Цельнокомпозитный самолет, который представляет аналог «Кукурузника» Ан-2, создали в СибНИА им. Чаплыгина. Новую машину впервые представят на МАКС-2017, сообщил начальник опытно-конструкторского бюро института Вячеслав Писарев.
Рабочее название нового самолета ТВС-2ДТС. Он превосходит Ан-2 по своим характеристикам за счет жесткого крыла. У традиционного Ан-2 крыло представляет собой металлическую раму, обтянутую полотном, которое начинает рваться на скорости свыше 180-200 километров в час.
ТВС-2-ДТС способен развивать скорость до 300 километров в час. В его крыле можно разместить дополнительные топливные баки, что увеличивает дальность полета до 2 тысяч километров. Самолет будет брать около 2,5 тонны груза. В пассажирском варианте рассчитан на 11 человек.
Первый экземпляр цельнокомпозитного самолета будет представлен на Международном авиационно-космическом салоне в подмосковном Жуковском. Пока фотографировать новинку не разрешают. На МАКС самолет отправится из Новосибирска своим ходом через несколько дней.
«На МАКС полетит без посадки, запас топлива позволит. … 12 часов без посадки», - уточнил Писарев.
Опытный экземпляр будет дорабатывать. Ориентировочно через два года может начаться серийное производство.
«Этот надо до ума доводить, до серии. Тут работа ОКБ будет именно с серийным заводом. Под конкретный завод, который будет определен, надо будет затачивать технологические процессы. Так, как сделали мы - с некоторыми технологическими упущениями - для серии это не пойдет», - отметил начальник ОКБ.
Фото: ТВС-2ДТ © Владимир Сараев, Sibnet.ru
Строительство завода
Для производства цельнокомпозитных самолетов планируют построить небольшой завод за счет частно-государственного партнерства возле Бердска или в другом месте Новосибирской области. Предварительные инвестиции оценивают в 25-35 миллионов долларов.
«Самолет на уровне ремоторизованного Ан-2 стоит 1,2 миллиона долларов. Композитный самолет первой серии будет стоить на 30 % дороже, примерно 1,5 миллиона долларов», - научный руководитель СибНИА Алексей Серьезнов.
На первом этапе планируют строить 20 самолетов в год. После 40-50 машины производство выйдет на окупаемость.
По словам Серьезнова, в России государственный спрос на подобные машины может составить 300-350 самолетов. ТВС-2-ДТС может быть востребован в вооруженных силах, санавиации, лесоохране.
Этапы создания цельнокомпозитного самолета
Создание цельнокомпозитного самолета стоило 600 миллионов рублей по государственной программе. Эта программа началась в 2011 года. Первым шагом стала ремоторизации Ан-2, на который установили американский двигатель Honeywell, который создавали под крылатую ракету. Сейчас ремоторизовано около 20 самолетов, еще несколько, готовых к продаже, стоят в ангарах СибНИА.
Следующим этапом стало создание самолета с цельнокомпозитым крылом. Его собрали в 2014 году. Машина получила название ТВС-2ДТ: турбовинтовой самолет с двумя членами экипажа - демонстратор технологий. Он выполнен в единственном экземпляре, больше таких машин не будет.
Во всём мире Ан-2 считают наиболее безопасным для перелетов и транспортировки в труднодоступных местностях. Универсальность Ан-2 сделала его удобным для сельскохозяйственных работ, тушения лесных пожаров, парашютного спорта и аэрофотосъёмки, для использования в Вооружённых Силах.Ан-2 перестали выпускать в Советском союзе в 1971 году, после этого самолёт производили в Польше по 2002 год. В Китае их мелкосерийное производство продолжается. В настоящее время в мире эксплуатируется около 6 тысяч самолётов, в России в различных ведомствах летают около 380 Ан-2.
11 июня в Новосибирске впервые поднялся в воздух прототип самолета, который призван заменить легендарный Ан-2. Новый биплан сохранит главную способность Ан-2 - садиться и взлетать практически где угодно. Новая модификация самолета будет представлена на Международном авиационно-космическом салоне в Москве в августе 2015 года. Биплан планируют использовать в сельском хозяйстве при химических работах на полях, грузо- и пассажироперевозках.
«Кукурузник» ТВС-2ДТ Фото: Пресс-служба компании Sukhoi
Какой самолет заменит устаревший Ан-2?
Как отмечают в пресс-службе новосибирского филиала компании «Сухой» Новосибирского авиационного завода имени Чкалова, в конструкции нового самолета панели, лонжероны и элементы каркаса крыла будут изготовлены из углепластика. Новая конструкция, как ожидают разработчики, поволит сделать самолет в полтора раза быстрее.
Новый самолет на базе Ан-2 пока именуется аббревиатурой ТВС-2ДТ. У нового самолета в два раза больше грузоподъемность, в три раза выше дальность полета, на 50% выше крейсерская скорость. Максимальная скорость биплана - 330 км/ч (скорость «Кукурузника» - около 200 км/ч). Новый самолет сможет везти 3 тонны груза со скоростью 300 км/ч на дальность порядка 2,5 тыс. км.
