Вся правда о SuperJet 100

[dambledor]

С момента появления первого серийного новейшего российского самолета SuperJet100 не утихает кампания по дискредитации этого лучшего в своём классе лайнера.  Каких только гадостей и тонн вранья не писали о нём: распил бюджета, самолет разваливается, сорвали сроки выпуска, перетяжелен на 3 тонны, отверточная сборка и т.п.  Проплаченные агенты влияния постили откровенную чушь, например пост kungurov «почему рухнул Суперджет», даже украинские журналисты и те отметились статьями ругающими Суперджет и восхваляющими Ан-148, хотя про украинскую авиапромышленность можно уже давно забыть... Тем не менее, в 2013 году было произведено 24 машины, в 2014 году уже 35 машин, а в этом году планируется выпустить более 50 лайнеров - рекордное количество для современной России.  О феноменальных успехах новейшего российского самолета в очень познавательном и интересном интервью рассказал заместитель главного конструктора ЗАО "ГСС" по аэродинамике Долотовский Александр Викторович:



- Александр Викторович, в начале проекта Sukhoi Superjet 100 планировалось, что создаваемый самолет должен превосходить своих основных конкурентов. Но до сих пор это не является очевидным фактом. Как вы собираетесь достичь преимущества перед основным конкурентом Embraer 190?
Преимущество уже достигнуто. В первую очередь в топливной эффективности. Мы решили сыграть на чем-то, в чем мы точно совершенно имеем компетенции - аэродинамическое проектирование. Кроме того в России хорошая школа в части проектирования законов систем управления. При этом нам нужно было заложить некую изюминку в самолет, которая будет выгодно отличать его от существующих или, на то время еще не существовавших, но выходивших у конкурентов, а именно Embraer 190. Этой изюминкой стал диаметр фюзеляжа, обеспечивший новый стандарт комфорта для пассажирских самолетов в сегменте до 100 кресел. Увеличение фюзеляжа позволило получить преимущества в виде увеличения жизненного пространства для пассажира, сопоставимого с уровнем комфорта узкофюзеляжного однопроходного самолета, но за это нужно было чем-то заплатить. Увеличение диаметра фюзеляжа - это всегда ухудшение аэродинамических характеристик по определению. Это цена, которую приходится платить за получаемое преимущество, соответственно, нам нужно было сделать такое крыло, которое бы скомпенсировало увеличение диаметра фюзеляжа. По факту наш самолет является широкофюзеляжным относительно самолетов такого класса. Простое сравнение общего вида Sukhoi Superjet 100 и Embraer 190 показывает видимую разницу: в диаметре фюзеляжа - это раз, в удлиненном крыле - это два. У нас в конструкции заложено крыло очень высокого удлинения - 9,9 единиц. Удлинение крыла большее, чем у нашего самолета, сейчас имеет только Boeing 787. Такое крыло дает улучшение аэродинамических характеристик не только на крейсере, но также на этапе взлета и посадки, так как с ростом удлинения крыла улучшаются и аэродинамическое качество, и несущие свойства.



Долотовский А.В. в кабине суперджета

- Мы часто слышим от ГСС слова о преимуществе SSJ100 над Embraer 190. Нам говорят о каких-то процентах, но в чем именно выражается это преимущество до сих пор никто толком не объяснил.

