В Новосибирске впервые поднялся в воздух прототип самолета, который призван заменить легендарный Ан-2. У нового самолета в два раза больше грузоподъемность, в три раза выше дальность полета, на 50% выше крейсерская скорость. Но он сохранит главную способность Ан-2 – садиться и взлетать практически где угодно.
В среду состоялся первый вылет прототипа легкого многоцелевого самолета на новосибирском экспериментальном аэродроме Ельцовка. Этот более современный и технологический самолет для местных авиалиний должен заменить знаменитый «кукурузник» Ан-2, который занесен в Книгу рекордов Гиннесса как долгожитель: единственный в мире самолет, который производится более 60 лет. «Кукурузник» Антонова - одна из самых массовых машин в мире.
«В Москве хорошо, вы на машинах ездите, а здесь ездить не на чем»
Взлетевший самолет является пока только прототипом, а опытный образец обещают показать в декабре этого года. На данный момент разработано крыло самолета из композитных материалов, которое и было испытано с использованием фюзеляжа от Ан-4. Установка нового крыла на фюзеляж Ан-2 - это временная мера, чтобы подтвердить аэродинамические показатели самолета. Скоро у нового кукурузника появится собственный фюзеляж, также из полимерных композиционных материалов.
Последователь разработан Сибирским НИИ авиации им. Чаплыгина, который в ноябре 2013 года выиграл тендер Минтранса на разработку такого самолета. Разработка и постройка опытного образца ведется по Программе развития авиации Минпромторга. В создании крыла помогал НАЗ им. Чкалова, детали из композита планируется изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода. Новая модификация самолета, оснащенная элементами из композитных материалов, будет представлена на Международном авиационно-космическом салоне в Москве в августе 2015 года.
Полет прототипа самолета, которым управлял сам гендиректор Сибирского НИИ и летчик-испытатель Владимир Барсук, прошел хорошо.
В чем отличие от традиционного «кукурузника»? Во-первых, это использование композитных материалов, что позволяет существенно улучшить технические характеристики последователя Ан-2.
«Два новых крыла биплана, изготовленные из композита, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла, полностью отсутствуют расчалки, что позволит в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полета. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полете», - сообщили в «Сухом».
«У нового самолета в два раза больше грузоподъемность, в три раза выше дальность полета. У него будет на 50% выше крейсерская скорость. При этом он сохранит все преимущества самолета Ан-2 на малых скоростях. В частности, у него будет короткая взлетно-посадочная дистанция - 50-70 метров. То есть это будет современный Ан-2 с улучшенными характеристиками», - рассказывает газете ВЗГЛЯД Владимир Барсук. «Мы сейчас спроектировали крыло, проводим испытания. В основном все характеристики заложенные подтвердились. Композитное крыло более технологично. Трудоемкость изготовления этого самолета значительно ниже, ресурс эксплуатации выше», - добавляет Барсук.
Так, по его словам, простой Ан-2 с поршневым мотором везет 1,5 тонны груза со скоростью 180 км/ч на дальность 800 км. Модернизированный Ан-2 с американским газотурбинным двигателем везет те же самые 1,5 тонны груза на скорости 200 км/ч на дальность 1,3 тыс. км. А новый самолет сможет везти 3 тонны груза со скоростью 300 км/ч на дальность порядка 2,5 тыс. км.
«В 2016 году мы должны выйти на типовую конструкцию и начать процесс сертификации. С сертификацией сложный вопрос, потому что с композитными материалами еще никто не сертифицировал самолет в России (из композитных материалов создается магистральный самолет МС-21). Придется решать вопрос с промышленностью и регистрационным реестром. Если все будет хорошо, то можно выйти на серийное производство в 2017 году. Но наша задача - сделать самолет, показать характеристики, а дальше должно приниматься решение о его производстве», - рассказывает Владимир Барсук.Стоимость нового самолета, по оценкам НИИ, будет в районе 1,5-2 млн долларов в зависимости от авионики и оборудования. «Но мы не самолетостроительное предприятие», - оговаривается Барсук.