«В отличие от классического бипланного крыла, полностью отсутствуют расчалки, что позволит в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полета. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полете», - заявляют в пресс-службе «Сухого».
Как и Ан-2, новый биплан будет иметь короткую взлетно-посадочную дистанцию - 50-70 метров.
Разработку нового поколения легкого многоцелевого самолета ведут специалисты СибНИА им. С.А. Чаплыгина. По словам разработчиков, испытания самолета продлятся от полугода до двух лет. В случае успешного тестирования, серийное производство самолета может быть начато в 2017 году.
Сколько будет стоить производство нового самолета?
Стоимость нового самолета, по оценкам Сибирским НИИ авиации им. Чаплыгина будет в районе 1,5-2 млн долларов в зависимости от авионики и оборудования. Как отмечают разработчики, перед началом серийного производства необходимо решить проблему с двигателем. Собственного двигателя у России нет. Поэтому варианта здесь два - либо создать новый российский, причем обязательно на керосине (это дешевле и доступнее), либо ставить импортный. За два года, через которые должен полететь новый «кукурузник», создать новый двигатель нереально. Поэтому на первом этапе в любом случае придется использовать двигатель зарубежного производства.
С 2010 года на биплане вместо старого поршневого двигателя устанавливают современные турбовинтовые двигатели американской компании Honeywell.
Что представляет собой Ан-2?
Ан-2 (по кодификации НАТО: Colt — «Жеребёнок», разг. — «Кукурузник», «Аннушка») — советский лёгкий многоцелевой самолёт. Представляет собой поршневой однодвигательный биплан. Один из самых популярных советских самолетов, создан в Новосибирске. Он широко использовался не только на местных маршрутах, но и, например, в сельском хозяйстве при химических работах на полях. Ан-2 был удобен тем, что мог приземляться на неподготовленные грунтовые площадки. Ан-2 производился в СССР, Польше и продолжает выпускаться в КНР. Всего было построено порядка 20 тысяч таких бипланов. Как самолет, производящийся более 60 лет, Ан-2 попал в Книгу рекордов Гиннесса.
Свой первый полет Ан-2 совершил 31 августа 1947 года с аэродрома авиазавода им. Чкалова в Новосибирске. Впоследствии самолет серийно выпускался на заводе № 437 в Киеве (Киевский государственный авиационный завод «АВИАНТ» - ныне входит в состав Украинского государственного авиастроительного концерна «Антонов»).
Выпуск Ан-2 продолжался до 1963 года, и за этот срок было выпущено 3164 экземпляра различных модификаций. Специализированный сельскохозяйственный вариант Ан-2М выпускался также на заводе №464 в городе Долгопрудный Московской области (ныне Долгопрудненское научно-производственное предприятие - производитель вооружений для средств ПВО).
Наибольшее количество бипланов АН-2 было выпущено в Польше. С 1958 года ей были переданы права на производство этого самолета. На заводе WSK «PZL-Mielec» в польском городе Мелец производство сохранялось до конца 1992 года, а отдельные мелкие серии выпускались до января 2002 года. Всего в Польше было выпущено 11915 экземпляров самолета АН-2, из которых 10440 было поставлено в СССР (и далее в СНГ после распада СССР).
Через 69 лет после выпуска под руководством конструктора Антонова самолёта Ан-2 Сибирский НИИ авиации (СибНИА) разработал новый цельнокомпозитный самолёт ТВС-2ДТ. Корреспонденты Sibnet.ru побывали в легендарном институте и узнали, как испытываются и создаются воздушные суда нового типа.
Справка:
Институт был организован в августе 1941 года в качестве филиала Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) имени профессора Н. Е. Жуковского. Первым научным руководителем филиала стал один из основоположников аэродинамики, Герой Социалистического труда академик Сергей Алексеевич Чаплыгин.
В начале 1942 года под его руководством проводилось строительство аэродинамической лаборатории. Но академику Чаплыгину не довелось увидеть плоды своих трудов в Сибири: он умер в Новосибирске 8 октября 1942 года на 73-м году жизни и был похоронен на территории основанного им института.
В ноябре 1946 года начальником СибНИА по совместительству стал Олег Константинович Антонов, на тот момент возглавлявший организованное 31 мая 1946 года конструкторское бюро, располагавшееся на территории Новосибирского авиационного завода имени В. П. Чкалова. Под его руководством и с использованием потенциала ОКБ, института и завода были разработаны знаменитые самолёты Ан-2 и Ан-14 «Пчёлка».
За годы работы СибНИА провёл исследования всех типов экранопланов, созданных в СССР, самолёта Су-27 и его модификаций, модельного ряда спортивных акробатических самолётов семейства Су-26, Су-29, Су-31, самолётов различных типов и других летательных аппаратов, созданных в СССР и России, в том числе воздушно-космического самолёта «Буран».
