Создание аэролодки — сложный процесс, включающий несколько этапов. Непосредственное изготовление происходит в цехах предприятия, но начинается оно на рабочем месте конструктора. Компания «Север» — единственная в России, построившая производство аэролодок полного цикла, начиная с проектирования в собственном конструкторском бюро (КБ) и заканчивая ходовыми испытаниями. Только у нас сборке маломерного судна предшествует создание его полнофункциональной цифровой модели, на основе которой моделируется эксплуатация аэролодки и выстраиваются технологические процессы ее производства. Сегодня мы расскажем, как это происходит на практике.
Цифровой двойник аэролодки
Работа конструкторов увлекательна и очень сложна. Практически все предметы искусственного происхождения, окружающие нас в повседневной и профессиональной жизни, перед своим появлением на свет были разработаны конструкторами различной специализации. Архитекторы проектируют дома, авиаконструкторы строят самолеты, автоконструкторы — автомобили. Аэролодки тоже не исключение. Даже мебель производят по чертежам, в основе которых лежит замысел конструктора.
Важнейшей частью проектирования является расчет будущей конструкции, чем бы она ни была. Конструкторы рассчитывают множество различных параметров: эксплуатационных, прочностных и даже экономических. Их задача — создать изделие, которое будет оправдывать свое назначение, отвечать запросам потребителя, обеспечивать его безопасность и при этом окажется рентабельным в производстве.
Это очень непросто, ведь даже малейшее изменение в конструкции изделия может отразиться на всех его параметрах, безопасности, сроке службы и пр. Как это отследить? Если вы производите что-то простое, как мебель, то можно изготовить опытный образец и провести испытания. Сложные механизмы, например, автомобили и аэролодки, тоже испытывают, но предусмотреть абсолютно все в расчетах на бумаге невозможно. Поэтому ошибки нередко дают о себе знать уже в процессе эксплуатации серийной модели.
Максимально приблизиться к решению этой проблемы позволяет технология, которую называют PLM: это сокращение от Product Lifecycle Management, управление жизненным циклом изделия. PLM — это передний край конструкторской мысли. Процесс конструирования в этом случае заключается в создании полного цифрового двойника будущего изделия, позволяющего перед запуском в производство провести его виртуальное тестирование, оценить и отработать влияние любых элементов и вносимых в конструкцию изменений на другие части изделия, ничего при этом не упустив.
Но и это еще не все. PLM-модель позволяет выстроить алгоритм производства продукции и заранее отладить все технологические процессы до совершенства. Наконец, на PLM-модели можно посмотреть, как будет вести себя готовое изделие и его части на всем протяжении процесса эксплуатации: через год, два, пять, десять и т. д. На основе такого моделирования разрабатываются протоколы сервисного и постсервисного обслуживания, планируется закупка запчастей и расходников и т. п. КАЗ «Север» — первая компания в России, применяющая технологию PLM для изготовления аэролодок.
Как устроено производство аэролодок
Аэролодка «СЕВЕР» — это двухкорпусное маломерное судно особой конструкции. Его основу образуют легкий и жесткий корпус из алюминия, представляющий собой единое целое с кабиной и/или салоном, и надувной корпус — плот баллонов, придающий аэролодке необходимые плавучесть и остойчивость (способность противостоять крену и сохранять равновесие). Жесткий цельносварной алюминиевый корпус — это основа, остов, к которому впоследствии крепятся все остальные элементы, включая надувной корпус.
Весь производственный цикл аэролодки строится на базе разработанной в КБ «Север» цифровой PLM-модели. Условно его можно разделить на несколько этапов:
- производство деталей для жесткого корпуса;
- сборка жесткого корпуса;
- покраска жесткого корпуса;
- производство надувного корпуса;
- сборка силового блока (двигатель, редуктор и воздушный винт);
- сборка аэролодки;
- ходовые испытания.
Цех металлообработки
Все начинается с производства деталей для алюминиевого корпуса аэролодки. Их изготавливают в цехе металлообработки из листового и профилированного алюминия. Для этого на производстве КАЗ «Север» используются высокоточные фрезерные, раскроечные и гибочные станки с ЧПУ, которые программируют в соответствии с алгоритмами разработанной конструкторами PLM-модели. Это обеспечивает высокую точность обработки металла и идеальную повторяемость изготовленных деталей при практически полном отсутствии брака.
Сборка и покраска корпуса
В отличие от автомобильного завода, где соединение различных деталей и узлов будущей машины происходит на сборочном конвейере, на мелкосерийном производстве аэролодок КАЗ «Север» применяется технология стендовой сборки. Похожие методы организации производства используются при сборке болидов Формулы-1 или мелкосерийных суперкаров, таких как Aston Martin. А еще при строительстве судов на стапелях. Кстати, стенды, на которых происходит сборка аэролодок «Север», также называют стапелями.
На них с помощью специального крепежа фиксируют изготовленные в цехе металлообработки детали корпуса, максимально точно совмещая их друг с другом. Высокая точность сборки достигается благодаря тому, что сами стапели тоже строят на основе PLM-моделей. Когда все элементы установлены на своих местах и жестко закреплены, производится их соединение с помощью современных технологий высокоточной сварки. Затем выполняются зачистка, обработка и контроль качества сварных швов.
Готовый корпус поступает в покрасочной бокс, где на него наносят прочное полиуретановое покрытие Raptor, устойчивое к воздействию пресной и морской воды, агрессивных сред, погодных факторов, а также к УФ-излучению, экстремальным температурам и механическим повреждениям. Части корпуса, на которых должны размещаться различные изображения, надписи, символика и т. д., вместо покраски оклеивают не менее прочным и устойчивым к внешним воздействиям оракалом. Сочетание окраски и оклейки зависит от дизайн-проекта и пожеланий заказчика. Компания «Север» предлагает на выбор более 100 готовых вариантов дизайна, а также выполняет отделку корпусов по индивидуальным заказам.
