Цельнокомпозитный самолет, который представляет аналог «Кукурузника» Ан-2, создали в СибНИА им. Чаплыгина. Новую машину впервые представят на МАКС-2017, сообщил начальник опытно-конструкторского бюро института Вячеслав Писарев.
Рабочее название нового самолета ТВС-2ДТС. Он превосходит Ан-2 по своим характеристикам за счет жесткого крыла. У традиционного Ан-2 крыло представляет собой металлическую раму, обтянутую полотном, которое начинает рваться на скорости свыше 180-200 километров в час.
ТВС-2-ДТС способен развивать скорость до 300 километров в час. В его крыле можно разместить дополнительные топливные баки, что увеличивает дальность полета до 2 тысяч километров. Самолет будет брать около 2,5 тонны груза. В пассажирском варианте рассчитан на 11 человек.
Первый экземпляр цельнокомпозитного самолета будет представлен на Международном авиационно-космическом салоне в подмосковном Жуковском. Пока фотографировать новинку не разрешают. На МАКС самолет отправится из Новосибирска своим ходом через несколько дней.
«На МАКС полетит без посадки, запас топлива позволит. … 12 часов без посадки», - уточнил Писарев.
Опытный экземпляр будет дорабатывать. Ориентировочно через два года может начаться серийное производство.
«Этот надо до ума доводить, до серии. Тут работа ОКБ будет именно с серийным заводом. Под конкретный завод, который будет определен, надо будет затачивать технологические процессы. Так, как сделали мы - с некоторыми технологическими упущениями - для серии это не пойдет», - отметил начальник ОКБ.
Фото: ТВС-2ДТ © Владимир Сараев, Sibnet.ru
Строительство завода
Для производства цельнокомпозитных самолетов планируют построить небольшой завод за счет частно-государственного партнерства возле Бердска или в другом месте Новосибирской области. Предварительные инвестиции оценивают в 25-35 миллионов долларов.
«Самолет на уровне ремоторизованного Ан-2 стоит 1,2 миллиона долларов. Композитный самолет первой серии будет стоить на 30 % дороже, примерно 1,5 миллиона долларов», - научный руководитель СибНИА Алексей Серьезнов.
На первом этапе планируют строить 20 самолетов в год. После 40-50 машины производство выйдет на окупаемость.
По словам Серьезнова, в России государственный спрос на подобные машины может составить 300-350 самолетов. ТВС-2-ДТС может быть востребован в вооруженных силах, санавиации, лесоохране.
Этапы создания цельнокомпозитного самолета
Создание цельнокомпозитного самолета стоило 600 миллионов рублей по государственной программе. Эта программа началась в 2011 года. Первым шагом стала ремоторизации Ан-2, на который установили американский двигатель Honeywell, который создавали под крылатую ракету. Сейчас ремоторизовано около 20 самолетов, еще несколько, готовых к продаже, стоят в ангарах СибНИА.
Следующим этапом стало создание самолета с цельнокомпозитым крылом. Его собрали в 2014 году. Машина получила название ТВС-2ДТ: турбовинтовой самолет с двумя членами экипажа - демонстратор технологий. Он выполнен в единственном экземпляре, больше таких машин не будет.
Во всём мире Ан-2 считают наиболее безопасным для перелетов и транспортировки в труднодоступных местностях. Универсальность Ан-2 сделала его удобным для сельскохозяйственных работ, тушения лесных пожаров, парашютного спорта и аэрофотосъёмки, для использования в Вооружённых Силах.Ан-2 перестали выпускать в Советском союзе в 1971 году, после этого самолёт производили в Польше по 2002 год. В Китае их мелкосерийное производство продолжается. В настоящее время в мире эксплуатируется около 6 тысяч самолётов, в России в различных ведомствах летают около 380 Ан-2.
10 октября 1947 года с аэродрома Новосибирского авиационного завода им. Чкалова взлетел странный биплан и взял курс на Москву. Это был« Везделет» — любимое детище начальника Сибирского научно-исследовательского института авиации(СибНИА) Олега Антонова. Многоцелевой самолет короткого взлета и посадки, который мог бы поднимать 1000−1500 кг груза, для обслуживания труднодоступных районов страны и удовлетворения нужд сельского хозяйства Антонов замыслил еще в 1940 году.
Александр Грек
Долгие годы, в основном по ночам, он разрабатывал проект в одиночку — в сороковые годы, эру монопланов, бипланная схема рассматривалась как анахронизм. Только один Антонов считал, что биплан — идеальная схема для самолета, построенного на принципе малых скоростей и высоких взлетно-посадочных качеств. Единственный шанс на постройку биплана дал Александр Яковлев, первым заместителем которого во время войны и работал Антонов, предложив осенью 1945 года возглавить филиал своего ОКБ при новосибирском заводе № 153 им. В. П. Чкалова. Самолет строился стремительными темпами, и в конце июля 1947 года первый экземпляр биплана был готов, через три месяца вылетел в Москву на госиспытания, а еще через год машина была запущена в серийное производство под наименованием Ан-2.
