Авиация России

В Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е. Жуковского прошли испытания модели лёгкого конвертируемого самолёта с внешним баком для криогенного топлива, установленным на профилированных стойках над фюзеляжем. Эксперименты проводились в аэродинамической трубе малых скоростей ЦАГИ, сообщает пресс-служба института.

В ходе исследований ученые определили влияние бака на аэродинамические характеристики самолёта, а также на эффективность вертикального оперения и руля направления. Выявлено, что установка внешнего бака вызывает ожидаемое снижение аэродинамического качества и путевой устойчивости, но в целом не требует изменения основных параметров компоновки.

В современных летательных аппаратах в качестве топлива используется авиационный керосин, выбросы от которого загрязняют окружающую среду. Наиболее реальной альтернативой ему в условиях России может стать криогенное топливо — сжиженный природный газ. Но из-за его низкой температуры (—162°C) для хранения и транспортировки такого вида топлива необходимо использовать теплоизолированные цилиндрические или сферические баки. Концепция лёгкого конвертируемого самолёта является идеальной платформой для реализации регионального летательного аппарата на криогенном топливе. Это воздушное судно может стать звеном в цепи работ по внедрению сжиженного природного газа на автомобильном, железнодорожном и морском транспорте, что позволит существенно сократить сроки внедрения и оптимизировать стоимость и состав НИОКР.

Ранее уже были проведены испытания модели криоплана с Н-образным оперением. Далее специалистам ЦАГИ предстоит выяснить влияние бака на аэродинамические характеристики на режимах взлета и посадки, а также исследовать ряд модификаций по уменьшению негативного воздействия внешнего бака на аэродинамику самолета.

Легкий конвертируемый самолет может использоваться как для пассажирских, так и для грузовых перевозок без изменения типовой конструкции. Летательный аппарат сможет перевозить 50 пассажиров на расстояние 1500 км или 6 тонн груза на дальность 1000 км. Его крейсерская скорость составляет 480 км/ч.

В нашей стране первые опыты с самолётами на криогенном топливе начались в середине 80-х годов прошлого века. Тогда в конструкторском бюро А.Н.Туполева начали создавать самолёт Ту-155, использующий в качестве топлива жидкий водород. Он был разработан на базе серийного Ту-154Б с использованием турбореактивного двухконтурного двигателя НК-88.

Первый полёт Ту-155 на жидком водороде состоялся 15 апреля 1988 года. Всего было выполнено пять испытательных полётов. После этого Ту-155 был доработан для полётов с использованием сжиженного природного газа.

Этот вид топлива по сравнению с водородом значительно дешевле и доступнее, кроме того он в несколько раз дешевле керосина. Теплотворная способность его на 15% выше, чем у керосина. Кроме того, СПГ более экологичен и менее пожароопасен, и есть достаточный опыт поддержания его в безопасном состоянии.

Первые полёты Ту-155 на сжиженном природном газе состоялись в январе 1989 года. Было выполнено почти 90 испытательных полётов. Все они показали, что расход топлива по сравнению с керосином уменьшается почти на 15% - самолёт становится экономичнее и выгоднее.

В конце 90-х компания Газпром выступила с инициативой постройки пассажирского самолёта, который мог бы полностью работать на СПГ. Самолёт получил наименование Ту-156 и создавался на базе уже имеющегося Ту-155. На него должны были устанавливаться три новых двигателя НК-89. Это ТРДД, аналогичные НК-88, но имеющие две независимые топливные системы: одну для керосина и другую для криогенного топлива (СПГ). Это было удобно в том плане, что далеко не везде имелась возможность заправки газом, и самолёт мог бы по мере необходимости переходить с одной системы питания на другую. На это по разработанной технологии требовалось всего пять минут. НК-89 имел также теплообменник в затурбинном пространстве, где сжиженный газ переходил в газообразное состояние и затем поступал в камеру сгорания.

Были проведены большие исследовательские и расчётные работы по перекомпоновке отсеков и расположению топливных баков. К 2000 году на Самарском авиационном заводе должны были быть выпущены три Ту-156 и начата их сертификация и опытная эксплуатация. Но работы были прекращены по финансовым причинам.

Были разработки ещё несколько проектов самолётов, использующих криогенное топливо (СПГ): Ту-136 с турбовинтовыми двигателями, работающими как на керосине, так и на сжиженном газе и широкофюзеляжный Ту-206 с турбореактивными двигателями, работающими на СПГ. Однако на данный момент все эти проекты остались не реализованы.

688