Программа МС-21: попасть в окно

Несмотря на падение объемов авиационных перевозок в России из-за кризиса, отечественные авиастроители пока не останавливают программы разработки новых продуктов. Авиастроительная отрасль страны в последние годы получает серьезную финансовую поддержку от государства, которое ставит своей целью вернуть российскому авиапрому утраченные позиции на мировом рынке авиационной техники. Одна из наиболее приоритетных программ — разработка нового магистрального пассажирского самолета МС-21. Конфигурация самолета должна быть зафиксирована в конце этого года, а первый полет запланирован на 2014 г.

Разработка МС-21 началась в начале десятилетия, а в 2007 г. головным исполнителем по программе была назначена корпорация "Иркут". По замыслу разработчиков новый самолет должен занять самую востребованную и массовую нишу авиаперевозок (150–200 пасс. на дальность до 5000 км), придя на смену авиалайнерам подобного класса советской разработки, прежде всего Ту-154 — рабочей лошадке российской гражданской авиации.

По оценкам экспертов Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), в ближайшие 20–25 лет мировой спрос на самолеты размерности МС-21 составит примерно 10 тыс. машин. Корпорация "Иркут" скромно рассчитывает занять 12–15% этого рынка, что составит 1200–1500 самолетов. Хотя из этого количества на отечественный рынок планируется поставить всего 400–500 машин, специалисты корпорации говорят о том, что МС-21 разрабатывается прежде всего для российских условий. На основе изучения спроса отечественных перевозчиков ОАК прогнозирует, что на самолеты класса МС-21 придется примерно 53% от общего объема производства магистральных лайнеров в России.

Столь оптимистичные прогнозы продаж нового самолета исходят из того, что российские авиастроители могут использовать "окно возможностей" для своего продукта, которое откроется на ближайшие десять лет. Новое поколение среднемагистральных Airbus и Boeing должно появиться не ранее 2020 г., а до этого времени оба мировых гиганта авиастроения будут сосредоточены на выведении на рынок самолетов большей вместимости. Соответственно, у российского авиапрома есть шанс на рынке с самолетом, который на этот момент будет самым современным из существующих.

Собрать все лучшее

Согласно нынешним планам семейство МС-21 будет включать три модификации: МС-21-200 вместимостью до 150 пасс., МС-21-300 (180 пасс.) и МС-21-400 (210 пасс.). Дальность самолетов семейства будет одинаковой: 5000–5500 км. Для базового варианта МС-21-200 коммерческая загрузка составит 18 т, крейсерская скорость 870 км/ч. Предполагается, что все модификации будут максимально унифицированы по планеру и самолетным системам и получат одинаковую кабину, рассчитанную на управление двумя пилотами.

Хотя МС-21 не раз называли прорывным продуктом, на самом деле разработчики самолета ставят перед собой не столь амбициозные задачи. Учитывая довольно сжатые сроки, оставшиеся для разработки и вывода самолета на рынок, задача состоит в том, чтобы использовать на МС-21 наиболее современные технологии и технические решения, существующие на сегодняшний день. В результате ожидается, что расход топлива у МС-21 будет на 25%, а эксплуатационные расходы на 15% ниже, чем у нынешних представителей семейств A320 и Boeing 737.

Общий облик лайнера был утвержден в августе 2008 г. Разработчики остановились на классической схеме низкоплана с двумя двигателями, расположенными под крылом. По информации "Иркута", в МС-21 будет использоваться новая концепция крыла, аэродинамическое качество которого в крейсерском полете будет на 15% лучше, чем у нынешних лидеров рынка. Предполагается также сделать крыло полностью композитным. Для его проектирования к программе привлечены компании "Сухой" и "Гражданские самолеты Сухого". Как объяснили АТО в корпорации "Иркут", соответствующий контракт с ними в 2008 г. подписала ОАК.

В целом доля композиционных материалов в конструкции МС-21 должна достигнуть, по планам разработчиков, 40%. Помимо крыла, из композитов изготовят центроплан, оперение и некоторые элементы фюзеляжа. Использование композиционных материалов позволит достичь и другой цели конструкторов — уменьшения массы пустого самолета на 15%.

