На столе у Сергея Исакова красуется модель необычного самолета. Широкий фюзеляж гармонично перетекает в два стреловидных крыла. Наверное, именно так будут выглядеть самолеты будущего. «Причем ближайшего будущего», — убежден Сергей Исаков, руководитель проекта по производству самолетов с интегральной аэродинамической схемой.
Рабочее название модели — ИС-3. Это не Иосиф Сталин и даже не Исаков Сергей, это «Интегральный самолет». По словам разработчиков — специалистов Российского авиационного консорциума и ОАО «Туполев», этот 400-местный лайнер, оборудованный четырьмя двигателями ПС-90А, даже с учетом полной заполняемости пассажирского салона сможет пролететь без посадки 12 тысяч километров. А с половинной загрузкой предельная дальность полета составит 16 тысяч километров! Такими характеристиками не может похвастаться ни один существующий в мире пассажирский самолет. «Итоги» попытались разобраться, действительно ли у туполевцев остался порох в пороховницах.
Нетрадиционная ориентация
Ученые Массачусетского технологического института утверждают, что в скором времени нас ждет 15 величайших открытий, которые определят облик нашей цивилизации на ближайшие десятилетия. В этом списке под номером 13 значится появление гражданского самолета новой аэродинамической схемы. Авиация стоит на пороге новой эры, поскольку, по мнению экспертов, традиционная аэродинамическая схема самолета морально устарела. «Сначала была поршневая авиация, которая постепенно изжила себя по параметрам двигателей, — говорит Сергей Исаков, — затем появились турбовинтовые двигатели, но и в этом направлении уже достигнут предел — почти невозможно сделать самолеты с такими же двигателями лучше, чем Ту-95 или его американский «одноклассник» Boeing B-52. Потом началась эра реактивной авиации, в которой мы были лидерами. В частности, первый двухконтурный двигатель разработал Павел Соловьев, именно в его честь назван двигатель ПС-90. Сейчас же мировая авиационно-конструкторская мысль зашла в тупик».
Многие специалисты уверены, что Boeing 787, известный как Dreamliner, по-видимому, превзойти уже невозможно. У него самые лучшие двигатели, облегченный корпус с использованием композитных материалов, плавающие крылья... У Airbus, правда, есть достойный ответ, который пока не демонстрируют общественности, — это А350. Видимо, по инженерным решениям он будет похож на Boeing. И это вершина авиационной эволюции, если говорить о самолетах, созданных по традиционной аэродинамической схеме.
Значит, нужна прорывная идея. Впрочем, соображение о том, что существуют иные схемы помимо «трубы с крыльями», давно не дает покоя инженерам. В конце 80-х американцы реализовали мечту Леонардо да Винчи, создав «летающее крыло». Так появился Stealth — грозный стратегический бомбардировщик B-2. Но и у него есть свои недостатки. «При замечательных аэродинамических характеристиках, — говорит Сергей Исаков, — B-2 полностью зависим от компьютера. Когда пилот управляет самолетом традиционной схемы, он использует механизацию крыла: стабилизаторы, предкрылки, закрылки, которые при маневрировании отклоняются от 5 до 15 градусов. А на «летающем крыле за счет отсутствия стабилизаторов хвостовой линии эти значения могут составлять всего 0,5 градуса, а то и меньше». Тем не менее сейчас американцы предпринимают попытки сделать B-2 гражданским самолетом и даже присвоили ему индекс Boeing 797.
В итоге на сегодняшний день в мировой авиации существует три аэродинамические схемы. Традиционная — труба, два крыла и хвостовое оперение. «Летающее крыло» — по сути почти не управляемый треугольник. И третья схема, практически не использующаяся, — интегральная. В ее основе — единая конструкция крыла и фюзеляжа. Не традиционного круглого сечения, а овального, как бы приплюснутого. Такой подход внедрен в военной технике с изменяемой геометрией крыла. Классическими примерами могут служить отечественный стратегический бомбардировщик Ту-160 или истребитель Су-27 и последующие версии. Но это военные самолеты. А подходит ли интегральная схема для тяжелого дальнемагистрального пассажирского лайнера?
Почти летающая тарелка
«Самым сложным для нас оказался выбор формы и конструкции фюзеляжа, — рассказывает один из разработчиков, профессор, доктор технических наук, бывший главный конструктор ОАО «Туполев» Валентин Климов. — Мы остановились на овальном сечении, являющемся аналогом «рабочей зоны» пассажирского салона широкофюзеляжного лайнера. При этом выяснили: есть дополнительная возможность уменьшить расчетное лобовое сопротивление воздуха, сократив относительную омываемую поверхность самолета примерно на 45 процентов. И хотя это меньше, чем достижимо при применении «летающего крыла», но взамен мы получим хвостовое оперение классического типа со стандартными рулями, что, в свою очередь, поможет успешно решить проблемы устойчивости и управляемости машины. Формирование носовой части фюзеляжа обеспечит продольную устойчивость самолета на больших углах атаки, а также облегчит визуальный обзор из кабины экипажа. К тому же интегральная схема позволит существенно уменьшить массу конструкции. Поскольку с точки зрения выбора силовой установки предложенная схема не предъявляет никаких специальных требований, самолет можно оснащать любыми двигателями, подходящими по размерности и габаритно-массовым характеристикам».
