Начало в I части, II части.
В данной части статьи рассматриваются принципиальные схемы конструкции пилона маршевых двигателей магистральных самолётов и принципы безопасного разрушения навески пилона, применительно к вопросам общего проектирования магистральных самолётов с двигателями под крылом. Статья, в основном, будет полезна для конструкторов-каркасников, а также вполне осваиваемая широким кругом читателей, и даст им понимание базовых принципов работы конструкции (все тонкости в статье я не привожу, поскольку это всего лишь научно-популярный материал, а не инженерный анализ конструкции или «Руководство для конструкторов»).
Читатели, далёкие от техники, сразу могут перейти в раздел «выводы» и узнать «ответы» к разобранным в статье техническим задачкам.
Содержание Части III «Пилон»
(6) Общая информация
(6.1) Влияние воздействующих факторов на облик конструкции пилона МД и смежной конструкции
(6.2) Схема «В» (Boeing)
(6.3) Схема RRJ95B/LR
(6.4) Схемы «А» (Airbus)
(6.5) Схема ТУ-204
(6.6) Схема МС-21
(6.7) Выводы. Сравнение схем. Сравнительный анализ безопасности конструкции
Послесловие
6 Общая информация
Претерпев многие эволюционные мутации по мере своего развития и набивания шишек в виде обеспечения высокой экономичности, аварий и катастроф, схема пассажирского самолёта самого массового сегмента – магистрального, пришла к устоявшемуся оптимуму по весовой отдаче, аэродинамике и аспектам безопасности. В результате родилась схема двухдвигательного самолёта-низкоплана с двигателями под крылом.
Как уже было указано в частях I и II статьи, основная проблема пожара после аварийной посадки – разгерметизация топливного бака. Но не для одной аварийной посадки проектируется конструкция, поэтому конструкция пилона должна в тоже время учитывать другие требования для возможности осуществления самолётом его транспортной функции.
Конструкция пилона маршевого двигателя (далее - МД), его крепления к кессону крыла и крепления самого МД к пилону должна учитывать:
– аварийную посадку с одной или более невыпущенными стойками шасси (CS25.721(с))
– приводнение (CS 25.801, CS 25.563)
– дисбаланс МД при разлёте ротора МД (CS 25.963(d)(1))
– пожар внутри мотогондолы МД в полете (CS 25.865, CS 25.867, CS 25.1181 и др.) IN-FLIGHT FIRE
– статическую прочность, ресурс конструкции, допустимость повреждений (как один из вариантов допустимости - многопутное нагружение силовых элементов) (CS 25.305, CS 25.307, CS 25.571, CS25.361)
– минимизация веса и аэродинамического сопротивления
Таким образом, конструктор, проектируя пилон и смежную конструкцию, обязан учесть все эти факторы одновременно. На первый взгляд, это сложно, но если разложить всё по полочкам – не всё так страшно.
Все существующие схемы пилонов МД (Boeing, Airbus и другие) выполняют одну и ту же возложенную на них функцию, но отличаются по конструкции. Некоторые технические решения можно объяснить «уходом» от чужих патентов, другие - подходом к проектированию в части достижения ресурса конструкции при хорошей весовой отдаче. Т.е. каждая фирма пыталась своими путями выполнить одну и ту же задачу, но у всех получилось это сделать по-разному, с разными результатами.
(6.1) Влияние воздействующих факторов на облик конструкции пилона МД и смежной конструкции
Кратко разберём указанные выше факторы и поймём все взаимосвязи. Условно эти факторы можно разделить на несколько категорий:
(1) факторы прочности статической, ресурса, допустимости повреждений (сохранение общей прочности без учёта пожара, дисбаланса и разлёта ротора МД)
(2) факторы, относящиеся к порядку разрушения конструкции при аварийной посадке на сушу и приводнении (разгерметизация топливного бака)
(3) факторы, относящиеся к потере прочности при пожаре МД в полёте с учётом дисбаланса роторов МД и разлёта ротора МД.
