Летчик-испытатель журнала Flight протестировал Ан-158
Это перервод статьи «IN FOCUS: A flight test of Antonov's An-158 regional jet» журнала Flight International, с комментариями эксперта AEX.RU Владимира Карнозова.
Слава прошлого не гарантирует и не финансирует будущее ни одной самолетостроительной компании в условиях современного рынка с его высоко конкурентной средой. Украинский ГП «Антонов» отважился ответить на вызов времени, и, начиная с 2004 года, занимается разработкой и производством семейства региональных самолетов Ан-148/158. Это совершенно новый проект, начавшийся с чистого листа. Самолет имеет электродистанционную систему управления полетом (ЭДСУ) и кабину экипажа, рассчитанную на двух пилотов, цифровую электронную систему отображения полетной информации (EFIS) по принципу "стеклянной кабины" и современную авионику.
Ан-148 вместимостью до 85 пассажиров прошел сертификацию в феврале 2007 года. А удлиненный Ан-158, способный взять на борт 99 пассажиров, сертифицировали в феврале 2011 года. Два самолета имеют много общего и получили сертификат на соответствие требованиям АП-25 (от восточноевропейского/российского Международного Авиационного Комитета). Они, также, полностью удовлетворяют его эквивалентам - требованиям FAR-25 Федеральной Авиационной Администрации США и европейским CS-25 Европейского Агентства Авиационной Безопасности. Кроме того, они соответствуют стандартам Международной Организации Гражданской Авиации ICAO в части эмиссии двигателей, уровня шума и безопасности экипажа. Коммерческая эксплуатация Ан-148 началась в 2009 году.
В октябре я воспользовался возможностью стать первым западным летчиком, испытавшим недавно сертифицированный Ан-158 в Киеве.
Силовая установка Ан-158 включает пару двухконтурных турбореактивных моторов Д-436-148, оснащенных системой электронного управления двигателем с полной ответственностью (FADEC), с ограничением по тяге до 67 килоньютонов каждый. Запуск двигателей производится от вспомогательной силовой установки. Максимально допустимая высота аэродрома - 3000 метров, в настоящее время идут испытания на ее увеличение до 4000 метров. Максимальное разрешенное значение бокового ветра - 15,4 м/с, а диапазон температур окружающего воздуха на уровне земли - от минус 55 градусов Цельсия до плюс 45 градусов. Предельная высота полетов в эксплуатации составляет 40 тысяч футов (12200 м) и максимальная скорость - 470 узлов (870 км/ч). Максимальный взлетный вес составляет 43,7 тонны, посадочный - 37,8 тонны. Заявленная длина полосы при взлете с полной массой (уровень моря, стандартная атмосфера) - 2000 метров.
Самолет сертифицирован на соответствие минимальному вертикальному эшелонированию согласно системе точной зональной навигации P-RNAV (RNP-1), B-RNAV (RNP-5), с разрешением выполнения посадки по категории IIIA ИКАО с использованием автоматического захода в режиме ILS (instrument landing system - инструментальная посадка). Пять многофункциональных дисплеев с жидкокристаллическими матрицами размера 6 на 8 дюймов (152 мм на 203 мм) российского происхождения поддерживают функции информирования о характере подстилающей поверхности и близости земли, предотвращения столкновения в воздухе, общение экипажей посредством системы оповещения, а также оценки и учета сдвига ветра.
Навигационно-связное оборудование включает приемник спутникового сигнала систем GPS и "Глонасс", данные с которого поступают в дублированную систему FMS (flight managrment system, в понимании отечественных самолетостроителей вычислительная система самолетовождения, ВСС) - от фирмы Рокуэлл Коллинз - с индивидуальными "трекболами" в распоряжении каждого члена экипажа для внесения данных; и дублированные пульты радиообмена, поддерживающие сетку разделения частот 8,33 кГц очень высокой частоты несущего сигнала, радиоприемники высокой частоты и речевой регистратор. Ан-158 сохраняет высокую преемственность по отношению к самолету Ан-148 в части фюзеляжа, силовой установки, основных систем, обучения, документации и обслуживания. Фюзеляж Ан-158 на 1,7 метра длиннее, чем у Ан-148, а крыло, при сохранении общих размеров, дополнительно оснащено законцовками. Если верить "Антонову", все это вместе дает Ан-158 улучшение в части топливной эффективности на 8,5% по отношению к Ан-148.
