МС-21-инновационный продукт российского авиапрома

МС-21 – первый в нашей стране магистральный пассажирский самолёт, который изначально разрабатывался исключительно на базе цифровых технологий.

Современные методы проектирования

МС-21 полностью спроектирован с помощью безбумажных технологий на основе 3D–моделирования всех его компонентов. Это позволило анализировать и прогнозировать многие аспекты поведения самолёта с использованием современного программного обеспечения.

Учитывая масштаб программы МС-21, впервые в отечественном авиастроении была построена распределённая информационная среда, объединяющая конструкторские и производственные площадки. Основа этой среды – единая для всех участников программы база данных, содержащая конструкторскую, технологическую и иную документацию по самолётам семейства МС-21. База данных содержит полную информацию о самолёте, его точную электронную модель.

Методы проектирования будущего

Цифровая модель самолета для отслеживания состояния летной годности:

Вычислительная гидродинамика   позволит к 2030 году моделировать турбулентный поток обтекания всего самолета

На дворе 2035 год, заказчики получают не только готовое воздушное судно, но и полноценную детализированную цифровую модель самолета, непосредственно связанную с его регистрационным номером и отражающую функционирование всех его систем.
Созданная в процессе проектирования авиалайнера цифровая модель будет сопровождать воздушное судно на протяжении всего его жизненного цикла.
Информация, полученная в процессе моделирования, будет сравниваться с данными, зафиксированными в режиме реального времени, чтобы выявить различные отклонения, спрогнозировать необходимость проведения технического обслуживания и остаточный ресурс самолета.

• Цифровой близнец реального самолета — это один из способов продвижения современных технологических новшеств на новый уровень,  начиная от процесса проектирования посредством виртуального моделирования и летных испытаний до сертификации воздушного судна на основе полученных в процессе моделирования данных.
• Для достижения поставленной цели потребуются значительные государственные и отраслевые инвестиции на разработку и совершенствование различного инструментария, такого как средства вычислительной гидродинамики (CFD) для моделирования аэродинамики и методы конечных элементов (FEM) для моделирования конструкции будущего самолета.

За последние 50 лет вычислительная инженерия достигла значительных успехов, но для полноценного моделирования воздушного судна и его двигателей
в цифровом виде необходимо дальнейшее развитие программного обеспечения.

• “Для использования CFD на всех этапах полета на протяжении всего процесса
  проектирования необходимы значительные инвестиции, — говорит Джеффри Слотник, технический советник Boeing по вычислительным технологиям и аэродинамике.
  — В конце 1980-х — начале 1990-х гг. наблюдался высокий рост инвестиций в CFD, и мы получили на этом огромную прибыль. В середине 1990-х гг.
  поток инвестиций прекратился, и в течение следующих 20 лет происходил процесс валидации данной технологии”.

Предыстория создания МС-21

Старые советские Тушки, Яки и Илы ушли в историю, а их место в парках авиакомпаний заняли как подержанные, так и новые «иномарки». В начале XXI века казалось, что об отечественных пассажирских самолётах можно забыть навсегда и смириться с тем, что России нет места на мировом рынке гражданской авиации.

Новый импульс к возрождению российской авиационной науки могут дать только новые проекты, острая потребность в которых ощущается страной, и к реализации которых привлекается весь имеющийся на сегодня в России научный и производственный потенциал.

Суперджет 100 – первый пассажирский самолёт постсоветской России, разработанный Гражданскими самолётами Сухого, эксплуатируется не только отечественными, но и зарубежными авиакомпаниями.

Другой перспективный проект – самолёт МС-21, характеристики которого превосходят конкурентов аналогичного класса у Airbus и Boeing, проектируется в ОКБ им. Яковлева, входящем в корпорацию “Иркут”.

Як-242(МС-21)

Решение о разработке принципиально нового пассажирского самолёта в ОКБ им. Яковлева приняли в самом конце 1990-х годов. К этому времени стало понятно, что учебно-боевой самолёт нового поколения Як-130 получился и можно приступать к следующему проекту.

• У коллектива уже был опыт создания пассажирских самолётов – более 1000 Як-40 было поставлено в 18 стран мира, а Як-42 до сих пор находится в эксплуатации. В КБ понимали, что России нужна современная машина, было также понятно, что будущему лайнеру предстоит конкурировать на рынке с “Боингом” и “Эрбасом“. Потому самолёт должен был быть самым комфортабельным в своем классе и одновременно иметь привлекательные для авиакомпаний экономические характеристики.

За основу нового проекта был взят самолёт Як-242.

Общий вид Як-46 по проекту 1982 г. Як-242 являлся развитием проекта самолёта Як-46 с проработкой установки на нём ТРДД, разработка этого лайнера началась в 1987 году на базе Як-42.

Як-242 был рассчитан на перевозку 156-162 пассажиров в одноклассной компоновке туристического класса. Предусматривались также 2-классная компоновка на 138 мест и 3-классная на 132 места. В двухместной кабине экипажа закладывалось место для третьего члена экипажа.

Самолёт проектировался с крылом сверхкритического профиля и подробнее: винглетами на законцовках крыла.

В апреле 1993 года состоялась защита эскизного проекта и макета самолёта. Серийное производство Як-242 по планам 1994 года собирались организовать на Саратовском авиационном заводе, в эксплуатацию новые машины должны были поступить в 1997 году. Известно, что на середину 1999 года проектирование Як-242 было выполнено более чем на 30%, однако из-за хронического недофинансирования разработка лайнера фактически была прекращена в 1993 году.