На пожаре в полёте мы не будем подробно останавливаться, поскольку это отдельная тема для отдельной большой статьи. Эта тема тесно связана ещё и с вопросами общего проектирования (компоновка). Пока вынесем из этого расчётного случая важную информацию – прочность конструкции в установленных пожароопасных зонах должна быть достаточной для работы при пожаре в двигателе и мотогондоле (FAA AC 20-135).
Установленными пожароопасными зонами обычно является отсек газогенератора (PW1431G, Sam-146) в мотогондоле, а иногда ещё и отсек вентилятора, когда двигатель неграмотно скомпонован (ПД-14). Из-за увеличенной установленной пожароопасной зоны ещё большая зона конструкции мотогондолы и пилона подвергается опасному воздействию, что требует повышения запасов прочности конструкции балки пилона в 6-10 раз для обычных сплавов типа 30ХГСА (с пропорциональным увеличением веса несущей конструкции), если не используется противопожарная перегородка или требует использования в несущей конструкции весьма дорогостоящих «моторных» сплавов типа «INCONNEL» со всеми вытекающими проблемами с электрохимическими парами конструкционных материалов, стойкостью к щелевой коррозии и т.д.
Аварийная посадка на сушу требует сохранения прочности конструкции при вертикальном ударе в 1,52 м/с, а также сохранения прочности конструкции при скольжении самолёта по ИВПП. Герметичность топливного бака должна сохраняться, пока есть условия для выживания пассажиров при вертикальном ударе с сопутствующей (перегрузкой) нагрузкой на конструкцию и горизонтальной (перегрузкой) нагрузкой на конструкцию (см. часть I и II статьи). Помимо приложения горизонтальной и вертикальных нагрузок , целесообразно рассматривать боковую нагрузку от скольжения под углом до 20 градусов к продольной оси.
Приводнение требует как сохранения герметичности топливного бака для обеспечения плавучести, так и сохранения горизонтального положения самолёта для возможности эвакуации. А это значит, что требуется сохранение целостности навески мотогондоллы, если её отрыв при приводнении приводит к крену более 10 градусов.
Также если произошло разрушение конструкции навески пилона на кессон крыла, то кессон не должен потерять герметичность.
Таким образом, конструктор анализирует все нагрузки для всех рассматриваемых случаев и выбирает по огибающей максимальные. После чего рассматривается порядок разрушения конструкции навески пилона МД на кессон крыла и закладываются технические решения, позволяющие сохранить герметичность топливного бака. А вот как авиационные фирмы реализовали свои технические решения и как эти решения сработали в реальной ситуации, мы увидим ниже.
Расчётные случаи при аварийной посадке просты до безобразия (FAA АС 25-30).
(a) Вертикальный удар с вертикальной скоростью 1,52 м/с (конструкция обязана выдерживать) и более (в этом случае рассматривается уже безопасное разрушение) при касании самолёта на посадочной скорости
(b) Скольжение с посадочной скоростью после касания (выдерживает при скольжении по ИВПП и безопасно разрушается при воздействии нелимитированных реакций опор на мотогондолу)
Если рассматривать реальные случаи с выживаемостью, то существует всего 3 стадии аварийной посадки и сопутствующие им максимальные разрушающие нагрузки:
(1)- касание с максимальной вертикальной силой реакции опоры,
(2)- скольжение с максимальной горизонтальной продольной силой реакции опоры
(3)- скольжение с максимальной боковой силой реакции опоры на финальной стадии скольжения, когда самолёт уже не имеет никакой устойчивости по курсу, масса и скорость для создания силы реакции опоры у него всё ещё есть (да, всё это понимание «банальной» школьной физики и азов сопромата!).
Приводнение – всё то же самое, как и для посадки на сушу, только реакции опоры к самолёту приложены несколько иначе и стадии (3) не будет из-за очень высокой скорости замедления самолёта в воде.
(6.2) Схема «В» (Boeing)
Массово данная схема конструкции пилона на гражданских ВС начала использоваться на B737, учитывая подавляющую массовость использования этого типа самолёта. Конечно же, многие технические решения этой машины уже использовались на В707, B727 и В747.
