Анатолій Вовнянко
Кандидат технічних наук, екс-заступник головного конструктора АНТК ім. О.К. Антонова по літаках Ан-124, Ан-225, їх модифікаціях та авіаційно-космічних системах

Ігор Акімов
Директор Інституту соціальних динамік та безпеки KRONOS

У статті подано детальний порівняльний аналіз економічних моделей та інженерних підходів при розробці аерокосмічних систем у США, радянських програмах ХХ століття та в сучасній Україні. На основі безпосереднього практичного досвіду проектування авіаційних флагманів (Ан-124 «Руслан», Ан-225 «Мрія», Ан-70) висвітлено ключові конструкторські здобутки та інституційні помилки минулого. У другій частині роботи представлено глибокий стратегічний аналіз загрози «інженерного розриву 2022–2030», обґрунтовано необхідність відмови від китайської комплектуючої залежності, розкрито потенціал вітчизняної бази рідкісноземельних металів (РЗМ) для побудови замкнутого циклу «від кар’єра до новітнього літака» та сформульовано рекомендації за методологією RAND.

На даному етапі розвитку нашої держави в суспільному та експертному середовищі точаться активні дискусії щодо подальших шляхів відновлення та високої технологічної модернізації України. Багато аналітиків, інженерів та громадських діячів пропонують різноманітні бачення розвитку оборонно-промислового комплексу та цивільних галузей. Багато кому багато чого не подобається у нинішній ситуації, і чимало фахівців щиро намагаються знайти шляхи вирішення існуючих проблем.

Проте аналіз показує, що головним стримуючим фактором для реалізації найамбітніших проєктів є не лише брак фінансового ресурсу, а перш за все — системний дефіцит висококваліфікованих управлінських та інженерних кадрів. В Україні склалася ситуація, коли є багато окремих ініціатив, але критично бракує спеціалістів, здатних вибудувати наскрізний проєктний цикл «від фундаментального дослідження до серійного виробництва та експлуатації» так, щоб безперебійно та ефективно запрацювала бодай одна конкретно визначена високотехнологічна галузь.

Урок історії полягає в тому, що перемагає не той, хто створює поодинокі розпіарені зразки, а той, хто вибудовує збалансовану, економічно обґрунтовану інституційну систему їх тривалого функціонування.

Динаміка аерокосмічних програм та економічна ціна

Протягом 1950–1980-х років на Землі існували дві супердержави — США та СРСР, які змагалися між собою переважно у військовій сфері, а також у космічних перегонах та соціально-пропагандистських досягненнях. Загалом радянська система перебувала у ролі наздоганяючої, хоча в окремих напрямках виривалася вперед за рахунок надзвичайної концентрації ресурсів.

Коли в США були послідовно створені військово-транспортні літаки C-130, C-141 та надважкий C-5A, через кілька років (а при створенні літака Ан-124 — через 14 років) у СРСР з’явилися відповідно літаки Ан-12, Іл-76 та Ан-124 «Руслан». Ця жорстка конкуренція та вимоги військових замовників, які вимагали забезпечити рівень, не нижчий за американський, приводили до видатних інженерних результатів.

Радянський Союз вирвався вперед, відправивши у космічний простір перший штучний супутник та першу людину — космонавта Ю.О. Гагаріна. Вишальний внесок у ці досягнення зробили наші видатні земляки С.П. Корольов, В.П. Глушко, В.М. Челомей. Загалом слід відзначити фундаментальний внесок у вказані галузі випускників Київського політехнічного інституту (КПІ): А.М. Люльки, А.А. Мікуліна, Л.В. Люльєва та багатьох інших видатних конструкторів.

Часто при створенні складних високотехнологічних об’єктів централізована планова система ХХ століття зазнавала невдач, втрачаючи величезні кошти, які могли б бути направлені на підвищення рівня життя людей:

