Руслан мрия отличия

Людей всегда привлекает какой-либо рекорд — рекордные самолёты всегда пользуются большим вниманием

В апреле 1973 г. после окончания Московского авиационного института я распределился на Киевский Механический Завод (я родом из с. Великополовецкое, Киевской области), где генеральным конструктором был О.К. Антонов. Я попал в созданную 4 месяца назад новую бригаду усталостной прочности, где был только один руководитель Г.Ю. Бенгус, и я позже стал его заместителем.

Дело в том, что в 1972 г. под Харьковом потерпел катастрофу пассажирский Ан-10, а также под Куйбышевом в полете летчики услышали, как в районе центральной части крыла Ан-10 что-то трещит. Чудом не произошло катастрофы. Комиссия  МГА и МАП определила, что причиной стало усталостное разрушение центроплана крыла. В результате приказом по МАП во всех ОКБ СССР были образованы такие бригады. Ранее в СССР ресурс самолетов определялся по результатам ресурсных лабораторных испытаний натурных образцов планеров самолетов, которые рассчитывались только на статическую прочность, а также по результатам эксплуатации самолетов, так называемых лидеров (бОльший налет в сравнении с остальным парком самолетов и более частые и тщательные осмотры).

Самолет Ан-124 «Руслан» №01-01 в создании и постройке которого автор принимал непосредственное участие (крыло, силовые детали фюзеляжа и др.)

Также из многочисленных источников было известно, что пассажирские самолеты производства США имеют очень высокие ресурсы  —  60-100 тыс. л. ч., тогда как в СССР в то время ресурсы составляли  до 30 тыс. л.ч.

Транспортный самолет Ан-225 не поднимался в небо с мая 2012 г. Крупнейший транспортный самолет в мире был прикован к пустому летному полю аэропорта Гостомель к северо-востоку от Киева. А когда осенью того же года вокруг самолета снова закипела деятельность, настоящий небесный гигант оказался выходцем из другой эпохи. Самолет оснащен шестью двигателями, его длина фюзеляжа и размах крыла больше, чем у Airbus A380, и он может нести огромную полезную нагрузку: до 250 тонн груза может быть загружено в гигантский транспортный отсек. Для сравнения: новейший транспортный самолет Boeing 747-8F может поднять только 140 тонн. Максимальный взлетный вес Airbus A380 составляет 560 тонн, а у Ан-225 – 630 тонн.

Ан-225 был разработан в 1980-е гг. в эпоху Холодной войны для перевозки советского космического корабля «Буран». «Буран» никогда не летал в космос (так в тексте – Перископ 2), но сегодня его можно увидеть в Музее техники г. Синшейма (Германия). Однако для Ан-225 была уготована новая роль в качестве перевозчика негабаритных грузов, и впоследствии этот бегемот среди самолетов был снова поднят в воздух.

По словам летчика Дмитрия Антонова о крайнем задании, сказанным в ходе посещения Air International аэропорта Гостомель, «мы перевезли в Душанбе рабочую лопатку для ветряной установки, причем она может транспортироваться только целиком, и только на борту Ан-225!». Несмотря на свою фамилию, Дмитрий не является родственником генерального конструктора Олега Антонова. Однако он является шеф-пилотом и руководителем парка транспортных самолетов компании «Авиалинии Антонова», которая эксплуатирует Ан-225 с аэродрома Гостомель.

Самолет работает в интересах различных заказчиков, которые хотят перевозить дорогостоящие грузы, и таким образом он редко полностью использует всю грузоподъемность. «Несколько лет назад мы загрузили пять танков весом 48 тонн каждый с целью достигнуть максимальной загрузки, но это было всего лишь один раз», вспоминает Виталий Шост, отвечающий за операционную деятельность «Авиалиний Антонова». Ан-225 до сих пор сохраняет несколько рекордов. В 2004 г. он совершил полет из Праги в Ташкент с грузом массой 247 тонн для нефтепровода. Затем, в 2009 г. он перевез 190-тонный генератор, крупнейший в истории перевезенный по воздуху цельный объект, от Франкфурта в Армению.

По словам исполнительного директора «Авиалиний Антонова» Константина Лушакова, «наши клиенты платят крупные суммы за полеты Ан-225». По его словам, «в 2003-2004 гг. в ходе войны в Афганистане самолет был постоянно при деле». Сегодня Ан-225 летает меньше, раз или два в месяц при условии, если дела идут хорошо. Примерно треть работы связано с военными контрактами. «С 2011 г. глобальный финансовый кризис затронул нас», говорит Лушаков о скромном портфеле заказов своего флагманского самолета. Хотя Ан-225 совершил свой первый полет в 1988 г., с технической точки зрения «Мрия» все еще остается молодым самолетом. По информации Лушакова, «мы слегка перевалили за 1000 взлетных циклов, а налет составляет 5000 часов. А назначенный ресурс самолета составляет 24000 часов».

Где-то на территории огромного завода КБ Антонова в Киеве находятся сохраненные и упакованные в контейнеры части для второго незавершенного экземпляра Ан-225. Однако Лушаков разрушает любые фантазии в отношении расширения флота транспортных самолетов: «он никогда не взлетит, мы не можем полностью использовать даже один самолет».

Спрос на «Руслан»

Коммерческая привлекательность Ан-225 отличается от таковой его «младшего брата» Ан-124 «Руслан», на базе которого Ан-225 и был создан. Четырехдвигательный Ан-124 был спрокетирован в качестве стратегического военно-транспортного самолета для советских ВВС, первый полет был совершен в 1982 г., спустя 10 лет самолет был сертифицирован для перевозки коммерческих грузов. Благодаря огромной носовой рампе, открывающейся вперед-вверх, а также массивной хвостовой рампе, Ан-124 является лучшим вариантом на мировом рынке негабаритных грузов. В этой категории Ан-124 является монополистом и выполняет различные полеты – от гуманитарных миссий после природных катастроф, до чартерных полетов с крупногабаритными грузами, к примеру, локомотивами, для поддержки военных операций. До 2003 г. было выпущено примерно 50 Ан-124. Некоторые из них летают под флагом российских ВВС, а 26 принадлежат пяти гражданским перевозчикам, причем у «Авиалиний Антонова» насчитывается семь подобных машин.