Рассмотрим безопасное разрушение навески Boeing на кессон крыла.
Навеска может разрушиться на любой стадии (1)(2)(3), см. выше по тексту. Таким образом, рассматриваются 4 сценария разрушения точек навески (см. картинки ниже) из которых: №3 долом конструкции на скольжении и №4 изначальное разрушение или долом конструкции при скольжении боком, включают в себя «долом» уже частично разрушенной конструкции от ранее воздействовавших нагрузок.
В результате всё выглядит как в теории, так и на практике красиво. Из более полутора десятков доступных мне для анализа случаев, где по другим параметрам обеспечивалась выживаемость людей на борту (случаи были адекватны требованиям Норм лётной годности), ни в одном случае не произошло неправильного разрушения, а именно:
- не было разрушения по коробу балки пилона,
- не было отрыва двигателя от балки пилона (по тягам двигателя и/или площадкам крепления),
- и наконец – не была опасно повреждена конструкция топливного бака.
Но тут кто-нибудь скажет: «А что будет, пусть мотогондолу с пилоном полностью оторвёт!». И будут не прав!
Пилон от кессона крыла должен отрываться только в крайнем случае, поскольку на стыке пилона и кессона проходит весьма много разных систем.
Помимо электрики, СКВ там ещё есть и топливные трубопроводы, разгерметизация и уж тем более отрыв от бака которых гарантированно приводит к опасной утечке топлива. И если топливные магистрали спроектированы - опять же в безопасно разрушаемом виде, то пилот, «очухавшись» через некоторое время после удара (в это время через «шланг» толщиной с запястье хлещет керосин), сможет отсечь топливо перекрывными кранами со своего рабочего места.
А если неправильно спроектировано безопасное рассоединение трубопроводов, то топливо никоим образом перекрыть не получится из-за зияющей в топливном баке дыры от вырванного трубопровода. То же самое происходит с кронштейнами, которые закреплены к стенке переднего лонжерона, те, что удерживают проходящие в этой зоне конструкции магистрали самолётных систем.
Пожалуй, схема Boeing на сегодняшний день лучшая из схем, созданных человечеством в части обеспечения безопасного разрушения.
(6.3) Схема RRJ95B/LR
Все схоже с Boeing, кроме передних тяг. И полученных в связи с этим «проблемок».
На нижние кронштейны навески, в отличие от Boeing, стали приходить чуть меньшие нагрузки от скручивания балки пилона, но ввиду наличия двух тяг «разнотяг» от скручивания балки стал «прибегать» на верхнюю панель, что повлекло некоторые «проблемки» с этой зоной верхней панели кессона по ресурсу. См. картинку ниже.
В части безопасности разрушения при аварийной посадке, наличие двух передних тяг вместо одной тоже влияет, поскольку должно произойти последовательное разрушения тяг для «вздыбливания» пилона, а также при боковой разрушающей реакции опоры, воздействующей на мотогондолу, на верхнюю панель придут хорошие «разнотяги». Но такого реального аварийного случая с отрывом балки пилона пока не представилось RRJ95, потому результата мы не видим, а именно не видим безопасного или небезопасного разрушения конструкции. Я не ожидаю больших проблем для этого расчётного случая, поскольку тяги имеют разную длину и их разрушение должно быть последовательным на небольших скоростях бокового удара.
Для продольной горизонтальной нагрузки другой прогноз. Посмотрите на поз.15 и 17 на рисунке выше. В данных кронштейнах отсутствуют вырезы для выхода проушин тяг вверх при разрушении fuse pins. На Boeing такое решение внедрено давно. Остаётся надеяться, что тяги «сложатся» раньше, чем начнёт разрушаться кессон крыла, давая опасную утечку, учитывая то, что тяги не будут терять устойчивость на больших скоростях удара.
