Перспективы и проблемы утилизации воздушного флота России



Перспективы ипроблемы утилизации воздушного флота России

Кириченко Андрей Сергеевич, научный сотрудник;

Серегин Александр Николаевич, кандидат технических наук, доцент

Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии имени И. П. Бардина (г. Москва)

Рассмотрены проблемы утилизации воздушного флота, опыт отечественных предприятий и особенности рециклинга извлекаемых вторичных металлов, перспективы развития данных производств.

Ключевые слова: утилизация воздушного флота, вторичные металлы, рециклинг, перспектива

В мире производится в год около 25 млн. т первичного алюминия, применяемого практически во всех областях производства. При достижении предельного износа изделия выводятся из эксплуатации и переходят в разряд лома [1]. Благодаря рециклингу значительная доля алюминия возвращается в процесс производства и человечество постоянно и неуклонно увеличивает запасы этого металла в обращении, аналогично таким драгметаллам, как золото и серебро. Соответственно рециклинг алюминия является необходимым элементом устойчивого развития промышленности [2].

При производстве отечественного первичного алюминия как необходимый элемент технологического процесса в долевом отношении используется импортное алюминиевое сырье. При относительном увеличении производства вторичного алюминия потребность в импортных поставках сокращается, что является элементом общей политики импортозамещения, реализуемой в самых различных областях народного хозяйства.

Получение вторичных сплавов из лома энергетически экономичнее производства первичных металлов [3]. Использование вторичного алюминиевого сырья экономически эффективно при серьезном улучшении сырьевого баланса страны. Капитальные затраты примерно в 3–4 раз ниже, чем при производстве первичного алюминия, потребление энергии — в 8–10 раз меньше, а экологически вредные выбросы меньше в 15- 20 раз [1, 4].

Объем заготовки лома алюминиевых сплавов в РФ составляет порядка 1 млн.т год [4]. Часть данного вторичного сырья экспортируется [5, 6]. Постановлением правительства РФ № 786 от 4 августа 2015 года установлена пошлина при экспорте алюминиевого лома в размере 20 % или 152 евро за тонну. Ранее, до вступления России в ВТО она составляла 50 %. В 2015 г экспорт алюминиевого лома почти в 2 раза превысил уровень 2012 года [7]. Доходы от экспорта являются основным источником обновления специализированной техники ломозаготовительных предприятий, закупаемой по импорту. [8].

Преимущественными областями использования алюминиевой продукции являются транспортное машиностроение (авиация, автомобильный, водный и железнодорожный транспорт), производство строительных и упаковочных материалов. В промышленно развитых странах в этих отраслях расходуется до 80 % производимого металла [9].

В России объемы заготовки и переработки лома алюминия и его сплавов отстают от развитых стран. Актуальным резервом дальнейшего роста объемов переработки вторичного алюминиевого сырья является -утилизация воздушного флота России.

В период с 1955 г. до середины 70-х гг. гражданская авиация СССР имела лучший в мире воздушный флот по техническому уровню, модельному ряду и численному составу, преимущественно отечественного производства. Наша авиационная промышленность за все годы произвела около 28 тыс. воздушных судов, включая воздушные суда двойного назначения.

В этот период были спроектированы и введены в массовую эксплуатацию самолеты Ту-104, Ил-18, Ан-10, Ан-12, Ту-114, Ту-124, Ан-24, Як-40, Ил-62, Ил-76; вертолетов Ми-6, Ми-8, Ми-2, Ка-26. Это были воздушные суда, отвечающие потребностям своего времени. Часть из них эксплуатируется и сейчас, вытесняется с авиалиний только по экономическим и экологическим причинам.

Начиная с середины 70-х гг., страна начала утрачивать позиции по уровню авиационной техники в сравнении с лучшими зарубежными образцами. Численный же состав воздушного флота продолжил свой рост. Разразившийся в 1972–1975 годы нефтяной экономический кризис серьезно отразился на экономике США и Западной Европы и дал импульс к разработке и массовому производству новых высокоэкономичных гражданских самолетов. Ввиду плановой экономики и роста добычи дешевой нефти нашу страну этот кризис не коснулся, и гражданская авиация продолжила чисто интенсивное развитие.