| 5500 км | увеличение максимальной дальности полета |
|
|---|---|---|
| 3000 кг | увеличение коммерческой нагрузки |
|
| 7400 кг | максимальный взлетный вес |
|
| 330 км/ч | увеличение крейсерской скорости полета |
|
Снова биплан
Как только я прилетел в Новосибирск, несколько друзей, не сговариваясь, сообщили: «У нас в СибНИА Владимир Барсук углепластиковый «кукурузник» строит! Ты его не знаешь? Ты просто обязан с ним поговорить». Через семьдесят лет после создания Ан-2 новый директор СибНИА Владимир Барсук, работая над использованием перспективных технологий для строительства легких самолетов на 9−19 человек, столкнулся с теми же проблемами, что и когда-то Антонов. Как ни крути, выходило, что самая лучшая схема для легкого самолета России XXI века — все тот же биплан. Как и у Антонова, у Барсука есть множество доводов. Свой ТВС-2ДТС он создал для демонстрации новых технологий, которые и исследовал институт: новой аэродинамики, авиационных углепластиковых композитов, авиадвигателей, бортовой электроники. При всей суперсовременной начинке выглядит самолет действительно как «кукурузник». Почему? Владимир пододвигает к себе лист бумаги и начинает объяснять мне по пунктам.
Один в поле воин
«Нам говорили: ерундой не занимайтесь, сделайте российский аналог L-410 и живите счастливо, — рассказывает Барсук. — Все самолеты такой размерности сейчас делают двухдвигательными. В этом и проблема!» В мире более полутора десятков разных типов двухдвигательных самолетов размерности до 19 кресел, и поэтому войти на рынок с таким же почти нереально. Причем большинство конструкций разработки 1960-х годов, они уже давно самортизировали затраты на разработку и оснастку, и их производители могут сильно демпинговать. Хороший пример — красавец Piaggio Avanti с толкающими винтами. Итальянцы создали выдающийся самолет с необычной аэродинамической схемой. Переднее горизонтальное оперение у Avanti создает подъемную силу, хотя обычно стабилизатор всегда тянет вниз. За счет этого аэродинамика Piaggio Avanti на 15% лучше, чем у конкурентов. «Я летал на нем в Генуе часа полтора, — говорит Владимир Барсук. — Легкая, простая в управлении и безопасная машина. Лучшая в своем классе». Но даже этот современный самолет не смог занять рынок. До его появления лидер рынка Beechcraft King Air продавался по $7 млн. Piaggio собирался продавать свой самолет по $7,5 млн. Экономическая схема была хорошо просчитана. Но как только они появились на рынке, Beechcraft тут же сбросил цену до $6 млн. На этом все успехи Piaggio закончились. Компания продает 13−14 самолетов в год редким ценителям итальянского инжиниринга. «Мне стало понятно, что заходить на рынок с двухдвигательным самолетом, даже гениальным, бесполезно, — Барсук зачеркивает рисунок самолета с двумя винтами. — Какие-то шансы появляются, если эксплуатационные характеристики превосходят показатели конкурентов раза в два. Мы же не строим самолеты такого класса с 1953 года, отдали производство за границу и подобными технологиями не обладаем. Поэтому двигаться в ту сторону бессмысленно».
Безопасность
Из 2500 двухдвигательных самолетов малой размерности (L-410, Ан-28 и DHC-6 Twin Otter), которые эксплуатируются в России, в катастрофах было потеряно 395 машин. Погибло около 2700 человек. А из 18 000 выпущенных Ан-2 катастрофы коснулись чуть более 110 самолетов, что унесло жизни около 500 человек. Аварий — более 600, но люди остались живы. Выходит, что старенький Ан-2 безопаснее новых самолетов не в разы, а на порядок. Владимир Барсук как летчик-испытатель объясняет это так. Основное количество отказов двигателя происходит на взлете или посадке, а отказ одного двигателя при двухдвигательной схеме на взлете, как правило, приводит к фатальным последствиям: при развитии скольжения возникает стремительный неуправляемый срыв. Летчику надо иметь очень высокую квалификацию, чтобы совладать с этой ситуацией.
Двухдвигательный самолет обязан сохранить управляемость в случае отказа одного двигателя. Для этого нужно увеличить площадь элеронов, чтобы устранить крен, и площадь хвостового оперения, чтобы педалями удерживать направление. Поэтому хвостовое оперение и элероны в такой машине переразмерены на 10−15% и в случае отказа двигателя создают дополнительное сопротивление, что требует увеличения тяги. В итоге на самолетах вынуждены ставить переразмеренные моторы.
Построенный в СибНИА цельнокомпозитный биплан — демонстратор новых технологий для малой авиации. На нем была отработана технология изготовления элементов авиационной техники методами вакуумной инфузии и термостабилизации препрегов.
А отказ двигателя Ан-2 не оставляет пилоту вариантов и заставляет принимать решение о вынужденной посадке. Самолет планирует на скорости 130 км/ч, снижаясь с вертикальной скоростью 3,5 м/с, превращаясь в большой управляемый парашют для пассажиров. Возможность снижения скорости до 40−50 км/ч при посадке позволяет даже при лобовых столкновениях с препятствиями обеспечить высокую выживаемость.
