[НАЗАД]

СВЕРХЗВУКОВЫЕ И ОЧЕНЬ ПАССАЖИРСКИЕ ...

Вячеслав Чуркин

(Окончание. Начало в № 3, 1999 г.)

Среди многих юбилейных дат года в области авиации есть одна, значение которой трудно переоценить, - 30-летие “Конкорда”, единственного в мире сверхзвукового пассажирского самолета (СПС), находящегося до сих пор в летной эксплуатации, плода совместной работы лучших специалистов двух развитых стран. Так почему же он один и можно ли в обозримом будущем ждать его собратьев по этому уникальному классу? Ведь тридцать лет для развития авиации - срок не малый...

“Конкорд”, который разрабатывался в расчете на трансатлантические перелеты, в частности над Северной Атлантикой, столкнулся при открытии авиалиний “США - Западная Европа” с яростной “антиконкордовской“ кампанией, развязанной с целью не допустить этот самолет в США под предлогом высокого уровня шума, создаваемого им на местности. При этом серийные самолеты Боинг-707 и DC-8 собственно американского производства имели при посадке уровень шума, превышающий ограничения по FAR-36, но этого рьяные защитники окружающей среды не желали замечать.

Дальнейшие события показывают, что американцы крайне осторожно относятся к разработке СПС второго поколения (СПС-2) как собственными силами, так и при международном сотрудничестве (последнее США используют редко, разве что при очень дорогостоящих исследованиях космоса, и то на очень льготных условиях). Действительно, объединение Boeing в настоящее время является единственным в мире и в США изготовителем дозвуковых широкофюзеляжных самолетов для маршрутов большой протяженности с хорошо налаженным производством таких машин. При этом немалая доля заказов для этих самолетов перепадает другим самолетостроительным компаниям, например Northrop-Grumman.

Для изучения возможности реализации программ СПС-2 был создан альянс, куда вошли компании Boeing (США), BАe (Великобритания), DASA (Германия), Aerospatiale (Франция), Alenia (Италия), а также российские и японские компании.

Согласно концепции разработчиков, СПС-2 должен вмещать 300 пассажиров и летать со скоростью 2400 км/ч. По расчетам специалистов, новый самолет будет пересекать Тихий и Атлантический океаны в два раза быстрее, чем существующие дозвуковые самолеты, но стоимость билетов возрастет не более чем на 20% . Исследования рынка показывают, что в 2000-2015 гг. понадобится более 500 СПС, производство которых обойдется в $200 млрд.

Однако программа создания СПС-2 столкнулась в последнее время с большими трудностями, имеющими как технический, так и экономический характер. Объединение Boeing решило выйти из этой программы. Формальной причиной приостановки компанией Boeing своего участия в программе НИОКР по СПС является мнение компании о том, что потребность в СПС пассажировместимостью 300 мест может возникнуть не ранее 2020 г. К тому же, по мнению Boeing, подобный СПС будет нерентабельным, поскольку он доступен только ограниченному кругу достаточно обеспеченных деловых людей.

Согласно дополнительным маркетинговым исследованиям компании Boeing, в которые она предварительно заложила более жесткие требования к СПС, эксплуатация самолета будет возможна только в том случае, если уровень шума будет на 18-22 дБ ниже норматива FAR-36. В первоначальных исследованиях принимался уровень шума на 7 дБ ниже норматива. Теперь же Boeing утверждает, что пассажиры в основном не готовы платить более дорогую цену за билеты, и поэтому СПС должен иметь такие же эксплуатационные расходы, как и дозвуковые самолеты. До лета 1998 г. компания Boeing утверждала, что пассажиры будут готовы платить за полет на самолете, летящем со скоростью, в два раза превышающей звук, на 20-30% больше, чем за полет на дозвуковом самолете.

Не без оснований считают, что истинной причиной является желание Boeing сохранить на десятилетия незаменимость своих широкофюзеляжных самолетов серий 767-400ER, 777-200Х и 747Х, на которые компания делает главную ставку.

