ODBUDOWA POLSKIEGO PRZEMYSŁU LOTNICZEGO w ramach Projektu COP 2
- Słowo wstępne
W chwili obecnej, poza nielicznymi wyjątkami, przemysł lotniczy w Polsce opiera się głównie na kooperacji mniejszych lub średnich zakładów przemysłowych pracujących na rzecz zagranicznych przedsiębiorstw. Duże zakłady przemysłowe mogące stanowić wsparcie dla gospodarki krajowej, a także dla obronności kraju, zostały sprzedane w ręce zagranicznego kapitału i jako takie realizują , ze wszystkimi tego konsekwencjami cele , które ten kapitał im stawia.
Aktualnie sytuację kadrową w przemyśle lotniczym cechuje luka pokoleniowa, którą dodatkowo potęguje fakt wcześniejszego odchodzenia od zawodu doświadczonych pracowników w całym spektrum specjalności zawodowych od inżynierów projektantów począwszy a na pracownikach bezpośrednio produkcyjnych kończąc.
Sprawnie i efektywnie funkcjonujący narodowy przemysł lotniczy stanowi dla gospodarki kraju swego rodzaju awangardę i jest , między innymi, źródłem technicznego rozwoju kadr inżynieryjnych, zaplecza naukowo-badawczego, innowacji w dziedzinie technologii a każda złotówka zainwestowana w rozwój zwraca się już w kilkuletnim okresie wielokrotnie.
Narodowy charakter przemysłu lotniczego jest wyraźnie widoczny w krajach o najwyższym potencjale gospodarczym takich jak np. Stany Zjednoczone. Prywatne firmy lotnicze takie jak Lockheed Martin, Sikorsky, Northrop i inne, swoją obecnie mocną pozycję na światowych rynkach opierają głównie na wieloletniej realizacji zamówień rządu USA. Przykładem może tu być amerykański program samolotu pionowego startu i lądowania V22 Osprey finansowany, pomimo znacznych kosztów, od ponad 30 lat ze względu na spodziewaną innowacyjność i przyszłe korzyści niekonwencjonalnego układu skrzydło-zespół napędowy. Równie dobrym przykładem jest sprawa zakupu za 9 mld USD firmy Sikorsky przez koncern Lockheed Martin po, ogłoszonym przez United Technology Corporation (UTC), tzw. spin-off, której firma Sikorsky była członkiem.
Stan polskiego przemysłu lotniczego wymaga podjęcia szybkich decyzji tak, aby zdążyć przed tym kiedy luka pokoleniowa będzie nie do zniwelowania. Decyzje powinny być podjęte szybko również i z tego powodu, że odbudowa przemysłu lotniczego w obecnych warunkach musi potrwać minimum ok. 4-5 lat zanim osiągnie on swój właściwy poziom.
Osiągnięcia Centralnego okręgu Przemysłowego dały podstawę rozwoju przemysłu nie tylko lotniczego lecz wyzwoliły potencjał przemysłu krajowego, z którego czerpiemy do dnia dzisiejszego. Szczególnie dotyczy to budowy kadry inżynierów zdolnych do konstruowania zaawansowanych rozwiązań. Na tej bazie można było zbudować w okresie powojennym przemysł reprezentowany np. przez:
PZL Mielec, PZL Świdnik , WSK Okęcie, WSK Kalisz, PZL Hydral, SZD Bielsko Biała, i wiele innych podległych Zjednoczeniu Przemysłu Lotniczego i Silnikowego wspierany przez takie jednostki jak Instytut Lotnictwa czy Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych.
W okresie po II wojnie światowej, a szczególnie w latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych produkowano w Polsce następujące samoloty śmigłowce:
1) W oparciu o licencję zagraniczną (głównie pozyskaną w Związku Radzieckim):
samoloty An-2, An-28 i śmigłowce Mi-2, SW-4;
2) Bądź modyfikację licencji:
LIM , SM -2 , M 20 Mewa, M 28;
3) Konstrukcje własne:
samoloty TS-8 Bies, TS-11 Iskra, I-22 Iryda, M-2, M-4, Kania, M18 Dromader, M26 Iskierka, śmigłowiec W-3 Sokół, szybowce SZD.
