Сначала хотел дать статью отдельным материалом, а потом подумал, что такую информацию лучше компоновать совместно.

МС-21 - лайнер с «чёрным» крылом

В мировой гражданской авиации есть всего три самолёта, у которых крылья изготовлены из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Это Boeing B787 Dreamliner, Airbus A350 XWB и Bombardier CSeries. Совсем недавно компанию этой тройке составил и российский МС-21 .

Одним из преимуществ композитных деталей является их устойчивость к коррозии и распространению повреждений. Композиты можно назвать универсальными материалами, они могут использоваться в самолётостроении, оборонной промышленности, кораблестроении и прочих областях, в которых к материалу предъявляют повышенные требования по таким характеристикам как прочность и жёсткость, хорошее сопротивление хрупкому разрушению, жаропрочность, устойчивость свойств при резкой смене температуры, долговечность.

Изготовление композитных деталей в авиапромышленности производится методом автоклавного формования - получение многослойных изделий из так называемых препрегов - композиционных материалов-полуфабрикатов, получаемых предварительной пропиткой полимерной смолой углеродных тканей. Одним из существенных недостатков этой технологии является высокая стоимость получаемых деталей, которая во многом определяется длительностью процесса их формования, ограниченным сроком хранения препрегов и высокой стоимостью технологического оборудования. По нормативным документам гарантийный срок хранения препрега в морозильной камере в диапазоне температур от -19°С до -17°С составляет 12 месяцев. Время хранения препрега при температуре 20±2°С - 20 суток, при этом заготовку детали можно выкладывать в условиях производственного участка только в течение 10 суток.

Альтернативой препрегово-автоклавной технологии являются «прямые» процессы (directprocesses), суть которых заключается в совмещении операций пропитки углеродного волокна или стеклоткани связующим и формования детали, что приводит к сокращению времени производственного цикла, снижению энерго- и трудозатрат и, как следствие - к удешевлению технологии. Одним из таких процессов является метод вакуумной инфузии - Vacuum Infusion, VARTM.

По этой технологии пропитка сухого углеродного волокна и формование детали происходит на оснастке с закреплённым на ней вакуумным мешком. Полимерное связующее закачивается в форму за счёт разряжения, создаваемого под вакуумным мешком. Это позволяет существенно снизить затраты на подготовку производства крупных конструкций благодаря возможности применения более простой и дешёвой оснастки. К основным недостаткам технологии вакуумной инфузии стоит отнести, в первую очередь, трудности воспроизводимости процесса, - необходима тщательная отработка технологии, чтобы получать детали со стабильными геометрическими и физико-механическими характеристиками.

В результате опроса, проведённого в США в 2006 году, американские производители аэрокосмической техники пришли к выводу, что метод вакуумной инфузии недостаточно исследован и отработан для использования в изготовлении крупных деталей первого уровня в пассажирских авиалайнерах.

Но с тех пор многое изменилось.

Как известно, у широкофюзеляжного лайнера Boeing B787 Dreamliner из ПКМ выполнены фюзеляж и крылья, которые производятся автоклавно-препреговым методом. Также для этого самолёта немецкая компания Premium Aerotec использует метод VAP (Vacuum Assisted Process) для изготовления гермошпангоута, компания Boeing Aerostructures (бывшая Hawker de Havilland) применяет метод контролируемой инфузии CAPRI (Controlled Atmospheric Pressure Resin Infusion) для производства отклоняемых аэродинамических элементов киля, крыла и хвостового оперения: элероны, флапероны, закрылки и спойлеры. Канадская компания Bombardier применяет метод LRI и автоклавную полимеризацию для изготовления крыльев семейства самолётов CSeries. GKN Aerospace из Великобритании в мае 2016 года продемонстрировала композитный центроплан изготовленный безавтоклавным методом вакуумной инфузии с использованием недорогого набора инструментов и оснастки.

Российский завод «Аэрокомпозит» в Ульяновске первым в мировой гражданской авиации применяет безавтоклавный метод вакуумной инфузии (VARTM) для изготовления из ПКМ крупных интегральных конструкций первого уровня.

Крылья и оперение типичного узкофюзеляжного самолёта составляют 45% от веса планера, на фюзеляж приходится ещё 42%. ОАК видит задачу, которую необходимо решить, чтобы добиться успеха в условиях жёсткой конкуренции на рынке узкофюзеляжных самолётов, - если оптимальное использование композитов в конструкции МС-21 позволит снизить вес лайнера, и уменьшить производственные затраты на 45%, тогда и самолёт, и российские технологические компании упрочат свои позиции в мировом авиастроении.

Почему вакуумная инфузия?

Исследования 2009 года показали, что использование печи вместо автоклава может снизить капитальные затраты с $2 млн до $500 тыс. Для деталей от 8 м² до 130 м² печь может стоить от 1/7 до 1/10 стоимости сопоставимого размера автоклава. Кроме того, стоимость сухого волокна и жидкого композитного заполнителя может быть меньше на 70%, чем те же материалы в препреге. У МС-21 размер крыла - 3х36 метров для 200-й и 300-й моделей, и 3х37 метров для модели МС-21-400. Размер центроплана составляет 3х10 метров. Таким образом, экономия затрат «Аэрокомпозита» видится весьма значительной.

Тем не менее, генеральный директор ЗАО «Аэрокомпозит» Анатолий Гайданский поясняет, что стоимость автоклавов и препрегов не была единственным критерием принятия решения в пользу метода вакуумной инфузии. Эта технология даёт возможность создавать большие интегральные конструкции, которые работают как единое целое.

По заказу ЗАО «Аэрокомпозит» австрийскими компаниями Diamond Aircraft и Fischer Advanced Composite Components (FACC AG) были изготовлены 4 десятиметровых прототипа кессона крыла, которые с лета 2011 по март 2014 года прошли в ЦАГИ весь комплекс прочностных испытаний, и была проведена экспериментальная стыковка прототипа кессона крыла с центропланом. Эти исследования во-первых, подтвердили, что заложенные конструкторами расчётные параметры обеспечивают безопасность полётов, а во-вторых, применение крупных интегральных структур значительно снижает трудоёмкость сборки, уменьшает количество деталей и крепёжных элементов.

Анатолий Гайданский к этому добавляет: «Сухое карбоновое волокно можно хранить практически бесконечно, что невозможно с препрегами. Инфузия позволяет нам обеспечить адаптивное планирование производства, основанное на масштабе программы».

