"Авиация и время 2001 спецвыпуск" - читать интересную книгу автора

Ан-74. Пополнение в семействе

Николай И.Онопченко, Александр С.Макиян, Валерий Н. Кошарный, Евгений А.Головнев/ АНТКим. О.К.Антонова

Очень часто люди, недостаточно глубоко посвященные в вопросы аэродинамики, недоумевают по поводу расположения двигателей на самолетах Ан-72 и Ан-74. А ведь именно такое расположение их обеспечивает, при определенных условиях, выигрыш в подъемной силе крыла за счет увеличения скорости воздушного потока на его верхней поверхности, а также за счет отклонения реактивной струи вниз при ее «прилипании» к этой поверхности при отклоненных закрылках. Этот эффект аэродинамики называют эффектом Коанда. Использовать его авиаконструкторы ряда стран пытались еще до появления Ан-72. Американцы, например, создали экспериментальный четырехдвигательный транспортный самолет YC-14, а японцы – близкий к нему по схеме СХ-1, тоже экспериментальный. По различным причинам эти аппараты не пошли в серию, а вот Ан-72 и Ан-74 в общей сложности было построено около 170 экземпляров. Это достаточно большое количество для самолета столь нетрадиционной схемы.

Но что реально дало такое расположение двигателей? По современной терминологии, Ан-72 и Ан-74 относятся к самолетам класса STOL (short take off and landing – короткого взлета и посадки). И действительно, в ходе испытаний (1977-80 гг.) на первом варианте Ан-72 удавалось выполнить посадки с длиной пробега всего 120 м, а взлеты – с разбегом около 400 м. Правда, как и за все в жизни, за выигрыш во взлетно-посадочных характеристиках (ВПХ) пришлось заплатить повышенным расходом топлива в крейсерском полете: реактивная струя омывала большие участки крыла и фюзеляжа, в результате росло сопротивление трения. Однако на это закрыли глаза, так как при разработке Ан-72 ставка делалась на достижение качеств, необходимых ему в первую очередь как оперативному военно-транспортному самолету, среди которых хорошие ВПХ считались чуть ли не самыми главными.

Позже, при создании на базе Ан-72 специализированного самолета для работы в Арктике и Антарктике -Ан-74, перед конструкторами встала задача повышения его дальности полета, а значит, уменьшения расхода топлива. Тогда-то впервые и возникла идея переноса двигателей под крыло, позволявшая исключить контакт высокоскоростной реактивной струи с поверхностью самолета и снизить сопротивление трения. Но, с другой стороны, в полярных условиях самолету ничуть не менее, чем экономичность, нужны были и хорошие ВПХ. Этого требовали постоянные посадки на ледовые и заснеженные аэродромы, а часто и на дрейфующие льдины весьма ограниченных размеров. Противоречие это разрешилось довольно оригинальным образом. Дело в том, что создание Ан-74 совпало по времени с запуском в серийное производство Ан-72, и ради снижения производственных затрат было принято решение в значительной степени унифицировать оба самолета. На них эффект Коанда и, соответственно, хорошие ВПХ были сохранены, а приемлемой дальности полета достигли путем увеличения размаха крыла. Не последним доводом в пользу сохранения двигателей на прежнем месте стал успех испытаний YC-14, который как раз в то время имел шансы поступить на вооружение ВВС США.

Предполагаемый характер применения Ан-74 определял и другие его черты: количество членов экипажа и компоновку, характерной особенностью которой является расположение части оборудования по бортам фюзеляжа, что позволило увеличить полезный объем грузовой кабины, хотя и привело практически к полному отсутствию иллюминаторов.