МС-21 – магистральный самолёт 21 века

МС-21 разрабатывается в Инженерном центре им. А. С. Яковлева — основном конструкторском подразделении корпорации «Иркут». Здесь проектируются две основные модели самолёта, которые будут различаться количеством пассажирских кресел, размерами и, при желании заказчика, силовыми установками. МС-21-200 – рассчитан на перевозку от 132 до 165 пассажиров и МС-21-300 – от 163 до 211 пассажиров.

В начале 2000-х к разработке и финансированию программы были привлечены:

• ОАО “АК им. Ильюшина”,
• ВАСО, ЗАО “Авиастар-СП”,
• ОАО “Смоленский авиационный завод”,
• Национальный резервный банк.

Лизинговая компания “Ильюшин Финанс” брала на себя обязательства разработать и провести маркетинг МС-21, а также привлечь внебюджетные средства для реализации проекта.

Авиакомплекс “Ильюшин” проектировал крыло и пилоны для двигателей, а также ряд других узлов самолёта, однако в феврале 2008 года ильюшинцы вышли из проекта, чтобы сконцентрировать свои усилия на разработке транспортного самолёта Ил-214/МТС, сейчас этот проект называется Ил-276.

Эскизный проект МС-21 в середине 2000-х годов / Фото (с) ОКБ им. Яковлева.

В 2002 году было завершено эскизное проектирование самолёта, в 2003-м он победил на конкурсе Росавиакосмоса. В соответствии с первоначальными планами в 2004-2005 годах должно было быть выполнено рабочее проектирование, а строительство первого прототипа намечалось на 2005-2006-й.

В 2006 году планировалось совершить первый полёт, и в 2009-м приступить к серийному выпуску.

• Первоначальная цена самолёта составляла $16-24 млн в зависимости от модели, что в середине 2000-х было существенно ниже цен аналогов. Однако даже естественный рост цены самолёта обеспечивал разницу цен семейства МС-21 и аналогов не менее 15% до конца производства. По оценкам участников проекта, на проектирование, разработку и сертификацию МС-21 требовалось порядка 14,825 млрд руб. Из этой суммы 6,67 млрд руб. предоставляло государство в рамках целевой программы развития гражданской авиационной техники России. Ещё 8,155 млрд руб. участники проекта должны были привлечь самостоятельно. Планировалось, что из федерального бюджета будет профинансировано 40% работ, на заёмные средства будет выполнено 25%, а средства участников программы должны были покрыть порядка 35% расходов.

Для обеспечения необходимого финансирования “Иркут” пытался найти зарубежного партнёра, но переговоры с Китаем, Airbus и канадской Bombardier не увенчались успехом и в 2007 году проект был запущен без партнёров.

• В 2008-м основным заказчиком самолёта выступило государство, указом президента России корпорация была назначена головным разработчиком, началось полноценное государственное финансирование, и в полном масштабе были развёрнуты работы по проектированию самолёта.

В процессе развития мировой авиационной промышленности нашей стране необходимо организовать производство гражданских самолётов нового поколения, превосходящих по своим техническим характеристикам западные аналоги. В одном из интервью президент корпорации “Иркут” Олег Демченко вспоминает, что он приглашал для консультаций многих ведущих специалистов российского авиастроения, в том числе и Генриха Новожилова, с которым они много обсуждали и спорили о том, каким должен быть будущий самолёт, в итоге пришли к единому мнению, что крыло обязательно должно быть композитным.

• 2 декабря 2008 года в целях развития и реализации этого направления было образовано ЗАО «АэроКомпозит». Было принято решение – сформировать на базе Компании собственную исследовательскую площадку для проведения испытаний применяемых материалов и отработки технологий, а также создать производственные центры – заводы по производству композиционных силовых конструкций и агрегатов авиационного назначения.

30 ноября 2011 года в Ульяновске на заводе “Авиастар-СП” началось строительство завода “АэроКомпозит” по выпуску агрегатов из композиционных материалов. Специальные крупногабаритные – 22 м в длину и 6 м в ширину – термоинфузионные установки с числовым программным управлением позволяют выпускать на ульяновском заводе композиционные детали планера длиной до 20 м и шириной до 4 м.

• В самом начале 2012 года первый вице-премьер Димитрий Рогозин сообщил, что самолёт будет завершён в 2015-2016 году, начало поставок намечалось на 2017 год. Однако, как это часто бывает, сроки несколько раз сдвигались вправо, и в конце 2015 года было заявлено, что выкатка самолёта намечена на лето 2016 года, а первый полёт на октябрь-ноябрь. 8 июня 2016 года в Иркутске состоялась яркая презентация самолёта, а начало лётных испытаний запланировали на февраль-март 2017-го. Первый серийный самолёт МС-21-300 Аэрофлот получит в 2018-м.

Очевидно, что неоднократное смещение сроков было связано с большим количеством инновационных решений, разработкой новейших технологий, которые ранее не применялись в отечественном гражданском авиастроении, а также в необходимости закупки технологического оборудования и подготовки производственных мощностей на ИАЗ, “Авиастар-СП” и других заводах, участвующих в создании лайнера:

• В конце 2013 – начале 2014 года конструкторская документация по планеру самолёта была передана на Иркутский авиазавод и другие предприятия, участвующие в программе. В феврале 2014 года на ИАЗ начался монтаж первых восьми станций линии автоматической сборки самолёта. Монтаж всех 60 станций сборочной линии, которую разработала немецкая компания Duerr Systems, был завершён в 2015-м. Эта производственная линия обеспечивает быструю и высокоточную серийную сборку МС-21 благодаря использованию современных цифровых и лазерных технологий.

6 февраля 2014 года на Иркутском авиазаводе заложили первый прототип МС-21-300.

Двигатели

Предполагается, что по выбору заказчика самолёт будет комплектоваться одним из двигателей: PW1400G-JM (США) или ПД-14. Это двигатели пятого поколения, оба отвечают современным и перспективным требованиям к защите окружающей среды.