W latach 80-90 tych ubiegłego wieku firma Zakład Lotniczy PZL Mielec była jedną z najbardziej liczących się firm w kraju (ok 24 tys. Pracowników) i posiadała , na miarę owych czasów, znaczącą pozycję na rynku światowym. Podobnie było z firmami PZL Kalisz, PZL Okęcie, PZL Świdnik, PZL Rzeszów. Także Instytut Lotnictwa pełnił w owych czasach znaczącą rolę jako naukowo-badawcze zaplecze dla przemysłu lotniczego. Dzisiaj mamy jeszcze nieliczną kadrę inżynierów , która umożliwia połączenie zerwanej nici pokoleniowej i odtworzenie krajowego potencjału przemysłu lotniczego poprzez przede wszystkim odbudowę kompetencji.
Odbudowa polskiego przemysłu lotniczego nie powinna oznaczać wyłącznie zwiększenia produkcji komponentów dla zagranicznych koncernów. Jej miernikiem powinno być odzyskanie zdolności do produkcji finalnej – do samodzielnego zaprojektowania, zintegrowania, przebadania, certyfikowania, wyprodukowania i rozwijania kompletnego statku powietrznego.
- Stan obecny w Polsce przemysłu lotniczego
Zagraniczny przemysł lotniczy w Polsce ma się bardzo dobrze, natomiast polski przemysł lotniczy –gorzej, praktycznie nie istnieje bo, poza nielicznymi wyjątkami np. AVIONIC, sprowadza się do kilkunastu małych wytwórni samolotów ultralekkich zatrudniających średnio po kilka, kilkanaście osób. Duże przedsiębiorstwa lotnicze reprezentują:
PZL Mielec – dzisiaj: PZL Mielec Lockheed Martin Company – USA
PZL Rzeszów – dzisiaj :Pratt & Whitney Rzeszów – Kanada
Instytut Lotnictwa – dzisiaj: General Electric , USA (część)
PZl Świdnik – dzisiaj :Agusta Westland Świdnik – Włochy
PZL Okęcie – dzisiaj: EADS Okęcie – Hiszpania
Inwestycje zagraniczne w przemysł lotniczy :
SAFRAN, MTU , BORGWARNER, GOODRICH, GE i inni
Sporo firm polskich jest poddostawcami części i drobnych podzespołów dla koncernów zagranicznych (Airbus, Dassault, Alenia, EADS itp.), przedsiębiorstwa w Polsce tracą kompetencje budowy kompletnego statku powietrznego o poziomie kwalifikującym do grona krajów z rozwiniętym przemysłem lotniczym.
- Ocena utraconych i zachowanych kompetencji
Produkując samolot typu M28 spełnialiśmy wymóg produkcji złożonej konstrukcji angażującej zespół interdyscyplinarny zaangażowany w dzieło łączące kilkanaście różnego rodzaju instalacji, który na etapie projektowania obejmował:
- analizy obliczeniowe i funkcjonalne,
- analizy systemów i ich niezawodności,
- projektowanie struktury, podwozia,
- zabudowy zespołu napędowego,
- instalacji elektrycznej ,
- awioniki,
i innych systemów samolotu, a także na opracowywaniu technologii wykonania, projektowaniu oprzyrządowania, opracowywaniu dokumentacji eksploatacyjnej i materiałów marketingowo-handlowych. . Posiadając te zdolności straciliśmy je w znacznej mierze z chwilą przerwania produkcji wyrobu finalnego (samolot M28).
Odbudowa kompetencji projektowania takiego samolotu klasy CS 23 wymaga utworzenia zespołu, o strukturze minimalnej przedstawionej poniżej. Projektowanie odbywa się w certyfikowanej przez EASA Organizacji Projektującej (DOA), w której skład wchodzą, wyposażone w komputerowe systemy wspomagania projektowania, działy:
- Dział Obliczeń i Analiz Technicznych a w nim: aerodynamika, osiągi i własności lotne, obciążenia, wytrzymałość, dynamika konstrukcji. (17 osób)
- Dział Konstrukcji Płatowca ( 18)
- Dział Zespołów Napędowych i Systemów Energetycznych (15)
- Dział Systemów Elektrycznych i Awioniki (17)
- Dział Analiz Systemów i Obliczeń Masowych (7)
- Dział Dokumentacji Eksploatacyjnej (7)
- Dział Prób w Naziemnych i w Locie ( 10)
- Dział Prób Stoiskowych (10)
- Dział Technologiczny (20)
- Biuro Zdatności do Lotu (4)
- Kierownictwo i Administracja (7).