Вместо сердца
Еще в 1970-е годы собирались ремоторизировать Ан-2, заменив его поршневой двигатель турбовинтовым. Дело в том, что поршневой двигатель быстро теряет тягу при увеличении скорости и высоты полета, а газотурбинный — нет. Только за счет применения силовой установки другого поколения можно получить почти 30%-ный прирост тяги на крейсерских скоростях. С поршневым двигателем Ан-2 летает в горизонте на скоростях 220−230 км/ч, а при переходе на турбовинтовой двигатель достигает 295−300 км/ч. Только выполнять полет на Ан-2 на такой скорости нельзя, так как при превышении 230 км/ч начинается повышенная вибрация расчалок, которая негативно действует на конструкцию крыла. Например, у Ан-3 (турбовинтовая версия Ан-2), которые первое время гоняли на скоростях под 250 км/ч, при прохождении капитального ремонта выявили повышенное количество усталостных трещин на нервюрах.
Одна из основных проблем российской малой авиации — отсутствие современного турбовинтового мотора. Опытный образец оснащен двигателем Honeywell TPE331−12U, производство которых планировалось локализовать в России.
Два или одно?
До Барсука априори считалось, что бипланы — это что-то из начала XX века. Последним аэродинамику бипланов изучал Антонов в том же СибНИА. Возобновив исследования, Владимир Барсук узнал об этой схеме много интересного. «Я летчик, — довольно жестко говорит Барсук. — Когда у моего самолета отказывает двигатель, я падаю на землю, поэтому мне очень хорошо понятны преимущества биплана. И никакой аэродинамик не убедит меня в обратном». И задачу своим конструкторам он поставил конкретную: большой мидель снижает аэродинамику биплана, необходимо подтянуть ее к показателям моноплана. Подтянули.
Рассуждения о том, что моноплан с хорошей механизацией и хорошими закрылками будет по характеристикам равняться Ан-2, Барсук поставил под сомнение. Дело в том, что аэродинамические характеристики моноплана с высокоразвитой механизацией резко падают при возникновении скольжения — как в аварии с взлетавшим Ан-70 в Омске.
Одно из главных ограничений Ан-2 — расчалки между крыльями. И первой задачей, которую предстояло решить команде Барсука, — уход от расчалок. По сути, у нового самолета два центроплана, верхний и нижний, и крыло замкнутого контура образует силовую конструкцию. Такая схема принесла дополнительный бонус — снижение индуктивного сопротивления на 5−10% в зависимости от скорости. Это необычное прочтение исследованных ранее кольцевых крыльев позволило получить большую устойчивость к боковому ветру.
Правда, когда в Новосибирске попытались спроектировать металлический самолет без расчалок, крылья получились тяжелее в два раза. Комплект крыльев антоновской машины весил 830 кг, а новых металлических — 1600 кг с лишним. Композиты, технология которых и исследовалась в СибНИА, позволили снизить вес до 1050 кг и летать на скоростях за 300 км/ч.
Биплан XXI века
На вопрос, почему же новый композитный самолет при другой аэродинамике так напоминает Ан-2, Владимир Барсук со смехом отвечает: «Аэродинамика с тех пор не поменялась. Воздух не стал плотнее». Антонов, например, потратил несколько месяцев только на то, чтобы точно определить расположение стабилизатора, — первоначально он был в другом месте. Провели множество исследований, чтобы правильно разместить стабилизатор. И он у Ан-2 стоит идеально. Хотя фюзеляж у самолета Барсука шире на 30 см и длиннее на 50 см, благодаря тому что применили другой профиль стабилизатора, удалось значительно увести центровку назад, в результате чего кабине добавилось более 2 м в длину.
При практически тех же габаритах внутренний рабочий объем фюзеляжа вырос на 40%. Когда оказываешься в кабине, первое впечатление — это не Ан-2! Расход топлива по сравнению с Ан-2 уменьшился на 30%, и это не дефицитный авиационный бензин, а керосин.
| Летно-технические характеристики | Ан-2 | Ан-3 | ТВС-2ДТС | Cessna 208B Grand Caravan |
|---|---|---|---|---|
| Вес пустого ВС, кг | 3350 | 3450 | 3500 | 2048 | 1500 | 1800 | 3000 | 1404 |
| Крейсерская скорость, км/ч | 180 | 240 | 330 | 320 |
| Крейсерский часовой расход топлива, л/ч | 190 | 260 | 200 | 220 |
| Дальность полета с полной загрузкой, км | 780 | 900 | 1583 | 400 |
| Длина разбега / пробега, м | 150/170 | 140/100 | 150/190 | 354/218 |
| Минимальный часовой расход топлива, л/ч | 120 | 180 | 140* | 130 |
| Время набора 3000 м, мин | 26 | 6 | 9 | 13 |
| Максимальная высота полета, м | 4400 | 4900 | 4000 | 7620 |
*На скорости 160 км/ч и высоте 4000 м.
В конструкции нового самолета много мелких нюансов, не видных с первого взгляда. Например, выхлопная труба, которая находится справа, дает дополнительную тягу в 100 кг и компенсирует реактивный момент от винта. А минимальные скорости достигаются идеальным балансом управляющих поверхностей. При изменении режимов двигателя рули управления почти всегда остаются в нейтральном положении. А что такое отклоненные руль направления или элероны? Это по сути тормозной щиток.
