Экология и экономия:
8 трендов, которые меняют авиацию
Транспортные авиакомпании столкнулись с проблемами во время пандемии, когда за первые месяцы количество авиаперелётов значительно сократилось. Ситуация с перевозками отразилась и на производителях самолётов и двигателей. Но это не единственная проблема для машиностроительных предприятий — стремительно растут требования к экологичности двигателей. При этом цифровизация и новые технологии, в том числе аддитивные, а также запросы рынка, например, на беспилотники, открывают новые возможности.
Как компаниям привлекать новых клиентов и сохранять старых, соблюдать требования к экологичности и запускать новые направления? Компания Strategy Partners проанализировала отрасль и выделила главные тренды, которые сильнее всего будут влиять на этот бизнес в ближайшие годы.
1. Ужесточение экологических требований к двигателям

В 2015 году было подписано Парижское соглашение в рамках Рамочной конвенции ООН об изменении климата. Соглашение регулирует меры по снижению содержания СО2 в атмосфере с 2020 года. Его одобрили 195 стран, национальные правительства ввели постановления и стандарты декарбонизации. К 2050 году до нуля должны быть сокращены все выбросы, не относящиеся к пищевой индустрии.

К апрелю 2020 года выбросы от авиаперелётов сократились на треть, но только благодаря отмене авиарейсов. Вопрос снижения выбросов остро стоит перед авиационной отраслью, поэтому крупнейшие производители продолжают создавать технологии, повышающие эффективность двигателей.

Американская компания GE в 2020 году сертифицировала двигатель GE9X для Boeing, который разрабатывала с 2012 года. Он был признан самым мощным и энергоэффективным двигателем для коммерческой авиации. Устанавливать его планируется на Boeing 777X — самые большие в мире двухдвигательные пассажирские самолёты. GE получила более 700 заказов на эти двигатели ещё до их сертификации. Компания снизила на 10% расход топлива и уровень углеродных выбросов по отношению к GE90.
2. Развитие программ электрических и гибридных двигателей

Кругосветное путешествие самолёта на солнечных батареях Solar Impulse 2, которое завершилось в 2016 году в Абу-Даби, доказало саму возможность подобных перелётов с использованием альтернативных источников энергии. Это лишь разовый случай, в то время как производители авиадвигателей работают над массовыми образцами.

Например, Rolls-Royce системно работает над гибридными и электрическими двигателями. В 2019 году компания успешно испытала гибридную авиационную двигательную установку. Также в 2019 году компания купила у Siemens подразделение по выпуску авиамоторов.

Rolls-Royce разрабатывает новые двигатели для 4 сегментов авиации: региональной авиации, малой авиации, учебно-тренировочных самолетов и средств городской мобильности — такие средства когда-то будут работать в качестве аэротакси. Экспериментальные полёты самолёта с гибридной силовой установкой планируются в этом году. Россия также активно работает в данном направлении. Вице-премьер РФ Юрий Борисов анонсировал презентацию на МАКС-2021 электрического самолёта на принципах сверхпроводимости.

3. Распространение беспилотных воздушных систем в городах

Самолёты первыми в истории получили автопилот: в 1912 году американское предприятие Sperry Corporation разработало систему, которая автоматически удерживала курс полёта и стабилизировала крен. В 1947 году самолёт C-54 перелетел Атлантический океан на автопилоте, включая взлёт и посадку самолёта.

Настало время перейти от автопилотов самолётов к созданию решений для дронов и аэротакси. Компания Honeywell Aerospace работает над такими решениями, для чего создала отдельную бизнес-единицу.

Эта бизнес-единица, занимающаяся беспилотными авиационными системами и городской воздушной мобильностью (UAS & UAM), включает в себя 6 подразделений:

  • двигатели и силовые установки;
  • электронные системы;
  • системы защиты экологии и охлаждения;
  • системы привода;
  • интеграция и сертификация;
  • технологии «подключённого ВС».

В 2020 году компания Honeywell провела первые успешные испытания датчиков, которые направляют транспортные средства городской воздушной мобильности (UAM) на посадку без вмешательства пилота. Испытания прошли на вертолёте AS350. Демонстрация прототипа пройдёт летом 2021 года.