В настоящее время метод вакуумной инфузии планируется использовать для изготовления крупных силовых интегральных элементов первого уровня: лонжеронов и обшивки крыла со стрингерами, секции панелей центроплана, силовые элементы и обшивку киля и хвостового оперения. Эти элементы будут изготавливаться и собираться на заводе «Аэрокомпозит» в Ульяновске.

Препреги и технология автоклавного формования будут использоваться на «КАПО-Композит» в Казани - совместном предприятии ЗАО «Аэрокомпозит» и австрийской FACC AG. Здесь будут производиться обтекатели, элементы механизации крыла: элероны, спойлеры, закрылки, а также рули высоты и направления.

Автоклавы на заводе «КАПО-Композит» в Казани / Фото (с) АО «Аэрокомпозит»

Разработка технологии

Технология производства «чёрного» крыла самолёта МС-21 создана специалистами «АэроКомпозита» в тесном сотрудничестве с зарубежными производителями технологического оборудования. Метод вакуумной инфузии существует уже многие годы, но такое крупное и сложное изделие, как крыло самолёта, по этой технологии впервые сделали в Ульяновске.

Автоматическую выкладку сухого материала для изготовления крупных интегральных конструкций никто никогда в авиапромышленности не применял.

С 2009 по 2012 годы «Аэрокомпозит» работал с различными компаниями по всему миру, чтобы выбрать материалы и технологию повторяемого процесса требуемой точности и качества. Были отобраны смолы, сухое углеволокно и препреги американских компаний Hexcel и Cytec. Роботизированные установки для сухой автоматизированной выкладки углеродного наполнителя поставила компания Coriolis Composites, на этом оборудовании производятся лонжероны крыла. Роботизированную установку для сухой выкладки портального типа, на которой изготавливают панели крыла, поставила испанская MTorres. Термоинфузионные центры TIAC разработаны французской компанией Stevik.

По словам Анатолия Гайданского, сам по себе процесс вакуумной инфузии не налагает особых требований к проектированию конструктивных элементов крыла, в основном он оказывает влияние на разработку технологической оснастки, где должен быть сохранён баланс между способностью производить детали с высокой точностью, сохраняя при этом работоспособность процесса инфузии. В научно-исследовательской лаборатории ЗАО «Аэрокомпозит» было проведено большое количество тестов с материалами, деталями и образцами элементов, чтобы определить этот баланс. В итоге была выбрана ткань, в которой углеволокно не переплеталось, а при помощи полимерной нити было скреплено в единое полотно. Благодаря тому, что волокно не переплетается, оно практически не имеет механических повреждений, сказывающихся на прочности детали.

«Мы протестировали материалы с открытой структурой, чтобы выяснить текучесть смолы, а также более плотное волокно, для которого необходимо применять другие средства проницаемости наполнителя, такие, как, например, зазор между лентами», - говорит Гайданский.

Компания MTorres стала одним из ключевых участников процесса выбора материала, так как эта испанская компания много экспериментировала с различными вариантами машинной укладки сухого волокна. Несмотря на то, что у неё уже был значительный опыт, полученный в 2009 году при разработке лопастей из стеклоткани для ветряков Gamesa, в 2012 году был подписан контракт с «Аэрокомпозитом» на разработку оборудования для автоматизированной выкладки сухого углеволокна, что представлялось гораздо более сложной задачей. Композитные изделия обычно состоят из нескольких слоёв углеволокна с разными углами ориентации - такая укладка ткани необходима для оптимизации устойчивости к нагрузке по различным направлениям, так как композитное крыло в процессе эксплуатации самолёта подвергается воздействию комплексной внешней нагрузке, которая работает и на сжатие, и на растяжение, и на скручивание.

«Сухой материал, в отличие от препрегов, по определению не пропитывается какой-либо смолой, и таким образом, легко перемещается из положения, в которое был уложен», - объясняет директор по продажам MTorres Хуан Солано. «Наша задача состояла в том, чтобы каким-то образом зафиксировать материал для точной автоматизированной выкладки и убедиться, что он не меняет своего положения в дальнейшем».

Для решения этой задачи был использован очень тонкий слой термопластика в качестве связующего элемента для удержания волокна на месте. Г-н Солано рассказывает, что для активирования связующего слоя MTorres разработал теплоотводящее устройство, размещаемое в головной части преформы и обеспечивающее минимальную способность к прилипанию. Это решение сделало жизнеспособным автоматизированный процесс выкладки.

При выборе углеволокна и композитной смолы была поставлена цель максимально стандартизировать материалы, которые будут применяться для изготовления как крыла, так и панелей центроплана. Материал HiTape от Hexcel был доработан в соответствии с требованиями MTorres для возможности автоматизированной выкладки и получения требуемой точности ориентации волокна. Hexcel утверждает, что с материалом HiTape возможно добиться скорости автоматизированной укладки 50 кг/час. Однако Анатолий Гайданский уточняет: «На данный момент, для самого начала нашей программы, мы нацелены на скорость выкладки 5 кг/ч. Тем не менее, в будущем мы будем улучшать технологию для повышения производительности изготовления сложных конструкций. Сейчас в нашей лаборатории проходят соответствующие исследования».

Ручной раскрой карбонового волокна в исследовательской лаборатории ЗАО «Аэрокомпозит»

После размещения волокна преформу помещают в термоинфузионную установку TIAC. TIAC представляет собой интегрированную систему, которая состоит из модуля впрыска, модуля нагрева и программно-аппаратного комплекса для обеспечения автоматизации процесса инфузии с точным соблюдением заданных технологических параметров. Установка смешивает, нагревает и дегазирует эпоксидную смолу, управляет процессом заполнения вакуумного мешка смолой и процессом полимеризации. TIAC отслеживает и контролирует температуру и количество смолы, поступающей в преформу, скорость заполнения, целостность вакуумного мешка и преформы. Уровень вакуума контролируется с точностью, не превышающей 1/1000 бара - 1 милибар.

Автоматизированный термоинфузионный центр TIAC 22×6 метров

Лонжерон в термоинфузионном центре

Панель центроплана в термоинфузионном центре

Длительность производственного цикла варьируется от 5 до 30 часов в зависимости от типа, размера и сложности изготавливаемой детали. Процесс полимеризации проходит при температуре 180°С и может поддерживаться с точностью ±2°C до максимального значения 270°C.

