Прогнозирование дальности полёта самолёта с модернизированными двигателями Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»
УДК 629.7
ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДАЛЬНОСТИ ПОЛЁТА САМОЛЁТА С МОДЕРНИЗИРОВАННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
© 2016 А.В. Болдырев, К.Г. Шилимов
Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва
Статья поступила в редакцию 25.10.2016
Предлагается методика оценки дальности полёта самолёта с модернизированными двигателями на основе взаимоувязанных аэродинамической модели и упругой модели тела переменной плотности с учётом статической аэроупругости. Обсуждаются вопросы обеспечения достоверности расчётов по разработанной методике. Работоспособность методики подтверждается сопоставлением результатов расчётов с известными техническими характеристиками самолётов.
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей разработчиков авиационной техники является проектирование семейства самолётов, соответствующих мировому уровню или превосходящих его при относительно низких затратах. Одним из этапов жизненного цикла летательных аппаратов является создание модификаций с целью увеличения рентабельности парка самолётов в течение длительного срока эксплуатации. Достаточно эффективные двигатели со временем становятся менее конкурентоспособными по уровню эксплуатационных затрат и уже не в полной мере удовлетворяют нормам ИКАО по уровню шума на местности и эмиссии вредных веществ в атмосферу.
Модернизация силовой установки, как правило, обеспечивает повышение тяги и снижение расхода топлива, что позволяет увеличить дальность полёта самолёта и массу коммерческой нагрузки. Проектные параметры базовой модели воздушного судна оптимизируются под конкретную силовую установку. В то же время невозможно обеспечить максимальную топливную эффективность при установке на существующий планер самолёта новых двигателей.
В настоящей статье рассматриваются две задачи, решаемые при проведении ремоторизации. Во-первых, прогнозируется дальность полёта
Болдырев Андрей Вячеславович, доктор технических наук, профессор кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов. E-mail: bolav@ssau.
ru Шилимов Константин Геннадиевич, аспирант кафедры конструкции и проектирования летательных аппаратов. E-mail: [email protected]
с учетом изменении в конструкции отдельных агрегатов самолёта, например, крыла в зоне навески двигателей. Во-вторых, оценивается целесообразность изменения геометрических параметров крыла для повышения транспортной эффективности летательного аппарата с новыми двигателями.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
Использование высокоточного математического моделирования и современных систем инженерного анализа позволяет оценить технические характеристики самолёта с модернизированными двигателями и, тем самым, обосновать экономическую целесообразность модификации изделия.
Взлётная масса т0 вычисляется с использованием уравнения существования самолёта [1]:
тком + тсл + ткон-кр + тс.
у + тоб.упр
то =-:—- -———, (1)
1 — m т — m
кр
где тком — масса коммерческой нагрузки; тсл -масса служебной нагрузки и снаряжения; ткон-кр — масса конструкции самолёта без учёта крыла; тс у — масса силовой установки; т(
масса
оборудования и управления, т т — относительная
масса топлива, ткр — относительная масса крыла. Величины в числителе уравнения (1) являются исходными данными для прогнозирования взлётной массы ремоторизованного самолёта.
Относительная масса топлива определяется по формуле Бреге [2]:
m т = 1 — e
L с
^р ^р.
‘ p. креис
удельный расход топлива на крейсерском режиме; у — числовой коэффициент, учитывающий дополнительный к крейсерскому расход топлива на взлёт, набор высоты, снижение и посадку; M „ — число Маха на крейсерской скорости по-
крейс Г Г Г
лёта; K — аэродинамическое качество самолёта, определяемое численными методами.
Для оценки массы конструкции крыла на ранних стадиях проектирования модифицированного изделия используется модель тела переменной плотности (ТПП), предложенная В.А. Комаровым [3]. Доступный для размещения силовой конструкции объём V заполняется непрерывной упругой средой с переменной плотностью р. Модуль упругости E и допускаемое напряжение Уа материала этой среды линейно зависят от его плотности:
Е = Е ■ р, ( = у а ■ р,
где Е — удельный модуль упругости (удельная
жёсткость), (Уа — удельная прочность при единичной плотности.
ТПП моделируется сетью конечных элементов. Плотности элементов назначаются по следующим рекуррентным соотношениям [4]:
Р+1 (°»экв )
Рг
J
(3)
G = К
к
■dV.
конструкции удобно пользоваться безразмерным коэффициентом силового фактора СК, который вычисляется по соотношению [6]:
Q =
G
G
P’L y.Js’
где Р — характерная нагрузка; L — характерный размер.
Для крыла в качестве характерной нагрузки принимается величина подъёмной силы Уа, а качестве характерного размера — корень
квадратный из площади крыла .
Через коэффициент силового фактора определяется относительная масса крыла, вычисляемая по формуле:
т кр = ф ■ п р ‘g
■4S’CK-i,
(4)
где i — номер конечного элемента; j — номер итерации; стэкв — эквивалентные напряжения.
В процессе оптимизации распределения материала по (3) получается конструкция с минимальным значением силового фактора G [5], который отражает величину внутренних усилий в конструкции и протяжённость их действия:
На прогнозных стадиях разработки летательного аппарата для оценки весового совершенства
где ф — коэффициент полной массы, выражающий отношение полной массы конструкции крыла к массе силового материала; пр — расчётная перегрузка; g — ускорение свободного падения.
Для целей настоящего исследования используется программа WINGOPT [7], принципиальная схема которой представлена на рис. 1. Численный расчёт аэродинамических характеристик самолёта проводится в среде программы APAME
[8], реализующей вариант панельного метода аэродинамики. Конечно-элементный анализ напряжённо-деформированного состояния ТПП выполняется с помощью программы NASTRAN
[9]. Расчёты выполняются с учётом аэроупругих явлений [10].
Возможности современной версии программы WINGOPT ограничены моделированием аэродинамических характеристик изолированного крыла. В расчётах тт по формуле (2) аэродинамическое качество самолёта принимается пропорциональным аэродинамическому качеству крыла, а коэффициент у дополнительно
Рис. 1.
Принципиальная схема программы WINGOPT
а
a
учитывает сопротивление других агрегатов и сопротивление интерференции.
Оценку влияния характеристик модернизированных двигателей на изменение дальности полёта самолёта предлагается проводить в три этапа. На первом этапе исследования осуществляется настройка математической модели определения взлётной массы летательного аппарата на основе информации о существующем самолёте (базовом изделии), характеристики которого принимаются за эталон. Второй этап включает определение дальности полёта и взлётной массы самолёта с новой силовой установкой и существующей геометрией крыла.
На третьем этапе осуществляется прогнозирование технических характеристик самолёта с модернизированными двигателями и оптимизированными параметрами внешнего облика крыла.
тт
qт =
Ппасс ‘ —р
где пп
■ количество перевозимых пассажиров.
Ограничениями в задаче оптимизации выступают условия физической реализуемости проекта, требования технического задания и Авиационных правил. Задача отыскания оптимальных геометрических параметров крыла решается на основе поискового метода оптимизации [12] с использованием поверхности отклика, для аппроксимации которой используется полином второй степени. Коэффициенты полинома находятся по методу наименьших квадратов.
ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ
Для обеспечения адекватности математической модели определения дальности полёта самолёта разработана методика, представленная на рис. 2. Все величины в формулах (1). ..(4), кроме коэффициентов ф и у, могут быть определены на основе анализа взаимоувязанных аэродинамической и конечно-элементной моделей самолёта. Блок-схема методики содержит внутренний цикл для настройки коэффициента у и внешний цикл для настройки коэффициента ф.
В блоке 1 формируются исходные данные -геометрические, лётно-технические и массовые характеристики базового самолёта-прототипа. В блоке 2 строится аэродинамическая модель самолёта, проводится её расчёт, определяются нагрузки. В блоке 3 задаётся начальное значение настроечного коэффициента у. В блоке 4 опреде-ляется значение аэродинамического качества K, далее в блоке 5 по формуле (2) рассчитывается
относительная масса топлива Шт.
В блоке 6 проверяется условие сходимости вычислительного
процесса по Шт. Если полученное значение Шт отличается от эталона, то изменяется значение коэффициента у в блоке 3, и процесс вычисления
Шт повторяется до стабилизации.
..12. После достижения сходимости по деформациям (блок 12) в блоке 13 рассчитывается относительная масса крыла по формуле (4). Полученное значение Шкр сравнивается в блоке 14 со значением массы крыла прототипа. В случае несоответствия масс в блоке 8 изменяется значение коэффициента ф и проводится новый расчёт. После достижения сходимости в цикле по Шкр управление передаётся в блок 15, где определяется взлётная масса самолёта по выражению (1).
На следующем этапе исследования с использованием найденных значений коэффициентов у и ф в блоках 2.15 прогнозируется дальность полёта летательного аппарата с модернизированными двигателями и существующей геометрией крыла.
Далее в блоке 16 решается задача выбора оптимальных геометрических параметров крыла самолёта с новыми двигателями.
ЧИСЛЕННЫЕ ПРИМЕРЫ
Для проверки работоспособности разработанной методики в качестве объектов исследования выбраны самолёты Ил-76ТД и Airbus A320, которые прошли этап модернизации силовой установки.
Рис. 2. Блок-схема методики настройки математической модели
вую функцию при заданной коммерческой нагрузке и дальности полёта.
Ил-76ТД. Приняты следующие характеристики самолёта Ил-76ТД [13]: т0 = 190 000 кг;
т = 4 100 кг;
ш.
ткон-кр = 34 200 кг;
ш
с.у
15 150 кг;
об.
упр
= 15 250 кг; удельная нагрузка на крыло р0 = 621 даН/м2; для двигателя Д-30КП-2 Ср крейс = 0,705 кг/(даН.ч). Геометрические параметры крыла: Б=300,0 м2; удлинение X = 8,5; сужение ц = 3,0. Характеристики конструкционного материала: Е = 70 000 МПа; р = 2 700 кг/м3; Уа = 300 МПа.
По разработанной методике для четырёх вариантов загрузки самолёта получены значения
коэффициентов ф и у, представленные в табл. 1. Символ (*) относится к величинам, рассчитанным в программе WINGOPT.
С использованием найденных значений ф и у выполнено прогнозирование дальности полёта для самолёта Ил-76ТД с модернизированными двигателями ПС-90А-76. Взлётная масса Ил-76ТД-90 ВД возросла до т0 = 195 000 кг, р0 = 638 даН/м2,
для ПС-90А-76 С
■■ 0,595 кг/(даН.
komj КГ Lp, км Ьр’, км Ы, % m0*, кг
1 50 000 4 500 4 460 -0,9 195 330
2 40 000 5 880 5 930 0,9 194 710
3 30 000 7 300 7 190 -1,5 195 230
4 20 000 8 650 8 700 0,6 195 440
/77ком, KZ ,
50000 40000 30000 20000 10000
2 И/1-76ТД-90ВД
/
X
Ил- 76ТД к
0 2000 4000 6000 8000 10000 /Р, км
Рис. 3. Зависимость дальности полёта от коммерческой нагрузки
дальности полета от коммерческой нагрузки для самолётов Ил-76ТД, Ил-76ТД-90ВД [13] и прогнозные данные, полученные расчётным путём (обозначены цифрами).
= 14 040 кг; тс у =9 360 кг;
сл ‘ кон-кр ‘ с . у ‘
тоб . упр = 10 140 кг; p = 624 даН/м2-
CFM56-5B Cp крейс = 0,6 кг/(даН.ч). Геометрические параметры крыла: S = 122,6 м2; X = 9,5; ц = 4,5. Форма консоли крыла в плане, показанная на рис. 4, характеризуется двумя трапециями, где I — размах крыла. В расчётах приняты следующие характеристики основного конструкционного материала: E = 70 000 МПа, р = 2 700 кг/м3, стя = 300 МПа.
Для трёх вариантов загрузки самолёта получены значения коэффициентов ф и у, представленные в табл. 4.
Далее выполнено прогнозирование дальности полёта для самолёта A320neo с модернизированными двигателями Pratt & Whitney PW1100G. Взлётная масса A320neo возросла до m0 = 79 000 кг, p0 = 632 даН/м2, для нового двигателя Сркрейс составляет 0,51 кг/(даН.
ч) [14]. Результаты расчётов представлены в табл. 5.
На рис. 5 показаны графики зависимостей дальности полёта от коммерческой нагрузки для самолётов A320, A320neo [14] и прогнозные данные, полученные расчётным путём.
0 624 даН/м2; для двигателя Таблица 3. Результаты оптимизации удлинения крыла Ил-76ТД-90ВД
№ mKOMj КГ Lp’, км X* m0*, кг
1 50 000 4 460 8,8 193 645
2 30 000 7 190 9,7 189 060
Затем проведена оптимизация удлинения второй трапеции крыла Х2 самолёта А320пео. В качестве целевой функции выступает коэффициент топливной эффективности. Результаты оптимизации для режима полёта с максимальной коммерческой нагрузкой самолёта представлены в табл. 6.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработана методика прогнозирования дальности полёта самолёта с модернизированными двигателями при заданной коммерческой нагрузке.
ком} КГ !р, км 1р°, км Д1, % ш0′, кг qт’, г/пасс-км
1 19 300 4 575 4 580 0,1 79 040 16,5
2 15 000 6 450 6 440 -0,2 79 010 20,0
3 12 715 7 450 7 445 -0,1 79 030 23,3
/77ком, К2 20000
15000
10000
5000
1 1 — А320пёо
> 2
А320 3 /
0 3000 6000 9000 /Р, км
Рис. 5. Зависимость дальности полёта от коммерческой нагрузки Таблица 6. Результаты оптимизации удлинения крыла А320пео
тком, кг 1р°, км 12 12° Ш0°, кг qT’, г/пасс-км
19 300 4 580 8,0 8,1 78 930 16,4
тов загрузки самолётов с модернизированными двигателями не превысила 1,5 %, что подтверждает работоспособность методики.
Исследование рациональных параметров удлинения крыла Ил-76ТД-90ВД с учётом весовой и аэродинамической эффективности самолёта
показало целесообразность незначительного увеличения удлинения с 8,5 до 8,8 за счёт изменения концевых частей крыла. Рациональное значение удлинения X* = 8,8 обеспечивает снижение взлётной массы самолёта примерно на 1 300 кг в режиме полёта с максимальной коммерческой нагрузкой.
Проведены параметрические исследования удлинения стреловидного крыла самолёта A320neo для режима полёта с максимальной коммерческой нагрузкой. Полученное значение удлинения из условия минимума коэффициента топливной эффективности близко к удлинению крыла базового самолёта.
CnHCOK ЛИТЕРАТУРЫ
1. Корольков О.Н. Уравнение и область существования самолёта // Полёт.
2001. № 10. С. 45-52.
2. Комплексный учёт весовой и аэродинамической эффективности крыльев в проектировании самолётов / А.А. Вырыпаев, Д.М. Козлов, В.А. Комаров, А.С. Кузнецов // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2010. № 10. С. 35-44.
3. Комаров В.А. Проектирование силовых схем авиационных конструкций // Актуальные проблемы авиационной науки и техники. М.: Машиностроение, 1984. С. 114-129.
4. Aircraft design using a variable density model / V.A. Komarov, A.V. Boldyrev, A.S. Kuznetsov, M.Yu. Lapteva// Aircraft Engineering and Aerospace Technology. 2012. V. 84. Iss. 3. PP. 162-171.
5. Комаров А.А. Основы проектирования силовых конструкций. Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство, 1965. 88 с.
6. Комаров В.
А Весовой анализ авиационных конструкций: теоретические основы // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2000. № 1. С. 31-39.
7. КомаровВ.А., КузнецовА.С. Программа для выбора рациональных геометрических параметров крыла самолёта «WINGOPT». Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ: № 2011615448 (РФ). 2011.
8. Веб-сайт программы Apame. [Электрон. ресурс]. URL: http://www.3dpanelmethod.com/ (дата обращения 25.09.2016).
9. Рынков С.П. MSC.visualNASTRAN для Windows. М.: НТ Пресс, 2004. 552 с.
10. Учёт статической аэроупругости на ранних стадиях проектирования / А.В. Болдырев, В.А. Комаров, М.Ю. Лаптева, К.Ф. Попович // Общероссийский научно-технический журнал «Полёт». 2008. № 1. С. 34-39.
11. Sobieszczanski-SobieskiJ.
,HaftkaR.T. Multidisciplinary Aerospace Design Optimization: a Survey of Recent Developments // Structural and Multidisciplinary Optimization. 1997. V. 14. № 1. PP. 1-23.
12. Кузнецов А. С. Алгоритм выбора рациональных параметров крыла с учётом аэродинамической и весовой эффективности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Т. 12 (33). № 1 (2). С. 404-406.
13. Характеристики транспортных самолётов ОАО «Ил». [Электронный ресурс]. URL: http://www. ilyushin.org/aircrafts/transport/ (дата обращения 26.09.2016).
14. Характеристики самолётов семейства A320. [Электронный ресурс]. URL: http ://www.airbus.com/ aircraftfamilies/passengeraircraft/a320family/ (дата обращения 26.09.2016).
FLIGHT RANGE PREDICTION OF AIRCRAFT WITH MODERNIZED ENGINES
© 2016 A.V. Boldyrev, K.G. Shilimov
Samara National Research University named after Academician S.P. Korolev
The paper proposes a method of flight range estimating for remotorized aircraft in view of static aeroelasticity. A method is based on interrelated aerodynamic model and the elastic variable density body model. The issues of ensuring the reliability of calculations by the developed technique is discussed. The performance of the method is confirmed by comparing the results of calculations with known technical characteristics of the aircraft. Results of parametric studies swept wing aircraft IL-76TD-90VD and A320neo with different aspect ratio values. The studies were performed using special software. Keywords: engines, modernization, flight range, weight and aerodynamic efficiency, variable density body, wing, optimization.
Audrey Boldyrev, Doctor of Technical Science, Professor at the Aircraft Design Department. E-mail: [email protected] Konstantin Shilimov, Postgraduate Student at the Aircraft Design Department. E-mail: [email protected]
Deharde завершила производство аэродинамической модели №2 самолёта «Фрегат Экоджет»
Руководитель программы «Фрегат Экоджет» Александр Климов: «Мы не крупная самолетостроительная корпорация, мы – интеграторы технологий»В числе проектов, над которыми работают сегодня российские авиастроители, особое место занимает широкофюзеляжный среднемагистральный самолет «Фрегат Экоджет». Эксперты характеризуют его как революционный.
В самолете применена принципиально новая аэродинамическая схема с фюзеляжем в форме горизонтального овала, позволяющая при существенно меньших, чем у конкурентов размерах и взлетном весе перевозить 300–350 пассажиров на расстояние до 4500 км. Но главная изюминка этой машины даже не в его конструкции, а в тех новых подходах, которые применяются при его разработке.
Компания, опираясь на международные исследования, оценивает потенциальную емкость рынка самолета «Фрегат Экоджет» в 600 самолетов.
О том, как продвигается разработка нового самолета, а также задачах, которые стоят перед авиастроением, рассказал «Интерфаксу-АВН» руководитель программы «Фрегат Экоджет» Александр КЛИМОВ.
— Александр Валентинович, на каком этапе находятся работы по программе «Фрегат Экоджет»?
— Сейчас мы заканчиваем концептуальное проектирование. Создан цифровой макет самолета. Проведены соответствующие аэродинамические и прочностные расчеты и эксперименты, в том числе с привлечением крупнейших международных научных центров. Мы приступаем к этапу определения самолета, с точки зрения основных самолётных систем, бортового радиоэлектронного оборудования, силовой установки. Но более важным является необходимость заняться системными вопросами.
— Какими?
— Технологический прорыв ХХI века состоит в том, что прежние технические объекты становятся «умными». Интеллектуальные компоненты продуктов становятся ценнее, чем физические компоненты, используемые для их производства. Но современная авиация существует в старой парадигме. Российские, американские, европейские, китайские самолеты, все они реализованы в рамках сложившегося технологического уклада.
Сейчас в мировой индустрии есть все предпосылки для применения нового подхода, для изменений архитектуры системы. За счет совместного использования ресурсов и доступностиIT-технологий, достигается совсем другое качество продукта. И мы сейчас сосредоточены на построении подобной новой системы, в которой могли бы производить «Фрегат Экоджет».
— То есть сейчас вы решили временно приостановить работы по разработке самолета?
— Нет, разработка самолета идет в соответствии с заявленным графиком. По плану мы должны были в 2016 году закончить концептуальное проектирование, и мы это почти сделали. Но когда подошли к определению изделия, то оказались перед развилкой.
— Неужели используемые сегодня методы производства воздушных судов настолько сложны и старомодны, что от них стоит полностью отказаться?
