МС-21: Двойная радость от полёта
Новейший российский самолёт МС-21 впервые показал, как может летать, перед широким зрителем. Это означает не только демонстрацию готовности машины к запуску в серию, но и возвращение России на мировой рынок современной гражданской авиации с собственными самолётами и технологиями.
Можно сказать без преувеличения: МС-21 реально родился, когда принял участие в лётной программе авиасалона МАКС-2019.
Конечно, рождение его формально произошло раньше: сборка первого опытного экземпляра была завершена на Иркутском заводе «Иркут» ещё 6 июня 2016 года. Из «роддома» – то есть из сборочного цеха – его впервые выкатили ещё через два дня. Почти как положено с нормально родившимся младенцем.
Но младенцу, как правило, после рождения не нужны рулёжки, прогоны, лётные испытания. Покрестят через несколько дней – и человек, можно сказать, изготовлен. С самолётом сложнее: перед запуском в жизнь – то есть в реальное производство и эксплуатацию – нужно полностью удостовериться, что он соответствует всем лётным, технологическим и эксплуатационным требованиям. И лишь после испытаний, в которых это соответствие подтверждается – а несоответствия исправляются – летательный аппарат презентует своё умение летать широкой публике. Тоже своего рода «крещение».
На МАКСе-2019 МС-21-300 летал замечательно. Провёл в воздухе около пяти минут, демонстрировал фигуры высшего пилотажа. Сорвал аплодисменты публики. Крещение состоялось. И означает это событие два важных достижения российской авиационной и вообще промышленности, а также – науки академической и прикладной.
Достижение первое – самолёт
Амбиции самолёта заложены уже на уровне названия. «МС-21» означает «Магистральный самолёт XXI века». Некогда, 5 лет назад, Дмитрий Рогозин, тогда заместитель председателя правительства России, пытался восстановить справедливость, заявив, что серийные машины этого проекта будут называться Як-242. Как то, собственно, и положено, так как на деле самолёт с самого начала был разработкой Опытно-конструкторского бюро им. А. С. Яковлева как раз с указанным шифром. Но решили в конце концов новой модели дать и новое имя.
Это – первый (если не считать «половинного» Sukhoi Superjet 100, который в значительной мере создавался по западным лекалам и с западными технологиями), чисто российский проект в области гражданской авиации. То есть начатый не на советском заделе (Як-242 можно смело отнести к обломкам того задела, так как проект был свёрнут ещё в конце 1980-х годов). Это – российская конструкция и российские технологии.
По крайней мере, в намерениях, ибо кое-какие западные приборы и технологии тут первоначально использовались. Но Запад объявил санкции. В результате график создания и ввода МС-21 в эксплуатацию сдвинулся, но зато ряд ключевых технологий попал под ответную программу импортозамещения. Россия делает сама – как в прежние славные годы.
А западных политиков, включая самых лютых конгрессменов, пора торжественно наградить орденами и медалями Российской Федерации.
В МС-21 важны две ключевые технологии. Это использование композитных материалов в конструкции и внедрение нового мотора взамен «Pratt&Whitney» PW1400G.
По композитам Россия в советские времена была на передовых мировых позициях. В «святые 90-е» отдала и рынок, и частично собственные технологии, в результате чего «погоду» здесь определяет теперь дюжина фирм из десятка стран. Большинство из которых тесно связаны с США. Введённые санкции поставили крест на планах прежнего бизнес-сотрудничества с этими партнёрами для использования в строительстве МС-21. Сроки, как сказано, это подвинуло, зато в процесс активно вмешались институты Российской академии наук, Росатома и Роснано. И сегодня в принципе у российских производителей появились собственные технологии производства углеродных волокон, ткани и предварительно пропитанных материалов. А также – собственные методы для изготовления крупных интегральных конструкций. В частности, крыльев. Более того, они оказались эффективнее и дешевле того, что используется на Западе.
К тому же есть ещё одно «более того»: с учётом опыта создания композитных материалов для МС-21 сегодня создаётся перспективный комплекс дальней авиации (ПАК ДА).
То есть кое-кому из западных политиков нужно ещё и орден «За военные заслуги» вручить – за высокую боевую готовность войск и обеспечение обороноспособности Российской Федерации.
Достижение второе – мотор
Особенно яркая история произошла со второй важной компонентой – мотором.