В советское время авиапредприятия, расположенные на территории РСФСР, перевозили 90 млн пассажиров в год. Из-за падения платежеспособности населения к 1999 году объем перевозок пассажиров в России снизился до 21,5 млн. В наследство Россия получила, а затем приватизировала, воздушный флот, насчитывающий порядка 13 тыс. самолетов и вертолетов. В тоже время, все магистральные пассажирские самолеты, а их было около 2 тыс. единиц, устарели и были неконкурентоспособными на международных линиях. В связи с переходом на рыночные отношения, помимо резкого снижения объемов авиаперевозок, изменилась и их структура — международные перевозки стали превалировать над внутренними, а местные перевозки почти прекратились. Чартерные международные рейсы стали давать авиакомпаниям основную прибыль.

С 1998 года начался рост авиаперевозок на международных линиях обусловленный развитием международного туризма, ростом доходов населения, деловой активности, ввиду большей интеграции страны в мировую систему хозяйствования и экспортной сырьевой ориентации экономики России. В тоже время ужесточились требования к воздушным судам международных линий. От современных самолетов требуется невысокий шумовой уровень. По этому критерию в Западную Европу не пускают наши самолеты Ту-134, Ту-154, Ил-76, Ил-86 и др. Также необходимо соответствие лайнера жестким экологическим нормам, наличие современных систем навигации. С ростом международных авиаперевозок — ужесточились требования к полетам на эшелонах: раньше минимальная разница по высоте между самолетами, движущимися на встречных курсах, составляла 600 метров, сейчас — 300. Точность прохода трассы, а значит, безопасность полетов, обеспечивается спутниковой навигацией.

Переделка старого авиапарка под современное оборудование технически возможна, но это в большинстве случаев нерентабельно. Проблемы с авиационными двигателями, изготовленными еще по советским проектам, шумовые характеристики которых не соответствуют международным требованиям, нерешаемы: такие самолеты морально устарели. В Европу их не пускают, они могли бы летать по России, но по экономическим показателям это невыгодно- слишком большой расход топлива. Так, «Аэрофлот» начал выводить из эксплуатации в конце 2006 г.: Ил-86 — первый отечественный широкофюзеляжный самолет: двигатели надежные, но расход топлива таков, что окупаются только полностью заполненные чартерные рейсы.

Ввиду этого авиакомпании России стали пополнять свои парки преимущественно авиатехникой западного образца, по своим характеристикам и оснащению отвечающей требованиям к международным перевозкам. В тоже время первоначально из-за трудностей получения валютных кредитов отечественный парк стал пополняться преимущественно более дешевыми подержанными самолетами массовых моделей основных зарубежных фирм-производителей, выставленными авиакомпаниями на продажу на мировой рынок, после проведения необходимых ремонтных работ.

Закупка ведущими авиакомпаниями подобного парка авиалайнеров с одной стороны решила проблему роста авиаперевозок в международных сообщениях, с другой стороны привела к общему старению парка гражданских самолетов России.

В настоящее время флот гражданский авиации РФ насчитывает 9279 воздушных судов, из них воздушные суда коммерческого флота — 5251ед. В годном для полетов состоянии -2417 ед. (Табл.1).

Таблица 1

Структура воздушного флота (приписанного креестру РФ, ед.)

