В Центральном аэрогидродинамическом институте имени Н.Е. Жуковского в Подмосковье начинаются статические испытания одной из главных сенсаций отечественной авиапромышленности, магистрального самолета МС-21. О том, каковы шансы на успех, и в чем главная изюминка лайнера, позволяющая разработчикам надеяться на успех в битве с «боингами» и «аэробусами», — в материале Лайфа с места событий.
В ангаре Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) в подмосковном Жуковском отдельно на специальных опорах стоит фюзеляж МС-21, отдельно — крыло и другие элементы самолета.
Специалисты ЦАГИ начали объединять их в единую конструкцию, которую оснастят датчиками и специальным оборудованием. C их помощью конструкторы будут имитировать разные нагрузки и анализировать «отклик» на них одной из наиболее перспективных отечественных авиаразработок.
Вы не поверите, но по словам конструкторов, крыло самолета будет подвергаться таким колебаниям, что его кончик будет подниматься на высоту в три метра.
Испытания будут проводиться в несколько этапов. На первом из них планер будет испытывать статические нагрузки вплоть до максимальных эксплуатационных, идентичных тем, которым МС-21 подвергнется во время реального полета. Этот этап как раз и позволит снять ограничение на проведение летных испытаний.
— Собственно говоря, именно здесь и будет дана путевка в жизнь, одобрение первого полета нашего нового лайнера, — говорит гендиректор ЦАГИ Cергей Чернышев.
Оснащение всей аппаратурой занимает от нескольких недель. Вместе с пробными испытаниями это — это длительный и трудоемкий процесс.
— На фюзеляже будет установлено больше 1000 датчиков и каждый живет своей жизнью, поставляет информацию, которая в реальном режиме времени анализируется учеными, специалистами и конструкторами. Наша главная задача — не просто приложить усилия, а определить возможные слабые места, которые потребуют усиления. Эта методика была отработана в ЦАГИ длительное время и доказала свою эффективность. Вся программа реализуется в течение четырех-пяти месяцев в зависимости от того, как все пойдет. Это только начальный этап. Для обеспечения первого вылета самолета.
Дальше обширные испытания будут продолжены. Но они станут более детальными, с увеличенными нагрузками. Самолет, отправляясь в первый тестовый полет, будет ограничен в действиях.
— Никаких маневров. Простой взлет, круг, посадка. Со временем и с получением более детальной доказательной базы по прочности этого летательного аппарата ЦАГИ расширяет условия полета. Все это делается в тесном контакте и с летчиками и с корпорацией «Иркут», разработчиком. Вот такая технология постановки на крыло нового лайнера, — рассказывает Сергей Чернышев.
Новые технологии
МС-21 не зря называют новой ступенью в развитии отечественной авиации. В самолете впервые для машин ближне и среднемагистрального классов используется крыло, выполненное из полимерных композитных материалов (ПКМ ). Нигде в мире нет опыта по созданию таких протяженных объектов с помощью подобной технологии.
— Мы на передней линии научно-технического прогресса, — не без гордости заявляет гендиректор ЦАГИ Сергей Чернышев. — Чтобы быть уверенными, что все нормально, работы по исследованию таких конструкций, начиная с элементарных образцов материалов, панелей и вплоть до прототипов крыла, мы начали около пяти лет назад, широким фронтом. Испытали четыре прототипа. В то время они были изготовлены в Австрии. Но технические решения и методы проектирования использовались наши — отечественные, которые корпорация «Иркут» применила для крыла по российской технологии. Учитывая длительность эксплуатации, авиастроители должны обеспечить как минимум 20 лет бесперебойной и надежной работы планера, а дальше уже по состоянию продлять жизнь самолета — это десятки лет безаварийно работы. Конечно, необходимо очень много знать о том, как себя ведут эти конструкции в условиях повышенной влажности, солевого воздействия, больших перепадов температур и все это при воздействии нагрузок.
Испытания планер должен выдержать
Опрошенные Лайфом эксперты уверены, что планер и его композитные элементы выдержат испытания. При этом главный редактор отраслевого портала Avia.ru Роман Гусаров, в беседе с Лайфом высказал мнение, что ключевым вопросом в статическом испытании планера остается вопрос в стабильности производства нового крыла:
— Вопрос не в самих материалах, они прошли испытания. Вопрос в стабильности технологий производства. Поскольку методика для изготовления больших длиномерных панелей ранее не использовалась, то стоит вопрос в качестве и в его стабильности. Мы (Россия) пионеры в этой части. На нас посматривает весь мир. Сама технология сэкономит огромные деньги, она более дешевая. Кессон крыла МС-21 уже испытывался. Вопрос теперь в том, что прочностные испытания крыло пройдет, а вот пройдет ли ресурсные? Для этого нужно время. Какой ресурс будет у крыла? Не будет ли оно расслаиваться со временем? Вот тут, наверное, вопрос. Он открыт. Прочностные? Да. Чтобы пустить это в серию? Надо провести первый этап — проверить на прочность. А потом уже гонять на ресурс. Годами. Проверять.
