Рубрика разбор полётов. Часть 11.
Продолжаем тему "Зачем России CR929?", начатую в предыдущей статье рубрики и порассуждаем о том, есть ли практические альтернативы российско-китайскому проекту.
CR929: "Картина маслом"
Для начала кратко перечислю выводы, к которым я пришёл после ознакомления с доступной в сети информацией по этому проекту:
Вывод №1. Судя по заявленным характеристикам, CR929 по дальности и топливной эффективности среди наиболее близких аналогов (Boeing 787-9 и Airbus A330-900) ничем особенным не выделяется. Он точно заметно уступает Боингу и скорее всего, пусть и немного, уступает Эйрбасу.
Вывод №2, вытекающий из первого. Даже если исключить политические факторы (что в отношении гражданской авиации, строго говоря, нереалистично), то даже с точки зрения чистой экономики шансов продать новый самолёт в третьи страны немного. И то, только при выполнении двух условий - самолёт уже несколько лет успешно эксплуатируется в России и Китае, и цена на него скорректирована с учётом его худшей топливной эффективности и пока ещё невысокой общей репутационной надёжности.
Вывод №3. Из чего следует, что даже с учётом низкой стоимости рабочей силы в Китае и в России (по сравнению с США и Европой), рассчитывать на сверхприбыли от продажи самолёта в третьи страны не приходится.
Вывод №4. Исходя из опыта разработки, производства и продажи Boeing 787 Dreamliner, можно заключить, что вложения в проект 929-го (13-20 млрд. долларов 50 на 50 между Китаем и Россией) никогда не окупятся. Инвестиции в программу Боинг составили по разным оценкам от 20 до 35 млрд. и по состоянию на август 2021 год, после выпуска 1000 единиц, проект всё ещё не окупил себя и на каждом самолёте компания теряет до 30 млн. долларов убытка. Сопоставляя оба проекта - как с точки зрения вложений, так и с точки зрения объёмов производства (не менее 800 единиц CR929) - можно предварительно заключить, что российско-китайский проект в коммерческом смысле будет также в целом планово-убыточным.
Вывод №5. Очевидно, что обе стороны, заключив соглашение, хорошо представляют себе риски и перспективы и при этом преследуют собственные цели. Для Китая это, во-первых, получение от России необходимых технологий, во-вторых, развитие собственного высокотехнологичного производства, с десятками тысяч рабочих мест и соответствующим кумулятивным экономическим эффектом. Интерес российской стороны также понятен - использовать данный проект в качестве стимула для разработки тех компонентов собственного широкофюзеляжника - старого доброго Ил-96, из-за которых Ил проигрывает конкуренцию, а именно мощного экономичного двигателя пятого поколения, а также композитного крыла с улучшенными (по сравнению с традиционным металлическим) аэродинамическими характеристиками. Мол, да, мы тратим несколько миллиардов на эти дорогостоящие и долговременные проекты (к примеру, на один только двигатель ПД-35 предусмотрены вложения в эквиваленте 3 млрд. долларов), но надеемся, что они будут размазаны не на 50-80-150 самолётов для российских авиакомпаний, а на 1000+ единиц.