— Современная архитектура авиапромышленности — результат многолетней поэтапной эволюции, которая сделала и производственный процесс, и сам продукт сложным, затратным и консервативным.
Миллионы компонентов, тонны обработанных материалов, сотни интеграторов разного уровня, тысячи поставщиков, разбросанных по всему миру — вот, что определяет сегодняшнюю авиационную промышленность. Добавьте к этому чрезвычайно высокие входные барьеры, такие как сертификация (включая все комплексы испытаний и доказательств), нетривиальность финансирования авиационных программ, особенности введения в эксплуатацию.
— Вы хотите сказать, что авиастроение сейчас находится в кризисе.
— Да, это действительно так. Необходимо помнить, что авиация — это всего лишь технология, позволяющая перемещать физические объекты в пространстве. Это великая технология. Но лишь та технология развивается, которая последовательно проходит через четыре стадии своего развития от уникального изобретения, становясь персонально доступной, затем общественно доступной, она должна превратиться в удобство, как это было с электричеством, водой, бумагой. Если этого процесса не происходит, технология обречена на трансформацию.
Авиация сейчас застряла между третьей и четвертой стадией. Продвигаться дальше мешает ключевой фактор — стоимость самолетов. Пока все остальные сопутствующие расходы уменьшаются, цена самолета остается неизменной с 70-х годов. Поэтому главный вызов, который стоит сейчас перед авиацией и нами в том числе — сделать самолет дешевым.
Причем, не просто дешевле на пять или десять процентов, а кардинально уменьшить его стоимость. Решить эту проблему в рамках старого технологического уклада невозможно. Поэтому мы решили заняться не столько разработкой определенного самолета, сколько созданием новой системы, переходом на современный технологический уровень.
— Что на ваш взгляд нужно сделать для того, чтобы решить эту задачу?
— Нужно строить новую техническую и экономическую «экосистему». Мы уверены, что архитектура такой системы должна строиться на основе сетей, а не иерархий. Экосистема должна стать площадкой, где будут скомбинированы различные прикладные научные исследования, наукоемкий труд и инвестиции в технологии. Необходимо постепенно отходить от модели устаревшего затратного производства. Потребуется системный подход, подразумевающий создание целой новой «индустриальной системы», включающей в себя технологически передовое проектирование, производство и эксплуатацию летательного аппарата будущего.
Под «индустриальной системой» следует понимать взаимодействие всех участников авиационной деятельности: компаний-производителей оригинального оборудования, поставщиков всех уровней, властей, финансовых институтов, перевозчиков, аэропортов, системы аэроконтроля с общей целью достижения истинных ценностей авиации, как для пассажиров, так и для государства в целом.
Создание индустриальной системы, вокруг продукта, таким образом, является истинной задачей.
Это означает, что наличие «революционного» продукта явно недостаточно. Истинная революция должна произойти на уровне индустриальной системы.
Нужна новая всеобъемлющая модель, которая могла бы действовать самостоятельно и обеспечивать заметно лучший результат.
— Но реализация на практике этой идеи потребует колоссальных финансовых и интеллектуальных ресурсов.
— Наоборот, старая форма требует колоссальных ресурсов, а новая обходится существенно дешевле. В ходе нашей работы мы использовали технологию распределенных вычислений, когда множество вычислительных центров от Индии до Чили рассчитывают те или иные задачи. Это дешевле по определению, потому что вам не нужно содержать под рукой все вычислительные мощности и многочисленный персонал, не нужно платить за лицензии и нести прочие издержки.
Мы также получили успешный опыт распределенного проектирования, когда вместо огромного ОКБ на вас работают множество центров по всему миру. В проекте заняты сотни специалистов, объединённых в десятки проектных команд. Более 20 компаний сотрудничают с нами в рамках такого подхода и мы довольны результатом.
— А это будет работать? У нас был совместныйроссийско-индийскийпроект создания многофункционального транспортного самолета (проект МТА), но у них даже при наличии денег и поддержке правительств двух стран ничего не вышло — проект приостановлен. Слишком разные подходы.
— Вы говорите о попытке соединения компетенций двух ОКБ, а мы говорим об открытой архитектуре и сетевом принципе организации работ. В авиации такой подход еще никто не применял, однако, например, в электронике он повсеместно распространен.
Жизненный цикл технической системы состоит из четырех основных этапов: проектирование, производство, ввод в эксплуатацию и эксплуатация.
Каждый из этих этапов определен совокупностью технологий, которые задают общий технологический уровень развития отрасли.
Добиться изменения индустриальной системы можно лишь путём позитивного внедрения актуальных технологий и последовательным преобразованием организационных подходов — как на уровне каждого из этапов жизненного цикла продукта, так и на уровне архитектуры индустриальной системы в целом.
Причем все внедряемые технологии должны быть доступны, то есть должны быть работоспособны и не иметь ограничений для использования. Мы не крупная самостоятельная корпорация, мы интеграторы технологий. В рамках программы «Фрегат Экоджет» мы исследуем, определяем, развиваем и накапливаем успешные и перспективные технологии, которые без лишних усилий смогут быть внедрены в дальнейшем всеми, кому они могут потребоваться.
— Но ведь крупнейшие авиастроительные компании, в том числе и российские, так и работают.
— Нет, они действуют от обратного, кроме этого у них слишком инерционная и громоздкая система. Для того, чтобы внести инновации, например, на уровне проектирования им нужно разобрать всю систему сверху до низу. Поэтому один из основных принципов — начинать с чистого листа. «Фрегат Экоджет» должен стать мультидисциплинарной платформой, куда будут внедряться как наиболее успешные из уже существующих, так и перспективные технологии. И на их базе должно быть построено абсолютно новое производство. Использование современных технологий позволит сократить затраты и издержки на разработку и производство воздушного судна, сделает самолет не «дешевле», но «дешевым».
Широко распространены и используются технологии распределенных вычислений и распределенного проектирования, параллельного инжиниринга, аддитивного производства, 3D-печать и многое другое. Становятся реальностью роботизированые сборочные линии.
Критически важным является вовлечение в контур деятельности новой индустриальной системы специализированных поставщиков решений в области логистики, наземных и летных испытаний, послепродажной поддержки летной годности и технического состояния самолета на протяжении всего жизненного цикла.
При наличии правильных процессов и необходимых ресурсов нет сомнения в том, что в авиаотрасли возможны достижения, превосходящие то, что мы видели в южнокорейском и японском машиностроении в семидесятых-восьмидесятых годах, а затем и в начале нулевых, когда целые отрасли экономики трансформировались или исчезали под ударами, так называемого, «цифрового цунами».
— Как вы смотрите на перспективы сотрудничества с Фондом перспективных исследований и фондом «Сколково»?
— Это фонды посевного финансирования, они занимаются в основном стартапами. Но мы посевную стадию давно прошли, на текущую деятельность у нас есть свои средства. Серьезные инвестиции нам потребуются позже, когда мы будем запускать самолет в производство.
— Насколько широко вы планируете применять российские разработки при создании самолета?
— Это очень интересный вопрос. Когда мы стартовали, то ориентировались в основном на зарубежных поставщиков, потому что отечественные производители не отвечали требуемому технологическому уровню. Однако сейчас ситуация изменилась, российский индустриальный комплекс накопил существенные компетенции. Но при этом спрос на них ограничен, потому что новые российские гражданские самолеты, используют в основном западные комплектующие.
Сейчас мы пересматриваем свой подход, потому что в нынешней ситуации, по нашему мнению, можно создать полностью локализованное в России производство продукта на новой технологической схеме.
— Такой подход потребует серьезных изменений в системе эксплуатации воздушных судов?
— Новые технологии, конечно же, должны внедряться также и в сферу эксплуатации летательных аппаратов. Это касается моделей перевозок, систем управления воздушным движением, организации аэропортового и аэродромного обслуживания.
Таким образом, модель новой индустриальной системы авиации будет выглядеть как открытая мультидисциплинарная платформа технологий и совокупность их связей, управляемая единым центром.
В этом и состоит альтернатива, которая способна к середине XXI века обеспечить намного лучшее будущее, чем обещает, а самое главное — способна обеспечить нам сегодняшняя авиация.
Воздушных судов серии ssj 100. Общие технические характеристики
Открытая архитектура комплекса авионики спроектирована компанией THALES на основе интегрированной модульной технологии. Это позволило сократить количество конструктивных блоков комплекса примерно на 15% и тем самым упростить его обслуживание. Для упрощения обслуживания самолета в целом предусмотрена бортовая система ТО, способная обнаруживать отказ вплоть до конструктивного блока во всех основных самолетных системах. При этом базовая конфигурация авионики является более функциональной по сравнению с ближайшими конкурентами: включает в себя тройную систему УКВ-связи с функцией ACARS, систему предотвращения столкновений T2CAS второго поколения, возможность захода на посадку по категории IIIA ICAO.
За счет автоматического режима пилотирования самолёта достигается не только дополнительный выигрыш в топливной эффективности, но и высокая безопасность полета, т.к. в этом режиме полностью дистанционная система управления полетом (ДСУП) защищена от случайных ошибок. Отказобезопасная архитектура дистанционного управления позволила полностью отказаться от механического резервирования. Перестановка горизонтального стабилизатора также осуществляется электродистанционно. Это помогло оптимизировать его размеры для высокой степени управляемости. На Superjet 100 впервые применена алгоритмическая защита от касания хвостом ВПП при отрыве, что исключает необходимость использования механических амортизаторов, которыми оборудованы другие самолеты.
Двигатели SaM146 производятся компанией PowerJet, совместным предприятием компании Snecma (Франция) и НПО «Сатурн» (Россия) с учетом всех требований семейства самолетов Sukhoi Superjet 100. Новый модульный двигатель SaM146 сочетает в себе успешный опыт применения CFM56 с использованием современных технологий и сокращением количества компонентов на 20%, благодаря чему значительно снижаются затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание при достижении непревзойденных эксплуатационных характеристик и показателей надежности. Новейшая автономная цифровая система управления двигателем (FADEC) третьего поколения с резервированием оптимизирует выполнение полетов при снижении расхода топлива. Взаимозаменяемость компонентов левого и правого двигателей позволяет сократить номенклатуру необходимых запчастей. Предусмотрена возможность замены лопаток без съема двигателя с крыла. Благодаря новым технологиям, заложенным в двигателе SaM146, все самолеты семейства превосходят действующие требования ICAO по уровню шума и эмиссии. Гондолы с высоким звукопоглощением и небольшим лобовым сопротивлением обеспечивают повышенный комфорт внутри салона.
Кабина пилотов SSJ100 оснащена интуитивно понятными органами управления и системой электронной индикации и сигнализации новейшего комплекса авионики компании Thales и полностью цифровой электродистанционной системой управления полетом — fly-by-wire. Полностью цифровая электродистанционная система управления полетом с боковыми ручками управления оптимизирует эксплуатационные характеристики самолета, снижает нагрузку на экипаж, сокращает расход топлива и обеспечивает защиту от выхода самолета за пределы допустимых эксплуатационных режимов полета
Концепция «темной и тихой кабины» обеспечивает превосходную ситуационную осведомленность и условия работы экипажа, благодаря эргономичному дизайну кабины с пятью большими жидкокристаллическими дисплеями.
В основе ДСУП лежат три вычислителя верхнего уровня (PFCU — Primary Flight Computer Unit) и дополняющие вычислители нижнего уровня (ACE — Actuator Control Electronics). PFCU обрабатывают команды, поступающие из кабины пилотов на ACE, и оптимизируют пилотажные характеристики самолета на всех режимах полета. При этом, при первом серьезном отказе не возникает необходимости переходить на прямое управление, а пилотажные характеристики остаются на достаточном уровне управляемости. Высокая эксплуатационная технологичность и весовое совершенство Sukhoi Superjet 100 также достигается реализацией полностью электродистанционной системы управления уборкой/выпуском шасси и тормозной системой.
Как устроена кабина пилота на примере самолета SUKHOI SUPERJET 100 1 ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ САМОЛЕТА На экране отображается тангаж — движение самолета в продольном канале. Проще говоря, тангаж — подъем носа или хвоста самолета. Также здесь виден крен самолета в поперечном канале, то есть подъем правого или левого крыла Показать полностью… 2 НАВИГАЦИОННЫЙ ДИСПЛЕЙ Напоминает традиционный автомобильный навигатор. Как и в машине, здесь отображаются данные о месте назначения, местоположение на настоящий момент, какое расстояние самолет уже пролетел и какое предстоит 3 ДУБЛИРУЮЩИЙ ПРИБОР ПРОСТРАНСТВЕННОГО ПОЛОЖЕНИЯ САМОЛЕТА И НАВИГАЦИИ 4 ЧАСЫ 5 БОРТОВОЙ КОМПЬЮТЕР Перед полетом пилоты вручную заносят в него данные: откуда и куда летим, массу, центровку, скорости на взлете, ветер по маршруту. Компьютер считает нам необходимое топливо на полет, остаток топлива, время полета… 6 РУЧКА ВЫПУСКА И УБОРКИ ШАССИ 7 САЙДСТИК Ручка управления самолетом, заменяет штурвал 8 КНОПКА ОТКЛЮЧЕНИЯ АВТОПИЛОТА 9 ПЕДАЛИ ТОРМОЖЕНИЯ Для торможения в самолете используются две педали. Работают они раздельно. Интенсивность торможения зависит от силы обжатия педали: чем сильнее нажимаем, тем быстрее тормозит 10 ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СИСТЕМА В случае возникновения пожара загораются индикаторы. Мы видим, в какой части судна очаг возгорания, и включаем автоматизированный режим пожаротушения. Ручные огнетушители находятся в кабине и в салоне 11 КНОПКИ ВКЛЮЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ НАСОСОВ 12 РУЧКА ОТКРЫТИЯ ОКНА 13 АВТОПИЛОТ Для автопилота необходимы данные, которые мы занесли в бортовой компьютер. Автопилот включаем после взлета, когда самолет набрал необходимую высоту. Посадка на автопилоте используется в особых случаях, например в тумане 14 РЫЧАГ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Это то же самое, что и педаль газа в автомобиле. С его помощью управляем тягой двигателя 15 ТУМБЛЕР УПРАВЛЕНИЯ СПОЙЛЕРАМИ Спойлеры — откидные щитки на верхней плоскости крыла. Они — воздушный тормоз. Часто необходимо снизить скорость в воздухе, особенно при посадке. В этом случае выпускаем спойлеры. Они создают дополнительное сопротивление, и скорость самолета падает 16 РУЧКА УПРАВЛЕНИЯ ЗАКРЫЛКАМИ Закрылки — отклоняемые поверхности, расположенные на задней кромке крыла. Выпускаем их при взлете для увеличения площади крыла, а соответственно, и подъемной силы самолета. Набрав необходимую высоту, закрылки убираем 17 КНОПКИ ВКЛЮЧЕНИЯ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ 18 КНОПКИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРОЙ ВОЗДУХА В КАБИНЕ И САЛОНЕ САМОЛЕТА 19 ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР В нем находятся сборники схем аэропортов и карт разных стран. Также на экран можно вывести картинку с видеокамер, установленных в салоне самолета 20 ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТОМ Здесь расположены кнопки включения автомата тяги, переключатели выбора навигационных средств, ручки задатчика курса, скорости. Действуя на них, мы даем команды автопилоту на управление самолетом
Новый ближнемагистральный самолет модели Sukhoi Superjet 100 был изготовлен в Российской Федерации в компании Сухого при поддержке иностранных компаний. Данная машина разработана специально для перевозки пассажиров. Для этого было создано две модификации, которые отличаются количеством мест для пассажиров. Один аппарат способен перевозить 75 пассажиров, а второй – 95. Кроме этого, существуют модели, которые разработаны для более дальних перелетов.
Проектирование самолета на ближние и средние дистанции полета было начато в 2000 году, при разработке его называли региональным самолетом для России.
Краткая хронология создания самолета Sukhoi Superjet 100
Весной 2003 года на проектном конкурсе самолетов победу получил проект под рабочим названием RRJ (№ 97 002). В 2006 году приступили к сборке прототипа данного аппарата. Сборку машины производили в КнААПО, а уже через год данный проект был доставлен в город Жуковский для дальнейших испытаний в бюро ЦАГИ. Транспортировку изделия в этот город произвели с помощью самолета «Руслан».
Первый опытный экземпляр самолета Sukhoi Superjet 100 был представлен в сентябре 2007 года. Впервые данная модель самолета произвела отрыв от взлетной полосы через год после презентации, а именно в мае 2008-го. Но перед первым полетом конструкторы много времени затратили на проверку всех основных систем машины.
К концу 2008 года самолет Sukhoi Superjet 100 завершил заводские испытания, начался процесс государственной сертификации при участии международной комиссии. Ресурсные исследования самолет проходил в Сибирском исследовательском институте. Вторая машина была полностью готова к декабрю 2008 года, при испытаниях данная машина показала отличные летные характеристики.
Широкой публике данный аппарат был представлен на авиавыставке в городе Ле-Бурже летом 2009 года. Самолет модели Sukhoi Superjet 100 в полной комплектации всех систем и с полностью оснащенным пассажирским салоном произвел первый полет только летом 2009 года.
Особенности самолета
Создание данной машины проходило в условиях тесного партнерского сотрудничества с иностранными авиационными компаниями. Главным консультантом по созданию «Суперджета» выступила всемирно известная корпорация «Боинг». При изготовлении данной машины было задействовано более 30 компаний, которые поставляли комплектующие для самолета.
Самолет оснащен качественной системой удаленного управления, которая была предоставлена компанией Liebherr Aerospase. Бортовое оборудование машины было предоставлено корпорацией Thales. Даже все комплектующие детали пассажирского салона были разработаны и предоставлены компанией Aerospase. Кроме всего этого, такие системы, как шасси, гидросистема, топливная система, тормоза, электроснабжение, тоже были предоставлены иностранными компаниями. Все это позволило оснастить новый самолет самыми современными цифровыми системами управления, которые помогли достичь высоких результатов.
Самолет имеет классическую схему конструкции по типу низкоплана, который оснащен двумя турбореактивными двигателями нового поколения. Оперение машины имеет стреловидную форму с однокилевой схемой конструкции. Силовая установка представлена двумя двигателями типа SaM146, которые крепятся к пилонам крыльев самолета. Дистанционная система управления, которой оборудован данный самолет, может автоматически производить управление судном. Кроме того, существует возможность дистанционного выпуска шасси и управления тормозной системой. Система управления настолько качественная и безопасная, что позволила полностью убрать механическое управление аппарата. С помощью данной системы можно осуществлять управление стабилизаторами.
Впервые самолет, созданный в конструкторском бюро Сухого, оснащен системой, которая защищает машину от касания полосы хвостом при посадке или взлете даже в случае ошибки пилота. Бортовая система производит полный анализ всех систем самолета и оповещает пилотов даже о малейших неисправностях.
Что касается авионики, то тут также не обошлось без инноваций и новшеств. Она оснащена тройной качественной системой УВК-связи. Она оберегает машину от столкновений в воздухе с другими летательными аппаратами. Самолет Sukhoi Superjet 100 оснащен системой, которая позволяет производить посадку с минимальным участием пилотов и относится к категории IIIA ICAO. Что касается уникальности между другими самолетами конструкторского бюро Сухого, то тут следует отметить тот факт, что самолет модели Sukhoi Superjet 100 уникален на 95% и почти не имеет ничего общего с предыдущими моделями ОКБ.
На начало 2015 года было изготовлено 88 машин типа Sukhoi Superjet. Среди них были 8 прототипов, а 56 из них были переданы заказчикам.
Что касается коммерческой эксплуатации, то она началась в 2011 году первым рейсом из Еревана в Москву. Данный полет был осуществлен армянской компанией, которая приобрела данный авиалайнер. Его использует и «Аэрофлот», он приобрел 10 машин. Но эти машины поставляются со скидкой, поскольку «Аэрофлот» якобы разделяет с производителями риск при эксплуатации. Кроме того, данная машина ОКБ Сухого используется в Якутии, Индонезии, Вьетнаме, Мексике и других регионах земного шара.
Кроме многочисленных достоинств, самолет Sukhoi Superjet 100 имеет и недостатки. Стандартная машина рассчитана на массу при взлете в 49,5 тонны. Но большинство продаж ориентируется на модель, в которой 95 посадочных мест, и при этом он имеет массу в 45,9 тонны при взлете. Данную модель пришлось усовершенствовать и провести усиление структуры машины, что привело к повышению веса, а как следствие, к большим затратам топлива при полете.
Несмотря ни на что, данный самолет, поистине, является прорывом в отечественном самолетостроении и сможет вывести нашу авиационную индустрию на мировые рынки.
