15 Апр Платформа для развития программы SSJ100

Для вторжения на этот рынок компании «Гражданские самолеты Сухого» (ГСС) требовалось предложить нечто такое, чем не могли похвастаться конкуренты, а не только наличие более или менее стандартного оборудования, пусть даже современного и от ведущих мировых производителей. Уникальными преимуществами SSJ 100, как говорят в ГСС, стали его аэродинамика и система управления, реализовать которые удалось благодаря плотному сотрудничеству с ведущими российскими научными институтами — ЦАГИ и СибНИА.

В результате на рынке региональных машин появился, как ни странно это звучит, широкофюзеляжный самолет. Дело не только в том, что у SSJ 100 в ряду пять кресел, тогда как у конкурентов четыре. Самолет получился широкофюзеляжным с точки зрения аэродинамики, по соотношениям между габаритами фюзеляжа и крыла. Впервые на региональной машине применено крыло с удлинением 10 (как на дальнемагистральном Ил-96), к тому же с оптимизированным суперкритическим профилем. Компактное нагруженное крыло обеспечивает хорошую экономику — на оптимальных эшелонах полета преимущество перед прямыми конкурентами составляет 3,5%, а на более низких, куда обычно пускает региональные самолеты служба аэронавигации, — до 8%.

Второе свойство широкофюзеляжного самолета — система управления. Как говорят в ГСС, аналогичная система сейчас реализована только на Airbus A380, причем СДУ (система дистанционного управления) у SSJ 100 по паре функций превосходит систему A380 (наряду с защитой от попадания в сложное пространственное положение и ограничением предельных режимов полета на SSJ 100 реализованы также защита механизации крыла и защита от удара хвостом при взлете). Это удалось благодаря тому, что поставщик авионики, компания Thales, использовал технологии, разработанные для Airbus, и к ним был еще добавлен опыт ЦАГИ.

В результате на SSJ 100 реализован полный комплект функций защиты от выхода за предельные режимы полета. Самолет сертифицирован EASA как Protected Aircraft, аналогичные сертификаты имеют только семейство среднемагистральных Airbus A320, широкофюзеляжные A330 и A340, новейшие A380 и (в перспективе) A350, а также бизнес-джет Dassault Falcon 7X. В классе региональных машин SSJ 100 — единственный самолет с системой управления подобного уровня.

В ГСС даже поговаривают, будто одним из импульсов, подтолкнувших Embraer к модернизации семейства своих региональных самолетов, в рамках которой очень большое внимание уделяется бортовому оборудованию (см. с. 46), стал именно выход на рынок SSJ 100. Разумеется, доказать или опровергнуть это утверждение невозможно, однако стоит отметить, что сертификация в России самолета Embraer E-195 — явление весьма позитивное для Sukhoi Superjet 100 (SSJ 100), поскольку позволит сравнить самолеты одного класса в равных условиях.

Направления развития  

Традиционно самолет воспринимается как фюзеляж, крыло, двигатели, хвостовое оперение, а управляют всем пилоты. Перспективный самолет устроен совсем по-другому. Разумеется, у него есть планер и все остальное, но в первую очередь это большое количество разнообразных компьютеров, объединенных в сеть с многократным резервированием и снабженных специализированными интерфейсами для взаимодействия со всеми системами самолета, которые тоже становятся цифровыми. Пилоты превращаются в операторов — СДУ одинаково трактует управляющие сигналы независимо от того, исходят ли они от боковой ручки управления или от задатчика автопилота.

Именно комплекс систем, интерфейсов и программного обеспечения представляет собой платформу, которая может послужить основой для разных самолетов. Подобно тому как Airbus A350XWB создается на платформе A380, хотя это машины разной размерности, так и SSJ 100 может послужить платформой для дальнейшего развития. Поэтому можно выделить три магистральных направления:

• совершенствование      самолета и систем;
• развитие      продуктового ряда:
• создание      нового поколения.