Вывод №6. Не уверен как дела обстоят с чёрным крылом, но вот на двигатель ПД-35 можно реально рассчитывать лет через 8-10 в лучшем случае. То есть он будет готов к тому времени, когда уже будет нужно удовлетворить спрос на несколько сотен новых самолётов. Которые, естественно, за неимением собственного двигателя, будут оснащаться моторами от Rolls Royce или General Electric. При этом, как это принято в случае покупки машины целиком по одной цене и индивидуальных деталей к ней - по другой, стоимость двигателей составит 50-60% от льготной (не каталожной) цены на новый самолёт от Airbus или Boeing с теми же двигателями. (Это, кстати, в дополнение к третьему пункту - о конкурентной цене нового самолёта и ожидаемой прибыли). Почему я думаю, что разработка двигателя займёт столько лет? Ответ логически вытекает из истории разработки ПС-90 и ПД-14. ПС-90 разрабатывался с конца 1970-х и доводился до ума вплоть до начала 2000-х. Если исключить период безвременья 90-х, всё равно получается 10-15 лет. Касательно ПД-14 (который, к слову, базируется на наработках ПС). Работы над ним начались в 2008 году, через четыре года был собран демонстратор, ещё через 3 года начались испытания на крыле, в 2018 был наконец получен сертификат типа. Десять лет. 2008 (начало)-2012 (демонстратор)-2015 (на крыле)-2018 (сертификат)... Спустя три года, по состоянию на сентябрь 2021 года, двигатель всё ещё проходит испытания. В коммерческой эксплуатации нет ни одного экземпляра. Произведена всего пара десятков экземпляров. Очевидно, что с началом реальных полётов, по 2-3 рейса и 10+ часов в день выплывут разнообразные детские проблемы, решение которых займёт ещё какое-то время. Проект ПД-35, на базе ПД-14, но с новым газогенератором, стартовал в 2016 году, демонстратор ожидается в 2023 году. 2016 (начало)-2023 (демонстратор?)-??? Дальнейшую хронологию можете сэкстраполировать самостоятельно. Так что CR929 уже появится, а вот двигатель... Обед уже вовсю, а ложки нет. Ну и вишенка на тортик. В Поднебесной также разрабатывает собственный двигатель аналогичного класса. Что там у них получится - китайская бабушка гадала. Мотор Сич, на который у китайцев были агромадные надежды в этой связи, соскочил. Но попытка есть, тем не менее...
Вывод №7. За неимением собственного двигателя (даже если предположить, что композитное крыло и остальные критические компоненты в наличии), для России весь проект теряет смысл. С таким же успехом Россия могла самостоятельно разработать новое крыло для Ил-96 (пускай и металлическое поначалу), новое шасси и купить энное количество тех же Роллс-Ройсов. Да, новый самолёт, да, чуть похуже, чем секси CR929 (хотя это ещё под вопросом), но - свой собственный. Получилось бы в разы дешевле и быстрее по срокам.
Общий расклад на сегодняшний день
Собственная потребность России в широкофюзеляжных самолётах не велика – сейчас парк чуть больше 120 самолётов. Прогноз ОАК, сделанный в доковидном 2019 году, оценивал потребность до 2039 года ещё в 140 единиц (плюс вывод какого-то количества из эксплуатации). Очевидно, что ни при каких обстоятельствах 100% этих самолётов может быть отечественным. Уже есть твёрдые заказы на некоторое количество B777 и A350, и разрыв этих договоров чреват как экономическими, так и политическими потерями. К тому же, ВАСО в принципе не сможет быстро нарастить производство до 7-8-10 самолётов в год. Когда-то он был в состоянии выпускать по 10-11 Ил-86 в год, но сейчас это нереально. Можно говорить о 2-3, максимум, может быть, о 4-5 самолётах в год. То есть 50-80 всего за период в 20 лет. Что, в принципе, совсем неплохо.
Разумеется, про экспорт, проведение межпланетных шахматных турниров и будущее доминирование в галактике речь не идёт вообще. Самолёт нужен "тiлькы для сэбэ", больше он никому интересен не будет. Рабочие места (десятки тысяч, на минутку), сохранение компетенций, стратегическая самодостаточность.
При этом в стране имеются все необходимые условия для строительства собственных лайнеров. Правда, самолёты эти морально устарели. Они были хороши в восьмидесятых и девяностых годах, но с появлением более эффективных двухдвигательных машин, например, Airbus A330, а в начале двухтысячных и машин с композитным крылом – Боинг 787, а потом Airbus A350, самолёт оказался отставшим на два поколения.
Что именно "устарело" в Ил-96?