Сухой Суперджет 100-95 (сокращенное сертификационное название семейства самолётов RRJ — SSJ 100, обозначение ИКАО: SU95) — ближнемагистральный российский пассажирский самолёт, который разработан компанией «Гражданские самолёты Сухого » совместно с рядом иностранных компаний.
28.05.2014 На данный момент построено 5 предсерийных, 38 серийных самолета и, один планер для статических испытаний и еще один для ресурсных.
Эксплуатация
19.04.2011 Armavia, армянская авиакомпания, испытывающая финансовые трудности приобрела первый серийный Сухой Суперджет100 (бортовой номер EK-95015), а спустя два дня выполнила на нём первый рейс из Еревана в Москву. Эта дата стала началом коммерческого использования самолётов данного типа. Рейс прилетел в Терминал C аэропорта Шереметьево в 4:45 по московскому времени. Более 90 пассажиров находилось на борту воздушного судна.
Компания Армавиа в августе 2012 года заявила об отказе от приобретённого ранее самолёта Superjet.
Sukhoi Superjet 100 и МС-21 — Гражданская авиация России
Аэрофлот
Впервые коммерческий рейс самолёта, имеющий бортовой номер RA-89001 под флагом «Аэрофлота» состоялся 16.06.2011 по маршруту терминал D, «Шереметьево», Москва (09:10 мск) — «Пулково», Санкт-Петербург (10:40 мск).
Схема салона SSJ 100
Технические характеристики ssj-100:
Длина: 29,94 м.
Высота: 10,28 м.
Размах крыльев: 27,80 м.
Sukhoi Superjet 100 (SSJ100) — российский региональный пассажирский 100-местный самолёт разработанный компанией «Гражданские самолёты Сухого» при участии ряда иностранных компаний.
Первый полет SSJ100 состоялся в мае 2008 года, а сейчас в производстве 100-ый самолет. На сегодня самолет находится в эксплуатации у российских авиакомпаний — Аэрофлот, Газпром авиа, Якутия, Центр-Юг, Red Wings, в мексиканской авиакомпании Interjet и в специальных подразделениях государственных структур.
1. SSJ100 — первый российский самолет полностью спроектированный на основе цифровых технологий.
В его производстве применяются ранее не использовавшиеся в отечественном гражданском самолетостроении технологии, такие как бесстапельная сборка, автоматическая стыковка агрегатов планера, автоматическая клепка и другие.
2. Производство самолета, его окончательную сборку, осуществляет Комсомольский-на-Амуре (Хабаровский край) филиал ЗАО «Гражданские самолеты Сухого» (КнАФ) при непосредственном участии других заводов на территории России, где изготавливаются составные части Sukhoi Superjet 100.
3. Филиал ОАО «Компания «Сухой» «НАЗ им. В.П. Чкалова» в Новосибирске производит детали и агрегатную сборку отсеков фюзеляжа и оперения.
4. Сборка каркаса кабины.
5. Детали и секции передают в Комсомольский-на-Амуре филиал ЗАО «Гражданские самолеты Сухого», где и производится окончательная сборка самолета.
6. Цех сборки фюзеляжа (ЦСФ). Здесь производится стыковка готовых отсеков на стенде автоматической стыковки и установка крепежа по стыкам отсеков.
7. Цех сборки фюзеляжа состоит из четырех производственных участков.
8. Стыковка отсеков.
9. При производстве самолета SSJ100 используется более 600 тысяч заклепок, гаек, болтов, штифтов и других мелких деталей.
10. Здесь производится установка каркаса пола, монтаж пассажирских, сервисных дверей и дверей багажных отделений.
11. На этом же этапе устанавливаются стекла пассажирского салона и антенны фюзеляжа.
12. Производится установка слоев теплоизоляции пассажирского салона.
13. Все работы имеют минимум трехуровневый контроль и проверку.
14. После цеха сборки фюзеляжа самолет перемещают в цех окончательной сборки (ЦОС).
Здесь 7 производственных участков. На сегодняшний день производственные мощности завода позволяют выпускать до 50 машин в год.
15. В данном цехе устанавливается оперение самолета, крылья стыкуются с фюзеляжем, осуществляется монтаж шасси, устанавливаются двигатели, проверяется работоспособность систем самолета и другие многочисленные операции.
16. Механизации крыла, рули направления и высоты, и другие детали выполнены из композиционных материалов. Алюминиевые части фюзеляжа покрыты желто-зеленой грунтовкой, а детали из композитных материалов белого цвета.
17. В рамках реализации проекта была проведена комплексная программа техперевооружения заводов в Комсомольске-на-Амуре и Новосибирске.
18. Средний возраст сотрудников компании составляет 35 лет.
19. В ЦОСе производится проверка функционирования шасси, подготовка воздушного судна к постановке под ток.
20. Завершающий седьмой производственный участок. Здесь выполняют окончательный монтаж интерьера багажно-грузового отсека, интерьера кабины пилотов, проводят общетехнический осмотр ВС и готовят его передачу на летно-испытательную станцию.
21. Отработка систем под током.
22. Самолет передается на летно-технические испытания. Как правило, летная программа каждого нового самолета состоит из восьми полетов, во время которых происходит тестирование систем в воздухе.
23. Из Комсомольска SSJ100 совершает перелет в Ульяновск на установку салона и покраску в цвета авиакомпании-заказчика, а затем в Жуковский в Центр поставки.
24. Авиационно-техническая база и лётно-испытательный комплекс (ЛИК) «Гражданских самолётов Сухого» (ГСС).
25. Ангар ГСС в Жуковском вмещает одновременно 8 самолетов.
28.
29. Sukhoi Superjet 100 оснащен двумя турбовентиляторными двигателями SaM146 производства PowerJet, совместным предприятием Snecma и НПО «Сатурн». SaM146 был специально разработан для самолета типа Sukhoi Superjet 100.
Класс тяги двигателя SaM146-1S17 (версия Basic) составляет 17,300 фунтов, SaM146-1S18 (версия Long Range)- 17,800 фунтов.
30. Особое внимание уделяется ремонтопригодности двигателя, например, предусмотрена возможность замены лопаток без съема двигателя с крыла.
31. Несмотря на то, что самолет считается ближнемагистральным, версия увеличенной дальности Long Range (SSJ100 LR) может выполнять полеты на расстояние свыше 4000 км.
32. Максимальная крейсерская скорость SSJ100 в 0,81 Маха (860 км/ч) позволяет ему выполнять полеты на тех же эшелонах, что и наиболее распространные типы ближнемагистральных воздушных судов: Boeing 737 и Airbus 320, оптимизируя тем самым не только топливные расходы, но и временные затраты на полет.
33. Подготовкой летного и инженерно-технического персонала заказчиков по самолету SSJ100 занимается компания SuperJet International (SJI).
Было создано два центра обучения: в Жуковском (Московская область, Россия) и в Венеции (Италия).
Центры подготовки авиационного персонала предоставляют полный цикл обучения летного и инженерно-технического персонала заказчиков самолетов SSJ100. Они оснащены самыми современными средствами обучения и тренажерным оборудованием.
На сегодняшний день компания SJI успешно подготовила почти 500 пилотов, более 200 бортпроводников и более 1700 специалистов по техническому обслуживанию.
34. Кабина пилотов. Авионика произведена французской фирмой Thales, которая также делает ее и для Airbus.
35. Применение концепции Human Centered Design позволило оптимизировать размещение рычагов управления и приборного оборудования таким образом, что завершить полет можно силами одного пилота даже в случае внештатной ситуации.
36. Все надписи полностью англоязычные.
37. Управление осуществляется боковой ручкой, от штурвальных колонок отказались еще на ранней стадии проектирования как устаревшей и бесперспективной технологии. В результате чего SSJ100 стал первым российским серийным гражданским самолётом с «сайдстиком».
38. Максимальная пассажировместимость самолета — 103 места.
39. Высота салона в проходе 2,12 м, что позволяет высоким пассажирам находиться в салоне в полный рост.
40. Компоновка пассажирских кресел «3+2». На борту Суперджета отсутствует место «В»
Привычным наименованием мест для бортпроводников, работающих на самолетах типа А320 и B737, где конфигурация пассажирского салона представляла собой АВС+DEF, было: А – место возле окна, В – место посередине, С – место возле прохода. Таким образом было принято решение о том, что место B необходимо исключить, оставив привычное наименование и расположение: А – место возле окна, С – место возле прохода и с другой стороны все без изменений — DEF.
41. Увеличенное жизненное пространство для каждого пассажира: большой шаг кресел в базовой конфигурации самолета SSJ100 (81,28 см) позволяет даже высоким пассажирам чувствовать себя комфортно в кресле.
43. «Прошлое и настоящее». SSJ100 На фоне легендарного Ту-144
44. Сегодня маршрутная сеть Sukhoi Superjet 100 составляет более 130 городов по всему миру. Sukhoi Superjet 100 подтвердил свою успешную эксплуатацию в широком диапазоне климатических условий – при температуре от -54°С до +45°С: в Центральной и Южной частях России, на Крайнем Севере, в Индонезии, Лаосе и Мексике.
45. В мае текущего года общая наработка коммерческих летных часов самолетов Sukhoi Superjet 100 в авиакомпаниях составила более 100 тысяч с начала эксплуатации в апреле 2011 года.
46. Ожидается, что в ближайшее время будет получено Дополнение к Сертификату типа, расширяющее условия эксплуатации SSJ100 до +50 градусов. Все испытания уже проведены и сейчас идет период оформления бумаг. Кроме того, с учетом потребностей потенциальных заказчиков компания планирует расширять условия по высоте аэродромов базирования — 3300 метров над уровнем моря.
47. Будут внесены некоторые изменения в конструкцию планера. Например, SSJ100 получит новые законцовки крыла (wingtips), сконструированные таким образом, чтобы оптимизировать характеристики самолёта и снизить расход топлива в целом от 3% до 4%.
Благодарю пресс-службу ЗАО «Гражданские самолеты Сухого», а так же сотрудников компании из ЛИК/АТК г. Жуковский и КнАФ за помощь в организации фотосъемки!
По всем вопросам, касающимся использования фотографий, пишите на электронную почту.
Во время 12-го Международного авиационно-космического салона МАКС-2015 Объединенная авиастроительная корпорация — ОАК пригласила в гости блогеров, которые смогли ознакомиться с некоторыми самолетами, входящими в состав корпорации. Я хотел бы рассказать о самолете Суперджет 100 . Это было мое первое знакомство с этой машиной. Впервые я попал на борт этого самолета всего на день раньше. А сегодня мне провели полную экскурсию по этому летательному аппарату.
1.
Мы посетили самолет SSJ 100-95LR (RA-89034), предназначенный для авиакомпании “Ямал”. Это ближнемагистральный пассажирский самолет нормальной аэродинамической схемы с низкорасположенным стреловидным крылом и однокилевым оперением. Он предназначен для региональной авиации. Первым реактивным региональным самолет стал отечественный Як-40, который поставлялся в том числе и на экспорт. До этого региональные перевозки осуществлялись либо на самолетах Boeing 737, который дороговат для таких перевозок, либо на турбовинтовых самолетах. В конце 80-х годов компания Bombardier сделала из своего большого бизнес-джета “Challenger” региональный самолет CRJ. Впервые он поднялся в воздух 10 мая 1991 года, став первым региональным самолетом современного уровня среди 50-местных машин. Затем появились самолеты Embraer. По размерам пассажирского салона они больше, чем CRJ. Однако компания “Гражданские самолеты Сухого” (ЗАО «ГСС») создала региональный самолет с характеристиками пассажирского салона как на лайнерах, предназначенных для перелетов “hub to hub”, то есть между крупными городами. Это условие позволяет авиакомпаниям привлекать дополнительных пассажиров на свои рейсы.
2.
3.
Экскурсию провел Долотовский Александр Викторович — заместитель главного конструктора ЗАО «ГСС» по аэродинамике.
4.
Самолет сконфигурирован для перевозки 103 пассажиров в салоне полного экономического класса. Сидения установлены по схеме 2+3. Ширина кресел 465 мм.
5.
Первые три ряда кресел установлены с увеличенным шагом 33 дюйма. Они отделены от остального салона опциональной шторкой, которая является разделителем классов. Эта мера позволяет авиакомпаниям продавать первые три ряда как бизнес класс. Такой подход часто используется в различных авиакомпаниях, когда пассажирам предоставляется не на много больше комфорта в самолете, но дается бизнес обслуживание, которое состоит не столько из кресел, сколько из скорости прохождения через терминалы аэропорта, получения багажа и так далее. Например, этим пользуется авиакомпания “Lufthansa”. Так же размер фюзеляжа самолета Суперджет позволяет при необходимости установить в носовой части кресла полноценного бизнес класса, по размерам не уступающих тем, что стоят в самолетах A320 или Boeing 737. Именно такую компоновку имеют самолеты Суперджет авиакомпании Аэрофлот.
6.
Дальше идут кресла с шагом 30 дюймов. Пространство для пассажиров здесь обеспечено не только шагом, но и размером самих кресел. Не смотря на то, что это не Slim Seat, которые сейчас пошли и имеют толщину вдвое меньше, эти кресла тоньше, чем те, которые летают на самолетах, произведенных в 90-х годах. Поэтому даже при 30-и дюймовом шаге пассажиры чувствуют себя так же, как и при стандартных компоновках с шагом 31 или 32 дюйма.
7.
Багажные полки в пассажирском салоне выбраны таким образом, чтобы пассажиры, которые путешествовали перед этим на самолете широкофюзеляжного класса, не испытывали затруднений со своей ручной кладью. Размер багажной полки, расположенной над длинным рядом (справа), немного больше, чем предоставляет A320 в своей стандартной конфигурации. Полки напротив (слева) меньше по глубине, но в нее все равно влезает стандартный чемоданчик. А учитывая, что эта полка стоит над двухкресельным блоком, места хватает всем. То есть объем багажной полки на одного пассажира здесь не зависит от того, с какой стороны он летит. При этом если сравнивать размер полки с прямым конкурентом Суперджета —
Embraer 190, высота полки нашего самолета почти в два раза больше, чем у Embraer.
8.
Широкий проход между кресел выбран из соображений авиационной безопасности: ширина Trolley (тележки для еды) + 1 пассажир. Это связано с отсутствием на самолете аварийных выходов на крыло. Такое решение было принято изначально. Наличие аварийных выходов на крыло ограничивает конструкторов при формировании компоновки салона. В районе выходов на крыло всегда должен оставаться увеличенный шаг установки кресел. Плюс в районе выхода может появиться ряд кресел с неоткидывающимися спинками. При этом авиационными правилами при компоновке самолета до 110 кресел допускается не делать аварийные выходы на крыло, если в ходе специальных испытаний на аварийную эвакуацию пассажиры уложатся в пределы специальных нормативов. Это порядка 90 секунд. Благодаря широкому проходу испытания прошли без травм, а все нормативы были выполнены. Ширина прохода на самолете Суперджет составляет 510 мм, а высота салона равна 2,13 м.
9.
Задний туалет специально сделан большим. Он оборудован пеленальным столиком. Это удобно для пассажиров, путешествующих с маленькими детьми. Кроме того, туалет по своим размерам удобен для людей с ограниченными возможностями. Пеленальный столик есть и в переднем туалете. Меня удивило наличие пепельницы в двери. Оказалось, что это контейнер для мелкого мусора, который по умолчанию маркируется как пепельница. Поэтому если вам нужно выплюнуть жвачку не нужно ее приклеивать к креслу. Авиакомпании тратят большие деньги на их очистку. Дойдите до туалета и положите ее в контейнер.
В кормовой сервисной зоне установлена кухня стандарта АТЛАС. Она состоит из модулей и конкретно на этом самолете оборудована одной печью, кипятильником и кофеваркой. Так же она снабжена тремя полноразмерными тележками для еды. Опционально здесь может стоять большая кухня с четырьмя печами, на которой тележек будет уже шесть. Это нужно для авиакомпаний, которые планируют возить пассажиров на большие расстояния и кормить горячим питанием. Кухня в носовой части оборудована не полноразмерными, а половинными тележками для еды. Опционально на ее месте может стоять полноразмерная кухня с двумя печами. На фотографии тележки для еды кормовой кухни.
10.
Все освещение в салоне светодиодное. Здесь нет ни одной лампы накаливания. Светодиодные лампы значительно долговечнее. Благодаря этому стоимость обслуживания самолета снижается.
По поводу форсунок индивидуального обдува. Они ставятся в старые самолеты по причине того, что система кондиционирования плохо справляется с задачей выравнивания температуры по салону. В самолете Суперджет установлена современная система кондиционирования с цифровым управлением. Поэтому форсунки индивидуального обдува здесь не нужны. Опционально их устанавливают по просьбе авиакомпаний. Но самолет при работающей системе кондиционирования весьма комфортен.
11.
Иллюминаторы, установленные на самолете, являются самыми большими не только в классе региональных, но и узкофюзеляжных самолетов. Линия иллюминаторов расположена таким образом, чтобы пассажирам было удобно смотреть на землю. Конструкторы исходили из того, что в полете интереснее смотреть на то, что происходит под тобой.
12.
Почему такой комфортный салон? Этот самолет предназначен для того, чтобы эксплуатироваться по системе “Hub and Spoke”. Это перелеты между крупными городами (так называемые “хабы”), а дальше на региональных самолетах по отдельным регионам. “Хабы” являются накопителями, а региональные аэропорты дистрибьюторами пассажирского потока. На сегодняшний день региональный самолет это, как правило, достаточно серьезный компромисс с точки зрения комфорта для пассажиров. Например, если по маршруту от крупного аэропорта в регион летает самолет CRJ, вам придется отдать свою ручную кладь в багаж, потому что она не влезет в полки. В Европе такие самолеты начинают выдавливаться с рынка скоростными железными дорогами. Люди реально не хотят себя стеснять. Поэтому при формировании технического задания на самолет Суперджет была проведена большая работа с маркетологами. Ставилась задача дать пассажирам такой же уровень комфорта, как на узкофюзеляжных самолетах и широкофюзеляжных в эконом классе. Для того чтобы пассажиры не чувствовали ущерба в комфорте. Чтобы у них не было необходимости сдавать свою ручную кладь в багаж, повысив тем самым скорость оборота самолета в аэропорту. Поэтому на сегодняшний день Суперджет 100 — это новый стандарт комфорта для региональных перевозок.
13.
Большое поперечное сечение фюзеляжа однозначно диктовало очень жесткие требования по уровню аэродинамического совершенства компоновки. Потому что чем больше фюзеляж, тем хуже у самолета аэродинамическое качество. Комфорт плохо влияет на аэродинамическую эффективность. Поэтому чтобы не тратить топлива больше чем конкуренты, конструкторы пошли на беспрецедентно большое удлинение крыла. Удлинение крыла —
это отношение квадрата его размаха к его площади. На сегодняшний день это один из немногих пассажирских самолетов с металлическим крылом с удлинением 10. Винглетов на крыле нет. Они ставятся тогда, когда невозможно сделать крыло большого удлинения. Хотя эта идея рассматривается и, может быть, винглеты еще появятся на Суперджетах.
14.
Крыло сформировано из суперкритических профилей. Когда самолет летает на трансзвуковых скоростях (это больше 0,75 Маха) он вплотную подходит к звуковому барьеру. При этом на верхней поверхности крыла скорость воздушного потока становится сверхзвуковой. Появление сверхзвуковых зон приводит к появлению волнового сопротивления, которое может увеличить сопротивление самолета на 30%. Если взять стандартный профиль, то на скоростях 0,72 Маха он будет очень сильно упираться и самолет просто нельзя будет дальше разогнать. С этой проблемой борются давно. Есть разные способы. Наиболее простой — это уменьшать толщину профиля крыла. Поэтому на всех истребителях крылья очень тонкие и плоские. На всех старых трансзвуковых самолетах крылья тоже очень тонкие. Но такое крыло очень тяжелое и в него трудно поместить топливо. Еще в 60-е годы был придуман так называемый суперкритический профиль. Но далеко не все умеют его хорошо делать. С самого начала создатели Суперджета плотно работали с отраслевыми институтами. И когда встал вопрос о профилеровке крыла, они обратились в ЦАГИ. В итоге крыло получилось скоростное. Самолет оптимизировался для полета на махе 0,78. Реально он летает на махе 0,79. В результате того, что конструкторы сделали такое хорошее крыло, по расходу топлива Суперджет 100 с большим фюзеляжем экономичнее, чем самолет Embraer 190 с маленьким фюзеляжем примерно на 7%.
15.
Мы пришли в кабину. Во время ее проектирования масса изменений была внедрена по результатам общения с авиакомпаниями о том, как должен выглядеть пассажирский самолет. Одно из важных изменений — это переход на кабину, сделанную по концепции Airbus, вместо того, чтобы делать кабину по концепции Boeing, которая первоначально предполагалась. Авиакомпании достаточно четко озвучили свои предположения, что будущее за концепциями Airbus. В результате самолет имеет кабину с боковой ручкой и высокой степенью автоматизации системы управления как в ручном так и в автоматическом режиме.