Как говорят в ГСС, работа идет по всем трем направлениям.

Совершенствование самолета и систем — процесс, не прекращающийся на протяжении всего жизненного цикла машины, но на начальном этапе он идет очень активно, поскольку помимо прочего необходимо устранять недоработки, которые обнаруживаются в процессе эксплуатации. Кроме того, идет весовая оптимизация, направленная на то, чтобы в ходе доработок вес самолета не увеличивался.

Продолжаются работы по расширению границ, указанных в сертификате летной годности. Диапазон температур, при которых самолет может выполнять полеты, теперь составляет от –54 до +45°C. В декабре 2012 г. было получено дополнение к сертификату по состоянию ВПП, покрытой снегом (до 60 мм), слякотью (до 13 мм) и мокрым снегом (до 15 мм), сейчас идут работы по «стоячей воде».

По максимальной высоте базирования самолет спроектирован для высоты до 11 тыс. футов (3350 м). Сейчас есть сертификат на 5 тыс. футов (1500 м, аэропорт Гюмри). Подготовлены все доказательные документы для расширения до 8,5 тыс. футов (2800 м, аэропорт Тулука, Мексика), до поставки первого самолета компании Interjet расширение сертификата по высоте базирования до 8,5 тыс. футов будет получено официально.

Идет подготовка документов на получение сертификата на выполнение посадки по категории ICAO Cat III A (видимость по вертикали не менее 30 м, по горизонтали не менее 200 м), техническое проектирование уже завершено.

Есть также ряд работ, направленных на развитие самого самолета. К ним можно отнести, например, разработку законцовок крыла для SSJ 100. Окончательное решение о их установке на самолет еще не принято, однако результаты продувок, проведенных в прошлом году в ЦАГИ, свидетельствуют, что законцовки позволят улучшить характеристики самолета не менее чем на 3%, — об этом сообщил Александр Долотовский, заместитель главного конструктора по аэродинамике ГСС. По его словам, до конца года можно установить законцовки на прототип и начать летные испытания. Результаты продувок продемонстрировали улучшение не только показателей на крейсерском режиме, но и взлетно-посадочных характеристик. Увеличение подъемной силы крыла позволит расширить ограничения по базированию в условиях жаркого климата и высокогорья, а также несколько снизить уровень шума на местности.

С точки зрения аэродинамики наилучшие результаты при продувках показали наклонные законцовки, похожие на плавники, однако они создавали слишком большой изгибающий момент на крыле, что воспрепятствовало бы возможности их установки на уже эксплуатируемые самолеты (retrofit) без серьезной доработки силовой конструкции крыла. Поэтому в качестве рабочего варианта выбраны вертикальные законцовки.

Развитие продуктового ряда направлено в первую очередь на сертификацию версии LR с увеличенной дальностью полета. Как известно, первоначально проект SSJ предполагал создание трех версий — на 60, 75 и 95 кресел — в базовой (B) и LR-модификациях. Однако укороченные версии самолета оказались невостребованными: от 60-местной отказались полностью, а 75-местная пока считается «замороженной». К счастью, крыло SSJ было оптимизировано под 95-местную версию, а не под среднюю (по слухам, это порекомендовали специалисты Boeing), благодаря чему у самолета есть резерв для развития.

Первый самолет с увеличенной дальностью — SSJ 100LR (серийный номер 95032) совершил первый полет 12 февраля текущего года. Его конструкция полностью идентична базовой версии, отличия только в допустимом максимальном взлетном весе, который увеличен на 7,3% (с 45880 до 49450 кг), благодаря чему в существующие топливные баки можно залить больше керосина и увеличить максимальную дальность полета до 4578 км, тогда как у базовой версии она составляет 3048 км. Кроме того, у SSJ 100LR изменены настройки двигателей SaM146, которые выдают взлетную тягу на 5% больше, а также ряд параметров в системе автоматического управления полетом. Поскольку объем сертификационных испытаний небольшой (наиболее интенсивная программа связана с измерением шума на местности; кроме того, требуется заново провести испытания по скорости сваливания, взлетным скоростям и ряду других характеристик), ожидается, что для сертификации потребуется несколько десятков полетов и в текущем году будет получен сертификат типа АР МАК. При этом, как подчеркивают в ГСС, самолет 95032 — это не прототип, а серийная машина, которая после завершения сертификационных испытаний будет продана заказчику.

