Авиация и космонавтика 2000 12

Проект Ту-330

Как известно, 2/3 территории России не имеет транспортных коммуникаций для обеспечения отдаленных регионов. Обеспечение труднодоступных районов Севера, Сибири и Дальнего Востока, в которых сосредоточены основные природные ресурсы страны, в значительной степени зависит от наличия в России современной транспортной авиации.

В СССР, в силу специфических географических, природных и исторических условий, уделялось большое внимание развитию грузового воздушного транспорта, вследствие чего сложилась развитая система грузовых перевозок, в основном ориентированная на обеспечение отдельных областей страны. Одновременно большое значение придавалось оснащению вооруженых сил современными транспортными и десантно-транспортными самолетами различного назначения, что позволило значительно повысить мобильность различных родов войск и, прежде всего, воздушно-десантных соединений армии, в советский период выполнявших роль основной мобильной силы при проведении различных операций воен- но-политического характера. Всего с конца 50-х годов в СССР было построено 1162 самолета Ан-12, около 1000 самолетов Ил-76 и порядка 2000 грузовых самолетов других типов. Эти машины, обладая универсальными возможностями, до сих пор широко применяются в интересах различных отраслей народного хозяйства страны, а также в вооруженных силах России, в странах СНГ и в некоторых зарубежных странах, куда они экспортировались. Таким образом, к настоящему времени сложилась ситуация, когда парк грузовых самолетов России представлен в основном самолетами разработки 50-х-70-х годов – машинами морально и технически устаревшими (Ан- 26, Ан-74, Ан-12 и Ил-76), большая часть которых заканчивает эксплуатацию из-за выработки ресурса, а другая часть – это в основном малоэффективные неэкономичные самолеты, по своему техническому уровню не соответствующие современным требованиям.

Использование грузовых модификаций современных магистральных пассажирских самолетов как отечественного, так и западного производства решает проблему лишь частично, так как данные машины по своим конструктивным особенностям практически мало приспособлены для перевозки крупногабаритной техники, а также ее десантирования в случае использования самолетов в вооруженных силах.

Для АНТК им.А.Н.Туполева тематика создания грузовых самолетов для нужд армии и народного хозяйства красной нитью проходит через весь более чем семидесятипятилетний период существования фирмы "Ту". Особенностью создания грузовых самолетов в АНТК было использование в качестве базовой конструкции пассажирских или военных самолетов, разработанных в ОКБ. В некоторых случаях одновременно закладывались два близких по конструкции самолета, но разного назначения (бомбардировщик – военно-транспортный или грузовой самолет, пассажирский – военно-транспортный или грузовой самолет). В 30- е годы на базе серийных тяжелых бомбардировщиков ТБ-1 и ТБ-3 для ГВФ были созданы их грузовые модификации – самолеты Г-1 и Г-2, в 50-е годы несколько сотен серийных дальних бомбардировщиков Ту-4 были переоборудованы в транспортно-десантные самолеты Ту-4ТД, в 1950 году в ОКБ создается опытный военно-транспортный самолет Ту-75 – первый в СССР самолет подобного назначения, предназначенный для перевозки крупногабаритной колесной и гусеничной техники, оснащенный задним трапом-люком и мощными средствами загрузки. Во второй половине 50-х годов в ОКБ на базе магистральных пассажирских самолетов Ту-104 и Ту-114 ведутся опытные работы по созданию их военно-транс- портных и грузовых модификаций – самолетов Ту-107, Ту-115 и Ту-114Т. В 70-е годы разрабатываются проекты грузовых модификаций магистральных самолетов Ту-134 и Ту-154, последний был выпущен небольшой серией и с успехом эксплуатировался в ГВФ.

В последние годы линия на создание грузовых модификаций магистральных самолетов АНТК продолжается: практически все новые разработки магистральных машин с маркой "Ту" имеют грузовые или конвертируемые варианты.

