Пассажирский магистральный самолет МС-21 с отечественными двигателями — главная новинка авиасалона МАКС-2021 в Жуковском

Новый российский среднемагистральный МС-21 — самый просторный из узкофюзеляжных самолетов в мире: ширина салона более 4 м, что по уровню комфорта для пассажиров сравнимо с широкофюзеляжными лайнерами. Новые экономичные российские двигатели, «черное» отечественное композитное крыло и новейшее радиоэлектронное оборудование призваны обойти конкурентов — Boeing и Airbus.

Главная российская гражданская новинка на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2021) — среднемагистральный пассажирский узкофюзеляжный МС-21–310. Эта машина с новейшими отечественными двигателями ПД-14 впервые поднялась в воздух в Иркутске 15 декабря 2020 года. Полет продолжался в течение почти полутора часов. По информации Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК, входит в госкорпорацию «Ростех»), самолет показал себя хорошо и позволил выполнить весь комплекс полетного задания, которое предусматривало проверку режимов работы силовой установки, устойчивости и управляемости самолета, а также надежности функционирования всех бортовых систем. Этот борт стал пятым по счету, произведенным для летных испытаний, и первым, который построили по технологии серийной сборки.

«Первый полет нового российского лайнера с первым полностью российским гражданским двигателем, созданным в нашей стране с начала 1990-х годов,— это доказательство нашей способности создавать высокотехнологичную конкурентоспособную гражданскую технику даже в условиях серьезных рыночных и технологических вызовов»,— сказал тогда вице-премьер Юрий Борисов, добавив, что МС-21 даже совершеннее конкурентов.

Отечественный авиадвигатель

Количество стран, которые владеют технологиями полного цикла производства авиационных двигателей, гораздо меньше, чем состав «ядерного клуба». Государств, владеющих ядерным оружием,— девять, а производство авиадвигателей налажено только в четырех: США, Великобритании, Франции и России. Даже Китай, несмотря на все усилия, пока не может похвастаться жизнеспособными авиадвигателями собственного производства.

Новейшие российские ПД-14, согласно публичным данным, на крейсерском режиме полета расходуют на 10–15% меньше топлива, чем двигатели предыдущего поколения, эксплуатационные расходы — на 14–17% ниже, а стоимость жизненного цикла почти на 20% меньше, чем у зарубежных «одноклассников». Силовая установка МС-21 полностью соответствует повышенным нормам по выбросам вредных веществ в атмосферу, установленным Международной организацией гражданской авиации (ICAO): эмиссия оксидов азота (NO и NO2) на треть меньше норм, установленных ICAO в 2008 году, и на 23% меньше, чем пределы ICAO, принятые на перспективу в 2014-м.

Как отмечает главный редактор сайта «Авиация России» Андрей Величко, для ПД-14 разработали 16 критических технологий. В частности, впервые в России освоили изготовление монокристаллических лопаток турбины высокого давления, работоспособных при температуре газа свыше +1700°С, для которой создали инновационную систему охлаждения. В составе двигателя — уникальная пустотелая широкохордная лопатка вентилятора из титанового сплава, благодаря которой удалось увеличить КПД вентиляторной ступени на 5% по сравнению с двигателем ПС-90 (разработан КБ «Авиадвигатель» и устанавливался на самолеты Ил-96, Ту-204 и Ил-76). Также была создана малоэмиссионная камера сгорания из интерметаллидного сплава (интерметаллид — особое химическое вещество из двух или нескольких металлов с единой кристаллической решеткой, сплавы из таких веществ очень прочны, жаростойки, химически нейтральны, пластичны и устойчивы к усталости), звукопоглощающие конструкции из композиционных материалов, керамические покрытия на деталях горячей части, полые лопатки турбины низкого давления и многое другое. По мнению господина Величко, эти наработки помогут двигателю полноценно конкурировать с западными образцами аналогичного класса.

Одна из главных сложностей для двигателестроителей — создание такого двигателя, который не потребует существенных изменений в конструкции планера и других систем МС-21, отмечает Андрей Величко. «На каждый самолет есть техзадание, в котором подробно расписаны эксплуатационные параметры и технические характеристики. Невозможно предлагать один и тот же тип самолета, у которого выпущенные модели будут отличаться друг от друга из-за того, что применяются два разных двигателя. Поэтому, чтобы самолет был конкурентоспособен по экономическим, экологическим, тяговым и ресурсным параметрам, двигатели PW1400 и ПД-14 должны быть очень схожи»,— отмечает он. Специалистам ОДК это удалось. «Исходя из этого, я считаю, что ПД-14 — абсолютно конкурентоспособное изделие»,— считает эксперт.

Разработка и подготовка к серийному производству нового двигателя для МС-21 — результат глубокой кооперации десятков предприятий Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК; входит в госкорпорацию «Ростех»). Головным разработчиком ПД-14 выступило пермское конструкторское бюро «ОДК-Авиадвигатель», а собирать готовое изделие будут на заводе «ОДК-Пермские моторы». На уфимском ОДК-УМПО создается более 30% деталей для нового двигателя, пермская структура ОДК-СТАР разработала и производит автоматизированные системы управления ПД-14, обнинское ОНПП «Технология» создает для двигателя композитные элементы.