Razem: około 130-140 osób kadry inżynieryjno-technicznej.
Dzisiaj z zachowanych kompetencji mamy jeszcze do dyspozycji nieliczną kadrę konstruktorów w wieku emerytalnym , którzy mogą wesprzeć tworzony nowy zespół konstrukcyjny i produkcyjny. Dostępne dzisiaj nowoczesne technologie, narzędzia programowe i urządzenia produkcyjne przyśpieszą znacząco przedsięwzięcie budowy certyfikowanego samolotu.
- Kadry jako podstawowy warunek odbudowy przemysłu lotniczego
Podstawowym warunkiem zbudowania kadry jest wykorzystanie istniejących szczątkowych zasobów do budowy zespołu konstrukcyjnego. Rdzeniem będą dostępni jeszcze konstruktorzy z dużym doświadczeniem konstrukcyjnym spełniający funkcję mentorów, uzupełnieni dobraną grupą w wieku 25-40 lat specjalności lotniczej z opanowanymi narzędziami CAD, tworzących w przyszłości kadrę konstrukcyjną. Jak twierdzą pracodawcy obecnie w większości absolwenci uczelni nie spełniają wymagań pracodawców bowiem szkolnictwo wyższe ma problem z samą architekturą programów kształcenia, a nie tylko brakiem dostępu do pojedynczych nowoczesnych narzędzi, lecz głównym problemem jest niedostateczny wymiar praktyczny kształcenia. Zagraniczne korporacje lotnicze rozwiązują ten problem przez ostrą selekcję kandydatów i firmowe przeszkolenie przyszłych pracowników (zwykle minimum 1 rok). Brak jest w kadrze uczelni technicznych osób z dużym doświadczeniem konstrukcyjnym, co jest konsekwencją małej ilości wdrożeń (punktowane wyżej są publikacje, które dają łatwiejszą i szybszą drogę do awansu zawodowego). Intratne tematy wdrożeniowe w lotniczych firmach zagranicznych zwykle zarezerwowane są dla „swoich”, natomiast brak wysoko rozwiniętego potencjału krajowego ogranicza zwłaszcza ilość tematów wdrożeniowych. Pojawiają się tematy angażujące uczelnie w dopracowanie procesów technologicznych i produkcyjnych istniejących wyrobów zagranicznych, również nierzadko ambitne granty naukowo – badawcze absorbujące kadry uczelni. Niestety przez ostatnie lata nie spowodowało to podniesienia na znaczącym poziomie potencjału do budowy produktu finalnego jakim jest samolot. Analogicznie kadra zespołu produkującego oparta na specjalistycznym personelu technicznym obecnie nie jest tworzona przez szkolnictwo średnie głównie przez brak nauczycieli z doświadczeniem przemysłowym, zbyt mało praktyki zawodowej oraz niedostateczny kontakt z realnymi warunkami na halach produkcyjnych. Stan ten stanowi poważne ograniczenie odtworzenia zespołu produkcyjnego.
Obiecującą szansą jest powstawanie Branżowych Centrów Umiejętności z profilem kształcenia młodych pracowników pod kątem posiadania umiejętności praktycznych.