В таком виде Ан-74 поступил в эксплуатацию и, надо сказать, оказался вполне соответствующим своему назначению. Однако время шло, расширялся круг эксплуатантов самолета, и перечень требований к нему также расширялся и изменялся. Соответственно менялся и облик самолета. Сперва путем небольших доработок базовой машины был создан Ан-74Т-100 – транспортный самолет грузоподъемностью 7,5 т, затем Ан-74ТК-100/-200 – конвертируемые грузо-пассажирские самолеты на 10 т груза или 52 пассажира. Их характерной особенностью является возможность конвертации из грузового в пассажирский либо обратно всего за 1-2 часа. Несколько позже была создана и сертифицирована салонная модификация самолета – Ан-74Д, причем работы над административными вариантами «семьдесятчетверки» интенсивно продолжаются и в настоящее время – создаются модификации с уровнем комфорта в салоне, не уступающим зарубежным самолетам такого назначения. И заметьте, все эти варианты разработаны на базе оперативного военно-транспортного самолета короткого взлета и посадки. Поэтому особенно важно отметить, что все они были сертифицированы, как и другие модификации, в том числе Ан-72-100, Ан-72-ЮОД (грузовая и салонная модификации Ан-72) и Ан-74-200. Получение сертификата летной годности каждого из вариантов становилось свидетельством высокого уровня его безопасности.

К середине 1990-х годов подавляющее большинство этих самолетов уже не летало ни с каких льдин и коротких необорудованных площадок, а эксплуатировалось с классных аэродромов с бетонными полосами длиной до 2000 м. Можно сказать, что сложилась устойчивая тенденция отказа от применения на Ан-72/74 режимов короткого взлета и посадки. Сформировался даже, в своем роде, соответствующий сектор рынка. Наиболее заметными эксплуатантами здесь являются авиакомпании «Газпромавиа» (Москва, 12 самолетов Ан-74), «ENI-МЕХ» (Таллинн, 5 Ан-72), «Ямал» (Салехард), «RAF-AVIA» (Рига), «CABI» (Донецк). К этому моменту на АНТК им. О.К.Антонова были проведены работы по увеличению максимальной взлетной массы Ан-74, и самолет стал летать дальше, а следовательно, дольше. Пришло время задуматься над увеличением скорости его полета.

Одним из существенных резервов для этого, как и для улучшения экономичности, оставалась ликвидация потерь, связанных с верхним размещением двигателя. По различным оценкам, перенос двигателей на пилоны под крыло давала возможность на 15 – 20 % снизить расход топлива.

Первая масштабная модель уже существующего самолета Ан-74ТК-300 появилась в отделе перспективного проектирования АНТК в 1996 г. В то сложное время живая конструкторская мысль продолжала бороться за дальнейшее развитие семейства Ан-74 в стремительно меняющемся мире. Концепция нового варианта основывалась как раз на том, что сейчас потребителя гораздо больше интересует экономичность и скорость самолета, чем его способность выполнять взлеты и посадки на коротких площадках.

Идею создания этой модификации активно поддержали Генеральный конструктор АНТК им. О.К.Антонова П.В.Балабуев и Генеральный директор Харьковского государственного авиационного производственного предприятия А.К.Мялица, Генеральный конструктор ЗМКБ «Прогресс» Ф.М.Муравченко и Генеральный директор ОАО «Мотор Сич» В.А.Богусла-ев. Таким образом, все основные предприятия авиапрома Украины включились в создание самолета. На ХГАПП развернулись широкомасштабные работы по постройке первого Ан-74ТК-300 после того, как специалисты АНТК внесли ряд серьезных изменений в конструкцию самолета и его систем. В частности, за счет сокращения состава экипажа до 3 человек

появилась возможность увеличить длину грузовой кабины путем переноса перегородки с 9 на 8 шпангоут. Была изменена компоновка оборудования, что позволило установить по 9 иллюминаторов на каждом борту. Кстати, само оборудование тоже усовершенствовано. На самолете применен пило-тажно-навигационный комплекс, сертифицированный «до установки» и затем сертифицированный на новом региональном пассажирском самолете Ан-140. Особенностью комплекса является наличие системы спутниковой навигации производства «Аризон-На-вигация» (г. Смела, Украина), что дает возможность самолету летать без ограничений по всем трассам ближнего и дальнего зарубежья. Выбор «Ари-зон-Навигации» стал отражением общей тенденции к расширению производственной кооперации при строительстве самолета и увеличению в ней доли украинских предприятий. А запорожские двигателестроители традиционно сыграли одну из главных ролей в создании Ан-74ТК-300, разработав двигатели Д-36 серии 4А вместо применявшейся ранее на самолетах этого семейства серии ЗА.