Между тем у самолета имеется одна немаловажная проблема - с двигателем. Собственного двигателя у России нет. Поэтому варианта здесь два - либо создать новый российский, причем обязательно на керосине (это дешевле и доступнее), либо ставить импортный. Второй вариант куда проще и менее затратный, а главное быстрее. За два года, через которые должен полететь новый «кукурузник», создать новый двигатель нереально. Поэтому на первом этапе в любом случае придется использовать импортное «сердце». Такое на примете у СибНИА имеется.
С 2010 года в институте ведутся работы по модернизации старых «кукурузников»: вместо старого поршневого двигателя устанавливают современные турбовинтовые двигатели американской компании Honeywell, что позволяет перейти с дефицитного авиационного бензина на более доступный и дешевый керосин. Этот мотор позволил сделать Ан-2 конкурентоспособными с импортными, так как модернизированный Ан все равно в четыре раза дешевле - он стоит порядка 1-1,2 млн долларов. В СибНИА думают о покупке лицензии на производство этих двигателей ТРЕ331 на базе института. Уже модернизировано порядка 20 машин.
Перспективы
«В СССР летало 7 тыс. самолетов Ан-2. Использование Ан-2 сократилось по причине отсутствия авиационного бензина и высокой стоимости эксплуатации. Был бы экономичный Ан-2, местные перевозки развивались бы активней. Людей перевозить разве не надо? Самолета просто нет. В Москве хорошо, вы на машинах ездите, а здесь ездить не на чем. Будет самолет - будут перевозки», - уверен Барсук.
«У самолета имеется одна немаловажная проблема. Собственного двигателя у России нет»
В советское время летающая маршрутка на 12 мест покрывала 70-80% всех перевозок на местных авиалиниях. Ан-2 использовался как сельскохозяйственный, спортивный, транспортный, пассажирский самолет и стоял на вооружении ВВС многих стран. Главное преимущество Ан-2, которое сохранит новый самолет, - это его способность садиться и взлетать с необорудованных площадок, приземляться на снег с использованием лыжных шасси, а при установке поплавков - и на воду. При этом он гораздо экономичнее вертолета.
Модернизированный Ан-2, конечно, сгладил проблему старых «кукурузников», которым уже около 70 лет. Однако появление более современной машины давно назрело. Если решить проблему с двигателем, а также уложиться в ценовой диапазон в 1,5-2 млн долларов, то спрос на новую машину будет не только в России, но и за рубежом.
За модернизированным Ан-2 уже выстроилась очередь заказчиков: 160 машин требуется авиакомпаниям, 200 - для лесного хозяйства и 100 - ДОСААФ (Добровольное общество содействия армии, авиации и флоту). По оценкам СибНИА, местные воздушные линии России нуждаются в более 500 обновленных Ан-2.
В России производство Ан-2 остановили еще в 70-х годах, за десятилетия была списана половина парка, но до сих пор в нашей стране числится около 2100 таких самолетов. Однако в эксплуатации находится 470-600 самолетов (по разным оценкам). Всего же в мире насчитывается около 6 тыс. Ан-2.
По словам Барсука, только в Европе летает 400 самолетов Антонова, в большом количестве - в Средней Азии, в частности, в Китае, а также в Африке. Китай, кстати, хочет модернизировать около 700 своих Ан-2, есть спрос со стороны Казахстана и других постсоветских республик.
«Потребность в таких самолетах действительно существует. Вопрос создания региональных самолетов остается одним из самых животрепещущих. Проблема лишь в том, что подобных проектов в стране за последние десятилетия было разработано немало, но в серию никто так и не пошел», - говорит ведущий эксперт УК «Финам Менеджмент» Дмитрий Баранов.
Например, в 2012 году глава Минпромторга Денис Мантуров говорил, что приблизительно через три года в стране будет налажен выпуск региональных самолетов размерностью до 19 посадочных мест. Речь шла о проекте самолета Expedition, который с 2008 года разрабатывала частная компания МВЕН из Казани. «Но вот уже 2015 год, а информации о серийном производстве нет», - напоминает Баранов. В свое время говорили о производстве швейцарского самолета Pilatus или чешского Vector в России, о производстве самолета «Рысачок» компании «Техноавиа», о сборке в стране американской Cessna и канадского самолета Twin Otter. Но ни один проект так и не был реализован.