Как это происходит в реальности

Технологический процесс изготовления кессона крыла МС-21 выглядит следующим образом:

1. Подготовка оснастки и выкладка вспомогательных материалов.
2. Выкладка сухой углеродной ленты и предварительное формование в автоматическом режиме на выкладочной оснастке.
3. Сборка вакуумного мешка.
4. Инфузия (пропитка) сухой заготовки в термоинфузионном автоматизированном центре.
5. Разборка пакета и зачистка деталей.
6. Проведение неразрушающего контроля.
7. Механическая обработка и контроль геометрии.
8. Покраска и сборка.

Все работы производятся в «чистой комнате», в которой количество дисперсионных частиц в воздухе не превышает их количества в стерильной операционной, ведь, если в карбон попадает даже небольшая пылинка, то он становится некачественным и изделие уйдёт в брак.

После выкладки преформ лонжеронов они поступают на участок перемещения из позитивной оснастки в негативную, а преформы обшивки панелей крыла - на участок перемещения выкладочной оснастки в инфузионную. Здесь оснастку запечатывают в специальный конверт, с разных сторон к которому подведены трубки. По одним откачивается воздух, по другим за счёт возникающего разряжения подается связующее.

Стрингеры и панели выкладываются из углеволокна отдельно, но на специальной оснастке заливаются композитной смолой уже совместно. Полимеризация панели со стрингерами при инфузионной технологии происходит за один цикл. При автоклавной технологии требуется два цикла отверждения: 1-й цикл – отверждение стрингеров, 2-й цикл – совместное отверждение стрингеров и обшивки, при этом суммарные временные затраты получаются на 5%, а энергозатраты - на 30% выше, чем при использовании технологии VARTM.

Метод вакуумной инфузии за один цикл пропитки позволяет создавать интегральную монолитную деталь в противоположность клее-клёпанным автоклавным конструкциям, где клеевая плёнка укладывается между стрингером и обшивкой, а процесс установки механического крепежа для дополнительной фиксации стрингеров увеличивает трудоёмкость изготовления панелей до 8%.

Далее преформы перемещаются в термоинфузионные автоматизированные центры с габаритами рабочих зон 22х6х4 м и 6х5,5х3 м в зависимости от размера детали. Здесь происходит процесс инфузии и полимеризации изделия.

Стенд линии сборки, на котором будет производиться окончательная стыковка панелей крыла самолета МС-21

По окончании инфузии деталь поступает на участок проведения неразрушающего ультразвукового контроля. Здесь на роботизированной установке Technatom производится оценка качества и надёжности полученной детали - отсутствие трещин, полостей, неравномерности затвердевшего заполнителя и т.д. Неразрушающий контроль имеет особенное значение при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, которым, в частности, и является крыло самолёта.

Следующий этап - механическая обработка детали на 5-координатном фрезерном центре MTorres, после чего готовая панель или лонжерон поступает на участок сборки кессона крыла.

Что даёт композитное крыло?

Обтекание потоком воздуха крыла конечного размаха - возникновение индуктивного сопротивления

В результате, за концами крыла образуются два вихревых жгута, которые называют спутными струями. Энергия, затрачиваемая на образование этих вихрей, и определяет индуктивное сопротивление крыла. Для преодоления индуктивного сопротивления затрачивается дополнительная энергия двигателей, а, следовательно, и дополнительное количество топлива.

Индуктивное сопротивление отсутствует у крыла бесконечного удлинения, но реальный самолёт такое крыло иметь не может. Для оценки аэродинамического совершенства крыла существует понятие «аэродинамическое качество крыла», - чем оно выше, тем совершеннее самолёт. Улучшить аэродинамическое качество крыла можно, увеличивая его эффективное удлинение - чем длиннее крыло, тем меньше его индуктивное сопротивление, меньше расход топлива, больше дальность полёта.

Авиаконструкторы всегда стремились увеличить эффективное удлинение крыла. Для крыла МС-21 был выбран суперкритический профиль - профиль, при котором верхняя поверхность практически плоская, а нижняя - выпуклая. Одним из преимуществ такого профиля является возможность создать крыло большого удлинения, а кроме того, такое крыло даёт возможность увеличить крейсерскую скорость полёта без увеличения лобового сопротивления. Законы аэродинамики вынуждают стреловидные крылья делать тонкими, крыло суперкритического профиля можно сделать толстым без увеличения ародинамического сопротивления. Конструкция такого крыла получается легче и технологичнее в изготовлении, чем тонкое, а в образовавшемся внутреннем пространстве можно разместить больший запас топлива.

Типовое удлинение крыла у самолётов прошлых поколений составляло коэффициент 8–9, у современных - 10–10,5, а на МС-21 - 11,5. Чтобы изготовить крыло из алюминия с большим удлинением, для сохранения его жёсткости потребовалось бы существенно увеличить толщину крыла, т.к. алюминий - металл мягкий, а увеличение толщины крыла - это увеличение лобового сопротивления. Углепластик - гораздо более жёсткий материал, поэтому, даже без использования винглетов, композитное крыло МС-21 большого удлинения, образованное тонкими суперкритическими профилями (практически плоская верхняя и выпуклая нижняя поверхности), позволяет на крейсерских скоростях полёта получить аэродинамическое качество на 5-6% лучше, чем у новейших зарубежных аналогов, и добиться тем самым большей дальности полёта при меньшем расходе топлива, что в конечном итоге повышает экономическую эффективность лайнера и его конкурентное преимущество

Правая композитная консоль крыла МС-21

Выкладка нижней панели будущего крыла самолета МС-21 на заводе «АэроКомпозит-Ульяновск»

Ничего подобного в нашем авиапроме до сих пор не было. Скажу честно, ничего подобного я не видел и на Боинге с Эйрбасом. Да и находясь на заводе, где все сотрудники в белых халатах и бахилах, специальные требования к качеству воздуха и в напольном покрытии видишь свое отражение, не верится, что все это в России. Впервые в новейшей истории мы не пытаемся тиражировать старые отработанные технологии, и не пытаемся слепо скопировать зарубежный опыт, а выступаем новаторами и хотим оказаться в технологическом авангарде мирового гражданского авиастроения.