По словам Виталия Шоста из них только два сейчас находятся в летном состоянии. Другие проходят крупномасштабный ремонт и модернизацию, которые занимают примерно два месяца для каждого самолета. «Мы выполняем модернизацию Ан-124, так как самолет все же эксплуатируется уже 30 лет», говорит Константин Лушаков. Обе вспомогательные силовые установки на борту каждого самолета заменяются, также как и некоторые элементы конструкции, которые были повреждены или ослаблены в ходе перевозки тяжелых грузов. «Мы, как проектировщик и изготовитель самолета, сначала реализуем эти улучшения на наших самолетах, а потом рекомендуем их другим перевозчикам», добавляет Лушаков.

Эксплуатанты кровно заинтересованы в поддержании летной годности своих самолетов. По словам Лушакова, «для этого уникального самолета существует большая рыночная ниша. Спрос постоянно превышает наличные возможности. Причиной является глобализация». В то время как годовые темпы роста пассажирских перевозок составляют 4-5%, рост грузовых перевозок – 6-7%, то рынок негабаритных грузов, обслуживаемый Ан-124, растет на 11-12%. Несколько гражданских Ан-124, привлеченных к операциям НАТО, базируются в крупных аэропортах как Лейпциг/Галле в Германии.

Налет каждого Ан-124 достигает от 14000 до 24000 часов, Лушаков комментирует эти цифры в том ключе, что «ничто не сравнится с налетом пассажирских самолетов». Изначально назначенный ресурс Ан-124 был установлен на уровне 24000 часов, но, по словам Лушакова, «мы решили, что Ан-124 имеет потенциал до 50000 часов и мы постепенно увеличиваем ресурс «этапами» по 4000 часов».

Виталий Шост показывает на углубление в огромном фюзеляже Ан-124, проходящим техническое обслуживание. Это пространство расположено высоко и скрывает зализы, через которые плоскости входят в фюзеляж. Шост показывает на темный отсек за ним, из которого можно увидеть центроплан, который проходит основной отсек. Он разделяет отсек на две половины, передняя кабина отдыха экипажа (сразу за кабиной пилотов), которая может принять до шести человек, и задняя пассажирская кабина, в которой может разместиться до 20 сопровождающих груз и другие члены экипажа. Самое неожиданное открытие скрывалось в хвостовой части. Внутри киля имеется алюминиевая лестница в полной темное ведет к самой его верхушке. «Там расположена антенна, которую технический персонал может обслуживать без использования дополнительного оборудования», поясняет Шост. В Советской армии требовалось практическое мышление, свидетельством чего служит аварийный проход, который в случае необходимости позволяет выпрыгнуть с парашютом из пилотской кабины.

По словам Константина Лушакова, «двадцати шести гражданских Ан-124 недостаточно». Разговоры о возобновлении производства «Русланов» идут давно, но Лушаков отмечает, что «решение еще не принято». Это будет глобальный проект, как с финансовой, так и с технической точек зрения, так как, к примеру, вся необходимая оснастка для производства центроплана из цельной алюминиевой заготовки уничтожена. По словам Лушакова, «в Киеве мы можем только спроектировать новый Ан-124, а производству и сборку должен вести завод в Ульяновске». Речь идет о предприятии «Авиастар-СП», который входит в Объединенную авиастроительную корпорацию, и где в будущем будет вестись производство «Русланов» в любой форме. Однако нужен спрос. По расчетам Лушакова «предпосылкой должен стать заказ 20 самолетов российским министерством обороны, и я ожидаю заказ еще от 20 до 80 машин от гражданских эксплуатантов». Только одна компания «Волга-Днепр» заявила о своем интересе закупить не менее 40 самолетов. По данным Лушакова, «конструкция и аэродинамика нового Ан-124 останется практически такой же, как на нынешних машинах, но 80% бортовых систем будут новыми». Шеф-пилот Дмитрий Антонов уже знает свою мечту. В списке пожеланий к Ан-124 нового поколения фигурируют «полностью цифровая «стеклянная» кабина пилотов, экипаж максимум из трех-четырех человек, более эффективные двигатели и улучшенная гидравлика».

Оригинал публикации: Andreas Spaeth, Air International, April 2013

Перевод Андрея Фролова

Применение прессованных панелей и разработка новых сплавов

Задачей новой бригады была разработка методик расчета ресурса самолетов на стадии проектирования. Поскольку опыта было мало, то старались максимально воспользоваться доступным зарубежным опытом, работами, которые проводились в других ОКБ, а также результатами натурных испытаний самолетов КМЗ. Проводили усталостные испытания образцов и элементов авиационных конструкций. Основными были образцы с отверстием, для расчетов регулярных сечений и проушины, для расчетов нерегулярных (поперечных стыков) сечений конструкции. На основании этих испытаний и материалов разрабатывались методики расчета крыла, фюзеляжа, оперения и других сложных элементов конструкции планера. Позже начали проводить расчеты и испытания на скорость роста трещин и остаточную прочность образцов и элементов конструкции. Эти работы проводил С.П. Малашенков. Все эти наработки впервые были использованы при проектировании Ан-72, а затем Ан-74. Причем прочнисты с перепугу (их реально хотели посадить в тюрьму за катастрофу Ан-10, но Антонову и Балабуеву удалось убедить генерального прокурора СССР, что это неправильно) заложили такой запас прочности, что не смогли разрушить крыло в процессе статических испытаний. Это позволило обеспечить максимальную грузоподъемность 10 т, что значительно выше требований ТЗ.

В это же время в лаборатории статических испытаний проводились ресурсные испытания натурного планера Ан-22. И там очень рано начали появляться трещины, особенно в поперечных стыках крыла. И было объявлено, что тому, кто найдет трещину, заплатят 50 руб. В поисках трещин мы лазали по этому крылу, как тараканы, Но их находили специалисты отдела испытаний, в основном, неразрушающими методами контроля. Позже, когда уже возникло понимание причин возникновения столь ранних трещин, мы поняли, что был виноват не только сплав, но и конструкторы и прочнисты, которые это проектировали.