Впрочем, шансы у сибирского НИИ довести проект до конца высокие. Именно в Новосибирске в 40-х годах прошлого года был создан рекордсмен Ан-2, здесь же нашли способ модернизировать и продлить жизнь еще летающим самолетам. Но главное, что этот проект поддерживают Минпром и Минобороны.
Потому что главный вопрос всегда упирается в финансирование. Государство должно взять на себя большую часть расходов по созданию самолета, его производству, развитию инфраструктуры и даже организации самих авиаперевозок с использованием такой техники, говорит Дмитрий Баранов.
Новосибирские авиаконструкторы представили модернизированный «кукурузник»
В преддверии Международного авиационно-космического салона «МАКС» в Новосибирске прошли испытания модернизированного самолета Ан-2.
Легендарный «кукурузник» преобразился как внутри, так и снаружи. Теперь он способен без дозаправки долететь до Москвы.
Быстрее, выше…
— Можно сказать, что это новый самолет, который заменит существующий и уже устаревший Ан-2. Мы только использовали фюзеляж старого самолета, — рассказал летчик-испытатель, директор Сибирского научно-исследовательского института авиации имени Чаплыгина Владимир Барсук.
Он сам поднял биплан в воздух перед серьезным тест-драйвом на МАКСе, ведь машина примет участие в показательных выступлениях.
Начинка Ан-2 действительно претерпела кардинальные изменения: заменены система навигации, светотехническое оборудование, авионика. Также новосибирскими конструкторами разработано цельнокомпозитное крыло с использованием новых технологий, аналогов которому нет.
— Все это позволит самолету выполнять полеты в сложных метеоусловиях и перевозить почти в два раза больше груза. Его крейсерская скорость составит порядка 320 — 330 километров час, это почти вдвое больше, чем раньше, — отметил Владимир Барсук.
Биплан способен подняться на высоту семь тысяч метров, то есть почти в два раза выше, чем его предшественник. Увеличилась и длительность полета без дозаправки, поэтому в Москву летчики планируют добраться без остановок, значительно сэкономив время.
Пресс-тур в СибНИА организовала партия «Единая Россия». Как рассказывают конструкторы, несмотря на все ноу-хау, преемственность машины сохранена полностью — новый Ан-2 прост в обслуживании и способен приземлиться почти на любую более-менее ровную поверхность. Новосибирский самолет хорошо подойдет для грузовых и пассажирских перевозок в отдаленных регионах страны с плохой транспортной доступностью.
— Его можно использовать и в качестве патрульного, геологоразведочного, десантно-транспортного, лесопожарного, сельскохозяйственного самолета, — рассказали в СибНИА.
Встать на конвейер
Сегодня 90 процентов парка малой авиации России составляют устаревшие Ан-2. Поэтому на новосибирскую версию нового «кукурузника» все надежды. По мнению Владимира Барсука, к 2018 году можно будет говорить о серийном производстве биплана: пока, по предварительным подсчетам, речь идет о 300 — 500 машинах в год.
— Сейчас мы определяем летно-технические характеристики, дальность полета, расход топлива. К МАКСу мы уже должны для компаний-эксплуатантов подготовить четко подтвержденные летно-технические характеристики самолета, чтобы провести с ними в рамках салона совещания и определить предварительный спрос. Как научный институт мы обязаны авиационной промышленности представить проект самолета с проработанными конструкторскими решениями, подтвержденными характеристиками, — сообщил Владимир Барсук.
Традиционно во время авиационно-космического салона в Жуковском, который в этом году пройдет с 25 по 30 августа, состоится так называемый президентский показ, в рамках которого главе государства демонстрируют последние и лучшие достижения отрасли. В СибНИА не исключили попадания в VIP-просмотр. Но главная задача все же — не отличиться перед Президентом, а заинтересовать потенциальных заказчиков.
КСТАТИ
СибНИА с 1994 года является участником проекта «Крылатая память Победы», национальной коллекции летающих самолетов времен Великой Отечественной войны. В его рамках в городе восстановлено более пятнадцати самолетов военного времени. Один из них — истребитель Миг-3, поднявшийся в небо в этом году во время празднования Дня Победы.
