english
Авиация 
ЛМС-901 «Байкал» – почему УЗГА не стал делать цельнокомпозитный самолёт
При создании самолёта местных воздушных линий разработчики решают задачу, отличную от той, которая стоит перед создателями магистральных машин. Такой самолёт должен не только обеспечивать требуемые лётные характеристики, но и работать в условиях ограниченной инфраструктуры – с небольших аэродромов, при отсутствии крупных технических центров и с возможностью обслуживания в регионах эксплуатации.
Для ЛМС-901 «Байкал», создаваемого на замену Ан-2, эти требования стали главными факторами, определившими конструкцию самолёта. При выборе материалов учитывались не только масса конструкции и аэродинамические характеристики, но и технологичность производства, ремонтопригодность и возможность восстановления после эксплуатационных повреждений. В итоге «Байкал» получил смешанный планер.
Основная силовая конструкция самолёта выполнена из алюминиевых сплавов, а композиционные материалы применяются в отдельных элементах. Их использование позволяет снизить массу самолёта, повысить коррозионную стойкость и создавать элементы сложной формы там, где эти свойства дают практический эффект с учётом требований к производству и эксплуатации.
Опыт применения ПКМ в российском авиастроении показывает, что их роль зависит от класса самолёта и требований к его конструкции. На МС-21 композиты стали частью силовой схемы крыла, поскольку позволили реализовать конструкцию большого удлинения с повышенной аэродинамической эффективностью. Для ЛМС-901 разработчики решали другую задачу, им требовалось создать самолёт, рассчитанный на эксплуатацию с ограниченной инфраструктурой, где характеристики планера должны сочетаться с возможностью ремонта в «полевых» условиях.
В самолёте «Байкал» вместо композитов планируется использовать алюминиевые сплавы
Российская авиационная промышленность уже имеет опыт создания самолётов лёгкого класса с широким применением композиционных материалов. Проект СибНИА по ремоторизации Ан-2 привёл к созданию цельнокомпозитного демонстратора технологий ТВС-2ДТС. При этом опыт разработки показал, что применение ПКМ связано не столько с преимуществами материала, сколько с рядом практических ограничений.
Цельнокомпозитный самолёт, рассчитанный на перевозку 9 пассажиров с одним двигателем, получился сложным с точки зрения производства и требовал специализированных технологий изготовления и контроля качества. Дополнительным фактором стала зависимость от зарубежных материалов и оборудования, что после введения санкций создало дополнительные ограничения для реализации проекта. Для самолёта местных воздушных линий, который должен эксплуатироваться с неподготовленных аэродромов и в удалённых регионах, подобные ограничения сильно влияют на выбор конструктивной схемы.
В 2020 году генеральный директор СибНИА Владимир Барсук разъяснил особенности композитной конструкции самолёта ТВС-2ДТС. «Мы столкнулись с мнением большинства эксплуатантов, что самолёт „Байкал” из-за композитной конструкции требует ангарного хранения и будет совершенно непригоден в условиях Севера. Но при этом опыта эксплуатации таких самолётов у этих компаний нет», – пояснил он.
Позже, в январе 2022 года после первого полёта ЛМС-901, Владимир Барсук дал более критическую оценку. Сравнивая ТВС-2ДТС с новым ЛМС-901, он отмечал: «Наш самолёт оказался хуже, чем „Байкал”. У нас другой вес, он другого класса, выполнен из других материалов. Технологические решения, которые были возможны, мы продемонстрировали в полёте, в воздухе. Однако пока было принято, наверное, объективное и правильное решение ориентироваться на екатеринбургский самолёт».
В конструкции ЛМС-901 применяются полимерные композиционные материалы на основе термореактивных и термопластичных связующих. По данным УЗГА, из ПКМ изготовлены отдельные элементы конструкции и интерьера самолёта, включая капоты, двери, полы, обтекатели и триммеры. Выбор таких материалов связан с возможностью управлять характеристиками детали ещё на этапе проектирования – направление армирующих волокон задаётся в соответствии с действующими нагрузками, что позволяет получать элементы с требуемым сочетанием прочности и массы.
Пример «Байкала» показывает, что доля и роль композиционных материалов в конструкции самолёта определяются не только возможностями самого материала, но и задачами воздушного судна. Сравнение ЛМС-901 с МС-21 позволяет показать два разных подхода к применению ПКМ: в одном случае материал становится частью решения задач аэродинамической эффективности магистрального самолёта, в другом – инструментом оптимизации отдельных элементов конструкции лёгкой машины для региональной эксплуатации.
| Параметр | МС-21 | ЛМС-901 «Байкал» |
|---|---|---|
| Назначение самолёта | Магистральный пассажирский самолёт, ориентированный на эффективность перевозок на средних и дальних маршрутах | Самолёт местных воздушных линий для эксплуатации с региональных аэродромов |
| Роль композиционных материалов | Использование ПКМ в крупных силовых элементах, включая крыло большого удлинения | Применение ПКМ в отдельных элементах конструкции, где они дают снижение массы и технологические преимущества |
| Основная задача применения материалов | Повышение аэродинамической эффективности и снижение массы конструкции | Баланс между массой, ремонтопригодностью и возможностью эксплуатации при ограниченной инфраструктуре |
| Конструктивный подход | Широкое применение композитов в элементах, определяющих характеристики самолёта | Алюминиевый силовой планер с точечным применением ПКМ |
| Производственные требования | Использование специализированных технологий изготовления крупных композитных элементов | Применение материалов и технологий с учётом требований обслуживания на неподготовленных площадках |
| Эксплуатация и ремонт | Обслуживание в условиях развитой авиационной инфраструктуры | Необходимость поддерживать работоспособность самолёта при ограниченных возможностях региональных баз |
| Подход к выбору материала | Максимальная реализация преимуществ ПКМ в элементах конструкции, определяющих характеристики самолёта | Использование каждого материала там, где его свойства дают практический эффект |
Артём Кириллов
для сайта «Авиация России»