Шумы на местности снижены более чем на 15 dB относительно требований главы 4 ICAO («Авиационный шум»). Эмиссия CO₂ снижена более чем на 20% по сравнению с существующими аналогами.

ПД-14 является сегодня одним из ключевых проектов российского авиастроения. Это двигатель нового поколения, основан полностью на российских технологиях. 30 октября 2015 года начались лётные испытания двигателя на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ, в середине июня 2016 года Дмитрий Рогозин сообщил, что первый этап лётных испытаний ПД-14 успешно завершён, второй этап продолжился осенью 2016 года. На серийные МС-21 двигатели ПД-14 будут устанавливаться с 2018 года.

В 2017 году двигатель пройдёт стендовые испытания. Испытательный стенд – это точный метрологический комплекс, который позволяет производить измерения параметров двигателя и его отладку в процессе испытания.

30 октября 2015 года начались испытания новейшего российского авиационного двигателя ПД-14 на летающей лаборатории Ил-76ЛЛ / Фото © Валентина Мизанова, RussianPlanes.net.

Первые версии самолёта МС-21 будут оснащаться двигателями американской компании, которые весной 2016 года подробнее: прошли сертификацию Федерального управления гражданской авиации США (FAA).

Инвестиции в проект МС-21

Общая стоимость проекта самолёта МС-21 на начальном этапе проектирования оценивалась в 3,947 млрд долл. В дальнейшем она была скорректирована в сторону увеличения. В июле 2012 года в рамках авиасалона Фарнборо президент корпорации “Иркут” Алексей Фёдоров, сообщил о распределении долей финансирования создания самолёта. В рамках федеральных целевых программ из госбюджета выделялось более 2 млрд долл., ещё порядка 1 млрд долларов выделил Сбербанк в виде 12-летнего кредита. “Иркут” и его партнёры по проекту МС-21 вложили 1,5 млрд долл. Таким образом, общий бюджет проекта составил 4,5 млрд долл.

• На конец 2015 года в разработку МС-­21 было вложено 90 млрд руб. бюджетных и 38 млрд руб. внебюджетных средств, в целом стоимость разработки оценивается приблизительно в 245 млрд руб., что соответствует мировым практикам – создание нового среднемагистрального самолёта обходится примерно в $6–7 млрд.

8 июня 2016 года глава ОАК Юрий Слюсарь во время презентации лайнера на Иркутском авиазаводе рассказал, что инвестиции в разработку самолёта на середину 2016 года составили порядка 100 млрд руб, из которых 80% получено от государства, а 20% — собственные средства корпорации.

В корпорации «Иркут» создана единая информационная среда, объединяющая все подразделения компании. Вся информация о самолёте — а это сотни тысяч документов — разрабатывается, хранится и корректируется в единых стандартах. Систему связывают высокоскоростные защищённые каналы связи. Все ключевые звенья дублированы.

Однако компьютерное проектирование не исключает традиционную продувку моделей в аэродинамических трубах, а полученные результаты продувок на практике подтверждают многие компьютерные расчёты.

Учитывая масштаб программы МС-21, впервые в отечественном авиастроении была построена распределённая информационная среда, объединяющая конструкторские и производственные площадки. Основа этой среды – единая для всех участников программы база данных, содержащая конструкторскую, технологическую и иную документацию по самолётам семейства МС-21. База данных содержит полную информацию о самолёте, его точную электронную модель.

А начиналось с продувки модели – макета будущего самолёта МС-21:

ЦАГИ: продувка модели МС-21 в масшабе 1:8 в аэродинамической трубе Т-104.

• Первые испытания в аэродинамической трубе модели МС-21 для измерения нагрузок, действующих на агрегаты планера, начались ещё в 2011 году. Специально для этого в ЦАГИ изготовили аэродинамическую модель масштаба 1:14.

Для финального этапа испытаний в 2014 году в аэродинамической трубе Т-104 специалисты «Иркута» и ЦАГИ решили использовать новую, ещё более детальную модель МС-21 масштаба 1:8. Т-104 — одна из самых больших аэродинамических труб в стране, её диаметр — семь метров.

• Выбранный масштаб позволил проводить измерения нагрузок на агрегатах, например, створках шасси, которые невозможно выполнить на более мелких моделях. Кроме того, на такую модель можно установить большее количество многокомпонентных тензовесов для измерения сил, воздействующих на аэродинамические поверхности и элементы механизации планера самолёта, в том числе, — на стойки и створки шасси, секции предкрылков и закрылков, элероны и оперение. Испытания в трансзвуковой трубе подтвердили высокое аэродинамическое совершенство самолёта.

В конце 2015 года проект МС-21 перешёл в завершающую стадию, а демонстрация на аэрокосмическом салоне «Paris Air Show 2015» нового пилотажного тренажёра для подготовки лётных экипажей семейства МС-21 должна была заинтересовать зарубежные авиакомпании уже тогда задуматься над обучением своих лётчиков пилотированию российского самолёта.

Современные технологии и материалы

• Рыночная доля авиалайнеров размерности МС-21 — от 150 до 210 пассажиров, составляет более 50% от всего мирового парка пассажирских воздушных судов. Конкуренция в этом сегменте рынка особенно острая. Конкурентоспособность самолётов семейства МС-21 на внутреннем и международном рынках пассажирских авиалайнеров нового поколения обеспечивается инновационными решениями.

Применение материалов в конструкции планера самолёта МС-21.