СПРАВКА
Ан-2 — советский легкий многоцелевой самолет. Используется как сельскохозяйственная, спортивная, пассажирская, транспортная машина, состоит на вооружении ВВС ряда стран. Многие из них летают более 40 лет, налет некоторых достигает 20 тысяч часов. Занесен в Книгу рекордов Гиннесса как единственный в мире самолет, который выпускается уже свыше 60 лет.
Самолёт спроектирован как замена универсального самолета Ан-2, легендарной машины Антонова, вошедшей в книгу рекордов Гинесса как самый долго выпускающийся самолет в мире, производство которого возобновлено снова в Китае, на российский аналог со многими значительно лучшими характеристиками.
самолет ТР-301:
Примерно при тех же скоростях, полезной нагрузке, размерах салона как Ан-2 самолет ТР-301:
- легче Ан-2 на 500кг,
- грузоподъёмность 1500 кг,
- двигатель, винт, материалы российского производства;
- потребляет автомобильный бензин Аи-95,
- расход ГСМ на 40% ниже Ан-2,
- один пилот,
- стоимость самолета до 120 тыс. долл., что значительно дешевле зарубежных аналогов стоимостью 1.5-2 млн. долл.,
И соответственно срок окупаемости самолета не более 2-3 лет по сравнению с 10-15 годами зарубежных аналогов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТР-301
Самолет ТР-301 – многоцелевой высокоплан с двигателем АШ-62ИР и винтом АВ-2предназначен для выполнения авиационных работ в зависимости от их цели:- Перевозка пассажиров
- Авиационно-химические работы
- Лесоавиационные работы
- Транспортно-связные работы
- Поисково-спасательные и аварийно-спасательные работы и др.
Самолет может перевозить различные грузы, а также работников предприятия.
Мощная механизация крыла позволяет эксплуатировать самолет на необорудованных аэродромах и небольших площадках и обеспечивает устойчивое планирование на больших углах атаки.
Самолет оборудован современной радиоаппаратурой для связи с наземными станциями и обеспечен приборами для полетов в простых и сложных условиях.
Фюзеляж — типа полумонокок, цельнометаллической конструкции и обшит алюминиевыми материалами.
Кабина пилота с одним сиденьем закрыта просторным остекленным фонарем с хорошим обзором во всех направлениях.
Позади кабины пилота расположена кабина для грузов и при незначительном переоборудовании может использоваться в других целях.
Обе кабины имеют приточную и вытяжную вентиляцию, а также отоплением теплым воздухом.
Общий объем кабины для грузов 12 м 3 .
Размеры ее (4,1х 1,7х 1,8 м) позволяют перевозить грузы больших габаритов.
На левом борту находится грузовая дверь кабины размерами 1,0х 1,5 м,
Пол кабины для грузов, собран из фанерных листов, вклеенных между двумя наружными листами дюралюминия, и покрыт пробковой крошкой.
Панели пола съемные и рассчитаны на сосредоточенную нагрузку 600 кг/м 2 .
Моноплан крыла, и хвостовое оперение состоят из металлического каркаса, обшитого тканевой обшивкой. Крыло самолета по размаху имеют постоянный профиль.
На крыле установлены щелевые элероны, имеющие осевую аэродинамическую и весовую компенсации.
На левом элероне установлен триммер.
Элероны отклоняются дифференциально. Управление элеронами связано с управлением закрылками механизмами зависания.
По всему размаху верхнего крыла установлены автоматические предкрылки.
Для уменьшения посадочной скорости и сокращения взлетной дистанции на крыле установлены щелевые закрылки, имеющие осевую аэродинамическую компенсацию. Управление закрылками электрическое.
Хвостовое оперение имеет симметричный профиль у корня и у конца. Руль высоты и руль направления имеют осевую аэродинамическую и весовую компенсации и триммеры. Неубирающееся пирамидального типа шасси самолета состоит из амортизационной стойки, переднего и заднего подкосов и колес полубаллонного типа с двусторонним пневматическим тормозом.
Управление тормозами производится гашеткой, установленной на штурвале.
