Стоимость и продолжительность разработки самолета

Когда в конце 40-х-начале 50-х годов на вооружение были приняты околозвуковые самолеты и были испытаны в полете первые сверхзвуковые самолеты, стало ясно, что улучшение характеристик новых самолетов связано с увеличением их полезной нагрузки, габаритов и массы (табл. 8), усложнением их конструкции и оборудования. Это привело к такому росту стоимости разработки и эксплуатации самолетов, который поставил под сомнение целесообразность самостоятельной разработки самолетов и содержания большого воздушного флота для стран со средним экономическим потенциалом.

Именно сознание того, что стоимость наиболее современных самолетов начинает выходить за пределы финансовых возможностей большинства стран, легло в основу концепции легкого и дешевого сверхзвукового самолета. Первым самолетом, спроектированным с учетом этих соображений, был F-5 фирмы «Нортроп». Эта фирма в 1954 г. провела исследование стоимости разработки, строительства и эксплуатации американских истребителей так называемой 100-й серии с целью определения составляющих затрат, оказывающих наибольшее влияние на стоимость модернизации военно-воздушного флота. Для облегчения анализа издержки были разделены на три группы, охватывающие:

– затраты на научные и опытно-конструкторские исследования, связанные с разработкой и производством опытного экземпляра, его летными испытаниями и доработкой перед началом серийного производства;

– затраты на подготовку серийного производства и изготовление самолета;

– затраты на эксплуатацию, обслуживание и ремонт.

Анализ результатов исследования показал, что затраты третьей группы всегда выше других; одновременно они пропорциональны степени сложности конструкции и оборудования. Дополнительные исследования потенциальных потребностей военной и гражданской авиации привели к концепции многоцелевого самолета, который при уменьшенных габаритах и массе с максимально простой конструкцией (и, следовательно, простыми эксплуатацией и обслуживанием) сохранял бы характеристики, соответствующие требованиям, предъявляемым к самолетам данного класса.

В результате такого подхода F-5 стал наиболее дешевым западным сверхзвуковым самолетом как в отношении цены, так и с точки зрения стоимости эксплуатации. Подобная цель ставилась также фирмой «Дассо», которая благодаря модификации самолета «Мираж» IIIE смогла разработать менее сложный «Мираж» 5.

В настоящее время проблема затрат на авиацию является еще более острой, и ее с уверенностью можно считать наиболее существенным фактором, влияющим на дальнейшее развитие самолетостроения. В связи с этим рассмотрим вопросы стоимости несколько более подробно.

Известно, что развитие авиационной техники стимулируется стремлением государства иметь самолеты с наилучшими техническими характеристиками. Такие характеристики самолетов, особенно сверхзвуковых, могут быть достигнуты лишь в результате поиска и применения новых эффективных аэродинамических и конструктивных решений, усовершенствования двигательных установок, оборудования систем навигации и управления, более эффективного бронирования и вооружения, менее сложного обслуживания и эксплуатации, надежных устройств аэродромного оборудования и т.д. Это ведет к появлению все более сложных конструкций, которые требуют не только выполнения большого объема разработок и исследований, но также тщательной подготовки и проведения технологического процесса изготовления. Первое приводит к возрастанию трудозатрат и издержек на разработку проекта, а второе-к необходимости непрерывной модернизации производственного оборудования и измерительных устройств в промышленности, улучшению технологии и организации производства. Указанные факторы неизбежно приводят к увеличению продолжительности и стоимости разработки и в конечном счете к увеличению цены самолета, стоимостей эксплуатации, обслуживания и ремонта, обучения летного и наземного персонала, строительства аэродромов и создания комплекса вспомогательных служб.

Рис. 1.87. Стоимость электронного оборудования самолетов США.

треугольник-самолеты с винтомоторной силовой установкой; квадрат -околозвуковые самолеты; круг -сверхзвуковые самолеты.

О динамике роста капиталовложений, необходимых для создания самолета, ярко свидетельствует тот факт, что в 1907 г. Ор- вилл Райт получил от правительства США 25000 долл. на реализацию своего изобретения, тогда как ожидаемая стоимость разработки проекта и строительства четырех экземпляров сверхзвукового бомбардировщика изменяемой геометрии В-1 (первый полет совершен в 1974 г.), предназначаемого для стратегической авиации США, должна составить 1 930 000 000 долл. Среди специалистов распространено мнение, что технологические барьеры в авиационной промышленности в настоящее время уже преодолены, благодаря чему на современном этапе развития авиации возможно строительство самолетов с гиперзвуковыми скоростями полета М = 6-15. Однако строительство таких самолетов в обозримом будущем является маловероятным, поскольку оно связано с резким повышением стоимости разработки, строительства и эксплуатации таких самолетов.

