Воздушные «автобусы» недалекого будущего

«Летайте самолетами Аэрофлота» – странноватый слоган, не правда ли? А на чем еще мог летать среднестатистический советский пассажир? 

Перед «Аэрофлотом», естественным советским монополистом, вопрос экономической эффективности во главу угла никогда не ставился. О каких прибылях может идти речь, если крупнейшая авиакомпания мира часто была единственным средством сообщения с многочисленными «медвежьими углами»? Поэтому гражданская авиация для руководства страны выступала в роли эффектного связующего, обеспечивающего единство и целостность государства.

Во многом так и было. Кто еще мог похвастаться почти 150 миллионами пассажиров в год (3/5 населения страны)? При этом парк самолетов был рассчитан на 200-миллионный годовой пассажирооборот, обеспечивая связь на совершенно убыточных с точки зрения нормального капиталиста направлениях.

Теперь о таких пассажироперевозках можно только мечтать. В 90-х число полетов на душу населения снизилось в 3 раза (с 0,6 до 0,2), упав в абсолютном исчислении до 50 миллионов, а реализация новых воздушных судов обвалилась с 80 в 1992 году до 3 в 2000-м. Даже сейчас, в относительно благополучный период, летать самолетами (уже не только «Аэрофлота») позволяют себе чуть больше 25 миллионов человек, при этом число авиаперевозок снижается в основном за счет внутреннего сегмента (объем международных перевозок стабильно растет).

Главная проблема авиапрома – не в коррупции или падении нравов, а в изменении экономической модели государства. В том, что нам не нужно столько самолетов. К тому же наш авиапарк находится во вполне удовлетворительном состоянии и при условии грамотной эксплуатации способен прослужить еще долго, даже не полностью отвечая требованиям ICAO (Международной организации гражданской авиации). 

Принято считать, что развитый авиапром весьма благотворен для экономики в целом. Однако сегодня он создает больше проблем, чем их решений. Сказываются и развал кооперационных связей, и катастрофическая нехватка квалифицированных кадров. А ведь даже в советское время, в «тепличных» экономических условиях, число удачных машин с экспортным потенциалом можно было пересчитать по пальцам. Основная продукция и так имела гарантированный государством рынок сбыта (авиакомпании «братских» и «прогрессивных» стран) и не нуждалась в сверхсовременных прорывных технологиях. Поэтому задачу сохранения и развития отечественного авиапрома просто и быстро не решить.

Реальная потребность российских авиаперевозчиков – это полторы сотни самолетов всех типов, при условии, что весь парк гражданской авиации списан в одночасье! Об этом говорит опыт крупных авиакомпаний, обслуживающих существенно больший (в 1,5–2 раза) пассажиропоток. Для серийного производства этого явно мало! Тот же Boeing, практически уничтоживший своих «злейших друзей» – McDonnell-Douglas и Lockheed, за год выпускает 500 самолетов, а евросиндикат Airbus – чуть меньше 400 машин (включая сверхуспешную модель A320). 

Наш авиапром попал в классическую «вилку» – без крупносерийного производства ни о какой экономической эффективности (то есть конкурентоспособных ценах приобретения и эксплуатации) не может быть и речи, а заинтересовать перевозчиков дорогими штучными экземплярами невозможно. Здравый смысл подсказывает, что без концентрации усилий, означающей реорганизацию славных, но несколько отставших от времени КБ Туполева, Ильюшина и Яковлева, не обойтись. Дело ведь не в происках врагов, а в неэффективности традиционного технократического подхода, когда новые машины разрабатываются на фундаменте технических возможностей, а не востребованности рынком авиаперевозок. Сегодня, да и в обозримом будущем, целесообразен и успешен маркетинговый подход, с которым у нас традиционно туго…

Значит ли это, что отечественная авиационная индустрия не имеет перспектив? С точки зрения популистского драматизма – да. Однако не стоит забывать, что непосредственное производство самолетов – всего лишь часть авиакомплекса, причем не самая большая. Во-первых, можно весьма продуктивно и рентабельно выпускать комплектующие в рамках международной кооперации (фюзеляжи, крылья, шасси и т. п.).

Во-вторых, в ожидании перспективных отечественных разработок можно выпускать самолеты по лицензии. И, наконец, есть еще и поддержка эксплуатации, ремонт, обучение, модернизация, способные принести очень неплохие деньги.

Но все это полумеры, которые позволят выиграть время в ожидании русского «DC-3» (самого массового в истории серийного пассажирского самолета, прародителя нашего Ли-2, выпускавшегося по лицензии фирмы Douglas).

На каком же участке фронта авиапром России может сосредоточить силы? Пожалуй, стоит обратить самое пристальное внимание на самолеты малой размерности, предназначенные для самого быстрорастущего сегмента – региональных авиаперевозок. Это машины малой и средней дальности пассажировместимостью до 100 человек. К тому же для реализации такого жизненно важного для России проекта не нужны огромные средства.

Вдохновляющий пример – компания Embraer (Empresa Brasileira de Aeronautica) из страны, где много-много диких обезьян. Да-да, из Бразилии! Всего за два с небольшим десятилетия соотечественники Пеле и Халка при поддержке европейского консорциума Airbus создали достойного конкурента признанным лидерам, экспортирующего на мировой рынок более 95 % продукции. Так неужели Россия, обладая богатейшими ресурсами, не сможет создать собственный региональный самолет мирового класса? Ведь первый шаг уже сделан – SuperJet 100 КБ П. О. Сухого, разработанный с участием Boeing и воплотивший основные тенденции мирового самолетостроения. А в проекте ближнемагистрального МС-21, по словам министра транспорта России Дениса Мантурова, «заложен целый ряд новых и впервые апробируемых решений и технологий: композитные крылья, бесстапельная сборка, двигатели нового поколения, новая концепция пассажирского салона и т. д. Мы сознательно пошли на риск, так как проектируемые технологические решения по данному самолету позволят нам не „догонять“ мировые авиационные державы, а стать лидером, диктующим свою технологическую политику».