Владимир Барсук считает, что его команда СибНИА создала новый самолет, который может принципиально изменить авиационную логистику. Сегодня, доставляя груз в Сибирь, Ан-12 летит сначала в транспортный хаб, например Новосибирск, после этого груз по 2−3 т перегружают в Ми-8, который стоит сумасшедших денег, и уже он летит в поселки за 500−800 км. Новый самолет может взять в Москве те же самые 2,5 т и напрямую доставить их на место. К тому же все Ан-12 и несколько сотен Ми-8 выходят из эксплуатации по ресурсу в течение ближайших пяти лет, и развозить грузы по российской глубинке станет просто не на чем.
Через два года СибНИА рассчитывает наладить в Новосибирской области серийное производство цельнокомпозитных бипланов и выпускать на начальном этапе 20 штук в год.
Барсуку говорят: сегодня у нас есть Ан-2, и он занимает свою нишу, а вы делаете дорогой самолет, и он не нужен. «Если мы создадим самолет, который востребован прямо сейчас, эта машина будет позади рынка в режиме «вчера», а мы, как НИИ, должны работать с опережением на «завтра», чтобы формировать рынок, — твердо уверен руководитель СибНИА. — У нас еще масса нереализованных идей в запасе».
Ровно через семьдесят лет с аэродрома Новосибирского авиационного завода им. В. П. Чкалова взлетел странный биплан и взял курс на Москву. Это был углепластиковый «Везделет» — любимое детище начальника Сибирского научно-исследовательского института авиации (СибНИА) Владимира Барсука. Он летел на «МАКС-2017». Без дозаправки и напрямую, поскольку времени для промежуточных посадок не оставалось…
Самолёт спроектирован как замена универсального самолета Ан-2, легендарной машины Антонова, вошедшей в книгу рекордов Гинесса как самый долго выпускающийся самолет в мире, производство которого возобновлено снова в Китае, на российский аналог со многими значительно лучшими характеристиками.
самолет ТР-301:
Примерно при тех же скоростях, полезной нагрузке, размерах салона как Ан-2 самолет ТР-301:
- легче Ан-2 на 500кг,
- грузоподъёмность 1500 кг,
- двигатель, винт, материалы российского производства;
- потребляет автомобильный бензин Аи-95,
- расход ГСМ на 40% ниже Ан-2,
- один пилот,
- стоимость самолета до 120 тыс. долл., что значительно дешевле зарубежных аналогов стоимостью 1.5-2 млн. долл.,
И соответственно срок окупаемости самолета не более 2-3 лет по сравнению с 10-15 годами зарубежных аналогов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ТР-301
Самолет ТР-301 – многоцелевой высокоплан с двигателем АШ-62ИР и винтом АВ-2предназначен для выполнения авиационных работ в зависимости от их цели:- Перевозка пассажиров
- Авиационно-химические работы
- Лесоавиационные работы
- Транспортно-связные работы
- Поисково-спасательные и аварийно-спасательные работы и др.
Самолет может перевозить различные грузы, а также работников предприятия.
Мощная механизация крыла позволяет эксплуатировать самолет на необорудованных аэродромах и небольших площадках и обеспечивает устойчивое планирование на больших углах атаки.
Самолет оборудован современной радиоаппаратурой для связи с наземными станциями и обеспечен приборами для полетов в простых и сложных условиях.
Фюзеляж — типа полумонокок, цельнометаллической конструкции и обшит алюминиевыми материалами.
Кабина пилота с одним сиденьем закрыта просторным остекленным фонарем с хорошим обзором во всех направлениях.
Позади кабины пилота расположена кабина для грузов и при незначительном переоборудовании может использоваться в других целях.
Обе кабины имеют приточную и вытяжную вентиляцию, а также отоплением теплым воздухом.
Общий объем кабины для грузов 12 м 3 .
Размеры ее (4,1х 1,7х 1,8 м) позволяют перевозить грузы больших габаритов.
На левом борту находится грузовая дверь кабины размерами 1,0х 1,5 м,
Пол кабины для грузов, собран из фанерных листов, вклеенных между двумя наружными листами дюралюминия, и покрыт пробковой крошкой.
Панели пола съемные и рассчитаны на сосредоточенную нагрузку 600 кг/м 2 .
Моноплан крыла, и хвостовое оперение состоят из металлического каркаса, обшитого тканевой обшивкой. Крыло самолета по размаху имеют постоянный профиль.
На крыле установлены щелевые элероны, имеющие осевую аэродинамическую и весовую компенсации.
На левом элероне установлен триммер.
Элероны отклоняются дифференциально. Управление элеронами связано с управлением закрылками механизмами зависания.
По всему размаху верхнего крыла установлены автоматические предкрылки.
Для уменьшения посадочной скорости и сокращения взлетной дистанции на крыле установлены щелевые закрылки, имеющие осевую аэродинамическую компенсацию. Управление закрылками электрическое.
Хвостовое оперение имеет симметричный профиль у корня и у конца. Руль высоты и руль направления имеют осевую аэродинамическую и весовую компенсации и триммеры. Неубирающееся пирамидального типа шасси самолета состоит из амортизационной стойки, переднего и заднего подкосов и колес полубаллонного типа с двусторонним пневматическим тормозом.
Управление тормозами производится гашеткой, установленной на штурвале.
Ориентирующееся заднее колесо полубаллонного типа, не убирающееся в полете, соединенной с амортизационной стойкой.
Управление самолетом одинарное.
Проводка управления смешанная: тросовая и жесткая.
Двигатель АШ-62ИР, установленный на самолете, заключен в капоты. Охлаждение двигателя воздушное.