- Zaplecze naukowo-badawcze i produkcyjne
Zaplecze powinno objąć całe spektrum zadań obejmujących prace konstrukcyjne oraz procesy produkcyjne. Badania możliwe są do zrealizowania na wyposażeniu uczelni technicznych i instytutów technicznych. Badania próbek i badania modelowe na etapie wstępnym projektów w kooperacji z polskimi jednostkami badawczo-rozwojowymi, uczelniami technicznymi i innymi placówkami naukowo-badawczymi.Badania i analizy produkcyjne, w tym i kontrola dostaw materiałów i gotowych wyrobów do produkcji, w ramach działu zapewnienia jakości produkcji, a także na bazie zleceń do wyspecjalizowanych jednostek badawczych. Odrębnym zadaniem jest budowa specjalistycznych narzędzi programowych (inwestycja w kadrę informatyczną) do realizacji programów symulacyjnych, oprogramowania do prób laboratoryjnych, prób w locie, specjalnych analiz i innych (można rozszerzyć współpracę z polskimi firmami informatycznymi).
Poniżej przedstawione są wymagania dotyczące produkcji samolotu klasy CS23, która oparta jest na dwóch filarach. Produkcja niektórych części i niektóre procesy specjalne (obróbka plastyczna, cieplna, galwaniczna itd.) głównie w kooperacji z polskimi firmami lotniczymi, a także częściowo własna. Druga część to produkcja niektórych części, półmontaże oraz montaż ostateczny i obloty prototypów i egzemplarzy seryjnych. Struktura takiego zakładu produkcyjnego obejmuje:
- Wydział produkcji części
- Wydział półmontażu
- Wydział utrzymania ruchu
- Wydział magazynów
- Dział ekspedycji podzespołów
- Dział wsparcia produkcji
- Dział zapewnienia jakości produkcji
- Wydział technologii operacyjnej i oprzyrządowania produkcyjnego
- Kierownictwo i Administracja
Razem: około 250-350 pracowników pośrednio i bezpośrednio produkcyjnych oraz ok. 100-150 w oddziale montażu ostatecznego i oblotów w tym 4-6 pilotów doświadczalnych i 12-15 licencjonowanych mechaników lotniczych w produkcji i obsługach startowych. Powyżej przedstawione są szacowane dane dla przybliżenia stopnia zaangażowania w procesy uruchomienia produkcji lotniczej samolotu klasy CS 23, przy założeniu posiadania wymaganego potencjału produkcyjnego.
- Zdolność Polski do zaprojektowania i wykonania własnego samolotu
Osią całego przedsięwzięcia może być,19-to miejscowy, dwusilnikowy samolot turbośmigłowy będący rozwojową wersją produkowanego od wielu lat w Mielcu samolotu PZL M28, przeznaczony, w celu uniknięcia efektu „wewnętrznej konkurencji”, do pokrycia innego niż PZL M28 sektora rynku przewozów lotniczych. Wyposażony w ciśnieniową kabinę może on operować z lotnisk asfaltowych lub betonowych a także z lotnisk o utwardzonej, trawiastej nawierzchni. Oprócz pasażerów przewozić będzie ładunki cargo, pocztę a jego wersje specjalne znajdą zastosowanie w ratownictwie medycznym oraz gwardii narodowej. Gęsta sieć lotnisk lokalnych (patrz mapa rys.1) w połączeniu z właściwościami samolotu stwarza warunki do utworzenia sieci krajowych połączeń lotniczych z możliwością operowania również do innych krajów.
Dla takiego projektu samolotu klasy COMMUTER (CS 23), który może stać się osią całego programu, podstawową korzyścią jest znaczące wykorzystanie doświadczeń z budowanego samolotu M-28, a w trakcie trwania prac projektowych, po skonsolidowaniu zespołu projektowo-produkcyjnego program ten będzie podlegał rozwojowi, aby zaspokoić w pełni wymagania rynku tej klasy samolotów. Dla tego typu samolotu możliwe jest pozyskanie największej potencjalnie grupy pracowników z zespołu produkcyjnego zakładów PZL Mielec. Brak dokumentacji samolotu i praw do krajowej jego produkcji (własność Lockheed Martin Company – USA) uniemożliwia kontynuowanie zamkniętego programu produkcji samolotu M 28. Pewną szansą jest połączenie wysiłków zbudowania tej klasy samolotu z partnerem ukraińskim na bazie AN 38. W takim przypadku w płatowiec i jego konstrukcję zaangażowana byłaby strona ukraińska, natomiast produkcja, instalacje i certyfikacja byłaby po stronie polskiej.