Заключение

Подавляющее превосходство западной авиационной индустрии в технологиях, технической оснащенности, уровне свойств применяемых конструкционных материалов, эффективности подходов к организации процессов проектирования и производства обеспечивает американским и европейским гражданским самолётам конкурентные качества, которые до сегодняшнего дня не могли быть реализованы в изделиях отечественного авиапрома. Изменить сложившуюся ситуацию должны такие перспективные проекты, как МС-21, призванные стать «локомотивами» комплексной модернизации гражданского самолётостроения России. Уже в процессе проведения опытных работ на этапе рабочего проектирования участниками Программы МС-21 был создан задел для формирования современного производства, ориентированного на самые передовые технологии.

29 сентября 2016 года в Центре международной торговли состоялось награждение победителей и лауреатов конкурса «Авиастроитель года». Членами Экспертного совета было рассмотрено свыше 100 работ предприятий, организаций и творческих коллективов. Итоги конкурса были подведены на заседании Организационного комитета 5 сентября 2016 года. Победителем номинации «За создание новой технологии» стал центр компетенций Объединённой авиастроительной корпорации – компания АэроКомпозит за разработку и применение метода вакуумной инфузии при создании композитного крыла нового пассажирского самолёта МС-21-300. Генеральный директор АО «АэроКомпозит» Анатолий Гайданский в свою очередь поблагодарил коллектив, партнёров и всех, кто на протяжении семи лет совместными усилиями шёл к реализации данного проекта.

Ан-124 «Руслан» - стратегический военно-транспортный самолёт

ИноСМИ - Наука

Википедия

Фото (с) ОАК/»Авиастар-СП»/Корпорация «Иркут» http://aviation21.ru/ms-21-lajner-s-chyornym-krylom/

Андрей Величко,
август 2016

Ил-96 – это широкофюзеляжный пассажирский самолет, создание которого началась в ОКБ Ильюшина еще в конце 70-х годов прошлого века. Этот самолет стал первой машиной подобного класса, разработанной в Советском Союзе. Первый полет Ил-96 совершил в 1993 году.

Серийное производство самолета Ил-96 было развернуто на Воронежском авиазаводе, всего с момента его начала было изготовлено 30 аэробусов.

В настоящее время Ил-96 эксплуатируется Специальным летным отрядом «Россия», в состав которого входит и президентский борт. С 1996 года российские лидеры летают на Ил-96-300ПУ – модификации лайнера, созданной специально для главы государства. В 2003 году для Путина был построен новый самолет этой модификации.

Ил-96 по праву считается одним из самых надежных пассажирских самолетов в своем классе. С момента начала эксплуатации с этими машинами не произошло ни одной аварии, которая бы привела к человеческим жертвам. Правда, и общий налет у этих самолетов гораздо ниже, чем у их зарубежных аналогов.

Также Ил-96 эксплуатирует кубинская компания Cubana. В 2014 году «Аэрофлот» списал шесть последних Ил-96, мотивируя такой шаг дороговизной их эксплуатации.

Можно сказать, что этому самолету очень не повезло, ибо момент его рождения пришелся на период распада страны и экономического кризиса, когда отечественная авиационная отрасль буквально выживала, и ей было не до обновления самолетного парка. В конце 90-х годов была предпринята попытка модернизации самолета, результатом которой стало появление модификации Ил-96-400. Однако и она не слишком заинтересовала отечественных авиаперевозчиков, заказов на нее от авиакомпаний не последовало.

Ил-96 можно назвать одним из самых известных и обсуждаемых отечественных пассажирских самолетов. С завидной периодичностью в прессе появляются интервью высокопоставленных российских чиновников с обещаниями скорого возобновления производства самолета Ил-96. Но воз и ныне там.

Если говорить о последних новостях, связанных с этим самолетом, то в начале нынешнего года вице-премьер Рогозин посетил Воронежский авиазавод и пообещал государственную поддержку авиастроителям. По словам чиновника, Ил-96-400 вполне способен закрыть потребности отечественных авиакомпаний в дальнемагистральных широкофюзеляжных самолетах, пока не будет готов новый российско-китайский аэробус.

Ранее министр промышленности Мантуров обещал выделить на реанимацию производства Ил-96 50 млрд рублей. Правда, по его словам, сначала необходимо решить проблему чрезмерной топливной «прожорливости» машины, ибо по этой характеристике Ил-96 не может конкурировать с Boeing-767 и 777 или Airbus 330 – своими основными конкурентами.

Несмотря на все трудности начала 90-х годов, у нового Ил-96 были неплохие перспективы. В то время машиной всерьез интересовались иностранные компании. Специально для продвижения за рубежом была разработана модификация Ил-96М с двигателями Pratt&Whitney и продвинутой западной авионикой. В 1993 году прототип этого самолета уже летал, а вскоре он получил российский и американский сертификаты. Почему же этот проект так и не смогли довести до ума? И есть ли у него шанс занять достойное место в небе?

История создания

Работы над созданием советского широкофюзеляжного пассажирского самолета начались еще в первой половине 70-х годов. В то время большинство дальнемагистральных перевозок в Советском Союзе и странах социалистического лагеря осуществлялись на авиалайнере Ил-62. Однако этот самолет, построенный еще в начале 60-х годов, в тот момент уже не справлялся со значительно увеличившимся пассажиропотоком. Из-за его малой вместимости приходилось увеличивать количество рейсов, что создавало чрезмерную нагрузку на аэропорты. К тому же этот самолет по уровню комфорта значительно уступал своим западным аналогам.

Широкофюзеляжный пассажирский самолет – это машина с диаметром фюзеляжа 5-6 метров. Такие размеры позволяют разместить в одном ряду от 6 до 10 кресел. Следует отметить, что появление дальних широкофюзеляжных пассажирских лайнеров практически сразу же сделало узкофюзеляжные самолеты нерентабельными. Их пришлось переводить на маршруты с небольшим пассажиропотоком. Анализ, проведенный в СССР в середине 70-х годов, показал, что уже через десять лет «Аэрофлот» не сможет обеспечивать перевозки на дальних линиях без наличия вместительного широкофюзеляжного лайнера.

В это время в ОКБ им. Ильюшина занимались разработкой нового пассажирского самолета большой вместимости Ил-86. Именно на базе этой машины было решено построить новый дальний пассажирский самолет. Он получил наименование Ил-86Д. Он мало чем отличался от базовой модификации: увеличилась только площадь крыла и силовая установка, которая состояла из более экономных двигателей с более высокой степенью двухконтурности. Идея создать два самолета с высокой степенью унификации серьезно уменьшала сроки разработки новых машин, уменьшала их стоимость, а в будущем должна была значительно упростить техническое обслуживание.