Тем не менее, RRJ95B успешно прошёл «натурные» испытания в Кефлавике на вертикальную нагрузку. То, что ему было положено выдержать, не разрушаясь, он выдержал с остаточной деформацией кессона крыла. А вот с безопасным разрушением от вертикальной нелимитированной нагрузки - «будем посмотреть», хотя лучше бы таких «натурных испытаний» не случалось. С шасси уже посмотрели…
В остальном, схема RRJ95 «в теории» более-менее безопасная. Но, ввиду ничтожно малого налёта относительно тех же «A» и «B», она, можно сказать, не проверена на практике в авиационных происшествиях с превышением расчётных нагрузок, поскольку есть много нюансов в части прочности отдельных элементов конструкции (как, например, всплыл вопрос с ГЦ уборки-выпуска ООШ, см. часть II), которые очень сильно влияют на осуществление безопасного разрушения конструкции.
Также вариацией схемы Boeing можно назвать схему навески балки пилона Ил-96. Там отсутствует передняя тяга. Такая схема также жизнеспособна, но имеет меньшую весовую отдачу, чем Boeing, поскольку приходится закладывать «мясо» для обеспечения жесткости и прочности короба балки пилона. Также есть некоторые вопросы в части дублирования основных силовых элементов. Про схему Ил-96 ничего хорошего и плохого сказать не могу, поскольку особо ею не интересовался и не анализировал.
(6.3) Схема «A» (Airbus)
Начнём с общеизвестной схемы Airbus 319/320/330/340/380. На рисунке ниже показана принципиальная схема.
Как мы видим, схема, как и Boeing, имеет общую ось вращения в точках A - В. При воздействии нелимитированной вертикальной реакции опоры на мотогондолу в теории должен происходить отрыв задней точки навески D и пилон вздыбливается, проворачиваясь вокруг оси (А-В) или по верхней оси серег, или по нижней. Но это в теории.
Если происходит воздействие нелимитированной реакции опоры, действующей продольно, в горизонтальной плоскости, то шкворень в теории в точке C должен срезаться. Но есть «нюансы» которые описаны ниже по тексту. Шкворень имеет дублирование путей нагружения для безопасного восприятия полётных нагрузок.
Рассмотрим сценарии разрушения навески А320 согласно FAA AC 25-30, теоретические схемы. А далее перейдём к практике.
Теперь о «нюансах»:
1-й Нюанс. V-крыла и расположение проушины на балке пилона ближней к корню крыла.
Это не позволяет безопасно «отправить» балку пилона под крыло при разрушении навески балки от продольных нелимитированных горизонтальных нагрузок, см. картинки ниже.
2-й Нюанс. Если «прокачать» конструкцию навески пилона А320 в 3D, то станет понятно, что при наличии серег (А-В) и шкворня (С) c «яблоком» длины серег и их угла наклона на А320 не хватает, чтобы навеска рассоединилась и балка пилона «вздыбилась», как навеска Boeing. Кроме того, шкворень (С) должен располагаться достаточно далеко сзади относительно серег (А-В). Даже если длину серег (А-В) увеличить и обеспечить вынос назад шкворня (С), то на практике навеска со шкворня сможет соскочить только при очень медленном (по факту статическом) приложении нагрузки. Я все эти схемы прорисовывал, прокачивал и тщательно анализировал на предмет работоспособности. В реальности же, вертикальный удар происходит на некоторой скорости (от 1,52 м/с и вплоть до 10 м/с для размерности самолёта B777). Бытовой пример прост: попробуйте выбить штифт из отверстия, ударяя по нему под углом. А руками этот же штифт может быть спокойно извлечён, прилагая совсем небольшую нагрузку по оси штифта. Во всем виновато трение и смятие материала.
Перейдём к тому, как реализовались задумки Airbus 1980-х годов на практике, а именно - в авиационных происшествиях.
Начнём с Торонто(AVIATION INVESTIGATION REPORT A05H0002 02.08.2005, А340). Если внимательно присмотреться к фотографии, то видно, что балка пилона 3-го двигателя сломана перед навеской на кессон крыла. Задняя часть балки, её остатки свисают вниз.