Ориентирующееся заднее колесо полубаллонного типа, не убирающееся в полете, соединенной с амортизационной стойкой.
Управление самолетом одинарное.
Проводка управления смешанная: тросовая и жесткая.
Двигатель АШ-62ИР, установленный на самолете, заключен в капоты. Охлаждение двигателя воздушное.
Масло охлаждается в масляном воздушном радиаторе, установленном в нижней части капота.
На самолете ТР-301 установлен четырехлопастный автоматический винт прямой схемы АВ-2.
Масляная система двигателя состоит из бака емкостью 125 л, расположенного на шпангоуте позади мотора, радиатора, трубопроводов и арматуры.
Система питания двигателя топливом состоит из шести баков, расположенных в крыле, трубопроводов, агрегатов и арматуры.
Общая емкость топливных баков 1200 л.
Управление двигателем и бензокранами механическое.
Электросеть самолета питается от генератора, имеющего привод от двигателя.
В конструкции самолета широко применяются стандартные стальные трубы, листовой алюминий, литье и штамповка.
Основными материалами и полуфабрикатами, применяемыми для постройки самолета, являются:
стальные трубы, листовой дюралюминий, прессованные профили из дюралюминия, легированные стали, отливки и штамповки из алюминиевых сплавов, штамповки из легированных и углеродистых сталей, авиационное полотно, кожа, резина.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ САМОЛЕТА ОБЩИЕ ДАННЫЕ
| Длина самолета в линии полета | 12735мм |
| Высота самолета в стояночном положении | 4130мм |
| КРЫЛО | |
| Размах крыла | 18176мм |
| Площадь крыла с фюзеляжной частью, элеронами, закрылками и предкрылками | 43,536 м 2 |
| Хорда крыла | 2,45 м |
| Длина САХ | 2264 |
| Удлинение крыла | 7,7 |
| Профиль крыла | P11C 14% |
| Угол поперечного V крыла | 3° |
| Угол остановки крыла относительно оси фюзеляжа | 3° |
| ЭЛЕРОНЫ | |
| Площадь элеронов | 5,9 м 2 |
| Осевая компенсация элеронов | 21,7% |
| Длина элерона (одного) | 4,7 м |
| Хорда элерона | 0,65 м |
| Площадь триммера | 0,141 м 2 |
| ЗАКРЫЛКИ КРЫЛА | |
| Площадь закрылков | 4,09 м 2 |
| Осевая компенсация закрылков | 23% |
| Размах закрылка (одного) | 3,415 м |
| Хорда закрылка | 0,6 м |
| ПРЕДКРЫЛКИ | |
| Площадь предкрылков | 4,39 м 2 |
| Хорда предкрылков | 0,36 м |
| Размах предкрылка | 3,85 м |
| ФЮЗЕЛЯЖ | |
| Длина фюзеляжа | 10,12 м |
| Размах центроплана | 2,68м |
| Удлинение фюзеляжа | 5,04 |
| Длина грузовой кабины | 4,1 м |
| Ширина грузовой кабины | 1,8 м |
| Высота грузовой кабины | 1,7 м |
Через 69 лет после выпуска под руководством конструктора Антонова самолёта Ан-2 Сибирский НИИ авиации (СибНИА) разработал новый цельнокомпозитный самолёт ТВС-2ДТ. Корреспонденты Sibnet.ru побывали в легендарном институте и узнали, как испытываются и создаются воздушные суда нового типа.
Справка:
Институт был организован в августе 1941 года в качестве филиала Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) имени профессора Н. Е. Жуковского. Первым научным руководителем филиала стал один из основоположников аэродинамики, Герой Социалистического труда академик Сергей Алексеевич Чаплыгин.
В начале 1942 года под его руководством проводилось строительство аэродинамической лаборатории. Но академику Чаплыгину не довелось увидеть плоды своих трудов в Сибири: он умер в Новосибирске 8 октября 1942 года на 73-м году жизни и был похоронен на территории основанного им института.
