Авиация России

По данным Международной организации гражданской авиации (ICAO), шум считается основным фактором негативного воздействия авиационной техники на население в окрестностях аэропортов. Поэтому ICAO планомерно ужесточает требования по шуму самолётов на местности, а конструкторы заранее закладывают такие характеристики своих машин, которые могли бы соответствовать международным требованиям на десятилетия вперед. Для подтверждения соответствия требованиям ICAO в Лётно-исследовательском институте им. М. М. Громова в подмосковном Жуковском проходят сертификационные лётные испытания по шуму на местности самолёта МС-21-300 с бортовым номером 73054.

О ходе сертификационных испытаний Объединённая авиастроительная корпорация рассказала в материале, размещённом в социальной сети Facebook.

В 2018 году проходили предварительные испытания МС-21-300 по шуму на местности. Полученные тогда результаты показали, что характеристики шума нового лайнера имеют существенный запас по отношению к действующим нормам. Однако два года назад испытания велись при взлётной массе существенно меньшей, чем заявлена на сертификацию. Конструкция самолёта также существенно отличалась от типовой. При таких отличиях невозможно точно рассчитать изменение акустических характеристик. Поэтому для сертификации воздушного судна потребовалась новая программа испытаний, которая позволит получить характеристики шума на местности самолета МС-21-300 типовой конструкции.

На аэродроме Раменское расположена акустическая измерительная база, оснащённая системой высокоточных микрофонов. Она работает совместно с летающей лабораторией аэрологического зондирования на базе вертолёта Ми-8АМТ, наземной специализированной метеостанцией, системой траекторных измерений, системой управления лётным экспериментом с телеметрическим каналом связи, системой обработки экспериментальных данных и системой управления воздушным движением для обеспечения «режима тишины» при испытаниях. Измерительная база обеспечивает определение уровней шума, производимого при взлёте и посадке МС-21.

В сводном заявлении о постоянной политике и практике ICAO в области охраны окружающей среды, принятом исполнительным комитетом этой организации по итогам 40-й сессии ассамблеи организации в октябре 2019 года, в частности говорится: «В области уменьшения уровня шума и эмиссии, создаваемых международной гражданской авиацией, достигнуты значительные успехи. Например, благодаря существенному техническому прогрессу уровень шума, создаваемого выпускаемыми в настоящее время воздушными судами, уменьшился на 75% по сравнению с воздушными судами 1960-х годов».

В Жуковском прошли испытания МС-21 на сваливание

Ещё в 1971 году советом ICAO было принято приложение 16 к конвенции о международной гражданской авиации. Приложение называлось «Об охране окружающей среды». В его первом томе были изложены требования к производимому самолётами разных классов шуму на местности. Это приложение действует и по сей день. За почти полвека своего существования документ неоднократно корректировался, требования к воздушным судам, в том числе и по уровню производимого ими шума, регулярно ужесточались.

Скорректированные нормы ICAO по шуму привели к тому, что в 2002 году самолёты советской постройки, такие как Ту-134, Ту-154М, Ту-154Б, Ил-86 и некоторые другие, перестали допускать к полётам над территорией Евросоюза. Их шумовые характеристики на местности оказались выше новых норм ICAO. Это в свою очередь привело к постепенной замене в российских авиакомпаниях отечественной авиатехники на зарубежную.

Основным источником шума, издаваемого самолётом, является его силовая установка. Но на шум на местности также влияют и другие элементы воздушного судна: планер, шасси, механизация крыла. В 2017 году вступили в силу ограничения по шуму главы 14 приложения 16 ICAO, дополнительно на 7 децибел ограничивающие суммарные – по трём точкам измерений – уровни шума на местности тяжёлых гражданских самолётов. С 2021 года эти ограничения будут применяться ко всем типам гражданских самолётов.

Все новые гражданские самолеты допускаются к эксплуатации при положительных результатах сертификационных летных испытаний по шуму на местности. В этих испытаниях определяется соответствие уровней шума требованиям норм при взлете, наборе высоты и заходе на посадку.

Сертификационные лётные испытания по определению уровня шума на местности проводятся в ЛИИ им. Громова с 1973 года. Тестирование самолёта МС-21 проводит на своей акустической измерительной базе испытательная аккредитованная Росавиацией лаборатория «Авиашум» Лётно-исследовательского института. Акустическая измерительная база оснащена спутниковыми синхронизирующими каналами и микрофонами, которые устанавливаются на измерительных позициях с точной геодезической привязкой к взлётно-посадочной полосе аэродрома. Для измерения уровней шума МС-21 используются комплекты аппаратуры «ЭКОФИЗИКА GPS/RTA», обеспечивающей регистрацию звукового давления в линейном рабочем диапазоне 23-127 децибел с частотой 48 килогерц. Сигнал с микрофонов передаётся в спектроанализаторы, откуда результаты измерений поступают в систему обработки экспериментальных данных.

