Магистральный самолёт: как развивается программа по созданию российского лайнера МС-21
28 мая 2017 года состоялся дебютный полёт среднемагистрального лайнера МС-21-300. Самолёт поднялся в воздух на американских двигателях PW1400G, но впоследствии получил не менее эффективные российские ПД-14. МС-21 — это семейство новейших пассажирских машин, по ряду характеристик превосходящее аналоги — Boeing и Airbus. Программа самолёта не развивалась гладко из-за западных санкций, однако за последние годы нашим инженерам удалось существенно сократить зависимость от зарубежных комплектующих. Как полагают эксперты, рестрикции против авиаотрасли РФ лишь ускорили и без того неизбежный процесс импортозамещения в МС-21.
Пять лет назад, 28 мая 2017 года, на аэродроме Иркутского авиационного завода стартовали лётные испытания российского узкофюзеляжного среднемагистрального пассажирского лайнера МС-21-300. В первый полёт новейшую машину отправили лётчики-испытатели, Герои России Олег Кононенко и Роман Таскаев.
Комментируя это знаменательное событие, генеральный директор «Ростеха» Сергей Чемезов назвал дебютный полёт МС-21-300 одним из ключевых рубежей, которых достигло российское гражданское самолётостроение в XXI веке.
МС-21-300 — модификация лайнера с двигателями PW1400G американской компании Pratt & Whitney. Именно с данными силовыми агрегатами первоначально создавался российский самолёт. При этом промышленность РФ не рассчитывала, что лайнер будет летать исключительно на зарубежных двигателях: параллельно с развитием программы МС-21 создавался отечественный аналог двигателя — ПД-14. Впоследствии самолёт с российскими силовыми установками получил обозначение МС-21-310. Его первый полёт состоялся 15 декабря 2020 года.
«МС-21 создавался, когда отношения с Западом не были настолько плохими, а собственные наработки по двигателю нового поколения были ещё сырыми. Поэтому было принято решение закупить PW1400G и устанавливать их на первые серийные образцы. Смысл заключался ещё и в том, чтобы у зарубежного заказчика был выбор между самолётами с американскими и российскими двигателями», — пояснил в комментарии RT заслуженный лётчик РФ Владимир Попов.
«Ключевые технологии»
МС-21 («Магистральный самолёт XXI века») — это семейство лайнеров нового поколения для совершения рейсов на расстояние в несколько тысяч километров.
Под обозначением МС-21-300/310 планируется выпускать самолёты на 160—211 мест. Также в Объединённой авиастроительной корпорации (ОАК) намерены производить менее габаритные машины МС-21-200 на 130—176 мест. Максимальная дальность полёта «трёхсоток» должна составить 6 тыс. км, «двухсоток» — 6,4 тыс. км.
С точки зрения пассажира, МС-21 отличается от зарубежных аналогов прежде всего более высоким уровнем комфорта. Российская машина — самый просторный из существующих узкофюзеляжных самолётов в мире. Ширина салона МС-21 составляет 406 см, что, примерно, на 30 см больше, чем у Boeing 737.
«Широкий проход позволяет проводить обслуживание пассажиров без блокировки прохода тележками, свободно расходиться двум пассажирам, а также более качественно проводить обслуживание инвалидов и лиц с ограниченными физическими возможностями», — говорится в материалах ОАК.
Создатели МС-21 расширили личное пространство пассажиров, а в дизайне интерьера учли «современные антропометрические тенденции», сделав более комфортным полёт для людей разных комплекций. Также широкий фюзеляж удобен тем, что позволяет увеличить ёмкость багажных полок и подпольных багажных отсеков.
Несмотря на габаритный корпус, МС-21 не стал тяжелее зарубежных конкурентов. Такого эффекта удалось достичь за счёт интеграции в конструкцию машины композиционных материалов и перспективных металлических сплавов. Доля композитов в самолёте оценивается на уровне 40%, из этого материала, к примеру, полностью изготовлено крыло МС-21.
«Композитное крыло легче и отличается более высокими аэродинамическими свойствами, чем металлическое. С точки зрения расходов на эксплуатацию самолёта это большой плюс. В частности, «чёрное крыло» (крыло, изготовленное из углепластика. — RT) облегчает массу самолёта, соответственно уменьшается расход топлива, повышается дальность полёта», — отметил Владимир Попов.
По информации «Ростеха», композитное крыло даёт МС-21 возможность расходовать на 8% меньше топлива по сравнению с аналогами.
«Специалисты подсчитали, что за свою жизнь среднемагистральный самолёт с обычным алюминиевым крылом тратит порядка 140 тыс. тонн горючего. Только за счёт композитного крыла МС-21 сможет сэкономить более 11 тыс. тонн топлива. Плюс к этому преимуществу — увеличенная крейсерская скорость и высота полёта», — говорится на сайте госкорпорации.
