с нами работать. Мы очень этому рады!

А.Ч.: Вы работаете непосредственно в системе образования. Скажите, абитуриентам, студентам, потом и выпускникам сложнее выбрать учебную специальность, учиться или потом найти работу?

Д.О.: Вопрос ранней профориентации имеет приоритетное значение. В нашем университете эта работа налажена очень хорошо: проводятся различные олимпиады. Я люблю ездить во Владимирскую область – там проходят замечательные школьные научно-практические конференции «Шаг в будущее». Вы не представляете, какие проекты создают дети! Из консервной банки они делают макет газотурбинного двигателя, двигателя Стирлинга, токарный станок – это надо видеть!

А.Ч.: Сколько  вузов участвуют в вашем проекте? И сколько среди них столичных и региональных?

Д.О.: Если говорить о подписанных договорах, то это 10 вузов. Процесс согласования и подписания такого договора очень долгий. 40 вузов сегодня изъявили желание присоединиться к корпорации. У нас будет три направления. Сухопутный или наземный транспорт, автомобили. Помимо этого, существует еще авиационная тематика. Здесь мэтром выступит ФГУП ЦИАМ при поддержке ЦАГИ. Также у нас планируется развитие судового направления.

А.Ч.: Весь транспорт закрыли!

Д.О.: Да, будем закрывать. Хватило бы сил.

С.С.: А космическое направление?

Д.О.: Тут несколько сложнее. Но у нас есть молодежный космический центр – мы там проектируем и делаем спутники. Думаю, мы доберемся и до этого. Но пока мы на земле.

А.Ч.: К сожалению, наше время в эфире подходит к концу. Я напоминаю, что мы сегодня беседовали о перспективах автопрома, двигателях, материалов, обучении будущих инженеров, экологии.

Подкаст программы.

На ту же тему
Свежие записи
Обзор скоростных дорог: 1 июня
Обзор скоростных дорог: 1 июня
На М-5 «Урал» с 1 июня изменится схема движения
На М-5 «Урал» с 1 июня изменится схема движения
На ЦКАД между трассами М-10 и М-11 идёт подготовка к укладке асфальта
На ЦКАД между трассами М-10 и М-11 идёт подготовка к укладке асфальта
В III квартале 2020 года приступят к строительству обхода Аксая
В III квартале 2020 года приступят к строительству обхода Аксая
Для трассы А-105 создадут геоинформационную систему
Для трассы А-105 создадут геоинформационную систему
 Информационный партнер

 Последние материалы
Июнь 2020
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Май    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  
Написать в эфир
Наверх