Часть 2. Малая, но необходимая

Валентин Устинов

По данным Росавиацентра общая потребность России в летательных аппаратах АОН составляет сегодня 39.970 единиц, в то время как в США их число превышает 230.000. При этом с 1991 года по настоящее время в России разработано около 250 типов легких воздушных судов и более 300 их модификаций.

Наиболее удачными с точки зрения эксплуатации самолетов в условиях России являются разработки Авиационного ОКБ «Аэропрогресс», образованного в 1994 году при Ракетно-космическом заводе Государственного космического научно-производственного центра им. М.В.Хруничева. Главным конструктором является Евгений ПетровичГрунин.

Одним из примеров является девятиместный двухдвигательный самолёт Т-602, являющийся монопланом с низкорасположенным крылом. Самолёт может оснащаться двигателями М-14П или «Лайкоминг». Скорость полёта составляет 320 километров в час, дальность полёта с полной коммерческой нагрузкой – 1100 километров. Т-602 предназначен для перевозки пассажиров и грузов. Он может применяться и в качестве патрульного, рыборазведывательного, санитарного, учебно-тренировочного. Пилотажно-навигационное оборудование позволяет эксплуатировать самолёт днём и ночью, в простых и сложных метеоусловиях.

Годом ранее, в 1990 году, это же ОКБ совместно с ГосНИИ ГА начало работы по созданию четырёхместного самолёта Т-411 «Аист». Самолёт имеет ферменный фюзеляж, который наиболее приемлем для воздушных судов данного класса. Крейсерская скорость полёта достигает 185 километров в час, максимальная – 230 километров в час. Дальность полёта составляет 1250 километров. Самолёт может оснащаться как колёсным шасси, так и поплавковым или лыжным. Одна из модификаций оснащена носовым колесом. По назначению он является многоцелевым и может применяться также в сельском хозяйстве.

А специально для применения в сельском хозяйстве был создан Т-419, представляющий собой подкосный моноплан с высоко расположенным крылом. Самолёт оснащён одним двигателем семейства М-14, расположенным на передней кромке крыла на центроплане. Максимальная скорость полёта составляет 210 километров в час при этом скорость сваливания не превышает 84 километров в час. Такие характеристики позволяют безопасно использовать его на сельхозработах.

Самолёт может использоваться не только как сельскохозяйственный, но и как патрульный и учебно-тренировочный. При замене специального оборудования, установленного за двухместной кабиной пилотов на модульный грузопассажирский отсек, возможно использование самолета в качестве грузопассажирского, санитарного – для перевозки лежачих и сидячих больных в сопровождении медработника, разведывательного – для проведения геологической и других подобных разведок, а также самолета специального назначения – для использования в интересах МВД и других спецслужб.

Многоцелевым является и четырёхместный самолёт Т-455 (Т-451) «Снегирь» – подкосный моноплан с высоко расположенным крылом. Самолёт может использоваться как грузопассажирское такси, в целях авиатуризма и для выполнения ряда авиаработ: мониторинга линий электропередачи, нефте- и газопроводов, патрулирования автодорог, аэрофотосъемки и сельхозработ. Помимо этого, планируется постройка учебно-тренировочного варианта. Самолёт может оснащаться как колёсным, так и лыжным и поплавковым шасси. С турбовинтовым двигателем М601Е самолёт может быть изготовлен в варианте на 6-8 мест.

Для нужд АОН разрабатываются не только самолёты и вертолёты. АО «Гиропланы-ПАТ» разработало линейку автожиров различного назначения. Автожир «Ратай» с двигателем М-14 предназначен для обработки угодий против вредителей и нанесения на землю реагентов, ускоряющих таяние снегов. Значительные перспективы имеет многоцелевой автожир «ВАРУС», который может применяться как для пассажирских перевозок, так и для выполнения различных авиационных работ. Автожир данного типа может активно применяться и для решения медико-санитарных задач.

Важной чертой автожира как летательного аппарата является более низкая по сравнению с вертолётом стоимость лётного часа и высокая безопасность.

