НИЦ имени Н.Е. Жуковского разработал стратегическую концепцию развития российского гражданского авиастроения до 2050 года, учитывая научные и технические достижения в отрасли. Документ основан на принципах технологических укладов, трехуровневого планирования и интеграции с государственными приоритетами: обеспечение транспортной связности, повышение безопасности и укрепление технологического суверенитета. Новый прогноз фокусируется на потребностях отечественной авиационной инфраструктуры и ограничениях рынка, вместо ориентации на международные стандарты.
До 2030 года акцент делается на достижение импортонезависимости и надежную эксплуатацию разнородного парка оборудования. В 2030–2040 годах планируется внедрение нового технологического уклада с передовыми компоновками, современными силовыми установками и цифровыми системами управления. К 2050 году ожидается разработка технологий для водородной и сверхзвуковой авиации, а также решений для городской мобильности и увеличения объемов перевозок без роста выбросов.
Цели и исходные допущения
Эта стратегия объединяет прикладные исследования, научно-технологические проекты и фундаментальные исследования в единую программу развития. Гражданская авиация рассматривается как часть транспортной системы, влияющая на экономику и уровень жизни.
Авиационная промышленность создает, производит и обслуживает летательные аппараты, а гражданская авиация обеспечивает перевозки пассажиров и грузов, выполняя различные работы. Авиация также способствует росту занятости, увеличению налоговых поступлений и развитию экспорта, но сопряжена с техногенными рисками и экологической нагрузкой.
Основные задачи включают обеспечение безопасности полетов, минимизацию экологического воздействия, снижение затрат и расширение доступности перевозок. Важно улучшение качества услуг, сокращение времени и стоимости производства, достижение технологической независимости и укрепление внутренней транспортной сети.
Приоритетом является утверждение когнитивного суверенитета, формирование уникальных целей, стандартов и оценки эффективности, а не копирование международных проектов. Новый прогноз предлагает изменить подход, развивая нормативную и технологическую политику с учетом российской специфики.
Три горизонта и технологические уклады
Прогнозирование основано на циклах технологического прогресса. Текущий этап (N) характеризуется зрелыми технологиями массового производства, следующий этап (N+1) — прикладными исследованиями, а перспективный этап (N+2) — теоретическими разработками. В краткосрочной перспективе (до 2030 года) основное внимание уделяется совершенствованию технологий и повышению производительности.
Изменить облик авиационной техники за несколько лет невозможно из-за длительных жизненных циклов самолетов и двигателей, а также сложных процессов сертификации и производства. Особое значение приобретают вопросы устойчивости к санкциям: остановка поставок, прекращение постгарантийного обслуживания и нехватка материалов.
В среднесрочной перспективе (2030–2040 годы) планируется внедрение технологий N+1. Значительная доля научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ должна достичь шестого уровня готовности, что позволит внедрять инновации. Намечено разработать новые конфигурации воздушных систем, модернизировать управление и силовые агрегаты для различных маршрутов.
В долгосрочной перспективе (2040–2050 годы) ожидается исчерпание возможностей N+1, что потребует подготовки к этапу N+2. В центре внимания будут глубокие научные исследования в аэродинамике, энергетике, материаловедении и системах управления, включая эксперименты с сверхзвуком и водородным топливом. Для успешного развития инноваций необходимы специализированные центры компетенций и квалифицированные специалисты.
Краткосрочный период до 2030 года: суверенитет и управление разнородным парком
В ближайшие годы ключевым вызовом станет управление и суверенитет над авиационным парком из устаревшей импортной техники и новейших отечественных моделей. Обеспечение безопасности и эксплуатационной готовности разнородного флота требует особого внимания. Сертификационные испытания российских самолетов осложняются недостатком данных по отказам и эксплуатации, ограничивая применение традиционных методов повышения надежности.
В современном авиастроении на первый план выходит внедрение интеллектуальных систем мониторинга и управления техникой. Эти технологии позволяют создавать уникальные модели надежности для каждого воздушного судна, учитывая его историю полетов, нагрузки и режимы эксплуатации.