Таким образом, можно однозначно сказать, что шкворень не вышел из зацепления, и балка проворачивалась на нём и на серьгах, нагружала кессон крыла. Однозначно говорить о наличии опасной утечки из повреждённого бака в зоне навески пилона нельзя ввиду недостаточности данных, хотя все предпосылки к опасной утечке есть. Тем не менее, здесь однозначно была опасная утечка из оборванного трубопровода, ведущего к двигателю, поскольку балка пилона была разорвана, как и питающий двигатель, топливный трубопровод.
Другое авиапроисшествие, уже упомянутое в статье про шасси - TACA INTERNATIONAL AIRLINES FLIGHT 390 AIRBUS A320-233 REGISTER No. EI-TAF 30.05.2008.
Многие скажут – да пусть ломает балку пилона при больших нагрузках! И будут не правы!
Да, балка может и сломается пополам, не повредив топливный бак, но для того, чтобы обеспечить разрушение силовой балки (т.е. сломать короб пополам, который разрушается, как Бог на душу положит), а не отдельного тарированного элемента (fuse pin), понадобится усиливать всю остальную конструкцию топливного бака, а именно – и консоли и центроплан, чтобы они выдержали нагрузку, которая придёт от точки навески пилона. Это довольно большой дополнительный вес, поскольку в кессоне стреловидного крыла передний лонжерон нагружен гораздо слабее заднего (к которому крепится шасси). В результате передний лонжерон и прилегающую к нему зону (панели, нервюры) придётся ощутимо усиливать, что значительно увеличит вес конструкции. В условиях борьбы за каждый грамм весовой отдачи – это глупость. Усилен ли кессон на А320 до такой степени? Вряд ли.
А вот на схемах Boeing, RRJ95, и Airbus350 конструкция навески пилона работает правильно – гася удар и потом безопасно разрушается ещё до момента, пока опасно нагрузится кессон крыла (топливный бак), что про А320 сказать нельзя.
Итак, смотрим на наш родной «Кукурузник» А321. Ему несказанно повезло сесть в траву после ливня, как собственно говоря, и А340 в Торонто, и А320 TACA Airlines. При фигурировавшей в прессе утечке топлива в полтонны из «Кукурузника», если бы посадка была на сухую поверхность, то гарантировано случился бы опасный пожар со всеми вытекающими последствиями для эвакуации людей (возможно даже хуже, чем RRJ95 в Шереметьево).
На представленных фото мы однозначно видим разрушение верхней панели кессона крыла по стенке переднего лонжерона, что и привело к опасной утечке топлива. По сути, та же картина разрушения балки пилона, что и на А340 в Торонто. Всё это говорит о том, что нагрузка от балки пилона была передана на кессон, что привело к разгерметизации кессона. Таким образом, можно однозначно утверждать, что данная конструкция – схема «А» - является небезопасной. Но пока парку А320/А330/А340/А380 «везло».
Ввиду того, что авиационные власти работают по прецеденту, Airbus пока не прилетала директива лётной годности (ДЛГ) на эту больную тему. Конечно же, Airbus не будет переделывать навеску на «конвейере» и летающем парке, пока им авиационные власти не выкрутят руки ДЛГ. Например, если происшествие произойдёт на территории США с утечкой и пожаром по причине небезопасного разрушения пилона, то, скорее всего, всё семейство А320, 330, 340 и 380 заклятого конкурента «В», США просто перестанут к себе пускать. Особенно, если вспомнить приводнение А320 на Гудзон с разрушением фюзеляжа во вполне расчётном случае приводнения (CS 25.563) и последовавшие вполне заслуженные «наезды» NTSB и FAA на Airbus. Предвидя грядущий «Epic fail», Airbus всё-таки задумался и сделал на А350 уже другую навеску пилона.
Назвать безопасной в части аварийной посадки конструкцию навески пилона на кессон крыла А320/330/340/380 язык не поворачивается. Тем не менее, эта конструкция неплохо справляется с полётными случаями нагружения, как показал огромный опыт эксплуатации таких конструкций.