Сердца стальных птиц

Более полувека назад отечественная и мировая авиация взяла курс на газотурбинную тягу. Но существующий со времён зарождения авиации поршневой мотор не ушёл в историю – просто сегмент для его применения стал более узким и ограничился воздушными судами вместимостью до 10 человек.

«Классикой жанра» в 40-е годы стали моторы семейства АШ-82, которыми оснащались самолёты Ил-14, а также АШ-62, которые устанавливались на Ли-2 и Ан-2. В этом ряду находится и М-14, который востребован по сей день. Воздушные суда такого класса, к которому принадлежат Ли-2 и Ил-14, сегодня целесообразнее оснащать турбовинтовыми двигателями. Но для таких самолётов, как Як-18, нужен именно поршневой двигатель.

М-14, обладающий мощностью 360 лошадиных сил, устанавливался не только на воздушные суда этого типа, но и на Ан-14, а также на лёгкие вертолёты, такие как Ми-1, Ми-4, Ка-15, Ка-18 и Ка-26. В серийном производстве освоены двигатели как М-14, так и М-9 мощностью 420 лошадиных сил, предназначенный для самолёта Су-26.

Между тем, к сожалению, зачастую разработчики воздушных судов АОН сталкиваются с проблемой наличия нужного двигателя. Эта проблема предрешила судьбу вертолёта Ми-34. Он должен быть оснащён двигателями семейства М-14, но Воронежский механический завод, на котором они серийно производились, не вошёл в холдинг «Вертолёты России», и сложившаяся на предприятии сложная экономическая ситуация не улучшилась.

Сегодня девиз отечественного авиапрома «Свои самолёты, свои моторы» вновь стал актуален. Свои самолёты в АОН есть, но из них отечественным серийным двигателем (М-9Ф) оснащён только Су-26. В России для воздушных судов АОН создаётся двигатель РПД-416, предназначенный для самолёта И-1Л и гидросамолёта Л-6. Самолёт И-1Л сегодня летает с двигателем Lycoming 0-320-E2A мощностью 150 лошадиных сил, а для гидроплана двигателя как не было, так и нет.

Для вертолёта «Актай» создаётся двигатель РПД-426 мощностью 270 лошадиных сил, но и он до серийного производства не доведён, а в качестве альтернативы другой двигатель не выбран. Сельскохозяйственный самолёт Су-38Л оснащён чешским двигателем М-337С мощностью 270 лошадиных сил, для которого российского аналога также нет.

Одним словом, в авиадвигателестроительной отрасли сложилась парадоксальная ситуация. Не за горами начало службы ПД-14 для самолёта МС-21, в перспективе появится и ПД-35, предназначенный для широкофюзеляжных дальнемагистральных воздушных судов. А поршневые двигатели для лёгких самолётов размером со старинные «Фарманы», «Мораны» и «Блерио», приходится покупать в Америке и Европе.

Между тем, в России ведутся научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по созданию поршневого двигателя для АОН. Основные направления развития авиационных поршневых двигателей:

  • использование впрыскивания топлива во впускную систему (или непосредственной подачи топлива в цилиндр) в двигателях с воспламенением от электрической искры;
  • разные моменты включения свечей зажигания, закрутку потока на впуске;
  • в двигателях с принудительным воспламенением также рассмотрено влияние формы камеры сгорания на его показатели.

К перспективным технологиям для создания современного авиационного поршневого двигателя относятся применение интерметаллидов на основе титана в горячей части, поршневая группа на основе жидкоштампованного поршня и стальных поршневых колец, применение композитных материалов для корпусных деталей, непосредственный впрыск топлива, микропроцессорная система управления рабочим процессом, регулируемый наддув и многотопливность.

Применение интерметаллидов даёт ряд преимуществ, к которым относятся, в частности, снижение массы и потери (?) мощности, а также уменьшение шума и вибрации.

Для отечественных воздушных судов АОН наиболее приемлемым и в настоящее время безальтернативным видом силовой установки являются двигатель семейства М-14. Это семейство обладает уникальными характеристиками:

  • самый низкий из существующих аналогов удельный вес двигателя;
  • отсутствие принудительного жидкостного охлаждения;
  • низкий удельный расход топлива.