Учитывая положения дел с грузовыми самолетами в стране и анализируя свой опыт и огромный опыт других ОКБ страны в области создания грузовых самолетов различного назначения, АНТК им.А.Н.Туполева в середине 90-х годов разработало Программу "Грузовые самолеты России", предусматривавшую замену морально устаревших отечественных грузовых самолетов различных типов транспортными самолетами нового поколения, спроектированных с учетом новейших достижений авиационной науки и техники. Реализация этой программы должна обеспечить:

– уменьшение расхода топлива более чем в два раза;

– снижение себестоимости грузоперевозок на 40-50%;

– общее повышение технического уровня самолетов;

– повышение безопасности полетов;

– повышение конкуретноспособнос- ти на внутреннем и внешнем рынках авиационных услуг;

– значительное улучшение экологических показателей;

– широкое применение авиационных средств для решения специальных задач (создание на основе базового варианта семейства специализированных самолетов различного назначения).

Подготовленная программа предусматривает оптимизацию типоразмерного ряда грузовых транспортных самолетов за счет ввода в эксплуатацию нового среднего транспортного (СТС) Ту-330, регионального транспортного самолета Ту-230, конвертируемого в условиях эксплуатации самолета для местных авиалиний Ту-130 (в дальнейшем замененным на проект Ту-136), разработки АНТК, внедрение которых позволит решить наиболее эффективно весь комплекс задач, авиационной транспортной системы страны, а также решить многие задачи стоящие перед авиацией специального назначения, в том числе и перед авиацией специального назначения, входящую в систему МО РФ.

На сегодняшний день наиболее "продвинутым" проектом АНТК по Программе является самолет Ту-330. Высокоэкономичный широкофюзеляжный транспортный самолет Ту-330 создается на базе научно-технического и производственного задела по серийным туполевским среднемагистральным пассажирским самолетам последнего поколения Ту-204 и Ту-214. В обеспечении работ по самолету Ту-330 принято Постановление Правительства РФ № 369 от 23.04.94 г. К настоящему времени разработанная на АНТК конструкторская документация по Ту-330 передана на Казанское авиационное производственное объединение им. С.П.Горбунова, где уже освоено серийное производство самолета Ту-214. Уровень унификации Ту-330 с базовой модификацией самолета Ту-204 достигает 75%, что должно обеспечить значительное сокращение сроков серийного освоения и сертификации Ту-330.

Средний транспортный самолет Ту- 330 предлагается заказчикам в качестве массового грузового самолета на замену парка устаревших морально и физически самолетов Ан-12, а также в определенной степени самолетов Ил- 76ТД. Широкая унификация с базовым Ту-204 позволяет обеспечить по сравнению с другими альтернативными проектами CTC (украинский Ан-70 и европейский FLA), следующие основные преимущества:

– достижение минимального технического риска при реализации проекта;

– снижение в два-три раза сроков создания, доводки, затрат на опытное и серийное производство;

– гармоничная адаптация к условиям эксплуатации систем УВД в сложившейся структуре грузовых перевозок в РФ;

– унификация кабины экипажа и состава авионики с современными магистральными пассажирскими самолетами, с возможностью дальнейшего развития архитектуры и состава пилотажно-навигационного комплекса и других систем специального оборудования;

– сравнительно простое решение введения самолета в эксплуатацию, за счет одинаковой структуры и состава летного и технического экипажей, использования единого комплекта КПА, ЗИП и CHO с современными отечественными магистральными самолетами.

При конструктивно-компоновочной проработке вариантов и модификаций базового транспортного варианта самолета Ту-330 в АНТК был тщательно рассмотрен широкий спектр возможных задач, которые способен решать самолет при его использовании в интересах народного хозяйства страны, а также в системе МО РФ. Рассматривалась возможность взаимного "мирного" существования BTC типа Ан-70 и Ту-330, при этом каждому типу отводилась своя область применения в смешанном парке ВТА в оптимальном соотношении Ту-330 к Ан-70 как 4:1. Анализ показал, что для массовых авиаперевозок предпочтительней Ту-330, обладающий более высокими ЛТХ, лучшей экономичностью и производительностью, а также большей адаптивностью к системе УВД (более высокие скорость и высота крейсерского полета, чем у Ан-70).