В производстве самолёта используются все последние мировые наработки в области авиа- и двигателестроения, современные технологии сборки и изготовления элементов конструкции. В планере МС-21 сбалансировано сочетаются усовершенствованные алюминиевые сплавы и композиционные материалы, доля углепластиков в МС-21 составляет более 30%, – это позволяет уменьшить взлётную массу, сохраняя при этом высокую надёжность и относительно низкую стоимость лайнера.

• Силовые элементы крыла, киля, хвостового оперения и панели центроплана МС-21, изготовленные на ульяновском заводе «АэроКомпозит» из углепластиков, относятся к структурным элементам первого уровня. Важнейшим фактором при изготовлении композиционных материалов является стоимость, и главное преимущество МС-21 заключается в использовании недорогой инновационной технологии.

Композитный кессон киля самолёта МС-21.

• В современном гражданском авиастроении композитные детали изготавливаются из препрегов. Препрег – от англ. pre-impregnated – это заготовки, где углеволокно предварительно пропитывается связующей полимерной смолой. Деталь формируется из нескольких слоёв препрега и помещается в автоклав для полимеризации. Основное требование этой технологии заключается в том, чтобы полимеризация происходила в вакууме при определенной температуре и давлении, нагреве и охлаждении материала, что и обеспечивает автоклав.

Если отказаться от препрега и автоклава, то можно существенно снизить себестоимость изготовления композитных деталей и существенно увеличить их размер, этот метод называется вакуумной инфузией – VARTM.

• Заключается он в следующем: сначала из сухой углеродной ленты создаётся преформа детали, которая затем помещается в термоинфузионную установку, где происходит пропитка полимерным связующим и при повышенных температурах идёт процесс полимеризации. Термоинфузионная установка имеет только функцию нагрева – это принципиальное отличие от технологий, использующих препреги.

Подробно о композитном крыле нового российского самолёта читайте в материале: “МС-21 – лайнер с «чёрным» крылом”.

Фюзеляж и крылья Boeing 787 изготовлены из композитов автоклавным методом. Из-за большого размера крыльев метод VARTM при их производстве на Boeing не применяется.

“АэроКомпозит” первым в мире освоил изготовление надёжных кессонов крыла методом вакуумной инфузии.

По информации издания Composites World, исследования, проведённые в 2009 году, показывают, что использование термоинфузионной печи, вместо автоклава может снизить капитальные затраты с $2 млн до $500 тыс. Для деталей от 8 м² до 130 м² стоимость печи может составить от 1/7 до 1/10 стоимости автоклава сопоставимого размера. Кроме того, стоимость сухого волокна и жидкой смолы может быть на 70% меньше, чем те же материалы в составе препрега.

“Чёрное” крыло – названо так из-за чёрного цвета композиционных материалов. Изготовлено методом VaRTM без использования препрегов / Фото (с) АО “Авиастар-СП“

С точки зрения экономики, технология, применяемая при изготовлении крыльев МС-21, по мнению японского издания Japan Business Press, является самой передовой в мире. «Россия преуспела в разработке композитных крыльев для МС-21, тогда как компании Boeing не удалось с помощью технологии VARTM изготовить крылья (для их производства используются препреги – прим. Авиация России). Это свидетельствует о высоком развитии технологий в России», — утверждает издание.

• Когда технологи и специалисты Boeing и Airbus посетили завод «АэроКомпозит» и своими глазами увидели производственную линию, они были крайне удивлены: «Мы не верили, что завод способен на такое, пока не увидели всё сами».

Законцовки крыла – винглеты

Винглеты – “крылышки” – увеличивают эффективное удлинение крыла при практически неизменном размахе, что в свою очередь повышает аэродинамическое качество – основной параметр, характеризующий совершенство самолёта. Винглеты позволяют несколько снизить сопротивление на концах крыла, возникающее в результате образования в этой зоне турбулентного вихря. Причиной его возникновения является перетекание воздушного потока из зоны повышенного давления снизу крыла в зону пониженного давления сверху.

Влияние винглетов на уменьшение индуктивного сопротивления.

Следствием установки винглетов является выигрыш до 7% в экономии топлива и увеличение дальности полёта. Авиаконструкторы всегда стремились увеличить типовое удлинение крыла, однако увеличение размеров приводит к увеличению массы, кроме того, современная аэродромная инфраструктура и требования ICAO ограничивают до 36 метров размах крыла среднемагистрального самолёта.

Типовое удлинение крыла- λ:

• у самолётов прошлых поколений составляло коэффициент 8–9,
• у современных — 10–10,5,
• а на МС-21 – 11,5.

Его композитное крыло большого удлинения, образованное суперкритическими профилями, позволяет повысить аэродинамическое качество, без применения винглетов. В результате аэродинамическое качество на крейсерских скоростях полёта (М≥0,8) у МС-21 выше чем у лучших современных аналогов.

• Для исследования влияния винглетов на динамику полёта МС-21 в ЦАГИ были спроектированы и испытаны в аэродинамических трубах крылья с винглетами. Установка винглетов требует значительного усиления конструкции крыла, а значит и увеличения его массы. При боковых порывах ветра винглеты создают серьёзную сгибающую и крутящую нагрузки на крыло. Большое удлинение жёсткого композитного крыла МС-21 позволяет снизить его индуктивное сопротивление без законцовок.

По мнению заместителя гендиректора ЦАГИ, начальника комплекса аэродинамики и динамики полёта летательных аппаратов Сергея Ляпунова, винглеты – это резерв, который можно использовать на последующих модификациях. Но в настоящее время характеристики и топливная эффективность в крейсерском полёте, которые даёт суперкритическое композитное крыло МС-21, достаточны для обеспечения требуемого уровня конкурентоспособности.

