В каких условиях производят российские «саблелеты»
Недавно исполнился год с момента, как взлетел первый SSJ100 с новыми законцовками крыльев — винглетами. Из-за характерного вида они сразу получили название «сабля», а сам самолет, соответственно — «saberlets» или «саблелёт». В прошлом году я провел несколько съемок на базе ГСС в Жуковском. Там я заснял несколько этапов производства работ по установке новых законцовок и другой экспериментальной работе по совершенствованию самолета. Но сначала немного истории. Впервые законцовка крыла, расположенная перпендикулярно его плоскости была сконструирована авиационным специалистом и инженером Ричардом Уиткомбом в начале 1970-х годов. Он, являясь сотрудником НАСА, был одним из первых исследователей влияния формы законцовок крыла на аэродинамику самолёта. На пассажирских самолётах аэродинамические законцовки были впервые применены на Boeing 747−400 выпуска 1985 года. C 2009 года данная конструкция применяется на крыльях среднемагистральных самолётов Airbus A-320. В начале 1990-х гг. Луи Гратцер, главный специалист по аэродинамике компании Aviation Partners, придумал и запатентовал «blended winglet» — сопряжённое крылышко, которое плавно загибается вверх по дуге большого радиуса и имеет большое относительное удлинение. Первое же применение крылышек новой конструкции для модернизации делового самолёта Gulfstream II в 1991 г. позволило сократить расход топлива на 7%. Столь масштабная экономия за счёт модернизации оказалась беспрецедентной в истории авиации, если не считать переделки всего самолёта или ремоторизации. Похожая конструкция, установленная на Суперджете, позволяет одновременно улучшить взлетно-посадочные характеристики и снизить расход топлива не менее чем на 4%. И вот они, красавцы-малыши в ангаре ЛИКа. Здесь ведутся разные работы. Обычно это техническое обслуживание самолетов разных авиакомпаний, модернизация экспериментальных машин и подготовка к поставке заказчику только что прилетевших с завода новых самолетов. Но нас интересует самолет с демонтированной законцовкой крыла. Именно так начинаются работы по установке саблевидных винглетов на опытной машине. А на стоянке экспериментальные машины участвуют в программе модернизации и совершенствования летных и эксплуатационных характеристик. Пока самолет летает — он развивается. Опытные машины пронизаны кабельной сетью, датчиками и блоками с оборудованием. Мой сопровождающий, ведущий инженер по летным испытаниям компании Гражданские самолеты Сухого Игорь Александрович Соболев. Мы с ним провели несколько часов, беседуя о малыше, о перспективах развития и испытаний. Я долго слушал его рассказ как они проводили разные испытания. Какие были сложности и как их преодолевали. Игорь Александрович, не только профессионал, но и человек, влюбленный в небо и в Суперджет. Испытательная станция. С первой машины повелась традиция собирать магнитики и наклейки из разных стран, где бывал этот борт. Мамонтенок, конечно, из Якутии, где проводили низкотемпературные испытания. Испытательные пассажиры — на эти штыри сажаются чугунные чушки. Варьируя их расположение и массу в салоне, можно имитировать разные веса и центровки. Все, что попадает на серийные машины, должно пройти испытания и сертификацию. Даже такая вещь, как столик для пилота, который вроде бы не связан с управлением, все равно в обязательном порядке проверятся, испытывается и сертифицируется. Даже больше, в авиации любая вещь, которая попадает в салон (даже наклейка на кресле или занавеска) проходит испытания, как минимум, на пожаробезопасность. Прошло некоторое время и я снова в ангаре ГСС. В это раз новая законцовка уже есть, но еще идет работа по её интеграции в крыло. Работа очень ответственная и сложная. Так же самолет готовится к первому полету — идет установка дополнительных датчиков. После сверления каждое отверстие обрабатывают, делая так называемое зенкерование. Это способ используется для увеличения диаметра и получения более качественной поверхности отверстия методом резания. При его применении увеличивается диаметр, повышается точность поверхности и чистота отверстия. Таким