16.
17.
Side-stick — боковая ручка управления командира экипажа.
18.
Side-stick второго пилота.
19.
В базовой конфигурации в кабине установлены два FMS (Flight Management System). Это компьютерная система управления полетом, которая включает в себя бортовой датчик, приемник и вычислитель с базами навигационных данных и данных о летно-технических характеристиках воздушного судна. Самолет способен выполнять автоматический полет сразу после взлета, поскольку FMS обеспечивает не только горизонтальную, но и вертикальную навигацию. Самолет сертифицирован и выполняет автоматический заход по 1-й, 2-й и 3-й категории, включая автоматическую посадку.
20.
Самолет допущен к выполнению полетов в зону точной зональной навигации — P-RNAV (Precision Area Navigation). Зональная навигация RNAV — это метод навигации, который позволяет воздушному судну выполнять полет по любой желаемой траектории. Это первый Российский самолет, имеющий такой сертификат. При этом сертификат выписывался по результатам испытаний, которые выполнялись в Финляндии под пристанным вниманием Евроконтроля.
21.
Самолет может выполнять заходы в режиме вертикальной навигации, когда трехмерная траектория пространства формируется Flight Management System с использованием средств навигации, которые есть на борту. Это два источника спутниковой навигации: GPS и ГЛОНАСС. Три инерциальные системы с высоким разрешением — IRS (Inertial Reference System). Все средства радионавигации: VOR (Very high frequency Omni directional radio Range), DME (Distance Measuring Equipment). Кроме того на борту опционально может быть установлен автоматический радиокомпас — ADF (Automatic Directional Finder). Это автоматический указатель направления, который позволяет выполнять заходы в северных регионах. В частности для авиакомпании «Якутия» поставляются самолеты с двумя опциональными ADF-ами.
22.
23.
Самолет сертифицирован для эксплуатации в диапазоне температур от -55° до +45°. Традиционно испытания на низкие температуры проводятся в Якутии с полным обмораживанием самолета. В ходе тестов испытатели показали возможность безангарной эксплуатации самолета в условиях средних температур ниже -45°.
На данной машине стоит опциональный метеорадар с системой обнаружения сдвига ветра. Плюс у этого радара есть возможность картографии и обнаружения турбулентности.
24.
Немного про систему управления. Взяв за основу концепцию кабины Airbus, конструкторы вовсе не стали заниматься простым копированием. Совместно с ЦАГИ были разработаны совершенно уникальные законы управления, которые полностью написаны здесь в России при активном участии 15-го отделения ЦАГИ — отделения устойчивости и управляемости. Эти законы включают в себя не только те функции, которые уже реализованы в Airbus, но и ряд тех, которые только сейчас появились на A350. На самолете был заложен некий mix между идеологией Airbus и традиционным самолетом. Принципиальные отличия заключаются в том, что уровень автоматизации здесь такой же как на Airbus, но при этом для функции автоматического управления тягой на Суперджете установлен автомат тяги с исполнительными механизмами. То есть при работающем автомате тяги ручки управления двигателями (РУД) двигаются, чего нет на Airbus, где РУДы стоят в положении “Climb” весь полет. Если пилоты на посадке забывают убрать РУДы, начинается внезапное для них увеличение тяги. По этой причине была как минимум одна катастрофа A320 в Сан-Паулу 18 июля 2007 года. Кроме того, Суперджет, с точки зрения пилотажных характеристик, ведет себя как обычный самолет с механической системой управления. У Airbus есть серьезные отличия в его поведении как в продольном, так и в боковом канале от самолетов с механической системой управления. Это решение разработчика. Но конструкторы Суперджета решили, что эта идея не очень хорошая. Потому что пилот начинает свое обучение на самолете с механической системой управления. У него вырабатываются определенные навыки. Для того, чтобы оказавшись в стрессовой ситуации пилот не получил дополнительных факторов, выражающихся в том, что поведение самолета не соответствует его ожиданиям, конструкторы сделали у самолета динамику таким образом, чтобы пилоты не чувствовали отличий при переходе от самолета с механической системой управления на Суперджет. Это введение имеет очень хорошие отзывы, как от Российских летчиков, так и от иностранных, начиная от пилотов Airbus. Филипп Кастен, который сейчас участвует в испытаниях самолета A350, 6 лет работал в команде Европейского агентства авиационной безопасности — EASA (European Aviation Safety Agency) по сертификации самолета Суперджет. Ему очень нравится эта машина.
Стекла в кабине пилота обеспечивают максимальный угол обзора для пилота гражданского самолета. Для региональной авиации это важно. Поскольку приходится летать на плохие аэродромы в плохих условиях видимости. Стекло обогревается и, при этом, оно абсолютно прозрачное. Технология была разработана специально для Суперджета. Сейчас компания Sully-Gobaine (Франция) является единственным в мире производителем, который может делать стекла с обогревом такой площади, и таким уровнем прозрачности.
25.
После знакомства с кабиной пилотов и пассажирским салоном, мы спустились по трапу и обошли самолет.
26.
27.
28.
Все проектирование самолета с самого начала велось в цифре с использованием системы трехмерного моделирования CATIA V5. Это позволяло еще в 3D проводить анализ различных отсеков. Кроме того, учитывался опыт команды, которая до этого работала в разное время с различными самолетами. Благодаря этому были проработаны мельчайшие детали. Например, лючок пульта заправки топлива, который постоянно находится в доступе. Самолет сделан под очень короткий срок оборота. Время на земле не должно превышать 30 минут. С таким темпом бывает так, что лючки забывают закрыть. Чтобы его не оторвало в полете, петли сделаны таким образом, чтобы он закрылся набегающим потоком воздуха.
29.
На самолете нет ни одной аналоговой системы. Все системы имеют цифровое управление. Топливная система тоже цифровая. Она имеет собственные топливные плотномеры, которые стоят в баках и обеспечивают измерение плотности топлива. Поэтому топливо принимается на борт не в литрах, а в килограммах. Измерение производится с высокой точностью. Таким образом, экипаж всегда знает точное количество топлива в килограммах не зависимо от того, холодное ему привезли топливо или горячее. Это одновременно и экономия и безопасность. В топливной системе присутствуют датчики свободной воды. Они предназначены для обнаружения воды в топливе. Традиционно эту процедуру делают следующим образом: с дренажа топливных баков сливаются пробы, в которые насыпается мараганцовка. Таким способом проверяют наличие воды в баках самолета. Если машина летает с такой частотой, с которой летает региональный самолет, а Суперджет делает 3-4 оборотных рейса в день (то есть 6-8 взлетов и посадок), можно и не доглядеть. Поэтому в топливной системе стоят датчики обнаружения свободной воды, которые зажгут лампу в процессе заправки при ее обнаружении.
30.
Основные стойки шасси самолета сделаны по двухподкосной схеме. Обычно такая схема применяется на больших широкофюзеляжных самолетах. Она существенно превосходит одноподкосную как по прочности на боковой удар (при посадке с боковым ветром), так и по весу. Не смотря на то, что сама стойка тяжелее, ее вес со всей окружающей конструкцией легче.
31.
Ниша основных опор шасси.
32.
На самолете установлен турбовентиляторный двигатель SaM146 компании PowerJet , который был разработан специально для Суперджета.
33.
34.
35.
36.
37.
Это новое поколение региональных двигателей. При его проектировании были применены самые современные технологии. В первую очередь это 3D оптимизация всех аэродинамических поверхностей. Так как он предназначен для регионального самолета, было уделено большое внимание попаданию в него посторонних предметов. Все лопатки вентилятора меняются без снятия двигателя с крыла. Двигатель построен по модульной архитектуре. Это позволяет проводить большую часть ремонтных работ без съема двигателя. Если все-таки есть необходимость произвести замену двигателя, он меняется за 1,5 часа бригадой из 2-х человек.
38.
На самолете Суперджет удобен не только пассажирский салон, но и багажный отсек. Сравним его с багажным отсеком самолета Embraer 190, высота которого составляет меньше одного метра. Так как багаж в обоих самолетах грузится навалом, для того чтобы загрузить/разгрузить рейс, необходимо там поместить человека. На самолете Суперджет специально была выбрана высота багажного отсека больше 1 метра. Это позволяет работать грузчикам в более комфортных условиях. Кроме того, не смотря на то, что Суперждет больше, чем Embraer 190, высота нижнего обреза багажного люка у него ниже. У Embraer 190 эта высота составляет больше 2-х метров. То есть стоя на земле дотянуться до ручки открытия люка очень сложно без подкатывания стремянки. Для того чтобы загрузить на борт багаж последнего пассажира, который только что прибежал, к Embraer 190 нужно подкатывать стремянку. На самолете Суперджет люк можно открыть с земли без использования дополнительных приспособлений.
39.
40.
На сегодняшний день в мире существует серьезная потребность в 100-местном узкофюзеляжном самолете, который позволит авиакомпаниям в условиях кризиса управлять своими расходами. И Суперджет 100 подходит для этой роли очень хорошо. Именно поэтому компания ГСС ведет работу во всех регионах мира.
41.
Дополнительную информацию о количестве воздушных судов и сроках их поставок можно узнать и .
По процентному соотношению доли Российских и импортных деталей к конструкции Суперджета очень хорошо написано в этой статье .
Что касается производства в условиях санкций, на этот вопрос трудно получить однозначный ответ. Никто не знает, что будет завтра. И можно только гадать об этом.
Огромное спасибо Долотовскому Александру Викторовичу за проведенную экскурсию. А так же Объединенной авиастроительной корпорации за приглашение.
Еще раз об МС-21
МС-21
Разработчик Корпорация Иркут
ОКБ им. Яковлева
Первый полет 2017
Единиц произведено (2017) 1 (4 опытных на сборке)
Стоимость единицы (2017) $72млн. (МС-21-200)
$91 млн. (МС-21-300)
МС-21 (Магистральный самолет XXI века) — российский среднемагистральный авиалайнер, разрабатываемый Корпорацией Иркут и ОКБ им. Яковлева. Выкатка самолета проведена в 2016 году. Весной 2017 года планируется начало летных испытаний. Будучи среднемагистральным самолетом, МС-21 является прямым конкурентом лайнерам Boeing 737MAX, Airbus A320NEO и Comac C919.
История
История проекта МС-21 началась в 2000-хх годах. В то время основным проектом ОАК и всего российского авиастроения был SSJ 100 — будущий Суперджет. Работы было решено начать именно с него, так как создание сразу довольно крупного авиалайнера, вступающего в прямую конкуренцию с двумя самыми массовыми самолетами Boeing и Airbus считалось слишком рискованным. В 2008 году первый прототип SSJ 100 совершил испытательный полет. Реализация программы вышла на крайние стадии перед выходом на рынок.
Параллельно с испытаниями SSJ 100 были инициированы ранние работы по созданию нового, более крупного и более амбиционого проекта — МС-21. Разработкой самолета занимались конструкторские бюро Яковлева и Ильюшина. Непосредственным исполнителем программы выступила корпорация Иркут, производящая истребители Су-30 и учебно-боевые самолеты Як-130. Так же, Иркут производит ряд компонентов для лайнеров Airbus A320. В 2008 году ОКБ Ильюшина покинуло проект и разработку в полном объеме продолжили в ОКБ Яковлева.
Изначально, планы были весьма амбициозны. В 2009 году предполагалось, что МС-21 взлетит уже в 2013, а к 2016 году самолеты начнут поставляться заказчикам. Однако, проблемы в проектировании, а так же сложности с финансированием нарушили изначальные планы. Сам же самолет становился более продвинутым и сложным.
К 2011 году было решено поставить в более высокий приоритет создание увеличенной версии лайнера МС-21-300 (180 мест) вместо базового МС-21-200 (150 мест). Исследования и опросы авиакомпаний показали, что большой вариант будет пользоваться большим спросом (70% заявок были именно на модель -300). Создание 200-местного МС-21-400 было решено отложить, так как его создание значительно увеличило бы бюджет программы.
Предполагается, что МС-21 будет 10-15% эффективнее аналогов, будет иметь на 15% меньшую массу конструкции и на 20% меньшие эксплуатационные расходы.
В 2012 году Иркут и Pratt & Whitney заключили соглашение о сотрудничестве. Одной из базовых силовых установок самолета будет двигатель PW1400G. Второй базовой силовой установкой будет перспективный двигатель ПД-14, создаваемый в ОДК (головной разработчик — фирма Авиадвигатель).
В 2014 году на Иркутском авиазаводе завершилась реконструкция производственных площадок под новый лайнер. Началась сборка первых прототипов.
8 июня 2016 года состоялась торжественная презентация — выкатка первого прототипа МС-21-300 на Иркутском авиационном заводе. Первый полет планируется на май 2017 года.
Описание самолета
МС-21 — узкофюзеляжный, среднемагистральный авиалайнер. Конструкционно является классическим авиалайнером с низкорасположенным крылом малой стреловидности и двумя подвешенными двигателями.
Конструкция
МС-21 имеет одну из наиболее совершенных на данный момент конструкций планера в мире. По объему примененых композиционных материалов (около 40%) находится на одном уровне с Bombardier C-series (около 40%) и уступает лишь Boeing 787 Dreamliner (50%) и Airbus A350 XWB (53%).
Основным преимуществом и первым подобным опытом в России является «черное крыло», созданное из карбоновых композиционных материалов. Благодаря этой новой технологии удалось снизить массу крыла и, при сохранении прочностных характеристик увеличить его аэродинамическое качество. В ближайшей перспективе, МС-21 будет единственным в своем классе авиалайнером с черным крылом. Так же, из композиционных материалов выполнено хвостовое оперение, и некоторые другие элементы конструкции. Крыло самолета разработано и изготавливается концерном Аэрокомпозит. Так же в создании композитных элементов участвует ОНПП Технология (Ростехнологии).
Фюзеляж разрабатывается и производится непосредственно корпорацией Иркут и ОКБ Яковлева. Фюзеляж выполнен, преимущественно, из алюминиевых сплавов.
Шасси самолета классическое, трехстоечное. Основная опора шасси из двух стоек оснащается двухколесными тележками. Перспективная модификация МС-21-400 — более тяжелая и, предположительно, может иметь четырехколесные тележки. Шасси для МС-21 разрабатывает и изготавливает концерн Гидромаш. Материалы, преимущественно, стальные и титановые сплавы.
Силовая установка
МС-21 оснащается двумя реактивными двигателями разной тяги в зависимости от модификации.
Планируется использовать две основные силовые установки.
Двухконтурные тубовентиляторные двигатели семейства Pratt & Whitney PW1400G. Двигатели являются одними из наиболее совершенных на данный момент и, помимо МС-21, применяются на лайнерах Airbus A320NEO, Mitsubishi MRJ, Embraer E-Jet E2, Bombardier C-series. Для разных версий МС-21 будут поставляться разные версии двигателей: PW1428G тягой 12,230 тс для МС-21-200 и PW1431G тягой 14,270 тс для МС-21-300. Первый опытный борт МС-21-300 оснащен двигателями Pratt & Whitney.
Двухконтурные тубовентиляторные двигатели семейства ПД-14. Разрабатывается концерном Авиадвигатель (входит в ОДК). Двигатель является совершенно новой силовой установкой и, предположительно, сможет конкурировать с аналогичными силовыми установками. На 2017 год двигатель проходит серию испытаний и сертификацию. Серийное производство планируется начать с 2018 года. Для разных версий лайнеров будут поставляться разные версии двигателей: ПД-14А тягой 12,540 тс для МС-21-200 и ПД-14 тягой 14,000 тс для МС-21-300.
MS-21-12
Кабина пилотов
Кабина МС-21 «стеклянная». Составлена из пяти широкоформатных многофункциональных дисплеев (широкоформатные дисплеи в гражданской авиации России ранее не применялись). Для минимизации работы с бумажными документами пилоты так же имеют электронные планшеты.
Управление осуществляется с помощью боковых ручек управления — сайдстиков. Опционально, кабина может оснащаться дополнительными интерфейсами:
индикаторами на лобовом стекле (ИЛС) — прозрачными панелями перед лицом пилота, отображащими необходимые полетные данные;
синеттическим видением, формирующим на мониторах виртуальный образ окружающего самолет пространства в случае потери визуальной видимости (время суток, погодные условия и так далее).
Кабина пилотов, а так же большая часть авионики самолета разработана Концерном Радиоэлектронных Технологий(КРЭТ) совместно с фирмой Rockwell Collins.
Пассажирский салон
Пассажирский салон МС-21 продолжает идеологию ОАК к повышению комфорта пассажиров путем расширения салона и прохода между креслами. Салон имеет ширину 3,81 метра, что делает его самым широким в классе узкофюзеляжных среднемагистральных лайнеров (SSJ 100, в свою очередь, так же имеет самый широкий салон в сегменте региональных лайнеров).
Компоновки салона поддерживают два базовых класса:
Бизнес-класс (С): 4 кресла в ряд с шагом в 36″
Эконом-класс (Y): 6 кресел в ряд с шагом в 32″
Уплотненный эконом-класс: 6 кресел в ряд с шагом 28-29″
Салоны могут быть двухклассовыми и одноклассовыми.
Благодаря расширению салона удалось расширить проход между креслами, что позволяет упростить и ускорить рассаживание пассажиров в самолете. Кроме того, это позволит пассажирам свободно перемещаться даже в присутствии кабинных тележек (ранее, тележки занимали всю ширину прохода, блокируя дорогу).
Увеличенная кабина так же позволила установить более вместительные багажные полки.
Пассажирский салон оснащается новейшими системами и оборудованием, улучшающим микроклимат в салоне. Благодаря этому удалось снизить шумность в полете, повысить атмосферное давление и улучшить контроль температурного режима.
Разработкой систем пассажирского салона занимается НПО Наука совместно с концерном Hamilton Sundstrand (США). Интерьер создан фирмой C&D Zodiac (Франция).
Модификации
МС-21-200 — младшая версия самолета. Вмещает до 165 пассажиров в одноклассовой компоновке. При взлетной массе до 72,5 тонн оснащается дефорсированными двигателями ПД-14А или PW1428G. В связи с тем, что модель пользуется меньшим спросом, будет создана второй после модели -300.
МС-21-300 — базовая и более крупная версия. Фюзеляж удлинен на 8,5 метров в сравнении с МС-21-200. Вместимость достигает 211 пассажиров в одноклассовой компоновке. При взлетной массе до 79,2 тонн оснащается двигателями ПД-14 или PW1431G. МС-21-300 пользуется большим спросом и выйдет на рынок первым. Первый опытный образец является модификацией МС-21-300.
МС-21-400 — увеличенная версия модели -300. Имеет ряд изменений конструкции, увеличенное крыло и четырехстоечное шасси. Вмещает до 230 пассажиров. При взлетной массе в 87,2 тонны оснащается форсированным двигателем ПД-14М тягой до 15,6 тс. Значительные изменения конструкции в сравнении с другими лайнерами семейства увеличивает бюджет программы и риски. В связи с этим, создание МС-21-400 отложено.
В перспективе рассматриваются варианты создание более крупных самолетов семейства, а так же модификаций с увеличенной дальностью. Однако, конкретных планов по дальнейшему расширению семейства на 2017 год не имеется.
Заказы и поставки
На 2017 год Корпорация Иркут имеет заказы на порядка 170-180 лайнеров с опционами более, чем на сотню самолетов. Крупнейшими заказчиками являются Ильюшин Финанс (63 самолета + 22 опцион) и Аэрофлот (50 самолетов + 35 опцион). Иностранные заказчики: азербайджанская AZAL и египетская Cairo Aviation.
Серийное производство планируется развернуть в 2018 году. В течение нескольких лет выпуск будет доведен до плана — 70 самолетов в год.
Корпорация Иркут планирует выпустить и поставить порядка тысячи самолетов в течение 20 лет.
Конкуренция
МС-21 является среднемагистральным авиалайнером. Эта ниша практически полностью занята авиалайнерами Boeing 737 и Airbus A320. Так же на нее претендует новый китайский самолет Comac C919. Рынок среднемагистральных самолетов является самым емким в мире — около 78% всех коммерческих самолетов вместимостью более 100 мест это именно такие самолеты. Кроме того, в течение 20 лет будет продано более 30 тысяч самолетов этих типов.
По характеристикам мощности и экономичности силовых установок МС-21 аналогичен конкурентам (зачастую, двигатели одни и те же или очень близки). По характеристикам аэродинамического качества и конструкции самолет является наиболее совершенным самолетом в мире на данный момент. Предположительно, это позволяет ему на 12-15% превосходить самолеты A320 и Boeing 737 предыдущего поколения и на 6-7% — поколения A320NEO и Boeing 737MAX.