«Первый самолёт, созданный в нашем институте - Ан-2. Он создавался под руководством Олега Константиновича Антонова, который возглавлял СибНИА с 1946 по 1948 год. Спустя почти 70 лет мы создали самолёт, превосходящий по эксплуатационным свойствам Ан-2. Были проведены многочисленные экспериментальные исследования, изготовлено несколько моделей, которые позволили определить окончательный облик самолёта», - рассказал заместитель директора по научной работе Владимир Чемезов.
По его словам, параллельно с этим велись расчёты прочности конструкции самолёта, так как при его создании применяются новые технологии и материалы. А нигде в России ещё нет ни нормативных документов, ни методов по определению прочностных характеристик подобных летательных аппаратов.
«Сейчас идет разработка рабочей конструкторской документации нового самолёта. После её выпуска можно будет внедрить наши разработки в промышленность. Мы создали самолёт-демонстратор технологии, на его основе завод или ОКБ может производить самолёт. Но дело в том, что действующие предприятия занимаются более крупной техникой. И если новый самолёт никто не возьмет в производство, то наш директор может принять решение - организовать производство в институте», - отметил Чемезов.
Начиналась разработка цельнокомпозитного самолёта ТВС-2ДТ в опытно-конструкторском бюро (ОКБ) института, где сейчас работает 63 человека, из них конструированием занимаются 48 сотрудников.
По словам начальника ОКБ Вячеслава Писарева, первым шагом стала ремоторизация легендарного Ан-2, которому по-прежнему нет замены для полётов на труднодоступные территории.
Биплан за счёт наличия двух крыльев имеет увеличенную по сравнению с монопланом подъёмную силу, что позволяет взлетать с очень коротких полос длиной около 50 метров и садиться на площадку размером 100 метров. Он предназначен для эксплуатации на необорудованных аэродромах, может взлететь даже с лесной просеки. Это делает его идеальным транспортом для Севера.
Увеличенная подъёмная сила обеспечивает чрезвычайно низкую минимальную скорость полёта и при скорости 40 километров в час самолёт остается полностью управляемым.
Во всём мире Ан-2 считают наиболее безопасным. При технических проблемах пилот всегда может быстро выбрать площадку для посадки. Универсальность Ан-2 сделала его удобным для сельскохозяйственных работ, тушения лесных пожаров, парашютного спорта и аэрофотосъёмки, для использования в Вооружённых Силах.
Ан-2 перестали выпускать в Советском союзе в 1971 году, после этого самолёт производили в Польше по 2002 год. В Китае их мелкосерийное производство продолжается. В настоящее время в мире эксплуатируется около 6 тысяч самолётов, в России в различных ведомствах летают около 380 Ан-2.
Модернизировать Ан-2 в вариант ТВС-2МС решили из-за того, что АШ-62ИР - советский поршневой двигатель самолёта - работал на авиационном бензине, который уже не производят в России. Мотор был разработан ещё в 1938 году и в современных условиях оказался неэкономичен и сложен в эксплуатации. Кроме того, его производство давно завершено и имевшиеся складские запасы двигателей израсходованы.
Конструкторы СибНИА подобрали наиболее подходящий для машины американский турбовинтовой двигатель фирмы «Honeywell». Как отметил Писарев, это позволило облегчить самолёт, так как поршневой двигатель весил около 700 килограммов, а турбовинтовой - 300.
Кроме того, у поршневого двигателя с набором высоты падает тяга, поэтому на высоту 3 тысячи метров самолёт Ан-2 с двенадцатью парашютистами поднимается примерно 35-40 минут, а с новым двигателем - за 15-18 минут.
Работает двигатель на керосине, который в пять раз дешевле авиационного бензина. При этом на 10% снизился расход топлива. Благодаря системе отопления в салоне самолёта стало тепло.
Готовый комплект новых деталей и оборудования устанавливается на самолёт в течение 15 дней. По этой технологии предприятие «Русавиапром» на территории института ремоторизировало уже более 20 самолётов.
Вслед за ремоторизацией Ан-2 СибНИА занялся разработкой нового самолёта для малой авиации. ОКБ, опираясь на исходную конструкцию Ан-2, создавало чертежи модели из композитных материалов. Конструкторы в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics» отрисовали все узлы будущего самолёта.
«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», - рассказал собеседник.
В ТВС-2ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска. Двигатель на новом самолёте также американский «Honeywell».
"Мы пытаемся поставить задачу по разработке отечественного двигателя подобного класса. Предприятие «Климов» предлагает разработать двигатель для ТВС-2ДТ, но цена вопроса около 3,5-5 миллиардов рублей и надо ждать пять лет. Для нас это неприемлемо", - аргументировал выбор начальник ОКБ.
Название нового самолёта (ТВС-2ДТ) расшифровывается как «Турбовинтовой самолет с двумя членами экипажа - демонстратор технологий».