Как сказано, первоначально предполагалось ставить на МС-21 импортные двигатели Pratt & Whitney. Это было в достаточной степени разумно: двигатель имеет международную сертификацию, получать которую для нового мотора сложно и дорого, да и большинство потенциальных покупателей ему привычно доверяют. Собственно, первый опытный экземпляр МС-21-300 оснащён двигателями «Pratt & Whitney» PW1400G.
И лишь в будущем предполагалось переходить на собственные двигатели ПД-14, которые позволяют без дальнейших особенных усилий создать на базе своего унифицированного компактного газогенератора целую линейку моторов – и более мощных, и менее, для разных типов самолётов. Заодно и Пермский моторный завод был бы надолго загружен заказами.
В итоге двигатель пришлось разрабатывать ускоренно и с применением новейших технологий. В результате это получился мотор нового поколения с массой уникальных технологий. Например, облегчённая широкохордная лопатка входного вентилятора. Для лёгкости она сделана полой, а требуемую конструкционную прочность ей придают внутренние гофры – такие же, как вставки внутри гофрированного картона. Только из титана.
Но технологией их производства обладала до некоторого времени только английская компания «Роллс-Ройс». Экспорт технологии её изготовления был запрещён и до санкций, так что надо было закупать двигатель полностью. Цена, мягко говоря, кусалась, потому что только одна такая полая лопатка, коих на входном вентиляторе 20, стоит 25 тысяч долларов.
И вот тогда в уфимском Институте проблем сверхпластичности металлов РАН разработали простую и остроумную технологию. Берутся три титановых листа и складываются один на другой. Во внутреннем, играющем роль наполнителя такого «бутерброда», листе делаются надрезы. А на отдельные участки внешних листов наносится антисварочное покрытие. Затем методом диффузионного сваривания, когда материалы соединяются без расплавления, а за счёт взаимного проникновения атомов, листы свариваются. Причём те места, которые покрыты антисварочным материалом, остаются не соединёнными. После чего уже трёхслойный лист выкручивается нужным образом, а серединка «бутерброда» формуется – как бы «раздувается» изнутри. В итоге имеем цельную полую конструкцию с рёбрами жёсткости внутри.
Как результат, компания «Роллс-Ройс» обратилась в институт с заманчивым предложением о сотрудничестве в области получения и применения объёмных и листовых наноструктурных материалов. Но получила вежливый отказ. Санкции, как оказалось, работают в обе стороны.
И таких технологий, разработанных самими, оказалось немало. Например, материалы, которые не свариваются обычным способом и как правило сажаются на болты, соединяются сваркой давлением через тонкую наноструктурную прокладку. При правильном подборе материала наноструктурной прокладки один материал встраивается, как бы врастает, в другой. И качество шва такое, что конструкция рвётся не по нему, а по более слабому из соединяемых материалу!
Достижение итоговое – спасение отечественного пассажирского авиастроения
Сегодня ставится задача поднять долю отечественных комплектующих в МС-21 с первоначальных 30-40 процентов до 97. Выполнимо? Да, не просто. И дорого. Миллиарды рублей. Зато таким образом действительно восстанавливается принцип «Россия делает сама». Что в итогах нынешнего лишь технически мирного времени дороже денег: на момент перехода информационно-экономической стадии текущей войны во что-либо более серьёзное у России не должно быть таких мест, где её могут придушить враги. И в этом смысле собственное производство композитных материалов является условием, жизненно необходимым для страны.
Одним из таких условий, однако, остаётся и возврат к гражданской авиации на собственной технической базе. Нет, не будем лить слёзы по загубленному отечественному гражданскому авиапрому. Вспомним, как он сам категорически не хотел меняться, упорно клепая всё более устаревшие и всё более смешные по мировым меркам самолёты. Конкуренция со стороны «Боинга», «Эирбаса» и других производителей сыграла свою положительную роль.
Но верно и то, что нельзя позволять иностранцам захватывать контроль почти над всем рынком авиаперевозок. Особенно когда эти иностранцы на тебя на деле зубы точат. И в этом смысле первое публичное крещение МС-21 через полёт на авиа-космическом салоне означает мощную заявку на то, что это положение уже точно изменится. И в самой обозримой перспективе.
Покровский Александр