Транспортный самолет «Руслан»
Транспортный самолет «Руслан»
Американские военные, разрабатывая идею о стратегических перебросках войск по воздушным мостам на другие континенты мира, выдвинули новые требования к военно-транспортному самолету, способному перевозить на стратегические дальности грузы в 75-100 тонн. Речь шла о том, что новый стратегический военно-транспортный самолет смог бы перевозить по воздуху всю тяжелую технику пехотной дивизии армии США за возможно малое число рейсов.
Контракт на полномасштабную разработку нового самолета C-5A «Гэлекси» фирма «Локхид» получила в октябре 1965 года. Серийное производство началось с 1969 года. Самолет C-5A «Гэлекси» стал основным средством для быстрой переброски тяжелого вооружения и живой силы на заокеанские театры военных действий. При максимальной полезной нагрузке в 77 тонн самолет мог совершать полет на дальность 5740 километров.
В эти годы «Гэлекси» стал самым большим самолетом мира; его взлетная масса составила 323 тонн. Однако, по мнению специалистов США, самолет C-5A по ресурсу был «слабой конструкцией». Поэтому последовало создание новой модификации «Гэлекси» – самолета C-5B, который демонстрировался в 1986 году на Абботсфордском авиационном салоне в Ванкувере в Канаде. Однако C-5B к этому времени уже перестал считаться самым гигантским самолетом мира.
Это звание перешло к новому советскому транспортному самолету Ан-124 «Руслан». Его демонстрация на международных выставках в Париже в 1985 и 1986 годах убедила весь мир, что советские авиационные ученые и конструкторы вновь вышли вперед в деле создания сверхтяжелых самолетов.
В нормальном серийном варианте транспортный самолет Ан-124 имеет взлетную массу 405 тонн, а максимальную полезную нагрузку – 150 тонн. Крейсерская скорость его достигает 800—850 километров в час, а потолок – 10-12 километров. Самолет имеет максимальную дальность полета 16500 километров, а при максимальной коммерческой нагрузке – 4500 километров.
В 1985 году Ан-124 поднял на высоту одиннадцать километров груз в 171 тонну, легко обойдя американский «грузовик» C-5A «Гэлекси», а это свидетельствует о том, что самолет Ан-124 «Руслан» обладает уникальными летно-техническими характеристиками.
Силовая установка Ан-124 состоит из четырех маршевых двигателей Д-18Т и двух вспомогательных ТА-12. Схема высокоплана позволила удалить их от земли и тем самым предохранить от засасывания в воздухозаборники посторонних предметов.
Установленные на «Руслане» турбовентиляторные двухконтурные Д-18Т на тот момент можно было смело отнести к числу лучших в мире. Взлетная тяга Д-18Т, созданного коллективом, руководимым В.А. Лотаревым, достигает 230 кН, а наличие степени двухконтурности, равной шести, позволила получить более экономичные показатели.
Маршевые двигательные установки «Руслана» оборудованы системой раздельного запуска, а при необходимости предусмотрен и одновременный запуск всех маршевых двигателей. Кроме ручного управления каждый двигатель имеет и электронную систему от бортового автоматического управления. Используя ее, экипаж может даже в очень сложных метеоусловиях заходить на посадку в автоматическом или полуавтоматическом режиме.
«При разработке Ан-124, – говорит генеральный конструктор ОКБ Антонова П.В. Балабуев, – был творчески использовав накопленный в ОКБ опыт создания тяжелых транспортных самолетов. В частности, – оправдавшие себя принципиальная схема высокоплана, основы технологии изготовления крупных монолитных деталей, сборка на клею и многое другое. В то же время коллектив ОКБ, как этого требуют задачи ускорения научно-технического прогресса, самостоятельно и с помощью других научных, конструкторских в производственных организаций – смежников, а их – сотни, настойчиво решал множество новых проблем, в том числе касавшихся вопросов аэродинамики, прочности, управляемости такой большой машиной, как "Руслан". Чтобы обеспечить самолету высокие скорости – до 880 километров в час – впервые в практике ОКБ использовано относительно толстое стреловидное крыло с умеренно сверхкритическим профилем. Его верхняя «дужка» более плоская, чем нижняя. Найдены и тщательно отработаны формы хвостовой части фюзеляжа, зализы крыла, обтекатели шасси и многое другое, обеспечивающее аэродинамическое совершенство самолета. А это благоприятно сказалось на его общей эффективности, так как способствовало увеличению грузоподъемности и дальности полета.