(6.4) Схема Airbus 350
Данная схема, вероятно, тоже была создана в обход патента Boeing. Схема А350 вполне жизнеспособна, только в весовой эффективности она значительно проигрывает схеме Boeing, поскольку не имеет передней тяги и балка пилона своей небольшой строительной высотой работает на изгиб. Для обеспечения необходимой жёсткости и прочности данной конструкции, естественно, приходится закладывать «мясо» в балку со всеми вытекающими последствиями по весовой отдаче.
Давайте посмотрим, как работает навеска А350 в теории. Порядок разрушения узлов навески.
Данная конструкция, возможно, даже будет лучше работать, чем схема Boeing во время приводнения, ввиду своей массивной заделки в задней точке. Но лучше, чтобы таких «натурных» испытаний не случилось.
Посмотрев на в большей степени иностранные варианты конструкций, переходим к нашим схемкам, схемулькам и схематозикам. Начнём с Ту-204.
(6.5) Схема Ту-204/Ту-214
Начну с небольшого отступления от темы. Как сказал один мой коллега, специалист по антикоррозионной защите: «У нас не Боинг!», подразумевая, что у нас свой путь, «особенный». На что я ему ответил: «А жаль!». Да, самолёты у нас гниют «на совесть» и летают недолго. Заявленный ресурс Ту-204 35000 л.ч. с продлением до 45000 л.ч. против своего более старшего собрата B757 или того же В767, налёт на некоторых известных мне бортах этих типов приближается к 120000 л.ч. Скорее всего, в мире есть борта, которые налетали куда больше этих цифр. Это всё к тому, что всегда нужно учиться у успешных конкурентов лучшему, а не нести дурь, оправдывая свою работу «наотшибись» и скудоумие. Этой болезнью уникального строения тела сотрудников страдают 99% наших «именитых» КБ и профильных НИИ. Скорее, я не нашёл за всё время проф. деятельности тех гос. контор, которые этим не страдают, кроме отдельных единиц (а ГСС до 2012г не был «именитым КБ»…). Лучше бы они развалились, чем десятилетиями распиливали гос. бюджет. Может быть, освободившиеся средства пошли бы действительно на нужные в стране дела…
Вернёмся к конструкции навески пилона Ту-204. Навеска Ту-204 схожа с навеской A320, Но есть «нюанс».
С учётом значительного выноса одной серьги вперёд, а также прогибов балки, получаем значительную недогрузку второй (ближней к законцовке) серьги и перегрузку первой. Также получаем дополнительное скручивание балки, а значит, потребуется «мясо» для сохранения жёсткости балки. Ещё получаем некоторое скручивание передних серёг, которые должны работать только на вертикальную нагрузку, а их крутит относительно вертикальной оси. С точки зрения ресурса – это ну очень нехорошо, опять нужно закладывать запасы прочности для возможности сохранения прочности раззазоренных соединений по серьгам. Если не раззазорить – посыплются серьги или штифты шарнирных соединений в зоне серег.
Как «баг» превратился в «фичу»? Всё просто: «Туполяля» - поставить ШС-ы, где «яблоки» будут нивелировать своим вращением скручивание серег.
А под ШС-ы нужны соответствующие размеры проушин кронштейнов, в которые они установлены, т.е. «конские» размеры конструкции в отличии от проушин А320. Да и сами ШС-ы будут иметь огромные размеры под действующие там сосредоточенные силы, особенно для случая аварийной посадки.
Кроме того, несмотря на то, что Ту-204 и А320 появились примерно в одно время, на Ту-204 никто не дублировал особо ответственные узлы навески – см. подпись под картинкой выше. Потому отрыв мотогондолы в полёте, как на DC-10 или В747 – вопрос суммарного налёта этого типа. А так стоит себе безопасно возле забора, гниёт и никого не убивает… Это же не миллионы л.ч. В747, с которых не слезают, эксплуатируя многие десятилетия.
Жаль только, что на этом «изделии» наш Президент летает. Он уж точно достоин лучшего. Зато кто-то патент оформил на изобретение и премию за него получил.