Для эффективного управления авиапарком важно интегрировать интеллектуальные решения с наземными службами планирования и техобслуживания. Особое внимание уделяется инструментам, помогающим экипажу принимать решения, включая оценку психофизиологического состояния пилотов и автоматические рекомендации для снижения рисков, связанных с человеческим фактором.
Лётчики-испытатели и бортовые операторы во время доводочных испытаний, а также обычные экипажи в повседневной эксплуатации сталкиваются с особыми требованиями. Важным направлением становится управление воздушным движением, включая полеты беспилотных летательных аппаратов.
Ожидается, что их гражданское применение значительно возрастет, что потребует интеграции беспилотников в общее воздушное пространство. Для этого необходимы инновационные диспетчерские алгоритмы, автоматизированные системы предотвращения столкновений и надежные средства связи.
В период с 2030 по 2040 годы основное внимание уделяется повышению транспортной эффективности и доступности авиаперевозок. Теперь приоритеты смещаются к росту объемов перевозок и улучшению транспортной интеграции, в отличие от предыдущих лет, когда основное внимание уделялось преодолению импортозависимости и выживанию отрасли.
Государственные стратегии ставят цели по расширению маршрутной сети и снижению затрат на километр. Для магистральных перевозок будут использоваться новые конструктивные решения, такие как интегральные компоновки и композитные материалы, что повысит эффективность и технологичность отрасли.
Одним из ключевых направлений становится использование полимерных композитов, бионических конструкций и перераспределение функций между несущими поверхностями и корпусом самолета. Это сократит расход топлива, увеличит пространство для полезной нагрузки и топлива, а также облегчит конструкцию.
Газотурбинный двигатель останется основой силовой установки магистральных лайнеров, но его конструкция будет адаптирована для работы с альтернативными видами топлива. Для международных маршрутов предпочтение отдаётся устойчивому авиационному топливу и его смесям, а для внутренних — природному газу. Переход на новые виды топлива потребует новых систем подачи топлива, криогенных баков и обновлённых норм лётной годности.
Концепция «более электрического» самолёта предполагает увеличение мощности электрооборудования и переход от механических и гидравлических систем к электрическим. Это позволит устанавливать более энергоёмкие системы управления, связи и обслуживания пассажиров, что повысит требования к электроснабжению и тепловому контролю.
Для местных и региональных рейсов приоритет отдаётся самолётам с возможностью взлёта и посадки на коротких полосах, высокой автономностью и работой на аэродромах с минимальной инфраструктурой.
Широкое внедрение беспилотных летательных аппаратов в таких сферах, как лесное и сельское хозяйство, энергетика и другие, изменит традиционные подходы и повысит требования к авиационному оборудованию. Для этого нужны унифицированные платформы беспилотных машин и развитие систем управления и обслуживания.
Планируется использовать гибридные и электрические распределённые установки, работающие на местных энергетических ресурсах, что снизит зависимость от централизованных поставок топлива.
Долгосрочный период 2050+ и формирование следующего уклада
Прогнозы после 2050 года указывают на значительные изменения в российской гражданской авиации. Акцент будет сделан на экологичность, скорость и доступность перевозок. Ожидается рост пассажиропотоков и интенсивности эксплуатации на региональных и международных маршрутах.
Особое внимание будет уделено переходу магистральных самолётов на альтернативные виды топлива, включая жидкий водород. Эти изменения формируют новый этап развития отрасли, где ограничения по выбросам вредных веществ будут ключевыми.
Для реализации этих преобразований потребуется пересмотреть конструкцию планеров, модернизировать силовые установки и разработать инновационные криогенные системы для хранения топлива. Также потребуется переоборудование инфраструктуры в аэропортах и топливно-энергетическом комплексе, что затронет всю национальную энергетическую систему.
Планируется создание технологий для сверхзвукового гражданского самолёта, который сможет выполнять длительные крейсерские полёты на высоких скоростях с минимальным уровнем звукового удара над густонаселенными территориями.
Для успешного внедрения новых решений важно учитывать акустические характеристики, высокие эксплуатационные ресурсы и экономическую эффективность, соответствующую современным дальнемагистральным моделям. Это можно достичь только путём комплексного применения передовых разработок в аэродинамике, материаловедении, двигателестроении и системах управления.
