Авиация России

Безопасность воздушного судна является первостепенной задачей в авиационной отрасли. Для обеспечения её высокого уровня и получения сертификата типа, подтверждающего соответствие типовой конструкции, самолёты проходят ряд всесторонних испытаний. В случае с региональным SJ-100 эта процедура включает более двухсот различных видов испытаний конструкции и агрегатов воздушного судна, бортового радиоэлектронного оборудования, программного обеспечения.

Конструкторские испытания направлены на подтверждение технических характеристик отдельных узлов и самолётных систем, которые закладывались на этапе проектирования. Лабораторные испытания позволяют исследовать свойства материалов и компонентов в контролируемых условиях. Одними из наиболее сложных и ответственных испытаний являются прочностные и ресурсные испытания.

Прочностные стендовые испытания проводятся с целью проверки пределов прочности и целостности конструкции самолёта. Их особенность заключается в том, что в ходе тестирования на планер последовательно прикладываются нагрузки, превышающие расчётные, при которых может происходить разрушение конструкции, в частности крыла. И таким образом проверяется запас прочности или её недостаточность. Сейчас в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. Чаплыгина СибНИА подобные испытания проходит один из опытных самолётов SJ-100, предназначенный для стендовых испытаний.

СибНИА планирует завершить свою часть статических испытаний SJ-100 в первой половине 2025 года

В Новосибирске проходят сертификационные статические испытания фюзеляжа, крыла, механизации, узлов навески основной и передней опор шасси, горизонтального оперения и пилона двигателя. По словам замдиректора по науке института Дмитрия Смирнова, уже пройдено порядка 40 процентов от всего объёма прочностных и статических испытаний. Сотрудники СибНИА провели испытания основных и носовой опор шасси, предварительно выполняли надув фюзеляжа и его опрессовку для проверки герметичности. В 2024 году пройдут испытания на прочность крыла и оперения, идёт подготовка к испытаниям пилонов двигателей.

В подмосковном Жуковском в Центральном аэрогидродинамическом институте им. Жуковского находится другой стендовый экземпляр SJ-100. Специалисты ЦАГИ проводят на нём ресурсные испытания, которые в 2023 году выполнены в объёме 36 тысяч полётных циклов, что позволяет выполнить первый полёт самолёту в обновлённом облике. В целом в ЦАГИ осуществляется научное сопровождение работ в части аэродинамики, прочности и ресурса.

В ходе испытаний на стендах «железная птица» (iron bird) и «электронная птица» (electronic bird) проверяются режимы, которые невозможно или очень опасно тестировать в реальном полёте.

Если для стендовых испытаний используются статические экземпляры самолёта, то для проверки функционирования систем и их взаимодействия между собой создаётся функциональная модель, которая получила название «железная птица». Стенд гидросистемы и механизмов с полунатурным моделированием комплексной системы управления и системой управления общесамолётным оборудованием отличается высокой степенью подобия настоящему самолёту. «Железная птица» представляет собой силовой каркас, оснащённый исполнительными механизмами, приводами механизации крыла с реальными блоками комплексной системы управления, а также системой шасси. Здесь представлены те системы, в работе которых участвует гидравлика.

Если самолёт создаётся с нуля и в его конструкции много новых решений по компоновке, по системе управления, тогда создание «железной птицы» оправдано. Для SJ-100 она не изготавливалась, так как компоновка самолёта по сравнению с предыдущей импортной версией практически не изменилась, а для SSJ100 такой стенд существует в Государственном научно-исследовательском институте авиационных систем (ГосНИИАС) с нулевых годов.