Что же происходит с навеской Ту-204 при аварийной посадке?
Разрушение навески – это один вариант. Второй – разрушение кессона топливного бака из-за «разнотяга», пришедшего от серёг. Поскольку даже наличие «яблок» не решает проблему – если Земля-матушка задала направление реакции опоры мотогондоле, направленной вверх при ударе, то изменить направление движения мотогондолы уже точно не получится.
После момента разрушения задней точки навески (D), если серьги (A-B) не разрушились первыми и в конструкции кессона крыла не заложено лишнее «мясо» - то передний лонжерон рвёт разнотягом как Тузик грелку. Соответственно - дыра во всю высоту лонжерона, т.е. в топливном баке, что никак несовместимо с безопасностью от слова совсем. Притом разнотяг будет неимоверный по силе (реакция опоры при вертикальном ударе умноженная на 10 – соотношение плеч) относительно полётных нагрузок, если посмотреть на плечи (жёлтые линии) приложения сил, соответственно, разрушение навески и/или переднего лонжерона будет неминуемо. Т.е. продолжения сценария разрушения со скольжением уже не будет…
Рассмотрим сценарий с горизонтальной продольной нагрузкой на мотогондолу. Тут примерно тот же фатальный исход для топливного бака, как и при вертикальной нагрузке: разрушение шкворня (С), далее задней точки (D), далее серег (A-B) с разрушением навески или кессона крыла от «разнотяга». И до кучи балка пилона проушинами врубается в топливный бак аналогично конструкции А320 (если посмотрите на конструкцию Boeing, RRJ95 или А350 – там балка расположена низко и благополучно уходит назад под нижнюю обшивку кессона крыла).
Теперь сценарий с горизонтальной боковой нагрузкой на мотогондолу: разрушение задней точки (D), далее серег (A-B) с разрушением навески или кессона крыла от «разнотяга». Шкворень (С) при этом остаётся целый, и балка, вращаясь на нём, в довесок крушит как ломиком окружающую конструкцию топливного бака. Как вы поняли, исход для топливного бака тоже фатальный (рисунок ниже).
Таким образом, нетрудно понять, что схема навески Ту-204 даже менее безопасна, чем навеска А320, помимо условий аварийной посадки ещё и для полётных случаев по причине отсутствия дублирования ООСЭ. Но, нет предела как совершенству, так и антисовершенству (как бы это российское явление помягче, политкорректно одним словом назвать…).
(6.6) Схема МС-21
Какая схема навески балки пилона МС-21?
Неужели? Вот те же самые несоосные шарниры Ту-204, тот же самый крашеный короб балки пилона из «ржавейки» (вероятно, 30ХГСА, это уже отдельная тема и при этом чего-то очень важного не хватает снизу балки, из-за отсутствия чего МС-у 21 сертификата типа EASA, FAA и прочих «слишкомноготребующих», не видать как своих ушей. Это вопрос на 5 с плюсом к читателю).
А значит, проблемы с безопасностью все те же, что и на Ту204.
Времени с момента проектирования Ту-204 прошло 30 лет, да, физика и сопромат остались те же, но поменялись Нормы лётной годности, бортов иностранных с того времени море побилось и в авариях побывало, а люди наши, к сожалению, не поумнели. Жалуются сначала на EASA (до 2018 года), что душат, потом на санкции (с 2018 года). Вот с Чебаркульским метеоритом не повезло, не влетел метеорит в «Желтый дом» на Ленинградском шоссе, 68, а то бы и его приплели.
Да, и люди те же самые, что и на Ту-204, проектировали пилон МС-21. И каркасник Ведущий инженер-конструктор, и, к несчастью, главный «пожарник» тоже тот же самый, который не поставил то, чего не хватает на балке. Долго, уже долго, несколько лет на «hh» висит вакансия жертвенного сертификатора в отдел пожарной защиты, чтобы подписать и пропихнуть эту помойку, но «пассионарии» всё не находятся. Мирок авиационный маленький, все в курсе… Всё, что я хотел этим деятелям сказать, я сказал много лет назад на бумаге в адрес «Головного разработчика» на имя ГК с подписью ГК одной из подрядных фирм. За эти много лет уже можно было новый самолёт спроектировать. А тут сами видите: «Рекорд за рекордом, прорыв за прорывом, а летать не на чем!».