Развитие городской и пригородной авиации становится всё более актуальным. В этом направлении будут активно применяться винтокрылые аппараты с гибридными или электрическимидвигателями, упрощённой конструкцией и высокой степенью автоматизации. Они предназначены для эксплуатации в условиях городской инфраструктуры и должны легко интегрироваться в транспортные системы.
Рост авиапотока и внедрение новых моделей самолётов ставят новые задачи перед системами управления воздушным пространством. В будущем планируется разработать технологии для координации групп самолётов без конфликтов. Автоматизированные системы возьмут на себя основные диспетчерские функции, а человек будет заниматься мониторингом и корректировкой. Это изменит требования к обучению специалистов и организации службы управления полётами.
Ключевые технологические направления
Прогнозируется объединение исследований в крупные технологические направления для оптимального распределения электрическими. В ближайшие годы будут созданы интегрированные решения, которые станут основой для новых моделей авиационной техники. Среди ключевых направлений выделяются:
· Электродвигательные и гибридные установки.
· Системы с распределённой тягой.
· Инновационные генераторы и аккумуляторы.
· Специализированная силовая электроника.
· Альтернативные топлива и энергоносители (природный газ, экологически чистое авиационное топливо, жидкий водород).
Современные интеллектуальные системы охватывают широкий спектр задач — от поддержки пилота до управления техническим обслуживанием и воздушным движением.
Особое внимание уделяется разработке инновационных материалов и конструкций с малым весом, высокой прочностью и длительным сроком службы. Среди них — композиционные и «умные» материалы, способные контролировать своё состояние и адаптироваться к нагрузкам.
Новые подходы к компоновке техники включают интегрированные схемы и современные аэродинамические формы. Особое место занимают аппараты с коротким взлётом и посадкой, а также винтокрылые машины с упрощённой механизацией.
Фундаментальные исследования направлены на создание основ для будущих технологических укладов. Это включает изучение аэродинамики на сверхзвуковых скоростях, взаимодействие потоков воздуха с несущими элементами и разработку новых методов преобразования энергии.
Также важны исследования многофазных и криогенных процессов в системах подачи топлива и изучение механизмов износа новейших материалов. Для решения этих задач будут созданы специализированные центры компетенции, связанные с практическими вызовами авиационной промышленности.
Влияние на стратегию отрасли
Прогноз НИЦ им. Жуковского служит основой для организации научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР), производственных процессов и кадрового обеспечения. В ближайшее время акцент будет сделан на проектах, направленных на достижение импортонезависимости ключевых компонентов авиационной техники (материалы, системы управления, двигатели и программное обеспечение).
В среднесрочной перспективе планируется разработка ограниченного количества моделей самолётов с унифицированными агрегатами и системами. Это позволит эффективно компенсировать низкие объёмы выпуска за счёт масштабирования на единой платформе.
Внедрение новых технологий требует пересмотра нормативных требований. Это ставит новые задачи перед сертификацией летательных аппаратов и испытательными процедурами. Подходы к оценке лётной годности нужно адаптировать, модернизируя методики, испытательные стенды и программно-аппаратные комплексы.
В подготовке специалистов прогнозируется рост спроса на комплексное образование, охватывающее взаимосвязи аэродинамики, цифровых технологий, двигателестроения, криогенных систем и искусственного интеллекта. Для этого предлагается гармонизировать учебные курсы фундаментальной науки и высших учебных заведений, создавая единый образовательный контур, ориентированный на перспективные направления отрасли.
В перспективе особенно важным направлением становится развитие городской и пригородной авиации. Здесь предполагается широкое использование винтокрылых аппаратов, оснащённых гибридными либо электрическими силовыми установками, с упрощённой механической конструкцией, избегая сложных механизмов, таких как автоматы перекоса, и с высокой степенью автоматизации пилотирования.
Эти летательные аппараты предназначены для эксплуатации в условиях плотной городской инфраструктуры и должны эффективно интегрироваться в существующие транспортные системы.