У Шахатуни возникли сомнения по поводу того, что уровень ресурсных характеристик отечественных сплавов был такой же, как у их зарубежных аналогов, и она в 1976 г. поручила мне провести сравнение усталостной долговечности. Очень сложно это было сделать, т.к. были существенные отличия — у нас образцы с отверстием, у них — с боковыми надрезами; у нас частота испытаний 40 Гц, у них — 33 Гц. Не всегда совпадали и режимы испытаний: пульсирующая нагрузка или симметричный цикл. Тем не менее, перелопатив кучу иностранных источников, удалось подобрать немного убедительных результатов, где мы показали некоторое преимущества зарубежных сплавов над отечественными по усталостной долговечности. Был подготовлен небольшой отчет, я его подписал у Е.А. и думал, что у О.К. она подпишет сама. Но она отправила меня. И вот я, молодой специалист, попадаю к Антонову с отчетом и сопроводительным письмом, которым этот отчет рассылался руководителям отраслевых институтов ЦАГИ, ВИАМ и ВИЛС. А письмо Шахатуни написала довольно жесткое. Я показываю все это Антонову, а он говорит, что письмо надо исправить и смягчить, что сам и делает. Я возражаю, т.к. его уже согласовала Шахатуни, на что О.К. очень мягко и деликатно рассказывает мне, почему надо переделать письмо.

Вскоре нам представилась возможность изучить конструкцию зарубежных самолетов. В Шереметьево потерпел катастрофу ДС-8 японской авиакомпании, а затем на Кольском п-ве истребителями был «посажен» В-707 корейской авиакомпании, который заблудился и попал в воздушное пространство СССР.

В ММЗ С.В. Илюшина были собраны куски конструкций, и Шахатуни послала меня, чтобы я отобрал необходимые образцы для исследований и изучения. Также испытания их проводились и в ЦАГИ, в частности, на живучесть (длительность роста трещины и остаточная прочность при наличии трещины).

Результатом этих исследований и др. впоследствии стало широкое применение в конструкции Ан-124 крепежа с натягом и сплавов высокой чистоты, повышение культуры и качества в серийном производстве, внедрение новых технологических процессов, в частности, дробеструйной обработки панелей и деталей и др., что позволило существенно повысить ресурс и коррозионную стойкость силовых конструкций.

Предполетный осмотр самолета-носителя Ан-225 «Мрия» с «Бураном», 12 мая 1989 года.

Был проведен огромный объем исследовательских, научно-прикладных и конструкторских работ, а также учтен негативный опыт эксплуатации С-5А-ранние усталостные повреждения крыла в эксплуатации. Они так старались уменьшить массу конструкции планера, что совсем забыли о ресурсе. Когда они начали осуществлять интенсивные перевозки во время войны во Вьетнаме, то обнаружили появление трещин в крыльях и сначала были вынуждены уменьшить массу груза, а затем поменять на всех самолетах крылья на новые с более высоким ресурсом.

Остро стояла проблема выбора полуфабрикатов (прессованные панели или катаные плиты) для изготовления силовой конструкции крыла Ан-124. Дело в том, что за рубежом для крыльев пассажирских самолетов, которые имеют огромный ресурс, применяются катаные плиты с приклепанными к ним стрингерами (исключение составляют военно-транспортные С-141 и С-5А, где используются прессованные панели), а в СССР больше применялись прессованные панели, где обшивка и стрингер составляют одно целое. Это было связано с тем, что для производства Ан-22 и с учетом на перспективу в отрасли были разработаны и построены уникальные горизонтальные прессы на 20000 т для изготовления прессованных панелей и вертикальные прессы на 60000 т для изготовления крупногабаритных штамповок. Такого оборудования не было нигде в мире. В конце 1970-х такой вертикальный пресс купила в СССР даже металлургическая фирма «Пешине» во Франции. В крыльях Ан-24, Ан-72, Ан-22, Ил-62, Ил-76, Ил-86 и др. широко применялись прессованные панели и поэтому на серийных авиазаводах было оборудование и технологии их изготовления.

В начале 1970-х в Советском Союзе рассматривалась возможность закупки у фирмы Боинг пассажирского широкофюзеляжного В-747. В г. Эверетт, где строили эти самолеты, летала большая делегация руководителей МАП, ОКБ и институтов. Их впечатлило увиденное на производстве и, особенно, автоматическая клепка панелей крыла, а также то, что ресурс этого самолета составлял 100000 л. ч. Потом специалисты фирмы Боинг прилетали с докладами о В-747 в СССР, где принимала участие и Елизавета Аветовна. После приезда в Киев она собирала нас и рассказывала об этой встрече.

Впечатленные увиденным на Боинге, все отраслевые институты заняли позицию, что надо крыло Ан-124 делать сборной конструкции из катаных плит! Мы же заняли позицию, что крыло надо делать из прессованных панелей. И тут, как говорится, нашла коса на камень. Наши конструкторы и технологи показали, что в случае применения прессованных панелей с законцовкой можно применить фланцевый стык, а не срезной, что упрощает стыковку концевой и центральной части крыла и снижает трудоемкость, упрощает герметизацию кессона крыла. Но нам надо было еще доказать, что и ресурсные и весовые характеристики такого крыла будут не хуже.

Благодаря огромным усилиям Шахатуни и руководства КМЗ, были получены от МАП средства и закуплено специальное испытательное оборудование фирмы «Шенк» (США), на котором проводились различные испытания крупногабаритных конструктивных образцов. Занимался этим вопросом В.В. Муратов. Было закуплено и менее мощное оборудование, и организована бригада под руководством Г.И. Ханина, которая занималась многочисленными испытаниями небольших образцов. Потом Е.А. создала бригаду фрактографических исследований и «выбила» специальный микроскоп для исследований трещин. Руководителем бригады была назначена Л.М. Бурченкова, высококвалифицированный специалист в этой области. Во всех этих вопросах и по уровню доверия к полученным результатам мы за очень короткий срок достигли уровня лабораторий ЦАГИ и ВИАМ, которые считались лучшими в СССР!