образом идет калибровка отверстия под нужный крепеж. Конфигурация законцовок в виде сабли, установленная на Superjet 100, стала результатом комплекса расчетных исследований, инженерных и экспериментальных работ, проведенных разработчиком самолета — компанией Гражданские самолеты Сухого при участии Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ). Геометрия законцовок была определена с применением инновационных методов трехмерной оптимизации на базе численных расчетов аэродинамики (CFD), которые являются уникальной разработкой ЦАГИ, активно используемой в авиационной отрасли России, в частности в программе Superjet 100. Пока самолет находится на доработке, то можно заглянуть в некоторые его системы, обычно скрытые. Например в кессон топливного бака. Или посмотреть как выглядит выпущенный предкрылок. Круглая труба справа предназначена для горячего воздуха, который является частью противооблединительной системы самолета. А на соседнем самолете тоже ведутся доработки под испытания. Здесь идет испытания новых створок шасси, повышающие эффективность полета. Наконец-то, 21 декабря 2017 года. Идет подготовка самолета с новыми законцовками крыльев к первому вылету. Сначала техники проводят все тесты. И делают гонку двигателей на земле, проверяя все его системы на всех режимах. На фото включен реверс двигателя. Так как полет испытательный, то экипаж находится с парашютами. Таковы правила полетов. В регистраторы вставляют накопители полетной информации и данных, собираемых со всевозможных датчиков. Кабина готова к запуску двигателей! Рабочее место инженера по испытаниям. С установкой винглетов было так же доработано программное обеспечение и система управления. Теперь все это предстоит проверить. Техники завершают подготовку к вылету. Даже стекло не забыли протереть. А рядом опытную машину буксируют на взлет — у нее сегодня своя программа полетов. Пока ждем вылета, заглянул в ангар. Тут стоит самолет с улыбкой. И двигатель-хомяк. :) Красота! Наконец-то наш борт буксируют на точку запуска. Короткий разбег и малыш в небе. Проход над полосой и самолет улетает в зону на отработку задания. Полет SSJ100 с заводским номером 95032 с установленными горизонтальными законцовками крыла занял 2 часа 42 минуты. В соответствии с полетным заданием летный экипаж выполнил оценку характеристик устойчивости и управляемости самолета в различных конфигурациях механизации крыла. Также в полете были выполнены режимы по определению расходов топлива на различных этапах. Полет проходил в диапазоне высот до 11 000 метров. Полет прошел хорошо, замечаний нет. Далее предстоит большая работа по снятию характеристик, уточнению методик пилотирования, работы систем и общей оценки эффективности. Внедрение законцовок крыла, являющееся частью данной программы совершенствования самолета, в том числе, обеспечит экономию авиакомпаниям до 5 млн. рублей в год на один борт. Результатом проведения масштабного комплекса наземных и лётных испытаний станет сертификация самолета SSJ100 с горизонтальными законцовками крыла, которые будут предлагаться заказчикам и эксплуатантам как опциональное предложение. Законцовки могут устанавливаться не только при производстве новых самолетов, но и на ранее поставленные борты. За год испытаний были подтверждены заявленные характеристики самолета с установленными законцовками крыла SABERLET: — увеличение топливной эффективности более, чем на 4%; — обеспечение короткого взлета и посадки; — улучшение характеристик набора высоты с одним неработающим двигателем и в условиях высокогорья; Весь комплект для установки двух законцовок SABERLET на SSJ100 весит около 100 кг, что дешевле, легче, эффективнее и экологичнее, чем установка нового двигателя с обновленными характеристиками. Установка законцовок крыла на SSJ100 позволит авиакомпаниям, эксплуатирующим SSJ100, не только снизить эксплуатационные расходы, но и расширить маршрутную сеть. Для бизнес версии самолёта с дополнительными топливными баками заметно увеличивается дальность полета. Больше спасибо пресс-службе Гражданских самолетов Сухого за возможность это увидеть своими глазами.