	Всего:	Вертолеты	Самолеты
			Всего:	Пассажирские	Специальные, грузовые	Легкие иделовые
Коммерческий парк	5251	1921	3330	1591	324	1415
В т. ч. действующий парк	2417	1027	2417	986	152	252

Воздушные суда иностранного производства составляют уже почти половину авиапарка страны. Положительной тенденцией последних лет стало возрастание (до одной пятой) доли приобретаемых новых «иномарок» самолетов. С 2008 г. новые импортные самолеты смогли позволить себе закупать ведущие компании, такие как «Аэрофлот», «Эйр Бридж Карго», «Сибирь», а затем к ним присоединились и другие. Кроме того, с 44 % до 31 % снизилось число импортируемых лайнеров старше 15 лет. В то же время удельный вес поступающих в Россию подержанных самолетов остается большим — он достигает 81 %, только основной «акцент» сместился в сторону лайнеров выпуска конца 90-х гг. Учитывая списание устаревших типов воздушных судов в связи с отработкой ресурсов и потерей ими конкурентоспособности, потребность в поставках пассажирских самолетов российским авиакомпаниям оценивается в 1000–1300 ед. в период до 2020 года.

Вторую позицию в воздушном флоте России занимают вертолеты. По состоянию на 01.05.2015 в парке присутствуют 1846 вертолетов отечественного производства (в Реестре ВС), в том числе 880 — в эксплуатации. Среди отечественных вертолетов преобладают различные модификации вертолета Ми-8 (1177 машин), а также Ми-2 (464), Ми-26 (68), Ка-26 (56), Ка-32 (47) и др. Возрастные характеристики: средний возраст парка — 22 года, 52 % парка — 15–25лет, 23 % — более 25 лет. По экспертным оценкам к 2020 г. российские авиакомпании практически прекратят эксплуатацию вертолетов Ми-2, парк вертолетов Ми-8 сократится на 20- 30 %, Ка-32 на 25–30 %, Ми-26 на 10–20 %.

Сложившаяся ситуация определяет актуальность проблем утилизации воздушного флота. В соответствии с Концепцией устойчивого развития, каждое изделие, оборудование, устройство или сооружение имеет свой жизненный цикл по завершении которого оно должно быть утилизировано с максимальным извлечением вторичных ресурсов и минимальный ущербом для окружающей среды [10]. Жизненный цикл воздушного судна рассчитывается при проектировании- это первоначально назначенный ресурс, выражающийся в летных часах, а также календарный срок (порядка 30 лет), прописанный в руководстве по эксплуатации. После того как воздушное судно выработало свой первоначальный ресурс, он может быть продлен путем замены двигателей, агрегатов на новые, но, как правило, такая авиатехника считается бесперспективной: требования к навигационной технике, оборудованию ужесточаются, а на модернизацию требуются значительные затраты.

Авиационные компании постоянно отслеживают состояние своего парка и экономическую эффективность эксплуатации воздушных лайнеров. Воздушные суда с низкими показателями экономической эффективности, ресурс налета которых еще не вышел, как правило, продаются. А воздушные суда в плохом состоянии с выработанным ресурсом готовят к списанию и утилизации. Значительная часть парка самолетов гражданской авиации, построенных еще по советским проектам, с отработавшими нормативный срок двигателями отстаивается на аэродромах страны. Проводить дорогостоящий ремонт с заменой двигателя — экономически не выгодно, так как и после него лайнер нельзя будет использовать на международных линиях.

По статистике, аварийность самолетов с возрастом и продлением срока эксплуатации выше. Большее значение имеет качество техобслуживания. Крупные авиакомпании на ведущих аэродромах страны обеспечивают высокое качество предполетной диагностики и обслуживания систем воздушного корабля. После катастрофы самолета Як-42 под Ярославлем, в которой в полном составе разбилась хоккейная команда «Локомотив», в разы сократилось количество авиакомпаний РФ, за счет малодеятельных. Это привело к дальнейшему падению количества находящихся в эксплуатации аэропортов, а также падению перевозок на региональных авиа линиях. Так, за последние два десятилетия количество аэродромов в России сократилось вчетверо — с 1 450 до 332. Выработавшие свой плановый ресурс воздушные суда этих компаний представляют основной сегмент транспортного воздушного лома.

Из-за конструктивной сложности воздушных судов, применения специальных сплавов, композитных материалов, пластмасс утилизация воздушных судов представляет собой вполне определенную специализированную сферу деятельности.

При утилизации воздушное судно снимается с учета, погашается сертификат летной годности. Списывается, как правило, сам лайнер; если на нем стоят относительно новые номерные агрегаты- двигатели, преобразователи или стойки шасси, их используют при ремонте своего авиапарка или продают.