Стоит отметить, что часть материалов для «чёрного крыла» МС-21 импортировались из Соединённых Штатов, но в 2018 году Вашингтон ввёл очередные санкции против РФ и их поставки прекратились. В такой ситуации было принято решение создать собственные недостающие композиты.
Эта задача была возложена на инженеров МГУ им. Ломоносова, «Росатома» и ряда предприятий авиаотрасли РФ. Импортозамещение было поддержано правительством, которое выделило учёным на разработки 4,4 млрд рублей.
Первый полёт МС-21 с крылом из отечественных композитов состоялся 25 декабря 2021 года. Её пилотировал тот же экипаж, что и МС-21-300 28 мая 2017 года.
В марте нынешнего года состоялись испытания кессона — основного силового элемента крыла российского самолёта. Изделие было подвергнуто разрушающим нагрузкам. Во время эксперимента оно сломалось только после превышения расчётного показателя. Таким образом были доказаны высочайшие характеристики прочности и безопасности кессона «при самом неблагоприятном сочетании условий полёта».
При производстве «чёрного крыла» для МС-21 российские предприятия используют недавно запатентованную технологию вакуумной инфузии, которая позволяет в буквальном смысле слова выпекать самолётные крылья. Преимущество этой технологии заключается в удобстве изготовления сложных крупногабаритных поверхностей.
«Появление полностью российского «чёрного крыла» и освоение технологии его производства без преувеличения можно назвать большим рывком нашей науки и промышленности. Без этого МС-21 потерял бы немало своих конкурентных преимуществ перед узкофюзеляжными самолётами Boeing и Airbus», — отметил в беседе с RT главный редактор портал Avia.ru Роман Гусаров.
Ещё одним важным достижением отечественных специалистов опрошенные RT эксперты назвали разработку ПД-14 — первого российского турбовентиляторного авиационного двигателя, созданного в нашей стране после распада СССР.
Агрегат был создан на основе хорошо зарекомендовавшей себя классической безредукторной схемы. В конце декабря в беседе с журналистами исполнительный директор АО «Пермские моторы» Сергей Харин сообщил, что применённые в ПД-14 технические решения позволили достичь удельных характеристик на уровне лучших иностранных изделий.
«Рассуждая о достоинствах ПД-14, мы в первую очередь говорим о стоимости жизненного цикла. У ПД-14 меньше температура в горячей части, дешевле материалы, ремонт, послепродажное обслуживание. В этом российский двигатель опережает зарубежные аналоги», — рассказал Харин.
По информации «Ростеха», российскими конструкторами было разработано и внедрено в новый двигатель «16 ключевых технологий».
«При создании двигателя применяются новые российские сплавы титана и никеля. Конструкция мотогондолы на 65% состоит из отечественных полимерных композитов, благодаря чему достигается необходимый уровень шумоизоляции и снижается масса двигателя», — сообщается в материалах госкорпорации.
«Все вложения оправданы»
Несмотря на массу уникальных разработок, интегрированных в МС-21, проект российского лайнера продолжает испытывать трудности из-за зависимости от зарубежных комплектующих. С целью отказа от этой зависимости в конце декабря 2021 года правительством РФ было принято решение о выделении дополнительных 61 млрд рублей на импортозамещение и другие работы по программе лайнера.
«В сравнении с SSJ-100 МС-21 намного меньше пострадал от западных санкций, но они всё равно оказали негативное влияние — сдвинулись сроки сертификации и запуска серийного производства», — констатировал Владимир Попов.
Зависимость МС-21 от западных комплектующих эксперт объяснил общей «недоразвитостью» сектора гражданской промышленности РФ из-за установившейся в 1990-е годы ориентации на импорт авиационной продукции западных стран.
«При создании МС-21 Россия не могла опираться исключительно на свои технологии. Требовалось подтягивать инжиниринг, двигателестроительную промышленность, авионику. Теперь санкции даже помогли. Рано или поздно России всё равно пришлось бы делать из МС-21 полностью отечественный лайнер», — рассуждает Попов.
Аналогичной точки зрения придерживается и Роман Гусаров. По мнению эксперта, жёсткие санкции против авиапромышленности РФ стали неизбежной платой за суверенную политику и стремление России обрести технологическую независимость от Запада.
«Этой весной мы получили полный пакет санкций по авиаотрасли. В связи с этим сейчас необходимо создать новые комплектующие и сертифицировать их. Тем не менее я не вижу никаких серьёзных ошибок, которые бы допустили разработчики и идеологи МС-21», — говорит Гусаров.
Собеседник RT подчеркнул, что МС-21 остаётся современным конкурентоспособным самолётом, потребность в котором у России на фоне последних западных санкций только возросла.
«Была надежда, что МС-21 сначала полетит, а потом мы постепенно будем менять зарубежные компоненты на отечественные. Да, получилось наоборот, но важно понимать, что эти испытания пошли на пользу российской авиапромышленности. За время программы появились десятки новых высокотехнологичных направлений. Предстоит ещё много работы, но все вложения в МС-21 оправданы, особенно в нынешних условиях», — резюмировал Гусаров.