Транспортный «Слон» и перевозки на Север

Главное авиационное событие этого лета — Международный авиационно-космический салон (МАКС-2021) — откроет свои двери для посетителей уже во вторник, 20 июля, на территории подмосковного Жуковского. Участниками авиасалона традиционно станут главные научные центры и авиастроительные корпорации России.

В преддверии МАКСа журналисты ФБА «Экономика сегодня» пообщались с генеральным директором Федерального государственного унитарного предприятия «Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского» (ФГУП «ЦАГИ»), членом-корреспондентом РАН Кириллом Сыпало. Он рассказал, по какому принципу в России разрабатывают сверхзвуковой гражданский самолет, планируют самолеты для перевозок на Север и какие двигатели получит потенциальная замена украинскому Ан-124 «Руслан» — транспортный самолет «Слон».

ЦАГИ должен смотреть на 15–20 лет вперед

— Специалисты ФГУП «ЦАГИ» приступили к циклу исследований по формированию облика легкого самолета местных воздушных линий для отдаленных районов Севера и Дальнего Востока. Какие факторы будут проанализированы для подобной разработки? И планируется ли опрос среди жителей Севера и Дальнего Востока о том, какой самолет им нужен?

— Развитие местных воздушных линий в отдаленных и труднодоступных районах страны — Важная государственная задача, направленная на повышение мобильности населения.

Одной из целей Транспортной стратегии, достижение которой планируется к 2030 году, является «обеспечение доступности и качества транспортных услуг для всех слоев населения в соответствии с социальными стандартами, гарантирующими возможность передвижения на всей территории страны». По крайней мере, в 16 субъектах Российской Федерации местное авиасообщение объективно является массовым социальным видом транспорта, а именно в Ненецком, Ханты-Мансийском, Ямало-Ненецком, Чукотском автономных округах, Камчатском, Красноярском, Хабаровском краях, Магаданской, Архангельской, Иркутской, Томской и Сахалинской областях, республиках Саха (Якутия), Бурятия, Коми и Тыва.

Местными операторами авиаперевозок к новому легкому самолету малых воздушных линий сформулированы основные требования, среди которых — снижение уровня эксплуатационных расходов (низкая цена приобретения, низкая стоимость содержания), обеспечение длительного безангарного содержания, увеличение интенсивности эксплуатации, а также сокращение ограничений по полетам в сложных метеоусловиях, над безориентировочной местностью. Кроме того, необходимо обеспечить повышение уровня комфорта пассажиров, возможность выполнения более дальних полетов без промежуточных посадок и расширенные условия базирования.

Самолет должен быть адаптирован под различные виды перевозок, в том числе пассажирские, грузопассажирские, контейнерные, санитарные, а также выполнение патрульно-транспортных задач для охраны лесов от пожаров.

Концепция летательного аппарата основана на обеспечении низкой стоимости покупки и владения воздушным судном за счет реализации следующих принципов: оптимизация параметров и летно-технических характеристик самолета с учетом условий эксплуатации в регионах Сибири, Севера и Дальнего Востока; оптимизация конструктивно-силовой схемы для обеспечения более простой технологии производства конструкции фюзеляжа самолета; оптимизация параметров грузопассажирской кабины для обеспечения перевозки пассажиров с максимальным комфортом для данного класса самолетов (антропометрические и географические особенности регионов применения, перевозка пассажиров в теплой одежде с объемным багажом), стандартные контейнеры типа LD-3 и паллеты.

Задачи ЦАГИ связаны с проработкой технологических возможностей в части аэро- и гидродинамики, прочности, системы управления и авиационной акустики.

Опрос жителей по поводу возможного облика летательного аппарата не запланирован. Необходимо учитывать, что между научно-исследовательским институтом и потенциальным пассажиром находятся еще два важнейших звена: предприятия авиационной промышленности и авиакомпании. Первые на основе научно-технического задела, созданного в том числе в ЦАГИ, разрабатывают и производят авиационную технику, вторые — оказывают услуги населению по перевозке. У каждого субъекта в этой цепочке своя роль и свой горизонт планирования.

Предположим, что пассажир планирует свои передвижения на год вперед. Авиакомпания ориентируется в своей деятельности на более дальнюю перспективу — пять лет. Срок разработки и сертификации воздушного судна занимает пять и более лет, а затем в течение такого же срока воздушное судно выпускается серийно. Таким образом, с учетом срока разработки новых технологий ЦАГИ должен смотреть как минимум на 15–20 лет вперед. А это уже прогноз, и он делается на основе математических моделей. При прогнозировании учитываются и финансовые возможности государства по обеспечению целевого уровня мобильности населения.