Однако Ил-86Д так и не был воплощен в металле. В конце 70-х годов на его базе было решено создать новую дальнюю пассажирскую машину – самолет Ил-96. В конструкцию этой машины были внесены изменения, позволившие значительно повысить ее техническое совершенство.

На рубеже 70-х и 80-х годов авиационные технологии развивались настолько стремительно, что после окончания работ над Ил-96 конструкторам пришлось еще раз браться за работу заново и создавать принципиально новый проект, ибо самолет, созданный ими, уже на старте своей карьеры серьезно отставал от западных аналогов. Новый перспективный лайнер получил наименование Ил-96-300, и при его разработке уже не использовались узлы и агрегаты лайнера Ил-86.

Первый взлет Ил-96-300 состоялся в сентябре 1988 года, испытания продолжались до конца 1992 года, после чего лайнер был сертифицирован. В 1989 году самолет был продемонстрирован на авиасалоне в Ле Бурже. Если говорить о летно-технических характеристиках новой машины, то можно отметить, что конструкторам удалось выйти на новый уровень, по сравнению самолетами, созданными в ОКБ им. Ильюшина ранее. Так, например, расход топлива у Ил-96-300 на пассажиро-километр был в два раза ниже, чем у дальнемагистрального Ил-62.

За работу над созданием нового самолета коллектив ОКБ им. Ильюшина был награжден Государственной премией.

Первые Ил-96-30 были переданы Домодедовскому авиаотряду, коммерческая эксплуатация аэробуса началась в 1993 году. Первоначально лайнеры в основном использовали для полетов на международных маршрутах.

Серьезным ударом для дальнейшего развития проекта Ил-96 стало решение российского правительства о снятии пошлин на ввоз в страну иностранных самолетов большой вместимости. Его откровенно лоббировал «Аэрофлот», пообещав в случае снижения пошлин приобрести большую партию Ил-96. Решение было принято, но закупка отечественных самолетов так и не состоялась.

В 2000 году была разработана новая модификация лайнера – Ил-96-400, которая имела большую пассажировместимость и увеличенную дальность полета. Однако отечественных авиаперевозчиков эта машина не заинтересовал, было закуплено лишь несколько Ил-96-400Т – транспортной версии этого самолета.

В середине нулевых годов три Ил-96-300 были проданы на Кубу, причем один из них был выполнен в «президентском» варианте. Сейчас на Ил-96 летает не только Путин, но и высшее руководство «Острова Свободы».

В разные годы переговоры о поставках самолета вели с Китаем, Сирией, Ираном, Перу и даже Зимбабве. Особого успеха они не имели.

В 2009 году в правительстве заявили о необходимости снятия с производства Ил-96-300, якобы, из-за того, что он не может на равных конкурировать с последними европейскими и американскими аналогами.

В 2014 году «Аэрофлот» вывел из эксплуатации все принадлежащие компании Ил-96.

Однако уже в следующем году в ОАО «Авиационный комплекс имени Ильюшина» заявили о планах очередной модернизации Ил-96 и возобновлении его серийного производства. В следующем году представители предприятия сообщили, что занимаются повышением топливной эффективности лайнера и планируют довести ее до уровня современных западных аналогов. Генеральный директор Воронежского авиазавода сообщил, что Ил-96-400М будет готов к 2019 году. А в правительстве уже пообещали выделить средства на этот проект.

В феврале нынешнего года в СМИ появилось сообщение, что между производителем и ОАК подписан твердый контракт на проведения конструкторских работ по Ил-96-400М. Срок изготовления прототипа самолета – 2019 год.

Описание конструкции

Ил-96-300 – это свободнонесущий широкофюзеляжный низкоплан с четырьмя двигателями, вертикальным оперением и стреловидным крылом.

Фюзеляж самолета имеет диаметр 6,08 метра, в зависимости от компоновки пассажирского салона он может вмещать от 235 до 300 пассажиров. При стандартной компоновке (300 мест), пассажирская кабина разделена на два салона, в переднем салоне находится 66 кресел, а в заднем - 234 кресла. Они расположены в ряд по девять кресел с шагом 870 мм и двумя проходами по 550 мм. Самолеты с пассажировместимостью в 235 человек имеют пассажирскую кабину, разделенную на три салона: первого класса (22 места с расстоянием между рядами 1020 мм), бизнес-класса (40 кресел) и экономкласса (173 места). Салон Ил-96 по уровню комфорта для пассажиров ничем не уступает лучшим иностранным аналогам.

Нижняя палуба Ил-96-300 занята грузовыми отсеками. Их три, первые два могут принять девять стандартных авиационных контейнеров АБК-1,5, а третий предназначен для перевозки штучного груза.

Ил-96 имеет крыло с размахом более 60 м и площадью 391 м2 с крупными вертикальными законцовками на краях. По площади оно значительно (на 70 м2) превосходит крыло Ил-86 и оснащено сложной механизацией. В ее состав входят предкрылки, занимающие всю длину передней кромки, и двухщелевые закрылки.

Вертикальное оперение самолета также имеет значительные размеры, оно на полтора метра выше, чем у Ил-86. Подобная особенность лайнера позволяет ему сохранять устойчивость в полете даже при отказе одного из двигателей.

Ил-96 имеет четыре стойки шасси: три основных, находящихся под центропланом, и переднюю стойку. Каждая из основных стоек имеет четырехколесную тележку с тормозными колесами, а передняя стойка снабжена двумя нетормозными колесами. Размер всех колес шасси самолета одинаков.

Силовая установка лайнера состоит из четырех турбовентиляторных двигателей с высокой степенью двухконтурности ПС-90А, которые могут создавать тягу 16 тыс. кгс. Они установлены в пилонах, которые крепятся к консолям крыла. ПС-90А выполнен по двухвальной схеме, есть реверс. Двигатель оснащен четырехступенчатой турбиной низкого давления и двухступенчатой – высокого. ПС-90А отличается модульной конструкцией, что облегчает его обслуживание: в случае необходимости тот или иной модуль — из одиннадцати имеющихся — можно быстро заменить.