И нашим и вашим

Еще одним важным технологическим преимуществом МС-21 должен стать новый высокоэкономичный двигатель. Предполагается, что модификации МС-21-200 и МС-21-300 будут оснащены двумя двигателями тягой 10–12 т, а более тяжелый вариант потребует более мощных двигателей с тягой 15 т.

Заказчики самолета смогут выбирать между двумя вариантами двигателя: российским и иностранным. Российский двигатель уже фактически выбран — его создание прописано в Федеральной целевой программе по развитию гражданской авиатехники России на 2002–2010 гг. и на период до 2015 г. Этим двигателем станет ПС-14, разрабатываемый в рамках Объединенной двигателестроительной корпорации пермскими ОАО "Авиадвигатель" и ОАО "Пермские моторы".

Как объяснили АТО представители "Авиадвигателя", достичь требуемого авиаконструкторами расхода топлива в 0,56 кг/кгс.ч планируется за счет выбора оптимально высоких параметров цикла (степень двухконтурности 8,6; степень сжатия 40,6) и повышения КПД узлов. Жесткие требования по шуму будут удовлетворены благодаря применению нового, высокоэффективного вентилятора и использованию в конструкции двигателя и мотогондолы системы шумоглушения второго поколения.

Предложения потенциальным поставщикам иностранных двигателей были разосланы еще в 2008 г., после того как был одобрен проект самолета и планы его производства. Источники в российском авиапроме не исключают, что иностранный двигатель может стать и основным, в том случае если разработка ПС-14 затянется или если его параметры не будут отвечать требуемым.

Известно, что ОАК ведет переговоры по разработке двигателя с двумя крупнейшими мировыми производителями — Pratt & Whitney и Rolls-Royce. P&W имеет хороший технологический задел в виде системы привода вентилятора через редуктор (GTF, Geared Turbofan), реализованной на двигателе-демонстраторе PurePower PW1000G. Привод вентилятора через редуктор позволяет повысить обороты турбины, сократив при этом габариты и вес горячего контура двигателя, и одновременно снизить обороты вентилятора, увеличив его эффективность. В феврале двигатель-демонстратор PW1000G завершил цикл наземных и летных испытаний (на летающих лабораториях Boeing 747 и Airbus A340), при этом была фактически выполнена программа сертификационных испытаний для серийного двигателя. Этот двигатель уже выбран для установки на региональные самолеты нового поколения Mitsubishi Regional Jet и Bombardier CSeries, начало эксплуатации которых, если не помешает кризис, ожидается в 2013 г. Сам по себе PW1000G обеспечит сокращение расхода топлива на 15%, а интегрально, при установке на самолеты нового поколения, — на 20–25%.
На основе технологии GTF P&W планирует разработать двигатель для самолетов размерностью до 180 мест, что позволит применять его как на узкофюзеляжных машинах следующего поколения Boeing и Airbus, так и на МС-21.

Предполагаемая классическая компоновка МС-21 делает невозможным использование наиболее перспективной технологии Rolls-Royce — открытого ротора. Однако у Rolls-Royce есть отработанные технологии трехвальных двигателей, в которых привод вентилятора осуществляется от самой тихоходной турбины. По утверждениям представителей компании в зарубежной прессе, трехвальная схема позволяет почти так же хорошо оптимизировать обороты вентилятора и турбины, как редукторная схема. При этом для МС-21 можно ожидать не модернизацию одного из существующих двигателей, а разработку нового.

По заявлениям руководства "Иркута", возможно, что иностранный поставщик двигателя для МС-21 будет объявлен уже в августе, во время авиасалона МАКС-2009. Остальные поставщики должны быть названы к концу года. Также до конца года планируется защитить эскизный проект и окончательно зафиксировать конфигурацию машины.

Сначала разработчики сосредоточат свои усилия на модификации МС-21-200, первый полет которой намечен на I квартал 2014 г. Сертификация МС-21-200 по российским стандартам запланирована на 2015 г. Годом позже самолет должен получить сертификат типа от EASA. Две другие версии семейства, МС-21-300 и МС-21-400, планируется сертифицировать соответственно в 2018 и 2020 г. 

Некоммерческое использование материалов сайта ATO.ru (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу www.ato.ru. Любое коммерческое использование, а также перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.