В первую очередь в аэродинамике. У нашего конкурента Embraer оптимальное число Маха - 0,76-0,77. Разница небольшая, если смотреть в километровом расходе. Большая разница начинается в расходе топлива, когда мы начинаем лететь на одной скорости. Дело в том, что самолет SSJ100, как и Embraer 190 - это самолет, который должен летать не по каким-то узкоспециальным, региональным маршрутам, а в общем потоке реактивных самолетов современного класса, наиболее массовыми из которых являются самолеты семейства В737 и А320. Так вот, эти самолеты летают, как правило, на Махе 0,78. И когда Embraer 190 летает на оптимальной высоте полета, т.е. более 10 000 м, то он вынужден летать в потоке самолетов А320 и B737 и на неоптимальных для себя числах Маха. Из-за этого он имеет ощутимый перерасход топлива, что видно, когда смотришь его характеристики в Airport Planning Manual. Если видно сокращение дальности, значит, мы говорим о более чем 3%-м ухудшении расхода топлива при увеличении числа Маха всего лишь на одну-две сотых Маха. Второй момент, кроме достаточно большого удлинения и умеренного сужения крыла, мы еще заложили его меньшую площадь, по сравнению с конкурентом. Если мы посмотрим удельную нагрузку на крыло, то у самолета Sukhoi Superjet 100 она выше, чем у Embraer, почти на 14%. Это дало нам очень высокую степень реализации максимального аэродинамического качества. Поясню, аэродинамическое качество растет с увеличением коэффициента подъемной силы. До определенного предела, разумеется. Если у вас самолет имеет крыло, которое оптимизировано на коэффициент подъемной силы, допустим Су=0,5-0,55, то вам нужно обеспечить полет на этих значениях, на заданной высоте и скорости крейсерского полета, но для этого нужно иметь крыло соответствующей площади. Выбор площади крыла обычно базируется на двух критериях: крейсерского полета и взлета-посадки. Embraer, судя по всему, предпочел критерий взлета-посадки в качестве выборы площади крыла, поэтому оно у него получилось больше, чем у Sukhoi Superjet 100. Это привело к тому, что, при изменении эшелона полета с FL350 до FL330, увеличение расхода топлива у Embraer 190 составляет порядка 7%. У нашего аппарата меньше 3%. В совокупности этот набор факторов, форма крыла в плане, плюс лучшая профилировка, которая обеспечивает лучшие характеристики по Маху, дают нам преимущество в топливной эффективности перед Embraer 190 на реалистичном профиле 500-мильного маршрута уже в 7%, а 7% - это практически разница между поколениями. Решение о покупке того или иного ВС авиакомпанией принимается при разнице в топливной эффективности от 5% и выше. Это вкратце, что можно сказать о преимуществе по топливной эффективности.

- Так почему же когда спрашиваешь, чем Superjet превосходит Embraer, нам говорят не обо всем этом, а начинают говорить о багажных полках и о ширине фюзеляжа?

- Потому что самолет сделан для пассажира. Авиакомпанию нужно убеждать всем. Но, как ни странно, для неё в первую очередь, вопросы надежности вылета, стоимости техобслуживания и т.д. - это некий базовый уровень, и он с самого начала был заложен в нашем проекте как очень высокий. Но этого недостаточно. А чтобы появилось и необходимое и достаточное, чтобы купили, нужно было преподнести какую-то изюминку. Подчеркну, самолет делался и продолжает делаться с расчетом не только на российский рынок. Российский, естественно, тоже учитывался, поэтому самолет спроектирован для температуры от -55 градусов и выше. Хотя это нам стоило дополнительных трудов и большой работы с поставщиками. Это не просто, B737-700, например, пока не может эксплуатироваться при таких температурах. Что же в первую очередь интересует авиакомпанию, как потребителя нашей продукции? Она ведь тоже является поставщиком услуг. Ее интересует, чтобы пассажир пошел к ней, они должны ему дать что-то такое, из-за чего он пойдет именно в эту авиакомпанию.



Салон суперджета

- Это несколько спорный вопрос. Я не уверен, что существенная часть пассажиров, выбирая перелет, интересуется, каким именно самолетом летит. Больше их интересует, какая авиакомпания и цена вопроса. Потому что понятно, если это, например, Аэрофлот, то это новый, современный самолет, гарантированный уровень качества, независимо от того, внутренний это рейс или международный. И самолеты примерно одного уровня комфорта, соответствующие выбранной авиакомпанией бизнес-модели и стандартам сервиса.

- Совершенно верно, самолет должен вписываться в парк авиакомпании. Поскольку сейчас в большинстве авиакомпаний мира основными самолетами парка являются Boeing 737 и Airbus A320. В настоящее время это самые массовые узкофюзеляжные самолеты в мире. Для того, чтобы авиакомпания могла предоставлять примерно одинаковый уровень комфорта, региональный самолет должен иметь просторный фюзеляж, широкие кресла и большие багажные полки. Я сам неоднократно был свидетелем, когда люди приходят на Embraer 190, несут с собой чемодан, который они только что вытащили с багажной полки А320, и дальше они кладут его к себе на колени, потому что он не влезает на эту багажную полку. Хотя официально Embraer заявляет, что любая ручная кладь, которая проходит через стандартную рамку, помещается на багажной полке E190. Это не так, что оставляет соответствующий «осадочек» у пассажиров. При этом подчеркну, что именно на этом в свое время сыграл Embraer. Он таким образом смог выдавить CRJ с рынка. Перед этим CRJ ухватил счастливую возможность: не было региональных реактивных самолетов, а в них появился интерес. У них как раз была машина бизнес-класса в этой размерности, они из бизнеса сделали региональник и быстро вошли на рынок. Поскольку выбора не было, люди летали на этом. Мирились с тем, что багаж нужно класть в багажный отсек, что сидишь, упираясь коленками в другое кресло, зато летишь быстро. А тут появился выбор, просторно, даже можно что-то положить на эту полку, люди пошли на Embraer. Авиакомпании стали отказываться от CRJ, по такой же схеме мы рассчитывали, если не выдавить Embraer, то сильно его потеснить, потому что точно также пассажиры будут приходить и говорить: «Да, тут удобнее. В следующий раз полечу только этой авиакомпанией».