В результате выполненных испытаний в 3 лабораториях сплава Д16Т было показано:

• прессованные панели превосходят катаные плиты по статической прочности на 4 кг/мм2;
• прессованные панели превосходят катаные плиты по усталостной долговечности в 1.5 раза;
• скорость роста усталостной трещины в прессованных панелях ниже в 1,5 раза, а вязкость разрушения КС выше на 15%.

Далее предстояла огромная работа ВИЛС и ВСМОЗ по освоению длинномерных (30 м) панелей с законцовкой для концевой части крыла, крупногабаритных профилей для лонжеронов и массивных прессованных полос для центральной части крыла, технологии их изготовления, а также по литью крупногабаритных уникальных слитков, созданию и освоению оборудования. Следует отметить, что ВСМОЗ был крупнейшим металлургическим заводом. Он изготавливал все виды крупногабаритных прессованных и штампованных полуфабрикатов для большинства самолетов марки Ан, поэтому у нас были очень тесные и близкие связи. На заводе для выплавки алюминиевых сплавов применялись электрические печи(на других — газовые), что повышало чистоту металла. Также все титановые заготовки для самолетов, и полуфабрикаты для корпусов подводных атомных лодок изготавливались на этом заводе, не говоря уже о заготовках лопаток для реактивных двигателей и многом другом.

Требования к ресурсу со стороны Заказчика (военных) для стратегического военно-транспортного Ан-124 были очень легкие — это 16000 л. ч. и 4000 п., причем около 60-70% полетов тренировочные, то есть без полезной нагрузки. Тем не менее, руководство КМЗ решило, что негоже создавать такой уникальный самолет с таким маленьким ресурсом. И, в дальнейшем, жизнь подтвердила их предвидение.

В январе 1977 г. руководством КМЗ было принято решение о создании группы «Конструкционная прочность металлов», и меня назначили руководителем. У нас уже работал Е.А. Захаренко, и мне предстояло найти лучших ребят для этой работы. Мне удалось подобрать отличных (во всех смыслах) молодых специалистов: И.С. Воронцова, потом позже В. Кузнецова, которые занимались алюминиевыми сплавами, В.В. Гречко — титановые сплавы, и А.П. Ковтуна — конструкционные стали. Позже Е. А. предложила расширить исследования, и мы взяли А.И. Николайчика, который занимался остаточными напряжениями в штамповках и деталях из них. Эти специалисты проводили огромный объем исследований, анализ полученных результатов, анализ зарубежной литературы, обработку результатов и составление отчетов и др. Поскольку я значительную часть времени проводил в длительных командировках на металлургических и авиационных заводах (для решения производственных вопросов меня туда посылал первый зам. генерального конструктора и главный конструктор по самолету Ан-124 Балабуев), то группой фактически руководила Шахатуни.

Транспортный самолет Ан-124 «Руслан», 1985 год.

В отделе РИО-1 была организована огромная работа по изучению зарубежного опыта по различным направлениям. Выписывались отечественные и зарубежные научные журналы. Специально введенным в штат отдела переводчиком М.Н. Шнайдманом проводились поисковые работы по всему новому в области прочности, ресурса, материалов и сплавов. Все это переводилось, анализировалось и внедрялось. Например, во время войны во Вьетнаме потерпел катастрофу новейший F-111А. Результаты исследований выявили, что причиной явился незначительный производственный дефект, от которого преждевременно и появилась трещина. За рубежом начались работы в этом направлении, и мы тут не отставали. На многочисленных и обычных и конструктивных образцах проводились испытания и отрабатывались методики расчетов С.П. Малашенковым. Большинством работ по исследованиям на конструктивных образцах изд. 400 руководил Е.Т. Василевский.

Поскольку за длительное время работы с металлургами, изучения специальной литературы и зарубежных исследований я уже начал понимать некоторые закономерности в области создания сплавов и был хорошо знаком и со специалистами, и с руководителями институтов и металлургических заводов, то появилась идея создать сплавы конкретно для Ан-124, благо, какие были нужны характеристики — мне было известно. В ВИЛС была команда друзей-единомышленников с огромными знаниями и желанием делать эту работу — А.М. Дриц, В.Б. Зайковский, Г.И. Шнейдер и др.

Для нижних панелей (работают в полете на растяжение) крыла пассажирских и транспортных самолетов применялись среднепрочные (44-48 кг/мм2) сплавы, где основным легирующим элементом была медь: 2024, Д16 и их производные. Эти сплавы обладают высоким уровнем усталостной долговечности и живучести. Они имеют сравнительно невысокую коррозионную стойкость. Поскольку уровень напряжений в нижних панелях крыла определяется (за исключением концов крыла, где толщина настолько малая, что определяется конструктивно) только ресурсными характеристиками, то их значительное улучшение повышает весовую отдачу и ресурс. В случае применения прессованных панелей важно было также гарантированно получать нерекристаллизованную структуру. Этому способствует введение небольшого количества циркония в сплав. Для верхних панелей (работают в полете на сжатие) крыла применялись высокопрочные сплавы на цинковой основе. Эти сплавы также широко применялись для крыльев истребителей и бомбардировщиков. Поэтому все усилия были направлены на то, чтобы несколько повысить пределы прочности и текучести, и существенно — ресурсные характеристики.

Но у нас были и другие проблемы. Для изготовления длинномерных панелей и массивных прессованных полос, поковок и штамповок необходимо отливать крупногабаритные слитки диаметром до 1200 мм, и мы физически не могли идти на высокое легирование. Особенность транспортных самолетов — высокое расположение крыла, чтобы приблизить фюзеляж к земле и упростить загрузку грузов. В результате необходимо применять очень массивные силовые шпангоуты, а также кронштейны крепления шасси, силовые низинки в районе крепления передних стоек и порога заднего грузолюка. В самолетах с нижним расположением крыла такие массивные полуфабрикаты и детали из них не нужны.

Также, в это время стало общеизвестно, что примеси железа и кремния, которые присутствуют во всех этих сплавах, существенно понижают живучесть. Поэтому содержание их в сплавах надо было максимально снижать. Разработка новых сплавов — дело не одного года, т.к. надо провести большой комплекс исследований и отработок сначала в лабораториях институтов, а затем в производстве и ОКБ.