Стандарты ICAO помимо требований к характеристикам и способам установки измерительной аппаратуры также предъявляют требования к условиям измерений, в частности к уровням фонового шума от посторонних источников. В районе акустических измерений во время испытательного полёта вводится режим тишины с использованием системы управления воздушным движением. В зависимости от воздушной обстановки она либо ограничивает полёты посторонних воздушных судов в радиусе 10 км от контрольной точки аэродрома, либо корректирует время подхода МС-21 к измерительной базе таким образом, чтобы исключить воздействие постороннего шума на результаты измерений.

МС-21 испытали на минимальную скорость отрыва

Программа испытаний МС-21 по шуму предусматривает проведение значительного числа полётов, в каждом из которых выполняется серия проходов над микрофонами на различных высотах во взлётных и посадочных конфигурациях при различных режимах работы двигателя.

«В 2018 году мы проводили предварительные испытания самолёта МС-21-300 по шуму на местности. Полученные на том этапе результаты показали, что характеристики шума МС-21-300 имеют существенный запас по отношению к действующим нормам», - пояснил начальник сектора, руководитель испытательной лаборатории «Авиашум» ЛИИ им. Громова Андрей Наквасин.

После очередного полёта МС-21 (б/н 73054), включавшего серию проходов над акустической базой на различных режимах, командир воздушного судна лётчик-испытатель ОКБ им. Яковлева Андрей Воропаев рассказал, что основная проблема таких полётов заключается в точном выдерживании траектории и скорости. «При выполнении сертификационных полётов на определения шума на местности на этих самолётах необходимо, не изменяя режим работы двигателя, выдержать точно скорость и выдержать точно траекторию. То есть, уход на 20 метров влево или вправо – это уже считается незачёт. Поэтому мы используем все возможные средства для того, чтобы режимы были зачётными», - пояснил лётчик-испытатель.

По его словам, ещё одна особенность — в том, что в каждом из полётов предусмотрено большое количество режимов. «Сегодня, например, полёт длился 4 часа. И в каждом заходе точность выдерживания скорости была плюс-минус 3 узла. Высота прохода над контрольной точкой в конце полосы, где стоят микрофоны, была 120 метров плюс-минус 20. Поэтому надо ещё с удаления шесть километров сделать правильный расчёт с какого момента в зависимости от метеоусловий начать снижение. И при этом не менять режим работы двигателя: он в соответствии с заданием должен всегда оставаться на конкретном режиме. Вот это и составляет основную сложность – такое скрупулезное пилотирование», - рассказал Андрей Воропаев.

Поэтому во всех таких полётах в управлении самолётом участвуют все члены экипажа - при выполнении прохода правый лётчик (второй пилот) точно устанавливает режим работы двигателя, а левый пилот (командир воздушного судна) точно держит траекторию. Штурман, участвующий в этих испытательных полётах, постоянно даёт подсказки о начале очередного режима и корректировке траектории.

Дважды за время испытательного полёта самолёт уходит в зону ожидания на 15 минут. Такие перерывы необходимы для измерения параметров атмосферы до высоты пролёта МС-21 над микрофонами. Эту задачу выполняет летающая лаборатория аэрологического зондирования на базе вертолёта Ми-8АМТ. Метеорологические ограничения приложения 16 ICAO не позволяют выполнять испытательные полёты при положительном градиенте изменения температуры по высоте. Вертолёт-зондировщик с аэрологической аппаратурой на борту может определить за 15 минут до начала испытательного полёта наличие температурной инверсии и, если она присутствует, то полёт будет перенесён на более поздний период, когда после прогрева поверхности земли температурная инверсия разрушится.

На испытаниях присутствуют эксперты от независимых сертификационных центров и наблюдают вместе с сотрудниками корпорации «Иркут» и Лётно-исследовательского института за выполнением режимов по заданным траекториям. Эксперты контролируют соблюдение всех требований по траекториям, скоростям, режимам работы двигателей и бортовых систем, а затем подтверждают зачётность полученных в ходе испытаний данных. Они же в дальнейшем будут подтверждать также отчётную документацию по испытаниям. Далее отчёт проходит согласование сертификационными центрами и передаётся в Росавиацию для подтверждения соответствия нормам ICAO. В итоге, результаты испытаний самолёта будут использованы для сертификации по российским нормам и для подготовки к сертификации в Европе.

950