Впервые в истории советского авиастроения силовая установка самолета была оснащена электронной системой управления и контроля «Диагноз-90», которая располагала двумя каналами. Данная система автоматически следит за расходом топлива и защищает двигатели от помпажа. Перспективный Ил-96-400М планируют оснастить новым двигателем ПД-35, который разрабатывается в настоящее время.

На Ил-96-300 был установлен новейший (для своего времени, конечно же) пилотажно-навигационный комплекс, который позволил отказаться от штурмана и обходиться экипажем из трех человек. Ил-96-300 – это первая советская машина, на которую была оснащена электронной системой управления полетом ВСУП-85-4 — кроме традиционных аналоговых приборов, в кабине Ил-96-300 появились еще и электронные индикаторы. Этот самолет оснащен системой ЭДСУ.

Топливная система аэробуса во многом напоминает аналогичную систему Ил-86. Топливо находится в девяти кессонных баках, откуда перекачивается в предрасходную емкость и, далее, в расходный отсек, который есть у каждого из двигателей. По четыре бака находятся в консолях крыла, еще один расположен в центроплане.

Ил-96-300 оснащен автоматической системой кондиционирования. Воздух в кабину подается от двигателей.

Самолет оснащен электроимпульсной противообледенительной системой. Воздухозаборники обогреваются воздухом, который подается из компрессорной камеры.

Модификации

С момента начала серийного производства самолета Ил-96 было разработано несколько модификаций машины. Ниже представлены основные из них:

• Ил-96-300. Базовая модификация, оснащенная четырьмя двигателями ПС-90А. Лайнер впервые поднялся в небо в сентябре 1988 года и поступил в эксплуатацию в компанию «Аэрофлот» в 1993 году. Всего было выпущено двадцать самолетов этой модификации, в 2009 году было принято решение снять его с производства. Эта машина имеет максимальную дальность полета 13,5 тыс. км, она может принимать на борт до 300 пассажиров;
• Ил-96-300ПУ/ПУ(М1). «Президентская» модификация лайнера, которая была специально разработана на базе Ил-96-300 для перевозки первых лиц страны. Всего было построены пять самолетов этой модификации. Буквы «ПУ» в обозначении машины обозначают «пункт управления». По своим характеристикам он практически не отличается от базовой версии машины, немного увеличена дальность полета лайнера. По сути, Ил-96-300ПУ – это воздушный командный пункт, который позволяет управлять страной и вооруженными силами в период ядерного конфликта. Внешне этот лайнер практически ничем не отличается от обычного серийного самолета. Данная машина была изготовлена в 1995 году для первого российского президента Бориса Ельцина. Второй Ил-96-300ПУ был создан для Владимира Путина, он впервые поднялся в воздух в 2003 году. Последний самолет этой модификации был изготовлен в конце 2019 года;
• Ил-96-400. Модификация самолета, которая была разработана в 2000 году. Машина имеет более длинный фюзеляж по сравнению с Ил-96-300, на ней установлены двигатели ПС-90А-1 (тяга 17,4 тыс. кгс) и более совершенная авионика. Этот лайнер может принимать на борт 435 пассажира;
• Ил-96-400Т. Транспортная версия лайнера Ил-96-400. Первая машина была собрана в 2007 году, всего же было изготовлено четыре самолета. В 2014 году один из Ил-96-400Т было решено переоборудовать в воздушный пункт управления для нужд ФСБ РФ. В 2019 году российское Министерство обороны заявило о закупке двух самолетов в модификации «топливозаправщик». Если эксплуатация этих воздушных судов пойдет успешно, то военное ведомство готово заказать еще 30 машин;
• Ил-96-400ТЗ. Это самолет-топливозаправщик, созданный на базе Ил-96-400Т. Он будет способен передавать 65 тонн топлива на расстоянии в 3,5 тыс. км;
• Ил-96ВКП. Данная модификация лайнера представляет собой стратегический воздушный командный центр. В настоящее время ильюшенцы работают над его созданием, в будущем этот самолет заменит Ил-86ВКП;
• Ил-96М. Модификация базовой модели Ил-96-300 с удлиненным фюзеляжем, двигателями Pratt&Whitney и западной авионикой. Прототип этой машины впервые взлетел в апреле 1993 года, позже неоднократно демонстрировался на различных авиасалонах. В 2009 году порезан на лом;
• Ил-96МД. Модификация самолета, оснащенная двигателями Pratt & Whitney PW4082;
• Ил-96МК. Модификация с четырьмя двигателями НК-92.

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Прототип модернизированного самолета Ил-96-400М должен совершить первый полет в 2019 г. Работы уже начались, подписан ряд контрактов, средства из бюджета выделяются. В настоящее время стоимость программы оценивается более чем в 53,0 млрд руб. Из них 10,0 млрд пойдет на опытно-конструкторские работы, 1,5 млрд - на техническое перевооружение воронежского авиазавода ­ВАСО и предприятий кооперации, 42,0 млрд руб. - на докапитализацию лизинговой компании, которая выступит заказчиком этих самолетов (в сентябре прошлого года газета "Ведомости" писала, что первая серия Ил-96-400М составит 6–8 машин). Затраты на двигатель финансируются отдельно.

Решение властей о фактическом перезапуске программы Ил-96-400М трудно оценить однозначно. Аргументы против найти гораздо проще, и выглядят они весьма убедительно.

Прежде всего, никакой конкурентоспособности на мировом рынке ожидать не приходится - спроса вообще не будет. В качестве подтверждения можно привести нынешнюю ситуацию с самолетом Boeing 747-8I - третьим поколением знаменитой дальнемагистральной широкофюзеляжной машины. Первый полет Boeing 747-8I состоялся в 2011 г., начало коммерческой эксплуатации - в 2012 г. (стартовый заказчик - Lufthansa). В типичной трехклассной компоновке самолет может перевозить до 467 пасс. на дальность свыше 15 тыс. км. По сравнению со своим предшественником - Boeing 747-400, который тоже никак нельзя назвать неудачным самолетом, вместимость нового варианта на 51 чел. больше, топливная эффективность выше на 16%, удельные затраты на кресло-километр сократились на 13%, а уровень шума - на 30%. Однако по состоянию на январь 2017 г. на самолет получено всего 48 заказов, причем за весь 2016 г. было заказано только три машины. Причина в том, что четырехмоторные дальнемагистральные самолеты стратегически проигрывают своим двухмоторным конкурентам. При несколько меньшей вместимости (около 400 пасс.) современные двухмоторные самолеты обеспечивают такую же дальность полета и лучшие экономические характеристики - в частности, удельные расходы на кресло-километр.