По его мнению, именно на новом крыле у МС-21 основной идет выигрыш в стоимости в сравнении с «одноклассниками». Boeing стоит от $90 млн, а Airbus — от $97 млн, против предполагаемой цены российского самолета $72-85 млн. В России делают крыло большого удлинения, с хорошими аэродинамическими характеристками и в этом тоже выигрыш.
— Что касается результатов испытаний, то предсказать их со стопроцентной гарантией, конечно, невозможно, — говорит Лайфу исполнительный директор отраслевого агентства АвиаПорт Олег Пантелеев. — Но есть несколько тезисов, которые позволяют рассчитывать на хороший результат. Во-первых, нынешним испытаниям предшествуют длительные работы по проведению прочностных расчетов. Во-вторых, прежде чем проводить испытания планера, компания «Аэрокомпозит» — разработчик и производитель крыла — выполнила тысячи испытаний отдельных образцов, потом были испытания прототипов кессона крыла — главного агрегата, воспринимающего нагрузки. Затем испытывалось в разных условиях, в том числе и с нанесением нормированных повреждений, полукрыло отдельно от планера. Результаты всех этих работ показали высокую сходимость расчетных результатов с экспериментальными данными, а также соответствие испытанных образцов требованиям, заложенным в их конструкцию.
По словам эксперта, безусловно, история авиационной отрасли знает примеры, когда наземные прочностные испытания выявляли проблемы, когда конструкции разрушались при нагрузке, меньше заданной, что свидетельствовало о недостаточной прочности. Равно как и были прецеденты, когда при расчетных нагрузках конструкция не ломалась, держалась до 150-200% от заданных нагрузок. Это тоже не слишком хорошо, так как свидетельствует об излишнем запасе прочности и, соответственно, излишнем весе конструкции.
Что касается стоимости испытаний, то эксперты затруднились ее оценить.
— Прежде всего отмечу, что стоимость проведения испытаний никогда не выделяется из общей величины затрат, связанных с созданием новых воздушных судов, я не встречал подобных оценок ни по одному из самолетов. В то же время очевидно, что нужно изготовить планер воздушного судна, практически полностью идентичный самому изделию, за исключением тех агрегатов и деталей, которые не воспринимают возникающие в полете и на земле нагрузки. Этот планер подлежит разрушению в ходе испытаний. Кроме того, под каждый самолет дорабатывается и стендовая база, на которой проводятся испытания. Добавляем сюда издержки на сборку на месте, транспортировку, затраты самого ЦАГИ на обеспечение работ и т.д., — пояснил Олег Пантелеев.
Работы, которые начались в ЦАГИ, являются важным этапом в создании любого воздушного судна. В институте имеется возможность моделирования нагрузок, позволяющих исследовать прочность летательных аппаратов различных типов. Так, в статическом зале института были испытаны Ту-204, Ту-334, Ил-114, Ми-26, SSJ100, «Буран» и многие другие.
Для справки
Иркут МС-21 («Магистральный самолет XXI века») — отечественный проект ближне-среднемагистрального пассажирского самолета. Торжественная церемония выкатки нового самолета МС-21 состоялась в Иркутске 8 июня 2016 года. Начало серийного производства запланировано на 2017 год.
Программа семейства ближне-среднемагистральных самолетов МС-21 разрабатывается совместно с ОКБ Яковлева и корпорацией «Иркут».
Корпорация «Иркут» подписала твердые контракты на поставку 175 самолетов МС-21. Портфель «мягких» заказов превышает 100 самолетов. Первый полет ожидается в 2016 году. Сейчас строятся 4 опытных образца. Стоимость программы разработки самолета оценивается в $4,5 млрд.
Семейство самолетов МС-21 включает две модели, спроектированные с высокой степенью унификации. МС-21-200 — рассчитан на перевозку от 132 до 165 пассажиров и МС-21-300 — рассчитан на перевозку от 163 до 211 пассажиров.
Предполагается, что основную конкуренцию самолету Иркут МС-21 составит китайский СOMAC, вместе с тем, МС-21 претендует на ту же коммерческую нишу, что и Boeing 737 MAX с Airbus 320 neo.
Автор: Эльдар Ахмадиев
Источник: сайт «Life.ru» 15.09.2016