Надувной корпус
Пока на стапелях происходит сборка алюминиевых корпусов, в цехе надувных тоже кипит работа. Материалом для них служит пятислойный армированный полиуретан, обладающий устойчивостью к проколам и порезам. Раскрой полотна, из которого затем склеивают баллоны, чехол плота, надувные фальшборты и другие элементы корпуса, выполняют на специальных станках с ЧПУ. Программы для них также составлены на основе алгоритмов PLM-модели.
Надувные корпусы аэролодок «Север» имеют разный размер и показатели плавучести, в зависимости от габаритов и грузоподъемности лодки, но конструктивно они все похожи. В основе каждого — плот из шести-восьми баллонов: четыре-шесть меньшего диаметра расположены в середине плота, а по краям — два силовых баллона большого диаметра (и на некоторых моделях большей длины). С торцов баллоны защищают прочные конусообразные колпаки из ПВХ, кроме того весь плот «упакован» в защитный чехол, изготовленный из того же материала, что и баллоны.
Сверху к плоту баллонов по периметру шнуровкой крепят фальшборт. Со стороны днища альпинистским шестнадцатипрядным кантом пришнуровывают защиту — прочную пластиковую чешую толщиной 5 мм. На следующий производственный этап надувной корпус поступает полностью готовым, с заполненными воздухом баллонами.
Силовой блок
Силовой блок аэролодки состоит из автомобильного бензинового двигателя (TOYOTA, NISSAN или CHEVROLET), понижающего редуктора собственного производства для поддержания оптимальных оборотов воздушного винта и создания эффективной тяги, а также собственно винта. Весь этот блок собирают в цехе силовых агрегатов и монтируют на продольно-поперечной стальной раме. Перед сборкой выполняются стендовая обкатка двигателя и редуктора и их точная настройка в паре. Кроме того, на двигатель устанавливают датчики температуры и перегрева.
Понижающие косозубые цилиндрические одноступенчатые редукторы для аэролодок «Север» были разработаны в собственном КБ компании, производятся по американской технологии и имеют ряд принципиальных отличий от редукторов, используемых другими производителями. В их числе — высокоточная обработка деталей, усиленные шестерни со шлифованными зубьями, повышенная термостойкость (до +130 °C) и армированные резиновые манжеты для валов по ГОСТ 8752–79. Кроме того, редукторы «Север» имеют уникальную систему охлаждения с объемом масла до 2,1 л (против 300 мл у других производителей), что решает проблему перегрева.
Завершающий этап: сборочное производство
Окончательная сборка аэролодок осуществляется на стапелях сборочного цеха. Сперва на стапель устанавливают готовый и окрашенный алюминиевый корпус. Затем с помощью прочного крепежного шнура к нему привязывают надувной корпус. Чтобы крепление было надежным и прочным, люверсная лента на надувном корпусе расположена в несколько сдвоенных рядов по всей площади поверхности.
После этого монтажники приступают к выполнению установочных работ: монтируют электропроводку, устанавливают элементы управления, штатное и дополнительное оборудование и пр. Параллельно производятся: остекление кабины и салона, установка дверей и люков, монтаж утеплителя, элементов отделки салона, сидений и кресел и т. д. Самыми последними устанавливают силовой блок в сборе и топливную систему, монтируют лопасти воздушного винта, цельносварную защиту винта и силового блока, а также вертикальные рули.
Контроль качества
Контроль качества на производстве аэролодок «Север» организован таким образом, что проверка качества выполнения каждой технологической операции производится на входе следующей операции. Благодаря такому подходу скрытый и промежуточный брак практически полностью исключены. Кроме того, на КАЗ «Север» действует международная система менеджмента качества ISO 9001, в соответствии с которой предприятия компании регулярно проходят процедуру внешнего аудита с целью подтверждения сертификации.
Важная составляющая системы управления качеством — отработка обратной связи, от специалистов ОТК, пилотов-испытателей и заказчиков. Например, за 2024 год конструкторами КБ «Север» было внедрено более 15 тысяч предложений службы качества, более 12 тысяч конструктивных улучшений, основанных на предложениях испытателей, и более 300 предложений, поступивших от клиентов.
Как испытывают аэролодки
Испытания — это не какой-то отдельный комплекс задач, а неотъемлемая часть производственного процесса, ведь именно по результатам испытаний в конструкцию аэролодок вносится наибольшее количество изменений (см. выше). На КАЗ «Север» проводятся два виды испытаний.
Во-первых, это обязательная обкатка, которую проходит каждая спущенная со стапелей аэролодка. Во-вторых, различные ходовые испытания, в которых принимают участие как новые модели, так и давно вышедшие в серию. Нередко такие испытания проводятся в рамках учений различных ведомств, например, МЧС. Также техника «Север» регулярно принимает участие в полевых сертификационных испытаниях на соответствие требованиям крупных корпораций, работающих в сфере нефтегазодобычи, геологоразведки, добычи полезных ископаемых, транспортной логистики и т. д.
Производство аэролодок — сложный многоступенчатый процесс, который начинается с конструирования и завершается испытаниями. Каждый этап мы стремимся довести до совершенства, чтобы обеспечить наших заказчиков надежным и функциональным транспортом, который не боится стихии и с легкостью преодолевает любые преграды. Вместе в вами мы строим лучшее общее будущее!