Увеличение плотности авиапотока и внедрение новых моделей воздушных судов предъявляют свежие вызовы к следующим поколениям систем контроля воздушного пространства.
В перспективе планируется создание технологий для координации групп самолетов без конфликтов, где автоматизированные системы возьмут на себя основную часть диспетчерских функций, а человек сосредоточится на мониторинге и внесении корректив. Такие изменения повлияют на требования к обучению специалистов и организацию службы управления полётами.
Ключевые технологические направления и фундаментальные наработки
Прогнозирование фокусируется на объединении исследований в крупные технологические направления с целью оптимального распределения ресурсов. В ближайшие годы планируется создать интегрированные решения, которые станут основой для выпуска новых моделей авиационной техники.
Среди ключевых направлений выделяются электродвигательные и гибридные установки, включая системы с распределённой тягой, инновационные генераторы и аккумуляторы, а также специализированная силовая электроника, адаптированная для авиационных нужд.
Немаловажное значение придаётся развитию альтернативных топлив и энергоносителей: от природного газа и экологически чистого авиационного топлива до жидкого водорода, сопровождаемых соответствующими технологиями хранения и подачи топлива.
Современные интеллектуальные системы охватывают широкий спектр применения — от автоматизированных бортовых систем, поддерживающих пилота и экипаж, до сложных комплексных решений для управления техническим обслуживанием, воздушным движением и парком воздушных судов на земле.
Важное внимание уделяется разработке инновационных материалов и конструкций, отличающихся малым весом, высокой прочностью и продолжительным сроком службы. Среди них — композиционные и «умные» материалы, способные самостоятельно контролировать своё состояние и адаптироваться к изменяющимся нагрузкам.
Кроме того, появляются новые подходы к компоновке авиационной техники: используются интегрированные схемы и современные аэродинамические формы с эффективными несущими поверхностями. Особое место занимают летательные аппараты с коротким взлётом и посадкой, а также винтокрылые машины, у которых упрощена механизация, что способствует повышению эксплуатационной эффективности.
Особое внимание уделяется направленным фундаментальным исследованиям, призванным создать основу для будущих технологических укладов. Это включает изучение аэродинамики на сверхзвуковых скоростях, взаимодействия потоков воздуха с несущими элементами, а также разработку новых физических методов преобразования и передачи энергии.
Кроме того, важны исследования многофазных и криогенных процессов в системах подачи топлива, а также изучение механизмов износа и разрушения новейших материалов. Для эффективного выполнения таких задач прогноз предполагает организацию специализированных центров компетенции, которые будут тесно связаны с практическими вызовами авиационной промышленности.
Влияние на формирование отраслевой стратегии
Ориентир, установленный прогнозом НИЦ им. Жуковского, служит основой для организации НИОКР, производственных процессов и кадрового обеспечения в секторе гражданского авиастроения.
В ближайшее время акцент делается на реализации проектов, направленных на достижение импортонезависимости ключевых компонентов авиационной техники — начиная с материалов и систем управления, включая двигатели и завершенный программный комплекс для моделирования и производства.
В среднесрочной перспективе планируется сосредоточиться на разработке ограниченного количества моделей самолётов с максимально унифицированными агрегатами и системами, что позволит эффективно компенсировать низкие объёмы выпуска за счёт масштабирования на базе единой платформы.
Необходимость пересмотра нормативных требований возникает в связи с внедрением технологий на трёх ключевых уровнях, что ставит новые задачи перед сертификацией летательных аппаратов и испытательными процедурами.
Учитывая инновационные конфигурации, новые типы двигателей и повышенную автоматизацию, подходы к оценке летной годности нужно адаптировать, включая модернизацию методик, испытательных стендов и программно-аппаратных комплексов.
В сфере подготовки специалистов прогнозирует значительное увеличение спроса на комплексное образование, охватывающее взаимосвязи таких областей, как аэродинамика с цифровыми технологиями, двигателестроение с криогенными системами, а также интеграцию управления с элементами искусственного интеллекта.
Для достижения этой цели предлагается гармонизировать учебные курсы фундаментальной науки, профильных научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений, создавая единый образовательный контур, ориентированный на перспективные направления развития отрасли.