В ноябре 1946 года начальником СибНИА по совместительству стал Олег Константинович Антонов, на тот момент возглавлявший организованное 31 мая 1946 года конструкторское бюро, располагавшееся на территории Новосибирского авиационного завода имени В. П. Чкалова. Под его руководством и с использованием потенциала ОКБ, института и завода были разработаны знаменитые самолёты Ан-2 и Ан-14 «Пчёлка».
За годы работы СибНИА провёл исследования всех типов экранопланов, созданных в СССР, самолёта Су-27 и его модификаций, модельного ряда спортивных акробатических самолётов семейства Су-26, Су-29, Су-31, самолётов различных типов и других летательных аппаратов, созданных в СССР и России, в том числе воздушно-космического самолёта «Буран».
«Первый самолёт, созданный в нашем институте - Ан-2. Он создавался под руководством Олега Константиновича Антонова, который возглавлял СибНИА с 1946 по 1948 год. Спустя почти 70 лет мы создали самолёт, превосходящий по эксплуатационным свойствам Ан-2. Были проведены многочисленные экспериментальные исследования, изготовлено несколько моделей, которые позволили определить окончательный облик самолёта», - рассказал заместитель директора по научной работе Владимир Чемезов.
По его словам, параллельно с этим велись расчёты прочности конструкции самолёта, так как при его создании применяются новые технологии и материалы. А нигде в России ещё нет ни нормативных документов, ни методов по определению прочностных характеристик подобных летательных аппаратов.
«Сейчас идет разработка рабочей конструкторской документации нового самолёта. После её выпуска можно будет внедрить наши разработки в промышленность. Мы создали самолёт-демонстратор технологии, на его основе завод или ОКБ может производить самолёт. Но дело в том, что действующие предприятия занимаются более крупной техникой. И если новый самолёт никто не возьмет в производство, то наш директор может принять решение - организовать производство в институте», - отметил Чемезов.
Начиналась разработка цельнокомпозитного самолёта ТВС-2ДТ в опытно-конструкторском бюро (ОКБ) института, где сейчас работает 63 человека, из них конструированием занимаются 48 сотрудников.
По словам начальника ОКБ Вячеслава Писарева, первым шагом стала ремоторизация легендарного Ан-2, которому по-прежнему нет замены для полётов на труднодоступные территории.
Биплан за счёт наличия двух крыльев имеет увеличенную по сравнению с монопланом подъёмную силу, что позволяет взлетать с очень коротких полос длиной около 50 метров и садиться на площадку размером 100 метров. Он предназначен для эксплуатации на необорудованных аэродромах, может взлететь даже с лесной просеки. Это делает его идеальным транспортом для Севера.
Увеличенная подъёмная сила обеспечивает чрезвычайно низкую минимальную скорость полёта и при скорости 40 километров в час самолёт остается полностью управляемым.
Во всём мире Ан-2 считают наиболее безопасным. При технических проблемах пилот всегда может быстро выбрать площадку для посадки. Универсальность Ан-2 сделала его удобным для сельскохозяйственных работ, тушения лесных пожаров, парашютного спорта и аэрофотосъёмки, для использования в Вооружённых Силах.
Ан-2 перестали выпускать в Советском союзе в 1971 году, после этого самолёт производили в Польше по 2002 год. В Китае их мелкосерийное производство продолжается. В настоящее время в мире эксплуатируется около 6 тысяч самолётов, в России в различных ведомствах летают около 380 Ан-2.
Модернизировать Ан-2 в вариант ТВС-2МС решили из-за того, что АШ-62ИР - советский поршневой двигатель самолёта - работал на авиационном бензине, который уже не производят в России. Мотор был разработан ещё в 1938 году и в современных условиях оказался неэкономичен и сложен в эксплуатации. Кроме того, его производство давно завершено и имевшиеся складские запасы двигателей израсходованы.
Конструкторы СибНИА подобрали наиболее подходящий для машины американский турбовинтовой двигатель фирмы «Honeywell». Как отметил Писарев, это позволило облегчить самолёт, так как поршневой двигатель весил около 700 килограммов, а турбовинтовой - 300.
Кроме того, у поршневого двигателя с набором высоты падает тяга, поэтому на высоту 3 тысячи метров самолёт Ан-2 с двенадцатью парашютистами поднимается примерно 35-40 минут, а с новым двигателем - за 15-18 минут.