Особо в новом «Ане» следует отметить состоявшийся «поворот лицом» к пассажиру, необходимость в котором ясно выявила многолетняя эксплуатация самолетов семейства Ан-74. Так, серьезным изменениям подверглась бортовая система кондиционирования воздуха: температурное поле в кабине стало более равномерным, а вентиляция – менее шумной благодаря тщательному подбору геометрии и материалов воздуховод-ных коробов. Улучшена и звукоизоляция кабины от окружающей среды. На ХГАПП могут рассказать о том, как приятно были удивлены первые потенциальные заказчики, сперва побывав в обычном Ан-74, а затем посетив Ан-74ТК-300. Специально для демонстрации им эффективности принятых мер включали двигатели, при этом уровень шума в салоне соответствовал, как было отмечено, «лучшим зарубежным аналогам». Принципиально изменен интерьер самолета. Для решения задачи его радикального обновления и улучшения под руководством А.К.Мялицы было создано и приступило к работе специализированное предприятие «Интерами».

Новейший представитель семейства Ан-74 – конвертируемый Ан-74ТК-300

Заход на посадку в Ле Бурже

Новый интерьер заметно лучше прежнего с точки зрения эргономики и эстетики, а кроме того, он удовлетворяет зарубежным нормам FAR 25.528, регламентирующим пожарную безопасность материалов и комплектующих. Требования этого раздела FAR предусматривают невозгораемость материалов при воздействии температуры до 800°С в течение 12 секунд, их самозатухаемость, отсутствие ядовитых выделений и целый ряд других условий. Необходимо отметить, что самолет в целом делался с учетом новых отечественных сертификационных норм АП-25. Эти нормы, как принято говорить, гомогенизированы с FAR-25 и JAR-25, действующими во всех развитых странах мира. Они максимально близки по структуре и уровню требований, а по жесткости некоторых требований АП-25 даже превосходят аналоги.

В 2001 г. работы по созданию новой машины были завершены, и 20 апреля Ан-74ТК-300, пилотируемый экипажем в составе: А.А.Круц – командир воздушного судна, В.П.Самодуров -второй пилот, В.И.Жуков – бортинженер, А.С.Макиян – ведущий инженер, совершил первый полет с аэродрома ХГАПП. Затем машина перелетела на летно-испытательную базу АНТК им. О.К.Антонова в Гостомеле, где прошла предварительный этап испытаний. В ходе его осуществлялась общая оценка устойчивости и управляемости самолета как наиболее влияющих на безопасность полета параметров. Эти испытания проводились с участием ведущих специалистов «Укр-авиатранса» в области сертификации, которые после 28 полетов одобрили дальнейшее продолжение испытаний и разрешили выполнение специальных показательных полетов на 44-м Парижском авиасалоне 16-22 июня 2001 г. На выставке было выполнено 5 демонстрационных полетов в «комбайне» с Ан-74ТК-200, что дало возможность посетителям оценить внешние отличия самолетов. Большой интерес вызвал также салон самолета повышенного комфорта. Кстати, Ан-74ТК-300 был чуть ли не единственным новым самолетом на салоне.