- Хорошо, давайте вернемся к техническим преимуществам над конкурентами. Аэродинамика и комфорт, что ещё мы можем зачесть себе в плюс?

- Нужно похвалить наш двигатель. Дело в том, что мотор мы проектировали специально под наш самолет. ТЗ на этот двигатель писал ГСС, я принимал в этом участие в 2003-2005 гг. Он соптимизирован как по тяге на взлетных режимах, так и по классу тяги на крейсерских режимах. Что это значит: у двигателей удельный расход топлива по тяге имеет такую форму кривой с пологим оптимумом внизу. Очень важно подобрать тяговые характеристики двигателя таким образом, чтобы большая часть крейсерских полетов выполнялась в зоне минимальных удельных расходов топлива двигателя. Если двигатель будете переразмерен, то эта зона сползет в область низких тяг с высоким удельным расходом топлива (SFC - specific fuel consumption) Если двигатель недоразмерен, то эта зона уйдет в область высокой тяги и расходы опять возрастут. CF34-10, установленный на Embraer 190, - это двигатель более высокого класса тяги, чем SaM146. Соответственно, на тех высотах, где он летает, он не может реализовать оптимальный расход топлива. При этом я хочу подчеркнуть, что Embraer сделал хороший самолет, просто он мог бы быть лучше, если бы он был правильным образом соптимизирован, например, так, как это сделали мы, вместе с нашим партнером, компанией PowerJet. Не забываем, что двигатель от PowerJet - это совместная разработка России и Франции, там действительно порядка 50% разделения интеллектуальной собственности между Сатурном и Snecma. Они применили ряд технологий, которые позволили получить удельный расход топлива с крейсерской точкой лучше, чем у CF34. Например, активная система регулирования зазоров - технология, которая разрабатывалась для CFM56 и достигла там своего совершенства. Эта же система применена и на нашем моторе и дает улучшение расхода топлива по сравнению с другими моторами, которые такой системы не имеют. На SaM146 применена широкохордная лопатка вентилятора, вентилятор малоскоростной, за счет этого обеспечены прекрасные характеристики по сопротивляемости вентилятора к попаданию посторонних предметов, и плюс вентилятор очень хорошо держит высокий уровень КПД по числу Маха полета. У нашего мотора степень двухконтурности несколько меньше, чем CF34-10, но даже это преимущество, так как характеристики по Маху у такого двигателя лучше. Это, в частности, очень хорошо видно на характеристиках скороподъемности. Несмотря на то, что у самолета Sukhoi Superjet 100 двигатель по классу тяги меньше, крейсерский эшелон он набирает быстрее, чем Embraer 190. Это благодаря тому, что снижение тяги по числу Маха у нашего двигателя имеет более пологий вид, чем на двигателе CF34-10. Это все играет на улучшение расходов топлива. Следствием многокритериальной оптимизации нашей компоновки, совместно с силовой установкой является то, что практически по всем летным характеристикам мы находимся на максимумах. Кроме того, эти максимумы имеют достаточно пологий характер, т.е. отклонения от оптимального режима полета не приводит к заметному ухудшению расходов топлива.

- Правильно ли я понимаю, что говоря о всех этих преимуществах Вы говорите о некоем имеющемся в конструкции самолета потенциале, но ещё не проявившем себя в реальной эксплуатации? Говорят, что эксплуатационные характеристики SSJ100 сопоставимы с Embraer 190, во всяком случае, по тому же эксплуатационному расходу топлива.