(6.7) Выводы. Сравнение схем. Сравнительный анализ безопасности конструкции.
Ни одна конструкция не может обеспечить безопасность во всём спектре условий аварийной посадки. Нормами летной годности рассматриваются только те условия аварийной посадки, при которых обеспечивается наибольшая вероятность выживания людей на борту ВС. Для этих случаев существуют конкретные требования, которые Разработчик ВС обязан выполнять. Но не все Разработчики это делают добросовестно.
В части безопасности при аварийной посадке, наиболее безопасная конструкция планера у самолётов Boeing (737,757,767,777,787) и Airbus 350. Естественно, у этих типов ВС могут быть и есть другие недочёты по безопасности, но в данной статье рассматривались только «дела каркасные».
«Боингоподобные» силовые схемы планера, такие, как RRJ95B/LR или ильюшинские, чуть менее безопасные исходных боинговских.
Куда менее безопасна при аварийной посадке схема у А320/330/340/380. Если точнее, эту схему нельзя назвать безопасной для условий аварийной посадки (они описаны в части I). Тем не менее, навеска пилона маршевого двигателя неплохо справляется с полётными случаями, и для этих целей и там где нужно основные силовые элементы дублированы.
Наименее безопасны – Ту204 и МС21 – «братья близнецы» по подходу к обеспечению безопасности. Учитывая то, что Ту204 проектировался в одно время с А320 (30 с лишним лет назад), а основные силовые элементы навески пилона не дублированы, то можно однозначно сказать, что «Туполяля» плевали на безопасность не только при аварийной посадке, как плевал Airbus, но и на полётные аварийные случаи тоже.
«Шедевром» стал МС21, поскольку в эпоху доступности информации о мировом опыте создания магистральных ВС и при современных общемировых требованиях Норм лётной годности спроектировать такую конструкцию навески стоек ООШ и пилона маршевого двигателя… Её смогут «сертифицировать» (выдать типа сертификат, а не сертификат типа) только в РФ, и летать она будет только в РФ, поскольку даже Китайский авиапром, как и автопром, смотрит, что вокруг в мире делается и старается работать не «наотшибись», а чтобы товар был конкурентоспособным и его можно было сертифицировать (безопасным) и продать.
Послесловие
За многие годы создания транспортных самолётов в мире накопился немалый опыт, который написан кровью. Ни одна авиафирма не потратит ни копейки на повышение безопасности, если это не приносит выгоды или бездействие не приведёт к убыткам, не совместимым с дальнейшим существованием частной авиафирмы. Другое дело – наши гос. конторы…
Во всём мире многие не только эксплуатирующие компании, но и Разработчики, закрывались после авиакатастроф, особенно, когда создание транспортных ВС не было зарегулировано Нормами лётной годности. Бились тогда не часто, а очень часто. Для того уровня авиационного опыта и совершенства техники это было нормально. Человечество в целом умнеет, а вот конструкция отдельного человека остаётся той же самой, как и влияние человеческого фактора. Пока искусственный интеллект не научился проектировать самолёты и учитывать все нюансы, а по моему опыту это произойдёт очень не скоро, ЛА будут создавать люди, которым свойственно ошибаться. Но нужно разделять ошибки, которые создатель ВС должен исправлять, а также тупость и глупость дуром прущих идиотов, которые каким-то образом оказались в авиастроении. Притом, если их спросить, зачем они сделали это, они, как правило, сами не могут ответить на этот вопрос или будут нести полную бессвязную, ничем не аргументированную ахинею, а в авиации на любое техническое решение обязан быть «железобетонный аргумент». Но ведь кто-то их с таким профессиональным уровнем поставил на те должности, которые они годами, десятилетиями высиживают и получают за это неплохую зарплату…