Эти показатели являются основными для главного конструктора при создании летательного аппарата под уже существующий и надежный авиационный двигатель.Кроме того, за 60 лет эксплуатации этого двигателя устранены все выявленные в процессе эксплуатации недостатки, что привело этот двигатель к категории самого надежного в мире. Помимо этого,сохранились ремонтные базы и специалисты по обслуживанию и ремонту этих двигателей и, что немаловажно, отшлифованы руководства по летной и технической эксплуатации и руководства по ремонту.

Воронежское ОКБМ подготовило предложения и провело необходимые НИР по модернизации этих двигателей с целью повышения их технических характеристик, включая ресурсных, с переводом работы их на автомобильный бензин, керосин и дизельное топливо с применением плазмотронов. На базе М-14 был разработан перспективный двигатель ДВ-400. Он оснащен модифицированным нагнетателем, обеспечивающим подачу воздуха в цилиндры с повышенным давлением.

На его базе разработан двигатель 5-го поколения ДВ-450. Мощность 450 лошадиных сил достигается за счёт глубокой модернизации двигателя с применением новых агрегатов систем зажигания, топливопитания, запуска. На двигателе установлена система распределенного впрыска топлива низкого давления в цилиндры с электронным управлением по пяти параметрам, определяющим наименьший расход топлива в каждой конкретной ситуации.

Система плазменного зажигания смеси позволяет на каждом режиме работы двигателя устанавливать оптимальный угол опережения зажигания и длительность разряда плазмы на электродах свечи, что позволяет совместно с системой топливопитания контролировать наименьшие расходы топлива, обеспечивающие в каждом конкретном положении рычагов управления двигателем наивыгоднейший расход топлива.

Вместо воздушной системы запуска, включающей в себя компрессор, распределитель сжатого воздуха, трубопроводы, форсунки на цилиндрах, автомат давления и бак с сжатым воздухом, применена система электрического запуска от стартера, значительно снижающая массу двигателя за счет замены вышеперечисленных агрегатов воздушной системы запуска.

Сертификация – не тормоз!

Одной из главных причин торможения производства ВС АОНявляется несовершенство авиационных правил в области сертификации ВС, действующих в России. О недостатках в системе сертификации типа можно судить по тому, что за 20 лет в стране разработано около 200 проектов воздушных судов АОН и лишь 19 из них получили сертификаты типа, причем в каждой категории воздушных судов выдано от 1 до 4 сертификатов. Лишь некоторые из них, двухместные самолеты «Авиатика-МАИ-890» и «Корвет», доведены до полноценного серийного производства (произведено свыше 300 и 150 воздушных судов. соответственно).  Остальные изготовлены малыми сериями не боле нескольких десятков экземпляров.

За тот же период Межгосударственный авиационный комитет выдал сертификаты типа 73-м ВС АОН (и их 141 модификациям), разработанным за рубежом.Показательным является факт, что наибольшее количество сертификатов типа выдано на дорогие корпоративные и деловые самолеты и вертолеты. Цены на них составляют от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов долларов, поэтому затраты на сертификацию типа в МАК разработчикам кажутся  приемлемыми. Кроме того, все эти воздушные суда уже имеют сертификаты типа, выданные национальными авиационными администрациями.

Стоимость сертификации типа воздушного судна в России в два-три раза больше по сравнению с аналогичными затратами в Европе, а в отдельных случаях выше на порядок. Так, например, расходы на сертификацию легкого самолета МАИ-223М оцениваются 20 миллионов рублей. При этом никаких нормативных сроков для выполнения процедур определения соответствия сертификационным центрам не установлено.

Сертификация типа легких ВС АОН российской разработки растягивается в России на годы по многим причинам. Она чрезвычайно  дорога, и основные  затраты  приходятся  на  оплату  услуг сертификационных центров, занятых проведением различных испытаний. Затраты в АР МАК не превышают 15 процентов от общей суммы. Сертификационных центров в стране  всего 8. Они расположены в Москве и Московской области, занимая положение монополистов и диктуя цены. 