Масло охлаждается в масляном воздушном радиаторе, установленном в нижней части капота.
На самолете ТР-301 установлен четырехлопастный автоматический винт прямой схемы АВ-2.
Масляная система двигателя состоит из бака емкостью 125 л, расположенного на шпангоуте позади мотора, радиатора, трубопроводов и арматуры.
Система питания двигателя топливом состоит из шести баков, расположенных в крыле, трубопроводов, агрегатов и арматуры.
Общая емкость топливных баков 1200 л.
Управление двигателем и бензокранами механическое.
Электросеть самолета питается от генератора, имеющего привод от двигателя.
В конструкции самолета широко применяются стандартные стальные трубы, листовой алюминий, литье и штамповка.
Основными материалами и полуфабрикатами, применяемыми для постройки самолета, являются:
стальные трубы, листовой дюралюминий, прессованные профили из дюралюминия, легированные стали, отливки и штамповки из алюминиевых сплавов, штамповки из легированных и углеродистых сталей, авиационное полотно, кожа, резина.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ САМОЛЕТА ОБЩИЕ ДАННЫЕ
| Длина самолета в линии полета | 12735мм |
| Высота самолета в стояночном положении | 4130мм |
| КРЫЛО | |
| Размах крыла | 18176мм |
| Площадь крыла с фюзеляжной частью, элеронами, закрылками и предкрылками | 43,536 м 2 |
| Хорда крыла | 2,45 м |
| Длина САХ | 2264 |
| Удлинение крыла | 7,7 |
| Профиль крыла | P11C 14% |
| Угол поперечного V крыла | 3° |
| Угол остановки крыла относительно оси фюзеляжа | 3° |
| ЭЛЕРОНЫ | |
| Площадь элеронов | 5,9 м 2 |
| Осевая компенсация элеронов | 21,7% |
| Длина элерона (одного) | 4,7 м |
| Хорда элерона | 0,65 м |
| Площадь триммера | 0,141 м 2 |
| ЗАКРЫЛКИ КРЫЛА | |
| Площадь закрылков | 4,09 м 2 |
| Осевая компенсация закрылков | 23% |
| Размах закрылка (одного) | 3,415 м |
| Хорда закрылка | 0,6 м |
| ПРЕДКРЫЛКИ | |
| Площадь предкрылков | 4,39 м 2 |
| Хорда предкрылков | 0,36 м |
| Размах предкрылка | 3,85 м |
| ФЮЗЕЛЯЖ | |
| Длина фюзеляжа | 10,12 м |
| Размах центроплана | 2,68м |
| Удлинение фюзеляжа | 5,04 |
| Длина грузовой кабины | 4,1 м |
| Ширина грузовой кабины | 1,8 м |
| Высота грузовой кабины | 1,7 м |
Новосибирские авиаконструкторы представили модернизированный «кукурузник»
В преддверии Международного авиационно-космического салона «МАКС» в Новосибирске прошли испытания модернизированного самолета Ан-2.
Легендарный «кукурузник» преобразился как внутри, так и снаружи. Теперь он способен без дозаправки долететь до Москвы.
Быстрее, выше…
— Можно сказать, что это новый самолет, который заменит существующий и уже устаревший Ан-2. Мы только использовали фюзеляж старого самолета, — рассказал летчик-испытатель, директор Сибирского научно-исследовательского института авиации имени Чаплыгина Владимир Барсук.
Он сам поднял биплан в воздух перед серьезным тест-драйвом на МАКСе, ведь машина примет участие в показательных выступлениях.
Начинка Ан-2 действительно претерпела кардинальные изменения: заменены система навигации, светотехническое оборудование, авионика. Также новосибирскими конструкторами разработано цельнокомпозитное крыло с использованием новых технологий, аналогов которому нет.
— Все это позволит самолету выполнять полеты в сложных метеоусловиях и перевозить почти в два раза больше груза. Его крейсерская скорость составит порядка 320 — 330 километров час, это почти вдвое больше, чем раньше, — отметил Владимир Барсук.
Биплан способен подняться на высоту семь тысяч метров, то есть почти в два раза выше, чем его предшественник. Увеличилась и длительность полета без дозаправки, поэтому в Москву летчики планируют добраться без остановок, значительно сэкономив время.
Пресс-тур в СибНИА организовала партия «Единая Россия». Как рассказывают конструкторы, несмотря на все ноу-хау, преемственность машины сохранена полностью — новый Ан-2 прост в обслуживании и способен приземлиться почти на любую более-менее ровную поверхность. Новосибирский самолет хорошо подойдет для грузовых и пассажирских перевозок в отдаленных регионах страны с плохой транспортной доступностью.
— Его можно использовать и в качестве патрульного, геологоразведочного, десантно-транспортного, лесопожарного, сельскохозяйственного самолета, — рассказали в СибНИА.
Встать на конвейер
Сегодня 90 процентов парка малой авиации России составляют устаревшие Ан-2. Поэтому на новосибирскую версию нового «кукурузника» все надежды. По мнению Владимира Барсука, к 2018 году можно будет говорить о серийном производстве биплана: пока, по предварительным подсчетам, речь идет о 300 — 500 машинах в год.