По оценкам специалистов, потребность в Ту-330 для собственных российских перевозок в системе гражданского воздушного флота оценивается в 100-120 машин, для перевозок на международных авиалиниях – 25-30 машин, для поставок для дальнего зарубежья – 40 машин и для ближнего – 15-25 машин. Итого в сумме порядка 180-215 машин. Суммарная потребность Ту-330 для нужд МО РФ оценивается в 150- 200 машин, плюс 70-80 машин для военных ведомств других государств.

На основании анализа рынка и потребностей гражданских и силовых ведомств предполагается строить самолет Ту-330 в следующих вариантах и модификациях:

– базовая грузовая модификация Ту- 330 для гражданского воздушного флота;

– поисково-спасательного самолета Ту-330ПС для проведения поисково- спасательных операций на суше и на море, патрулирования в ближней и дальней морской зоне, для разведки рыбных косяков и ледовой обстановки, аэрофотосъемки и экологического мониторинга;

– самолета для тушения лесных пожаров Ту-330П;

– самолета дальней инструментальной разведки Ту-330РЛ;

– в варианте ретранслятора Ту-330Р;

– в варианте танкера для перевозки СПГ с силовой установкой, приспособленной к работе на СПГ;

– для ВТА предлагается вариант базового грузового самолета с современным комплесом связи, применяющимся в ВВС, и комплексом оборудования для загрузки, выгрузки и размещения стандартной колесной, гусеничной боевой техники и личного состава – Ту- 330ВТ;

– санитарно-эвакуационный самолет Ту-330СЭ;

– самолет-заправщик Ту-330ТЗ;

– специальный административный самолет (салон + два легковых автомобиля) .

Компоновочная схема Ту-330

Самолет Ту-330 выполнен по схеме высокоплана со стреловидным крылом и стреловидным хвостовым оперением. Крыло и элементы хвостового оперения соответствуют примененным на Ту-204 с сохранением высоких аэродинамических качеств последнего. Фюзеляж спроектирован новый с учетом целевого назначения самолета, грузовая кабина герметизирована. В задней части фюзеляжа расположен грузовой люк с посадочным трапом-рампой. Два ТРДД типа ПС-90А (взлетная тяга каждого 16140 кгс) установлены на пилонах под крылом. Схема высокоплана позволяет переходить сравнительно легко в ходе дальнейших модернизаций самолета к двигателям больших размерностей (большая тяга при большей двухконтурности). По желанию заказчика АНТК проработало возможность замены двигателей ПС-90А на HK-93, а также на двигатели известных западных фирм "Роллс-Ройс" и "Пратт и Уитни", близких по своим характеристикам к отечественным, последнее должно существенно расширить экспортные возможности самолета. В ¦ хвостовой части фюзеляжа установлена ВСУ типа ТА12-60. Шасси самолета состоит из шести основных полнос

тью автономных стоек с двумя тормозными колесами на каждой стойке. Передняя стойка с двумя колесами. Шасси обеспечивает эксплуатацию самолета с бетонированных и грунтовых ВПП. К числу новых конструктивных решений, использованных в конструкции Ту-330, следует отнести модернизированную электродистанционную систему управления самолетом с центральными ручками вместо традиционных штурвалов, плоские стекла фонаря кабины экипажа и отказ от боковых створок грузового люка. Большая герметизированная грузовая кабина (объем 330 куб.м) оснащена встроенным комплексом транспортного оборудования, обеспечивающего погрузочно-разгрузочные работы без использования наземных средств, а также десантирование людей, грузов и техники, в том числе и парашютное.