Вы прочитали 17% текста.

Это закрытый материал портала сайт.
Полный текст материала доступен только по платной подписке.

Подписка на материалы сайт предоставляет доступ ко всем закрытым материалам сайта:

• - уникальному контенту - новостям, аналитике, инфографике - каждый день создаваемому редакцией сайт;
• - расширенным версиям статей и интервью, опубликованных в бумажной версии журнала "Авиатранспортное обозрение";
• - всему архиву журнала "Авиатранспортное обозрение" с 1999 года по текущий момент;
• - каждому новому номеру журнала "Авиатранспортное обозрение" до выхода бумажной версии из печати и доставки его подписчикам.

Вопросы, связанные с платным доступом, направляйте на адрес

Услуга "Автоплатеж". За двое суток до окончания вашей подписки, с вашей банковской карты автоматически спишется оплата подписки на следующий период, но мы предупредим вас об этом заранее отдельным письмом. Отказаться от этой услуги можно в любое время в личном кабинете на вкладке Подписка.

Стало известно о возрождении серийного производства пассажирских Ил-96 - надежнейших в мире дальнемагистральных самолетов. Известие пришло на фоне катастрофы А-321 французского производства компании "Когалымавиа" на Синае и противоречивых данных о расследовании причин.

ОАО "Авиационный комплекс имени Ильюшина" планирует возродить серийное производство пассажирских самолетов Ил-96, сообщает "Интерфакс" со ссылкой на заявление генерального конструктора компании Николая Таликова .

Он отметил, что ожидается глубокая модернизация лайнера, которому в свое время пророчили роль флагмана советской и российской авиации.

В настоящее время Ил-96 эксплуатируется в президентском летном отряде , что уже говорит очень о многом, а также кубинской авиакомпанией, куда лайнеры успели поставить перед разгоревшейся в нашей стране кампанией по скупке старых Boeing.

Кроме того, в планах авиакомплекса в ближайшее время восстановить в рамках импортозамещения производство в России пассажирского самолета Ил-114 . Этот турбовинтовой самолет предназначен для местных авиалиний. Серийное производство предполагалось разместить в Ташкенте, но развал СССР помешал этому. Всего было построено 17 машин.

Ил-96 же является широкофюзеляжным дальнемагистральным самолетом и производился с 1993 по 2013 год на мощностях ОАО "Воронежское акционерное самолетостроительное общество" . Самолет воистину трагической судьбы стоит вдвое дешевле аналогичного Boeing-767, проще и дешевле в обслуживании . В нем все оптимизировано для достижения большой дальности: крыло со сверхкритическим профилем и вертикальными законцовками, высокоэкономичные двигатели, запас топлива, составляющий почти половину взлетного веса. Расход горючего контролирует автоматическая система. Особое внимание было уделено вопросам надежности и безопасности эксплуатации. Ответственные системы многократно дублированы. Лайнер способен совершить посадку при четырех неработающих двигателях (то есть всех), на что Boeing неспособен в принципе .

Надежность Ил-96 подтверждает тот факт, что .

"Самолет многократно резервирован. Отказ любой его системы не приводит к ситуации выше, чем всего лишь усложнение условий пилотирования. Ил-96 на тот момент был уже в серийном производстве. Ил-96Т без особых проблем, лишь сделав интерьер, можно было превратить в пассажирский на 380-400 мест. По размерам он такой же, как Боинг-777. На Ил-96 можно было бы поставить два встроенных трапа, как на Ил-86, чтобы он летал и садился в любых аэропортах", - рассказал в недавнем интервью создатель Ил-96 Генрих Новожилов .

Хотя в известии о возобновлении серийного производства Ил прямая связь с катастрофой лайнера "Когалымавиа" французского производства не отмечается, но, насколько можно судить, это неслучайно.

В настоящее время главные поставщики самолетов на российских рынок - не только французская Airbus, но и американская корпорация Boeing. Буквально на днях МАК выступил с неожиданным заявлением - оказывается, что имеются проблемы с управлением рулем высоты самолетов Boeing-737 (тот, что упал в Татарстане в 2013 г., и озвученные МАКом данные ставят под сомнение названную причину аварии - человеческий фактор).

"У "Боинга 737" действительно есть проблема - у него управление рулем высоты страдает, это слабое звено. То есть действительно руль высоты выходит из строя, а для пассажирского самолета - это все. И тут вопрос - а чего МАК-то сам все это время молчал? Итак, давайте все разложим по полочкам - мы знаем, что у "Боинга" проблемы с рулем высоты. В казанской авиакатастрофе конца 2013 г. обвинили тогда летчиков, которые якобы не потянули ручку на себя, а сейчас говорят, что там был неисправен руль высоты? Интересно. Известно также, что председатель МАК Татьяна Анодина является матерью создателя "Трансаэро". И когда авиакомпанию отобрали, она решила сказать правду? Великолепно! Значит, был какой-то сговор между МАКом, Росавиацией и "Боингом"?" - писатель и публицист Максим Калашников .

Boeing-737

Причины же крушения А-321 пока так и не названы, и те же США "путаются в показаниях". В первые дни после трагедии они опровергли причастность к этому террористов. Но позже со ссылкой на различные источники начала появляться информация о взрывчатке на борту. Возможно, версия о теракте выгодна для того, чтобы в России не задумались о воссоздании своей авиации, даже глядя на то, как падают "эрбасы" и "боинги"?

Также эксперты обращают внимание на то, что после введения санкций против России создалась угроза, что подобные агрессивные меры могут быть применены и в отношении использования зарубежных самолетов Boeing и Airbus. Сегодня 97% пассажиров перевозятся на самолетах западного производства. Такое положение четко говорит о том, что как минимум этот сектор полностью не защищен от агрессии Запада. И, напротив, импортозамещение именно в этой сфере стало бы эффективнейшей антисанкционной мерой.

И тут встает вопрос - способна ли нынешняя элита выполнить модернизацию в авиаотрасли? Как показал пример оборонно-промышленного комплекса, для этого достаточно политической воли. Хотя противников этого курса и лоббистов западных корпораций будет предостаточно.