4. Цифровая трансформация и использование аддитивных технологий

GE Aviation повышает эффективность производства с помощью цифровизации, Lean и Asset Performance Management от GE Digital. Промышленное приложение Asset Performance Management (APM) от GE Digital позволяет контролировать состояние производственных станков и оборудования в режиме реального времени, сократить количество ручных рабочих процессов и повторных операций. Так, вместо планового технического обслуживания производители перешли к обслуживанию исходя из текущего состояния.

В результате внедрения на заводе в Бейтсвилле при производстве двигателя GE9X датчиков и меток радиочастотной идентификации (RFID) в рамках расширения применения цифровых решений и практики бережливого производства (lean) выросла производительность. При увеличении численности персонала только на 12% производство деталей для двигателя LEAP в Маскегоне выросло на 32%. Бережливое производство в сочетании с цифровизацией позволило на 60% сократить потери, вызванные дефектами производства, которые встречались у 15% произведённых деталей.

Rolls-Rоусe активно использует IoT для отслеживания состояния двигателя в ходе эксплуатации с целью повышения безопасности, сокращения расхода топлива и оптимизации расходов на ППО. Тысячи датчиков в каждом двигателе Rolls-Royce следят за расходом топлива, давлением и температурой, высотой полёта, скоростью и температурой воздуха. Данные мгновенно отправляются в операционные центры Rolls-Royce. Так с помощью интернета вещей Rolls-Royce сократил на 14% расход топлива Airbus A330, на которых установлен двигатель Trent 7000.

Третий пример — Safran, который занимается аддитивными технологиями с 2005 года, использует их в своём производстве с 2015 года, активно развивая возможности для расширения компетенций в этом направлении. В 2018 году компания заявила о строительстве собственного центра для исследований, разработок и производства деталей Additive Factory Hub — лаборатории, в которую открыла доступ представителям промышленности и науки.

Среди резидентов лаборатории — 4 института: Карно, Vallourec S.A., ONERA, AddUp и ряд других компаний. Площадь будущего центра — 12 500 м², он вместит 50 3D-принтеров и 200 сотрудников. В этом году планируется открыть кампус, посвящённый аддитивным технологиям, и обеспечить его полное функционирование к 2023 году. Сейчас Safran производит с использованием аддитивных технологий:

  • топливные форсунки и смесительные головки камеры сгорания, изготовленные методом селективного лазерного плавления для газотурбинных двигателей Arrano и Ardiden 3;
  • большую часть ВСУ Saphir 4.2, полученных с помощью термоядерного синтеза в лазерном порошке;
  • узел смазки двигателя LEAP-1A (совместного производства Safran и GE) оборудование корпуса турбины для двигателей CFM56-7 (1000 деталей с января 2018 года) и Leap 1B (совместного производства Safran и GE) и др.

Цель — снизить затраты на производство двигателей на 15% и уменьшить их массу на 25% благодаря аддитивному производству. Тема цифровизации и аддитивных технологий — одна из самых значимых в авиадвигателестроении.
5. Опора на партнёрства (особенно в новых технологиях)

Safran заключает стратегические партнёрства для совместных разработок и реализации двигателей и технологий. В 1974 году Safran Aircraft Engines объединилась с GE в CFM International для разработки и производства семейства двигателей для использования на коммерческих самолётах. Результат — двигатель CFM56. В 2016 году компания объявила о партнёрстве с KAI для работы в коммерческой и военной авиации.

Вместе с Boeing компания запустила совместное предприятие Initium Aerospace для производства вспомогательных силовых установок для самолётов. В 2019 году Safran объявила о партнёрстве с MTU по разработке двигателя для европейского истребителя следующего поколения NGF.

А в 2004 году было создано Powerjet — совместное предприятие ОДК «Сатурн» и Safran, которое занялось разработкой и производством силовой установки SaM146 для регионально-магистральных самолетов Sukhoi Superjet 100 (SSJ 100).

В результате 48% выручки Safran составила выручка от продажи и ППО двигателей для самолётов, разработанных и произведённых в партнёрствах с другими компаниями.
6. Реакция на пандемию COVID-19

Пандемия ударила по многим отраслям, и авиация не стала исключением. Авиакомпании снизили расходы на новые самолёты, авиапарк начал перебалансироваться от одних авиакомпаний к другим, цены на вторичном рынке самолётов и двигателей упали. Компании сократили расходы и на послепродажное обслуживание (ППО) двигателей, и на детали для них. Из эксплуатации начали ускоренно выводить старые широкофюзеляжные самолёты с низкой энергоэффективностью, заменяя их на более энергоэффективные, соответствующие долгосрочным стратегиям развития авиакомпаний, высвобождению green engines. Вывод узкофюзеляжных самолётов при этом замедлился.