Конструкторы не только создавали самолёт, но и помогали собирать узлы, участвовали в сборке крыла. «Конструкторы не доверили рабочим сборку и сами устанавливали систему выпуска закрылков на самолёт. Это произошло из-за того, что получились сложные механизмы, и они, как авторы, могли быстрее собрать систему», - отметил Писарев.
Главной особенностью разработки стало использование лёгких и прочных композиционных материалов, которые проще использовать в производстве, чем металл.
На территории института находится опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта. «Берется углеткань, пропитанная связующим. Такая заготовка называется препрегом. Она хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе он режет слои. При этом помимо очертаний задается и направление нитей», - рассказал Писарев.
После этого деталь помещается в вакуум, а затем отправляется в печь, где все слои спекаются при температуре 160 градусов.
Полёт в трубе - испытание самолета ТВС-2ДТ
Почти одновременно с разработкой и производством самолёта проводятся его испытания. СибНИА является вторым учреждением в стране вместе с ЦАГИ, которое может проводить подобные работы.
Для аэродинамических испытаний в институте имеются две трубы - малых дозвуковых скоростей со скоростью воздушного потока до 90 метров в секунду и труба транс- и сверхзвуковых скоростей до 660 метров в секунду. Сейчас СибНИА проводит их модернизацию.
Как рассказал начальник научно-исследовательского отделения аэродинамики и динамики полёта летательных аппаратов Валерий Зайцев, для испытаний в аэродинамической трубе изготавливается модель самолёта.
Она должна полностью повторять геометрическую форму самолёта. Требования к точности по крылу составляют 50 микрон, по фюзеляжу - 100 микрон.
Стоимость изготовления такой модели около 1,5-2 миллиона, что сопоставимо с ценой Ан-2 на вторичном рынке.
Для обеспечения визуализации потока, обдувающего модель, её обычно красят в черный цвет и наклеивают на поверхность короткие белые нити, колеблющиеся при движении воздуха. Модель закрепляется на аэродинамических весах, которые измеряют силы и моменты, действующие на модель. Это позволяет выяснить какая у самолёта подъёмная сила, оценить характеристики его управляемости и устойчивости. Полученные результаты испытаний помогают определить пути улучшения характеристик самолёта.
«Нами проводятся исследования обледенения конструкции самолёта и траекторий движения фрагментов льда при отрыве их от поверхности. Для имитации льда применяем полистирол или пенопласт. Процесс снимаем на скоростную камеру - 500 кадров в секунду. Результаты эксперимента анализируем, определяя, например, какова вероятность попадания льда в двигатель», - рассказал Зайцев.
В аэродинамической трубе Т-203 можно проводить 18 видов экспериментов. При необходимости СибНИА разрабатывает новые их виды, например, когда ОКБ имени Георгия Бериева дает нестандартные задания.
«Иногда нам удаётся помочь ОКБ в крайне тяжёлых ситуациях, когда на их разработках уже почти „поставлен крест“. Несколько самолётов мы, можно сказать, реабилитировали. Например, Су-80. Мы смогли доказать, что он может летать и летать хорошо. Дорабатывали у себя Ту-136 с криогенным топливом. Нам удалось на 40% улучшить его аэродинамические характеристики», - рассказал Зайцев.
За 8 минут
Перед тем как запускать самолёт в серию, определяется его первоначальный ресурс с помощью прочностных испытаний.
«В настоящее время в одном из корпусов СибНИА находится испытательный стенд с планером самолёта Sukhoi Superjet. На этом стенде имитируются нагрузки на самолёт в течение всего полёта: от руления перед взлётом до посадки, «в т. ч. выполняется наддув фюзеляжа, который имитирует перепад давления при изменении высоты полёта. Воздух подаётся внутрь фюзеляжа и удаляется из него по специально заданному графику через переходники, установленные в фальш-иллюминаторы», - поясняет начальник научно-исследовательского отделения усталостной и статической прочности авиационных конструкций Андрей Каргапольцев.
На создание испытательного стенда, включающего в себя около 80 каналов нагружения, ушло полтора года. Под каждый самолет такой стенд собирается индивидуально.
Сейчас весь процесс управляется автоматически, и все данные регистрируются компьютером, а раньше многое выполнялось «вручную», с привлечением большого количества специалистов.
«Мы работаем по программам, которые задает ОКБ. Какая нагрузка нужна, ту и достигаем. Иногда стоит задача довести конструкцию до разрушения. Решаем и её. Весь полёт средней продолжительностью около 2,5 часа у нас сжат до восьми минут. Если ОКБ устанавливает ресурс самолёта 50 тысяч лётных часов, мы должны «отлетать» на стенде как минимум в два раза больше», - рассказал Каргапольцев.
Главная задача таких испытаний - выявить слабые места конструкции. При обнаружении разрушений направляется сообщение в ОКБ, которое принимает решение о порядке продолжения испытаний (допускается рост трещин или выполняется ремонт). На основе результатов испытаний ОКБ принимает решение о необходимости доработки конструкции. Реинкарнация легендарного «кукурузника». ФОТО
Чтобы понять какие нагрузки испытывает самолёт, на нем размещено порядка 5 тысяч тензодатчиков. Они представляют собой проволочную решётку, у которой от деформации изменяется сопротивление, что фиксируют приборы.