— Сейчас мы определяем летно-технические характеристики, дальность полета, расход топлива. К МАКСу мы уже должны для компаний-эксплуатантов подготовить четко подтвержденные летно-технические характеристики самолета, чтобы провести с ними в рамках салона совещания и определить предварительный спрос. Как научный институт мы обязаны авиационной промышленности представить проект самолета с проработанными конструкторскими решениями, подтвержденными характеристиками, — сообщил Владимир Барсук.
Традиционно во время авиационно-космического салона в Жуковском, который в этом году пройдет с 25 по 30 августа, состоится так называемый президентский показ, в рамках которого главе государства демонстрируют последние и лучшие достижения отрасли. В СибНИА не исключили попадания в VIP-просмотр. Но главная задача все же — не отличиться перед Президентом, а заинтересовать потенциальных заказчиков.
КСТАТИ
СибНИА с 1994 года является участником проекта «Крылатая память Победы», национальной коллекции летающих самолетов времен Великой Отечественной войны. В его рамках в городе восстановлено более пятнадцати самолетов военного времени. Один из них — истребитель Миг-3, поднявшийся в небо в этом году во время празднования Дня Победы.
СПРАВКА
Ан-2 — советский легкий многоцелевой самолет. Используется как сельскохозяйственная, спортивная, пассажирская, транспортная машина, состоит на вооружении ВВС ряда стран. Многие из них летают более 40 лет, налет некоторых достигает 20 тысяч часов. Занесен в Книгу рекордов Гиннесса как единственный в мире самолет, который выпускается уже свыше 60 лет.
Самолёт ТВС-2МС - это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР - биплана Ан-2. Поэтому сначала уместно сказать несколько слов об этом легендарном самолёте.
Ан-2 - советский лёгкий многоцелевой биплан с одним поршневым двигателем и расчалочным крылом. Странно, зачем в НАТО решили дать своё название этому самолёту, который с военной точки зрения не несёт никакой угрозы Северо-Атлантическому альянсу, но они назвали его "Жеребёнок" - Colt. У нас этот самолёт называют иногда "Аннушкой", иногда "Кукурузником".
Самолёт был спроектирован в 1946 году в ОКБ-153 при Новосибирском авиационном заводе им. Чкалова. Руководил ОКБ-153 Олег Константинович Антонов. 31 августа 1947 года в воздух поднялся первый опытный образец - СХ-1, а через два года - 9 сентября 1949 - первый серийный Ан-2.
Ан-2 построен по аэродинамической схеме расчалочного биплана с цельнометаллическим фюзеляжем и прямым двухлонжеронным крылом. Верхнее крыло снабжено автоматическими предкрылками по всему размаху, щелевыми нависающими закрылками и элерон-закрылками. На нижнем крыле установлены только щелевые закрылки. Обшивка крыльев и оперения - полотняная. Шасси - неубирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. В зимнее время предусмотрена установка лыжного шасси. Силовая установка состоит из поршневого 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения АШ-62ИР с четырёхлопастным воздушным винтом.
Народное название «кукурузник» самолёт получил в 50-х годах в наследство от По-2, поскольку заменил предшественника на сельскохозяйственных работах в период массового засева полей кукурузой.
Самолёт эксплуатировался на местных воздушных линиях для перевозки пассажиров и грузов, на линиях, связывавших областные центры с небольшими городами, посёлками, сёлами и деревнями. Будучи простым в эксплуатации, пригодным для работы с неподготовленных грунтовых площадок и обладая малым разбегом и пробегом, Ан-2 был незаменим в сельскохозяйственной и санитарной авиации, его можно было увидеть как в районах Крайнего Севера, так и в среднеазиатских пустынях и высокогорных районах Кавказа и Тянь-Шаня. Применялся так же и в ДОСААФ, для десантирования парашютистов-любителей.
Ан-2 выпускался в СССР, Польше и Китае. Всего с момента начала производства было построено более 18 тысяч таких самолётов.
ТВС-2МС
На 2012 год российский парк самолётов Ан-2 составлял 2100 единиц. Из них в гражданской авиации в лётном состоянии находилось около 200 самолётов, у военных - 60-70, в ДОСААФ - чуть больше 100. И идея обновления этого парка не нова - ещё в 1983 году в ОКБ Антонова был проработан самолёт Ан-3 с заменой силовой установки на ТВД-20. Однако массовую модернизацию машин в то время организовать не удалось.
Разработка проекта ремоторизации Ан-2 в ТВС-2МС началась в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С. А. Чаплыгина (СибНИА, Новосибирск) в октябре 2010 года. В 1946 году, когда проектировался Ан-2, институтом руководил Главный конструктор ОКБ-153 - Олег Антонов.
В 2011 году, специально для реализации проекта ремоторизации самолёта Ан-2, в Новосибирске было образовано ООО «Русавиапром». Совместным решением Минпромторга и Минтранса России предприятие назначено изготовителем самолёта ТВС-2МС на территории Российской Федерации.
Аббревиатура ТВС-2МС расшифровывается как "турбовинтовой самолёт - 2 члена экипажа модернизиция СибНИА". В названии машины пришлось отказаться от сокращения "Ан", так как оно зарегистрировано на украинское ГП "Антонов".