"Антонов" справедливо гордится системой электродистанционного управления самолетами семейства Ан-148/158, разработанной в стенах предприятия. Эти крылатые машины были первыми на "Востоке", использовавшими соответствующие высокие технологии, - утверждает "Антонов". Система электродистанционного управления - цифровая. Она имеет четыре канала, сигналы которых поступают на гидравлические привода элеронов, руля высоты и руля направления. Крыло оснащено предкрылками, закрылками и спойлерами (интерцепторами), которые могут использоваться в полете, и также, автоматически выпускаются для дополнительного торможения на пробеге.
Электродистационная система управления полетом самолетов Ан-148/158 имеет механическое дублирование, переход на которое осуществляется летчиками в случае потери одного или двух каналов ЭДСУ. Философия "Антонова" по построению ЭДСУ преследует цель создания несколько упрощенной системы, которая бы в большей степени напоминала летчику отклики на отклонение аэродинамических рулей обычного самолета, в сравнении с более сложной ЭДСУ типа той, что применяется на самолетах фирмы «Эрбас». Философия «Эрбас» дает компьютеру право ограничивать некоторые управляющие воздействия летчика, а ее реализация требует более замысловатый набор алгоритмов управления.
Пассажирский салон Ан-148/158 имеет ширину 3,13 метра и высоту прохода 2,00 метра, что делает его зрительно шире, чем у конкурентов и дает возможность разместить багажные полки большей вместимости. Силовая конструкция высокорасположенного крыла не нарушает плавность линий внутри салона. Ультрасовременный салон оборудован креслами для пассажиров первого класса - две пары в поперечном сечении фюзеляжа, разделенные между собой проходом. Кабина экономического класса оборудована двумя рядами кресел, с одной стороны - два, с другой - три места. Имеется две туалетных комнаты, в носовой и хвостовой частях самолета. Система развлечения предлагает плоские телевизионные панели, которые могут убираться вверх, когда не используются.
Ан-148/158 имеет два багажных отсека в нижней части фюзеляжа. Опять же, они - больше по объему, чем те, что предлагают всевозможные конкуренты. Две пассажирские двери расположены по левому борту, причем передняя дверь имеет встроенные ступеньки. По правому борту расположены две двери для обслуживания. Все это вместе позволяет самолету быстро произвести загрузку и выгрузку пассажиров, при этом обслуживание осуществляется сразу с обоих бортов и со всех четырех "углов" одновременно.
Оценка самолета мною выполнялась на Летно-испытательной базе ГП "Антонов" в Гостомеле - высота аэродрома 517 футов (157 метров) - расположенной к северо-западу от Киева. Самолет, который мне предстояло пилотировать, имел регистрацию UR-NTN, и представлял собой прототип серийного Ан-158, на котором проводилась программа сертификации. В прошлом это был Ан-148, но в последствии его фюзеляж удлинили, используя переднюю и заднюю фюзеляжные вставки, и переделали крыло под использование законцовок, характерных для Ан-158.
Мне помогали: старший летчик-испытатель ГП "Антонов" Сергей Трошин в правом кресле и летчик-испытатель Андрей Спасибо в "откидном" кресле посередине. Мне предстояло выполнить программу полета, находясь в левом кресле, к чему мы и приступили по завершению короткого вступительного брифинга. Полоса была сухая, температура окружающего воздуха 12 градусов Цельсия, давление QNH - 1012 гектопаскалей. Вес пустого снаряженного самолета равняется 25500 кг и, с 5600 кг топлива в баках, наш взлетный вес составил 31100 кг. Самолет оснащен русскоязычной кабиной.
