В центральном аэрогидродинамическом институте - ЦАГИ, что находится в подмосковном Жуковском, начались сертификационные испытания по статической прочности самолета "Сухой Суперджет 100".
Сломать, чтобы летал
На испытательном стенде модель самолета практически не видно: вокруг видимо-невидимо разной аппаратуры. Одних тензодатчиков, с помощью которых исследуется напряженное состояние в элементах конструкции машины, под 7 тысяч! Здесь же специальные нагружающие устройства - рычажные системы, более ста гидроцилиндров с независимым автоматизированным управлением...
Практически завершены работы по испытанию системы дистанционного управления, а также созданию аэродинамического банка данных, который необходим для расширения программы летных испытаний. Кажется, совсем недавно ЦАГИ выдал заключение на первый полет "Супер джета". А сейчас он уже около 60 раз поднимался в небо, причем десять полетов было сделано при больших углах атаки.
- Эти испытания полностью подтвердили данные расчетов и продувок в трубах ЦАГИ, - замечает начальник отделения статической и тепловой прочности института Александр Дзюба. - Наши наземные испытания продолжатся и в следующем году. Параллельно с летными.
Как говорят аэродинамики, безопасность летных испытаний нового самолета подтверждена. Теперь нужно обеспечить уже без опас ность авиапассажиров. Напомним: новый отечественный региональный самолет создается сразу с прицелом на международный рынок. А значит - должен сертифицироваться по европейским и американским нормам. Объем рынка для машин семейства оценивается в 800 самолетов до 2024 года. Сегодня портфель твердых заказов на "Сухой Суперджет 100" составляет 98 единиц.
Вообще то, что делают в ЦАГИ с новыми машинами, иначе как пытками не назовешь. Почему? Российские критерии прочностных испытаний - одни из самых жестких в мире. Скажем, при тепловых испытаниях в вакууме летательные аппараты заставляют "принимать на грудь" до 1700 градусов по Цельсию! На воздухе чуть меньше - 1500.
- Мы должны понять, где нужно усилить самолет, но не сломав его, - поясняет Дзюба.
Самое любопытное, что испытательную модель самолета после того, как будут пройдены все "круги ада", в конце концов все-таки разрушат. Так делается всегда. Зачем? Создателям важно понять, где кончаются резервы их конструкции. Прямо скажем: металлолом получается дорогой. Но овчинка стоит выделки. Для примера: крыло самолета Ту-204 после сертификационных "страшилок" было сломано в трех местах. В результате конструкторы получили столько важнейшей информации, что позже несколько модификаций этой машины было сделано без каких-либо дополнительных прочностных испытаний.
В 20 раз быстрее звука
Кстати, по оценкам многих специалистов, "Суперджет" показывает себя молодцом. "Небольшие точечные усиления конструкции после испытаний - нормальная практика, - говорят они. - Это не окажет влияния на общий дизайн самолета и не потребует переделки конструкции".
Что тут особенно важно? ЦАГИ по своей экспериментальной базе - крупнейший в мире научный центр. Специалисты имеют возможность заниматься проблемами любого летательного аппарата - будь то самолет, космический аппарат или ракета- комплексно. И аэродинамика, и статическая, усталостная прочности, и аэроупругость, и динамика полета, и аэроакустика - все подкреплено стендовой базой. Масштабы поражают. Так, при испытаниях в современной сверхзвуковой аэродинамической трубе Т-109 через рабочую часть пролетает около 2 тонн воздуха. Нет аналогов у гиперзвуковой трубы со скоростью потока, превышающего скорость звука в 20 раз. А всего в институте более шестидесяти аэродинамических труб.
Стоит ли удивляться, что с просьбами в институт обращаются самые авторитетные западные фирмы. Скажем, совсем недавно российские специалисты закончили большой цикл сложных испытаний самолета "Боинг-787". На стенде весом 150 тонн испытывались крупноразмерные агрегаты фюзеляжа на ресурс, остаточную прочность, разрыв. Заказчик остался доволен.
Композиты рвутся в небо
По словам специалистов ЦАГИ, испытания нового региональщика "Сухой Суперджет 100" - самый значительный проект института за последние несколько лет. Но уже в середине 2010 года место на его испытательном стенде должен занять российский самолет Ил-112, а после него - МС-21.
- Мы участвуем в разработке концепций более электрического и полностью электрического самолета, - рассказывает директор ЦАГИ Сергей Чернышев. - Эти концепции - как рабочий вариант для нового ближне-среднемагистрального самолета МС-21, который сейчас разрабатывается компаниями "Иркут" и КБ имени Яковлева.