• Місячна програма: США перемогли в гонці з доставки людини на Місяць, створивши ракетоносій «Saturn V» та апарати посадки й повернення астронавтів на Землю. Радянський Союз витратив колосальні кошти на створення подібної ракети Н-1, але так і не зумів її реалізувати — усі 4 пуски закінчувалися її руйнуванням. До цього часу в КБ «Південне» в Дніпрі зберігається побудований українськими спеціалістами апарат, який повинен був висадити космонавта на Місяць, але так і залишився не затребуваним.
• Надзвукова пасажирська авіація: Також було програно гонку у створенні надзвукового пасажирського літака Ту-144, який, на відміну від літака «Concorde» (створеного спільно Францією та Великою Британією), через надзвичайну економічну затратність та проблеми надійності так і не вийшов на регулярні пасажирські перевезення.
• Програма «Енергія — Буран»: Провалом з погляду економіки (хоча це було величезне досягнення тих, хто створив цю систему) можна назвати багаторазову космічну систему «Енергія — Буран». Вона закінчилася всього лиш одним польотом навколо Землі 15 листопада 1988 року (тривалістю 205 хвилин у повністю автоматичному режимі із приземленням на спеціально побудовану ЗПС на Байконурі), і величезна сума коштів — близько 16 мільярдів тогочасних карбованців — зникла, мов сніг навесні. Такі дороговартісні некомерційні проєкти разом із неефективним загальним керівництвом, війною в Афганістані та гіпертрофованим військовим виробництвом призвели до деградації та виснаження усієї планової системи.

Space Shuttle vs. «Енергія — Буран»

У першій частині статті варто детально порівняти, як развивалися системи Space Shuttle в США та «Енергія — Буран» у СРСР з точки зору економіки. Починаючи з 1960-х років, космічний простір все більше використовувався у військових (розвідка, попередження про пуск ракет тощо), наукових та пропагандистських цілях. Для запуску супутників використовувалися одноразові ракети, які повністю руйнувалися. Оскільки кількість пусків з кожним роком зростала, у США, які були економічно орієнтованою країною, зацікавилися розробкою багаторазової системи для виведення вантажів у космос і в 1969 році почали розробку Space Shuttle.

Система Space Shuttle складалася з 3-х частин:
1. 2-х твердопаливних прискорювачів, які через 2 хвилини після пуску відокремлювалися і спускалися на парашутах в океан. Після ремонту та заправки паливом вони використовувалися знову.
2. Великого паливного баку, який через 8,5 хвилин відкидавався від орбітального корабля і майже повністю згорав у щільних шарах атмосфери.
3. Пілотованого орбітального корабля-ракетоплана (ОК), який після виконання місії виконував посадку на злітно-посадкову смугу як планер. Маршеві двигуни та двигуни для маневрування були розміщені безпосередньо на цьому ОК.


Таким чином, практично всі найдорожчі компоненти системи зберігалися та використовувалися знову. Загалом протягом 1981–2011 років було здійснено 135 польотів. Проте після 2-х катастроф виявилося, що затрати на один пуск разом із наземною інфраструктурою досягли понад 1 мільярд доларів, що звело нанівець заявлену економію і призвело до закриття програми.

Зовсім інший підхід був використаний при створенні радянської системи «Енергія — Буран». По-перше, радянській системі зовсім не була потрібна така дорога багаторазова концепція, оскільки для реальних задач існували дешеві та надійні одноразові ракети. Проте під впливом військових та побоювань щодо того, що США з корабля Space Shuttle можуть завдати несподіваного удару, було прийнято рішення про створення симетричної системи. Керували розробкою наші земляки В.П. Глушко (ракета «Енергія») та Г.Є. Лозино-Лозинський (ОК «Буран»). Саму схему та компоновку ОК «Буран» скопіювали з ОК Space Shuttle.

Система «Енергія — Буран» складалася з 1-го ступеня (4 бокові блоки з киснево-гасовими двигунами) та 2-го центрального ступеня ракети (4 двигуни на киснево-водневому паливі), до якого прикріплювався ОК «Буран». На старті працювали одночасно 1-й та 2-й ступені, а після відокремлення бокових блоків 2-й ступінь продовжував працювати майже до виведення ОК на орбіту. Довивід виконувався за допомогою малих двигунів самого корабля. Всі дорогі складові частини 1-го і 2-го ступенів ракети були одноразовими і згорали в атмосфері. Звичайно, автоматична посадка «Бурану» 15 листопада 1988 року була триумфом науковців та інженерів! Система «Енергія — Буран» дозволяла виводити до 100 тонн вантажу на низьку орбіту, проте навіщо це було потрібно у тогочасній напівпорожній економіці — ніхто пояснити не міг.