Ан-74ТК-300 на Парижском авиасалоне

В ходе заводских испытаний самолет для более полной и объективной оценки его летных качеств пилотировали несколько летчиков-испытателей: А.А.Круц, В.Ю.Мосин, В.В. Гончаров, Е.А.Галуненко. По их отзывам, «самолет получился очень летучим», легко управляемым и экономичным. И хотя до настоящего времени полеты выполнялись с определенными ограничениями, специалисты прогнозируют увеличение крейсерской скорости Ан-74ТК-300 на 40-50 км/ч по сравнению с предыдущими версиями Ан-74 и улучшение топливной эффективности не менее, чем на 20%. Снижение часовых расходов топлива на уровне 13-15% уже получено в ходе испытаний. В совокупности это приводит к увеличению производительности самолета. Если Ан-74ТК-200 может перевозить 1,8 т груза на дальность 4350 км, то «трехсотка» перевозит 2,5 т груза на дальность 5200 км. На настоящий момент – середину июля – самолет выполнил уже около 50 полетов общей продолжительностью более 43 часов.

Главная особенность самолета – новое расположение двигателей

В эти жаркие дни на ХГАПП в три смены идут работы по подготовке самолета к комплексу сертификационных испытаний. На нем устанавливается специальное испытательное контрольно-записывающее оборудование с датчиками и монтажами, проводится, так называемая, «препариров-ка». Это оборудование позволяет регистрировать и предварительно обрабатывать до 1000 параметров. Для управления этой аппаратурой оборудуется два рабочих места инженеров-испытателей. В настоящее время за-п-ланировано, что комплекс сертификационных испытаний займет около 200 полетов, в ходе которых будут проверены все эксплуатационные и «заэкс-плуатационные» режимы. Для самых опасных и ответственных испытаний -на достижение максимальных углов атаки – на самолете проводятся специальные доработки. Взамен существующей двери-трапа будет установлена специальная дверь с мощным гидроприводом, открывающаяся против потока, что «в случае чего» обеспечит безопасное аварийное покидание самолета. Эти испытания позволят, в конечном счете, определить реальные взлетно-посадочные характеристики самолета, ведь высказывается мнение, что они не так уж и сильно пострадали в результате перемещения двигателей. Завершение всего комплекса испытаний и получение сертификата летной годности типа ожидается в конце этого – начале следующего года, то есть в товар, который можно легально продавать на рынке, Ан-74ТК-300 может превратиться только через год. Однако уже сегодня соответствующие службы ХГАПП и АНТК ведут активную работу по поиску покупателей. Ведь он является в настоящее время единственным современным реактивным самолетом разработки СНГ, способным уже в ближайшее время, после завершения непродолжительной программы летных сертификационных испытаний, эффективно эксплуатироваться как на региональных маршрутах, так и на линиях средней дальности. В ряду потенциальных заказчиков самолета – несколько авиакомпаний, среди которых есть и иностранные.

Пассажирские и VIP-компоновки Ан-74ТК-300

Самолеты Ан-74, заслужив добрую славу своей работой на некоторых секторах рынка авиаперевозок, несомненно, будут совершенствоваться и в будущем. Причем, конкретные направления совершенствования будут определяться самими заказчиками. При этом уже сегодня на повестке дня стоит увеличение угла стреловидности крыла и доработка его профилировки, что позволит еще больше увеличить крейсерскую скорость самолета. Рассматриваются модификации с дополнительными вставками в фюзеляже, что увеличит объем грузовой кабины; с хвостовой частью фюзеляжа без рампы, благодаря чему можно значительно снизить массу конструкции, хотя такой самолет, наверняка, потеряет привлекательность как универсальная машина. По некоторым оценкам, дальнейшим модификациям Ан-74 для повышения транспортной эффективности необходим фюзеляж большего диаметра.

В общем, как будет выглядеть следующий представитель семейства Ан-74, сегодня достоверно предсказать почти невозможно. Ясно только, что он будет лишь весьма отдаленно напоминать своего прародителя – Ан-72 образца 1977 года. А скорее всего, это будет уже совсем другой самолет…