Нет, это не наличие 4-х двигателей вместо двух, хотя подавляющая часть публики считает, что дело именно в количестве моторов. Про сравнение четырёх- и двухдвигательных самолётов я напишу как-нибудь отдельно. Ибо тема интересная и обросшая мифами, культивируемыми даже работниками отрасли.
Дело в удельном расходе топлива на единицу крейсерской тяги. Для ПС-90 это - 595-599 грамм в час на каждый килограмм тяги. Для сравнения, у его ближайшего аналога, с которым Ил часто сравнивают, Airbus 340-300 - 545 грамм. ПС-90 - двигатель 4-го поколения. CFM, устанавливаемый на 343, можно отнести к двигателям 4+ поколения. Наиболее современные двигатели имеют расход 515-525 грамм и меньше. Это пятое поколение. До недавнего времени такие показатели были достижимы только на очень мощных двигателях, тягой от 30 тонн и выше. Именно такие и ставят на ШФ самолёты с двумя двигателями. И именно с этим в первую очередь и связано их высокая экономичность по сравнению с Илом. В первую, но не единственную. Другие факторы - нерациональная компоновка (о чём я писал здесь) и устаревшее крыло. Современные композитные крылья дают существенную экономию керосина, но не столько по причине уменьшенного веса, сколько потому, что позволяют сделать крыло большего удлинения и более совершенной формы.
Касательно крыла Ил-96. Оно вполне совершенно для докомпозитной эры. Чёрное крыло не помешало бы, но двигатель пятого поколения с расходом 525 грамм сам по себе дал бы существенную, а главное, быструю выгоду. И фишка в том, что такой двигатель есть. Он называется ПД-14. Точнее, есть еще 2 двигателя - PW1400G (тот самый, который предполагается ставить на МС-14) и CFM LEAP. Оба двигателя демонстрируют ещё меньший расход топлива, нежели ПД-14.
Проблема только в том, все три двигателя имеют ограничение по тяге 14-14.5 тонн, которой недостаточно для Ил-96 в его нынешней конфигурации.
(Да, забыл упомянуть китайский ACAE CJ-1000A, статус которого пока до конца не ясен)
Альтернатива от Папы Урбана, практическая и реальная
Как я уже писал в предыдущей статье, я считаю, что лучше проверенная скромная синица в руках, чем сексапильный и экономичный журавль далеко в небе.
Перефразирую персонажа "Кавказской пленницы": "Имею возможность построить четырёхдвигательный самолёт, но не имею желания. Имею желание построить двухдвигательный - но не имею возможности." Так выпьем же за то, чтобы Так давайте же посмотрим, как можно сделать так, чтобы желаемое стало возможным с наименьшими затратами финансов и времени и с минимальными рисками.
Ирония судьбы при этом в том, что в России имеются все компоненты – кубики для того, чтобы получить новый дальнемагистральный самолёт намного быстрее и с намного меньшими затратами, чем участие в долгострое CR929.
Есть уже сертифицированный двигатель ПД–14, который по расходу топлива (примерно 525 грамм в час на килограмм крейсерской тяги) находится на уровне лучших мировых образцов, включая даже мощные движки для двухмоторных ШФ лайнеров. Есть общая технология строительства широкофюзеляжных самолётов, с собственным производством. Есть лайнер Ил-96, самолёт родом из восьмидесятых, но, тем не менее, с вполне приличной и современной аэродинамикой (для сравнения, Airbus A330neo, хоть и получил композитное крыло, но уходит корнями в конец 1960-х, к первому ШФ самолёту Airbus A300).
Как я уже писал выше, к сожалению мощности двигателя ПД недостаточно для моторизации не только двухдвигательного, но и четырехдвигательного варианта нового широкофюзеляжника. Точнее, недостаточно для нынешней максимальной массы 250 тонн.
И тут возникает вопрос – а насколько действительно нужен самолёт именно с весом 250 тонн? Что получится, если ограничить взлётный вес до пределов, подходящих для тяги 4 x 14 или 4 x 14.5 тонн?