Американское Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) с 1990 г. проводит программу исследования высоких скоростей (HSR), которая имеет конечной целью разработку технологий применительно к сверхзвуковому транспорту следующего поколения. Основным контрактантом по этой программе была компания Boeing, которая в настоящее время практически полностью свернула все свои работы в области создания высокоскоростного коммерческого транспорта (HSCT) - СПС-2 на 300 пассажиров. Из 300 инженеров, работавших по этой программе, в течение 1998 г. осталось только 50 человек. Выход компании из программы HSR лишил ее контрактов на сумму почти $300 млн на стадии 2А, которая началась в 1999 г. и будет продолжаться до 2006-2007 гг. По этой причине и в связи с переносом сроков постройки большого СПС-2 на 2020 г. NASA вело переговоры с объединением Lockheed-Martin о возможности постройки небольшого демонстратора СПС под обозначением “Супер-Х”, который в настоящее время рассматривается этим объединением и компанией Gulfstream в классе административных самолетов.

По иронии судьбы первый в мире СПС в качестве сверхзвуковой летающей лаборатории Ту-144ЛЛ в настоящее время используется для исследований NASA/Boeing по программе HSR, выполняя летные испытания в ЛИИ и ДБ в г. Жуковском. Несмотря на изменения в программе, исследовательские полеты на Ту-144ЛЛ были продолжены. Свежепокрашенный красавец-лайнер с нанесенными на киле российским и американским флагами и сейчас, спустя несколько десятков лет, неплохо выглядит. Борт машины в районе кабины украшают эмблемы и фирменные надписи “Ту”, NASA, Boeing, Mc Donnell Douglas и Rockwell.

Существуют реальные технические проблемы, в первую очередь связанные с созданием реактивного двигателя с небольшой степенью двухконтурности в классе бесфорсажных тяг порядка 30000-35000 кгс, удовлетворяющего требованиям экономичности и экологичности. В настоящее время не существует аналогов таких двигателей, а процесс их разработки требует больших научно-технических и финансовых вложений и может затянуться на десятилетия.

Однако, помимо СПС большой пассажировместимости (140 чел. на Ту-144, 128-144 - на “Конкорде” и 300 - на СПС-2), реально существует еще одна область применения сверхзвуковых пассажирских самолетов. Тем более, что в ней значительно меньше проблем, и они могут быть успешно решены в недалеком будущем. Речь идет о так называемом классе административных самолетов, которые рассчитаны на перевозку небольшого количества пассажиров (от двух до 10-12 и редко - до 20 человек) и согласно классификации ИКАО входят в состав авиации общего назначения (АОН).

В общем случае АОН определяется как составная часть мировой гражданской авиации, не участвующая в выполнении регулярных коммерческих перевозок. Самолеты АОН применяются для деловых поездок, развлекательных полетов, ограниченных грузовых и пассажирских перевозок, для выполнения патрулирования, в качестве учебно-тренировочных и т.д. Эти самолеты могут принадлежать частным лицам, корпорациям (так называемая корпоративная авиация), приобретаться крупными фирмами и организациями, нуждающимися в средствах срочной доставки грузов и документов. Самолеты АОН могут входить в состав региональных и чартерных авиакомпаний, обслуживать местные авиалинии с нерегулярным сообщением и проч. Часто они используются для обслуживания федеральных властей и правительственных чиновников.

Бурное развитие в 80-90-е гг. компьютерной техники, спутниковых средств связи, создание глобальной телекоммуникационной сети привело к некоторому снижению интереса к самолетам АОН, обслуживающим деловых людей, т.к. появилась возможность вести деловые переговоры не выходя из офиса. Первоначальная увлеченность подобного рода услугами показала, что во многих случаях значительно большую роль играет личный контакт и присутствие - “глаза в глаза”, особенно среди бизнесменов, политиков, ученых и военных. События последних лет, происходившие в мире, подтвердили, что часто судьбы народов и регионов зависят от личных “коротких контактов” политических деятелей, в которых фактор времени занимает не последнее место.