Тензодатчики, кстати, установлены и на ТВС-2ДТ. Они определяют нагрузку на самолёт при лётных испытаниях.
«У нас проводятся испытания планера первоначальной версии «Superjet» и мы будем испытывать его, пока будут летать самолёты с этой версией планера», - сказал начальник отделения.
В корпусе, где проходят описываемые нами испытания, во времена СССР испытывали головные части баллистических ракет, крылатые ракеты с гиперзвуковыми скоростями полёта, элементы конструкций воздушно-космических аппаратов и космические аппараты в чистом виде.
Так, внешнюю поверхность киля воздушно-космического корабля «Буран» при проведении теплопрочностных испытаний разогревали до 900 градусов, нагружая при этом его конструкцию эксплуатационными механическими нагрузками по специальной программе, имитирующей факторы реального полёта.
В 1967 году из ОКБ «Южное» генконструктора Михаила Янгеля по железной дороге в контейнере с микроклиматом в Новосибирск с Украины прибыл посадочный модуль пилотируемого космического корабля «Земля-Луна», который создавался в противовес американской программе «Аполлон».
Этот посадочный модуль прошел успешные испытания на участке инфракрасного нагрева в СибНИА, завершившиеся в 1969 году, но полёт на Луну так и не состоялся из-за проблем с ракетой-носителем Н-1.
Сегодня же СибНИА выполняет заказ по государственному контракту с департаментом авиационной промышленности - разрабатывает концепцию и облик самолёта для местных воздушных линий на 19 кресел с турбореактивными двигателями и большой скоростью полёта на большой высоте.
Обеспечить запуск самолёта в серийное производство планируется к 2019 году.
Самолёт ТВС-2МС - это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР - биплана Ан-2. Поэтому сначала уместно сказать несколько слов об этом легендарном самолёте.
Ан-2 - советский лёгкий многоцелевой биплан с одним поршневым двигателем и расчалочным крылом. Странно, зачем в НАТО решили дать своё название этому самолёту, который с военной точки зрения не несёт никакой угрозы Северо-Атлантическому альянсу, но они назвали его "Жеребёнок" - Colt. У нас этот самолёт называют иногда "Аннушкой", иногда "Кукурузником".
Самолёт был спроектирован в 1946 году в ОКБ-153 при Новосибирском авиационном заводе им. Чкалова. Руководил ОКБ-153 Олег Константинович Антонов. 31 августа 1947 года в воздух поднялся первый опытный образец - СХ-1, а через два года - 9 сентября 1949 - первый серийный Ан-2.
Ан-2 построен по аэродинамической схеме расчалочного биплана с цельнометаллическим фюзеляжем и прямым двухлонжеронным крылом. Верхнее крыло снабжено автоматическими предкрылками по всему размаху, щелевыми нависающими закрылками и элерон-закрылками. На нижнем крыле установлены только щелевые закрылки. Обшивка крыльев и оперения - полотняная. Шасси - неубирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. В зимнее время предусмотрена установка лыжного шасси. Силовая установка состоит из поршневого 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения АШ-62ИР с четырёхлопастным воздушным винтом.
Народное название «кукурузник» самолёт получил в 50-х годах в наследство от По-2, поскольку заменил предшественника на сельскохозяйственных работах в период массового засева полей кукурузой.
Самолёт эксплуатировался на местных воздушных линиях для перевозки пассажиров и грузов, на линиях, связывавших областные центры с небольшими городами, посёлками, сёлами и деревнями. Будучи простым в эксплуатации, пригодным для работы с неподготовленных грунтовых площадок и обладая малым разбегом и пробегом, Ан-2 был незаменим в сельскохозяйственной и санитарной авиации, его можно было увидеть как в районах Крайнего Севера, так и в среднеазиатских пустынях и высокогорных районах Кавказа и Тянь-Шаня. Применялся так же и в ДОСААФ, для десантирования парашютистов-любителей.
Ан-2 выпускался в СССР, Польше и Китае. Всего с момента начала производства было построено более 18 тысяч таких самолётов.
ТВС-2МС
На 2012 год российский парк самолётов Ан-2 составлял 2100 единиц. Из них в гражданской авиации в лётном состоянии находилось около 200 самолётов, у военных - 60-70, в ДОСААФ - чуть больше 100. И идея обновления этого парка не нова - ещё в 1983 году в ОКБ Антонова был проработан самолёт Ан-3 с заменой силовой установки на ТВД-20. Однако массовую модернизацию машин в то время организовать не удалось.
Разработка проекта ремоторизации Ан-2 в ТВС-2МС началась в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С. А. Чаплыгина (СибНИА, Новосибирск) в октябре 2010 года. В 1946 году, когда проектировался Ан-2, институтом руководил Главный конструктор ОКБ-153 - Олег Антонов.