Так же, преимуществом самолета можно считать его невысокую каталожную стоимость в сравнении с аналогами (хотя, C919 дешевле).
Сравнение стоимости лайнеров:
Однако, каталожная стоимость является лишь одним из факторов выбора самолетов. При заключении контрактов производители предлагают серьезный пакет финансовых опций (параметры покупки или лизинга, кредитные ставки и так далее). В данном контексте выстроенная за многие годы сложная система продаж Airbus и Boeing значительно превосходит российских и китайских конкурентов.
Кроме того, поставки коммерческих самолетов требуют наличия масштабной, разветвленной и эффективной сети техниче
ского обслуживания по всему миру. Зачастую, создание такой сети может быть более сложной задачей, чем создание самих самолетов.
Значительно усложняет выход на рынок тот факт, что большая часть авиакомпаний уже выбрала поставщика. Вплоть до 2025 года около 75% рынка этих самолетов уже законтрактована.
Тем не менее, учитывая характеристики и перспективы, завоевание определенной доли мирового рынка лайнером МС-21 видится задачей вполне выполнимой.
Крыло летательного аппарата
Предлагаемое изобретение относится к авиационной технике и в частности к несущим элементам летательного аппарата и может быть использовано при проектировании крыльев дозвуковых самолетов различного назначения с двигателями большой и сверхбольшой степени двухконтурности, пониженным уровнем шума на местности и расширенным диапазоном условий базирования.
В настоящее время динамика приоритетов в гражданской авиации такова, что наряду с необходимостью обеспечения высокого уровня аэродинамического качества, топливной эффективности и безопасности выдвигаются вопросы экологии и охраны окружающей среды. Применительно к дозвуковым магистральным самолетам ужесточаются требования к эксплуатируемым самолетам, прежде всего уровень шума на местности и в районе аэропорта и выбросы продуктов сгорания двигателей.
Предлагаемое техническое решение направлено на достижение высокого уровня аэродинамического совершенства за счет использования эффекта ламинаризации, кроме того оно может быть использовано для снижения уровня шума на местности за счет возможности установки мотогондол двигателя на пилоне над крылом и экранирующего воздействия планера при сохранении высокой крейсерской скорости полета самолета (М≈0,8), применению или частичному отказу от взлетно-посадочной механизации.
Важнейшими преимуществами предлагаемого решения так же являются: возможность установки на самолете двигателей большой и сверхбольшой двухконтурности увеличенного диаметра вследствие снятия ограничения на их размеры при размещении над крылом; возможность расширения условий базирования за счет увеличения клиренса, уменьшения шума на местности за счет экранирования шума, защищенность двигателей от повреждения посторонними предметами с ВПП; благоприятные возможности для управления вектором тяги (улучшение топливной эффективности).
Известны различные стреловидные крылья современных пассажирских самолетов. Типичное крыло пассажирского самолета состоит из центроплана, консоли и необходимых функциональных систем, таких как пилоны, мотогондолы двигателя и другие элементы конструкции самолета, влияющие на обтекание крыла.
Известно несколько примеров самолетов с мотогондолой двигателей, расположенных на пилоне над крылом.
Известен самолет НА-420 Honda Jet разработанный компанией Honda. Мотогондолы двигателей установлены на крыле на пилоне. Самолет предназначен для перевозки до 8 пассажиров на расстояние до 2040 км с максимальной скоростью 790 км/ч. (см. патент US D469054 S1 от 21 января 2003 года). Недостатком этого самолета является малая пассажировместимость, повышенное значение коэффициента сопротивления и как следствие низкая топливная эффективность.
Известен самолет VFW-Fokker 614, разработанный совместно немецким консорциумом Vereinigte Flugtechnische Werke (VFW) и предприятием Fokker. (Гражданская авиация/ ред. Джим Винчестер; пер. с англ. М.М. Михайлова. М. АСТ:Астрель, 2010, — 265 с цв.ил.- (История авиации)). Самолет предназначен для перевозки до 40 пассажиров на расстояние до 1200 км с максимальной скоростью 780 км/ч.
Общими недостатками для всех рассмотренных выше компоновок является: большая потеря аэродинамического качества при числе Маха М≥0,75 вызванная отсутствием учета влияния элементов конструкции самолета при проектировании крыла, как следствие, образование нестационарных аэродинамических взаимодействий которые могут приводить к преждевременному отрыву потока на верхней поверхности крыла и уменьшению предельно допустимого значения коэффициента подъемной силы (Судоп.) и, следовательно, снижение безопасности полета; изменению режимов работы двигателя, влияющих на несущие свойства самолета и, следовательно, на топливную эффективность.
Известно крыло самолета Эрбас Индастри А-320 (см. Пассажирский самолет Эрбас Индастри А-320, сост. Зайцев Н.Н., стр 21-23, Техническая информация, ЦАГИ, 1993 г.), выполненное с удлинением λ=8-11, сужением η=3-4, стреловидностью χ=14-35°.
В качестве прототипа принято крыло летательного аппарата (Патент РФ №2662595. МГЖ В64С 3/14, опуб. 26.07.2018 г. ) выполненное с удлинением λ=9-12, стреловидностью χ= 10-35°, содержащее сверхкритические профили, при виде сверху в области от 0 до 33% размаха крыла передняя и задняя кромки выполнены с передним и задним наплывами, в области от 27 до 35% размаха крыла передняя и задняя кромки имеют участок сопряжения участков центроплана и консоли, выполненный со скруглением, при этом относительная толщина профиля крыла меняется от 15-16% в бортовом сечении до 12-13% в области 27-35% от его размаха и до 9-10% в концевом сечении крыла.
Общим для всех рассмотренных схем недостатком является отсутствие всестороннего рассмотрения особенностей обтекания крыла, связанного с влиянием пилонов, мотогондол и других элементов конструкции самолета и, как следствие, более низкий уровень аэродинамического качества и топливной эффективности.
Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является разработка крыла, позволяющего увеличить уровень аэродинамического качества, показатель топливной эффективности и величину предельно допустимого значения коэффициента подъемной силы, а также снизить уровня шума на местности за счет применения эффекта ламинаризации верхней поверхности крыла, возможности упрощения или частичного отказа от использования взлетно-посадочной механизации, использования экранирующего воздействия планера самолета на дозвуковых скоростях полета М=0.7÷0.8 самолета со стреловидным крылом.
Решение поставленной задача и технический результат достигаются тем, что в стреловидном крыле, содержащем центроплан и консоль, выполненным с удлинение λ=9÷12, стреловидностью χ=10-35° и содержащем сверхкритические профили, передняя кромка крыла выполнена прямолинейной, относительные толщины профилей крыла меняются от 14-17% в бортовом сечении до 11-14% в области 27-35% от его размаха и 8-11% в концевых сечениях крыла, при этом крыло выполнено с геометрической круткой, меняющейся по размаху от ε=1.5-2.5° в бортовых сечениях до ε=-2.0÷-3.5° в концевых сечениях. Характерный профиль консоли крыла выполнен с относительной кривизной 1÷2%.
На фиг. 1 — показан общий вид стреловидного крыла,
на фиг. 2 — типовой профиль крыла,
на фиг. 3 — распределение давления в сечениях крыла по размаху
на фиг. 4 — распределение циркуляции по размаху
на фиг. 5 — характерная картина обтекания верхней поверхности крыла,
на фиг. 6 — изменение аэродинамического качества и критерия топливной эффективности от числа Маха крейсерского полета,
Крыло летательного аппарата 1 (Фиг. 1) состоит из центроплана 2 и консоли 3, выполнено с удлинением λ=9÷12 и стреловидностью χ=10÷35°, с изломом по задней кромке 4, со скруглением 5 на участке 27-35% размаха крыла, передняя кромка крыла выполнена прямолинейной, относительные толщины профилей крыла выполнены с изменением от 14-17% в бортовом 6 сечении до 11-14% в области 27-35% от его размаха и 8-11% в концевых 7 сечениях крыла (Фиг. 1) При этом крыло выполнено с геометрической круткой с изменением по размаху от ε=1.5-2.5° в бортовых сечениях до ε=-20÷-3.5° в концевых сечениях.
Крыло содержит сверхкритические профили 8 (Фиг. 2). Характерный профиль консоли крыла выполнен с относительной кривизной 1÷2%.
Крыло сформировано по девяти базовым сечениям, полученным при помощи многоэтапной процедуры аэродинамического проектирования, состоящих из этапа начального выбора геометрии, этапа решения обратной задачи и этапа многорежимной оптимизации на 10 режимах полета, при этом протяженность ламинарных участков была ограничена 65% хорды — положением заднего лонжерона и интерцепторов. На фигуре 3 приведено распределение давления в сечениях крыла по размаху.
Крыло летательного аппарата 1 имеет закон распределение циркуляции по размаху крыла близкий к эллиптическому, такое распределение позволяет ослабить волновой кризис на консолях при больших значениях коэффициента подъемной силы Су, снизить величину изгибающего момента и защитить концевые сечения 7 от преждевременного отрыва потока, что обеспечивает самолету высокое аэродинамическое качество на крейсерских режимах полета. Установленные в системе крыла базовые сечения позволяют обеспечить в расчетных условиях достаточно равномерное распределение местного коэффициента подъемной силы сечений вдоль размаха крыла (фиг. 4).
Был выполнен ряд расчетных исследований, в полном диапазоне крейсерских режимов полета. Результаты расчетов показали, что предлагаемое крыло имеет безотрывный характер обтекания (фиг. 5) верхней поверхности крыла во всем эксплуатационном диапазоне углов атаки и чисел Маха М.
Были выполнены сравнительные исследования предлагаемого крыла с крылом — прототипом. Результаты исследований показали, что предлагаемое крыло летательного аппарата по сравнению с прототипом позволяет без ухудшения аэродинамических показателей обеспечить дополнительное увеличение аэродинамического качества ΔКмах≈0.1÷0.3 в диапазоне чисел Маха М=0.78÷0.8 и топливной эффективности ΔКмах*М≈0.1÷0.2 (Фиг. 4) и, как следствие, снижение расхода топлива и увеличение безопасности полета.
Таким образом, удается создать крыло летательного аппарата, обладающее следующими преимуществами:
— высокие аэродинамическое качество на дозвуковых скоростях полета Мкрейс=0.7-0.8.
— увеличение показателя топливной эффективности на 1-5%
Крыло летательного аппарата, содержащее центроплан и консоль, выполненное с удлинением λ=9÷12, стреловидностью χ=10÷35°, в области от 0 до 33% размаха крыла задняя кромка выполнена с наплывом, в области от 27 до 35% размаха крыла задняя кромка имеет участок сопряжения центроплана и консоли, выполненный со скруглением, отличающееся тем, что передняя кромка крыла выполнена прямолинейной, относительные толщины профилей крыла выполнены с изменением от 14-17% в бортовом сечении до 11-14% в области 27-35% от его размаха и 8-11% в концевых сечениях крыла, при этом крыло выполнено с геометрической круткой с изменением от ε=1,5-2,5° в бортовых сечениях до ε=-2,0÷-3,5° в концевых сечениях, а характерный профиль консоли крыла выполнен с относительной кривизной 1÷2%.Взмахи черного крыла | Еженедельник «Военно-промышленный курьер»
Созданием лайнера МС-21 с конца нулевых годов занимается корпорация «Иркут» совместно с входящим в ее состав ОКБ им. Яковлева. Перед разработчиками была поставлена жесткая задача – выпустить самолет, который по характеристикам должен не просто конкурировать, но и превосходить самолеты Boeing и Airbus.
Старые технологии не могли дать желаемого результата. Как бы ни был хорош Ту-204, но компании-перевозчики не хотят иметь с ним дело, поскольку у самолета крайне низкая окупаемость в связи с чрезмерным расходом топлива. Из этих 28 эксплуатирующихся во всем мире самолетов почти половина – 12 бортов – используется в правительственном авиаотряде «Россия».
Догнать отстающих
Чтобы существенно повысить топливную эффективность, необходимо, во-первых, выпускать двигатели с максимально возможным КПД. А во-вторых, существенно улучшить аэродинамическое качество самолета, снизить массу машины.
Прорыв по части повышения аэродинамических качеств сейчас возможен лишь при условии массированного использования полимерных композиционных материалов вместо традиционных сплавов алюминия. Применяли их и в советско-российских самолетах, но мало. Предстояло приблизиться к зарубежным показателям: в Airbus А380, например, – 30 процентов композиционных материалов, в Boeing 787 – 50, в Airbus А350 – 52.
“ Компания «Иркут» поставила перед собой вполне конкретную и решаемую задачу, не замахиваясь на гегемонию новейших В787 и А350 ”
Главной особенностью этих трех лайнеров стало так называемое черное крыло, создаваемое из композиционного материала на основе углепластика. Оно обладает четырьмя достоинствами. Крыло из углепластика в силу его механических качеств получается тонким и может иметь сложную геометрию, что приводит к уменьшению аэродинамического сопротивления самолета. Его можно сделать длиннее (при той же ширине), что способствует увеличению подъемной силы. Композитная плоскость весит существенно меньше, нежели крыло из алюминиевых сплавов. А прочность его выше. В результате при полетах на одно и то же расстояние с одинаковой нагрузкой расходы у обладателей «черных крыльев» существенно меньше. Так, например, Airbus A350-900 на 30 процентов экономичнее в расчете на одно место по сравнению с Boeing 777-200ER.
Достижения мировой самолетостроительной технологии и предстояло внедрить на МС-21. Он должен стать самым широкофюзеляжным из узкофюзеляжных самолетов. За счет уменьшения массы планера и высоких качеств крыла удалось расширить фюзеляж до таких размеров, что два пассажира, стоя спинами друг к другу, могут спокойно убирать свои вещи в надкресельные багажные ящики. И очень экономичный по части расходования топлива. То есть самолет привлекателен одновременно и для пассажиров, и для авиаперевозчиков.
Компания «Иркут» утверждает, как у нас принято сплошь и рядом, что МС-21 превосходит иностранные аналоги. И это действительно так, потому что самолет создается для того, чтобы конкурировать с узкофюзеляжными среднемагистральными самолетами B737 и А320, разработанными еще тогда, когда не существовало композитов с нужными свойствами. Компания «Иркут» поставила перед собой вполне конкретную и решаемую задачу, не замахиваясь на гегемонию новейших В787 и А350. Увы, в дело вновь вмешались «эффективные манагеры». Любители интеграции в глобальный рынок.
Грабли как традиция
В 90-е годы монстры американского самолетостроения, заключив тайный сговор с российским правительством, добились беспошлинного ввоза «Боингов» в РФ. Был нанесен сокрушительный удар по русскому гражданскому самолетостроению. ОКБ Ильюшина в начале 90-х подписало соглашение с компанией «Пратт энд Уитни» на оснащение Ил-96М импортными двигателями с перспективой создания совместного предприятия и выхода на внешний рынок. Лобби «Боинга» долгие годы тормозило в конгрессе выдачу разрешения на сделку, ссылаясь на «русскую угрозу». В конце концов разразился дефолт, и с Ил-96М было покончено.
В конце нулевых годов корпорация «Иркут» наступила на те же самые грабли. МС-21 проектировался на 62 процента из иностранных комплектующих. Собственно, четыре первые машины такими и получились. Двигатель выбрали той же «Пратт энд Уитни». «Американизация» самолета дошла до того, что крепеж дюймовых стандартов закупался у американской компании Alcoa (болтовые соединения и заклепки).
Проанализировав рынок отечественных композиционных материалов, необходимых для производства «черного крыла», корпорация «Иркут» не нашла ничего, что устроило бы ее в качественном отношении. После чего обратила взоры на Америку. Там выбор пал на Cytec Endustries. Однако есть один интереснейший момент – ее дочерней компанией является Cytec Engineered Materials, которая стала главным подрядчиком «Боинга» по производству композиционных материалов для B787. То есть уже тогда можно было предположить, что такое партнерство добром не закончится. Даже если после 2014 года на РФ не ввели бы санкции, то «Боинг» придумал бы какой-нибудь иной повод, чтобы заставить своего партнера отказаться от сделки с российской компанией. А тут и 2014-й грянул. И вот уже не только американцы, но и японская Toho-Tenax, имеющая крупный бизнес на территории США, прекращают поставки в Россию нужных материалов. Расклад тут такой – японцы производят углеродную ленту, то есть основу изделия. Американцы – все остальное: полимерную матрицу, связующие вещества, которыми пропитывают углеродоволоконную ленту для получения карбона.
Поэтому «Иркут» бросился лихорадочно и экстренно искать российского поставщика компонентов для производства углепластика. В случае же использования обычного металлического крыла (а такой вариант рассматривался) МС-21 оказывался никому не нужным.
Когда Чубайс бесполезен
Первоначально, когда шли импортные компоненты, крыло для лайнера по американским технологиям производила входящая в ОАК компания «Аэрокомпозит». Но полтора года назад к процессу подключилась частная компания «Унихимтек», основанная в 1990 году на базе МГУ. На первых порах она занималась созданием и производством «чистых» (гомогенных) материалов на основе графитных соединений. А затем начала осваивать и композиционные материалы на основе углепластика.
«Унихимтек», используя имевшиеся разработки, которые на протяжении ряда лет проводились в инициативном порядке, смог наладить производство компонентов «черного крыла». Однако не хватало углеродной ленты необходимой прочности.
Помощь пришла откуда ее не ждали. То есть ожидать ее следовало от Роснано, где, судя по интервью с Анатолием Чубайсом, ученые и технологи творят чудеса с графитом, получая из него материалы с уникальными свойствами. «Унихимтек» действительно обращался в Роснано, однако никакого отклика не получил (источник инфорации – председатель совета директоров «Унихимтека» и генеральный директор Института новых углеродных материалов и технологий Виктор Авдеев).
Помощь ОАК пришла от другой госкорпорации – Росатом. Есть в нем научно-производственная корпорация «Химпроминжиниринг», объединившая ряд исследовательских компаний и заводов. Здесь и разработали технологию производства углеродосодержащих материалов, нужных не только в ядерной энергетике, но и в других секторах машиностроения.
На заводе в Елабуге (Татарстан) в 2016 году начали делать необходимый компонент «черного крыла» – углеродную ленту. Однако степень чистоты материала оказалась недостаточной. И вот правительство РФ летом прошлого года заключило с Росатомом контракт на строительство второй производственной линии, способной делать материал необходимого качества.
Но «Унихимтек» уже включил «атомную» ленту в техпроцесс производства «черного крыла». В компании это объясняют следующим образом. Прочность «атомной» ленты составляет порядка 85–90 процентов от прочности японской ленты. И на заводе в Елабуге в конце концов будет получено абсолютно идентичное японскому материалу углеволокно. Однако и нынешняя продукция Росатома позволяет использовать ее в производстве «черного крыла».
Дело в том, что исследования уже доказали высокое качество результирующего материала – карбона, в который входит не только углеродная лента, но и множество других компонентов. Да, у «атомной» ленты ниже прочность, чем у японской. Но при этом российский композит имеет прочность при сжатии после ударных нагрузок большую на 15 процентов, чем композит компании Cytec.
Процесс производства отечественного «черного крыла» имеет следующую последовательность. В Елабуге изготавливается углеродная лента. Лента передается на «Аэрокомпозит». Туда же передаются производящиеся в «Унихимтек» аппреты. Этот компонент используется для обработки ленты с целью лучшего слипания (адгезии) ленты с полимерной матрицей. Полимерная матрица также производится в «Унихимтеке». Матрица – это связующие вещества, которые соединяясь с волокнами углеродной ленты по инфузионной технологии, и создают углеволокно. В полимерную матрицу могут входить сорок и более компонентов. И механические, и физические качества конечного продукта определяет не только лента, но и матрицы.
После чего «Аэрокомпозит» по технологиям «Унихимтека» производит элементы крыла, некоторые достигают в длину 18 метров.
Однако все это относится к будущему времени. Пока МС-21 производят на заделе японского полуфабриката. Полностью же российское крыло, как считают в «Унихимтеке», подготовят к осени этого года, и оно тут же будет отправлено на испытания в ЦАГИ. Так что реально ожидать внедрения технологий в изготовление силовых элементов из углеволокна можно во второй половине 2021 года.
НЕ КАЗАТЬСЯ, НО БЫТЬ ВЕЛИКОЙ АВИАЦИОННОЙ ДЕРЖАВОЙ
Пассажирский самолет средней дальности Ту-204.
Боевой вертолет Ми-28Н, созданный в 1987 году, показал отличные боевые качества. Серийное производство вертолета планируется развернуть на заводе ‘Росвертол’ в Ростове-на-Дону.