Логістика та створення Ан-225 «Мрія»

Також суттєво відрізнявся підхід до транспортування та підготовки екіпажів орбітальних кораблів. У США для транспортування Space Shuttle використовувався модифікований літак Boeing 747 (SCA). В одному з польотів ОК був скинутий з цього літака в повітрі для відпрацювання його посадки на ЗПС у планерному режимі.

У СРСР для тренування екіпажів побудували повнорозмірний літаючий аналог ОК «Буран» БТС-002 ОК-ГЛИ (виріб 0.02). На відміну від космічного корабля, він був оснащений чотирма турбореактивними двигунами АЛ-31 у хвостовій частині, що дозволяло йому самостійно злітати з аеродрому (здійснив 24 польоти загальною тривалістю 8 годин).

На відміну від компонентів Space Shuttle, які доставлялися на стартовий комплекс на мисі Канаверал водним шляхом, стартовий комплекс Байконур розташований у глибині сухопутної частини Казахстану, і доставляти туди великорозмірні складові можливо було тільки повітряним шляхом. На першому етапі використовувався доопрацьований бомбардувальник 3М-Т (ВМ-Т) В.М. Мясищева, який перевозив ОК у неповному складі (без обладнання і кіля) та баки ракети.

На початку 1984 року в Київ до ДКБ О.К. Антонова приїхав генеральний конструктор ракети «Енергія» В.П. Глушко. Олег Костянтинович Антонов демонстрував йому креслення літака Ан-124 із збільшеним вертикальним оперенням. Валентин Петрович після цього сказав: «Олег, мені потрібен літак, який би транспортував центральний блок ракети «Енергія» (блок «Ц») у повністю зібраному стані» (довжина 59 м, діаметр 7.75 м, суха маса близько 85 тонн).

Оця зустріч двох видатних генеральних конструкторів і призвела до розробки спеціального літака Ан-225, який міг транспортувати ОК «Буран», блок «Ц» та інші великогабаритні об’єкти. Це дозволяло скоротити терміни збирання та випробувань на Байконурі майже на 2 роки. Розміщення блоку «Ц» на фюзеляжі зумовило вибір рознесеного двокільового оперення. У липні 1985 року автора цієї статті (А.Г. Вовнянка) було призначено провідним конструктором і керівником служби провідних конструкторів зі створення літака Ан-225. В результаті цієї програми в сухому залишку залишився один льотний екземпляр та другий планер літака Ан-225, який пізніше був сертифікований для комерційних вантажних перевезень.

Після того як на початку повномасштабної війни в носову частину літака Ан-225 у Гостомелі влучив снаряд і носову частину фюзеляжу було знищено, у публічному просторі почали активно піднімати питання про відбудову другого літака. Слід зазначити, що за 2 тижні до початку бойових дій на прохання партнерів 5 літаків Ан-124-100 перегнали в Лейпціг, а Ан-225 із проблемами по одному двигуну залишили в Гостомелі.

Заяви про необхідність $3 млрд, потім $800 млн чи €500 млн на добудову викликали обґрунтовану критику з боку фахівців-авіабудівників. Навіть приїзди іноземних мільярдерів (Уоррена Баффета, Річарда Бренсона) не привели до інвестицій, адже ці люди здобули свої статки завдяки розуму та прагматичному ринковому розрахунку, а не емоційним витратам.

Витрачати величезні кошти на відбудову штучного літака минулого століття недоцільно, коли ціна повністю нових серійних літаків рівня А-380 або Roc є значно нижчою. Відбудова України має базуватися на прагматичних інвестиціях у нові серійні технології.

Сучасні напрямки оборонно-технічного розвитку

Зараз багато пишуть, що після закінчення бойових дій в Україні розвиватимуть виключно військовий напрямок (БПЛА, дрони, роботизовані комплекси), і що це автоматично приведе до процвітання. Проте однобокий мілітарний напрямок не робить країни успішними, а життя людей у них не покращується. Крім того, технології БПЛА змінюються настільки швидко, що їх неможливо накопичувати на складах, як артилерійські снаряди.