- Нет, у нас расход лучше. Преимущество в 7% это то, что мы сейчас уже имеем, в том числе и по обработке реальных маршрутов, которые выполняются, к примеру, на самолетах Аэрофлота. У нас запущена программа совершенствования, она рассчитана на несколько лет. Программа включает в себя, в том числе, совершенствование местной аэродинамики, за счет снижения уровня вредного сопротивления. Вредное сопротивление - сопротивление от различных элементов конструкции, которые являются необходимыми, но никакой подъемной силы не создают. Это двери, уступы, люки, зазоры. Чем самолет меньше, тем больше эта мелочь влияет на величину вредного сопротивления, то есть ту, которую мы должны закладывать относительно идеальной модельной характеристики. В принципе мы сейчас уже получили его приемлемый уровень. Для такого маленького самолета данный коэффициент составляет порядка »10%. Это очень хороший показатель. На самолетах размерности SSJ100, как правило, такой показатель составляет порядка 15%. Если мы возьмем, например, истребитель, то для самолетов класса МиГ-29 или Су-27 вредное сопротивление может доходить до 35% от суммарного углового сопротивления. Если мы возьмем машину большей размерности, например, рекорд у нас в стране был получен на Ил-96, вредное сопротивление - 5%. Аналогичный уровень на больших магистральных самолетах Боинга (777, 767) и Эрбаса (330, 340). А мы, соответственно, где-то посередине. Однако и здесь тоже важно понимать, что любой идеал - это палка о двух концах, т.е. добившись абсолютной гладкости аэродинамической поверхности, себестоимость самолета может взлететь до небес, что тоже плохо. Мы также рассматриваем такие радикальные решения, как установка законцовок крыла типа «Шарклет» или «Уиткомб». Более современные методы 3D оптимизации позволяют реализовать законцовки на совершенно новом уровне. То есть если сравнить, например, законцовки, которые делали на самолете Ту-204 и Ил-96 с тем, что мы сейчас получили (пока продувочные характеристики), можно сказать, что эффективность увеличилась по сравнению с тем, что было, более чем на 30%. Я имею в виду улучшение топливной эффективность от установки законцовок.

О создании 130-местной машины говорили несколько лет. Если не ошибаюсь, я впервые о планах по созданию такой модификации услышал ещё в 2009 году. Не являются ли платой за невозможность создания такой модификации на двигателях SaM146 «лишние» 2,5 тонны веса пустого самолета?

- Тут Вы заблуждаетесь. Потому что мы пойдем от существующей конструкции. А увеличение веса пустого самолета, о котором Вы говорите, и было той самой «платой» за вхождение на мировой рынок. Дело в том, что когда новый производитель входит на рынок, он должен заявить такие характеристики, чтобы все сказали «Ах!». Разумеется, мы с самого начала знали реальные значения веса пустого самолета во время его проектирования. Если бы мы этого не знали, мы бы не подобрали правильно крыло, двигатели, не провели испытания на прочность, которые начинаются еще до сборки первого прототипа. Но, хочу подчеркнуть, увеличение веса пустого самолета, относительно изначально заявленного, оказало ничтожное влияние на главные показатели самолета - дальность полета и топливную эффективность. Кстати, весовые характеристики у нашего самолета прекрасные. Машина, которая имеет такую же пассажировместимость, как и Embraer 190, имея больший диаметр фюзеляжа, и такой же проектный ресурс, тем не менее, легче. Embraer190 тяжелее нашего самолета на 650 кг. Embraer190 весит больше 28 тонн. А Sukhoi Superjet 100 весит немногим больше 27 тонн. При этом выполнены все требования авиационных властей по прочности самолета. А сейчас мы будем идти от существующей платформы. Когда отстыковываешься от существующей платформы, то тут уже никто не поверит, что после увеличения пассажировместимости на 20%, вес самолета не изменился. У нас прочное шасси, прекрасные двухподкосные стойки - настоящее произведение инженерного искусства, которые выдерживают самые грубые посадки без малейших повреждений. Если сравнить одноподкосную и двухподкосную стойки, то двухподкосная конечно тяжелей, а вот когда одноподкосную стойку устанавливают в фюзеляж, выясняется, что под стойку нужно добавлять такое усиление на навеске на крыле, на навеске на фюзеляже, что оно перекрывает увеличение веса двухподкосных стоек. Наше шасси легче, чем шасси одноподкосной схемы на самолете Embraer 190 в совокупности.



- В завершение хочу попросить Вас рассказать нам, в чем ещё, на Ваш взгляд, отражено технологическое совершенство Суперджета, помимо того, что уже было сказано?