Ближнемагистральный пассажирский самолет четвертого поколения Ту-334.
Самый тяжелый в мире многоцелевой многорежимный сверхзвуковой стратегический ударный самолет — носитель интегральной схемы с крылом изменяемой геометрии Ту-160. Принят на вооружение в 1985 году.
Первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144.
Дальнемагистральный широкофюзеляжный пассажирский самолет Ил-96.
Испытания модели пассажирского самолета Ил-96 в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 ЦАГИ. Здесь и далее фото ЦАГИ.
По международной программе в аэродинамической трубе малых скоростей на динамически подобной модели исследуются возможности совершенствования перспективных самолетов
Крупноразмерная трансзвуковая аэродинамическая труба переменной плотности с регулируемым соплом Т-128 ЦАГИ. Благодаря уникальным характеристикам труба широко используется в работе по контрактам с зарубежными партнерами.
Модели авиационно-космической системы — сверхтяжелый модифицированный самолет-носитель Ан-225 и английский воздушно-космический аппарат ‘Хотол’ во время испытаний в трансзвуковой аэродинамической трубе Т-128 ЦАГИ.
Исследование флаттера на динамически подобной модели пассажирского самолета в скоростной аэродинамической трубе ЦАГИ.
‹
›
Прошло всего сто лет с того дня, когда два скромных гения — братья Райт один за другим поднялись в воздух на одноместном самолете с мотором. Песчинка в мировой хронологии, но сегодня ясно, что самый первый управляемый полет Орвила Райта продолжительностью всего 12 секунд преобразил мир так, как мало какое другое историческое событие. Все последующие научно-технические достижения ХХ века — телевидение, телекоммуникация, компьютеры… — порождение непрерывного боевого и коммерческого соперничества, в первую очередь в авиации. И наша страна ценой неимоверных усилий весьма преуспела в этом соревновании. Сегодня авиация — одна из основ транспортной системы и обороны, без которых Россия немыслима как достойная, свободная и благополучная страна.
17 декабря 2003 года во время телевизионного сеанса связи с Президентом В. В. Путиным я задал вопрос: «Что предполагается сделать в ближайшее время, чтобы коренным образом изменить к лучшему трудное положение, в котором оказались отечественная авиационная наука и производство — то, что представляется, возможно, главным приоритетом развития не отрасли, но страны?»
Мой вопрос остался незамеченным. Но президент отметил тогда в выступлении, что расходы на авиацию в сметах Министерства обороны оказались на десятом месте. Прошло три года, однако масштаб опасности, связанной с возможным развалом авиапрома, недооценивается и поныне.
Попробуем проанализировать нынешнее положение в отечественном самолетостроении и понять, что же можно сделать, чтобы не растерять накопленный годами потенциал.
Начнем с простого и понятного показателя — авиационного пассажирооборота. Специфика России состоит в том, что огромные пространства на северо-востоке страны лишены железных (да и любых других) дорог. В то же время там существует достаточно плотная сеть аэродромов, и функционирование этого важнейшего по экономическим и геополитическим критериям региона всецело зависит от состояния парка магистральных и региональных самолетов. В 1990 году доля авиационного транспорта во внутренних, а также в международных пассажирских перевозках составляла у нас более 37%. Их объем достиг тогда примерно того же уровня, что и в передовых странах (около 0,5 полета на одного жителя в год). Резкое ухудшение экономического положения в начале 1990-х годов привело к тому, что в конце десятилетия эта цифра едва доходила до 0,15. Параллельно шел на спад уровень закупок авиакомпаниями новых самолетов.
Объем пассажирооборота в России в 1990 году составлял 141 млрд пассажиро-километров. В 1995 году он снизился до 48,5, а к 2000 — до 27,6. С начала нового века (к 2004 году) эта цифра увеличилась до 39,5, что, увы, менее трети от уровня 1990 года. За тот же период возрос объем международного пассажирооборота: с 18,5 млрд пассажиро-километров в 1990 году до 42,8 в 2004-м. Такой рост обусловлен большей свободой граждан, большей открытостью страны, ее сближением с цивилизованным миром.
В достижении столь значительного роста пассажирооборота важную роль сыграло широкое использование иностранных самолетов. На отечественных самолетах нового поколения ныне выполняется только около 8% общего пассажирооборота, а на зарубежных — 20%, еще больше разрыв в грузообороте (соответственно 6% и 31%). Успешное завоевание иностранной техникой российского рынка можно объяснить ее весьма достойным качеством и высокой конкурентоспособностью. Но не следует забывать, что этому процессу способствовало (и способствует) распространение, мягко говоря, не вполне корректной информации об ущербности наших пассажирских и грузовых самолетов.
Чтобы оценить количественный состав мирового парка гражданских самолетов, воспользуемся данными обзоров журнала «Флайт Интернэшнл». Доля реактивных и турбовинтовых самолетов, произведенных в нашей стране, в 1993 году составляла около 25% от мирового уровня (4668 самолетов из 18 307), а в 2004 году она снизилась до 12% (2951 самолет из 24 562). Конечно, нельзя не признать, что некоторые из наших «старых» самолетов, выпускавшихся немалыми сериями, были и недостаточно экономичными, и чрезмерно шумными, имели небольшой ресурс. Но уроки прошлого не прошли бесследно: технический уровень современных российских самолетов заметно возрос. Сейчас мы можем с уверенностью сказать, что для всесторонней доводки отечественных пассажирских самолетов до мирового уровня требуется не так уж много денег.
Наши боевые самолеты и вертолеты весьма совершенны, и это признано во всем мире. Но и современные образцы гражданских летательных аппаратов совсем не плохи. К примеру, по уровню годовых и суточных налетов, достигнутому самолетом Ил-96-300 уже в 1998 году, он практически не уступает самолетам «боинг В-767-300» и европейскому А-310. Не уступает наш самолет «боингу» и по надежности, измеряемой количеством отказов в полете и на земле на 1000 часов налета, и по удельной трудоемкости техобслуживания, и по эксплуатационным расходам, и по уровню комфорта пассажиров. Мирового уровня в своем классе, в том числе соответствия международным экологическим требованиям и требованиям по шуму (о чем, кстати, так много говорили в Европе два-три года назад), достигли также самолеты Ту-204, Ту-334, Ан-148, Ил-114. Правда, у нас не столь совершенна система послепродажного обслуживания самолетов, а также система продвижения отечественной авиатехники на рынок авиаперевозок. Но это вопросы скорее организации и общей культуры, которые, несомненно, давно нуждаются в особом внимании.
Мы же за время перестройки, да и в последующие годы так привыкли себя ругать, что, кажется, совсем потеряли чувство собственного достоинства и стали пренебрежительно относиться к собственной продукции на том лишь основании, что она отечественная. Иные авторитетные руководители предпочитают летать на «боингах» и аэробусах и не устают ругать отечественные самолеты. Конечно, каждый вправе выбрать самолет, который ему больше нравится, но нельзя же на основе личных, не всегда профессиональных суждений делать выводы и строить государственную политику закупок авиатехники.
В итоге за последние 15 лет при наличии хороших разработок мы имеем значительное падение объемов авиаперевозок и не менее значительное сокращение выпуска самолетов и вертолетов.
К сожалению, не лучше ситуация и в авиационной науке. Вот лишь несколько примеров. В 1960-е — 1980-е годы число обязательных для опытного самолетостроения испытаний в скоростных аэродинамических трубах ЦАГИ, необходимых для обеспечения безопасности самолетов по условиям аэроупругости, достигало примерно 1500 в год. При этом изучались и предотвращались явления флаттера (самопроизвольно и быстро нарастающие колебания конструкции), а также снижение эффективности органов управления самолета.
Сегодня число подобных испытаний в аэродинамических трубах ЦАГИ не превышает нескольких десятков в год, и большая их часть выполняется по заказам иностранных партнеров института. Эти цифры отражают вполне реальное состояние работ по опытным самолетам в стране. Но они характеризуют также неизбежную потерю квалификации и сужение чисто технологических возможностей специалистов ЦАГИ.
В одном из центральных и относительно благополучных отделений института — аэроупругости и норм прочности, занимающемся этими проблемами, число сотрудников сократилось за последние 10-15 лет примерно втрое. Молодые талантливые ученые, недовольные уровнем зарплаты, ушли в коммерческие структуры. Кто-то уехал за границу, некоторые теперь работают в научно-техническом центре фирмы «Боинг» в Москве. Стремительно падает количество кандидатов наук: с 42 человек в 1988 году до 28-ми в настоящее время, их средний возраст 62 года. И они, и другие сотрудники значительную часть своей скудной зарплаты получают по контрактам с зарубежными партнерами ЦАГИ. Средний возраст докторов наук возрос до 70 лет, в 1970-м он составлял 48 лет.
Такова ситуация в одном из многих отделений ЦАГИ, жизненно важном для создания конкурентоспособных, безопасных, надежных и эффективных самолетов. Насколько необходима его работа, подтверждает простой пример. В свое время, еще перед войной, у немцев произошли десятки катастроф с опытными машинами из-за возникновения флаттера. В нашей стране, благодаря созданию сильной школы ученых и инженеров ЦАГИ в области аэроупругости, проблема была исследована более глубоко и потери из-за флаттера оказались на порядок меньшими.
В области авиации до последнего времени наша страна обладала достижениями высшего уровня. Достаточно вспомнить интерес НАСА и авиационных фирм США к приобретению мощных, выдающихся по своим характеристикам советских жидкостных ракетных двигателей, к уникальной летающей лаборатории, созданной на базе первого в мире сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144; стремление авиационного мира к приобретению в нашей стране высокотехнологичных изделий из титана. Велик интерес ученых Европы, к примеру, к научной концепции использования упругости конструкции, разработанной в ЦАГИ, которую западные партнеры считают революцией в проектировании летательных аппаратов.
После Международного авиакосмического салона МАКС-2005 заговорили о том, что если не сейчас, то в перспективе он станет лучшим в мире. Но никому из считающих так оптимистов почему-то не приходит в голову очевидная и простая мысль: почти все значительное из представленного на этом салоне было построено на основе старых достижений. Очевидно также, что перспективы роста авторитета МАКСа должны быть связаны, прежде всего, с прогрессом отечественной авиации и в гораздо меньшей степени с обещанием Рособоронэкспорта построить в месте его проведения — на территории Летно-исследовательского института им. М. М. Громова в г. Жуковском экспозиционный центр не хуже чем в Ле-Бурже.
Над какими глобальными проектами работает ЦАГИ? Немецкому специалисту, который задал мне этот вопрос на салоне МАКС-2005, было ясно, что о положении в российской авиационной промышленности можно узнать, прежде всего, по ситуации в ее головной научной организации — ЦАГИ. Немецкий коллега, в отличие от нашего родного руководства, знал цену ее мозгового центра. В этой связи вспоминаются слова знаменитого летчика-испытателя Героя Советского Союза М. М. Громова: «Единственным источником научного авиационного прогресса был и остается ЦАГИ». Громов помнил время, когда в ЦАГИ была сосредоточена почти вся отечественная авиационная наука.
Сегодня многое поменялось, но, несомненно, ЦАГИ с его уникальными материальными и интеллектуальными возможностями должен был бы определять направления развития отечественного авиапрома и в перспективе: обеспечивать на мировом уровне научное сопровождение проектных и конструкторских работ, исследований в области новейших технологий и материаловедения для создания конкурентоспособной авиационной техники, ее испытаний, производства и эксплуатации. Вряд ли это возможно без четко выраженной государственной политики. Но где эта политика, если авиакомпания Транс-аэро объявила об очередной иностранной покупке — «боинга-747», хотя в России есть свои хорошие дальнемагистральные самолеты Ил-96 и Ту-204? Где эта политика, если Россия идет по разорительно-тупиковому пути, тратя усилия и немалые деньги на несколько проектов регионального самолета одновременно?
Вспомним слова М. А. Булгакова: «Разруха — в головах». Это имеет прямое отношение к российскому авиапрому. Иные политики убеждают: Россия, наконец, должна расстаться с обликом великой державы. Сомнений нет, мы не должны противостоять остальному миру. Взаимообмен и взаимообогащение, открытость и кооперация — достижения исключительной важности последнего времени. Мы многого никак не научимся делать: хорошие автомобили, электронику, дороги… Нам многое надо наверстывать. Но не меньше у нас того, что мы умеем делать лучше других, чем вправе гордиться и что обязаны сохранить. Если бы этого не было, лучшие мировые авиационные фирмы не высасывали бы из нас уже многие годы гораздо более ценное, чем нефть: мы вынуждены продавать за бесценок гигантский опыт, накопленный ценой немалых лишений. Это происходит не в последнюю очередь потому, что реформу в стране начали и продолжают дилетанты, если не сказать о них хуже. У нас не хватает грамотных, мыслящих, энергичных, порядочных руководителей. У нас с самого зарождения советской власти не было и нет эффективной системы отбора и подготовки наиболее достойных лидеров всех уровней. Нередко предпочтение отдается людям случайным, нахрапистым, бесталанным, а то и бессовестным.
Грех бесхозяйственности 60-х-90-х годов ХХ века может показаться невинным по сравнению с тем, что происходит в наше время. Отсутствие рачительного, заботливого хозяина сопровождается разгулом корысти, ограниченности, безнаказанного предательства интересов страны быстро расплодившимся спаянным скопищем ловких чиновников… Как тут не вспомнить слова Владимира Высоцкого, не побоявшегося когда-то сказать горькую правду и о своем времени, и о сегодняшнем:
Мою страну, как тот дырявый кузов,
Везет шофер, которому плевать…
Западные коллеги, с которыми мы совместно создаем новые эффективные технологии, знают, что российские специалисты не могут похвастаться личным материальным благополучием, но они с уважением говорят о нашем общественном богатстве — не только о научном, но и о культурном. Сегодня эту высокую авиационную культуру страна теряет.
Меня не покидает ощущение, что ломлюсь в открытую дверь, настолько очевидна опасность, нависшая над отечественной авиацией. Неслучайно одно из четырех требований администрации США на пути России в ВТО — отмена импортных пошлин на американские пассажирские самолеты и авиадвигатели. Готов повторять то, в чем убежден не я один, несмотря на правительственные усилия последнего времени по реорганизации авиапрома (усилия эти, как видят многие профессионалы, могут быть и более энергичными, и более внятными). Сегодня Россию пытаются лишить своей авиации — одной из основных опор государственного здания. Кто-то, кто мечтает о развале некогда великой страны — главного военного и идеологического конкурента, — делает это извне на основе давно разработанного, порой даже нескрываемого плана. Кто-то, уже в нашей собственной стране, делает то же, возможно, и не ведая, что творит: одни ослеплены безнаказанным, неслыханным обогащением, другие не понимают значения собственной авиации для страны, третьи считают расчленение самой страны не трагедией, а благом. Наверное, замечательный кинорежиссер и мудрый человек Т. М. Лиознова имела основание сказать недавно горькие слова: «Наша неповторимая страна предана и продана»…
Но вернемся к авиации. Может быть, мы зря ломаем копья? Зачем нам собственная авиация? Ведь есть в мире несколько крупных компаний, способных сделать самолетов столько, сколько нужно, и каких нужно. И можно купить эти самолеты и не морочить себе голову реанимацией собственной авиапромышленности.
Самолеты умеют делать всего несколько стран мира — их не более десятка. В США авиационная индустрия стала одной из основ не только военного, политического, но и экономического могущества страны, ее международного авторитета. То же во все большей степени происходит в государствах Европы. Ускоренно стремятся к этому Китай, Индия. Все названные страны в той или иной степени на основе всякого рода грантов и контрактов используют богатейший опыт наших авиационных специалистов. Конкуренты, повторю, не без нашей помощи уходят вперед, а мы откатываемся назад. В этом движении есть точка (не столь уж отдаленная по времени), из которой возврат в ряд передовых авиационных держав уже невозможен практически никогда. Если мы эту точку прозеваем, Россия распрощается с самостоятельностью в авиации. И не только в ней. Специалисты с тревогой замечают, что на конгрессах Международного совета по авиационным наукам (ICAS) последних лет и Китай, и Германия, и Япония, отнюдь не самые передовые авиационные державы, представлены гораздо большим числом докладчиков, чем Россия.
Пока реформаторы борются за власть и свой кусок собственности и лишь обсуждают пути выхода из кризиса, тает возможность сохранить создававшееся десятилетиями: скоро уже некому будет работать в цехах, за чертежными досками, компьютерами, некому и нечего будет испытывать. Стареют не только люди и оборудование. Безнадежно устаревают некогда передовые принципы проектирования, конструирования, производства, испытаний и доводки уникальных машин. Высокая авиационная культура нашей страны — итог усилий и немалых жертв нескольких поколений всего народа. Потерять эту культуру, обделить собственный народ и продвинуть вперед конкурентов можно в один миг. Давно пора понять, что время работает против нас.
Позволю себе еще одно небольшое отступление. В поиске ответов на извечные вопросы «кто виноват?» и «что делать?» кроется большая опасность. Особенно это касается первого вопроса. Можно без конца искать виноватых, можно потратить на это массу времени и сил, забыв, что все эти поиски направлены в прошлое и к позитивному результату привести не могут. В критической ситуации, а именно такая ситуация сейчас сложилась в отечественной авиации (и, к сожалению, не только в ней), нужно отвечать на вопрос «что делать?». И делать!
Что же предлагается? Опираясь не только на собственное видение, но и на мнение своих товарищей, профессионально занятых перспективами развития отечественного авиапрома, выскажу несколько суждений.
Первое. Производство отечественной авиационной техники (для внутреннего и внешнего рынков, гражданских, а также боевых самолетов и вертолетов) должно быть существенно сокращено по сравнению с советским периодом до необходимого и достаточного количества — около 400 единиц в год. Объявленное указом Президента 21 февраля 2006 года создание объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), несомненно, шаг в правильном направлении. Президент определил в качестве приоритетных направлений деятельности ОАК разработку, производство, реализацию, сопровождение эксплуатации, гарантийного и сервисного обслуживания, модернизации, ремонта и утилизации авиационной техники военного и гражданского назначения в интересах государственных и иных заказчиков, включая иностранных, а также внедрение новых технологий и разработок в области самолетостроения.
Создание ОАК позволяет эффективно решать главную задачу — реформирование производства. Одна из трудностей состоит в том, что авиационных заводов у нас чрезмерно много. Разработкой и производством самолетов и вертолетов в советское время занимались 68 предприятий, авиационных двигателей — 33, агрегатов — 33, приборов — 59… В кооперации с 243 предприятиями и организациями авиационной отрасли работали более 1500 предприятий металлургии, радиоэлектроники, приборостроения страны. Средняя загрузка производственных мощностей авиационной отрасли, по данным специалистов ЦАГИ, составила в 2004 году 30-35%, а износ основных фондов — более 60-70%. Наши заводы все более уступают западным по оснащенности новейшим оборудованием, по производительности труда (согласно некоторым экспертным оценкам, она сейчас ниже раз в двадцать). Назначение объединенной авиастроительной корпорации — сокращение числа заводов, численности работников авиапрома примерно до 200 тысяч (вместо нынешних почти 500 тысяч), техническое перевооружение заводов и повышение производительности труда до уровня, близкого к мировому, решение социально -экономических проблем работников реформируемых предприятий.
Согласно прогнозам, Минтрансу России до 2020 года необходимо поставить примерно полторы тысячи пассажирских самолетов, из которых половина — магистральные. При этом до 2010 года потребуется 300-400 магистральных и региональных самолетов, которые могут быть произведены отечественной авиационной промышленностью. В США сейчас строят около 300 магистральных самолетов в год, у нас в 2003 и 2004 годах было выпущено соответственно 11 и 13 магистральных, региональных и грузовых самолетов. В 1992 году мы экспортировали 17 гражданских самолетов и 106 вертолетов. В 1995 году эти цифры снизились соответственно до 2 и 40, в 2000-м — до 1 и 45, а в 2004-м составили 7 и 87.
Нельзя не видеть высокие технические качества и экономическую привлекательность (в весьма широком понимании этого слова) иностранной авиационной техники. Но, повторюсь, нельзя не видеть также перекоса в политике государственной поддержки собственного авиапрома в России. Вот пример: в Аэрофлоте в последнее время эксплуатировались 34 иностранных самолета, в Трансаэро — 18, а отечественных Ту-204 в их парке нет. Пренебрежительное отношение этих компаний к отечественным самолетам Ту-204, которых произведено уже более двух десятков, вызывает тревогу и сожаление.