Не обойтись без прорывных технологий

— Вы назвали создание нового поколения сверхзвуковых гражданских самолетов одним из основных вызовов для мирового авиастроения. За счет каких инструментов современная Россия сможет развить ключевые технологии в этом перспективном направлении?

— Современный мир живет в быстром темпе. Именно поэтому интерес к развитию сверхзвуковой пассажирской авиации в наши дни получает новый импульс. Но вместе с тем работа в этом направлении открывает перед нами сложные вызовы. Создание перспективного летательного аппарата требует решения целого комплекса проблем. Обеспечить полет на сверхзвуковой скорости на большую дальность и при этом удовлетворить требования по допустимому уровню шума и звукового удара – амбициозная и непростая цель.

Сегодня в России реализуется комплексный научно-технологический проект (КНТП) по разработке сверхзвукового гражданского самолета нового поколения. КНТП ведется под руководством Национального исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского» (НИЦ) в рамках госконтракта с Министерством промышленности и торговли РФ. Перед командой специалистов поставлена цель: сформировать научно-технический задел для создания летательного аппарата и подтвердить эффективность комплекса новых технологий в натурных условиях на летном демонстраторе к 2025 году.

В проекте задействованы ключевые институты авиационной отрасли нашей страны, среди которых ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС. Это масштабная работа, которая подразумевает проработку нескольких непростых задач. Прежде всего нам необходимо понять, каким будет облик сверхзвукового гражданского самолета. Важно понимать, что этот летательный аппарат должен обеспечивать низкий уровень звукового удара, при этом — обладать аэродинамической и весовой эффективностью, надежностью и безопасностью.

Здесь же следует упомянуть вопросы, связанные с силовой установкой, которая должна удовлетворять критериям экономичности и одновременно требованиям по уровню шума на взлетно-посадочных режимах. Разумеется, в деле создания такого перспективного воздушного судна не обойтись без прорывных технологий. Сформировать и доказать их эффективность с учетом обеспечения рыночной конкурентоспособности — важнейшая задача, стоящая перед учеными.

Говоря о теме сверхзвукового гражданского самолета, необходимо сказать о деятельности консорциума Научного центра мирового уровня «Сверхзвук». Его координатором выступает ЦАГИ, а в составе участников — ЦИАМ, ГосНИИАС, МАИ, МГУ и многие другие. Если выше мы говорили о создании реального относительно небольшого летательного аппарата, то здесь речь идет о фундаментальных поисковых исследованиях физики сверхзвукового полета.

Ученые занимаются проработкой сложных научных явлений с разных ракурсов — это процессы генерации и распространения акустических возмущений, прохождения слабых ударных волн через реальную атмосферу, особенности поведения пограничного слоя, аэродинамического нагрева, поведения новых композиционных материалов на микроуровне и многое другое. Иными словами, это глубокий поиск на острие науки. На выходе мы планируем получить инновационные технологии создания высокоэффективного сверхзвукового пассажирского самолета следующего поколения с низким уровнем звукового удара и шума, технологию многокритериального многодисциплинарного проектирования летательного аппарата, технологию дополненной реальности в кабине пилота и т. д.

«Слон» и двигатели ПД-35

— На какой стадии находится проект «Слон» — потенциальная замена украинскому Ан-124 «Руслан»? Какие исследования центр авиационной науки проведет в 2021 году (в СМИ были озвучены планы по проектированию крыла самолета, оптимизации взлета и посадки)?

— Проект транспортного самолета «Слон» находится на этапе научно-исследовательских работ и направлен на исследование технологий перспективного транспортного самолета для возможной замены советского тяжелого дальнего транспортного воздушного судна Ан-124 «Руслан». Планируется, что этот летательный аппарат будет предназначен для перевозки тяжелых и крупногабаритных грузов на дальность порядка 7000 км со скоростью 850 км/ч. Максимальная коммерческая нагрузка — 180 тонн (Ан-124 — 120 тонн). «Слон» проектируется под российские перспективные двухконтурные турбореактивные двигатели ПД-35.

На данном этапе идет отработка технических решений по аэродинамике, устойчивости и управляемости самолета, а также вопросов прочности конструкции. В 2021 году в ЦАГИ ведутся работы по совершенствованию аэродинамической компоновки (законцовка крыла, пилоны двигателей, фюзеляж, интеграция крыла с фюзеляжем), основанные на прошлогодних испытаниях модели в аэродинамических трубах. Также проводятся концептуальные исследования вариантов взлетно-посадочной механизации крыла.

Отметим, что основной задачей создания проекта транспортного самолета «Слон» является выбор рациональных параметров компоновки будущего самолета. Окончательное решение о технических характеристиках, облике, компоновке и других параметрах будет принимать ведущая организация.