Программа создания военно-транспортного самолета Ан-70
ВИНИТИ 07-2004г (стр.25-29)
Программа создания военно-транспортного самолета Ан-70
Вершинина В. И.,
Похвалина Е. В.
В журнале Janes International Defense Review опубликована статья М. Daily о российско-украинской программе создания новейшего военно-транспортного самолета Ан-70.
Ан-70 грузоподъемностью до 47 т разработки украинского КБ "Антонова", оснащенный принципиально новыми винто-вентиляторными двигателями Д-27, обеспечивающими высокую крейсерскую скорость и исключительно экономичный расход топлива, является технически наиболее амбициозным транспортным самолетом.
Перспективы транспортного самолета, который способен брать на борт полезную нагрузку, в два раза превышающую нагрузку самолета C-130J, совершать полет на крейсерской скорости, только на 74 км/ч меньшей, чем у самолета С-17А, и взлетать с необорудованных взлетно-посадочных полос длиной всего 700 м, являются впечатляющими. Помимо этого Ан-70 обладает достаточной мощностью и объемом для транспортировки основного боевого танка Т-80, может совершать полеты на дальности до 6000 км. В целом его возможности уникальны. Даже самолет А400М компании Airbus, первый полет которого планируется лишь на 2007 г., не будет обладать полным набором характеристик самолета Ан-70.
Кажется, что с точки зрения конструкции Ан-70 успешно прошел через лабиринт компромиссов между тактическими и стратегическими возможностями, компромиссов между скоростью, дальностью полета и полезной нагрузкой.
Ан-70 имеет хорошую родословную: еще в 1957 г. КБ "Антонова" разработало оборудованный газотурбинными двигателями тяжелый транспортный самолет Ан-12, а в 1965 г. - первый широкофюзеляжный транспортный самолет Ан-22. Кроме того, КБ "Антонова" является неоспоримым лидером в области конструирования сверхтяжелых транспортных самолетов.
Но несмотря на все вышеизложенное, трансформация остается неясной. Ан-70 из состояния опытного образца к производственному оказалось сложным процессом и его будущее остается неясным. Судьба самолета все время зависела от политических обстоятельств, поскольку программа была начата в 1988 г. перед распадом Советского Союза, а КБ "Антонова" было единственным конструкторским бюро, находившемся за пределами России.
Несмотря на то что Ан-70 получил поддержку в пересмотренном соглашении между Украиной и Россией от 1999 г., предусматривающем организацию сборочных линий в Киеве и в России (тогда в Самаре, сейчас на предприятии "Полет"), в производственном плане основной вклад вносится Россией, которая намерена приобрести 165 ед. Ан-70, в то время как Украина закупит 65 ед. Производственная доля России составляет 72%, Украины 28%; соотношение финансирования программы Россией и Украиной представляется как 3:1.
Как сообщалось, в апреле 2003 г. заместитель Главкома ВВС В. Морозов заявил, что Россия выходит из программы Ан-70. Это заявление вызвало резкое осуждение со стороны президента Украины Л. Кучмы, который назвал его "чисто политическим" и вскоре президент РФ В. Путин дал Л. Кучме заверения в том, что программа будет продолжена.
Ожидается, что следующим шагом станет финансирование изготовления производственной оснастки. Как планируют представители КБ "Антонова", первый производственный самолет Ан-70 может появиться в 2005 г. В последующие планы входит строительство пяти самолетов как в России, так и на Украине.
Продолжается реализация программы летных испытаний. К январю 2000 г. была выполнена одна треть из 780 запланированных полетов. В российских источниках в июле 2003 г. речь шла о том, что летная программа выполнена на 50%. По другим данным, полная программа занимает 1200 летных часов, по состоянию на октябрь 1999 г. налет составлял 2000 ч.
В конце 2003 г. в районах Балтики и Сибири планировалось возобновить высотные испытания в условиях высоких температур в холодных климатических условиях, а также в условиях обледенения. Все испытания проводятся с использованием одного самолета Ан-70 (второго опытного образца). Первый опытный самолет был потерян в результате катастрофы в 1995 г. Второй опытный образец, первоначально предназначавшийся для проведения статических испытаний фюзеляжа, совершил полет в апреле 1997 г. Для программы статических испытаний был построен еще один фюзеляж.
Второй опытный образец самолета Ан-70 получил серьезные повреждения в январе 2001 г. Это привело к прекращению летных испытаний, которые возобновились лишь в июне 2001 г.
На Парижском авиационно-космическом салоне, проводившемся в июне 2003 г., представители КБ "Антонова" сообщили о принятии решительных мер с тем, чтобы ликвидировать создавшееся отставание. В настоящее время идет сертификация по военному и гражданскому направлениям.
Испытания продолжаются и, по словам представителей КБ "Антонова", испытания на короткие взлет и посадку, а также на воздушное сбрасывание начались на полигоне в Ахтубинске. В самолет при этом загружался личный состав, грузы и автомобили, которые затем десантировались. Сбрасывались платформы с грузом массой до 9,3 т; грузы массой до 15 т сбрасывались в виде бронемашин, возможно, типа БМП-1,2,3. При проведении испытаний на Украине, в Феодосии, были сброшены четыре платформы с общей массой грузов 35,3 т.
