Союз машиностроителей России

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 чём 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 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 трудоёмкий 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.
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.
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 расчётов. 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 расчётных 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 расчётных 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 самолётов. 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 полёте и на земле нагрузки. Этот планер подлежит разрушению в ходе испытаний. Кроме того, под каждый самолёт 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 Пантлеев.
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 самолёт XXI века») - отечественный проект ближне-среднемагистрального пассажирского самолета. Торжественная церемония выкатки нового самолёта МС-21 состоялась в Иркутске 8 июня 2016 года. Начало серийного производства запланировано на 2017 год.
Программа семейства ближне-среднемагистральных самолётов 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 самолёту 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.
Фоторепортаж см. на стр. https://life.ru/t/%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D0%BA%D0%B0/903634/chudo-krylia_rossiiskogho_ubiitsy_boinghov_provieriat_na_prochnost