- Благодаря тому, что самолет создавался с «чистого листа» новой командой разработчиков, в нем нашли отражения самые смелые идеи, которые даже маститые производители не всегда могут внедрить, например, из опасения разрушить стереотипы пилотирования или обслуживания самолетов, выпускаемых уже много лет. Например, у нас прекрасная конструкция фюзеляжа. С точки зрения именно технологии изготовления - это один из самых технологичных фюзеляжей в мире. Количество часов, которое затрачивается на изготовление отсека здесь минимальное. Первое, что освоил комсомольский завод - отсеки фюзеляжа. Это сложная деталь, она не намного проще, чем крыло, тем не менее, мы очень быстро начали изготавливать их с очень хорошим качеством, с точки зрения точности.У SSJ100 цельно-фрезерованные бесшовные верхние и нижние панели крыла. Такие же панели сейчас изготавливают только для самых современных самолетов. Более современной технологии не существует, и не будет существовать еще очень долго. Подчеркиваю, с точки зрения технологии изготовления. Если мы пройдемся по системам, здесь нет ни одной, которая бы не была разработана или доработана специально под наш самолет с применением самых современных компонентов и самых жестких требований к безопасности и экологии. Хочу особо отметить, что требования, разрабатывались здесь - в ГСС. Интеллектуальная собственность по этому проекту является российской, а не зарубежной, и не только в части геометрии крыла и фюзеляжа. У нас, например, три гидравлики, они все закрытого типа, такого нет на большинстве современных самолетов. Система защиты от обледенения у нас самая совершенная в мире. Мы выполнили требования, которые EASA выставила только после катастрофы Airbus A330 в Атлантике. Стекла в кабине пилота - пожалуй, самые большие по площади стекла в мире, обеспечивают максимальный угол обзора для пилота гражданского самолета. Для региональников это важно, приходится летать на плохие аэродромы, в плохих условиях видимости. Стекло обогревается и, при этом, оно абсолютно прозрачное. Технология была разработана специально для нашего самолета и сейчас Sully-Gobaine (Франция) является единственным в мире производителем, который может делать стекла с обогревом такой площади, и таким уровнем прозрачности. На SSJ100 стоит комплекс авионики, который базируется на технологиях, используемых на А380 и А400. Ничего современнее сейчас не существует, и не будет существовать еще лет 10. Система управления разработана практически с нуля под этот самолет. Это единственный в мире региональник с СДУ без механического резерва и с полным комплектом функций защиты от выхода за пределы экспулатационного диапазона режимов полета. До этого же уровня французы дошли только на А380 и А400. И при этом, Вы видели, сколько места занимает в нашем самолете вычислительная часть системы управления? Это два ящика небольшого размера, не намного больше хорошей графической станции. Архитектура системы управления Sukhoi Superjet 100 разбита на 2 уровня: первый уровень обеспечивает высокий уровень надежности и, грубо говоря, обеспечивает полет без механического резерва, второй - обеспечивает полный комплект алгоритма получения характеристик устойчивости и управляемости. В вычислителях реализованы самые полные законы управления, какие только можно придумать для самолета транспортной категории. Эта машина летает, как симулятор. Он очень прост в управлении, и, при этом, не дает совершить грубых ошибок, приводящих к аварийной или катастрофической ситуации. Это уникальная архитектура, ни у кого такой нет - и это наша стандартная спецификация. Далее - система кондиционирования. Много в свое время шуму было. А Вы на другом современном российском самолете летали? Температурный градиент чувствовали, когда входили в салон? Задний салон мерзнет, в среднем жарко, в переднем снова холодно. Известнейшая проблема, которую так и не смогли вылечить. А на нашем самолете пассажиры не жалуются на перепады температуры по салону, хотя такую маленькую машину подогревать и охлаждать сложнее, особенно если она поделена на две (опционально на три) зоны регулирования температуры. Ведь чем фюзеляж меньше, тем разительнее эти градиенты будут чувствоваться. Система регулирования давления полностью автоматическая. Она обеспечивает постоянный перепад давления, независимо от вертикальной скорости самолета, уши не закладывает ни на наборе высоты, ни на снижении. Это при том, что если мы возьмем старые самолеты Boeing, там даже в РЛЭ есть ограничения по вертикальной скорости в момент начала снижения именно по комфорту пассажиров, а на SSJ100 все это делает автоматика.

Полную версию интервью можно прочитать здесь: http://superjet.wikidot.com/wiki:dolotovsky2

✫********************************************************************************✫
✫ Сноуден - русский агент
✫ Изоляция, порванная в клочья
✫ Что будет с Донбассом?
✫ Акунин закончился навсегда
✫ Агенты влияния в жж