Украинский двигатель Ивченко Д-27 КБ "Прогресс" является единственным производимым в мире турбо-винто-вентиляторным двигателем (ТВВД). Четыре таких двигателя, установленных на крыле сверхкритического профиля небольшой стреловидности, создают спутную струю над задней кромкой, закрылками и предкрылками, обеспечивая взлет с полосы длиной 600 м и крейсерскую скорость до 800 км/ч.
Данных по нагрузкам крыла нет, но площадь его в самолете Ан-70 по сравнению с транспортными самолетами первого поколения, по всей вероятности, значительно уменьшена.
Сердцевиной двигателя является газовый генератор, предназначенный для ряда турбин, впервые был испытан в форме двигателя Д-27 на стенде в 1992 г. По крайней мере 16 опытных двигателей прошли стендовую прогонку. По последним доступным данным, общее время прогона составило 16 тыс. ч. Двигатели второго опытного образца самолета Ан-70 проработали в общем 400 летных часов.
КБ "Антонова" обладает исключительным опытом в изготовлении конструкций, которые предусматривают размещение двигателей на верху крыла. Такое расположение двигателей характерно для турбовинтового самолета Ан-33 и турбовентиляторных Ан-71, Ан-72 и Ан-74. Что касается самолета Ан-70, конструкторы КБ "Антонова" внимательно рассматривали конфигурацию с высоким расположением двигателей, но испытания показали, что она не обеспечит характеристики, необходимые для выполнения короткого взлета и посадки. ТВВД самолета Ан-70 генерируют эффект Coanda, который воздействует на соответствующие элементы крыла и максимизирует подъемную силу при небольшой скорости. Двойные закрылки Fowler размещаются в двух секциях и их задние элементы могут отклоняться на 80° для использования спутной струи. По сообщениям, скорость в момент посадки/касания составляет около 140 км/ч.
Двигатель Д-76 представляет собой крупную трехвальную газовую турбину с соосными ступенями компрессоров низкого давления и с секцией высокого давления, включающей одну центрифужную и две соосные ступени.
Четырехступенчатая силовая турбина ведет вал, соединенный с планетарной понижающей коробкой передач, обеспечивая два противоположных вращения.
Коробка передач и уникальный винто-вентилятор СВ-27 российской конструкции с восемью композитными изогнутыми лопастями у переднего пропеллера и шестью у заднего являются результатом работы, которую провело ступинское пропеллерное КБ, имеющее в настоящее время название "Аэросила". Это КБ ранее отвечало за разработку воздушных винтов АВ-60/АВ-90 для бомбардировщика Ту-95. Такие винты позволяли этим бомбардировщикам летать на скоростях, ранее считавшихся невозможными для самолетов с пропеллерной тягой. Винты с широкой хордой постоянного вращения работали в круизном режиме с относительно большим тангажом, а коробка передач поддерживала скорость вращения на низком уровне, минимизируя концевую сжимаемость. Такая комбинация коробки передачи винта пропеллера позволяла достигать чрезвычайно высокого уровня мощности двигателей.
У воздушного винта СВ-27, который может быть описан как открытый или неэкранированный винто-вентилятор, либо как сложный воздушный винт; лопасти с переменным тангажом и полным оперением имеют значительно сниженное соотношение толщины и хорды. Восемь передних лопастей, вращающихся против часовой стрелки, генерируют большую часть тяги. При коробке передач, точно согласующей характеристики турбины со скоростью вращения винто-вентилятора, рациональные режимы выдерживаются при максимуме 1000 оборотов в минуту при взлете, и скорость концов лопастей не превышает критического числа Маха с точки зрения шумового уровня. Утверждается, что сочетание Д-27/СВ-27 обеспечивает все требования по шумности, предъявляемые ICAO/FAR и АР-36. Это позволяет КБ "Антонова" рассчитывать на гражданское использование Ан-70. Способность совершать полеты на высотах современных авиалайнеров (крейсерский потолок в 12 тыс. м и более уже установлен) должна обеспечить низкий расход топлива.
В случае самолета Ан-70 конструкторам было необходимо обеспечить транспортировку основного боевого танка (ОБТ). Как подчеркивал на Парижском авиасалоне представитель КБ "Антонова", транспортировка ОБТ на малые дальности - исключительное, а не повседневное оперативное требование. Тем не менее, способность транспортировать, например, 47-т танк Т-80 является весьма впечатляющей для грузового отсека шириной 4,0 м и высотой 4,1 м, в то время как прочность пола рассчитана лишь на транспортировку грузов.
Значительно большее практическое значение имеет способность транспортировать две БМП, каждая из которых имеет массу до 14,5 т, и доставлять их по необходимым тактическим и стратегическим маршрутам. Общий объем грузового отсека составляет 400 м . Представители КБ "Антонова" оптимистически утверждают, что Ан-70 способен транспортировать "любой предмет военной номенклатуры стран СНГ и НАТО", а польза такой возможности неоспорима.