Но что значит вообще электрический самолет? Если совсем просто, то в таком самолете все его системы будут управляться не тяжеловесными гидравлическими агрегатами, а с помощью электрических приводов. По мнению специалистов, это огромный шаг вперед. Более того, МС-21 будет почти на сорок процентов состоять из композитов. Сейчас же доля деталей из углепластиков в самолетах российского производства не превышает 20 процентов.
- Использование композитных материалов даст более легкий вес самолету, повышенную аэродинамическую эффективность за счет увеличения длины крыла, хорошую прочность при статических нагрузках, - сказал Чернышев, выступая в Москве на конференции "Перспективы авиационной науки".
Впрочем, есть у композитов и минусы. В частности, их повышенная хрупкость, чувствительность к климатическим условиям, необходимость постоянного мониторинга. "Но плюсов все равно больше", - подчеркнул директор ЦАГИ. Не случайно в новом "Боинге-787" доля этих материалов превышает 50 процентов.
Сейчас в институте создается Центр испытаний композитных конструкций летательных аппаратов. Здесь будут испытываться все композитные конструкции гражданских и военных самолетов, включая истребитель пятого поколения. Что же касается МС-21, то, по планам, он должен выйти на рынок в 2015 году и заменить "старичков" Ту-154 и Як-42. Конструкторы обещают: по уровню комфортности для пассажиров эта машина превзойдет не только отечественные, но и зарубежные аналоги.
Сергей Чернышев, директор ЦАГИ, доктор физико-математических наук:
- Каким я вижу самолет будущего? Прежде всего "зеленым": малошумным, с минимумом выбросов. Это самолет, который будет очень гибок по своему интерьеру, с повышенным комфортом. А главное - суперэкономичным. Мы ведем исследования, что, скажем, даст применение водорода с точки зрения перспектив развития авиационного транспорта. Какие внешне будут самолеты? Более "пузатые", наверное. Ведь водород легкий, и его надо много.
Что касается сверхзвуковых пассажирских самолетов, то уверен: их история вместе с Ту-144 не закончилась. Большой пассажирский "сверхзвуковик" обязательно появится. Но для этого необходимо решить несколько фундаментальных проблем. Одна из них - звуковой удар. Необходимо существенно уменьшить вредное воздействие от ударной волны, которая сравнима со взрывом. Последние наши исследования показывают: уровень звукового удара можно довести примерно до 15 паскалей. Для сравнения: 100 паскалей - это Ту-144.
Но самое главное не только это: громкость звукового удара мы сегодня можем довести до 65 децибел. Получаются такой маленький хлопочек и шелест, которые никого не раздражают. Эти данные - возможный "кандидат" для принятия норм и требований по звуковым ударам. Их в мире сегодня просто нет. Они появятся скорее всего к 2011 году. И это откроет дорогу сверхзвуковой авиации. То есть на фундаментальном уровне проблема звукового удара решена. Однако потребуется еще примерно лет пять для отработки на демонстраторах, проведения различных опытно-конструкторских работ.
Но сначала появится маленький деловой сверхзвуковой самолет. Рынок таких машин оценивается примерно в 400 машин. Это серьезно.
Между тем
Строительные работы по созданию национального центра авиастроения в городе Жуковском начнутся в 2009 году. По словам мэра г. Жуковского Александра Бобовникова, первым строящимся объектом станет Выставочный комплекс на территории ЛИИ имени Громова. Под него уже выделена территория - 100 тыс. кв. метров.
Комплекс обеспечит работу постоянно действующей национальной выставки, где будет проводиться в том числе авиасалон МАКС. Сейчас на утверждении экспертов находится проект строительства новой автодороги к Выставочному комплексу. Уже определено, и где будет располагаться штаб-квартира Объединенной авиастроительной корпорации: строительство должно начаться в 2010 году.
По словам мэра, утверждены основные положения Федерального плана развития г. Жуковского. В том числе на новой территории площадью 3 тыс. гектаров, выделенных по указу губернатора Московской области Бориса Громова. В начале 2010 года планировка завершится, и начнется строительство новых жилых кварталов.
- Жуковский должен превратиться в город, комфортный для проживания: с развитой инфраструктурой, чтобы национальный авиастроительный центр был обеспечен кадрами. Это огромная комплексная работа, стоимость которой может в 2-3 раза превысить стоимость проекта Сочи-2014, - сказал Александр Бобовников.