За двадцать лет сертификационных работ не проведено ни одной НИР, направленной на снижение затрат на сертификацию. Авиационные правила, по которым осуществляется сертификация, не учитывают изменения в области разработки воздушных судов АОН, произошедшие за двадцать лет. В воздушном законодательстве РФ до сих пор отсутствует классификация категорий ВС, отражающая реалии современной российской АОН. Помимо этого никто не занимается подготовкой достаточного числа специалистов  по сертификации воздушных судов данного класса и повышением их квалификации.

Но, вместе с тем, неправильно считать, что все эти проблемы характерны только для России. Рост затрат на сертификацию при разработке новых воздушных судов беспокоит авиастроителей всего мира. Совет директоров EASA 30 августа 2012 года принял документ МВ-3, в котором сформулированы принципы и постулаты, на которых должна базироваться стратегия применения и безопасности АОН, и которыми нужно руководствоваться при разработке правил регулирования авиации общего назначения в странах Евросоюза. Приведём только 3 из 13 постулатов:

  1. В АОН уровень безопасности полетов никогда не достигнет уровня безопасности полетов в коммерческой авиации.
  2. Правила АОН нельзя разрабатывать на основе правил коммерческой авиации.
  3. Правила АОН следует строить на учете рисков и выгод от авиации общего назначения.

Совет EASA пришел к заключению о том, что деятельность АОН нужно рассматривать по двум направлениям:

  • некоммерческая деятельность (развлекательные, частные, спортивные полеты, полеты для личной предпринимательской деятельности);
  • некоторые виды коммерческой деятельности, присущие АОН (авиауслуги, авиаработы, авиашоу и т.п.).

Впервые после внесения в начале 90-х годов поправки к Части II Приложения 6 к Конвенции о Международной гражданской авиации в Европе была признана целесообразность отнесения к АОН некоторых видов коммерческой деятельности. Этот тезис признан настолько важным, что возможность выполнять за плату определенные виды деятельности, характерные для АОН, было решено учесть в документах EASA, вплоть до внесения изменений в Регламент EASA №216/2008, в частности, в определение «коммерческая эксплуатация ВС».

Следует заметить, что в таких странах, как США и Китай, придерживаются формулировки, принятой в 1969 году в Части II Приложения 6 к Чикагской конвенции 1944 года, которая относит к АОН некоторые виды коммерческой деятельности. В частности,в этих странах авиационные работы относят к авиации общего назначения.

Отнесение к АОН традиционных для нее видов коммерческой деятельности открывает перспективы для повышения экономической составляющей АОН и особенно важно для стран, где авиация общего назначения не развита. В то же время, в мире признана целесообразность дифференцированного подхода к решению вопросов, касающихся деятельности в области рассматриваемого рода авиации.

В частности, в европейских правилах АОН, особенно на уровне авиационного досуга и авиационного спорта, предусматривается возможность делегирования обязанностей авиационных администраций авторизированным общественным организациям, как это сделано, например, в Германии, Великобритании, Испании и многих других Европейских странах.

МАК делает некоторые шаги в направлении изменения процедур сертификации. Так, например, планируется внести в АП-21, п. 21.24, разрешающий проведение сертификационных работ с привлечением экспертов-аудиторов, что, безусловно, будет способствовать снижению затрат на сертификацию. В то же время, новой редакцией п. 21.500 (b) этих правил предусмотрено освобождение от обязательной сертификации ряда категорий иностранных воздушных судов Авиарегистром МАК. Очевидно, что это предложение следует конкретизировать и подкрепить организационно.

Таким образом, мировой опыт и логика развития авиации общего назначения в России требуют:

  • дифференцированного подхода к сертификации разных категорий воздушных судов;
  • сбалансированности требований безопасности и рисков эксплуатации различных категорий ВС АОН;
  • учета экономических факторов, как на этапе сертификации, так и поее итогам. Сертификация не должна быть препятствием экономическому развитию отрасли.

Предложения, касающиеся изменения законодательной базы, оформлены в виде законопроекта «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации от 19.03.1997 N 60-ФЗ» и проекта поручений федеральным органам власти. Пришло время отчитаться в их исполнении.

Следующая часть статьи