Современное воздушное судно содержит до 90 % материалы, которые могут быть подвергнуты рециклингу. К примеру, в Ту-22–10 тонн черных металлов, 31 тонна цветных металлов, 700 гр. золота, 15 килограммов серебра и 160 гр. платины.

В корпусе авиалайнера много алюминиевых сплавов, нержавеющей стали, титана. В электропроводке, разъемах, приборах — много меди, а в покрытиях — серебро, золото, платина. Алюминиевые сплавы в целом составляют большую половину в заготовляемом в стране авиационном ломе. Оборудование, в составе которых нет драгметаллов, поступают на утилизацию обычным порядком, а содержащие драгметаллы уходят отдельно на аффинажные предприятия. Извлеченные на них драгметаллы сдаются государству. Сливаются все жидкости, стравливаются газы, которые есть в воздушном судне. Самолет приводится в пожаробезопасное состояние.

Утилизация воздушных судов производится специализироваными предприятиями на договорной основе. При заключении договора формируется список агрегатов, приборов и прочего оборудования, которое подлежит предварительного демонтажу для последующего использования как ремонтных деталей или продажи, а также список изделий, содержащих драгметаллы (Рис.1).

Рис.1. Демонтаж оборудования вертолетов

Как правило, разделку проводят на территории аэропорта. Доставка спецоборудования в другой аэропорт –дорогостоящее мероприятие. Поэтому ждут, пока на одном аэродроме накопится несколько списанных воздушных судов, чтобы утилизировать их одновременно.

Подготовка к утилизации занимает 3–4 дня. Разделку обычно проводят за неделю, максимум за 10 дней. Преимущественно авиатехнику разделывают летом на открытых площадках аэродрома. Зимой снег мешает работе оборудования и сортировке отделяемых узлов и деталей. Самолеты и вертолеты малой авиации в отдельных случаях утилизируют и зимой в крытых эллингах. Разделку выполняют в отдалении от стоянки действующей авиатехники, т. к. разлетающиеся кусочки металла вполне могут пробить корпус стоящего рядом лайнера или попасть в работающие двигатели. На крупных аэродромах — Шереметьево, Внуково, Домодедово имеются специально выделенные площадки для утилизации авиатехники.

Последовательность резки воздушного судна зависит от его типа. Если шасси уже сняты авиакомпанией до передачи в утилизацию — самолет ставится на специальные домкраты. Резать самолет начинают либо с хвоста, либо с носовой части: важно сохранить центровку, чтобы самолет не упал. В большинстве случаев сначала отрезают хвост, потом носовую часть до уровня крыльев, а потом и крылья.

Рис. 2. Разделка самолета

Применяется специальная техника: гидроножницы на базе экскаватора «Caterpillar», или аналогичной модели, предназначенные для резки металлического лома. Ножницы ломают металл, что, в отличие от газорезки, обеспечивает пожарную безопасность (Рис.2). Кроме того, в состав оборудования обычно входит установка для дробления самолетного лома, с целью увеличения плотности тонкостенного лома обшивки, а также автотранспорт.

Значительная часть парка транспортных средств как магистральных видов транспорта страны (авиации, автотехники, подвижного железнодорожного состава), так и специализированной техники — строительной, грузоподъемной, прочей внедорожной, зарегистрирована в московском регионе [11,12,13]. И неслучайно здесь сосредоточилась и индустрия по переработке средств транспорта [11].

Ведущие позиции занимает предприятие «Авиавторресурс, базирующемся на аэропорту Верхнее Мячиково близ г.Жуковский. С 2000 г. «Авиавторресурс» разделывает планеры самолетов и авиационные двигатели. Предприятие полного цикла: готовит авиатехнику к разделке, режет, полученный цветной лом сортирует, переплавляет и выпускает марочные вторичные алюминиевые сплавы в виде чушки — 7 тыс. т в год. Черный лом сдает ломозаготовительным компаниям, располагающимся недалеко от аэродрома, драгоценные металлы, содержащиеся в ломе, проходят через аффинажные заводы, а полученные слитки сдаются в Госфонд. Компания работает в европейской части России, в радиусе 1500 км от Москвы. Везти разделочную технику на дальние расстояния экономически не выгодно. Логистика оказывает значимое влияние на экономические показатели ломозаготовки [14].