Самолет Ан-70 имеет значительно меньшие габариты и на 15% меньшую грузоподъемность, чем С-17А. Его габариты несколько превышают габариты самолета А400М, однако грузоподъемность Ан-70 примерно на 15% больше. Сравнение с самолетом C-130J сделать сложнее из-за чисто тактического предназначения последнего. Но при этом Ан-70 может доставлять две БМП в полном снаряжении на неподготовленную полосу, а такую миссию никоим образом нельзя возлагать на самолет C-130J. Новый соперник самолета Ан-70 - российский Ил-76ТД, оборудованный турбореактивными двухконтурными двигателями (ТРДД), обладает приблизительно на 100 км/ч (54 уз) большей скоростью, но она достигается за счет значительного повышения расхода топлива.
Организация промышленного производства самолетов Ан-70 не является сложной по европейским стандартам, поскольку в работах, связанных с планером и двигателями, участвуют только четыре украинских и шесть российских предприятий. Наиболее значимым событием, происшедшим с начала реализации программы, была замена сборочного авиапредприятия "Авиакар" предприятием "Полет" после принятия администрацией Самарской области решения выйти из программы. С тех пор партнерские отношения стабилизировались и - согласно заявлениям официальных представителей на Парижском авиасалоне - они выглядят следующим образом.
На Украине: АНТК "Антонов" несет ответственность за конструирование и изготовление компонентов; предприятие "Авиант" осуществляет сборку; ЗМКБ "Прогресс" (бывшее им. Ивченко) является конструктором двигателя, а предприятие "Мотор Сич" изготавливает двигатели.
В России: предприятие "Полет" ответственно за сборку; Уфимское предприятие изготавливает двигатели; предприятие "Авиаприбор" производит систему управления полетом; предприятие "Электроавтоматика" занимается авионикой; предприятие "Ленинец" - системами бортового мониторинга и диагностики; АК "Аэросила" конструирует и изготавливает двигательные винто-вентиляторы.
Объединенные программой Ан-70, указанные предприятия представляют собой международный консорциум среднего транспортного самолета МТА (Medium Transport Aircraft).
Возможно привлечение субподрядчиков, не входящих в этот консорциум. Как сообщалось, крылья для опытных образцов Ан-70 изготавливались на Ташкентском АПО, строящем самолеты Ил-76МФ, которое является традиционным поставщиком всех крупных крыльевых структур - здесь изготавливались крылья для самолетов Ан-22, Ан-124 и Ан-225. В настоящее время изготовителем крыльев назначено ВАСО (г. Воронеж), а центральных секций - НАПО (г. Новосибирск).
С конца 1997 г. программой Ан-70 пытались заинтересовать Германию, предлагавшую Ан-70 НАТО в качестве будущего тяжелого самолета FLA (Future Large Aircraft), которым позднее должен стать самолет А400М. Ан-70 был оценен компанией DaimlerCrysler Aerospace, а в 1999 г. был создан Консорциум AirTruck GmbH, в который вошли восемь германских компаний для продвижения программы Ан-7Х; его главная задача - сборка 75 ед. Ан-7Х для ВВС Германии. Имелись возможности для продолжения программы Ан-7Х даже в случае отказа от нее Германии, однако они могут быть поставлены под сомнение в связи с тем, что Германия как член компании Airbus Military Company в мае 2003 г. взяла обязательство по закупке 60 ед. А400М.
Такая техническая передовая программа, как Ан-70, вполне может иметь критиков, и турбо-винто-вентиляторная силовая установка была прохладно встречена рядом экспертов, которые предлагали вариант самолета, оборудованного четырьмя двигателями CFM-56-5C4.
Программа самолетов C-130J и С-17А поддерживалась экспортными и внутренними потребностями, соответственно, но значительная доля рынка транспортных самолетов все еще свободна. Даже если программа создания европейского самолета А400М наконец состоится, она может встретиться с проблемами, находясь под руководством европейских государств-партнеров, часто меняющих свои планы.
Если консорциум МТА проявит выдержку и введет самолет Ан-70 в производство и если обоснованные требования будут удовлетворены Украиной и Россией, само существование производственной программы самолета Ан-70 в первом десятилетии этого столетия может стать ключом к его успеху на рынке.
В статье приведены следующие основные ТТХ Ан-70:
- максимальная полезная нагрузка 47 т;
- крейсерская скорость 750-800 км/ч;
- крейсерская высота 9000-12 000 м;
- требуемая длина ВПП: при обычных взлете и посадке 1550-1800 м; при коротких взлете и посадке 700 м;
- дальность полета при полезной нагрузке: 47 т - 3000 км; 35 т - 5000 км; 30 т - 6000 км (1200 км при коротких взлете и посадке); 20 т - 6600 км (3000 км);
- двигатели винто-вентиляторные D-27;
- мощность 4X10300 кВт;
- экипаж три-пять человек.