Мы только начали проводить эти работы, а уже нужно было определяться, а что же применять для проектирования и изготовления Ан-124? На основании полученных знаний были приняты следующие решения: нижние панели крыла — прессованные панели сплава из сплава Д16 очТ (оч — очень чистый); верхние панели крыла — прессованные панели из сплава В95очТ2; поковки и штамповки из сплава Д16очТ. Также широко применили в конструкции планера листы и профили из алюминиевых сплавов повышенной чистоты (пч). В ответственных силовых конструкциях планера и шасси применены детали из титанового сплава ВТ22 и высоколегированной стали ВНС5. Листовой настил пола грузовой кабины выполнен из листов титанового сплава ВТ6. Также титановые сплавы широко применены в самолетных системах, в частности, воздушных.

Мы применили крупногабаритные длинномерные (30 м) прессованные панели с законцовкой и профили для лонжеронов. Большая длина выбрана из-за того, чтобы не делать дополнительный поперечный стык, т.к. это масса и трудоемкость. В Верхней Салде, где изготавливали эти полуфабрикаты, не было оборудования для их закалки и растяжки. Такое оборудование было в Белой Калитве, т.к. там планировали развернуть производство длинномерных катаных плит. Но прокатный стан, закупленный за рубежом, стоял и ржавел в ящиках. Для доставки этих панелей сначала в Белую Калитву, а затем в Ташкент, где изготовляли крыло, сделали специальную железнодорожную платформу. И вот меня вызывает главный контролер КМЗ В.Н. Панин и говорит, что надо поехать на металлургический завод в Белую Калитву посмотреть, как там идут дела. Мы втроем, включая начальника производства О.Г. Котляра, поехали туда. Там уже находилась первая партия панелей. А цех только что построили, и заводчане не знали с какой стороны к этим панелям подходить. Начальство прокатилось и уехало в Киев, а меня оставили в заложниках. Если в Верней Салде панели при закаливании опускались вертикально, то тут горизонтально, т.к. невозможно построить ванну глубиной 31 м и мгновенно опустить туда панель. При опускании панели, нагретой до температуры примерно 380°, в холодную воду температурой 20°, ее скрючивало страшным образом. Мы потратили месяц, пока не обеспечили приемлемую геометрию. Потом опять-таки экспериментальным путем определяли требуемую растяжку полуфабрикатов с целью снятия остаточных напряжений и получения необходимой геометрии. Сложности были из-за различной толщины регулярного сечения и законцовки и различной степени деформации.

Позже мне в помощь прислали ведущего конструктора из отдела крыла Козаченко А.В. Вдвоем стало веселее не только работать, но и выживать, т. к. мы работали по 16 час. в сутки, т.к. сроки поджимали. Перешли к следующей стадии — проверке на наличие дефектов, выявляемых методами ультразвукового контроля. Число таких дефектов (расслоений) внутри металла достигало 3000-5000 шт. И они не располагались равномерно, а какими-то пятнами. И так вся первая партия панелей. Поехали в Киев докладывать начальству. После того, как я доложил П.В., он собрал совещание у генконструктора. Кроме перечисленных, были главный технолог И.В. Павлов, начальник подразделения конструкции планера В.З. Брагилевский, начальник отдела крыла Г.П. Гиндин, мы с Козаченко и еще наск. человек. Я кратко доложил о проблемах. После чего О.К. поставил вопрос — что делать и какие будут предложения? П.В., который как главный конструктор по самолету Ан-124 отвечал за сроки, предложил разрезать панели и сделать дополнительный поперечный стык. Брагилевский долго говорил, но что он предлагал я так и не понял. Когда мне дали слово, то я сказал, что мы постараемся и сделаем длинномерные панели. После чего О.К. взял всю ответственность на себя и принял решение продолжить работу по обеспечению качественных длинномерных панелей. Фактически качество по дефектам обеспечивали в Верхней Салде, а не Белой Калитве.

Поехали мы сразу после совещания в Белую Калитву. Там было огромное совещание представителей институтов, руководителей из Ташкента, которых тоже поджимали сроки (они изготавливали центральную и концевые части крыла), также прилетел П.В. После совещания, перед отлетом, Балабуев отвел меня в сторону и сказал — «Что хочешь делай, но обеспечь панелями первый самолет!». Мы уже ориентировались не только в количестве дефектов, но и в том, как они располагаются в конструкции детали, т.к. значительное количество металла в процессе фрезерования удаляется. В сложных ситуациях созванивались с конструкторами в Киеве и они анализировали расположение дефектов и их влияние на прочность. На протяжении нескольких месяцев, с октября 1978 по апрель 1979, мы обеспечили необходимое количество панелей для изготовления первого крыла, хотя количество дефектов в них достигало иногда до 1000-1500. Я точно не помню, но, наверное, около 50% панелей уходило в брак. Большое количество некондиционных панелей мы забрали в Киев, где потом изготовляли образцы и проводили испытания.

Летом 1979 г. пришла новая беда, теперь уже из Ташкента. Начали растрескиваться огромные заготовки деталей из поковок сплава Д16очТ после закалки. Для первых самолетов детали делают из поковок, т.к. изготовление штампов — длительный процесс. В МАП собрали и срочно отправили туда Комиссию из представителей ВИАМ, ВИЛС и МАП. От КМЗ — мы с Шахатуни. Приехали мы туда, а там порядка 10 заготовок деталей уже треснули. Поскольку поковка — огромная, например, для силовых шпангоутов — около 4 м в длину, шириной 0.8 м, толщиной 0.3 м и массой до 3 тонн, то ее предварительно фрезеруют, оставляя только черновой припуск. Это необходимо, чтобы скорость охлаждения была высокой и деталь имела требуемые прочностные и коррозионные свойства. В это время приходят все новые сообщения: еще треснула заготовка и еще. Счет пошел уже за 2 десятка!

ВИАМ предложил сплав В93пчТ2. Поскольку предел прочности этих сплавов одинаковый (44 кг/мм2), то не пришлось менять чертежи. А поскольку сплав В93 закаливается в горячей воде, то закалочных трещин в крупногабаритных заготовках из поковок не возникает, в отличие от сплава Д16, который закаливается в холодной воде. Написала Комиссия Решение, в котором Е.А. все-таки настояла, чтобы был пункт: продолжить работы по сплаву Д16очТ для поковок и штамповок изд. 400.