Достоинство программы МС-21

Обмен информацией с базой данных осуществляется по высокоскоростным защищённым каналам связи в реальном режиме времени. Все ключевые элементы дублированы и сохраняют работоспособность даже при отключении электропитания. К базе данных подключены основные участники кооперации, включая:

• Инженерный центр им. А.С. Яковлева,
• Иркутский авиационный завод (ИАЗ) ,
• Ульяновский и Воронежский филиалы ПАО «Корпорация «Иркут»,
• заводы «Авиастар-СП» и ВАСО,
• «АэроКомпозит».

Все участники программы МС-21 работают в единой информационной среде. Ключевой компонент этой среды – электронный макет авиалайнера, который содержит исчерпывающую информацию о самолёте в целом, его агрегатах, системах и оборудовании на всех этапах жизненного цикла. Электронный макет постоянно детализируется и развивается. Созданная аппаратная и программная инфраструктура, а также опыт её построения и эксплуатации могут быть использованы в новых авиационных проектах.

Интеграторами основных систем самолёта являются российские предприятия. В ходе реализации программы МС-21 в России созданы центры компетенций в области разработки и производства изделий из композиционных материалов. В целях внедрения новых технологий проведена кардинальная модернизация производственных мощностей Иркутского авиационного завода и ряда предприятий авиастроения и смежных отраслей промышленности.

Комфорт для пассажиров и экипажа

При разработке салона МС-21 инженерами было уделено большое внимание комфорту и ускорению посадки и высадки пассажиров.

Один из важных показателей комфорта пассажирской кабины — это ширина пассажирского кресла. Например, :

• у Boeing 787 она равна 42,5 см,
• в Airbus A350 XWB — 45 см.

Ширина проходов в салонах этих современных лайнеров — 45 см. Семейство МС-21 отличается от своих ближайших зарубежных конкурентов самым широким фюзеляжем в классе среднемагистральных самолётов и улучшенным микроклиматом в салоне, что даёт возможность увеличить личное пространство для пассажиров и экипажа, и обеспечить комфорт на уровне широкофюзеляжного самолёта. Увеличенное личное пространство значительно снижает утомляемость от 4-5 часового полёта.

У МС-21 диаметр фюзеляжа составляет 4,06 метра, больше чем у «одноклассников» А320 и Boeing 737 на 11 и 36 см соответственно. Это позволило предоставить пассажирам значительно больше личного пространства, чем даже в современных широкофюзеляжных самолётах, таких как Boeing 787, А350 XWB и А380.

Увеличение диаметра фюзеляжа убрало известный эффект «тоннеля», от которого страдают самолёты конкурентов: пока один пассажир грузит на полку свой багаж, стоящие за ним не могут пройти мимо него.

В МС-21 удалось существенно улучшить эргономику салона. Стандартная ширина кресла в экономическом классе составляет 45 см (как у Airbus A350 XWB), ширина прохода увеличена до 56,25 см. Большой проход, позволяет спокойно ходить по самолёту во время сервисного обслуживания в полёте, а также расходиться двум пассажирам во время посадки и высадки. Больший диаметр фюзеляжа также позволил увеличить размеры багажных полок и грузовых отсеков.

Для примера — в стандартную полку А320 помещается два чемодана стандартного класса ИАТА cabin bag, в то время как в полку МС-21 может поместиться 7 чемоданов (они могут размещаться «на ребро»).

Просторный салон и естественный микроклимат создают атмосферу психологического комфорта и безопасности на протяжении всего полёта, через большие иллюминаторы в салон проникает много естественного света. Искусственное светодиодное освещение с широким спектром цветов RGBW (красный-зелёный-голубой-белый) позволяет создавать освещение «по настроению», имитировать в салоне любое время суток от рассвета до заката.

• Современная система кондиционирования обеспечивает пассажиров свежим воздухом, а давление в салоне при полёте на высоте 11 000 м соответствует высоте 1 830 м над уровнем моря, – это более высокое давление чем в других самолётах аналогичного класса, что благоприятным образом влияет на самочувствие пассажиров и экипажа. Новые двигатели и современные звукоизоляционные материалы существенно снижают уровень шума в салоне.

Благодаря установке больших иллюминаторов увеличена естественная освещённость пассажирского салона. В самолёте будет поддерживаться комфортное для пассажиров давление воздуха и улучшенный микроклимат.

Высокие требования к комфорту и экономической эффективности самолёта потребовали внедрения передовых технических решений в области аэродинамики, двигателестроения и самолётных систем.

Кабина пилотов

Кабина самолёта МС-21 проектировалась в соответствии с современными критериями эргономичности, прочности и безопасности. Большой внутренний объём, свежий и увлажнённый воздух, удобные кресла способствуют хорошему самочувствию экипажа и меньшей утомляемости, что в свою очередь повышает безопасность полётов.

• Самолёт имеет высокую степень автоматизации управления. Современные манипуляторы трекболы позволяют легко и удобно управлять системами самолёта, а все элементы управления находятся в пределах вытянутой руки лётчика.

Управление самолётом реализовано на электродистанционной системе управления с полной ответственностью – fly-by-wire – управляющие сигналы из кабины пилотов передаются к исполнительным приводам рулей и взлётно-посадочной механизации крыла по проводам электрическими сигналами. В МС-21 установлено последнее поколение ЭДСУ компании UTC Aerospace Systems (United Technologies Aerospace Systems, США) с активными боковыми ручками управления – джойстиками (HOTAS).

Джойстик совмещает в себе преимущества и боковой ручки, и штурвала, обеспечивая пилоту обратную связь по аэродинамическим условиям полёта – при приближении к полётным ограничениям в ручке возникает высокочастотная вибрация.

• Система автоматического управления, установленная в самолёте, обеспечивает полный набор функций управления положением и движением во время полёта, включая автоматическую посадку по категории ICAO IIIB – до касания ВПП.