Эти процессы, например, на компании Rolls-Royce сказались следующим образом:

  • за первую половину 2020 года выручка группы упала на 24%, операционный убыток группы составил 1,7 млрд фунтов;
  • снижение продаж двигателей + снижение доходов от engine flying hours + снижение продаж разовых услуг ППО;
  • сильнее всего пострадало подразделение Civil Aerospace. Подразделение Defence устойчиво. Power Systems — небольшое снижение;
  • часть заказов перенесена на 2021—2022 годы, часть заказов отменена;
  • возникли проблемы с ликвидностью и оплатой контрактов поставщикам.

Но компания сформулировала план действий по улучшению ситуации. Основными направлениями стали:

1) Снижение затрат (сокращение персонала, повышение эффективности производства и ППО, получение скидок от поставщиков и т. д.):

► крупнейшая реструктуризация и реорганизация подразделения Civil Aerospace (снижение расходов на 1,3 млрд фунтов за период 2020—2022 годы);

► сокращение численности персонала на 1/3 (около 9000 человек) за период 2020—2022 годы;

► вывод части некритических функций на аутсорсинг;

► технологическая модернизация и применение новых методов производства;

► сокращение количества производственных площадок и их площадей;

► проведение переговоров более чем с 700 поставщиками с целью получения скидок от 5 до 15%;

► увеличение доли переменных затрат в конечном продукте;

► снижение себестоимости ППО.


2) Увеличение выручки (развитие ППО и повышение цен на двигатели):

► выход на ППО новых поколений двигателей;

► расширение сети ППО;

► постепенное повышение цен на двигатели новых поколений по мере улучшения качества их производства и повышения надёжности.


3) Повышение ликвидности (займы, в том числе государственные, и продажа активов):

► взяты займы на сумму 8,1 млрд фунтов;

► продажа активов на сумму более чем 2 млрд фунтов.

В результате реализации плана ожидается, что FCF (свободный денежный поток) группы Rolls-Royce станет положительным уже во втором полугодии 2021 года.

Практически все производители приняли планы по реакции на последствия COVID-19.

7. Унификация двигателей с целью снижения стоимости обслуживания в авиакомпаниях

Среди западных производителей сложилась специализация игроков на определённых сегментах рынка. В каждом сегменте авиации есть явный лидер, разрыв между которым и вторым по количеству выпущенных двигателей составляет от 2,2 до 5,8 раза.

Один тип двигателя позволяет авиакомпаниям унифицировать парк ВС и улучшает их экономику.
8. Трансформация системы послепродажного обслуживания двигателей

Производители авиадвигателей сегодня не просто продают двигатели и запчасти к ним, компании переходят к долгосрочным контрактам с фиксированной стоимостью лётного часа. Производители предлагают весь спектр услуг техобслуживания двигателей и движутся в сторону модели интегратора в части ППО.

Мерилом успешности международных компаний является рост их стоимости. Пока одни компании создавали стоимость за последние годы, другие — её разрушали.

Рост рыночной госпитализации

На создание или разрушение стоимости компании могут влиять различные факторы, но все компании-лидеры характеризуются:

  • внедрением цифровых технологий, повышающих эффективность производства двигателей;
  • использованием технологий, направленных на оптимизацию эксплуатации двигателей;
  • активным внедрением аддитивных технологий при производстве и обслуживании двигателей (Safran — c 2005 года, MTU — c 2008-го, Honeywell — с 2008-го, RR — 2013-го, GE — c 2014 года);
  • заключением стратегических партнёрств для совместной разработки и производства двигателей (MTU + Safran, GE + Safran) и т. д.

Начавшийся переход мирового авиастроения на принципиально новые технологии, включая замену металлоконструкций композиционными материалами, развитие аддитивного производства замкнутого цикла, внедрение новых систем искусственного интеллекта в систему управления воздушным судном, подтверждает рассмотренные тренды. Двигателестроение становится всё более высокотехнологичной отраслью с ориентиром на новый уровень аэромобильности, включая как производства, так и эксплуатацию авиационных двигателей.