ИС-3: будущее за самолетами с интегральной аэродинамикой

Техническое совершенство воздушного судна напрямую связано с такими категориями, как аэродинамика, характеристики силовой установки, конструкция планера, авионика и используемые материалы. На сегодня внешние «атрибуты» самолета остаются в неизменном виде – фюзеляж, хвостовая часть и крылья. А вот внутренняя начинка в последние десятилетия претерпела серьезные изменения.


Двигатели стали более экономичными и менее шумными, планеры уже не так сильно сопротивляются воздушному потоку. И это, не говоря об авионике: теперь информация о состоянии систем лайнера отображается на дисплеях, используется спутниковая навигация, применяются более надежные способы управления механизацией крыла, связанные с электроникой.


Новшества призваны не только повысить безопасность полетов, но и улучшить аэродинамическое качество самих машин. Итогом становится увеличение скорости, высоты и дальности, а также уменьшение расхода горючего и трат на техническое обслуживание самолета.

Как улучшают аэродинамику

Делается это одним из двух способов. Первый подразумевает кардинальное изменение внешнего вида машины: данный метод, например, реализован в «летающем крыле». В этой схеме нет ни оперения, ни фюзеляжа в традиционном понимании: вместо них – летающий треугольник. Именно он опирается на воздушные потоки и выполняет иные функции, свойственные обычному крылу и оперению.




Подобная конструкция снижает вес судна и уменьшает аэродинамическое сопротивление. Второй способ заключается в серьезной модификации хвостовой части и крыла с одновременным созданием специальной системы управления воздушным обтеканием.

«Летающее крыло» и интегральная схема (ИС)

Патент на первый вариант выдали аж в 1853-м году французу М. Лу. А если «копнуть глубже», то этим занимался еще Леонардо да Вичи, когда собрал деревянную птицу по подобной схеме. В последующее время, с появлением фюзеляжных самолетов, проводились активные поиски оптимальной конструкции «летающего крыла». Успехов в этой области добились в Германии в 30-40-е годы, а позже и в США. В 1946-м американцы построили серийную модель самолета «Нортроп» по схеме «летающее крыло».


В СССР тоже экспериментировали: еще в 1926-м построили машину БИЧ-3, а в 1933-м – БИЧ-7А. Позже схемой «летающее крыло» занимался известный конструктор Бартини. Сегодня интерес в мире к данной схеме усилился: уже существуют серийные беспилотные машины и есть 10 проектов (на разных стадиях готовности) гражданских самолетов. Современным примером может служить американский В-2 «Стелс».


Минус в том, что на малых скоростях и высотах самолет подобной конструкции обладает плохой устойчивостью. И еще один недостаток – полная зависимость от компьютера: малейший сбой и машина просто упадет. В интегральной схеме объединены конструкции крыла и фюзеляжа. Классический пример – бомбардировщик Ту-160, поднявшийся в небо в 1981-м году.


Недостаток тот же – сложность в управлении на малых скоростях и высотах. Поэтому в гражданском самолетостроении обе схемы не применялись.

Объединение «летающего крыла» и ИС

Такое решение позволит освободиться от недостатков обоих аэродинамических конструкций. Говоря простым языком, подобная компоновка подразумевает классическое хвостовое оперение, крыло треугольного типа и овальный фюзеляж. «Росавиаконсорциум» запатентовал схему, назвав ее «интегральным летающим крылом с хвостовым оперением».


Компоновку реализовали в проекте «ИС-1», впервые представленного публике на авиасалоне МАКС-2007. Воздушное судно вызвало живейший интерес: на Западе подобной схеме присвоили свое обозначение – TIFW.

ИС-1

В разработке проекта принимали участие не только научные организации (ЦАГИ, Сибирский институт им. Чаплыгина, компания «Авиаприбор» и множество других), но и российские перевозчики. Именно они осуществили маркетинговое изучение проекта и подтвердили его рыночную востребованность. Предложенный самолет относится к классу лайнеров типа Ту-204, Ту-154. Его основные эксплуатационные данные:

✅ максимальный взлетный вес – до 65 т
✅ вместимость и дальность – 180 пассажиров на 3900 км и 150 на 5300 км
✅ скорость – до 950 км/ч
✅ топливная эффективность – до 15 г/пассажиро-километр

Последний параметр лучше всех известных моделей самолетов. Например, у Ту-204 он составляет 19,25 г/пасс.км. А у Boeing-747-300 – 22,4 г/пасс. км.

ИС-2 и ИС-3

Первую модель, названную «Касатка», представил Московский технический университет. По словам его создателей, машина рассчитана на перелет в 15 тыс. км и перевозку 1125 пассажиров либо 250 т груза. Первичные испытания модель уже прошла успешено. Дело за «малым» – заинтересовать самолетом крупное КБ. Однако наибольший резонанс вызвал проект Туполевского КБ – самолет интегральной схемы ИС-3 «Стерх», являющийся логичным продолжением проекта «ИС-1».


Имея такую же массу, что и Ту-204, машина способна взять на борт свыше 400 пассажиров, т. е. больше в два раза!


Самолет планируется оснастить силовой установкой из четырех агрегатов ПС-90А. Заявленная дальность полета – до 12 тыс. км. При заполненном наполовину салоне цифра возрастает до 16 тыс. км. При этом габариты машины позволяют ей без проблем садиться на любой аэродром, рассчитанный на прием широкофюзеляжных воздушных судов.


Если проект будет реализован, ИС-3 займет лидирующие позиции в мире гражданской авиации. Сейчас разработкой самолета занимается «Русская инженерная компания» (председатель – Сергей Исаков). И что примечательно: организация не приемлет никаких международных объединений с западными фирмами из Европы или США. Все разработки – чисто российские.

Что в реальности?

По словам Исакова, чтобы сделать опытный экземпляр ИС-3, понадобится не менее 800 млн. «зеленых». При этом нужно время – сравнительно немного – четыре года. Производство можно организовать в Ульяновске – на предприятии «Авиастар», где собирают Ту-204. Кстати, у него для ИС-3 можно позаимствовать некоторые элементы: кабину, силовую установку, шасси, хвост, крыльевые консоли. В ходе строительства пока предполагается использовать традиционные материалы, а в будущем, когда наладят выпуск композитов, перейти на них. Финансовый вопрос должно помочь решить государство и заинтересованные авиакомпании.


Есть и иное мнение, которое еще в начале 2010-х озвучил бывший замминистра авиации СССР Олег Смирнов. По его мнению, пробиться даже на внутренний рынок ИС-3 будет сложно: в пример он приводит SSJ-100, в который вложены огромные средства, но вот оправданы ли они? Относительно недавно прошла любопытная информация: китайцы всерьез заинтересовались обоими российскими проектами с интегральной аэродинамической схемой: ИС-3 «Стерх» и «Фрегат Экоджет». Что неудивительно: народа много, благосостояние растет, самолеты с большой пассажировместимостью востребованы довольно сильно. Как бы не «уплыли» наши проекты за рубеж…