Быстрый визуальный осмотр самолета показал высокое качество внешнего покрытия планера - а его силовой набор алюминиевый, с широким использованием панелей из композиционных материалов на внешней поверхности - и оказался на уровне западных стандартов. Кабина пилотов мне показалась широкой и светлой. Остекление имеет сдвижные форточки. Цветовое исполнение выполнено в классическом русском стиле - приглушенный зелено-голубой. Первое впечатление: кабина показалась современной и рационально скомпонованной.
В соответствии с философией "темной кабины", на передней приборной панели размещаются пять крупноформатных многофункциональных индикаторов, на антибликовом козырьке приборной доски - панель автопилота вместе с задатчиками параметров полета и его настройками (AP/FD-FGP), панели выбора режимов индикации конкретных дисплеев и настроек (PFD-DCP). Все это сразу же оказалось мне знакомым, поскольку являлось полным эквивалентом "стеклянных кабин" многих современных авиалайнеров и самолетов деловой авиации, на которых мне довелось летать раньше. Несмотря на наличие ЭДСУ, "Антонов" предпочел использовать обычную центральную штурвальную колонку для каждого пилота.
Центральный индикатор используется главным образом как многофункциональный дисплей MFD (по терминологии «Антонова» - комплексный индикатор систем самолета, КИСС), содержащий информацию по силовой установке, положению триммеров, положению дверей, а также для вывода на экран электронных списков проверки - штатного, нештатного и аварийного, и страниц состояния различных бортовых систем. Дополнительным удобством было то, что при предупреждениях о нештатной или аварийной ситуации, нажатие на светящиеся кнопки "привлечения внимания", размещенные на антибликовом козырьке, автоматически переконфигурировало режим работы центрального индикатора, выводя на его панель информацию по соответствующей системе и необходимый в данной ситуации список проверки.
Индикаторы показались мне яркими, очень хорошо сфокусированными и логично скомпонованными в отношении цветов (режимы AP/FD) и отображаемой информации. "Внешний" индикатор на каждой стороне, использовавшийся как PFD (pilot flying display - по терминологии «Антонова» комплексный пилотажный индикатор, КПИ), поддерживал режим отображения двух дополнительных стрелочных указателей угла атаки и перегрузки, - еще одно, по моему мнению, дополнительное удобство, которое я бы предложил взять на заметку другим авиастроителям. В настоящее время вычислительная система самолетовождения самолета Ан-148/158 не имеет режима отображения вертикальная навигация VNAV и захода на посадку по GPS, но, по утверждению "Антонова", они готовятся.
Процедура запуска маршевой силовой установки оказалась простой: первому и второму двигателям потребовалось менее 45 секунд на стабилизацию параметров работы, соответствующие списки проверок (перед запуском, после запуска и взлетный) были короткими и быстрыми на действия, - все так, как нужно для «рабочей лошадки» региональных линий. Стояночный тормоз как небольшой электрический переключатель показался мне еще одной хорошей особенностью испытываемого самолета.
Вот колодки убраны, и сразу почувствовалась мощь силовой установки самолета. Хотя имелась рукоятка управления передней опорой шасси, управление педалями оказалось настолько эффективным, что все обычные повороты во время выруливания на взлет, даже с углом поворота 90 градусов и более, были легко и очень точно выполнены с использованием одних только педалей.
Быстрое ускорение
До того как выровнять самолет на полосе, мы проверили, все ли готово к взлету. Характерные скорости: V1 205 км/ч (111kt) (принятие решения на продолжение/прекращение взлета), Vr 211 км/ч (114kt) (подъем передней стойки) и V2 220 км/ч (119kt) (начальный набор высоты), при закрылках в положении 10 градусов, были заложены в систему самолетовождения и отображались на вертикальной ленте-столбике на PFD индикаторе. Рычаги управления двигателями (РУДы) переведены с малого газа до упора вперед, - и самолет стал быстро набирать скорость. Я зрительно оценил длину разбега, - около тысячи метров. Усилия на штурвале при подъеме передней стойки небольшие. Первоначальная скорость набора высоты составила 3000 футов в минуту (914 м/мин, 15 м/с) при скорости 295 км/час пока мы выходили на эшелон FL300 (9144м). При проходе высоты 400 футов (122 м) над землей РУД установили в положение 63 градуса по шкале рычага в соответствии с показаниями MFD индикатора и включили автомат тяги (АТ).