Основной задачей модернизации ставился переход с авиационного бензина Б-91 и его аналогов на авиационный керосин ТС-1, за счёт чего было получено значительное снижение эксплуатационных расходов. Также требовалось увеличить межремонтный ресурс двигателя, обеспечить автономность и независимость от наземных служб при техническом обслуживании и подготовке воздушного судна к полёту, улучшить температурные условия в салоне и кабине экипажа. При этом должны были быть сохранены основные качества базовой машины.
Из-за отсутствия в России современного экономичного и лёгкого двигателя, в СибНИА приняли решение установить на Ан-2 вместо поршневого АШ-62ИР турбовинтовой двигатель Honeywell ТРЕ-331-12 мощностью 1100 л.с. Двигатель может работать на различных видах топлива, включая авиационный керосин и автомобильный бензин.
Одним из приоритетов ремоторизации машины являлось максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Установка нового двигателя с меньшей массой привело к изменению центровки самолёта, в связи с чем была разработана новая моторама и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Новый удлинённый капот изготовлен из современных композиционных материалов.
| Технические характеристики ТВС-2МС | |
| Размах крыла, м | |
| Верхнего | 18,17 |
| Нижнего | 14,23 |
| Площадь крыла, м 2 | 43,6 |
| Длина, м | 12,40 |
| Высота, м | 5,32 |
| Вес пустого, кг | 2850 | 1500 |
| Макс. взлётная масса, кг | 5500 |
| Тип двигателя | Honeywell TFE331-12 |
| Мощность двигателя, л.с. | 1100 |
| Расход топлива, л/час | 160 |
| Мин. расход топлива, л/час | 119 |
| Макс. скорость, км/час | 250 |
| Крейсерская скорость, км/час | 200 |
| Макс. дальность полёта, км | 1300 |
| Длина разбега, м | 50 |
| Длина пробега. м | 80 |
| Макс. высота полёта, м | 6000 |
| Время набора высоты 3000 м, мин | 7 |
Кажущаяся совершенно архаичной полотняная обшивка крыла Ан-2 на практике даёт ему огромное преимущество. Её можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на одном современном самолёте такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолёты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь отличную весовую отдачу, с которой не сравнится ни один другой самолёт.
7 августа 2012 г. под руководством премьер-министра РФ Дмитрия Медведева прошло совещание по развитию региональных авиаперевозок. Замглавы Минпромторга Юрий Слюсарь рассказал об идее министерства ремоторизировать существующий парк самолётов, поставить на них новые американские двигатели и новое БРЭО. По мнению министерства, это наиболее экономически эффективный и быстрый путь удовлетворить потребности малой авиации. Министерство не случайно вышло с таким предложением - испытания обновлённого самолёта к тому времени шли вполне успешно.
Летом 2012 года на производственной базе СибНИА была организована сборка двигателей ТРЕ-331-12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России.
В ходе лётных испытаний самолёта ТВС-2МС были подтверждены заявленные характеристики, по сравнению с исходным Ан-2 практически все они улучшились на 15-20%, а дальность полёта с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Самолёт стал потреблять на 10% меньше топлива. Полёт на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость лётного часа, т.к. это топливо в 5 раз дешевле бензина.
На высоте 3000-3200 метров истинная скорость самолёта составляет около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счёт использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка ТВС-2МС к полёту при температурах до -15 o С не требует прогрева самолёта. Двигатель ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38 o С, что крайне важно для северных районов. Система отопления позволяет при температуре -30 o С поддерживать в салоне +25-28 o С.
Более обтекаемая носовая часть и изменение картины обтекания потоком от воздушного винта снизили лобовое сопротивление, что повлекло снижение минимальных скоростей полёта. При гладком крыле и взлётной массе 4100-4200 кг самолёт выполняет управляемый полёт на скорости 60-70 км/ч, а с выпущенными на 20 o закрылками - на 35 км/ч. Улучшились и взлётно-посадочные характеристики. При взлётной массе 4700 кг самолёту хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты, а пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.
Пассажирский 9-ти местный вариант самолёта впервые был представлен публике на МАКС-2013.
Фото (с) Виктора Хмелика
В салоне справа у входа установлено откидное кресло стюардессы. Багаж пассажиров размещается под креслами, по словам разработчиков, из соображений центровки в будущем появится вариант с багажным отсеком сразу за кабиной пилота. Багажные полки имеют объём, как на региональных самолётах, каждое пассажирское место оснащено индивидуальной вентиляцией и освещением. В конце салона размещён санузел с биотуалетом и умывальником, поэтому многочасовой полёт на максимальную дальность 1300 км при крейсерской скорости 200 км/ч будет вполне комфортабельным.
Наблюдая полёт ТВС-2МС с земли, кажется, что самолёт просто завис и находится в воздухе только за счёт встречного ветра, и только когда ветер ослабевает, становится заметным его продвижение вперёд.
Эксплуатация
Благовещенская «Амурская авиабаза» стала первым эксплуатантом самолёта ТВС-2АМ в России - 22 апреля 2014 года самолёт ТВС-2АМ приступил к выполнению работ по мониторингу и тушению лесных пожаров в Амурской области. Применение самолёта позволяет объединить несколько лесопатрульных маршрутов и охватить патрулированием большую территорию за один вылет.