Второе. Чтобы интегрировать наш авиапром в мировую авиационную промышленность и играть в этом процессе достойную роль (с одними странами и по одним типам самолетов и вертолетов — главную роль, так называемых системных интеграторов, с другими — роль не столь ответственную и значимую), необходимо реформировать не только производство, но и научно-технический сектор авиапрома. Представляется целесообразным создать в нашей стране объединенное мощное ОКБ с небольшими, достаточно самостоятельными отделами концептуального проектирования. Эти отделы (на базе существующих ОКБ, их конструкторских школ и творческого ядра) должны быть предназначены для разработки на конкурентной основе аванпроектов и эскизных проектов. Надо снабдить объединенное ОКБ мощной структурой, обслуживающей все эти отделы (с возможным сохранением их брэнда) в цикле создания рабочего проекта, а также испытаний элементов, узлов и систем самолетов.
Третье. Преобразование еще одной важнейшей составляющей научно-технической базы авиапрома — его научно-исследовательских институтов — необходимо увязать с перераспределением функций между ними и реформируемыми ОКБ. Стоит воссоздать государственный орган, к примеру, координирующий, аналогично НАСА, работу научно-исследовательских институтов (ЦАГИ, ЦИАМ, ЛИИ, НИИАС, НИАТ, ВИАМ и др.), во-первых, для планирования и координации и, во-вторых, для распределения необходимых для этого государственных ресурсов. Главное назначение институтов — фундаментальные, а также поисковые исследования и анализ перспектив развития авиации. Часть кадров и оборудования нужно перераспределить между НИИ и объединенным ОКБ, освободив цивилизованно и тех и других от всякого рода балласта и обеспечив эффективное использование единой отраслевой научно-исследовательской и испытательной баз. Принципы реорганизации научно-технического комплекса, где роль государства, по-видимому, должна быть особенно значима, будут отличаться от принципов реорганизации производства, но это не должно сказываться на сроках реализации реформ и их качестве. Ведь главное то, что двигаться в сторону давно назревших преобразований необходимо не только осмысленно, но и энергично.
Ф. И. Тютчев писал в свое время и остается правым поныне: «Россия-государство
— гигант, а Россия-общество — младенец». Если российскому обществу удастся наконец
повзрослеть, то встанет вопрос: как и кому возрождать российскую авиацию? Отвечать
на него придется сегодня тем, кто, как это ни прискорбно, принадлежит к вымирающему
поколению; тем ученым, конструкторам, рабочим, летчикам, кто еще способен и обязан
противостоять разрушению отечественного самолетостроения и передать будущим поколениям свой опыт.
Aerodynamics Academy сертифицировала симулятор Simloc A320
Это устройство для летной подготовки, доставленное Simloc в прошлом году, состоит из впечатляющего полусферического модуля из стекловолокна с фиксированным основанием, диаметром 7 метров и высотой 4 метра, в котором полностью интегрирована оригинальная кабина A320 с эффектом присутствия и функциональности с система прямого обзора, состоящая из трех проекторов Full HD и сплошного полуцилиндрического экрана высотой 3 метра, который обеспечивает поле зрения 210º x 40º для каждого пилота; звуковая система и современная обучающая станция (IOS).
Simloc разработал для IOS интегрированное программное обеспечение для управления, уникальное для на рынке, которое называется Simulator Management Control Suite или SMC Suite, цель которого — помочь оператору в управлении всеми функциями симулятора. С помощью двух приложений, Simloc FSTD Manager и Simloc IOS, инструктор может, например, выполнять управление и контроль пользователей, программировать и планировать сеансы, анализировать сеанс или управлять инцидентами обслуживания, а также многие другие свои функции.
Модель полета, системы и процедуры нового Aerodynamics Academy A320 FNPT II + MCC основаны на пакете данных Airbus Data Package (SSP) , необходимом для сертификации, с помощью которого достигается динамическое поведение, как у реального самолета.
Отныне Aerodynamics Academy может расширить свое предложение по обучению и обучению за счет ознакомительных курсов для салонов Airbus, проверок доступа в компании, обучения IR (RNAV, PBN и т. Д.)), MCC APS, курсы TEM / CRM / EBT и программы MPL.
Кроме того, как одно исключительное и дополнительное преимущество, это устройство на данный момент является единственным в Испании, которое включает автоматизированную программу моделирования управления воздушным движением (ATC) ASTI / SERA с искусственным интеллектом. Эта система позволяет студентам точно взаимодействовать с диспетчерскими вышками и должным образом управлять связью в полете, что способствует повышению реалистичности тренировок.Например, от запуска двигателей до стоянки на платформе пилот может общаться с разными диспетчерами, которые могут иметь разные английские акценты, такие как изменение радиочастоты и воздушного пространства.
«Для Академии аэродинамики эта сертификация и предоставление спецификаций в виде динамической системы SERA ATC позволит нам проводить всестороннее обучение от начального до реактивного самолета, благодаря чему наши студенты будут иметь лучший доступ к различным авиакомпаниям» , , — говорит Хуан Мануэль Мартин. директор АТО . «Это отличная новость в эти трудные времена и отличный стимул для привлечения новых студентов и обучения профессиональных пилотов, которым снова нужно летать».
По словам Карлоса Переса, генерального директора Simloc, «сертификация этого FTD является новым подтверждением качества нашей продукции. Развитие FTD нового поколения невозможно остановить из-за его непревзойденного соотношения характеристик и цены, и мы ожидаем, что A320 Академии аэродинамики станет одним из оплотов успеха его новых объектов «.
MTU Aero Engines Polska — MTU Aero Engines
MTU Aero Engines Polska впервые начала производить компоненты двигателей для ведущего производителя двигателей в Германии еще в апреле 2009 года.
MTU Aero Engines Polska проектирует, разрабатывает и производит компоненты турбин низкого давления и аэродинамические поверхности для Airbus A320, Airbus A380, Boeing 787-Dreamliner / 777X и бизнес-джеты, такие как Cessna или Gulfstream, а также промышленные газовые турбины серии LM6000.Кроме того, он собирает турбины низкого давления для вышеуказанных двигателей, турбины для новейших турбовентиляторных двигателей с редуктором, а также центральную раму турбины.
Другой областью специализации является ремонт деталей двигателя, таких как трубопроводы и другие внешние детали. Кроме того, это место занималось управлением деталями для V2500. В его обязанности входит: закупка и сертификация качества запчастей, инжиниринг и логистика.
Предприятие участвует во всей цепочке создания стоимости, от разработки — аэродинамического проектирования, строительной механики и термодинамической оптимизации — до производства и ремонта.
Высокие стандарты качества и безопасности являются приоритетом компании наряду с основными ценностями, определяющими нашу корпоративную культуру, такими как взаимное уважение, командная работа и постоянное совершенствование. В MTU Aero Engines Polska работают высококвалифицированные и заинтересованные сотрудники. Наш ключ к успеху — это команда как опытных специалистов, так и молодых талантливых выпускников.
Компания 7 раз была удостоена престижного сертификата «Top Employer Polska», подтверждающего соответствие кадровой политики компании высочайшим стандартам.
Сотрудничая с избранными университетами, компания предлагает ученикам стажировку, позволяющую им развивать практические знания и навыки. MTU Aero Engines Polska принимает активное участие в проектах по поддержке местного сообщества, например, в образовательных, оздоровительных или спортивных мероприятиях. Последний проект, инициированный и добровольно подготовленный сотрудниками MTU Aero Engines Polska в рамках деятельности в области корпоративной социальной ответственности, — это MTUlandia, игровая площадка для детей на авиационную тематику в Жешуве.
Метод разработки сигналов идентификации системы с множеством входов с использованием компактного частотно-временного представления
Для демонстрации свойств и практического применения предложенного метода было выполнено моделирование с использованием высококачественной динамической модели Airbus A320 вместо реальных летных испытаний. данные. Эта модель была получена в результате обширной кампании летных испытаний во время внутреннего проекта DLR OPIAM (Online Parameter Identification for Integrated Aerodynamic Modeling).Он соответствует критериям валидации и квалификации симулятора и включает эффекты сжимаемости, эффекты грунта и характеристики с высоким уровнем альфа [23].
Справочные данные самолета, используемые для расчета аэродинамических сил, приведены в таблице 1.
Таблица 1 Справочные данные самолетаМаневры с использованием нового метода проектирования, описанного выше, были впервые разработаны для продольного движения с использованием руля высоты и горизонтального оперения в качестве управляющие входы. Следовательно, из последующей оценки можно было оценить только аэродинамические параметры продольного движения.
После того, как это оказалось успешным, был разработан многоосный маневр с использованием руля высоты, горизонтального оперения, элеронов и руля направления, чтобы позволить оценить полный набор аэродинамических параметров. Сжимаемость, нелинейное поведение подъемной силы и влияние земли не учитывались для всех идентификационных прогонов, а параметры всегда предполагались постоянными для соответствующего маневра.
Продольное перемещение
Метод, описанный в разд. 4 использовался для определения маневра для определения аэродинамических параметров самолета для продольного движения.Для маневра использовались две рули: руль высоты и горизонтальное оперение.
Входы для лифта содержат возбуждения с частотами, близкими к ожидаемому короткопериодному движению, а также низкочастотные возбуждения для получения фугоидного отклика. Горизонтальный хвост отклоняется одновременно для оценки его характеристик и параметров нисходящей струи. Для лифта используется вейвлет bior3p3 из семейства биологических вейвлетов, как показано на рис. 3 и в формуле. (11), был выбран для генерации сигнала без резких краев.
Чтобы противодействовать отклонению от точки дифферента, горизонтальное оперение отклоняется в противоположную сторону от руля высоты. Изменение угла атаки менее 1,5 градусов и не более 4% от истинной воздушной скорости позволяет оценивать параметры без необходимости учитывать дополнительные эффекты сжимаемости. Следовательно, аэродинамические параметры можно считать постоянными на протяжении всего маневра в заданной точке летных испытаний.
На рисунке 10 показан входной сигнал, генерируемый лифтом.Верхняя диаграмма показывает определение частотно-временной плоскости. Было выбрано 32 \ (\ times \) 16 TFP, что привело к появлению боксов Гейзенберга шириной 2 с и высотой примерно 0,2753 Гц. На центральной диаграмме показан результирующий сигнал обратного преобразования вейвлет-пакета. Нижняя диаграмма на рис. 10 показывает частотную составляющую окончательного сигнала. Видно, что частота выше 2 Гц не возбуждается. Это желательно при создании сигналов для идентификации твердого тела, поскольку упругие моды обычно ожидаются на частотах выше 3 Гц.Таким образом, во время этого маневра не ожидается значительного возбуждения упругой моды.
Обычно около априорной информации для нового самолета можно получить из результатов аэродинамической трубы, расчетов CFD или после предварительного проектирования. С помощью предлагаемого метода проектирования ожидаемые собственные частоты могут быть легко возбуждены с использованием соответствующих частотных диапазонов. В текущей оценке ожидаемая короткопериодическая собственная частота составляет 0,35 Гц. Чтобы учесть это, используя тайлинг 32 \ (\ times \) 16 TFP, три полосы частот с центром примерно в 0.2753, 0,5505 и 0,8258 Гц включены для генерации сигнала. Для фугоидного режима ожидаемая собственная частота намного ниже, порядка 0,02 Гц. Следовательно, классический импульс имитируется с использованием полосы самой низкой частоты в течение нескольких периодов времени. В целях отображения показаны только релевантные части выбранных уклонов плоскости время-частота, что означает, что все остальные коэффициенты равны нулю и не влияют на результаты IDWPT.
Рис. 10Генерация сигнала лифта (Обратите внимание, что в частотно-временном представлении и на графике амплитудного спектра на этом рисунке описан только входной сигнал лифта, а серая шкала показывает разные значения вейвлет-коэффициентов)
Оценка параметра была выполняется с использованием метода выходной ошибки во временной области и аэродинамической модели твердотельного летательного аппарата для продольного движения, как описано уравнениями (4) — (5).Для моделирования данных летных испытаний был добавлен гауссов шум со стандартным отклонением в соответствии с таблицей 2. Уровни шума в таблице 2 являются репрезентативными для уровней, которые обычно наблюдаются в данных летных испытаний больших транспортных самолетов. Обратите внимание, что некоторые из этих каналов (например, \ (\ dot {p} \), \ (\ dot {q} \), \ (\ dot {r} \)) обычно не измеряются напрямую на практике, а скорее получаются из другие количества. В этих случаях используемые уровни шума остаются репрезентативными, но здесь не моделировалась корреляция между их шумом и шумом, добавленным к величинам, из которых они были получены; здесь их шум создавался независимо друг от друга.
Таблица 2 Шум, добавленный к имитационным данным Рис. 11График сравнения временной истории смоделированных полетных данных (темно-синий) и идентифицированных выходных данных модели (светло-красный пунктир), с входами для руля высоты и горизонтального оперения (черный)
Сравнение смоделированных полетных данных и идентифицированной модели продольного движения показано на рисунке 11, а результаты сравнения временных диаграмм приведены в таблице 3. 2}} {N + 1}} \ end {выравнивается} \ end {выравнивается} $$
(12)
, где \ (z (t_ {i}) \) — выходные данные смоделированных данных летных испытаний, а \ (y (t_ {i}) \) — идентифицированные отклики модели.
Таблица 3 Сравнение результатов моделирования и идентифицированной модели для продольного маневраИдентифицированные параметры продольного движения показаны в таблице 4. Относительная разница \ (\ varDelta _ \ text {rel} = \ frac {\ theta _ \ текст {оценка} — \ theta _ \ text {true}} {\ theta _ \ text {true}} \) между оценочным значением параметра для сокращенной модели и его истинным значением в имитационной модели дается в последнем столбец. Используемые начальные значения также указаны в таблице 4.Чтобы проиллюстрировать хорошую сходимость оценки, эти значения были выбраны достаточно далеко от истинных значений, даже если обычно легко определить лучшие начальные значения, чем использованные здесь.
Таблица 4 Оценки параметров продольного движенияДля простоты в этом примере использовался только один маневр в одном режиме полета. Результаты показывают, что параметры подъемной силы получены с максимальной точностью, однако возникает неопределенность параметров сопротивления.e_ {0}} \) и фактор Освальда e — это хорошо известное явление при идентификации аэродинамической модели только с данными для одного условия полета и аналогично описанному в [6, 17]. В текущем примере только небольшая часть поляры сопротивления покрывается во время маневра, что можно увидеть черными маркерами на рис. 12. На рис. 12 сравнивается полярность сопротивления, полученная при идентификации (красная кривая). к поляре сопротивления из имитационной модели (синяя кривая). Отметим также, что поляра сопротивления имитационной модели содержит линейный член k , который не включен в идентифицированную модель.Небольшая часть поляры сопротивления дает дополнительную неопределенность, если линейный член k добавлен к структуре модели. На практике следует учитывать несколько условий полета одновременно, что снимает эту проблему.
Рис. 12Полярная часть сопротивления, покрытая продольным маневром
Эти результаты показывают, что можно было спроектировать маневр, используя метод, описанный в разд. 4, который позволяет успешно идентифицировать нелинейную модель с девятью параметрами, которая точно описывает продольное движение для летательного аппарата с твердым корпусом, только с использованием априорной информации о желаемых частотах и соответствующей вейвлет-функции .
Многоосевой маневр
Чтобы иметь возможность оценить аэродинамические параметры для всей модели самолета, был разработан многоосевой маневр с использованием руля высоты, элерона, руля направления и горизонтального оперения в качестве управляющих входов. Для руля высоты и горизонтального оперения те же входы, что и в разд. 5.1 были использованы.
Генерация входного сигнала для других рулевых поверхностей показана для руля направления на рис. 8 и для элерона на рис. 13. Расчет сигналов был выполнен с использованием частотно-временного тайлинга 16 \ (\ times \) 16 и bior3p1 вейвлет из семейства биоровых вейвлетов, см. коэффициенты в уравнении.(10). В результате получаются боксы Гейзенберга шириной 2 с и высотой 0,2844 Гц. Голландский крен самолета возбуждается в начале маневра входным сигналом руля направления с низкой частотой 0,2844 Гц. Кроме того, элерон отклоняется для возбуждения кренящего движения. Это тот же подход, что и для классических критериев проектирования маневра, описанных в [8]. Кроме того, входные сигналы других частотных диапазонов применяются к элеронам в начале маневра и к рулю направления во второй половине маневра, как показано на рис.9. Сигналы, генерируемые для боковых управляющих поверхностей, как и для руля высоты, не содержат частот выше 2 Гц, что позволяет избежать значительного возбуждения упругих мод.
Рис.13Генерация сигнала элеронов
Оценка параметров снова была выполнена с использованием метода выходной ошибки во временной области и аэродинамической модели для летательного аппарата с твердым корпусом, как описано в полном наборе уравнений (3) — (5 ).
В целом, многоосевой маневр был успешно спроектирован и позволяет оценить 21 аэродинамический параметр, описывающий динамику летательного аппарата с твердым корпусом в шести степенях свободы.Графики продольного и поперечного движения самолета можно увидеть на рис. 14. Гауссов шум в соответствии с таблицей 2 был добавлен к данным измерений для учета шума измерений, как и следовало ожидать в реальном летном эксперименте. Различия между выходными данными идентифицированной модели и данными имитационных летных испытаний приведены в таблице 5.
Рис. 14История времени отклика на основе данных имитированных летных испытаний (темно-синий) и сокращенных выходных данных модели (светло-красный пунктир) с несколькими поверхностные входы (черный)
Таблица 6 показывает, что все основные параметры оцениваются с хорошей точностью.Следует подчеркнуть, что по аналогии с продольным маневром модель, используемая для идентификации, представляет собой упрощенную модель с некоторыми выбранными параметрами для описания продольного и поперечного движения. Графики сравнения на рис. 14 показывают, что получено хорошее соответствие между данными имитационных летных испытаний и идентифицированной моделью.
Таблица 5 Сравнение результатов моделирования и идентифицированной модели для многоосного маневра Таблица 6 Оценки параметров для полного движения самолетаДля оценки качества полученной модели ее прогнозирующая способность обычно оценивается с помощью подмножества данных летных испытаний, которые не использовались для идентификации системы.Поскольку в этой работе в качестве эталона использовалась другая имитационная модель, сравнение с реальными значениями параметров было выполнено в Таблице 6. Соответствующие отклонения между реальными и идентифицированными значениями не всегда легко интерпретировать с точки зрения предсказательной способности идентифицированной модели. Дополнительные симуляции были выполнены как с исходной, так и с идентифицированной моделями, а также с другим многоосевым маневром, чтобы сравнить реакции обеих моделей на этот маневр. На рисунках 15, 16 показано сравнение отклика обеих моделей.Поскольку моделирование используется не для идентификации, а только для сравнения, шум измерений не был включен ни в одно из них. Оба рисунка соответствуют одному и тому же моделированию, но были разделены для удобства чтения. На рисунке 15 показаны только первые 25 секунд временных характеристик, что позволяет наблюдать хорошее совпадение идентифицированной системы на коротких периодах, в режимах крена голландского и крена. Рисунок 16 показывает эти ответы до 150 с и показывает, что фугоид не полностью идентифицирован.Это происходит из-за ограничений виртуальных летных испытаний со связанной средой CFD / CSM, которые ограничивают максимальную длину сигнала для идентификации, и из того факта, что использовался только один маневр в одной конкретной точке полета. Даже если разница между обоими ответами наблюдается на рис. 16, на практике любой пилотный закон или закон управления легко справятся с такими ошибками моделирования. Отметим также, что разница фаз и амплитуд, показанная на рис. 16, приводит к тому, что ошибка фугоидной моды кажется большей, чем она есть на самом деле.Различие между обеими симуляциями в основном связано с разницей в силе начального возбуждения фугоида во время маневра по тангажу (то есть в связи от короткопериодного движения к фугоидному режиму) и лишь частично из-за самой динамики фугоида. В целом, учитывая, что для идентификации модели использовался только один маневр, полученное совпадение между предсказанным ответом от идентифицированной модели и реакцией базового моделирования на эти проверочные маневры является очень удовлетворительным.
Рис. 15Маневр проверки с комбинацией многоступенчатых входных данных — первые 25 секунд временной истории из данных имитационных летных испытаний (темно-синий) и сокращенных выходных данных модели (светло-красный пунктир)
Рис. 16Проверочный маневр с комбинацией многоступенчатых входов — первые 150 секунд истории времени из данных имитационных летных испытаний (темно-синий) и сокращенных выходных данных модели (светло-красный пунктир)
Что вам следует знать о… тормозах самолета
Все современные коммерческие самолеты имеют автоматические тормозные системы.Как и в автомобиле, эти системы также имеют антиблокировочную тормозную систему (ABS), которая предотвращает скольжение шин по мокрой взлетно-посадочной полосе. Преимущество автоматической тормозной системы состоит в том, что самолет комфортно тормозит при постоянном замедлении. Пассажиры испытывают постоянную силу, которая прижимает их к сиденьям. Тормозная система автоматически задействует колесные тормоза ровно настолько, чтобы обеспечить постоянное замедление независимо от сопротивления воздуха, спойлеров и реверсов. Только на последней фазе торможения, известной как выкатка, пилот берет на себя колесные тормоза, нажимая на обе педали тормоза.Это отключает автоматическую тормозную систему. Сразу после приземления самолет все еще движется достаточно быстро, поэтому аэродинамические устройства намного эффективнее тормозов.