Разработчики уверяют, что создают самый экономичный самолет. По показателю расхода топлива (основной показатель эффективности гражданского самолета) пальма первенства сейчас принадлежит аэробусу А320, который тратит 18,5 грамма на пассажиро-километр. Для сравнения: все семейство Boeing и отечественный Ту-204 уступают, расходуя порядка 20,5—21 грамма на пассажиро-километр. Мировые авиапроизводители борются за каждый миллиграмм. При испытаниях в аэродинамической трубе Т-106 Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) имени профессора Н. Е. Жуковского модель показала расход в 12,5 грамма! А вот выдержка из заключения экспертов ЦАГИ на данный проект: «В соответствии с результатами выполненных исследований можно заключить, что заявленные данные по уровню весовой отдачи самолета ИС, скорости полета и аэродинамическому качеству топливной эффективности представляются весьма оптимистическими». В переводе с осторожного языка экспертов — у самолета есть будущее, по крайней мере испытание медными трубами он прошел успешно. Правда, это вовсе не гарантирует того, что проект будет немедленно внедряться в жизнь.
Оно полетит?
И все же сколько при удачном раскладе потребуется времени и денег для того, чтобы ИС-3 поднялся в воздух? Как утверждает Сергей Исаков, для создания опытного образца нужно 800 миллионов долларов. А времени по технологическим меркам потребуется совсем чуть-чуть — около четырех лет. Подготовить производство предлагается на базе завода «Авиастар» в Ульяновске, где сегодня выпускают Ту-204, часть компонентов которого — кабину, хвостовое оперение, консоли крыла, двигатели, шасси — можно использовать и в ИС. «При создании конструкции самолета пока предполагается использовать традиционные материалы, применяемые сегодня в отечественном самолетостроении, — говорит Исаков. — Дело в том, что композитные материалы у нас только начинают выпускать в Новосибирске. Возможно, в дальнейшем отдельные элементы ИС будут композитными, что лишь увеличит эффективность лайнера». Кстати, специальных полос для самолета не нужно — он вполне вписывается в условия стандартных аэропортов. Где взять деньги? Они бы нашлись, было бы на это какое-нибудь внятное государственное решение. Или как минимум возник бы интерес у авиакомпаний.
Впрочем, с учетом того, что значительный процент авиационной техники, используемой сегодня в России, импортного производства, пробиться даже на внутренний рынок нетрадиционному самолету ИС будет довольно сложно. Олег Смирнов, бывший заместитель министра гражданской авиации СССР, настроен скептично: «Вообще подобные схемы — «летающее крыло» и его модификации — разрабатывались еще в советское время и даже существовали в металле в виде опытных образцов, но потом, как вы знаете, отечественная авиационная отрасль фактически умерла. Сегодня, правда, есть проекты, в которые вложены огромные деньги, например Sukhoi Superjet, но насколько оправданны эти вложения, вопрос неоднозначный. Потому и к проекту ИС я отношусь осторожно».
А ведущий летчик-испытатель Летно-исследовательского института им. М. М. Громова Владимир Бирюков добавляет: «Конечно, хотелось бы, чтобы у нас были такие самолеты, но с учетом состояния нашей авиационной и космической отрасли мне кажется, что это проект не сегодняшнего, а в лучшем случае завтрашнего дня. Обратите внимание, что и Boeing, и Airbus тоже пытаются создать нечто подобное, однако пока у них таких моделей нет. И это при том, что финансовое положение дел в упомянутых корпорациях в разы лучше, чем у нас. Безусловно, сделать ИС в качестве опытного образца, наверное, можно, но говорить о массовом производстве, увы, я бы не спешил». К тому же на прошлой неделе стало известно, что Минпромторг сокращает бюджетное финансирование программы по развитию авиационной промышленности на 18,3 процента в 2013—2025 годах, до 1,204 триллиона рублей.
И тем не менее, как стало известно «Итогам», недавно у первого заместителя председателя Военно-промышленной комиссии при правительстве России Юрия Борисова прошло закрытое совещание, посвященное данному проекту. Разработчикам рекомендовали уточнить некоторые детали, а затем представить окончательный вариант на экспертном совете при организации с мудреным названием — Научно-координационный совет по координации, научно-техническому и организационному сопровождению реализации федеральной целевой программы «Развитие гражданской авиационной техники России на период до 2015 года». Это означает, что проект в правительстве начинают воспринимать всерьез... Тут бы разработчикам не опростоволоситься. Идея-то красивая.