В 2011 году, специально для реализации проекта ремоторизации самолёта Ан-2, в Новосибирске было образовано ООО «Русавиапром». Совместным решением Минпромторга и Минтранса России предприятие назначено изготовителем самолёта ТВС-2МС на территории Российской Федерации.
Аббревиатура ТВС-2МС расшифровывается как "турбовинтовой самолёт - 2 члена экипажа модернизиция СибНИА". В названии машины пришлось отказаться от сокращения "Ан", так как оно зарегистрировано на украинское ГП "Антонов".
Основной задачей модернизации ставился переход с авиационного бензина Б-91 и его аналогов на авиационный керосин ТС-1, за счёт чего было получено значительное снижение эксплуатационных расходов. Также требовалось увеличить межремонтный ресурс двигателя, обеспечить автономность и независимость от наземных служб при техническом обслуживании и подготовке воздушного судна к полёту, улучшить температурные условия в салоне и кабине экипажа. При этом должны были быть сохранены основные качества базовой машины.
Из-за отсутствия в России современного экономичного и лёгкого двигателя, в СибНИА приняли решение установить на Ан-2 вместо поршневого АШ-62ИР турбовинтовой двигатель Honeywell ТРЕ-331-12 мощностью 1100 л.с. Двигатель может работать на различных видах топлива, включая авиационный керосин и автомобильный бензин.
Одним из приоритетов ремоторизации машины являлось максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Установка нового двигателя с меньшей массой привело к изменению центровки самолёта, в связи с чем была разработана новая моторама и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Новый удлинённый капот изготовлен из современных композиционных материалов.
| Технические характеристики ТВС-2МС | |
| Размах крыла, м | |
| Верхнего | 18,17 |
| Нижнего | 14,23 |
| Площадь крыла, м 2 | 43,6 |
| Длина, м | 12,40 |
| Высота, м | 5,32 |
| Вес пустого, кг | 2850 | 1500 |
| Макс. взлётная масса, кг | 5500 |
| Тип двигателя | Honeywell TFE331-12 |
| Мощность двигателя, л.с. | 1100 |
| Расход топлива, л/час | 160 |
| Мин. расход топлива, л/час | 119 |
| Макс. скорость, км/час | 250 |
| Крейсерская скорость, км/час | 200 |
| Макс. дальность полёта, км | 1300 |
| Длина разбега, м | 50 |
| Длина пробега. м | 80 |
| Макс. высота полёта, м | 6000 |
| Время набора высоты 3000 м, мин | 7 |
Кажущаяся совершенно архаичной полотняная обшивка крыла Ан-2 на практике даёт ему огромное преимущество. Её можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на одном современном самолёте такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолёты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь отличную весовую отдачу, с которой не сравнится ни один другой самолёт.
7 августа 2012 г. под руководством премьер-министра РФ Дмитрия Медведева прошло совещание по развитию региональных авиаперевозок. Замглавы Минпромторга Юрий Слюсарь рассказал об идее министерства ремоторизировать существующий парк самолётов, поставить на них новые американские двигатели и новое БРЭО. По мнению министерства, это наиболее экономически эффективный и быстрый путь удовлетворить потребности малой авиации. Министерство не случайно вышло с таким предложением - испытания обновлённого самолёта к тому времени шли вполне успешно.
Летом 2012 года на производственной базе СибНИА была организована сборка двигателей ТРЕ-331-12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России.
В ходе лётных испытаний самолёта ТВС-2МС были подтверждены заявленные характеристики, по сравнению с исходным Ан-2 практически все они улучшились на 15-20%, а дальность полёта с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Самолёт стал потреблять на 10% меньше топлива. Полёт на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость лётного часа, т.к. это топливо в 5 раз дешевле бензина.
На высоте 3000-3200 метров истинная скорость самолёта составляет около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счёт использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка ТВС-2МС к полёту при температурах до -15 o С не требует прогрева самолёта. Двигатель ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38 o С, что крайне важно для северных районов. Система отопления позволяет при температуре -30 o С поддерживать в салоне +25-28 o С.
Более обтекаемая носовая часть и изменение картины обтекания потоком от воздушного винта снизили лобовое сопротивление, что повлекло снижение минимальных скоростей полёта. При гладком крыле и взлётной массе 4100-4200 кг самолёт выполняет управляемый полёт на скорости 60-70 км/ч, а с выпущенными на 20 o закрылками - на 35 км/ч. Улучшились и взлётно-посадочные характеристики. При взлётной массе 4700 кг самолёту хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты, а пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.
Пассажирский 9-ти местный вариант самолёта впервые был представлен публике на МАКС-2013.
Фото (с) Виктора Хмелика
В салоне справа у входа установлено откидное кресло стюардессы. Багаж пассажиров размещается под креслами, по словам разработчиков, из соображений центровки в будущем появится вариант с багажным отсеком сразу за кабиной пилота. Багажные полки имеют объём, как на региональных самолётах, каждое пассажирское место оснащено индивидуальной вентиляцией и освещением. В конце салона размещён санузел с биотуалетом и умывальником, поэтому многочасовой полёт на максимальную дальность 1300 км при крейсерской скорости 200 км/ч будет вполне комфортабельным.