Вполне вероятно, что версия LR будет оснащаться законцовками крыла, поскольку при увеличенном времени полета на эшелоне эффект от них наиболее заметен. Также разумно было бы установить законцовки на бизнес-джет SBJ (Sukhoi Business Jet), но ГСС тему бизнес-джета не комментирует, поскольку ее ведет СП SuperJet International. По сведениям АТО, работа идет над двумя вариантами бизнес-джетов на основе SSJ. Вариант VIP представляет собой стандартную версию LR, оборудованную салоном бизнес-джета. Вариант SBJ предусматривает установку дополнительных топливных баков, которые позволят практически удвоить объем топлива и дальность полета. Один из дополнительных баков будет размещен на месте заднего багажного отсека базовой версии, из-за чего для доступа в задний приборный отсек потребуется сделать дополнительный люк. Не исключено, что в целях унификации производства таким люком будут оснащаться все самолеты SSJ 100, однако благодаря программе по весовой оптимизации, на взлетном весе подобная доработка не отразится.

В принципе, говоря о развитии продуктового ряда, можно было бы упомянуть и грузовую версию самолета. Разумеется, новые грузовые самолеты столь малой размерности никто заказывать не будет и должно пройти много лет, прежде чем станет актуальным вопрос конвертации пассажирских самолетов в грузовые. Однако теоретически можно было бы взять планер самолета Ан-148 (с грузовым люком или рампой), оснастить его двигателями SaM146 и, самое главное, бортовым оборудованием и СДУ от SSJ 100 и получить, таким образом, принципиально новый по своим характеристикам 12-тонный грузовой самолет. Но это, вероятно, за гранью фантастики.

Далекие перспективы  

Перспективное увеличение вместимости регионального самолета возможно как на базе SSJ 100 за счет удлинения фюзеляжа (до 110–115 кресел), так и путем создания нового самолета на 120–130 мест с другими двигателями и новым композитным крылом. Но при этом удастся сохранить платформу, архитектуру, интерфейсы и основные принципы самолетных систем. Впрочем, платформа допускает не только масштабирование, но и внедрение новых функций.

Так, развитием категории ICAO Cat III A станет повышение функционала до Cat III B: видимость по вертикали 15 м, по горизонтали 50 м. Дальнейшее увеличение точности самолетовождения связано с перспективным внедрением новых систем организации воздушного движения (NextGen в США и SESAR в Европе), которые предусматривают четырехмерную 4D-навигацию. Это предполагает высокий уровень автоматизации не только в автоматическом, но и в ручном режиме полета, то есть, к примеру, системы предупреждения опасного сближения самолетов TCAS и приближения поверхности земли TAWS будут не просто давать рекомендации, а в случае необходимости перехватывать управление и выполнять необходимый маневр. Технически реализовать это нетрудно уже сейчас, основные сложности заключаются в их сертификации.

Дальнейшие перспективы функциональных возможностей звучат и вовсе фантастически, но в будущем и они реализуемы. Высокий уровень автоматизации самолета позволит перейти к «полуторачленному» экипажу — самолетом управляет только один пилот, а один бортпроводник имеет базовую летную подготовку, позволяющую в случае необходимости посадить самолет. Разумеется, до создания такого самолета, способного фактически летать в беспилотном режиме, пройдут десятки лет, но технический задел по системам управления формируется уже сегодня.

 Источник: ATO.ru