Разработка СПС небольшой размерности имеет ряд преимуществ перед большим СПС. Прежде всего стоимость его разработки значительно ниже. Существуют двигатели, необходимые для такого самолета. Например, СПС такого класса “Супер-Х”, рассматриваемый объединением Lockheed-Martin совместно с компанией Gulfstream, может использовать двигатель от истребителя трех родов войск (JSF). Кроме того, при создании СПС малой пассажировместимости проще удовлетворить нормативным требованиям по уровню шума, т.к. он непосредственно связан с размерностью самолета. Наконец, эксплуатационные расходы небольшого СПС будут существенно ниже.

По оценке специалистов независимой аналитической организации Teal Group, рынок сверхзвуковых административных самолетов на протяжении 20 лет составит от 200 до 420 машин. В настоящее время разработкой СПС административного назначения с разной степенью интенсивности и уровнем финансирования занимаются три страны в мире - Россия, США и Франция.

Первопроходцем в этой области авиации является АООТ “ОКБ Сухого”, которое после предварительных исследований в 1989 г. вместе с американской фирмой Gulfstream приступило к разработке СПС небольшой размерности под обозначением С-21G. С российской стороны был проведен большой объем научно-исследовательских работ, рассмотрено несколько вариантов аэродинамических компоновок, проведен цикл аэродинамических продувок, проработаны конструктивные элементы планера и систем самолета. Отличительной особенностью самолета является обеспечение одинаковой дальности как на сверхзвуковом, так и на дозвуковом (М=0,95) крейсерских режимах.

СПС С-21 разрабатывался с учетом требований FAR-36 (часть 3) по обеспечению уровня шума и интенсивности звукового удара менее 5 кг/м2. Салон самолета обеспечивает уровень комфорта не ниже, чем на дозвуковом административном самолете “Гольфстрим IV”.

Финансовые и иные проблемы привели к отказу фирмы Gulfstream от участия в этом проекте. В настоящее время “ОКБ Сухого” продолжает работы по этому проекту совместно с ЦАГИ, хотя отсутствие внешнего финансирования существенно тормозит ход работ. (В ходе “Ле Бурже-99” генеральный конструктор “ОКБ Сухого” Михаил Симонов заявил, что закончена стадия параметрических исследований и приступили к выпуску первого летного образца С-21. Полный комплект технической документации должен быть готов и передан в производство к концу 1999 г. Самолет С-21 будет собран и облетан в течение двух лет. “Наша задача, как производителя самолетов, не такая уж и сложная: надо только завернуть двигатели в подходящую упаковку”, - сказал он. - Прим. ред.)

После выхода из программы создания СПС С-21 фирма Gulfstream в мае 1997 г. заключила соглашение с объединением Lockheed-Martin для изучения возможности создания СПС аналогичной размерности. На этот раз в рамках соглашения будут изучаться возможности решения прежде всего проблем окружающей среды, режимов полета и сертификации. По результатам проведенных исследований был выбран самолет нормальной аэродинамической схемы с крылом изменяемой стреловидности по передней и задней кромкам. Размеры пассажирского салона подобны размерам салона на самолете “Гольфстрим IV SP”.

Согласно заявлению президента компании Gulfstream, этап предварительных исследований займет 18-24 месяца, и если будет принято решение приступить к разработке подобного самолета, то для ввода его в эксплуатацию потребуется 8-10 лет. (Исследовательскими работами занимается знаменитое отделение перспективных проектов “Сканк Уоркс” объединения Lockheed-Martin. Как заявил один из руководителей отделения на “Ле Бурже-99”, найден подход, схожий с примененным в рамках технологии “стелс” переотражением приходящих сигналов, для значительного уменьшения уровня шума. - Прим. ред.)