Наблюдая полёт ТВС-2МС с земли, кажется, что самолёт просто завис и находится в воздухе только за счёт встречного ветра, и только когда ветер ослабевает, становится заметным его продвижение вперёд.
Эксплуатация
Благовещенская «Амурская авиабаза» стала первым эксплуатантом самолёта ТВС-2АМ в России - 22 апреля 2014 года самолёт ТВС-2АМ приступил к выполнению работ по мониторингу и тушению лесных пожаров в Амурской области. Применение самолёта позволяет объединить несколько лесопатрульных маршрутов и охватить патрулированием большую территорию за один вылет.
В самом конце 2015 года Нарьян-Марский авиаотряд закупил в лизинг два самолёта ТВС-2МС, в мае 2016-го они прибыли в аэропорт базирования. После прохождения процедуры сертификации, 26 сентября 2016 года, ТВС-2МС с десятью пассажирами отправился в первый рейс из аэропорта Нарьян-Мар в Каратайку. Началась регулярная эксплуатация самолёта в Нарьян-Марском объединённом авиаотряде. Самолёты используются по принципу «аэротакси», они выполняют не менее двух рейсов в день, прежде всего на дальних маршрутах - на восток и запад округа в Неси, Шойну, Каратайку, Усть-Кару и Амдерму.
В октябре 2016 года стало известно, что Вьетнам ведёт переговоры с СибНИА о модернизации нескольких десятков Ан-2 в ТВС-2МС.
Производственные мощности ООО "Русавиапром" позволяют проводить модернизацию от 20 до 40 самолётов в год. На начало февраля 2017 года заказчикам поставлено восемь сертифицированных самолётов ТВС-2МС и подготовлено к продаже ещё 15 машин.
К модернизации Ан-2 в ТВС-2МС проявляют интерес многие страны, имеющие значительный парк самолётов этого типа. В Китае рассчитывают самостоятельно по чертежам СибНИА производить модернизацию Ан-2 на своих предприятиях. Кроме того, ведутся переговоры с Казахстаном и Монголией как по вопросу закупки самолётов, так и по возможности организации совместных предприятий по модернизации Ан-2.
Сравнение Ан-2 и ТВС-2МС
Кроме замены двигателя, носового обтекателя, изменения коснулись некоторых самолётных систем и пассажирского салона.
Перед ремоторизацией производится необходимый ремонт узлов и перетяжка обшивки крыла и горизонтального оперения. На модернизированный самолёт устанавливается открытый дизель-генератор KDE2200E, который позволяет в автономном режиме, независимо от наземных служб проводить подзарядку аккумуляторов, использовать приборы связи, в том числе в случае аварийной посадки.
Монтируется автономный воздухонагревательный прибор Airtronic M D4 предназначенный для обогрева и поддержания заданной температуры в моторном отсеке, пассажирской и пилотской кабинах в автономном режиме, в том числе в случае аварийной посадки.
Новая система отопления и вентиляции обеспечивает поддержание комфортных температурных условий путём смешения в нужных пропорциях горячего воздуха, отбираемого от последней ступени компрессора двигателя, с холодным воздухом, поступающим из атмосферы через специальный воздухозаборник. Пропорции смешения регулируются системой заслонок; затем, через глушитель, воздух поступает в пилотскую и пассажирскую кабину.
Существенно переработан пассажирский салон, он стал современным и комфортабельным. Для визуального увеличения размеров салона дверь в кабину пилотов выполнена прозрачной. Оснащение салона включает в себя 9 кресел и одно откидное место, полноценные багажные полки, установлен биотуалет с умывальником.
| Сравнение технических характеристик Ан-2, Ан-3Т, ТВС-2МС | |||
| Технические характеристики | Ан-2 | Ан-3Т | ТВС-2МС |
| Вес пустого, кг | 3350 | 3450 | 2850 | 1500 | 1800 | 1500 |
| Крейсерская скорость полёта, км/час | 200 | 240 | 200 |
| Расход топлива в крейсерском полёте, л/час | 195 | 260 | 160 |
| Мин. расход топлива, л/час | 120 | 180 | 119 |
| Дальность полёта с макс. нагрузкой, км | 780 | 900 | 1300 |
| Длина разбега/пробега, м | 150/170 | 140/100 | 50/80 |
| Время набора 3000 м, мин | 26 | 10 | 7 |
ТВС-2-ДТ - композитный демонстратор технологий
Вслед за ремоторизацией Ан-2 в СибНИА началась разработка нового самолёта для малой авиации. Опираясь на исходную конструкцию Ан-2, в институте разработали модель из композитных материалов. Проект самолёта разработан в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics».
В ТВС-2-ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска, в кабине пилотов установили четыре жидкокристаллических цветных индикатора - по два для каждого пилота и пятый - в центральной части приборной доски. Двигатель на новом самолёте тот же «Honeywell», что и на ТВС-2МС.
