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.
Владимир Барсук: в России не освоены технологии производства цельнокомпозитных самолётов
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»
Другие статьи по теме
(11 оценок, среднее: 4,55 из 5)
Загрузка...