Airbus A320 при посадке: от 155 миль / ч (250 км / ч) до полной остановки
Эффективная масса Airbus A320 при посадке составляет около 58 тонн. Самолет приземляется на взлетно-посадочной полосе на скорости около 155 миль в час (250 км / ч). Чтобы выдвинуть тормозные щитки, пилот должен сначала активировать систему.Тормозные щитки выдвигаются, как только на две задние стойки шасси приходится не менее 6300 кг. Затем следует реверс тяги. Фактические колесные тормоза используются в качестве третьей тормозной системы. Тормозятся, как правило, только основные стойки шасси. Колесные тормоза активируются, когда задние колеса достигают скорости около 85 миль в час (140 км / ч). Чтобы тормоз работал нормально, его необходимо прогреть. Чтобы достичь температуры около 200 ° C (392 ° F), самолет сначала кренится с небольшим нажатием на тормоза, и только затем они задействуются полностью.
Тормоза из стали или углерода: в чем разница?
Стальные тормоза в течение многих лет использовались в качестве стандарта в авиационном секторе. С 1980-х годов их все чаще заменяют карбоновыми тормозами. Стальные тормоза относительно тяжелые и могут выдерживать температуру только до 2000 ° C (3600 ° F). Их необходимо заменять в среднем после 1000 приземлений.
Карбоновые тормоза тем временем стали стандартом для новых самолетов.Они значительно легче стальных тормозов. Для B737 это означает уменьшение веса на 320 кг и, следовательно, меньшее количество керосина. Карбоновые тормоза намного прочнее и способны выдерживать температуру до 3000 ° C (5400 ° F). Даже срок службы больше. Карбоновые тормоза выдерживают в среднем 2000 посадок. Это приводит к увеличению интервалов обслуживания и снижению затрат на техническое обслуживание. Но карбоновые тормоза дороже стальных.
| Тип самолета | Стальной тормоз [кг / фунт] | Карбоновый тормоз [кг / фунт] | Снижение массы самолета [кг / фунт] |
|---|---|---|---|
| B747 — 400 | – | 107/236 | – |
| B757 | 101/223 | 60/132 | 328/723 |
| B767 | 141/311 | 89/196 | 416/917 |
| B777 | – | 103/227 | – |
| A300 | 145/320 | 75/165 | 560/1230 |
| A310 | 132/291 | 74/163 | 464/1023 |
| A320 | – | 66/146 | – |
| A380 | – | 110/243 | – |
Таблица: Разница в весе стальных тормозов и карбоновых тормозов для разных моделей самолетов
Тормоза нового поколения: активируются электромеханически вместо пневматического
Boeing B787 Dreamliner — первый коммерческий пассажирский самолет, в котором используются тормоза с электрическим приводом вместо тормозов с гидравлическим приводом.Система, используемая в военных самолетах с 1998 года, была перенесена на первый авиалайнер в 2011 году. В зависимости от модели самолета электромеханически активируемые тормоза заменяют несколько километров гидравлических линий с тросами. В результате гидравлическая жидкость больше не используется во всей тормозной системе. Это значительно проще в обслуживании и совместимо с окружающей средой. Возможные утечки полностью исключены.
Сколько стоят тормоза?
Примерно после 1000–2000 посадок тормоза необходимо отправить в тормозную мастерскую для проверки.Штифт, расположенный внутри тормозов, служит индикатором износа тормозов. Цена одного тормоза различается в зависимости от модели самолета. Например, прейскурантная цена на Boeing 777 составляет приблизительно 100 000 долларов США за полный комплект тормозов из 12 частей. Доля рынка на рынке составляет четыре крупных производителя тормозов. Это Messier-Bugatti-Dowty, Goodrich, Meggitt Aircraft Braking Systems и Honeywell Aerospace.
Заинтересованы в нашем оборудовании для замены тормозов?
Тур | Flight Works Alabama
Экскурсия по окончательной сборке A320Экскурсия по окончательной сборке A320
Ни одно посещение Flight Works в Алабаме не будет по-настоящему полным без опыта, который объединяет все это воедино.В нашем выставочно-образовательном центре мы покажем вам и расскажем, как «Мы заставляем его летать», но во время экскурсии по линии окончательной сборки Airbus A320 (FAL) вы можете увидеть, как все это собралось прямо на ваших глазах.
Mobile — лишь один из пяти глобальных городов, где Airbus собирает производимые коммерческие самолеты и продает их своим клиентам в авиации. С добавлением производства A220 в Мобиле значение портового города для авиации возросло.
Вы начнете экскурсию с просмотра короткого видео, которое дает некоторую информацию о том, что вы испытаете во время вашего визита.После того, как вы сядете в автобус и отправитесь на производственную площадку, вы увидите многие из наиболее важных областей, в которых самолет обретает форму.
Перегрузочный ангарПерегрузочный ангар
После 13-дневной поездки на корабле из Сен-Назера, Франция, в порт Мобил, основных узловых узла (MCA) для самолетов семейства A320 загружаются на баржи, которые затем плавают вниз по реке к пристани на Брукли Филд. Оттуда они совершают путешествие длиной в одну милю до FAL.Там они поступают в перегрузочный ангар , где каталогизируются и готовятся к отправке в производственный процесс.
Ангар линии окончательной сборкиАнгар линии окончательной сборки
Самым большим зданием в кампусе Airbus является ангар линии окончательной сборки (FAL), размером 836 футов на 250 футов с потолком 91 фут. Здесь, , сборка самолета основана на принципе поточной линии, в котором пять рабочих станций расположены друг за другом.Каждый самолет движется (обтекает) каждую станцию по очереди на своем пути к завершению.В ангаре линии окончательной сборки пять рабочих мест.
Станция 42/41: Сборка фюзеляжа
Секции фюзеляжа прибывают полностью оборудованными, но все трубы, каналы и кабели для электрических, гидравлических систем и систем кондиционирования воздуха должны быть соединены . На станции 42 туалеты и камбузы помещаются в еще открытый фюзеляж, и кабина экипажа начинает собираться вместе.Затем две части фюзеляжа перемещаются краном на станцию 41.
Окончательная сборка каждого самолета семейства Airbus A320, производимого в Мобиле, начинается на станции 41, когда модель соединяет вместе секции фюзеляжа. Только для этой задачи требуется более 3000 заклепок.
Перед тем, как самолет продвигается к следующей станции на выкидной линии, устанавливаются электрические и грузовые системы загрузки и проводятся проверки качества. Затем весь фюзеляж (называемый «сигарой») перемещается вперед к следующей станции с помощью мощного мостового крана.
Станция 40: Станция крыла и шасси
На третьей станции крылья соединяются с фюзеляжем — одна из самых сложных и трудоемких операций во всем производственном процессе.С помощью высокоточных инструментов устанавливают крылья на фюзеляж и просверливают отверстия для заклепок. Затем каждое 4,5-тонное крыло отделяется от фюзеляжа, после чего они очищаются и наносится герметизирующий состав.
Когда крылья соединяются с , это будет с точностью до одной десятой миллиметра — меньше, чем ширина точки в конце этого предложения.Для работы потребуется еще 1200 заклепок.
Станция 40 также является местом, где самолет получает электроэнергию впервые . К дрону подключается вилка, и теперь можно начинать тестирование системы после включения электропитания.
Здесь же собираются основная и носовая стойки шасси . Затем, впервые опираясь на колеса, самолет движется вперед к Станции 35.
Станция 35: Горизонтальные и вертикальные стабилизаторы
На четвертой станции на линии горизонтальное и вертикальное оперение (HTP, VTP) ) и хвостовой обтекатель устанавливаются на самолет , а носовая часть или обтекатель устанавливается на .Обтекатель прозрачен для радиочастотного излучения, что позволяет работать метеорологическому радару, навигации и другим системам авионики.
Вспомогательная силовая установка (ВСУ) , которая будет необходима для запуска самолета и снабжения его электроэнергией, гидравликой и теплым воздухом, когда двигатели не работают, устанавливается на Станции 35 . На этой станции начинается установка кабины и проводятся дополнительные испытания систем электрооборудования, кондиционирования и управления полетом.Также происходит первое «включение» гидравлической системы.
Док-станция
Последняя станция на поточной линии называется док-станцией. Здесь проводится ряд функциональных и системных испытаний , а также установка коврового покрытия и некоторых других интерьеров кабины.Здесь устанавливаются двигатели и кожухи двигателей , и выполняются все различные соединения между двигателями и бортовыми системами: электроэнергия, сжатый воздух, системы управления полетом, пожаротушения и противообледенительные системы, среди прочего.
После завершения производства на док-станции самолет покинет ангар с конвейера окончательной сборки, готовый к окончательным испытаниям и покраске.
Другие области (не включены в тур)Другие области (не включены в тур)
Хотя следующие этапы не будут представлены в туре, они по-прежнему имеют решающее значение для процесса окончательной сборки в Mobile.Paint ShopPaint Shop
Следующая остановка для самолета — покрасочный цех, принадлежащий MAAS. Перед покраской самолет при необходимости отшлифуют. и замаскируют участки, на которые нельзя наносить краску.На самолет может быть до трех слоев краски: грунтовочный слой, барьерный слой и верхний слой (цвета авиакомпании или ливреи).Самолеты с вертикальным оперением и акулы окрашиваются в ливрею клиента еще до того, как они попадают в Мобил. Вся внешняя краска для самолетов должна быть гибкой и способной противостоять температурам от -76 до 122 градусов по Фаренгейту.
Логистический центр
тысячи мелких деталей , компонентов и систем, которые используются для производства самолетов семейства Airbus A320 , каталогизированы и размещены в Логистическом центре , которым управляет Daher, известный поставщик логистических услуг. .
Здесь детали сортируются по группам , определяемым по тому, где и когда они будут использоваться в производстве. Когда операции готовы принять конкретный элемент, он доставляется на соответствующую рабочую станцию .
Сервисное здание
Хотя он является неотъемлемой частью Airbus, производственное предприятие Airbus в США работает как отдельная компания. Это означает, что включает в себя все функции поддержки, необходимые для работы компании , включая управление персоналом, финансы, закупки, информационные технологии и многое другое.
Руководство и персонал производства находятся в ангаре линии окончательной сборки, поэтому они могут быть рядом с продуктом в процессе его прохождения.
Измерительный навес
Под измерительным навесом проверяются на герметичность топливные баки самолета. и датчики уровня топлива проверяются на точность . Для полного заполнения баков используется от 6340 до 7925 галлонов топлива.
Глобальная система позиционирования также протестирована , вне ангара.
Заключительный этап / Ангар на линии полета
На заключительном этапе устанавливается оставшихся предметов оборудования кабины , и заказчик проводит серию проверок качества кабины и кабины экипажа.На линии полета самолет подготовлен к передаче заказчику. Это включает в себя этап летных испытаний с его предполетными проверками, прогоном двигателя, рулежкой и испытаниями на торможение .
Прежде чем самолет будет допущен к взлету, необходимы дальнейшие испытания.Если результаты удовлетворительны, самолет получает разрешение на первый полет , в котором ему предстоит пройти серию маневров по мере проверки различных систем и датчиков в полете.
Центр доставки
После успешных летных испытаний самолет готов к отправке заказчику . Пилоты заказчика присоединяются к команде доставки Airbus для выполнения приемочного полета и проверки .После завершения происходит передача права собственности , и заказчик становится владельцем нового самолета, изготовленного с гордостью в Соединенных Штатах.
Исследования | Институт аэродинамики и газовой динамики
Предпосылки и мотивация
При высоких числах Маха полета и коэффициентах подъемной силы на крыле возникают очень сложные переходные взаимодействия между ударами и границами раздела, которые могут быть связаны с местными или полными отрывами, вызванными ударами. Отделившийся переходный поток может ударить по хвостовой части и вызвать критические колебания давления и нагрузки. Это взаимодействие между потоком оторвавшейся лопасти и потоком в хвостовой плоскости приводит к явлениям, которые еще не выяснены в деталях.В рамках вклада IAG современные модели численных расчетов, которые будут развиваться в рамках C2A2S2E и ComFliTe, будут использоваться и оцениваться для изучения этих явлений и квалифицироваться в смысле подготовки лучших практические рекомендации. Это должно способствовать расширению использования методов CFD для прогнозирования характеристик самолета до пределов режима полета. Методологические разработки и подробные проверки, проведенные партнерами в рамках ComFliTe, а также подготовительная работа IAG будут использоваться целенаправленно.
Цели рабочего пакета ИАГ
- Тестирование и валидация недавно разработанных моделей турбулентности, а также гибридных методов RANS- / LES для прогнозирования сложных взаимодействий ударной волны с поверхностью раздела, включая ударные колебания («шведский стол»)
- Исследования для расчета с малым диссипацией распространения переходных, отдельных структур потока
- Исследование влияния ударно-индуцированного массивного отрыва потока в крыле на возбуждение хвостового оперения
- Применение разработанных в настоящее время численных методов (например,г. методы более высокого порядка) для более сложных тестовых случаев
- Оценка подходов к стыковке для расчета сбалансированного гибкого самолета
- Идентификация ограничений методов URANS применительно к рассматриваемой аэродинамической задаче и оценка способности методов URANS и DES воспроизводить неотъемлемые явления переходного потока с неизменным во времени притоком.
Результаты
| Соединение структуры жидкости между решателем расхода TAU и моделью Nastran FEM | Распространение оторвавшегося следа по профилю с набегающим дозвуковым потоком | Численное моделирование гибридными методами RANS-LES в области ударной волны |
| Для увеличения нажмите на картинку! | ||
Публикации
Дипл.-Ing. Себастьян Илли, Th. Лутц и Э. Кремер:
Трансзвуковое моделирование хвостового буфера на исследовательском самолете ATRA
Заметки о численной механике жидкости и междисциплинарном проектировании, том 123, Springer, Германия, 2013.
Дипл. Инж. Себастьян Илли, П. Гансель, Т. Лутц и Э. Кремер:
Гибридные исследования спутного следа аэродинамического профиля при сваливании с помощью RANS-LES
CEAS Aeronautical Journal, Volume 4, Issue 2, pp 139-150, Springer, Германия, июнь 2013 г.
П. Гансель, дипл.-Ing. Себастьян Илли, доктор Т. Лутц и профессор, д-р техн. Эвальд Кремер:
Численное моделирование низкоскоростного срыва и анализ спектров турбулентного следа
15-я Международная конференция по технологиям потоков жидкости, Будапешт, Венгрия, 4-7 сентября 2012 г.
П. Гансель, С.А. Илли, А. Калимуллина, Т. Lutz:
Спектральный анализ нестационарного коэффициента давления на задней кромке крыла
16-я Международная конференция по методам аэрофизических исследований, Казань, Россия, 20 — 26 августа 2012 г.
Дипл. Инж. Себастьян Илли, Th. Лутц и Э. Кремер:
О способности нестационарного RANS прогнозировать околозвуковой буфет
Третий симпозиум «Моделирование срыва крыла и гондолы», Брауншвейг, Германия, 22–23 июня 2012 г.
А. Кляйн, дипл. Инж. Себастьян Илли, Th. Лутц и Э. Кремер:
Эффекты стенки и разделение углов для дозвукового и трансзвукового режимов потока
Высокопроизводительные вычисления в науке и технике ’11, Спрингер, Германия, 2012 г.
Дипл. Инж. Себастьян Илли, Th. Лутц и Э. Кремер:
Улучшение физического понимания и моделирования — DES / LES & PIV
CFD и эксперимент — интеграция моделирования, Геттинген, Германия, 5-6 апреля 2011 г.
Дипл. Инж. Себастьян Илли, доктор Т. Лутц и профессор, д-р техн. Эвальд Кремер:
Моделирование разделения, вызванного давлением и ударом, с использованием реализаций DES в коде DLR-TAU
Второй симпозиум «Моделирование срыва крыла и гондолы», Брауншвейг, Германия, 22–23 июня 2010 г.
Ссылки
Официальный веб-сайт ComFliTe DLR
Федеральное министерство образования и исследований
Spirit Aerosystems создает совместное предприятие с Evergreen; приобретает композитный материал MRO Applied Aerodynamics
Spirit AeroSystems и Evergreen Aviation Technologies подписали соглашение о совместном предприятии (СП) с целью создания новой компании послепродажного обслуживания в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Компании передадут ремонтные мощности новому предприятию Spirit Evergreen Aftermarket Solutions (SEAS) с целью увеличения производственного опыта и услуг для удовлетворения растущих потребностей в автопарках в регионе.
Spirit также объявила о приобретении (через дочернюю компанию) активов Applied Aerodynamics, композитной компании по ТОиР, расположенной в Фармер Бранч, Техас, США. Это включает объект площадью 120 000 кв. Футов. В прошлом году Spirit также приобрела избранные активы Bombardier.
О совместном предприятии SEAS, которое все еще подлежит определенным условиям закрытия, старший директор по вторичным решениям Spirit AeroSystems Джим Ликтейг сказал: «Spirit AeroSystems стратегически расширяет наши возможности в Азиатско-Тихоокеанском регионе, потому что местным операторам флота нужны доступные, эффективные ремонт, и мы в состоянии удовлетворить эту потребность с нашим опытом и качественными услугами ТОиР.
«Установив эти новые отношения, мы будем лучше подготовлены к тому, чтобы помочь пассажирским и грузовым перевозчикам в регионе оставаться конкурентоспособными, поскольку отрасль продолжает восстанавливаться после пандемии».
Spirit ранее заключила многолетнее соглашение с Evergreen Aviation Technologies в сентябре 2020 года, в соответствии с которым Spirit предоставляла услуги по техническому обслуживанию на заводе в Тайване продукции, производимой компанией по производству авиационных конструкций, включая гондолу 777 GE90 / Trent800, реверсор тяги 737 CFM56-7B и летательный аппарат. поверхности управления, а также более широкие услуги ТОиР гондол на самолетах с двигателями CF6 и A320.
Расширяя это существующее коммерческое соглашение соглашением о совместном предприятии, Spirit и Evergreen заявили, что они будут продолжать работать над расширением возможностей для лучшего обслуживания клиентов в регионе.
«Evergreen Aviation Technologies рада вступить в бизнес-предприятие с Spirit для коллективного предоставления оптимальных бизнес-предложений операторам автопарков и партнерам в регионе. [Наши] корпоративные ценности прозрачности, честности и добросовестности хорошо сочетаются с прозрачностью, сотрудничеством и вдохновением Spirit », — сказал исполнительный вице-президент подразделения по координации бизнеса компании Кин Чонг.«Перевозчики в регионе могут рассчитывать на более оперативные сервисные решения».
По поводу приобретения Applied Aerodynamics Ликтейг прокомментировал: «Spirit AeroSystems вкладывает значительные средства в возможности ТОиР, чтобы улучшить качество обслуживания клиентов в рамках своей стратегической трансформации, чтобы стать более сбалансированной, глобальной компанией, и Applied Aerodynamics, очевидно, подходит для того, чтобы помочь нам в этом. Цель.
«Этим приобретением мы готовы помочь клиентам там, где они больше всего в нас нуждаются, по мере их выхода из этой пандемии.Предоставляя индивидуализированные высококачественные решения по ТОиР, мы можем помочь операторам контролировать свои расходы и повысить эффективность и скорость за счет увеличения пропускной способности ».
КомпанияSpirit отметила, что приобретение позволит ей выйти за рамки услуг ТОиР для реверсоров тяги и гондол на 737 и 777. Эти дополнительные композитные ремонты включают обтекатели, органы управления полетом, ширмы, предкрылки, закрылки, интерцепторы, элероны, крылышки и основные стойки шасси. двери для самолетов 737, 747, 757, 767, A320, A321 и 787.
ПрезидентApplied Aerodynamics Брэд Тил сказал: «Spirit AeroSystems был надежным партнером в течение многих лет, потому что мы разделяем общую цель — предоставлять высококачественные решения с непревзойденными ценами и эффективностью, чтобы помочь клиентам максимально использовать эфирное время.
«Помимо наших ценностей, это приобретение является естественным, поскольку мы дополняем услуги, знания и возможности друг друга. Это принесет значительную пользу авиационной отрасли, поскольку она начинает оправляться от трудного года и потребует высококачественных и доступных партнеров больше, чем когда-либо.”
.