Начиная с осени 1997 г. компания Dassault Aviation изучала перспективы, а в конце 1998 г. представила концепцию СПС административного класса под обозначением “Супер Фалькон”. В отличие от российского и американского проектов французский СПС будет иметь крейсерскую скорость, соответствующую М=1,8, что объясняется желанием компании ограничить повышение температуры обшивки для возможности использования традиционных алюминиевых сплавов. Пассажирский салон имеет приблизительно те же размеры, что и на дозвуковом административном самолете “Фалькон 50ЕХ”.

Для своего проекта французы рассматривали бесфорсажные варианты двигателей F414 компании General Electric и гражданский вариант М88-2 компании SNECMA. Cуществующий военный вариант М88, использующийся на истребителе “Рафаль”, требует внесения значительных изменений, направленных на снижение уровня шума при взлете и обеспечение длительного сверхзвукового полета. Будущее проекта проблематично в связи со сроками и затратами на модификацию двигателя. Фаза разработки и квалификационных испытаний двигателя, как считают специалисты, может закончиться примерно к 2005 г. (На “Ле Бурже-99” Серж Дассо, руководитель компании Dassault Aviation, заявил, что они прекратили все работы, связанные с этим проектом. - Прим. ред.)

Большое внимание развитию сверхзвукового пассажирского транспорта уделяется в Японии, причем на государственном уровне. Японское министерство международной торговли промышленности (MITI) одобрило финансирование программы создания демонстрационного двигателя для СПС. Связанные с этим исследования в настоящее время представляют собой наиболее длинную цепочку в аэрокосмическом бюджете MITI. На 1998/1999 фин.гг. выделено 4,03 млрд иен ($29 млн) на финансирование работ по СПС, что составляет почти 45% всего объема ассигнований MITI в аэрокосмической отрасли.

Работами по сверхзвуковому транспортному самолету (СТС) занимается Национальная аэрокосмическая лаборатория Японии (NAL). Эта лаборатория, параллельно с MITI и с частной промышленностью, все больше сосредотачивает усилия на исследованиях по СТС. В 1998/1999 фин.гг. на эти цели предусмотрено в бюджете NAL выделение 21% средств по сравнению с 17% в прошлом году.

В мире существуют только три центра, имеющие научно-исследовательскую и экспериментальную базы, конструкторские бюро и промышленные предприятия для разработки и производства авиационной техники, обеспечивающей потребности мирового рынка, - Россия, США и объединенная Европа. Сложность проблемы создания сверхзвукового транспорта настоятельно требует объединения усилий этих центров. Россия, обладая огромным научно-техническим и опытно-конструкторским потенциалом в этой области, может занять достойное место в таком объединении.

Существование потенциального рынка СПС административного класса и отсутствие на сегодняшний день реальных предложений дают России шанс претендовать в будущем на свою долю на этом рынке. Программа создания административного СПС может сыграть роль локомотива, способного вывести из кризиса авиационную промышленность России, привлечь в экономику инвестиции. Долг государства перед промышленностью оказать всестороннюю помощь в реализации этой программы.

Основные характеристики проектов СПС административного класса

От автора

В первой части статьи (см. № 3, 1999 г.) была допущена неточность. Поводом для прекращения летной эксплуатации Ту-144 в 1981 г. согласно совместному решению МАП и МГА действительно послужила катастрофа самолета 23 мая 1978 г., а упоминающаяся катастрофа Ту-144 на авиасалоне в Ле Бурже произошла 3 июня 1973 г.

Supersonic and very much passenger

With so many aviation jubilees of the year, there is one glorious date whose importance can hardly be underestimated. The Concorde, a brainchild of the best specialists of the two European nations and the world’s only operational supersonic passenger airplane, celebrates thirtieth anniversary still remaining in active service. Thirty years is quite a time for aviation. But why the Concorde is the only one? Why can we wait for other supersonics to appear in the near future?