Ниже представлены некоторые данные по стоимости самолетов, но их следует считать лишь ориентировочными, поскольку данные такого рода представляют обычно либо государственную, либо коммерческую тайну. Часто действительные затраты определить затруднительно, поскольку финансирование научно-исследовательских, опытно-конструкторских и производственных работ обычно ведется по различным каналам. Тем не менее можно считать, что приведенные данные верно отражают общую тенденцию и с этой точки зрения имеют познавательное значение.

Анализ составляющих стоимости, определяющих цену самолетов, обычно ведется по отдельности для трех этапов создания самолета. Таким образом, затраты можно разделить на три группы. К первой группе относят затраты, связанные с разработкой нового самолета, т. е. стоимость исследовательских, проектных и опытных работ и соответствующего оборудования, стоимость строительства опытных экземпляров для проведения прочностных и летных испытаний. Ко второй группе относятся расходы на подготовку серийного производства, т.е. затраты на создание новой технологии, проектирование и изготовление оснастки, разработку технологической документации, модернизацию производственного оборудования. Третья группа охватывает затраты, связанные с материально- техническим снабжением (затраты на материалы, сырье и покупные изделия-двигатели, оборудование и вооружение). К этой группе также относятся издержки на исследования новых материалов и рабочую силу.

Затраты первой группы не зависят от масштабов производства, т.е. от того, будет построен только один опытный образец или несколько тысяч самолетов. Естественно, что после запуска самолета в серийное производство эти издержки распределяются равномерно на все построенные самолеты, благодаря чему в условиях крупносерийного производства цена самолета всегда меньше.

Из данных табл. 9 следует, что действительные затраты на разработку указанных в ней самолетов разительно отличаются от запланированных. К причинам возникновения этих расхождений могут быть отнесены: изменения конструкции самолета в период проектирования и строительства опытного экземпляра в связи с требованиями, выдвигаемыми заказчиком и ожидаемыми будущими покупателями, имеющими собственные идеи использования самолета; удлинение периода и расширение исследовательских работ, оказавшихся необходимыми для достижения требуемых характеристик самолета; предварительное занижение сметной стоимости в процессе поиска заказчика; возрастание издержек на материалы и рабочую силу. В случае серийного производства значительный рост цены самолета в сравнении с запланированной (примеры этого приведены во второй части книги, содержащей описание конкретных сверхзвуковых самолетов) связан также с модернизацией машинного парка и организацией производства, изменением технологии во время изготовления опытного образца, принятием неотработанной технологии и т.п.

Рост стоимости и удлинение периода разработки, как и налаживания серийного производства, отражаются на постоянном увеличении стоимости самолетов.

Этот вывод иллюстрируется данными табл. 10, в которой за основу для сравнения приняты самолеты P-51D и В-29 с винтомоторной силовой установкой и околозвуковые реактивные F-86D и В-47Е.

Расходы на двигательную установку, оборудование и вооружение зависят как от состояния развития техники, так и от назначения самолета (табл. 11).

Двадцать лет тому назад расходы на изготовление планера и двигательную установку составляли 80-90% общей стоимости самолета (исключением является величина 92,7% в случае самолета В-58А, что объясняется повышенными затратами на аэродинамические и прочностные исследования, освоение технологии склеивания и т.п.), которые в настоящее время уменьшились до 40-50%, с одной стороны, благодаря решению технологических и мате- риаловедческих проблем, а также вследствие применения более сложного и дорогого электронного оборудования-с другой. Это в первую очередь относится к самолетам, оборудованным для выполнения разведывательных полетов.

Рис. 1.88. Продолжительность разработки, строительства и испытаний опытных образцов и серийного производства некоторых сверхзвуковых самолетов.

Другой характерной чертой процесса создания современных сверхзвуковых самолетов является увеличение периода разработки и внедрения в серийное производство до 7-10 лет. Возрастание продолжительности разработок, так же как и увеличение расходов на создание самолета, несомненно, влияет на количество принимаемых к разработке проектов.

Представленные в таблице авторского предисловия данные свидетельствуют о том, что масштабы и темпы работ по созданию сверхзвуковых самолетов в различные периоды времени были различными и в значительной мере зависели от международной ситуации. Особенно высокий темп разработок, большое количество и разнообразие новых типов самолетов отмечались в период после корейской войны, т.е. в 50-е годы. В то же время 70-е годы характеризуются уменьшением количества реализуемых проектов, отказом от создания экспериментальных самолетов, высоким процентом машин, запущенных в серийное производство.