"Заменить 200 самолетов на рынке сразу нечем. Для того чтобы произвести замену, надо произвести столько же машин. А частично начать замещение, мне кажется, нереально при нынешнем качестве менеджмента. Если говорить об отечественных самолетах, то, например, против участия Ил-96 в авиакомпаниях упрутся всеми ногами, потому что формально Ил-96 не такой экономичный, как западные машины - но я западные не люблю, так как у них все принесено в жертву топливной эффективности. За эти годы авиакомпании уже "подсели на иглу" западного авиапрома, а пересаживаться на те же Ил-96 - это для них болезненно, это отказ от той жизни, к которой они привыкли примерно с середины 90-х. Да и в составе Ил-96 три человека в экипаже, а это более затратно, чем два человека в "Боинге", - отмечает Максим Калашников.

И все же, при верном целеполагании, наличии политической воли, если, наконец, заняться развитием отечественного авиастроения, то это позволит не только "закрыть" потребности своего рынка, но и работать на экспорт.

"Мы скажем - в ам охота в этих бьющихся гробах летать? А у нас безопасно . Мы выходим на рынок с турбовинтовыми лайнерами. Турбовинтовой Ил-114 шумный, я летал. Но посчитано, если бы сейчас Ил-114 летал, он бы топлива тратил в полтора раза на пассажира меньше, чем Боинг-737, да, шумный, да, медленнее на 150 км в час, но дешевле и безопаснее, между прочим! Ах, вы не берете в Европу? Так мы заработаем на рынках Азии. Кстати, в Африке с руками рвут оставшиеся Ан-12 и Ил-18, выпусти эти самолеты на новом технологическом уровне!" - заявляет Калашников.

Политолог, военный корреспондент и полковник ВВС Александр Жилин считает, что решение сделать ставку на иностранные самолеты - сдача стратегических интересов России.

"Иностранные лайнеры в любой момент могут быть взяты под управление с помощью спутниковой системы или вмешательством в "мозги" машины. Таким образом, иностранные самолеты мгновенно превращаются в крылатые ракеты врага. У них есть опознователь "свой-чужой", поэтому они могут беспрепятственно подойти к любому стратегическому объекту РФ и врезаться в него", - рассказал эксперт .

И отказ от иностранных лайнеров в настоящее время - вопрос национальной безопасности. "Это надо сделать как можно быстрее. Россия в полной мере имеет возможность летать на отечественных самолетах. По качеству планера [Ил-96] равных нет. Надо решить проблему двигателей с точки зрения экологии, шумности и экономичности", - отметил он.

Будущий российский широкофюзеляжный дальнемагистральный пассажирский лайнер Ил-96-400М ожидает ребрендинг. Он получит новое обозначение - Ил-496. По информации «Известий», принципиальное решение уже принято, но в официальных документах это название начнет фигурировать со следующего года. Первый опытный образец будет построен до конца того же 2019 года. По мнению экспертов, рынок для подобных самолетов в России невелик. Но проект Ил-96-400 важен с точки зрения развития компетенций в авиастроении.

Как рассказали «Известиям» три источника в авиационной промышленности, знакомых с ситуацией, создаваемый в ПАО «Ил» широкофюзеляжный дальнемагистральный лайнер получит новое обозначение - Ил-496. Данное решение уже принципиально одобрено на правительственном уровне.

- Необходимость ребрендинга связана с тем, что создаваемый самолет является не просто модификацией Ил-96, а его глубокой модернизацией. Фактически речь идет о новом самолете, - пояснил один из собеседников.

В ПАО «Ил», компании - разработчике самолета, «Известиям» не стали комментировать планы ребрендинга. При этом отметили, что рассчитывают до конца нынешнего года подготовить всю техническую документацию на постройку первого опытного образца Ил-96-400М.

- Особенностями проектируемого самолета станут установка современного отечественного пилотажно-навигационного оборудования, а также современный пассажирский салон, который обеспечит комфортные условия пассажирам, - отметили в пресс-службе «Ильюшина». - Презентация Ил-96-400М намечена на конец 2019 года.

К отечественному навигационному оборудованию в данном случае относятся инерциальная система (отвечает за определение положения самолета в пространстве), ответчики (автоматически передают данные наземным радиолокационным станциям), системы навигации и посадки. На первом этапе в 2018–2019 годах такими системами планируется оснастить все самолеты Ил-96-300.

Программа создания Ил-96-400М предполагает производство одного опытного образца и шести серийных самолетов. Постройка первого опытного образца на авиазаводе в Воронеже намечена на конец 2019 года, первого серийного самолета - на 2020 год. В том же году планируется завершить сертификационные испытания лайнера.

В пресс-службе Минпромторга «Известиям» рассказали, что реализация проекта Ил-96-400М проходит в соответствии с утвержденным планом-графиком. Работы получают финансирование в пределах лимитов средств федерального бюджета.

По мнению главного редактора «Авиатранспортного обозрения» Алексея Синицкого, ниша широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов в России невелика - эксплуатируется немногим более 80 машин такого класса. Более 60% из них - в группе компаний «Аэрофлот», несколько машин есть у Utair, остальные - у туристических перевозчиков. Эти лайнеры могут найти применение на Дальнем Востоке РФ или на международных туристических маршрутах. В специальных версиях самолет может заинтересовать специализированных госзаказчиков.

Ил-96-400 в его нынешнем виде по экономическим характеристикам и оборудованию остается на уровне самолетов предыдущего поколения. Но он ненамного дешевле новых современных лайнеров зарубежного производства. По стоимости владения на протяжении жизненного цикла проигрыш получается очень большой, - отметил Алексей Синицкий.

Тем не менее проект Ил-96-400М должен помочь отечественному авиапрому сохранить компетенции и загрузить производственные мощности. В долгосрочной перспективе гражданская линейка самолетов должна пополниться широкофюзеляжным лайнером нового поколения, к созданию которого Россия приступила вместе с китайскими партнерами - корпорацией COMAC.

Ил-96-400М создается как удлиненная модификация пассажирского Ил-96-300. Взлетная масса нового лайнера составит 270 т. Самолет сможет взять на борт до 400 пассажиров. В этой машине будут использованы авионика, материалы и комплектующие российского производства. Как «Известия», суммарный планируемый бюджет программы создания лайнера - 53,4 млрд рублей.