Мне представляется, что "Антонов" может легко усовершенствовать систему автомата тяга таким образом, чтобы она могла быть задействована сразу после взлета. Индикатор PFD имеет три набора колонок в верхней части монитора для режимов: АТ/скорость, AP/FD - боковая/навигация, и AP/FD - вертикальная/высота. Даже при том, что все сообщения, указатели и надписи были выполнены на русском языке, Ан-158 и на этом этапе казался мне хорошо знакомой машиной, каким и должен быть любой современный самолет со "стеклянной" кабиной и ЭДСУ.
Работа системы управления самолетом тестировалась в режиме набора высоты. Заброс был небольшой, а центрирование - великолепным, и все же зона нечувствительности штурвала, как в боковом, так и в продольном движении, была больше, чем бы мне хотелось. Сергей Трошин обнадежил меня, что зона нечувствительности в серийных самолетах намного меньше, чем имеет место на самолете-прототипе. Раз так, об этом можно забыть. Больших усилий к штурвалу при самолетовождении прикладывать не приходится, самолет гармонично управляется по всем осям, а цифровая система управления полетом была мне абсолютно понятна, поскольку напоминала самолет с обычным управлением.
На эшелоне FL300 (9144м) мы разогнали самолет до Mmo (максимально разрешенного значения числа Маха полета). Шум в кабине летчиков оставался тихим, а предупреждение о превышении скорости оказалось понятным, как вербально (голосовое предупреждение) так и визуально, на ленте-столбике скорости индикатора PFD. Торможение до 450 км/час, развороты с креном 45-градусов были выполнены безо всякого намека на срывную тряску крыла.
Дальнейшее торможение показало, что полное отклонение руля направления индуцировало только плоский разворот по курсу, а «голландский шаг» не появлялся, когда педали двигали туда - обратно. Установившаяся угловая скорость крена, которую самолет демонстрировал при полном отклонении штурвала, была порядка 35-40 градусов в секунду, и чувствовалось небольшое скольжение в противоположную сторону при резком движении штурвалом по крену. Ничего подобного при выполнении обычных разворотов не наблюдалось.
Имитация аварийной ситуации
Самолет находился в следующем состоянии: РУД в положении малого газа, на скорости Mmo/Vmo (максимально возможная скорость исходя из ограничений по числу Маха и скоростного напора), спойлеры полностью выпущены, а машина отслеживала узкую спираль, имитируя аварийное снижение. Вертикальная скорость держалась в районе 9500 футов в минуту (2895 м/мин, 48 м/с). Самолет был устойчив как скала, им было легко управлять, не допуская выхода на запредельные скорости, даже при быстрых действиях по уборке-выпуску спойлеров. Мы выровняли самолет на эшелоне FL150 (4572м), и решили попробовать срывные режимы, сначала с включенной системой предотвращения выхода на режим сваливания (по терминологии «Антонова» - система ограничения предельных режимов). При массе самолета порядка 29500 кг с "чистым" крылом, система предупреждения выхода на режим сваливания (аудио, механизм тряски штурвала, окрашивание ленты-столбика скорости в красный цвет на индикаторе PFD) активировалась на скорости 130 узлов (241км/ч). И, если не убирать усилие на штурвале, самолет терял высоту без сваливания на крыло темпом около 1000 футов в минуту (305 м/мин, 5 м/с).
