Прошло 30 лет со дня первого полета последнего на сегодняшний день действующего лайнера КБ Туполева. Его судьба оказалась, прямо скажем, незавидной. Но начиналось все не просто хорошо, а замечательно: к началу нового века планировалось выпустить более пятисот самолетов, но... их собрали менее девяноста штук. Причем в России они эксплуатируются только госструктурами, так как авиакомпании от них отказались.

Для своего времени Ту-204 был весьма неплохим самолетом, и он однозначно пришелся бы ко двору если бы КБ Туполева изначально твердо знало, как должен выглядеть преемник Ту-154. Пока в 1986 году самолет не был окончательно утвержден, проект пережил несколько изменений. Первоначально планировалось выпускать Ту-204 с тремя двигателями и широким фюзеляжем, затем корпус ужали и остановились на двухмоторной схеме. После вносились другие бесконечные изменения, а время не стояло на месте. И только в ноябре 1988 года был собран первый предсерийный самолет, который 2 января 1989 поднялся в воздух.

Эти потерянные годы и сыграли в судьбе Ту-204 роковую роль. Появись он хотя бы на три года раньше, все сложилось бы для него по-другому. Но период становления лайнера «на крыло» пришелся на развал Советского Союза и резкого сокращения финансирования авиационной промышленности. Вернее, денег вообще не стало, и самолет туполевцы доводили до ума чуть ли не на голом энтузиазме. А ведь помимо самого Ту-204 доводить до ума надо было еще и двигатели ПС-90.

Первый технический рейс самолет совершил только в конце 1994 года, а коммерческая эксплуатация Ту-204 началась 23 февраля 1996 года. То есть, спустя семь лет после первого полета и в тот самый момент, когда российские авиакомпании начали массово переходить на «иномарки» – «Боинги» и «Эйрбасы». А кто был победнее, те «донашивали» Ту-154, даже несмотря на то, что Ту-204 был на 35% экономичнее своего предшественника.

Не заладилось и с экспортными поставками, хотя пять Ту-204 оснастили двигателями Rolls-Royce RB-211-535 и продали египетской авиакомпании Cairo Aviation, причем египтяне заказали один самолет в грузовой модификации. Три самолета отправились на Кубу, два в КНДР и шесть в Китай. Вряд ли кто думал, разрабатывая Ту-204, что за границу удастся отправить всего дюжину лайнеров, да и отечественные авиаперевозчики к самолету проявят вялый интерес. Хотя, если называть вещи своими именами, то не проявят фактически никакого интереса. Хорошие договоренности были с Ираном, но из-за использования на самой совершенной модификации Ту-204СМ двигателей ПС-90А2 с американскими комплектующими и запрета США на поставку технологий Ирану сделка сорвалась. В общем, в дополнении ко всем прочим своим бедам, Ту-204 пострадал еще и из-за санкций.

Самое обидное, что на модификации Ту-204СМ устранили практически все детские болячки, от них избавились и двигатели ПС-90, и самолет вполне мог бы занять свою нишу среднемагистральников пассажировместимостью до 210 человек и дальностью полета до 7000 километров. Но драгоценное время было упущено, российский авиарынок поделили между собой «иномарки», а теперь еще и МС-21 на подходе, поэтому дни Ту-204 наверняка сочтены. Выпускающийся в Казани доработанный вариант Ту-214 пользуется спросом исключительно у госструктур и военных, так как практически вся элементная база самолета – отечественная. Благодаря этому обстоятельству, выпуск самолетов продолжается штучно, что не меняет удручающей картины в целом. Ни один отечественный лайнер не имел таких перспектив – ему предстояло заменить весь парк Ту-154, а это больше тысячи самолетов. Однако с 1990 года выпущено менее ста штук. И ведь самолет то был неплохой, во всяком случае для начала девяностых. Но именно девяностые годы его и погубили. Ту-204 родился в самое неподходящее время, хуже которого и представить сложно. В те годы страна балансировала на грани распада, и ей однозначно было не до самолетов. 