Система индикации и отображения полётной информации соответствует концепции «стеклянная кабина» и обеспечивает хорошую визуализацию информации. Основными средствами отображения являются цветные широкоформатные (9х12 дюймов) многофункциональные ЖК-мониторы. Опционально на лобовом стекле предусмотрена система индикации (HUD), которая позволяет увеличить информированность экипажа и повысить эффективность его действий при взлёте и посадке, в том числе в сложных метеорологических условиях и плохой видимости.

Семейство МС-21

МС-21-300 – пассажирский самолёт нового поколения вместимостью от 163 до 211 пассажиров. Лайнер ориентирован на самый массовый сегмент рынка авиаперевозок. Увеличенный диаметр фюзеляжа по сравнению с конкурентами обеспечит пассажирам качественно новый уровень комфорта. Такое решение существенно расширит личное пространство каждого пассажира, позволит разминуться с тележкой обслуживания и позволит авиакомпаниям сократить время оборота в аэропортах.

Основной вклад в улучшение лётно-технических характеристик самолёта внесёт композитное крыло большого удлинения (11,5) с высоким аэродинамическим качеством, что даже без использования винглетов даст выигрыш в топливной эффективности на 5-6%%. Всего доля композитов в конструкции самолёта МС-21 составляет более 30%.

Доля российских комплектующих в первом опытном самолёте МС-21 – около 60%. На серийных самолётах, которые поступят первым заказчикам в 2020 году, российские комплектующие будут составлять до 70%, без учёта двигателей.

Первые самолёты будут поставляться авиакомпаниям с американскими двигателями P&W.

• По заявлению заместителя гендиректора концерна «Радиоэлектронные технологии» Владимира Михеева уже во втором самолёте отечественные комплектующие составляют не менее 70%.

На Иркутском авиационном заводе уже собран фюзеляж третьего лётного самолёта МС-21-300, ведётся сборка отсеков и агрегатов четвёртой машины. Идёт изготовление деталей и узлов самолёта, предназначенного для проведения ресурсных испытаний.

В ЦАГИ идут испытания натурных фюзеляжных панелей самолёта. Исследования проводятся для обеспечения требуемых акустических характеристик воздушного судна. Объектами исследования стали потолочная и иллюминаторная панели, идентичные реальным изделиям по размерам и геометрическому подобию. Испытания будут проводиться в звукомерных камерах установки АК-11 ЦАГИ.

Ученые института определят звукоизоляцию и виброакустические характеристики панелей при их звуковом и механическом возбуждении, а также проведут исследования по выбору эффективных звукопоглощающих материалов и схем их размещения. Кроме того, специалисты рассмотрят различные варианты крепления интерьерной облицовки салона. Полученные в результате данные будут использоваться для уточнения прогноза шума в салоне и выдаче рекомендаций по его снижению.

Сертификационные испытания, перспективы и стоимость МС-21

В Жуковском на аэродроме ЛИИ им. Громова продолжаются интенсивные сертификационные испытания самолёта МС-21 – длительные, более чем четырёхчасовые полёты проходят практически ежедневно. В одном из полётов самолёт поднимался на высоту 12 085 метров и разгонялся до скорости 900 км/час.

Читать подробнее: ФГУП «ЦАГИ» провел испытания модели самолета МС-21-300 на режиме реверса тяги двигателя.

Эксклюзив

Президент Объединённой авиастроительной корпорации Юрий Слюсарь в интервью газете “Ведомости” рассказал о ходе сертификационных испытаний, стоимости и перспективных моделях нового российского самолёта МС-21.

– Главный перспективный продукт ОАК – это среднемагистральный лайнер МС-21. Когда начались сертификационные испытания МС-21, как они идут? Задержки с новыми программами случаются у и Boeing с Airbus. Не предвидится ли задержек с МС-21?

Стендовые сертификационные испытания идут с прошлого года, лётные начались в этом году. Недавно самолёт успешно выполнил сложные полёты на больших углах атаки.

На сегодняшний день на лётных испытаниях две машины. Второй самолёт в июле перелетел из Иркутска в Жуковский, на основную площадку испытаний. Строятся ещё три опытных самолёта, в том числе один для тестирования в ЦАГИ.

Перед нами серьёзный вызов. Для достижения технического превосходства МС-21 мы пошли на серьёзные инновации. А они требуют проверки на испытаниях и подтверждения в процессе сертификации. Это и композитное крыло большого удлинения, и новый двигатель, и новый комплекс бортового радиоэлектронного оборудования. В программе МС-21 использованы новые материалы, новые система управления, система кондиционирования воздуха, системы навигации и связи – они не взяты с полки, а разработаны конкретно под этот самолёт нашими партнёрами как внутри страны, так и за её пределами на основании новейших технических решений.

Все это делает программу проектирования и испытаний достаточно большой и сложной. На этом пути неизбежно возникают изменения, вызванные различными факторами. Например, учитывая тенденции рынка, мы в качестве базового самолёта выбрали более вместительный МС-21-300, тогда как на самом начальном этапе эту роль должен был играть МС-21-200. Уже в ходе разработки была расширена сфера ответственности российских интеграторов ключевых систем, в частности авионики. На этапе прочностных испытаний было доработано и успешно выдержало тестирование инновационное композитное крыло.

Опираясь на анализ результатов лётных и наземных испытаний, мы не прогнозируем существенных изменений в программе, но кропотливая ежедневная работа по отработке систем и корректировке программного обеспечения будет продолжаться. Зато, пройдя этот путь, мы среди коллег-конкурентов будем иметь самый современный, самый инновационный, самый технически передовой самолёт.