Впервые в отрасли для всех полуфабрикатов Ан-124 были внедрены паспорта, где приводился весь комплекс свойств. Были использованы результаты испытаний не только ВИАМ, но и КМЗ. Также впервые в отрасли для этих полуфабрикатов внедрили на металлургических заводах контроль вязкости разрушения.

Параллельно в ВИЛС на протяжении 2 лет широко развернулись работы по исследованию влияния различных легирующих элементов на весь комплекс свойств. Отливались многочисленные слитки и прессовались полосы, а из ковочных сплавов ковали поковки. Отрабатывалась технология их изготовления, температурные режимы и режимы старения. После чего изготовлялись образцы и проводились испытания на прочность, ресурсные характеристики и коррозионную стойкость в ВИЛС и КМЗ. Во все исследуемые сплавы вводился цирконий, как легирующая добавка, т.к. это улучшало ресурсные свойства.

После того, как самолет уже был запущен в серию и проведены статические и, частично, усталостные испытания (кстати, по инициативе Е.А. Шахатуни, на 1 экземпляре, что еще никому в мире не удавалось) она сумела внедрить эти  сплавы в серийное производство Ан-124! Нижние панели крыла стали изготавливать из сплава 1161Т, верхние — из 1973Т2, штамповки — из 1933Т2. В дальнейшем во всех новых Ан-225, Ан-70, Ан-148 и др. эти сплавы стали широко применяться.

В 1986 разработчики этих сплавов, включая и меня, стали лауреатами Премии Совета Министров СССР.

В 1982 г. я пришел к Е. А. и сказал, что хочу заниматься самолетами, т.к. в отделе прочности у меня не было перспектив. Шахатуни пошла к П.В. и он дал добро на мой перевод в недавно созданную службу ведущих конструкторов по Ан-70.

В 1985 г. я был назначен руководителем группы ведущих конструкторов по созданию Ан-225. И здесь уже мы сразу внедрили новые алюминиевые сплавы 1161Т, 1972Т2 и 1993Т во всех силовых конструкциях крыла, фюзеляжа и хвостового оперения. Это позволило обеспечить невиданную в мировом самолетостроении грузоподъемность — 250 т, при обеспечении заданного в ТЗ ресурсе. Несомненно, что в дальнейшем этот ресурс будет значительно увеличен по аналогии с Ан-124.

То, что мы разработали и применили более 35 лет назад в  Ан-124, было потом внедрено на всех новых Ан:  Ан-70, Ан-140, Ан-148, Ан-158, Ан-178 и др. В настоящее время некоторые из наших наработок применяет фирма Боинг в конструкциях новейших В-787, В-747-8 и др. В этих самолетах широко применяются монолитные фрезерованные детали из алюминиевых сплавов и, особенно, из титановых сплавов. Дело в том, что механическая обработка сложных по геометрии деталей на современных станках с высочайшей скоростью фрезерования, оказывается, существенно дешевле в производстве, чем изготовление сборной конструкции, где много ручного труда. Значительно снижается количество деталей, рабочих операций, рабочих мест, крепежных элементов, оснастки и т.д. Боинг даже создал с ВСМОЗ (теперь АВИСМА) совместное предприятие по производству заготовок и деталей из титановых сплавов.

А. Вовнянко , инженер в расчетно-исследовательском отделе (РИО-1) 1973-75 г.г., ведущийи инженер, зам.начальника бригады 1975-77г.г, ведущий инженер, начальник группы «конструкционная прочность металлов» 1977-78 г.г., ведущий конструктор, начальник группы 1978-82 г.г.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Airbus A380

Airbus А380 – широкофюзеляжный двухпалубный реактивный пассажирский самолет, созданный концерном Airbus S.A.S. (ранее Airbus Industrie) – самый крупный серийный авиалайнер в мире.

Высота самолета составляет 24,08 метра, длина – 72,75 (80,65) метра, размах крыла 79,75 метра. A380 может совершать беспосадочные перелеты на расстояние до 15 400 км. Вместимость – 525 пассажиров в салоне трех классов; 853 пассажира в одноклассовой конфигурации. Также предусмотрена грузовая модификация A380F с возможностью перевозить груз до 150 тонн на расстояние до 10 370 км.

На разработку Аэробус А380 ушло около 10 лет, стоимость всей программы составила около 12 млрд. евро. Airbus утверждает, что для возмещения затрат корпорации необходимо продать 420 самолетов, хотя по оценкам некоторых аналитиков, цифра должна быть намного больше.

По словам разработчиков, самой сложной частью в создании А380 стала проблема снижения его массы. Ее удалось решить за счет широкого применения композиционных материалов как в силовых элементах конструкции, так и во вспомогательных агрегатах, интерьерах и т. д.

Для снижения массы самолета также использовались прогрессивные технологии и улучшенные алюминиевые сплавы. Так, 11–тонный центроплан на 40% своей массы состоит из углепластиков. Верхние и боковые панели фюзеляжа производятся из гибридного материала Glare (англ.). На нижних панелях фюзеляжа применена лазерная сварка стрингеров и обшивки, что существенно снизило количество крепежа.

По заявлениям компании Airbus, в расчете на одного пассажира Аэробус А380 сжигает на 17% меньше топлива, чем “современный самый большой самолет” (по всей видимости, имеется в виду Боинг 747). Чем меньше топлива сжигается, тем меньше выбросы углекислого газа. Для самолета выбросы CO2 в расчете на одного пассажира составляют всего лишь 75 граммов на километр пути. Это почти вдвое меньше нормы выброса углекислоты, установленной Европейским союзом для автомобилей, произведенных в 2008 году.

Первый проданный самолет A320 был сдан заказчику 15 октября 2007 после длительной фазы приемо–сдаточных испытаний и поступил на службу 25 октября 2007 года, совершив коммерческий рейс между Сингапуром и Сиднеем. Два месяца спустя президент компании Singapore Airlines Чю Чонг Сенг заявил, что Airbus A380 работает лучше, чем ожидалось и потребляет на пассажира на 20% меньше топлива, чем имеющиеся у компании Боинги 747–400.