"А вот это попробуйте!" (с)
Посмотрим, какие примеры есть в наличии. Сравним с Боинг 787. Самый маленький и самый первый (не считая прототипа "3") - Boeing 787-8. Два двигателя тягой по 29 тонн, масса 228 тонн. При такой невысокой, скажем прямо, тяговооружённости, разбег 2700 м. Тепло, тепло! Сравним с Ил-96-300:
Как известно, взлётная тяга и требуемая длина ВПП рассчитываются так, чтобы при отказе одного двигателя самолёт мог либо безопасно остановиться в пределах полосы, либо, при достижении скорости принятия решений, смочь взлететь при одном неработающем двигателе. Соответственно, для 2-х двигательного самолёта отказ одного двигателя это сразу потеря 50% тяги, а для 4-х двигательного - только 25%. Поэтому при прочих равных условиях (аэродинамические характеристики, суммарная тяга, потребная длина ВПП и т.д.) взлётный вес 4-моторного самолёта может быть выше, чем у 2-х моторного.
Следовательно, для 4 двигателей ПД-14 вес Ил-96 может быть ограничен примерно 230 тоннами. Даже с учётом несколько меньшего крыла потребная длина ВПП не должна превысить 3000 м, что является минимальным стандартом для аэропортов, в которые может теоретически летать Ил, гружёный "под брезент".
Проект "НОДВИШ": Ил-296
Посмотрим, что можно сделать из того, что имеется, и попробуем сложить из наших компонентов–кубиков слово:
Итак, идея, я думаю, в целом понятна. Вместо ожидания пока будет готов CR929, со всеми критическими компонентами, в частности двигателем, вместо вбухивания миллиардов в чёрную дыру на протяжении десятка лет, Папа Урбан предлагает следующий годный план, гениальный как всё простое.
Основная мысль заключается в том, что бы делать частые и небольшие изменения вместо многолетнего ожидания и многолетних затрат в надежде получить сразу всё новое, модное-стильное-молодёжное. Вместо программы на 10-15 лет с мутными перспективами - план на несколько этапов, 2-4 года каждый. "Шаг за шагом", "一步一步" (озвучку этой китайской мудрости можете заcлушать в интернете, но предупреждаю - не при детях!)
Этап 1. Берём Ил-96-300, минимально модифицируем крыло под пилоны от МС-21 (от МС также берём двигатели и мотогондолы, разумеется). Выбрасываем среднюю стойку шасси. Шасси меняем на недавно разработанное для CR929.
Элементы салона, включая трёхместные блоки кресел - также от МС-21.
Авионика и прочее - от недавно умерщвлённого перепрофилированного Ил-96-400М. И да, экипаж 2 человека.
Собственно всё! Самолёт готов. Практически все узлы уже сертифицированы, так что общая сертификация лайнера не займёт много времени.
Как далеко сможет летать такой Ил?
Смотрим на таблицу режимов крейсерского полёта из РЛЭ для Ил-96-300.
Вес пустого - 119 тонн, 24 тонны нагрузка (100 кг в среднем на одного пассажира с багажом из расчёта 240 паксов в трёх классах), 5 тонн - аэронавигационный запас керосина. Итого - 148. Для стандартного Ил-96-300, при ограничении взлётного веса до 230 тонн, дальность полёта составит примерно 10300 км. ПД-14 кушает 525 грамм/час на кило тяги, ПС-90 - 595-600. Точнее, по ПД-14 свежей конкретной цифры нет, есть данные от прошлых лет. Страница на сайте ОАК говорит о 10-15% экономии по сравнению с современными двигателями. Если под "современными двигателями" подразумевается ПС-90, то для значения 525 граммов мы как раз и получаем 13-14% экономии. Тогда Ил-96-300 с двигателями ПД-14 сможет улететь на 11600-11700 км. Более чем достаточно для любых коммерческих рейсов российских компаний.