Работает двигатель на керосине, который в пять раз дешевле авиационного бензина. При этом на 10% снизился расход топлива. Благодаря системе отопления в салоне самолёта стало тепло.
Готовый комплект новых деталей и оборудования устанавливается на самолёт в течение 15 дней. По этой технологии предприятие «Русавиапром» на территории института ремоторизировало уже более 20 самолётов.
Вслед за ремоторизацией Ан-2 СибНИА занялся разработкой нового самолёта для малой авиации. ОКБ, опираясь на исходную конструкцию Ан-2, создавало чертежи модели из композитных материалов. Конструкторы в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics» отрисовали все узлы будущего самолёта.
«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», - рассказал собеседник.
В ТВС-2ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска. Двигатель на новом самолёте также американский «Honeywell».
"Мы пытаемся поставить задачу по разработке отечественного двигателя подобного класса. Предприятие «Климов» предлагает разработать двигатель для ТВС-2ДТ, но цена вопроса около 3,5-5 миллиардов рублей и надо ждать пять лет. Для нас это неприемлемо", - аргументировал выбор начальник ОКБ.
Название нового самолёта (ТВС-2ДТ) расшифровывается как «Турбовинтовой самолет с двумя членами экипажа - демонстратор технологий».
Конструкторы не только создавали самолёт, но и помогали собирать узлы, участвовали в сборке крыла. «Конструкторы не доверили рабочим сборку и сами устанавливали систему выпуска закрылков на самолёт. Это произошло из-за того, что получились сложные механизмы, и они, как авторы, могли быстрее собрать систему», - отметил Писарев.
Главной особенностью разработки стало использование лёгких и прочных композиционных материалов, которые проще использовать в производстве, чем металл.
На территории института находится опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта. «Берется углеткань, пропитанная связующим. Такая заготовка называется препрегом. Она хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе он режет слои. При этом помимо очертаний задается и направление нитей», - рассказал Писарев.
После этого деталь помещается в вакуум, а затем отправляется в печь, где все слои спекаются при температуре 160 градусов.
Полёт в трубе - испытание самолета ТВС-2ДТ
Почти одновременно с разработкой и производством самолёта проводятся его испытания. СибНИА является вторым учреждением в стране вместе с ЦАГИ, которое может проводить подобные работы.
Для аэродинамических испытаний в институте имеются две трубы - малых дозвуковых скоростей со скоростью воздушного потока до 90 метров в секунду и труба транс- и сверхзвуковых скоростей до 660 метров в секунду. Сейчас СибНИА проводит их модернизацию.
Как рассказал начальник научно-исследовательского отделения аэродинамики и динамики полёта летательных аппаратов Валерий Зайцев, для испытаний в аэродинамической трубе изготавливается модель самолёта.
Она должна полностью повторять геометрическую форму самолёта. Требования к точности по крылу составляют 50 микрон, по фюзеляжу - 100 микрон.
Стоимость изготовления такой модели около 1,5-2 миллиона, что сопоставимо с ценой Ан-2 на вторичном рынке.
Для обеспечения визуализации потока, обдувающего модель, её обычно красят в черный цвет и наклеивают на поверхность короткие белые нити, колеблющиеся при движении воздуха. Модель закрепляется на аэродинамических весах, которые измеряют силы и моменты, действующие на модель. Это позволяет выяснить какая у самолёта подъёмная сила, оценить характеристики его управляемости и устойчивости. Полученные результаты испытаний помогают определить пути улучшения характеристик самолёта.
«Нами проводятся исследования обледенения конструкции самолёта и траекторий движения фрагментов льда при отрыве их от поверхности. Для имитации льда применяем полистирол или пенопласт. Процесс снимаем на скоростную камеру - 500 кадров в секунду. Результаты эксперимента анализируем, определяя, например, какова вероятность попадания льда в двигатель», - рассказал Зайцев.
В аэродинамической трубе Т-203 можно проводить 18 видов экспериментов. При необходимости СибНИА разрабатывает новые их виды, например, когда ОКБ имени Георгия Бериева дает нестандартные задания.