– Первые поставки МС-21 запланированы на начало 2020 г. Удастся ли сертификацию значительно более инновационного МС-21 провести за два года? Например, сертификационные испытания первого в новейшей истории российского гражданского лайнера SuperJet 100 шли три года.

С одной стороны, у нас уже есть опыт, полученный при сертификации SuperJet 100. С другой – вы правы: программа насыщенная и при этом требующая достаточно высокого темпа. Понимая это, мы используем в том числе новые технологии обработки результатов, которые позволили нам существенно повысить информативность лётных испытаний.

• Например, бортовая система измерений позволяет регистрировать в каждом полёте порядка 30 000 параметров самолёта и его систем.
• Вообще, в целом все лётные и статические испытания скомплексированы нами таким образом, чтобы обеспечить необходимый темп, в плановые сроки получить сертификат типа и начать поставки, как предусматривает контракт с «Аэрофлотом».

– МС-21 испытывается с двигателями канадской Pratt & Whitney. Но для самолёта создаётся и российский двигатель ПД-14, так что заказчики самолёта смогут выбирать тип двигателя. Насколько ПД-14 будут дешевле PW1400G?

• Мы исходим из того, что его стоимость будет несколько ниже, но точные цифры сейчас сложно назвать. Мы с коллегами-двигателистами обсуждаем итоговую конструкцию. Важна не только цена приобретения, это не самая значительная часть всех затрат. Важно, сколько будет стоить лётный час с теми или иными двигателями, сколько будет стоить капитальный ремонт, какова будет остаточная стоимость двигателя и кто её будет гарантировать, какова стоимость запасных частей, как организована логистическая поддержка. Эти параметры лягут в основу бизнес-кейса, которым авиакомпании и лизинговые компании будут руководствоваться при выборе.
• Для нас возможность выбора типа двигателя – это, конечно, усиление рыночной позиции. Такой подход, помимо прочего, позволяет снизить зависимость программы от возможных рисков производителя двигателя. По нашим оценкам, самолёты МС-21 будут востребованы на рынке как с ПД-14, так и с PW1400G.

– Какова актуальная каталожная цена МС-21?

МС-21-300 – 96 млн 100 тыс долларов США.

МС-21 с выходом на серийное производство и созданием системы послепродажного обслуживания представляет собой конкурентоспособную платформу, которая определит облик гражданского авиастроения России и задаст определенную технологическую планку на мировом рынке на десятилетия вперед. В 2015 г. на МС-21 было 175 твёрдых заказов. Этот портфель не вырос?

Пока 175 твёрдых заказов остаётся. План производства предполагает пошаговый – 10, 20, 30 – выход на производство до 70 самолётов МС-21 в год к 2025 г. Заказов на 175 лайнеров вполне достаточно, чтобы развернуть серию.

При этом сам по себе запуск серийного производства с выходом на запланированный объём – масштабная задача. Фактически речь идёт о выходе на уровень пиковой серийности советских заводов по гражданским продуктам. При том что самолёты стали гораздо более сложным комплексом, с существенно большим количеством инновационных систем. Мы благодарны коллегам из «Аэрофлота», которые подписали твёрдый контракт. Недавно мы провели презентацию для их инвесторов и частных акционеров, показали машину, её возможности. Эксплуатация МС-21 позволит авиакомпаниям экономить порядка $2 млн в год по сравнению с актуальным поколением Airbus 320 и Boeing 737. За счёт меньшего расхода топлива, большего комфорта и сокращения времени оборачиваемости воздушного судна.

Первые самолёты, как мы рассчитываем, будут поставляться не только в «Аэрофлот», но и другим авиакомпаниям:

в «Ираэро», которая успешно эксплуатирует SuperJet 100; «Азимуту», поскольку, как мы с коллегами ожидаем, к тому времени компания раскатает свои маршруты и ей понадобятся самолёты большей вместимости.

Прорабатываем вопрос с Utair, они меняют свой парк Boeing 737-500 на новые машины. Мы заинтересованы, чтобы и у них в парке эффективно работали самолёты МС-21.

– МС-21 сформирует основную часть гражданского портфеля ОАК?

В целом ниша МС-21 крайне перспективная и самая ёмкая. По состоянию на конец 2017 г. в России эксплуатировалось более 500 машин класса Airbus 320 и Boeing 737, за следующие 2–3 года с учётом роста авиаперевозок их количество, вероятно, ещё несколько увеличится. Ежегодно 50–60 судов в этом классе завозится. Поэтому даже решение задачи по наполнению домашнего рынка может обеспечить нам загрузку на 10 лет вперед. Всего мы планируем выпустить порядка 1000 судов семейства МС-21, и мы заинтересованы в том, чтобы самолёт был успешен и на международном рынке, чтобы на нём с удовольствием летали пассажиры из разных стран, чтобы МС-21 был глобальным продуктом. Это не пустые слова, мы отмечаем большой интерес к этой машине.

Если выйти на 70 самолётов МС-21 в год, добавить к этому 30 SuperJet 100, 12 Ил-114 и мелкосерийные Ту-214 и Ил-96, то 120–130 гражданских самолётов мы должны делать в год и это серьёзный технологический вызов, над которым мы работаем.

– Сколько надо вложить в Иркутский авиазавод (ИАЗ), чтобы он смог выпускать 70 лайнеров в год?