Самолет скомпонован на задний диапазон центровок. Это сделано для того, чтобы получить наибольшую весовую отдачу машины, уменьшить потери аэродинамического качества при балансировке. Правда, компоновка на задний диапазон центровок потребовала создания на самолете ряда специализированных систем, обеспечивающих высокую устойчивость и управляемость машины во всем диапазоне скоростей полета. Такие системы, используя достижения современной электроники и автоматики, специалисты ОКБ создали совместно с другими коллективами. Система устойчивости и управляемости, например, предназначенная для демпфирования (гашения) колебаний самолета по курсу и тангажу, позволила получить идентичность продольного управления во всем диапазоне центровок самолета. Электрогидравлическая система автоматической загрузки штурвала обеспечила практически полное снятие сил трения при действиях рулем высоты и элеронами, точную фиксацию заданного балансировочного положения штурвала, позволяет пилотировать самолет на всех этапах полета одной рукой». Большое внимание при создании «Руслана» было уделено удобству транспортировки грузов. Конструкция самолета позволяет быстро и удобно производить погрузку и выгрузку самых различных грузов, в том числе длинномерных ферм и мостовых конструкций, речных судов небольшого водоизмещения, бурового оборудования. Грузовая кабина Ан-124 имеет высоту 4,4 метра, ширина его по полу достигает 6,4 метра, а длина – 36,5 метра. Погрузка и выгрузка самоходной тележки осуществляется своим ходом: автомобиль или бульдозер въезжает через передний люк-рампу, а выезжает через задний люк. Для несамоходных грузов используют имеющиеся на борту самолета мостовой кран мощностью до 10 тонн, две лебедки с тягой по 3 тонн, а также рольганги. Для облегчения заезда и выезда машин самолет снабжен системой регулирования высоты пола грузовой кабины. При использовании этой системы самолет как бы «приседает». На выставках в Париже (1985 года) и Канаде (1986 года) эти движения самолета назвали «танцем слона». Американский конструктор Роберт Ормсби – создатель самолета C-5A «Гэлекси», осмотрев «Руслан», сказал, что фирме «Локхид» не удалось довести до эксплуатационного уровня подобную систему.
Так как «Руслан» предназначен для посадки в местах, не имеющих оборудование аэродромов, – выгрузка и загрузка может осуществляться без наземного энергопитания. Его обеспечивают две бортовые вспомогательные силовые установки с генераторами и турбонасосами.
С учетом возможных посадок на «полевых» аэродромах разработано и шасси самолета. Оно выполнено по трехопорной схеме – две основные и передняя. Высокопроходимое, многостоечное шасси позволяет эксплуатировать самолет не только на бетонированных, но и на грунтовых аэродромах. Для облегчения разворотов при движении самолета по земле передние и задние стойки основных опор выполнены самоориентирующимися.
Система торможения оборудована автоматической блокировкой торможения до приземления и до раскрутки колес, а также защитой колес от юза. Тормоза изготовлены из углепластикового материала, имеют принудительное воздушное охлаждение и подключены к трем независимым гидросистемам таким образом, что отказ любой из гидросистем практически не влияет за симметричность торможения.
По сложившейся в ОКБ традиции, обеспечение безопасности полета Ан-124 было наиважнейшей задачей. Это относится к его силовой конструкции, двигательной установке, взлетно-посадочным средствам, системам управления. Основные из них дублированы, что при высокой энерговооруженности «Руслана» и полученных аэродинамических характеристиках позволяет экипажу, скажем, продолжить взлет при одном, а горизонтальный полет даже при двух неработающих двигателях, совершить безмоторную посадку.
Гидравлический комплекс «Руслана» состоит из четырех автономных гидросистем. Комплекс питает рабочей жидкостью: приводы системы управления самолетом и механизацией крыла; механизм поворота колес передней опоры; сети управления передним и задним грузолюками, торможения колес и т д. В каждой гидравлической системе кроме основных насосов предусмотрены резервные источники питания.
В составе топливной системы «Руслана», также максимально автоматизированной, четыре группы. Каждая питает «свой» двигатель. Даже если произойдет, вообще говоря, совершенно немыслимый случай – обесточивание борта, топливо пойдет в двигатель самотеком. Примененная на самолете система кольцевания позволяет подавать топливо из баков одного двигателя к любому другому.
Впервые в практике ОКБ Антонова на самолете была применена бортовая автоматизированная система контроля (БАСК). Она дает информацию о состоянии систем и механизмов самолета и предупреждает пилота в случае нарушения им технологии подготовки к старту или к посадке. Если, например, экипаж не проверил тормоза, то на электронном табло загорается требование: «Тормоза проверь!». Вмешивается БАСК и тогда, когда летчик при явной неисправности пытается взлететь. Тогда на табло загорается приказ, который БАСК отдает экипажу: «Взлет запрещен!».