Верхняя и нижняя палубы самолета соединены двумя лестницами, в носовой и хвостовой частях лайнера, достаточно широкими, чтобы на них поместились два пассажира плечом к плечу. В конфигурации с 555 пассажирами A380 имеет на 33% больше пассажирских мест, чем Боинг 747–400 в стандартной конфигурации с тремя классами, но салон имеет на 50% больше пространства и объема, в результате чего на одного пассажира приходится больше места.

Максимальная сертифицированная вместимость самолета – 853 пассажира при конфигурации с единым эконом–классом. Анонсированные конфигурации имеют число пассажирских мест от 450 (для Qantas Airways) до 644 (для Emirates Airline, с двумя классами комфортности).

Hughes H-4 Hercules

Хьюз H-4 Геркулес (англ. Hughes H-4 Hercules) — транспортная деревянная летающая лодка, разработанная американской фирмой Hughes Aircraft под руководством Говарда Хьюза. Этот 136-тонный самолёт, первоначально обозначенный как НК-1 и получивший неофициальное прозвище Spruce Goose («Щёголь, Пижон», дословно «Еловый гусь»), был самой большой когда-либо построенной летающей лодкой, а размах его крыла и поныне остаётся рекордным — 98 метров. Он был предназначен для транспортировки 750 солдат при полном снаряжении.

В начале Второй мировой войны правительство США выделило Хьюзу 13 миллионов долларов на изготовление прототипа летающего судна, но к окончанию военных действий летательный аппарат готов не был, что объяснялось нехваткой алюминия, а также упрямством Хьюза, стремившегося создать безупречную машину.

Технические характеристики

• Экипаж: 3 человека
• Длина: 66,45 м
• Размах крыла: 97,54 м
• Высота: 24,08 м
• Высота фюзеляжа: 9,1 м
• Площадь крыла: 1061,88 м²
• Максимальная взлётная масса: 180 тонн
• Масса полезной нагрузки: до 59 000 кг
• Запас топлива: 52 996 л
• Двигатели: 8× воздушного охлаждения Pratt&Whitney R-4360-4A по 3000 л. с. (2240 кВт) каждый
• Пропеллеры: 8× четырёхлопастных Hamilton Standard, диаметром 5,23 м

Лётные характеристики

• Максимальная скорость: 351 миль/ч (565,11 км/ч)
• Крейсерская скорость: 250 миль/ч (407,98 км/ч)
• Дальность полёта: 5634 км
• Практический потолок: 7165 м.

Несмотря на своё прозвище, самолёт построен практически полностью из берёзы, точнее из выклеенной по шаблону берёзовой фанеры.

Самолёт Hercules, пилотируемый самим Говардом Хьюзом, совершил свой первый и единственный полёт только 2 ноября 1947 года, когда поднялся в воздух на высоту 21 метр и покрыл приблизительно два километра по прямой над гаванью Лос-Анджелеса.

После длительного хранения (Хьюз поддерживал самолёт в рабочем состоянии до своей смерти в 1976 году, тратя на это до 1 млн долларов США в год) самолёт был отправлен в музей Лонг-Бич, Калифорния.

Самолёт ежегодно посещают около 300 000 туристов. Биография создателя самолёта Говарда Хьюза и испытания самолёта показаны в фильме Мартина Скорсезе «Авиатор».

В настоящее время является экспонатом музея Evergreen International Aviation в Макминнвилле (Орегон), куда был перевезён в 1993 году.

АН-225 Вот это самолет! Конечно, он же русский!

Эта машина была спроектирована и построена в очень короткие сроки: первые чертежи начали создаваться в 1985 году, а в 1988 году транспортный самолет уже был построен. Причину столь сжатых сроков можно довольно легко объяснить: дело в том, что «Мрия» создавалась на базе хорошо отработанных узлов и агрегатов Ан-124 «Руслан». Так, например, фюзеляж «Мрии» имеет те же поперечные размеры, что и Ан-124, но длиннее его, увеличился размах и площадь крыльев. Такое же строение, как у «Руслана» имеет крыло, но в него были добавлены дополнительные секции. У Ан-225 появились два дополнительных двигателя. Шасси самолета аналогично шасси «Руслана», но в нем семь, вместо пяти стоек. Довольно серьезно был изменен грузовой отсек. Изначально было заложено два самолета, но достроен был только один Ан-225. Второй экземпляр уникального самолета готов приблизительно на 70% и может быть достроен в любое время, при условии должного финансирования. Для его достройки нужна сумма 100-120 миллионов долларов.

1 февраля 1989 года самолет был показан широкой публике, а в мае того же года Ан-225 совершил беспосадочный перелет из Байконура в Киев, неся у себя на спине «Буран», весящий шестьдесят тонн. В том же месяце Ан-225 доставил космический корабль «Буран» на авиасалон в Париже и произвел там настоящий фурор. В общей сложности, на счету самолета 240 мировых рекордов, в том числе перевозка самого тяжелого груза (253 тонны), самого тяжелого монолитного груза (188 тонн) и самого длинного груза.

Самолет Ан-225 «Мрия» изначально создавался для нужд советской космической отрасли. В те годы Советский Союз строил «Буран» — свой первый корабль многоразового использования, аналог американского шаттла. Для реализации этого проекта была необходима транспортная система, с помощью которой можно было перевозить грузы больших размеров. Именно для этих целей и задумывалась «Мрия». Кроме компонентов и узлов самого космического корабля, необходимо было доставлять и части ракеты «Энергия», которые также имели колоссальные размеры. Все это доставлялось с места производства до точек окончательной сборки. Узлы и компоненты «Энергии» и «Бурана» изготавливали в центральных регионах СССР, а окончательная сборка происходила в Казахстане, на космодроме Байконур. Кроме того, Ан-225 изначально проектировали так, чтобы в будущем он мог перевозить готовый космический корабль «Буран». Также Ан-225 мог перевозить крупногабаритные грузы для нужд народного хозяйства, например, оборудование для горнодобывающей, нефтегазовой промышленности.

Помимо участия в советской космической программе, самолет должен был использоваться для перевозки негабаритных грузов на большие расстояния. Эту работу Ан-225 «Мрия» выполнят и сегодня.