• Техническое перевооружение ИАЗа и всей отрасли в интересах программы МС-21 ведётся уже несколько лет и дало ощутимые результаты. Мы изначально даже опытные самолёты строили по серийным технологиям с опорой на цифровые методы производства. Сегодня вся технологическая линейка, весь технологический процесс создан, причём не только в Иркутске, но и на других предприятиях ОАК, участвующих в программе.
• Автоматизированные линии агрегатной и окончательной сборки введены в строй на ИАЗ. Ульяновский авиазавод делает панели, люки и двери для МС-21 и для других самолётов. На ВАСО создан центр специализации по мотогондолам для ПД-14 и других двигателей. Для МС-21 созданы два центра компетенций по композитным компонентам в Ульяновске и Казани, но они работают в интересах и других программ гражданского авиастроения. Там установлено самое современное оборудование для изготовления композитного крыла по уникальной инфузионной безавтоклавной технологии.

Наша главная задача в производственной сфере – обеспечить масштабирование технологического оборудования в соответствии с плановыми темпами выпуска самолётов.

В целом, могу сказать, программа технического перевооружения предприятий обойдётся примерно в 100 млрд руб., из них по состоянию на конец 2017 г. проинвестировано уже около 17%. Это средства внутри общего бюджета программы МС-21.

– Каков общий бюджет программы?

Как раз сейчас идёт согласование этих цифр. У программы несколько источников: государственный контракт на создание опытного самолёта, средства, которые корпорация «Иркут» привлекает в банках, средства ОАК, направляемые на реализацию программы.

Дополнительно нам потребуются инвестиции на масштабирование глобальной системы послепродажного обслуживания. На следующем этапе необходимо докапитализировать лизинговые компании с целью расширить возможности их участия в авиационных программах.

– Сейчас вы испытываете и выводите на рынок модель МС-21-300 вместимостью от 163 до 211 пассажиров в зависимости от компоновки. Когда линейка может быть расширена за счёт МС-21-200 (от 132 до 165 пассажиров) и МС-21-400 вместимостью до 250 человек?

Мы думаем над этим. Рынок нас подталкивает скорее к решению по МС-21-400, потому что маршруты становятся более пассажироёмкими. Но пока это решение не принято, мы прорабатываем оба варианта. Не исключено, что мы пойдём параллельно – и вверх, и вниз, чтобы закрыть нишу между SuperJet 100 (95 человек) и МС-21-300.

– Когда примете решение и сколько надо будет вложить, чтобы довести эти типы до стадии 300-й модели?

Конечно, и технологически, и конструкционно будем использовать те решения, которые уже есть, поэтому с точки зрения стоимости это будет радикально меньшая цифра. Какая, пока бы не стал озвучивать. Мы рассматриваем все аспекты этих проектов: и маркетинговые, и технологические, и финансовые. С учётом этих позиций актуализируем нашу стратегию в конце 2018 г. – I квартале 2019 г. и предложим акционерам разные варианты для принятия решений. Семейство МС-21 будет расти; я надеюсь, оно станет родоначальником большого количества типов и ответвлений, которые закроют наиболее ёмкую часть рынка авиаперевозок.

Новости

Крайние:

Сертификация перспективного российского узкофюзеляжного самолета МС-21 с зарубежными двигателями Pratt & Whitney PW1400G снова отложена. На этот раз она запланирована на 2020 г., рассказал президент компании “Гражданские самолеты Сухого” (ГСС) Александр Рубцов в интервью “Российской газете”. Прежде машину предполагалось ввести в эксплуатацию в 2019 г. Кроме того, предполагается сертификация МС-21 с российским двигателем ПД-14, получившим одобрение Росавиации в октябре 2018 г. Начало поставок этого варианта планируется на 2021 г. 

Читать подробнее: Сертификацию МС-21 снова отложили.

Сирия заинтересована в обновлении воздушного флота путём приобретения российских пассажирских лайнеров МС-21, Дамаск попросил Москву предоставить ему приоритет в списке покупателей. Об этом заявил в интервью РИА Новости министр транспорта САР Али Хамуд.

Читать подробней: Минтранс Сирии просит предоставить право первенства в покупке МС-21.

Третий летный прототип перспективного российского узкофюзеляжного самолета  МС-21   подготовят к испытаниям весной следующего года, а четвертая машина будет подключена к сертификационной программе в середине 2019 г. Такие сроки озвучил заместитель министра промышленности и торговли Олег Бочаров на “Транспортной неделе – 2018”.

Читать подробнее: Озвучены сроки начала испытаний очередных летных прототипов МС-21.

Передача российских узкофюзеляжных магистральных самолетов нового поколения МС-21 для “Аэрофлота” начнется в I квартале 2020 г. и завершится в 2026 г. Это следует из подписанного 1 февраля 2018 г. контракта российского национального перевозчика с “Ростехом”. 

Читать подробнее: “Аэрофлот” начнет получать МС-21 с I квартала 2020 года.

Сирийская государственная авиакомпания Syrian Air ведёт переговоры с корпорацией Иркут о закупке лайнеров МС-21, сообщает РИА Новости, цитируя заявление генерального директора компании Таляль Абдулкарима. 

Читать подробнее:Syrian Air ведёт переговоры о покупке МС-21.

Опытный самолёт МС-21-300 RA-73051, проходящий лётные испытания на аэродроме Лётно-исследовательского института им. М.М.Громова, впервые выполнил посадку в тёмное время суток, сообщает пресс-служба корпорации “Иркут”. 

Читать подробнее: МС-21 впервые выполнил испытательный полёт в тёмное время суток.

• МС-21: майские новости.
• “Иркут” завершил постройку второго опытного самолёта МС-21.
• Израильская компания локализует в РФ производство оборудования для МС-21.

• МС-21: июльские новости.
• Второй опытный самолёт МС-21-300 прилетел в Жуковский (видео).
• Второй МС-21 в новой ливрее возобновил лётные испытания.

Материалы по теме:

• Читать также: Статус программы МС-21

• UMATEX вытеснит иностранные материалы в производстве композитного крыла.
• МС-21 Информация о ходе сертификационных работ по самолёту МС-21.