Двигатели – 2 X ПС-90А

Тяга двигателей, кгс – 2 X 16000

Длина самолета, м – 42,0

Размах крыла, м – 43,5

Высота самолета, м – 14,0

Площадь крыла, кв.м – 177,8

Взлетная маса, кг – 103500

Максимальная коммерческая нагрузка, кг – 35000

Дальность полета с коммерческой нагрузка, кг – 35000

Дальность полета с коммерческой нагрузкой 20 тонн, км – 5600 35 тонн, км – 3000

Крейсерская скорость полета, км/ч – 830

Высота крейсерского полета, м – 12000

Потребная длина ВПП, м – 2200

Минимальная прочность грунта ВПП, кгс/см.кв – 6,0-7,0

Топливная эффективность, г/т-км – 138-140

Размеры грузового отсека (длина х ширина х высота), м – 19,5 х 4,0 х 3,55 – 4,0

Размеры грузового люка (длина х ширина), м – 4,0 х 4,0

Назначенный ресурс, л.ч – 45000

Удельные простои на ТО и ремонт, ч/л.ч – не более 0,7

Удельные трудозатраты на ТО и ремонт, чел-чл.ч – не более 7,0

Время подготовки к повторному вылету, мин – 30

Вторым в ряду перспективных грузовых самолетов, соответствующих туполевской программе, является проект регионального грузового самолета Ту- 230 с двумя двигателями Д-436Т2. Самолет создается для замены в эксплуатации самолетов Ан-26, Ан-32 и Ан- 74. Ту-230 проектируется на базе на- учно-технического и производственного задела по ближнемагистральному пассажирскому самолету Ту-334, а также по самолетам Ту-204 и Ту-330. Аэродинамическая и конструктивно- компоновочная схемы Ту-230 в основном аналогичны самолету Ту-330. Конструкция самолета имеет большую степень унификации (до 70%) с самолетом Ту-334, что дает возможность начать производство Ту-230 приблизительно через полтора-два года после начала испытаний Ту-334 (при условии финансирования работ). Помимо двигателей Д-436Т2 самолет может оснащаться различными типами двигателей, в том числе и западного производства. На конец 1999 года по самолету Ту-230 разработано технико- экономическое обоснование и эскизный проект, строится макет, имеется задел готовых узлов, деталей и систем, применяемых на Ту-334.

Основные характеристики самолета Ту-230 Двигатели – 2 X Д-436Т2 Тяга двигателей, кгс – 2 X 8200 Длина самолета, м – 30,95 Размах крыла, м – 32,8 Высота самолета, м – 10,6 Площадь крыла, кв.м – 101,0 Взлетная масса, т *¦ 52,8 Максимальная коммерческая нагрузка, т – 18,0

Проект Ту-230

Крейсерская скорость, км/ч – 800-850

Высота крейсерского полета, м – 11000

Дальность полета при коммерческой нагрузке 12 т, км – 3000

Размеры грузового отсека (длина х высота х ширина), м – 13,0 х 3,15 х 3,0

Размеры грузового люка (длина х ширина), м – 3,0 х 3,15

Ту-130 разрабатывался в АНТК в 90-е годы и представлял собой широкофюзеляжный грузопассажирский самолет для местных и магистральных воздушных линий малой и средней протяженности. Ту-130 проектировался как грузопассажирский самолет, обладающий высокой степенью "конвертируемости" – способностью автономно переоборудоваться в различные грузопассажирские комбинации на маршруте следования в зависимости от потребности аэропорта, что позволяет, в случае необходимости, перевозить в одну сторону пассажиров, а на обратном пути – грузы. Это повышает коммерческую эффективность за счет увеличения коэффициента загрузки как прямых, так и обратных рейсов, а заложенная в кострукцию повышенная вместимость грузовой кабины должна была обеспечивать перевозку грузов низкой плотности. Предусматривались варианты чисто грузового и пассажирского самолета. Ту-130 предназначался для замены на местных линиях самолетов Ан- 28 и L-410. Согласно проекта, Ту-130 должен был выполняться по нормальной схеме высокоплана с двумя ТВД типа ТВ7-117С (взлетная мощность 2500-3000 э.л.с). Был проработан проект варианта с двигателями, работающими на СПГ. Топливные баки для СПГ должны были размещаться над задней частью фюзеляжа. Этот вариант самолета получил обозначение Ту- 136 (Ту-130 ГАЗ). Основные проектные данные самолетов были следующими:

Ту-130 Ту-136 (Ту-130 ГАЗ)

размах крыла,м 26,54

длина самолета, м 22,75

высота самолета,м 8,15

площадь крыла, кв. м 70,0

взлетная масса, кг 21000

коммерческая

нагрузка,кг 6500 5500

крейсерская

скорость, км/ч 480 400

дальность полета (с количеством пассажиров или грузом),км 2500(50) 1400(50)

потребная длина ВПП,м 1800

топливная эффективность, г/пасс, км 24,1 22,2

Проекты Ту-130 и Ту-136 в данном исполнении в настоящее время дальнейшего развития не получили. АНТК во второй половине 90-х годов сосредоточилось на проекте самолета, аналогичного по назначению, но выполненного по оригинальной дуплан- ной схеме, во многом отвечающей требованиям использования в качестве топлива СПГ. Новый проект, как и предыдущий вариант Ту-130 на СПГ. получил обозначение Ту-136.

Работам по Ту-136 "дуплан" предшествовала проработка проекта криогенного грузо-пассажирского самолета, близкого к Ту-130 и Ту-136, но в половину меньших размеров и масс, получившего обозначение по ОКБ"С- PROP". Самолет по проекту "C-PROP" с двумя ТВД типа РТ6А-67К (взлетная мощность 1500 э.л.с.) имел следующие основные проектные данные: размах крыла – 20,0 м, длина самолета – 17,0 м, высота самолета – 6,3 м, площадь крыла – 40,3 кв.м, взлетная масса – 8600 кг, коммерческая нагрузка – 2500 кг, крейсерская скорость – 450 км/ч., дальность полета с 18 пассажирами – 1200 км, потребная длина ВПП – 620 м

Проект Ту-130

Проект Ту-136 разрабатывается в АНТК как Регинальная Авиационная Транспортная Система на криогенном топливе. Основным элементом системы является проект криоплана для Российских воздушных линий. Идея проекта заключается в использовании криогенных видов топлива для небольших турбовинтовых самолетов, которые будут использоваться в районах Севера, Сибири и Дальнего Востока. Ту-136 предназначен для перевозки 53 пассажиров (шаг кресел 810 мм) или 5 т коммерческой нагрузки на расстояние до 2000 км.

Особенностью проекта Ту-136 является:

– создание высокоэффективного самолета для транспортной системы регионального сообщения, конкурентноспособного с современными самолетами;

– совместное применение как традиционных (керосин), так и криогенных (сжиженный природный газ) видов топлива на самолетах с ТВД;

– безопасность и комфорт в эксплуатации и обслуживании;

– высокая экономичность и эколо- гичность самолета;

– максимальное использование действующей инфраструктуры наземного обслуживания и эксплуатации;

– возможность быстрого конвертирования самолета из пассажирского варианта в грузовой;

– широкие возможности по созданию семейства на основе базового варианта с учетом требований заказчика. В качестве областей применения Ту-136 АНТК рассматривает и предлагает заказчику:

– пассажирские и грузовые перевозки на авиалиниях протяженностью до 2000 км;

– эксплуатация с аэродромов любого класса (в том числе и с грунтовых);

– использование на трассах, связывающих областные центры России;

– использование для грузопассажирских перевозок при обслуживании центров добывающей промышленности;

– использование для инспектирования магистральных газопроводов в северных районах и в Сибири;

– применение зарубежными авиакомпаниями в странах, имеющих развитую инфраструктуру потребителей газа (Ближний и Средний Восток);

– использование в качестве недорогой экспериментальной базы для исследований применения в авиации перспективных альтернативных видов топлива (метан, водород).

При выборе аэродинамической схемы Ту-136 учитывались особенности компоновки элементов криогенной топливной системы на самолете. Отсюда использование несколько нетрадиционной дупланной схемы самолета, логично совмещенной с топливными баками большого объема (впервые в АНТК подобная схема была предложена в проекте C-PROP – проекте самолета, близкого по назначению к Ту-136, но значительно меньшей размерности). В основу конструкции планера самолета положена конструктивно-силовая схема с максимальной разгрузкой крыла и фюзеляжа от действия аэродинамических и массовых сил.