Самолетный лом имеет свою специфику: кроме лома алюминиевых сплавов, в нем много элементов черного лома, нержавейки, медных сплавов [15]. Из-за неметаллических включений, краски, цена самолетного лома меньше, чем на обычный лом (обрезь) новых алюминиевых сплавов. Заготавливаемый лом алюминиевых сплавов отделяют от лома черных металлов, других цветных металлов, а затем сортируют обычно на 5–6 групп.

Ввиду различий в химическом составе, отделяют лом литейных алюминиевых сплавов, содержащийся преимущественно в корпусах редукторов и силовых узлах конструкции от деформируемых алюминиевых материалов обшивки. При дальнейшей переработке это позволяет получить более качественные вторичные алюминиевые сплавы [16,17]. Кроме того, сортируют лом алюминиево-магниевых сплавов на ряд групп с различным содержанием магния, что обусловлено особенностями последующего металлургического переплава при производстве слитков вторичного алюминия [18,19].

Для переработки электронного лома, лома сплавов других цветных металлов требуются специализированное оборудование [20, 21]. Преимущественно, на этапе разделки авиатехники, лишь отделяют и сортируют такие элементы, а затем отправляют на специализированную переработку.

В процессе утилизации воздушных судов предприятие «Авиавторресурс» использует следующую специализированную технику:

‒ 3 тяжелых экскаватора Caterpillar M318C,M318D,M320 с гидравлическими ножницами усилием до 380 тонн для работы с крупногабаритными объектами;

‒ 1 легкий экскавтор Caterpillar 307C с гидравлическими ножницами усилием до 175 тонн для работы со среднеразмерными объектами;

‒ автотранспортную технику для перевозки и погрузочно-разгрузочных операций.

Для транспортировки заготовленнного лома предприятие применяет контейнеры ИСО и низкорамные полуприцепы Witzco Challenger грузоподъемностью 40 тонн. Контейнерные перевозки обеспечивают лучшую сохранность груза [22, 23]. Поэтому они находят все более широкое применение при транспортировке цветных металлов, нержавейки, дорогостоящих сплавов и их лома [24,25,26].

В Московском регионе, помимо ООО «Авиавторресурс», утилизацией военной и гражданской авиатехники занимаются еще несколько предприятий: ПЗЦМ «Авиа», ПК «Авиамет», АПК «Росавиатехника» и др., в регионах России ведут свою деятельность Южноуральский центр утилизации, ООО «ПХУ «Авиатор» в Приморье и др.

В связи с массовым выводом из эксплуатации воздушной авиатехники, построенной еще по советским проектам, и ее заменой на малошумные и более экономичные модели в ближайшие годы авиапарк России будет активно обновляться, а значит будущее сферы утилизации воздушного флота весьма перспективно.

Литература:

1. Голодова А. И., Дружинин Г. М., Советкин В. Л. Рециклинг алюминия.// Вторичные металлы.2011. № 3. С.39–41.
2. Yusfin Yu.S., Chernousov P. I. Resource and ecological problems in modern world and metallurgy // Металлург. 1998. № 2. С. 25–34.
3. Семин А. Е., Чижиков А. Г., Котельников Г. И., Черепнев А. С. Вторичные металлы и электроплавка стали // Электрометаллургия. 2007. № 6. С. 2–6.
4. Макаров Г. С. Российский рынок вторичного алюминия. // Рынок вторичных металлов. 2004. № 5. С.41–42.
5. Кириченко С. А., Кириченко А. С. Упущенные возможности при морском экспорте лома // Вторичные металлы. 2009. № 6. С. 21.
6. Кириченко И. С. Экспорт лома черных металлов в 2012 году // Вторичные металлы. 2013. № 2. С. 37.
7. Кириченко И. С., Бабаян П. Д. Тенденции экспорта лома черных металлов из РФ // Вторичные металлы. 2015. № 5–6. С. 50.
8. Кириченко А. С., Сипаро К. А., Букин А. В. Экспорт черного лома и проблемы обеспечения морских перевозок // Вторичные металлы. 2014. № 5. С. 20.
9. Гришаев С. И. Образование вторичного сырья на примере алюминия // Вторичные металлы.2008. № 1. С. 64–68.
10. Гагарский Э. А., Кириченко И. С. Кoнцепция устойчивого развития и новые подходы в сфере рециклинга металлов и техногенного сырья // Вторичные металлы. 2013. № 3. С. 34.
11. Серегин А. Н., Кириченко А. С. Авторециклинг в московском регионе // Вторичные металлы. 2013. № 5. С. 41.
12. Кириченко С. А., Кириченко И. С. Утилизация локомотивов. Проблемы и зарубежный опыт // Вторичные металлы. 2012. № 6. С. 44.
13. Кириченко А. С., Букин А. В., Алексахин А. В. Прогрессивные технологии и организационные схемы авторециклинга — утилизации строительной техники // Техника и технология: новые перспективы развития. 2014. № XV. С. 135–141.
14. 14.. Кириченко С. А., Полянцев Ю. Д., Цыганкова В. И. Роль логистики в эффективности экспорта лома металлов // Интегрированная логистика. 2015. № 1. С. 13–18.
15. Kirichenko S.A. Stainless steel scrap market // Рынок вторичных металлов/ Scrapmarket/ 2005. № 3. С. 20–22. URL: http://russcrap.ru/images/ctati/kg/st-kir-rvm-2005–3.pdf (дата обращения 20.04.2009).
16. Батышев К. А. Литье с кристаллизацией под давлением алюминиевых сплавов // Литейное производство. 2011. № 7. С. 23–26.
17. Белов Н. А. Фазовый состав алюминиевых сплавов // М.: Издательский Дом МИСиС, 2010. — 511 с.
18. Батышев А. И., Смолькин А. А., Батышев К. А., Безпалько В. И., Гольцова С. В., Хорохорин Ф. П. Материаловедение и технология материалов// М.: Инфра-М, 2012.-288 с.
19. Белов Н. А. Экономлегированные жаропрочные алюминиевые сплавы: принципы оптимизации фазового состава // Авиационные материалы и технологии. 2011. № 2 (19). С. 6–11.
20. Стрижко Л. С., Лолейт С. И., Фокин О. А., Пересади С. С. Исследование и разработка технологии обжига электронного лома // Цветные металлы. 2009. № 1. С. 44–47.
21. Серегин А. Н., Ермолов В. М., Степанян А. С., Арсентьев В. А. Технологии и оборудование для утилизации металлосодержащих отходов // Вторичные металлы. 2009. № 5. С. 48–51.
22. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Кириченко А. С. Развитие контейнерных перевозок лома // Бюллетень транспортной информации. 2009. № 2. С. 18–21.
23. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Полянцев Ю. Д., Дугин Г. С. Укрупненные грузовые единицы в транспортно-технологических системах — главный фактор энергоэффективного развития транспорта // Транспорт: наука, техника, управление. 2015. № 1. С. 68–70.
24. Гагарский Э. А., Кириченко С. А. Зарубежный и отечественный опыт перевозок наливных, насыпных и навалочных грузов в универсальных контейнерах на принципах логистики // Транспорт: наука, техника, управление. 2009. № 12. С. 26–29.
25. Кириченко И. С., Алексахин А. В., Серегин А. Н. Особенности и тенденции рынка лома нержавеющих сталей // Молодой ученый. 2015. № 7. С. 148–153.
26. Гагарский Э. А., Кириченко С. А., Кириченко А. С. Контейнеризация в ферро сплавной промышленности // Бюллетень транспортной информации. 2011. № 5. С. 3–6.