С закрылками, выпущенными на максимальный угол 40 градусов, и убранным шасси, самолет вел себя аналогичным образом, разве что система предотвращения сваливания активизировалась на значении индикаторной скорости 95 узлов (176км/ч). Затем Трошин продемонстрировал чистый срыв, для чего пришлось систему защиты выключить. При снижении скорости обтекание становилось срывным, но летчик продолжал удерживать самолет в положении носом вверх, сохраняя сильную тряску, вплоть до момента, когда угол атаки достиг максимального значения 28 градусов на скорости 90 узлов (167км/ч). Затем Трошин убрал усилие со штурвала с целью вывода самолета из режима сваливания. Ан-158 оставался полностью послушным действиям летчика, и это стало очередной убедительной демонстрацией наличия у самолета "еще одной мили" отделяющей экипажи авиакомпаний от неприятностей, которую полностью проходят летчики-испытатели в ходе сертификационных испытаний.
С эшелона FL150 (4572м) мы стали снижаться в направлении Гостомеля, с целью опробовать автоматический переход с режима обычного самолетовождения на автоматическую посадку по ILS в соответствии с третьей категории ИКАО. Самолет показал безупречное поведение вплоть до небольшого "перелета" в визуальную область, когда автоматика была мною пересилена.
На следующий день мы вернулись к проигрыванию данной ситуации на тренажере класса "Д" (КТС-148). Мне удалось воспроизвести следующие два сценария. Сначала посадка в автоматическом режиме с использованием автомата тяги (высота принятия решения 50 футов [15м], видимость полосы 150 метров) до полного касания. Второе: заход по категории IIIA по ILS с небольшим "перелетом", когда нажатие на кнопку "взлет - уход на второй круг" (TOGA) помогло убедиться, что автопилот оставался задействованным, вновь устанавливался режим "повторный заход" на PFD индикаторе и автомат тяги сам переводил РУДы вперед на взлетный режим, а спойлеры (если те ранее были выпущены) автоматически убирались. Все, что летчику осталось сделать - постепенно перевести закрылки из посадочного положения в полетное и убрать шасси. Поведение самолета стало еще одним примером того, что дает автоматика для снижения нагрузки на экипаж в такой стрессовой ситуации.
На завершающем этапе полета я выполнил несколько кругов над Гостомелем с "перелетом" и уходом на второй круг, как на двух двигателях, так и с имитацией отказа одного из них. А кульминацией стал очень агрессивно выполненный заход на низкой высоте, с входом в визуальную область на скорости Vref 111 узлов (205 км/ч) по индикатору, который завершился резким торможением после касания с использованием максимального реверса тяги. По моей оценке, посадочная дистанция, включая воздушный участок, от торца полосы до полной остановки самолета, оказалась не более 800 метров.
Самолет показался приятным в пилотировании. После нахождения в воздухе один час пятнадцать минут, мы приземлились с остатком топлива 3100 кг.
Мне очевидно, что с помощью программы Ан-148/158 ГП "Антонов" совершил мощный рывок в 21-й век. Он создал современный региональный самолет, который не только полностью соответствует своим соперникам по экономичности, техническим возможностям, безопасности и уровню исполнения, но также обладает прочностью конструкции, которая, по моему мнению, не имеет себе равных в мире и поможет самолету занять свою нишу на глобальном рынке. Для "Антонова" ключ к успеху - не почивать на лаврах, а последовательно работать над улучшением Ан-148/158 по хорошо продуманной программе внесения доработок.
Два других фактора для успеха, в моем понимании, также важны. Я убежден, что "Антонов" должен искать пути по рационализации и модернизации собственных сборочных площадей, и что он также должен серьезно подумать над некой формой коммерческого партнерства с "Эрбас" в том же ключе, что имеется у "Сухого" с "Боингом" по программе "Суперджет 100".
Я верю, что Ан-148/158 естественным образом встраивается между серией турбовинтовых самолетов ATR 42/72 и узкофюзеляжным семейством магистральных лайнеров А320 компании "Эрбас", - оба изготавливаются EADS - первый через консорциум с "Аленией", второй - собственным подразделением. Если все эти факторы сойдутся, я предвижу очень яркое будущее для "Антонова".
Виртуальная 3D экскурсия по кабине пилотов и пассажирскому салону самолёта Ан-148
Перевод Владимира Карнозова, оригинальный текст http://www.flightglobal.com
Источник: AEX.ru