От удара девяностых годов, похоже, так и не смогло прийти в себя КБ Туполева. И хотя периодически появляется информация, что туполевцы готовы разрабатывать новые самолеты, например, транспортник Ту-330, насколько это осуществимо – пока непонятно. Сложно ожидать, что КБ Туполева за те тридцать лет, что прошли с момента первого полета Ту-204 – последнего серийного самолета прославленного конструкторского бюро — сохранило имевшиеся компетенции. Фактически в мировом авиастроении сменилась целая эпоха, проектирование самолетов вышло на иной уровень, в самих самолетах все больше используются системы управления с элементами искусственного интеллекта, уже появились так называемые «виртуальные пилоты» и много чего другого, что стало следствием технического прогресса. К огромному сожалению, все эти тридцать лет КБ Туполева не смогло довести до серийного выпуска ни один самолет. Не по своей вине, конечно, но факт остается фактом – Ту-204 на сегодняшний день пока что является последним серийным самолетом, запущенным в производство. Неплохому лайнеру не повезло буквально во всем при рождении, а теперь ему остается только тихо уйти на пенсию. Как появится МС-21, производство Ту-204 – даже штучное – однозначно будет прекращено.

Без учебных самолетов невозможно готовить пилотов. Когда-то это были По-2, сегодня – Як-130 и чешский L-39. Однако Як-130 – учебно-боевой самолет, поэтому сложен и дорог, как всякая боевая техника. А L-39, сконструированный в конце 1960-х, на сегодняшний день бесконечно морально устарел. Чему будущие пилоты самолетов четвертого и пятого поколения могут научиться на технике середины прошлого века? Современный учебный или спортивный самолет, который требуется не только курсантам, но и спортсменам и частным пилотам, должен обладать тремя качествами: доступностью, безопасностью и сверхманевренностью. Под последним понимается способность сохранять устойчивость и управляемость на закритических углах атаки с высокими перегрузками, что обеспечивает безопасность маневрирования. Почти несовместимые качества.

СР-10

СР-10 (самолет реактивный со стреловидностью крыла −10°) – российский двухместный спортивно-пилотажный и учебно-тренировочный самолет, разработанный в конструкторском бюро «Современные авиационные технологии» (КБ «САТ»)

Высокая маневренность давно уже стала обязательным требованием к истребителям. Развитие всеракурсных ракет «воздух-воздух» и радиолокаторов не только не снизило, а напротив, увеличило требования к маневренности. Высочайшая ее степень – сверхманевренность – в современных истребителях обеспечивается за счет сложных технических решений. Неустойчивая компоновка, адаптивное крыло, компьютерное управление – все это делает самолет сложным и дорогим техническим объектом. Инженерам КБ «САТ» удалось разработать самолет с аэродинамикой, которая позволяет достичь сверхманевренности без применения компьютерных систем управления и сложной механизации крыла.

Чтобы обеспечить высокую безопасность, в том числе на режимах сверхманевренности, инженеры КБ «САТ» решили применить крыло обратной стреловидности. Его уникальные свойства известны давно. В случае ошибки пилотирования или при маневрировании на режимах сверхманевренности на крыле самолета возникает срыв потока. В крыле прямой стреловидности срыв потока начинается с концов крыла, наиболее нагруженных в аэродинамическом плане. Это плохо, поскольку из работы выключаются элероны, которые располагаются как раз на концах, что приводит к потере поперечной управляемости. К тому же срыв потока возникает на консолях крыла не одновременно, образуя кренящий и разворачивающий моменты, которые летчику парировать нечем, так как элероны, находясь в зоне срыва потока, неработоспособны. Возникает сваливание самолета с интенсивным вращательным движением. Это прямой путь в штопор, а при недостатке высоты может привести к катастрофе.

В схеме крыла с обратной стреловидностью срыв потока начинается в корневой зоне, элероны не теряют управляемости, опасных кренящих и разворачивающих моментов не возникает. Получается, что крыло обратной стреловидности не боится работы на сверхкритических углах атаки. Кроме того, оно обладает меньшим аэродинамическим сопротивлением.

Крыло обратной стреловидности

При такой схеме срыв потока начинается в корневой зоне, оставляя эффективными элероны, что исключает опасные кренящие и разворачивающие моменты.