«При разработке Ан-124, – говорит П.В. Балабуев, – в целом, и особенно кабины экипажа и ее оборудования, коллектив стремился учитывать требования эргономики и добился определенных результатов. На «Руслане» у летчика сосредоточены лишь функции и средства, связанные с пилотированием самолета, в том числе управление вектором тяги двигателей, положением механизации крыла и шасси. Системами и механизмами, не связанными непосредственно с пилотированием, управляют остальные члены экипажа.
В соответствии с требованиями эргономики на «Руслане» применена более совершенная, чем на предыдущих самолетах, система отображения информации. Использованы, в частности, разработанные нашими специалистами для бортинженеров мнемонические схемы, построенные по принципу отображения функционального состояния систем и порядка управления ими. Схемы практически исключают возможность ошибочных действий, помогают в минимальное время принять решение и выполнить его с помощью соответствующего органа управления.
На корабле установлены также новые пилотажно-навигационные индикаторы интегрального типа. В одном приборе объединяется большое количество информации при улучшенном ее отображении. Между прочим, помимо приборов с традиционными круглыми шкалами использованы приборы и с вертикальными шкалами. Как показали исследования, данные о работе групповых систем самолета (оборотах четырех двигателей, уровне топлива в симметричных баках и т п.) лучше воспринимаются именно на вертикальных шкалах».
В ОКБ Антонова уже много лет используют композиционные материалы для постройки различных летательных аппаратов: от самолетов до дирижаблей. И «Руслан» не исключение. Помимо композиционных материалов, при его создании использовались новые высокопрочные стали, алюминиевые сплавы с повышенным коэффициентом вязкости, детали, изготовленные методом порошковой металлургии. В результате их применения в различных частях конструкции удалось более чем на две тонны снизить массу самолета.
6-7 мая 1987 года на Ан-124 был побит державшийся четверть века мировой рекорд дальности и продолжительности полета по замкнутому маршруту, установленный на реактивном бомбардировщике B-52H.
При взлетной массе в 455 тонн самолет Ан-124 ровно в 7 часов утра 6 мая стартовал из Москвы в направлении на юго-восток, к Каспийскому морю, от которого он вдоль границы СССР пошел на восток. От Камчатки самолет повернул на север, где от залива Креста полетел на запад над льдами Северного Ледовитого океана. Пройдя Мурманск, самолет свернул на юг и от Черного моря вернулся в Москву. За 25 часов 30 минут он пролетел расстояние в 20151 километр. Экипажем в полете руководил летчик-испытатель Владимир Терский.
В Книге рекордов Гиннесса есть несколько упоминаний и о «Руслане». Одна из статей – «Крупнейшая коммерческая грузовая перевозка»: «Рекорд был установлен опытно-конструкторским бюро под руководством О.К. Антонова и британской чартерной компанией "Эйр фойл": 10-14 января 1991 года они на самолетах «Ан-124» перебросили по воздуху из Барселоны, Испания, в Нумеа, Новая Каледония, три трансформатора весом 43 тонны каждый и прочее оборудование общим весом 133,485 тонн. Советская государственная авиакомпания «Аэрофлот» на самолете «Ан-124» по заказу фирмы "Релог Острэлиа" в ноябре 1989 доставила из Хельсинки, Финляндия, в Мельбурн, Австралия, моноблочную ротационную печатную машину весом 55 тонн. Общий полезный груз составил 122 тонны».
21 декабря 1988 года в СССР начались испытания нового гигантского шестидвигательного самолета Ан-225 «Мрия» («Мечта»), также созданного в ОКБ Антонова под руководством генерального конструктора П.В. Балабуева.
Модифицированный вариант Ан-124, имеющий рекордный размах крыла в 88,4 метров, был построен, в первую очередь, для транспортировки советского орбитального корабля многоразового использования «Буран».
При стартовой массе более 500 тонн самолет может доставлять груз в 250 тонн на расстояние 4000 километров с крейсерской скоростью 800 километров в час. Он имеет удлиненный фюзеляж, позволяющий вмещать 1190 кубических метров полезного груза. Грузовая кабина вмещает до восьмидесяти легковых автомобилей.
Неудивительно, что Ан-225 быстро стал автором множества рекордов. 22 марта 1989 года самолет поднял груз весом 156,3 тонны на высоту 12410 метров. Экипаж из семи человек возглавлял капитан Александр Галуненко. Полет проходил по замкнутому маршруту Киев – Ленинград – Киев без посадки на расстояние 2100 километров в течение 3 часов 47 минут. В ходе этого полета было установлено 109 мировых авиационных рекордов!
13 мая 1989 года на своей «спине» самолет впервые транспортировал советский орбитальный корабль многоразового использования «Буран». Продолжался полет 13 часов 13 минут.