ГосНИИас и ПАО «Яковлев» выполнили разработку и интеграцию стенда «Электронная птица» самолёта SJ-100

Компоненты комплекса бортового оборудования (КБО) самолёта SJ-100 отрабатываются в ГосНИИАС на полунатурном испытательном стенде «Электронная птица». Стенд создан в тесной кооперации с ПАО «Яковлев» и предназначен для интеграции и отработки взаимодействия КБО и его программного обеспечения. На стенде реализована имитационная среда, позволяющая связывать модель самолёта с реальным бортовым оборудованием, а также при необходимости заменять имитатором любую из самолётных систем. Таким образом, обеспечивается возможность отрабатывать в комплексе отдельные компоненты и системы, ускоряя процессы создания нового самолёта.

Состояние современных технологий позволяет использовать компьютерное моделирование для оценки поведения конструкции самолёта в различных условиях. Математические модели (цифровые двойники) помогают предсказать и проанализировать характеристики и нагрузки на самолёт, дополняя результаты натурных испытаний. Сейчас в цифровом виде существуют отдельные узлы и агрегаты самолёта SJ-100, что позволяет проводить моделирование определённых процессов. В перспективе для импортозамещённого самолёта будет создан цифровой двойник, ПАО «Яковлев» работает в этом направлении.

Цифровой двойник не заменит реальные испытания самолёта, так как многие факторы сложно учесть в виртуальном моделировании, но в мировой практике современного авиастроения используется сочетание цифрового и реального моделирования. Проектирование конструкций и расчёты ведутся в цифровом формате, что повышает вероятность работоспособности конструкции. Математическое моделирование позволяет точно и адекватно имитировать реальные нагрузки в лабораторных условиях, проводя десятки, сотни и тысячи циклов нагружений перед полётом.

SJ-100 – «Суперджет» импортозамещённый. Часть 2

Вершиной всех описанных испытаний, проверок, моделирования и тестов являются лётные испытания. Они проводятся опытными лётчиками-испытателями и операторами бортовой контрольно-измерительной аппаратуры, полёты проходят в реальных условиях эксплуатации, но без пассажиров. Лётные испытания включают проверку всех функций самолёта, оценку его управляемости, характеристик взлёта и посадки, а также общую надёжность и безопасность.

Отдельно для расширения сертификата типа проводятся испытания на соответствие самолёта требованиям ИКАО по шуму на местности, выполняется проверка противообледенительной системы самолёта, его эксплуатация в условиях низких температур наземного воздуха, а также в высоких широтах для подтверждения, что и за Полярным кругом пилотажно-навигационное оборудование работает надёжно, без ошибок и сбоев. Такие испытания ранее уже проходили на самолёте SSJ100, но после замены иностранного оборудования, двигателей и БРЭО такие испытания на SJ-100 нужно будет провести повторно.

Самолёт SSJ100, разработанный в АО «Гражданские самолёты Сухого» в середине 2000-х годов, прошёл в своё время полный комплекс испытаний. Сейчас более 160 самолётов этого типа выполняют огромное количество коммерческих полётов, перевезя к началу 2023 года более 40 миллионов пассажиров.

Новая версия «Суперджета» проходит процесс импортозамещения и подготовки к началу лётных испытаний полностью в импортозамещённом облике, включая планер, двигатели, шасси, БРЭО, систему управления, а также гидравлическую и систему кондиционирования и воздухообеспечения. Процедура импортозамещения проходит в рамках действующего сертификата типа, но объём испытаний сопоставим с созданием нового самолёта. При этом испытания новых систем проводятся параллельно с их включением в состав самолёта.

В 2024 году лётные испытания будет проходить самолёт с частичным импортозамещением, в частности двигатели на нём установлены франко-российские SaM146, это борт 97021 (з/н 97001). Первый полёт машина выполнила 29 августа 2023 года.

На следующий год ожидается завершение прочностных испытаний планера самолёта в СибНИА, а также начало сертификационных лётных испытаний двух опытных самолётов: 97012 (з/н 95157) и ВС с з/н 97003, его бортовой номер пока неизвестен, т.к. самолёт находится в стадии строительства.

Андрей Величко
для сайта «Авиация России»

2 958