Но применять крыло обратной стреловидности мешает одно отрицательное явление – аэродинамическая дивергенция. Аэродинамические силы пытаются закручивать концы крыла вплоть до его разрушения, и чем выше скорость полета, тем они сильнее. Бороться с этим можно двумя путями: увеличивать жесткость крыла или снижать скорость. Чем больше угол обратной стреловидности и чем выше скорость полета, тем больше должна быть жесткость крыла. Например, на американском экспериментальном самолете Grumman X-29 (скорость – 1,8 Маха, обратная стреловидность – 30°) для этого применялись лонжероны из титана и панели обшивки из 156 (!) слоев углепластика. Немало смелых авиационных проектов с применением крыла обратной стреловидности зашло в тупик именно из-за дивергенции крыла. Инженеры КБ «САТ» нашли область оптимального применения крыла обратной стреловидности на учебных маневренных самолетах. Во-первых, дозвуковая скорость (для учебного самолета сверхзвук не нужен), во-вторых, умеренная обратная стреловидность – минус 10°. Как показали расчеты, такая комбинация параметров позволяет использовать наилучшие свойства крыла обратной стреловидности, при этом необходимая жесткость крыла обеспечивается без значительного увеличения массы.

Аэродинамическая дивергенция

Явление, свойственное крыльям с обратной стреловидностью, при котором набегающие потоки закручивают концы крыла вплоть до его разрушения.

Для обеспечения хороших разгонных характеристик и высоких скоростей самолет должен обладать малым профильным сопротивлением. Оно зависит от площади омываемой поверхности, что подразумевает малую площадь крыла. Как при этом обеспечить запас подъемной силы, необходимый для эффективного маневрирования? По расчетам коэффициент подъемной силы должен быть равен 1,9. При первом анализе это показалось нереальным. Действительно, для самолетов с классической компоновкой это невозможно: у L-29 и Як-130 для крыла без механизации этот параметр составляет 1,3. В КБ «САТ» нашли решение – сочетание интегральной аэродинамической компоновки, развитых корневых наплывов крыла и крыла обратной стреловидности. В результате над несущей поверхностью самолета получены интенсивные устойчивые вихревые структуры, образующие дополнительную подъемную силу и сдвигающие начало явлений срыва потока в область значительно больших углов атаки. Это подтвердили и продувки модели в аэродинамической трубе.

Интегральная компоновка

Благодаря специальным аэродинамическим формам крыла и фюзеляжа над несущей поверхностью самолета создается дополнительное разрежение при помощи интенсивных устойчивых вихревых структур.

Эти решения позволили добиться очень высоких коэффициентов подъемной силы без сложной механизации крыла, управляемого полета на углах атаки более 35°, а также безопасности полета при ошибках пилотирования, в том числе на закритических углах атаки. Конструктивная простота и малые размеры самолета обеспечивают малые производственные затраты, низкую стоимость и низкие эксплуатационные расходы. Именно таким – высокоэффективным, простым и безопасным – должен быть современный учебно-тренировочный самолет.

Красивых идей на бумаге мы видели много, но СР-10 не постигла судьба бумажных самолетов. От полноразмерного макета, показанного на авиасалоне МАКС-2009, до первого полета прошло шесть лет. 25 декабря 2015 года самолет впервые поднялся в воздух. Пилотировал его мастер спорта по самолетному и планерному спорту, четырехкратный рекордсмен мира, заслуженный летчик-испытатель РФ, ведущий летчик-испытатель КБ «САТ» Юрий Кабанов. Самолет настолько, как говорят летчики, «плотно сидел в воздухе», настолько оказался чуток и послушен, что уже в третьем полете Юрий Кабанов выполнил несколько фигур высшего пилотажа.

В течение последующих двух с половиной лет самолет проходил летные испытания, полностью подтвердив расчетные характеристики. На нем летали легенды мира авиации: Герой РФ, заслуженный летчик-испытатель РФ Анатолий Квочур, Герой РФ, заслуженный летчик-испытатель РФ Игорь Маликов, директор ФГУП «СибНИА им. Чаплыгина» летчик-испытатель 1-го класса Владимир Барсук, и все они оставили положительные заключения. Несмотря на небольшие размеры, самолет располагает всем необходимым оборудованием для полетов днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, гермокабиной, системой кондиционирования воздуха, кислородной системой и другим оборудованием реактивных самолетов. Самые современные катапультные кресла обеспечивают спасение экипажа во всем диапазоне высот и скоростей полета.

КБ «САТ» удалось невероятное – впервые в истории России создать учебно-тренировочный самолет нового поколения, обладающий уникальными характеристиками, без финансовой поддержки государства. Конкурентов в данном классе во всем мире немного. Вполне возможно, в ближайшие годы мы сможем увидеть СР-10 не только на авиашоу, но и в летных училищах, и под управлением мастеров высшего пилотажа. К тому же, как утверждают создатели СР-10, он имеет огромный потенциал, а накопленные научно-технические данные являются платформой для создания новых летательных аппаратов.