Авиация России

Исследование эффективности магистральных самолётов с фюзеляжем овального сечения является одной из задач, над которыми работают специалисты Центрального аэрогидродинамического института, где также разрабатываются и сопоставляются аэродинамические схемы дальнемагистральных летательных аппаратов, предназначенных для перевозки 220-250 пассажиров на дальность 8000-9000 км. В нашей стране идея самолёта с овальным фюзеляжем не нова, самым известным из всех проектов можно назвать самолёты ЭМЗ им. Мясищева. Концептуальная модель самолёта М-60, созданная совместно с ЦАГИ, не раз демонстрировалась на авиасалонах МАКС и зарубежных авиашоу.

Генеральный конструктор ОАК по гражданской авиации, заместитель директора по разработке филиала ПАО «Яковлев» – «Региональные самолёты» Александр Долотовский рассказал ТГ-каналу «Заметки авиастроителей» об исследованиях ЦАГИ в области компоновки перспективных дальнемагистральных самолётов с овальным фюзеляжем.

«У этой темы большая предыстория, ещё в 90-х годах подобные компоновки изучало КБ Мясищева, была также идея сделать широкий фюзеляж на основе Ту-214. В теории идея привлекательная. Практическая цель таких исследований – снизить площадь омываемой поверхности фюзеляжа на одного пассажира. Но здесь мы сталкиваемся с тем, что фюзеляж любого самолёта это, по сути, газовый баллон, а баллоны неспроста всегда круглые в сечении – такая форма хорошо воспринимает нагрузки от давления, и их легко посчитать», – говорит Александр Долотовский.

По его словам, любой не круглый фюзеляж в сечении всё равно должен быть некоторой комбинацией круглых сечений. В пример он приводит A380, отмечая, что это своеобразный «трибабл» с овальным фюзеляжем в виде «восьмёрки» из двух окружностей.

В ЦАГИ идут исследования компоновок дальнемагистральных самолётов с овальным фюзеляжем

«При расположении этой "восьмёрки" горизонтально требования к прочности не позволяют оптимально использовать полученное пространство – придётся либо размещать пол ровно посередине, либо ставить какие-то колонны или балки для усиления шпангоутов, что съест место и добавит вес. Кроме того, при такой компоновке фюзеляж сам становится несущей поверхностью, что порождает индуктивное сопротивление в дополнение к сопротивлению трения и интерференции с крылом и оперением», – комментирует генеральный конструктор ОАК.

Отступление. Решение подобной задачи в середине 2010-х годов предложили для самолёта «Фрегат Экоджет» учёные ЦАГИ и конструкторы ОАО ФПГ «Росавиаконсорциум». Выбор геометрии поперечного сечения фюзеляжа самолёта позволил за счёт оптимального распределения материала между шпангоутами, обшивкой, стрингерами и балками пола минимизировать деформации конструкции вдоль фюзеляжа от наддува. Предложенное решение обеспечивало их соответствие нормативным требованиям по аэродинамике, при этом вес конструкции планера оставался в пределах принятых лимитов.

Фрегат Экоджет: Конструктивно-силовая компоновка самолёта с фюзеляжем овального сечения

Кроме того, подобная конфигурация сечения позволила использовать в силовой схеме не только балки грузового пола, не мешающие размещению грузовых контейнеров и систем, но и верхнюю поперечную балку, расположенную выше потолка пассажирского салона. Отказ от вертикальных силовых стоек и переход к конструктивно-силовой схеме, в которой используется пол пассажирской кабины, пол грузовой кабины и потолочная балка для восприятия внутреннего давления, обеспечивали требуемое весовое совершенство самолёта.

На сегодняшний день проект самолёта «Фрегат Экоджет» закрыт, работы по нему не ведутся.

«Более интересным выглядит двухпалубный вариант с вертикальным овалом – в этом случае не будет проблем с аэродинамикой, а по весу конструкции на одного пассажира он потенциально выигрывает у горизонтальной "восьмёрки" и обычного цилиндрического сечения. Но выигрыш, прямо скажем, небольшой, мы в своё время провели расчёты и поняли, что игра не стоит свеч. Выигрыш менее 5 процентов нельзя рассматривать как повод начинать новую программу», – отметил Александр Долотовский.

Он считает, что современная авиация уже вышла на предел совершенства с учётом тех технологий, которые доступны разработчикам. Компоновка низкоплана с двигателем под крылом – это результат почти 100-летней эволюции развития самолётов, а следующий качественный скачок в развитии будет связан с новыми источниками энергии и новыми движителями. Сейчас же имеет смысл обратить внимание на вопросы автоматизации управления полётом.

ПАК ВТА — тяжёлый транспортный самолёт с фюзеляжем овального сечения

«Есть глобальный навигационный план ИКАО, который, кстати, на сегодня отстаёт от основных вех уже более чем на 10 лет по всему миру. А это серьёзный резерв для оптимизации расходов, ведь потери от неоптимальных маршрутов сегодня составляют примерно 15 процентов, что очень много и это то, над чем стоит работать, например, внедряя 4D-навигацию в аэропортах», – сказал Долотовский.

При этом он напомнил, что обеспечение достигнутого уровня аэродинамики – это реальный «хайтек», требующий отличной связки специалистов разных направлений работы КБ: аэродинамиков, общих видов, прочнистов, каркасников, технологий, а также связка работы КБ с производством. 

«Построить просто летающий самолёт сейчас давно уже не вызов. Реальный вызов – построить серийно изготавливаемый самолёт с характеристиками на уровне лучших аналогов. Нашим эксплуатантам мало интересно, сколько инноваций мы внесли в нашу конструкцию. Их интересует стоимость лётного часа и трудоёмкость поддержки самолёта в эксплуатации. И вот это для меня – самый главный вызов. Ведь признание клиента – это лучшая награда для творца», – подчеркнул Александр Долотовский.

25 924