Ту-136

За счет увязок элементов конструкции удалось получить высокое аэродинамическое совершенство самолета. В частности, на аэродинамическое совершенство Ту- 136 работает совмещение миделя бака с миделем мотогондолы, а также сочетание поддерживающих пилонов с общей аэродинамикой самолета. Все это позволило получить на скорости, соответствующей М-0,45, максимальное аэродинамическое качество Кмах=14,5 (данные подтверждены расчетами и продувками модели). Для обеспечения автономности эксплуатации Ту-136 оборудуется входной дверью для экипажа и пассажиров с встроенным трапом. Смешанное грузопассажирское назначение самолета потребовало введение рампы-люка в кормовой части фюзеляжа, приспособленной для загрузки стандартных поддонов, колесной техники и других крупногабаритных грузов, а также введения багажного отсека. Ту-136 оснащается двумя ТВД ТВ7-117СФ (мощность каждого 3260 э.л.с.) с шестью-лопастными винтами диаметром 3,7 м. Двигатели самолета могут работать как на криогенных видах топлива, так и на обычном авиационном керосине, возможно использование американских двигателей фирмы Пратт и Уитни PW150/2 (мощность 3600 э.л.с.). Высокое совершенство аэродинамики, конструкции и использование альтернативных видов топлива позволяет получить достаточно экономичный самолет, имеющий более низкие прямые эксплуатационные расходы (ПЭР). Например, на маршрутах, протяженностью порядка 2000 км, при прочих равных условиях, ПЭР для самолета на СПГ типа Ту-136 будут на 30-35% ниже, чем для аналогичного самолета, спроектированного под традиционный вид топлива. Кроме того, конкурентноспособности Ту-136 традиционо способствует более низкий уровень эмиссии двигателей, а также меньшая стоимость криогенного топлива.

По отношению к самолету Ту-136 в АНТК был проведен анализ рынка региональных самолетов с коммерческой нагрузкой порядка 5 т и дальностью полета до 2000 км. Необходимость замены устаревшего парка самолетов Ан- 24 и потенциальный объем авиаперевозок, а также экспорт самолетов данного типа в дальнее зарубежье и увеличение региональных перевозок, повлечет спрос на подобный региональный самолет к 2010 году в размере 500

единиц. В то же время потребность в самолетах с двигателями на СПГ до 2010 года можно оценить в объеме порядка 200 единиц с учетом развития регионов, в которых предполагается их эксплуатация и с учетом экспорта. Потенциальная потребность в грузовом варианте самолета к 2010 году можно оценить в объеме 120-180 машин с учетом списания парка Ан-26.

В настоящее время по самолету Ту- 136 и всей транспортной системе в АНТК проведен анализ, проведены продувки модели самолета в аэродинамической трубе, подготовлены исходные материалы для дальнейшего проектирования.

Основные характеристики самолета Ту-136

Двигатели – 2 X ТВ7-117СФ Мощность двигателей, э.л.с. – 2 х 3260 Длина самолета, м – 22,75 Размах первого крыла, м – 8,638 Размах второго крыла, м – 21,776 Высота самолета, м – 8,15

Площадь первого крыла, м 2 – 19,97 Площадь второго крыла, м 2 – 41,85

Полная площадь крыла, м 2 – 61,82 Максимальная взлетная масса, т – 20 т Максимальная коммерческая нагрузка, т – 5 т

Максимальный запас топлива, кг LNG/LH2 – 3680/606 керосин – 4320 Крейсерская скорость полета, км/ч – 500 Крейсерская высота полета, м – 7200 Дальность полета с коммерческой нагрузкой 5 т, км – 2000 Потребная длина ВПП, м – 1800 Количество пассажиров, чел – 53 Топливная эффективность при перевозке 53 пассажиров, г/пасс км – 20

УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! По вашим многочисленным просьбам публикуем