В самом конце 2015 года Нарьян-Марский авиаотряд закупил в лизинг два самолёта ТВС-2МС, в мае 2016-го они прибыли в аэропорт базирования. После прохождения процедуры сертификации, 26 сентября 2016 года, ТВС-2МС с десятью пассажирами отправился в первый рейс из аэропорта Нарьян-Мар в Каратайку. Началась регулярная эксплуатация самолёта в Нарьян-Марском объединённом авиаотряде. Самолёты используются по принципу «аэротакси», они выполняют не менее двух рейсов в день, прежде всего на дальних маршрутах - на восток и запад округа в Неси, Шойну, Каратайку, Усть-Кару и Амдерму.
В октябре 2016 года стало известно, что Вьетнам ведёт переговоры с СибНИА о модернизации нескольких десятков Ан-2 в ТВС-2МС.
Производственные мощности ООО "Русавиапром" позволяют проводить модернизацию от 20 до 40 самолётов в год. На начало февраля 2017 года заказчикам поставлено восемь сертифицированных самолётов ТВС-2МС и подготовлено к продаже ещё 15 машин.
К модернизации Ан-2 в ТВС-2МС проявляют интерес многие страны, имеющие значительный парк самолётов этого типа. В Китае рассчитывают самостоятельно по чертежам СибНИА производить модернизацию Ан-2 на своих предприятиях. Кроме того, ведутся переговоры с Казахстаном и Монголией как по вопросу закупки самолётов, так и по возможности организации совместных предприятий по модернизации Ан-2.
Сравнение Ан-2 и ТВС-2МС
Кроме замены двигателя, носового обтекателя, изменения коснулись некоторых самолётных систем и пассажирского салона.
Перед ремоторизацией производится необходимый ремонт узлов и перетяжка обшивки крыла и горизонтального оперения. На модернизированный самолёт устанавливается открытый дизель-генератор KDE2200E, который позволяет в автономном режиме, независимо от наземных служб проводить подзарядку аккумуляторов, использовать приборы связи, в том числе в случае аварийной посадки.
Монтируется автономный воздухонагревательный прибор Airtronic M D4 предназначенный для обогрева и поддержания заданной температуры в моторном отсеке, пассажирской и пилотской кабинах в автономном режиме, в том числе в случае аварийной посадки.
Новая система отопления и вентиляции обеспечивает поддержание комфортных температурных условий путём смешения в нужных пропорциях горячего воздуха, отбираемого от последней ступени компрессора двигателя, с холодным воздухом, поступающим из атмосферы через специальный воздухозаборник. Пропорции смешения регулируются системой заслонок; затем, через глушитель, воздух поступает в пилотскую и пассажирскую кабину.
Существенно переработан пассажирский салон, он стал современным и комфортабельным. Для визуального увеличения размеров салона дверь в кабину пилотов выполнена прозрачной. Оснащение салона включает в себя 9 кресел и одно откидное место, полноценные багажные полки, установлен биотуалет с умывальником.
| Сравнение технических характеристик Ан-2, Ан-3Т, ТВС-2МС | |||
| Технические характеристики | Ан-2 | Ан-3Т | ТВС-2МС |
| Вес пустого, кг | 3350 | 3450 | 2850 | 1500 | 1800 | 1500 |
| Крейсерская скорость полёта, км/час | 200 | 240 | 200 |
| Расход топлива в крейсерском полёте, л/час | 195 | 260 | 160 |
| Мин. расход топлива, л/час | 120 | 180 | 119 |
| Дальность полёта с макс. нагрузкой, км | 780 | 900 | 1300 |
| Длина разбега/пробега, м | 150/170 | 140/100 | 50/80 |
| Время набора 3000 м, мин | 26 | 10 | 7 |
ТВС-2-ДТ - композитный демонстратор технологий
Вслед за ремоторизацией Ан-2 в СибНИА началась разработка нового самолёта для малой авиации. Опираясь на исходную конструкцию Ан-2, в институте разработали модель из композитных материалов. Проект самолёта разработан в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics».
В ТВС-2-ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска, в кабине пилотов установили четыре жидкокристаллических цветных индикатора - по два для каждого пилота и пятый - в центральной части приборной доски. Двигатель на новом самолёте тот же «Honeywell», что и на ТВС-2МС.
«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если на Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», - рассказывает начальник институтского ОКБ Вячеслав Писарев.
В изготовлении крупногабаритной выклеечной оснастки для углепластиковых деталей самолёта помог НАЗ им. В.П.Чкалова. Детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных методом автоклавной полимеризации из препрегов, специалисты СибНИА планируют изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода.
На территории института находится своё опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта.
Препрег - углеткань, пропитанная связующим, хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе режется несколько слоёв выкройки будущей детали. При этом помимо очертаний задается и направление нитей. Затем заготовка детали помещается в автоклав, где при высокой температуре и в полном вакууме происходит спекание слоёв препрега - полимеризация.
10 июня 2015 года на аэродроме Ельцовка Новосибирского авиационного завода им. В.П. Чкалова (НАЗ), совершил первый полёт прототип лёгкого многоцелевого самолёта ТВС-2-ДТ, разработанного и построенного в СибНИА.
В конструкции самолёта, две последние буквы в названии которого говорят, что это - демонстратор технологий, реализованы передовые решения современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика. Два новых крыла биплана, изготовленные из композитов, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволяет в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полёте. Фюзеляж самолёта специалисты СибНИА планируют полностью изготавливать из полимерных композиционных материалов.
Загрузка...