Сподівання на те, що Західні держави масово купуватимуть українські гаражні розробки, які складаються найчастіше з китайських (але, є й західні) комплектуючих – ілюзією. Масова збірка БПЛА з імпортних китайських BLDC-двигунів, польотних контролерів, літієвих батарей та цивільних корпусів створює критичну стратегічну вразливість. Будь-яке обмеження експорту або відкликання китайських компонентів здатне миттєво заблокувати вітчизняне виробництво. Крім того, іноземні замовники не купуватимуть системи, позбавлені стандартизації, патентованих технологій та контролю якості НАТО.

Показовим прикладом є історія літака Ан-70: на початку 2000-х років було зроблено спробу розпочати спільне виробництво з Європою. Передавши європейцям ідеологію та технології літака короткого злету й посадки, Україна залишилася ні з чим — Європа створила свій Airbus A400M (побудовано понад 140 літаків), а виділені в нас 750 млн. гривен на початку 2000-х років на побудову 2-х літаків для МО розійшлися без результату.

Потрібно зберегти в Україні компетенції по створенню військово-транспортних літаків і ще раз запропонувати країнам які хочуть розвивати авіабудування літаки на базі розроблених Ан-70 і Ан-178. В 2018-2020 роках до нас звертались Саудівська Аравія і ОАЕ з пропозиціями по побудові модернізованого літака Ан-70 і створенню спільного підприємства, але українські високопосадовці і чиновники ДК «Укроборонпром» не захотіли займатись цими проектами.

Практичний проєкт HAPS та Навчально-бойового комплексу

Замість застарілих підходів наша команда авіаційних спеціалістів пропонує конкретні проривні напрямки. Насамперед це створення високотехнологічного екологічного стратосферного БПЛА подвійного призначення (HAPS — псевдосупутник). Хоча свого часу чимало світових компаній відмовилися від подібних розробок через складність акумуляторних та аеродинамічних технологій першої хвилі, сьогодні з’явилися нові елементна база та матеріали.

Прямо зараз ми разом із колегами з Інституту KRONOS працюємо над тим, щоб реалізувати ці унікальні можливості та втілити проєкт вітчизняного стратосферного HAPS у життя. Такий апарат здатен місяцями перебувати у стратосфері, виконуючи функції спостереження, розвідки та зв’язку із витратами, неспівмірними з космічними супутниками.

Другий ключовий напрямок — створення в Україні навчально-бойового літака (за аналогією з Boeing-Saab T-7A Red Hawk) у зв’язці із супроводжуючими веденими безпілотниками (класу Kratos XQ-58 Valkyrie, Boeing MQ-28 Ghost Bat або Bayraktar Kızılelma). Такий комплекс дозволить як ефективно навчати пілотів для винищувачів Rafale, Gripen чи F-16, так і вирішувати завдання з знищення реактивних дронів (типу «Герань/Шахед») та захисту повітряного простору.

Загроза «інженерного розриву 2022–2030»

Поняття «інженерного розриву» визначається не просто як банальна нестача робітників на ринку праці, а як фундаментальна загроза національній безпеці — системна деградація здатності нації до технологічного самовідтворення.

Протягом останніх десятиліть в Україні утворився глибокий міжгенераційний провал. Носії унікального інженерного досвіду радянської та ранньої української аерокосмічної школи (які створювали Ан-124, Ан-225, ракетні системи) виходять із активного віку. Натомість молода генерація через освітню міграцію до Європи, руйнування матеріально-технічної бази технічних університетів та популяризацію неконструкторських спеціальностей так і не сформувала масового прошарку системних інженерів-архітекторів.

Без подолання цього «інженерного розриву» будь-які фінансові ін’єкції в оборонні чи цивільні програми залишатимуться марними, оскільки некому буде проєктувати сквозні високотехнологічні комплекси. Потрібна цілеспрямована державна політика з повернення та утримання науково-інженерних кадрів, створення спеціалізованих академічних інкубаторів та захисту вітчизняного інтелектуального капіталу.

Від рідкісноземельних кар’єрів до новітнього авіабудування

Україна володіє унікальними світовими запасами критичних мінералів та рідкісноземельних металів (РЗМ): титану, літію, берилію, цирконію, танталу, неіснуючого у багатьох європейських країнах неодиму та скандію. Проте протягом десятиліть наша держава функціонувала у збитковій сировинній моделі, експортуючи дешевий рудний концентрат і закуповуючи за кордоном дороговартісну готову продукцію.