Скажу больше - такая дальность избыточна для 95% всех реальных маршрутов. ~8500 км было бы достаточно.
Увеличим длину до 60 метров - такая была у Ил-86 и такой же длины изначально предполагался на самый первый Ил-96 с двигателями НК-56 в начале 1980-х. Масса пустого увеличивается на примерно 5 тонн, вертикальное оперение срезается на 1.5 метра (кончик был нужен для короткого Ил-96-300, но не нужен для 60 метровой версии). Для упрощения примем что удлинение фюзеляжа и обрезание киля компенсируют друг друга с точки зрения аэродинамики, так что расход топлива существенно не изменится. Смотрим дальность полёта по той же таблице, исходя из 2-х классной компоновки 341 мест и трёхклассной 303.
Мест 341: ПС-90 - 8000 км, ПД-14 - 9000-9100 км.
Мест 303: ПС-90 - 8700 км, ПД-14 - 9800-9900 км.
Даже с запасом. Можно даже добавить пару рядов (9-18 мест), уменьшить дальность, но улучшить топливную эффективность на одного пассажира. Но оставим как есть. Мы ведь просто прикидываем, ЧТО в принципе может получиться.
А получается так, что такой Ил в двух версиях по длине оказывается полноценной заменой для, к примеру, пары Airbus 330-200 и A330-300 как по вместимости, так и по дальности. При этом топлива такой самолёт будет потреблять меньше, чем 330-й. Конечно, A330 уже не последний писк, но ведь и у нас очень бюджетный вариант. Разницы в цене 20-30 млн. по сравнению с новыми A330neo или B787 должно хватить на компенсацию дополнительных затрат на керосин на всё время эксплуатации.
Назовём новый самолёт Ил-296 NEG
"2" означает второй или другой.
"New Engine and Gear" - "NEG" / "НОвый ДВИгатель И Шасси" "НОДВИШ"
При темпах выпуска 2-4 единицы в год можно, например, начать с постепенной замены парка 20-летних мастодонтов Boeing 747-400 в компании Россия (их там 9 штук), по схеме "2 старых Джамбо (440-520 мест каждый) на 3 новых Ил-296-350 (340 мест)".
Этап 2. Попутно продолжаются работы над композитным крылом и новым двигателем. Крыло, очевидно, будет готово раньше ПД-35, и его надо сразу проектировать под двигатели нескольких типов. Пока не будет готов собственный двигатель, оснащать новый самолёт (Ил-396) импортными моторами. Увеличить вес до 250 тонн, возможно удлинить фюзеляж на 2-3 ряда.
Ну, и на закуску ещё несколько соображений.
1) Подобно МС-21, с самого начала предусмотреть возможность установки разных двигателей. К ПД-14 и PW1400 можно добавить ПС-90-76 (полезно для совместимости с Ил-76МД для армии) и CFM LEAP 4.
2) Большой плюс - единый двигатель сразу для 3 самых массовых самолётов. – MС–21, Ил-76, и вот этот новый-старый широкофюзеляжник.
3) Сделать самолёт грузо-пассажирским, с большим грузовым люком и возможностью быстро демонтировать кресла и установить рельсы для контейнеров. Такая универсальность позволит использовать Илы для пассажирских перевозок летом, и для грузовых - зимой (или если вдруг опять случится обострение ковида и пассажирские перевозки встанут).
4) Предусмотреть опциональное оборудование самолёта собственным трапом. Это позволит сэкономить на услугах аэропорта - интересная опция для чартеров и лоукостеров, а также для правительственного борта (рулон с красным ковром на электроприводе бесплатно от производителя, так чтобы Пассажир с большой буквы П не тратил драгоценное время в ожидании пока подгонят лестницу).
Как-то так. Что думаете? Есть здравое зерно или "аффтар, ты бредишь"?
Если статья вам понравилась - ставьте лайк!
Если не хотите пропустить другие мои статьи - подписывайтесь!
Выскажите своё мнение в комментариях. Буду признателен!