«Иногда нам удаётся помочь ОКБ в крайне тяжёлых ситуациях, когда на их разработках уже почти „поставлен крест“. Несколько самолётов мы, можно сказать, реабилитировали. Например, Су-80. Мы смогли доказать, что он может летать и летать хорошо. Дорабатывали у себя Ту-136 с криогенным топливом. Нам удалось на 40% улучшить его аэродинамические характеристики», - рассказал Зайцев.
За 8 минут
Перед тем как запускать самолёт в серию, определяется его первоначальный ресурс с помощью прочностных испытаний.
«В настоящее время в одном из корпусов СибНИА находится испытательный стенд с планером самолёта Sukhoi Superjet. На этом стенде имитируются нагрузки на самолёт в течение всего полёта: от руления перед взлётом до посадки, «в т. ч. выполняется наддув фюзеляжа, который имитирует перепад давления при изменении высоты полёта. Воздух подаётся внутрь фюзеляжа и удаляется из него по специально заданному графику через переходники, установленные в фальш-иллюминаторы», - поясняет начальник научно-исследовательского отделения усталостной и статической прочности авиационных конструкций Андрей Каргапольцев.
На создание испытательного стенда, включающего в себя около 80 каналов нагружения, ушло полтора года. Под каждый самолет такой стенд собирается индивидуально.
Сейчас весь процесс управляется автоматически, и все данные регистрируются компьютером, а раньше многое выполнялось «вручную», с привлечением большого количества специалистов.
«Мы работаем по программам, которые задает ОКБ. Какая нагрузка нужна, ту и достигаем. Иногда стоит задача довести конструкцию до разрушения. Решаем и её. Весь полёт средней продолжительностью около 2,5 часа у нас сжат до восьми минут. Если ОКБ устанавливает ресурс самолёта 50 тысяч лётных часов, мы должны «отлетать» на стенде как минимум в два раза больше», - рассказал Каргапольцев.
Главная задача таких испытаний - выявить слабые места конструкции. При обнаружении разрушений направляется сообщение в ОКБ, которое принимает решение о порядке продолжения испытаний (допускается рост трещин или выполняется ремонт). На основе результатов испытаний ОКБ принимает решение о необходимости доработки конструкции. Реинкарнация легендарного «кукурузника». ФОТО
Чтобы понять какие нагрузки испытывает самолёт, на нем размещено порядка 5 тысяч тензодатчиков. Они представляют собой проволочную решётку, у которой от деформации изменяется сопротивление, что фиксируют приборы.
Тензодатчики, кстати, установлены и на ТВС-2ДТ. Они определяют нагрузку на самолёт при лётных испытаниях.
«У нас проводятся испытания планера первоначальной версии «Superjet» и мы будем испытывать его, пока будут летать самолёты с этой версией планера», - сказал начальник отделения.
В корпусе, где проходят описываемые нами испытания, во времена СССР испытывали головные части баллистических ракет, крылатые ракеты с гиперзвуковыми скоростями полёта, элементы конструкций воздушно-космических аппаратов и космические аппараты в чистом виде.
Так, внешнюю поверхность киля воздушно-космического корабля «Буран» при проведении теплопрочностных испытаний разогревали до 900 градусов, нагружая при этом его конструкцию эксплуатационными механическими нагрузками по специальной программе, имитирующей факторы реального полёта.
В 1967 году из ОКБ «Южное» генконструктора Михаила Янгеля по железной дороге в контейнере с микроклиматом в Новосибирск с Украины прибыл посадочный модуль пилотируемого космического корабля «Земля-Луна», который создавался в противовес американской программе «Аполлон».
Этот посадочный модуль прошел успешные испытания на участке инфракрасного нагрева в СибНИА, завершившиеся в 1969 году, но полёт на Луну так и не состоялся из-за проблем с ракетой-носителем Н-1.
Сегодня же СибНИА выполняет заказ по государственному контракту с департаментом авиационной промышленности - разрабатывает концепцию и облик самолёта для местных воздушных линий на 19 кресел с турбореактивными двигателями и большой скоростью полёта на большой высоте.
Обеспечить запуск самолёта в серийное производство планируется к 2019 году.