Общие функции и задачи машины можно описать так:

• перевозки грузов широкого назначения (крупногабаритных, тяжелых) общим весом до 250 т;
• внутриконтинентальные беспосадочные перевозки грузов весом 180−200 т;
• межконтинентальные перевозки грузов весом до 150 т;
• перевозки тяжелых крупногабаритных грузов на внешней подвеске общим весом до 200 т;
• использование самолета для воздушного старта космических аппаратов.

Перед уникальным самолетом ставили и другие, еще более амбициозные задачи и они также были связаны с космосом. Самолет Ан-225 «Мрия» должен был стать своеобразным летающим космодромом, платформой с которой на орбиту выводились бы космические корабли и ракеты. «Мрия», по замыслу конструкторов, должны была стать первой ступенью для старта многоразовых космических кораблей типа «Буран». Поэтому изначально перед конструкторами стояла задача сделать самолет с грузоподъемностью не менее 250 тонн.

Советский шаттл должен был стартовать со «спины» самолета. Подобный способ запуска аппаратов на околоземную орбиту имеет множество серьезных плюсов. Во-первых, не нужно строить очень дорогостоящих наземных пусковых комплексов, а во-вторых, запуск ракеты или корабля с самолета серьезно экономит топливо и позволяет увеличить полезную нагрузку космического аппарата. В некоторых случаях это может позволить совсем отказаться от первой ступени ракеты.

Различные варианты воздушного старта разрабатываются и в настоящее время. Особенно активно в этом направлении работают в США, есть и российские наработки.

Увы, с распадом Советского Союза, проект «воздушного старта», с участием Ан-225 был практически похоронен. Этот самолет был активным участником программы «Энергия-Буран». Ан-225 выполнил четырнадцать полетов с «Бураном» на верхней части фюзеляжа, в рамках этой программы были перевезены сотни тонн различных грузов.

После 1991 года финансирование программы «Энергия-Буран» прекратилось, и Ан-225 остался без работы. Только в 2000 году началась модернизация машины для использования ее в коммерческих целях. Самолет Ан-225 «Мрия» обладает уникальными техническими характеристиками, огромной грузоподъемностью и может перевозить крупногабаритные грузы на своем фюзеляже — все это делает самолет очень востребованным для коммерческих перевозок.

С того времени Ан-225 выполнил множество рейсов и перевез сотни тонн различных грузов. Некоторые транспортные операции можно смело назвать уникальными и не имеющими аналогов в истории авиации. Самолет несколько раз принимал участие в гуманитарных операциях. После разрушительного цунами он доставлял электрогенераторы в Самоа, перевозил строительную технику в разрушенное землетрясением Гаити, помогал устранять последствия землетрясения в Японии.

В 2009 году была проведена модернизация самолета Ан-225, и срок его службы был продлен.

Самолет Ан-225 «Мрия» выполнен по классической схеме, с высокоподнятыми крыльями небольшой стреловидности. Кабина находится в передней части самолета, грузовой люк также расположен в носовой части машины. Самолет выполнен по двухкилевой схеме. Подобное решение связано с необходимостью перевозить грузы на фюзеляже самолета. Планер самолета Ан-225 имеет очень высокие аэродинамические свойства, величина аэродинамического качества этой машины равна 19, что является отличным показателем не только для транспортных, но и для пассажирских самолетов. Это, в свою очередь, серьезно улучшило характеристики самолета и снизило расход топлива.

Практически все внутреннее пространство фюзеляжа занимает грузовой отсек. По сравнению с Ан-124 он стал больше на 10% (на семь метров). При этом размах крыла увеличился всего лишь на 20%, были добавлены еще два двигателя, а грузоподъемность самолета выросла в полтора раза. При строительстве Ан-225 активно использовались чертежи, узлы и агрегаты Ан-124, благодаря чему самолет и смогли создать в такой короткий срок. Вот основные отличия Ан-225 от Ан-124 «Руслан»:

• новый центроплан;
• увеличена длина фюзеляжа;
• однокилевое хвостовое оперение заменено на двухкилевое;
• отсутствие хвостового грузового люка;
• количества стоек основного шасси увеличено с пяти до семи;
• система крепления и наддува наружных грузов;
• установлены два дополнительных двигателя Д-18Т.

В отличие от «Руслана», «Мрия» имеет всего лишь один грузовой люк, который находится в носовой части самолета. Как и ее предшественник, «Мрия» может изменять клиренс и угол наклона фюзеляжа, что крайне удобно при погрузочно-разгрузочных работах. Шасси имеет три опоры: переднюю двухстоечную и две основные, каждая из которых состоит из семи стоек. При этом все стойки независимы друг от друга и выпускаются отдельно.

Для взлета без груза самолету необходима взлетная полоса длиной 2400 метров, с грузом — 3500 метров.

Ан-225 имеет шесть двигателей Д-18Т, подвешенных под крыльями, а также две вспомогательные силовые установки, расположенные внутри фюзеляжа.

Грузовой отсек сделан герметичным и снабжен всем необходимым оборудованием для погрузочных работ. Внутри фюзеляжа Ан-225 может перевозить до шестнадцати стандартных авиационных контейнеров (каждый весом десять тонн), пятьдесят легковых автомобилей или же любой груз весом до двухсот тонн (турбины, грузовая техника особо крупных размеров, генераторы). Сверху на фюзеляже предусмотрены специальные крепления для перевозки крупногабаритных грузов.Д

Технические характеристики Ан-225 «Мрия»

• Размах крыла, м 88,4
• Длина, м 84,0
• Высота, м 18,2

• Пустого 250000
• Максимальная взлетная 600000
• Масса топлива 300000
• Двигатель 6*ТРДД Д-18Т
• Удельный расход топлива, кг/кгс·ч 0,57-0,63
• Крейсерская скорость, км/ч 850
• Практическая дальность, км 15600
• Дальность действия, км 4500
• Практический потолок, м 11000

Экипаж шесть человек

• Полезная нагрузка, кг 250000-450000.

Ан-225 советский транспортный реактивный самолёт сверхбольшой грузоподъёмности разработки ОКБ им. О. К. Антонова, является самым большим самолётом в мире.