Главное для таких машин – предельно возможная экономичность, ради которой авиаконструкторы сегодня продают душу дьяволу. Ведь чем меньше топлива тратится на перевозку пассажира из пункта А в пункт Б, тем больше потенциальная прибыль. Сравните расход топлива у знаменитого «конкорда» (целых 25 т/ч) и современного среднемагистрального Boeing 737 – до 2,8 т/ч, при одинаковом количестве пассажиров. Разница – на порядок! Но, как и все в этой жизни, простое и понятное условие влечет за собой ворох решений, каждое из которых обладает своими преимуществами и недостатками.

Проще всего сберечь топливо можно за счет облегчения конструкции. Казалось бы, решение очевидно: модные и применяющиеся все шире композитные материалы! Если они с успехом «летают» в военной и спортивной авиации, то почему бы им не потрудиться на гражданке? Уточним, что речь идет не о пластиковых креслах и деталях интерьера, а о силовых элементах, испытывающих большие нагрузки. Композитные материалы по сравнению с традиционными металлическими сплавами сравнимой прочности существенно легче, не подвержены коррозии и, в принципе, долговечны. Новейший Boeing 787 Dreamliner на 50 % состоит из композитных материалов, а в готовящемся к выходу Airbus A350 XWB их доля еще выше – 53 %. Даже в заслуженном и популярном самолете семейства A320 крылья и хвостовое оперение сделаны из композитов.

Тем не менее, сложностей с композитами (по крайней мере, сейчас) достаточно. Они в разы дороже аналогичных металлических сплавов, технологии производства гораздо сложнее и требуют больше времени (каково это – «намотать» из волокон герметичную камеру на полторы сотни пассажиров?), и, самое главное, их сложнее ремонтировать. И это еще не все: пока не совсем ясно, как изменяются со временем свойства композитов. Большой опыт военных и спортсменов по композитным материалам вряд ли поможет: условия эксплуатации истребителей и спортивных машин сильно отличаются от многочасовых ежедневных полетов, выполняемых коммерческими самолетами. Так что перспективные «композитные» лайнеры ближайшего будущего могут стать большой головной болью стран, в которые они будут попадать через 10–15 лет после выпуска.

Однако положим, что углеродные волокна оправдали возложенные надежды в части стабильности характеристик, и теперь самолеты стали намного легче. На что «потратить» эту весовую премию? В свете тенденции всемерной экономии топлива проще всего применить менее мощные и экономичные двигатели. А если их заменить модифицированными многоконтурными турбовентиляторными моторами, оптимизированными для работы на скоростях до 0,80M (с редукторами привода вентиляторов, жаростойкими керамическими лопатками и т. д.), то выигрыш в топливозатратах может достигнуть 30 %. На меньших скоростях, до 0,50М, нет разумной современной альтернативы винтовентиляторным силовым установкам (так называемым открытым роторам) с многолопастными пропеллерами переменного шага. (Речь идет, конечно, о массовых коммерческих перевозках, а не машинах бизнес-класса.)

Такие легкие машины, рассчитанные на перевозку 100 пассажиров, смогут обеспечить львиную долю ближнемагистральных перевозок на расстояния до 2000 км. Практически любой областной (а в перспективе – и районный) центр, располагающий сравнительно небольшой взлетно-посадочной полосой не более 1,5 км, будет связан с региональными и общенациональными хабами десятками рейсов, не требуя при этом капитальной модернизации аэродромного хозяйства. Заманчивая картина?

Тенденция к тотальной интеллектуализации в ближайшем будущем затронет гражданскую авиацию еще сильнее, причем речь будет идти о святая святых – авионике. Центральный компьютер, помимо стандартных задач навигации, управления и контроля систем, возможно, сможет на лету конфигурировать самолет-«трансформер» для разных режимов полета. Ведь не зря крылья современных машин представляют собой сложнейшие механизмы (предкрылки-закрылки-элероны-законцовки Уиткомба и прочая-прочая-прочая), призванные работать в диаметрально противоположных условиях. То, что хорошо для крейсерского полета на большой высоте, при взлете и посадке может сильно усложнять задачу.

Итак – провинциальный аэропорт недалекого будущего. Прямо у выхода на посадку стоит ярко раскрашенная машина, чем-то похожая на самолеты 50-х годов прошлого века: перпендикулярно расставленные крылья большой площади, высокий киль, цилиндрический фюзеляж большого диаметра и… пропеллеры! Пассажиры входят в просторный салон по хвостовому трапу (не надо ждать, когда подъедет аэропортовский механизм). Разбег по короткой провинциальной ВПП длиной километр с небольшим, и самолет круто поднимается в воздух.

Достигнув заданного эшелона, машина начинает менять свой вид: крылья уменьшаются и скашиваются назад, хвостовой киль из вертикального становится наклонным, а комбинированные двигатели переходят в режим усиленной реактивной тяги. Самолет при том же расходе топлива и мощности моторов увеличивает скорость в 1,5 раза! Дистанция в 1000 км будет преодолена не за два с лишним часа, а на целый час быстрее. Так что обеда в этом рейсе не будет, только булочка и чашка противного чая из пакетика.

Перед посадкой стремительный лайнер снова превратится в неторопливого увальня, способного приземлиться чуть ли не на футбольном поле. Короткая пауза на высадку и посадку пассажиров, заправку и проверку бортовых систем, и самолет снова поднимается в воздух, связывая города и поселки в прочную ткань единого государства, соединяя судьбы и жизни его граждан в общую историю.