Powyżej przedstawione są szacowane dane dla przybliżenia stopnia zaangażowania w procesy uruchomienia produkcji lotniczej samolotu, przy założeniu posiadania wymaganego potencjału produkcyjnego i konstrukcyjnego. Produkcja własnego samolotu jak poprzednio obejmowała by budowę płatowca i instalacji , na obecnym etapie śmigło i silnik należy kupić. Okres do zbudowania prototypu około 5 lat.
Opracował: dr inż. Józef Grzybowski
Pełnomocnik Terenowy ds. Projektu COP 2 na Podkarpaciu
- Certyfikacja jako strategiczna kompetencja przemysłu
Zarówno projektowanie jak i produkcja lotnicza podlegają certyfikacji na poziomie europejskim (EASA) i krajowym (ULC) . Możliwe to będzie poprzez utworzenie całości nowego zakładu lotniczego w oparciu o doświadczoną kadrę projektową i produkcyjną, która w trakcie trwania projektu i produkcji prototypu przekaże swe doświadczenie i wiedzę fachową nowemu pokoleniu 25-35 latków. W oparciu o istniejące nieliczne zespoły krajowe możliwe jest utworzenie organizacji spełniających kryteria przepisów PART 21 J oraz PART 21G wypełniających obowiązki Organizacji Projektującej DOA, oraz obowiązki Organizacji Produkującej POA w zakresie płatowca i instalacji (STC) i odbudowę krajowych kompetencji certyfikacyjnych.
- Podsumowanie
Przedstawiony rozdział nie wyczerpuje tematów związanych z odtworzeniem potencjału krajowego przemysłu lotniczego, nie obejmuje złożonego łańcucha dostaw od zatwierdzonych krajowych dostawców, których znaczna ilość posiada kompetencje i utrzymane systemy jakości. Rozwijanie produkcji lotniczej jest źródłem strategicznych technologii: konstrukcji kompozytowych, zaawansowanych stopów metali, technologii przyrostowych, napędów hybrydowych i elektrycznych. Rola Państwa w odbudowie przemysłu lotniczego obejmuje: strategię przemysłową, zamówienia publiczne, politykę offsetową, finansowanie rozwoju technologii, ochronę kompetencji strategicznych oraz koordynację programów cywilnych i wojskowych.
Podejmując kierunek działań na zbudowanie nowoczesnego samolotu klasy COMMUTER z awionika opartą docelowo na magistrali AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet), z maksymalnym wykorzystaniem krajowego potencjału w zakresie projektowania konstrukcji, układów sterowania i nawigacji oraz oprogramowania, tak zrealizowany program ustawia nasz kraj w gronie krajów z rozwiniętym przemysłem lotniczym. Korzyści z tak zaplanowanego przedsięwzięcia są następujące :
- Budowa nowej konstrukcji z zaawansowanego progu.
- Poważne zadanie konstrukcyjne (kadłub w wersji ciśnieniowej), nowe instalacje.
- Mniejsze ryzyko przedsięwzięcia (doświadczenie z produkcji M28).
- Znany rynek i konkurencja.
- Wprowadzenie nowych technologii i materiałów.
- Wprowadzenie współczesnych rozwiązań (awionika).
- Podniesienie potencjału technologicznego.
- Rozwój programów badawczych.
- Na bazie tego samolotu rozwój sieci połączeń lokalnych.
- Wsparcie polskiego przemysłu obronnego.
- Program modernizacji floty samolotów M28 w MON
- Suwerenność technologiczna
- Zdolność modernizacji sprzętu, zdolności remontowe
- Punkt wyjścia do następnych zaawansowanych konstrukcji lotniczych
Biorąc pod uwagę dynamicznie rozwijający się rynek lotnictwa bezzałogowego obejmujący: BSP cywilne, BSP wojskowe, systemy autonomiczne, technologie dual-use, powstają dodatkowe warunki wykorzystania kompetencji BSP w lotnictwie cywilnym załogowym.
Przeprowadzone spotkania i konferencje w ostatnich latach nie przyniosły znaczących rezultatów nie tylko w opracowaniu finalnego produktu jakim jest samolot, dotyczy to również śmigłowca oraz polskiego silnika.