Стратегічним імперативом для України є побудова повністю замкнутого вітчизняного виробничого ланцюга: «Від кар’єра до нового винищувача чи цивільного літака». Це означає розбудову власних збагачувальних, металургійних та хімічних підприємств, які перероблятимуть вітчизняний титан та рідкісноземельні метали на високоточні конструкційні сплави, елементи авіоніки, композити та акумуляторні блоки всередині країни.

Створення таких локалізованих виробничих потужностей забезпечить повну технологічну автономію від китайських постачальників, сформує потужну інфраструктуру навколо промислових регіонів, створить десятки тисяч високооплачуваних робочих місць для інженерів і металургів та стане потужним локомотивом підйому загального рівня благополуччя українських громадян.

Для того щоб Україна не жила одним днем, а мала чітку стратегію на десятиліття вперед, доцільно використати досвід створення незалежних дослідницьких організацій на зразок американської корпорації RAND (Research and Development). Необхідно зібрати провідних українських висококваліфікованих спеціалістів із практичним досвідом у сфері інженерії, економіки, системного аналізу та військових наук, щоб сформувати цілісну концепцію післявоєнного розвитку.

Послідовність практичних кроків з реструктуризації та розбудови високотехнологічної галузі має включати такі чіткі етапи:

Першочерговим завданням є проведення суцільного аудиту та технологічного картування наявних конструкторських і виробничих потужностей України. Необхідно сформувати єдиний реєстр дійсних інженерних компетенцій та визначити пріоритетні ніші — від стратосферних БПЛА (HAPS) до рідкісноземельної металургії, власної елементної бази та цифрової авіоніки, відмовившись від підтримки кустарних або збиткових проєктів.

Наступним кроком має стати інституційна реструктуризація галузі та відмова від компонентної залежності від Китаю. Замість застарілих монополій потрібно створити гнучкі інноваційні кластери, які поєднують державні замовлення із приватним іноземним капіталом та забезпечують власне серійне виготовлення двигунів, контролерів і корпусів. При цьому стандарти проєктування та випробувань мають бути повністю гармонізовані зі стандартами НАТО (STANAG).

У проєктній фазі необхідно зосередити державні та приватні ресурси на розгортанні конкретних флагманських розробок — насамперед на практичному розгортанні вітчизняного стратосферного БПЛА HAPS, розбудові замкнутих переробних ланцюгів РЗМ та створенні навчально-бойового авіаційного комплексу. Співпраця з міжнародними партнерами має будуватися на умовах паритетного консорціуму із суворим юридичним захистом вітчизняної інтелектуальної власності.

Завершальним етапом є вихід на серійне виробництво та глобальну ринкову конкуренцію. Українські оборонні та аерокосмічні підприємства мають стати повноправними постачальниками вузлів і систем для європейських і світових виробників, забезпечуючи самоокупність аналітичних та конструкторських центрів за рахунок експорту високотехнологічної продукції та монетизації патентів.

Головною умовою успіху цього плану є подолання «інженерного розриву» та системна підготовка нової генерації інженерно-управлінських кадрів. Поєднання практичного інженерного досвіду створення світових авіаційних флагманів із сучасними методами аналізу дозволить Україні збудувати дійсно сильну, суверенну та економічно процвітаючу державу.

Ми повинні з усією відповідальністю ставитися до помилок, які були допущені як у минулому, так і в сучасних реаліях. Кожен хибний крок, кожна проігнорована системна неефективність та кожен випадок нехтування стратегічним плануванням віддаляють нас від мети побудови технологічно розвиненої держави. Ігнорування цих уроків лише поглиблює кризу та унеможливлює створення міцного фундаменту для розвитку.

Аналіз нашого досвіду — це не просто споглядання історії, а необхідний інструмент для виживання та успіху в майбутньому. Тільки визнаючи наші прорахунки та впроваджуючи жорсткі механізми контролю, ми можемо перетворити потенціал України на реальні інженерні та економічні досягнення, які будуть визнані світовою спільнотою.

Якщо ми не навчимося сьогодні вчитися на помилках і не змінимо підхід до управління технологічними процесами, ми ризикуємо назавжди залишитися на периферії світового прогресу. Тільки повне усвідомлення відповідальності за кожне рішення дозволить нам розірвати коло невдач і нарешті побачити світле майбутнє, яке вибудовується на надійному, професійному та системному фундаменті.