«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если на Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», - рассказывает начальник институтского ОКБ Вячеслав Писарев.
В изготовлении крупногабаритной выклеечной оснастки для углепластиковых деталей самолёта помог НАЗ им. В.П.Чкалова. Детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных методом автоклавной полимеризации из препрегов, специалисты СибНИА планируют изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода.
На территории института находится своё опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта.
Препрег - углеткань, пропитанная связующим, хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе режется несколько слоёв выкройки будущей детали. При этом помимо очертаний задается и направление нитей. Затем заготовка детали помещается в автоклав, где при высокой температуре и в полном вакууме происходит спекание слоёв препрега - полимеризация.
10 июня 2015 года на аэродроме Ельцовка Новосибирского авиационного завода им. В.П. Чкалова (НАЗ), совершил первый полёт прототип лёгкого многоцелевого самолёта ТВС-2-ДТ, разработанного и построенного в СибНИА.
В конструкции самолёта, две последние буквы в названии которого говорят, что это - демонстратор технологий, реализованы передовые решения современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика. Два новых крыла биплана, изготовленные из композитов, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволяет в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полёте. Фюзеляж самолёта специалисты СибНИА планируют полностью изготавливать из полимерных композиционных материалов.
Самолёт ТВС-2ДТ / Фото: www.interfax.ru
Самолёт ТВС-2ДТ, призванный заменить лёгкий многоцелевой "кукурузник" Ан-2, разрабатывает Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени Чаплыгина (СибНИА), сообщил "Интерфаксу-АВН" заместитель директора института по разработке авиатехники, главный конструктор Григорий Анохин.
«Для выпуска ТВС-2ДТ создается совершенно новое производство, мощности которого позволят выпускать примерно четыре-пять самолетов в месяц »
"Первый опытный самолёт ТВС-2ДТ находится на стадии доведения до типовой конструкции для сертификации. Она пройдет в 2016 году, после чего самолёт можно будет запускать в серийное производство. В случае успешной сертификации поставки ТВС-2ДТ могут начаться с 2017 года", - сказал Г.Анохин.
Главный конструктор Григорий Анохин (справа) обсуждает текущие задачи проектирования с ведущим конструктором Алексеем Горловым / Фото: vedomosti.sfo.ru
По его словам, у ТВС-2ДТ будут улучшенные по сравнению с Ан-2 характеристики для местных и региональных линий, ДОСААФ, силовых структур.
Г.Анохин также отметил, что "для выпуска ТВС-2ДТ создается совершенно новое производство, мощности которого позволят выпускать примерно четыре-пять самолетов в месяц".
"Разработка самолета идёт на основе госконтракта с министерством промышленности и торговли России," - уточнил собеседник агентства.
Техническая справка
11 июня в Новосибирске впервые поднялся в воздух прототип самолета, который призван заменить легендарный Ан-2. Новый биплан сохранит главную способность Ан-2 - садиться и взлетать практически где угодно. Новая модификация самолета будет представлена на Международном авиационно-космическом салоне в Москве в августе 2015 года. Биплан планируют использовать в сельском хозяйстве при химических работах на полях, грузо- и пассажироперевозках.
Как отмечают в пресс-службе новосибирского филиала компании «Сухой» Новосибирского авиационного завода имени Чкалова, в конструкции самолёта реализованы передовые технологии современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика.
Два новых крыла биплана, изготовленные из композита, соединены в "этажерку" плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволит в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта.
Фото: www.aex.ru
Новый самолет на базе Ан-2 пока именуется аббревиатурой ТВС-2ДТ. У нового самолета в два раза больше грузоподъемность, в три раза выше дальность полета, на 50% выше крейсерская скорость. Максимальная скорость биплана - 330 км/ч (скорость «Кукурузника» - около 200 км/ч). Новый самолет сможет везти 3 тонны груза со скоростью 300 км/ч на дальность порядка 2,5 тыс. км.
«В отличие от классического бипланного крыла, полностью отсутствуют расчалки, что позволит в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полета. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полете», – заявляют в пресс-службе «Сухого».
Как и Ан-2, новый биплан будет иметь короткую взлетно-посадочную дистанцию – 50–70 метров.Разработку нового поколения легкого многоцелевого самолета ведут специалисты СибНИА им. С.А. Чаплыгина. По словам разработчиков, испытания самолета продлятся от полугода до двух лет. В случае успешного тестирования, серийное производство самолета может быть начато в 2017 году.
Поэтому варианта здесь два – либо создать новый российский, причем обязательно на керосине (это дешевле и доступнее), либо ставить импортный. За два года, через которые должен полететь новый «кукурузник», создать новый двигатель нереально. Поэтому на первом этапе в любом случае придется использовать двигатель зарубежного производства.
С 2010 года на биплане вместо старого поршневого двигателя устанавливают современные турбовинтовые двигатели американской компании Honeywell.
Loading...