ПД-14 — это не один, а целая линейка двигателей. На основе технологий ПД-14 сейчас разрабатывают ПД-8 с тягой 8 тонн, который предназначен для различных воздушных судов, в том числе для самолета-амфибии Бе-200 и перспективной версии SSJ New, о начале разработки которой заявил «Ростех» (сейчас на SSJ-100 устанавливаются только движки SaM146, где горячая часть двигателя и ряд других компонентов поставляется французской фирмой SAFRAN). Работы по этому «сердцу» российских авиалайнеров планируют завершить в 2022 году, а в перспективе на его основе могут создать силовые машины для промышленных электрогенераторных и газоперекачивающих установок.

«Черное» крыло

Фюзеляж МС-21 на 35% состоит из композитных материалов — многослойных покрытий, армированных полимерными волокнами. В СССР производство таких материалов осуществлялось с помощью автоклавов — громоздких высокотемпературных печей, где углеродные волокна при высоком давлении сплавляются в единую высокопрочную структуру. Более экономная и перспективная технология производства авиакомпозитов по методу вакуумной инфузии в мировой авиации появилась сравнительно недавно. Как отмечает Андрей Величко, для российских конструкторов было крайне важно в момент введения западных санкций найти аналогичные поставляемым ранее из-за рубежа композитам.

«После остановки поставок исходных материалов для производства композитных конструкций разработчикам МС-21 пришлось искать замену импортным углеродным волокнам. Главная проблема была в том, что российский аналог должен был быть абсолютно идентичен тем волокнам, из которых уже изготовлены консоли крыла и другие силовые агрегаты опытных самолетов МС-21, проходивших сертификацию, иначе весь цикл испытаний пришлось бы начинать заново. Теперь достаточно сертифицировать только российские композиционные материалы, а само крыло конструктивно идентично изделию из импортных ПКМ и соответствует параметрам, заданным в техническом задании»,— пояснил эксперт.

Композиты благодаря высокой жесткости и легкости материала позволяют повысить летно-технические и экономические характеристики воздушного судна. Как пояснили “Ъ” в ОАК, сегодня все композитные агрегаты для МС-21 на 100% российского производства. «Из полимерных композиционных материалов на основе углерода по передовой инфузионной технологии производятся лонжероны и панели кессона крыла. Эту работу ведет компания "АэроКомпозит". Для производства агрегатов хвостового оперения (киль, стабилизатор) также используются композиты на основе углеродной нити. Для производства этих элементов холдинг "РТ-Химкомпозит" применяет автоклавную технологию»,— рассказали в корпорации.

Экспортный потенциал

Интеграцию бортового радиоэлектронного оборудования разных поставщиков осуществляет «ОАК—Центр комплексирования», разработками ряда входящих в него систем занимается Концерн «Радиоэлектронные технологии» (входит в «Ростех»). Впервые в отечественной практике для семейства самолетов МС-21 создан полностью цифровой информационно-вычислительный комплекс системы управления ИВК-КСУ-МС-21

Как отмечают отраслевые эксперты, семейство самолетов МС-21 вполне сможет не только заменить линейки наиболее популярных в мире Airbus А320/321 и Boeing 737 на внутреннем российском рынке, но и поборется с новейшими Boeing 737 MAX и A320neo: по прогнозам ОАК, МС-21 может занять 4–6% мирового рынка самолетов. «Предлагать лайнер, скорее всего, будут в страны ЕАЭС, в бывшие советские республики, не входящие в Таможенный союз,— Узбекистан, Таджикистан, Азербайджан, а также в исторически дружественные России государства в Азии и Африке»,— отмечает Андрей Величко. Но при этом нужно учитывать, что «продать МС-21 за рубеж будет очень трудно, потому что кроме решения вопросов сервисного и послепродажного обслуживания придется преодолевать демпинг зарубежных авиастроительных концернов», полагает эксперт.

Глава аналитической службы агентства «АвиаПорт» Олег Пантелеев считает, что «для тех рынков, которые остаются для МС-21 открытыми и доступными, шансы у самолета есть». «Мировые рынки сегодня переживают период своеобразной деглобализации, в результате которой у авиапроизводителей сокращаются рынки сбыта: одним нельзя поставлять технику, допустим, в Северную Корею, Иран, Венесуэлу или на Кубу, а другим — в США и Великобританию»,— поясняет эксперт. Он напомнил, что по новой модели Boeing 737 MAX был нанесен серьезный удар, а характеристики МС-21 выглядят «абсолютно конкурентоспособными», так же, как и его цена, что, «безусловно, будет оказывать поддержку продажам МС-21».

В ОАК о далеко идущих планах на будущее по освоению мирового авиарынка пока говорят довольно сдержанно. «По мере насыщения российского рынка и развития системы послепродажного обслуживания планируется активизировать продвижение самолета на внешние рынки. Следует отметить, что МС-21, как принципиально новый самолет, имеет больший модернизационный потенциал, чем самолеты такого класса, разработанные еще в XX веке»,— отметили в корпорации. Кроме того, в ОАК активно работают над системой послепродажного обслуживания лайнеров, которая должна в корне улучшиться и создать корпорации совершенно новый имидж на мировом рынке.

По данным ОАК, на новый МС-21–310 уже оформлено около 200 заказов с расчетом на старт поставок в 2022 году. Как рассказал глава ОАК Юрий Слюсарь на встрече с президентом РФ Владимиром Путиным 15 июля, до 2027 года корпорация планирует выйти на ежегодный объем производства на уровне 72 самолетов МС-21.

Дмитрий Шапкин