Цикл статей о перспективах возрождения производства транспортных самолётов
Продолжение предыдущей статьи:
Поэтому под каждый тип самолёта нужен свой комплект из тысяч тщательно изготовленных пресс-форм и стапелей, которые подправляются по мере накопления опыта производства. К примеру, первые несколько Ан-140-100, что пошли в АК «Якутия», «Авиакор» собрал на фюзеляжах производства ХГАПП, первый же для Министерства обороны, номер 002 — на своём.
В цехе основной сборке проверку на герметичность проводили — займите устойчивое положение — 55 раз, прежде чем удалось подогнать все двери и люки, чтобы уложиться в норму по утечкам. Зато со следующей машиной на своём фюзеляже, 004, всё пошло куда веселее — помогли опыт и проведённые на оснастке работы.
А ведь подгонки может потребовать любой стапель — например, для изготовления трубопроводов. Уйдёт в размерах на несколько миллиметров хотя бы один — под угрозой вся система, от лишних напряжений она может просто разрушиться в полёте.
Поэтому, если стапели порезаны или просто побиты коррозией от неправильного хранения (некому было оплачивать отопление корпуса) — то всё надо начинать с нуля. Набрать людей, кто умеет делать такие довольно специфичные металлоконструкции, сделать стапели, отработать технологию, на выходе получив пару-тройку кривых-косых изделий, с большой натяжкой повторяющих чертежи... Однако именно на них проводятся испытания — на некоторых экземплярах лётные, на некоторых прочностные.
Обобщая вышесказанное: утеря оснастки означает повторение сложнейшего процесса подготовки производства, который завершается лишь с изготовлением первых машин.
- 3. Люди. В статье уже не раз звучало это слово. Конструкторское бюро — квалифицированные работники. Подготовка производства — тоже. Клёпка, при кажущейся простоте, тоже требует мастерства, ибо эта работа сродни огранке алмазов или рисованию — в ней многое зависит от индивидуального мастерства и врождённых способностей.
Опытные руководители цехов агрегатной сборки говорят, что для подготовки на производстве клёпальщика, даже окончившего профильный колледж, требуется 3-4 года. Конечно, сейчас эти процессы можно автоматизировать, но клёпальные автоматы и прессы (заклёпки можно ещё и прессовать) — специфичное и дорогостоящее оборудование, тоже требующее квалифицированного персонала.
Поэтому при создании производства с нуля мало просто исполнения технологии — нужно то, что называется школой. Подготовка сотрудников требует специальных учебных заведений, а для работы в этих заведениях крайне желательны преподаватели-практики. Любой, кто устраивался после института или колледжа на работу по специальности, знает разницу в цене знаний, данных преподавателями-теоретиками и преподавателями-практиками, кто имел опыт работы в той области, по которой преподаёт. И чем ближе область, говоря языком полиции, к «земле» — тем ценнее практика.
У нас же в поддержке школы 30-летний разрыв. С подачи Гайдаров, Собчаков и тех, кто стоял за ними, земля им стекловатой, мы все эти годы жили по доктрине «продавать нефть и покупать чужое». Тем, кто был годен в наставники, кому в конце 80-х было по 30 — 40 лет, у кого уже был опыт и ещё была гибкость ума — всем им сейчас по 60 — 70. От некоторых осталась одна фотография, многие ушли из профессии и растеряли за треть века всю или почти всю квалификацию.
Те, кто не попадает в эти два пункта — замечательные специалисты, арматура, мне посчастливилось не в одном коллективе работать с ними. Взглянем на фото:
Из всех этих сотрудников лётно-испытательной станции Куйбышевского авиазавода (ныне «Авиакор») до 2010-х годов доработали трое, кто отмечен. На 2023 год работает лишь один — инженер-испытатель Туманов Валерий Павлович, мой наставник и напарник в течение 6 лет работы на ЛИС. Десятков Анатолий Николаевич ушёл с поста начальника цеха на пенсию в возрасте за 80. Куликов Александр Сергеевич, техник по СД, покинул нас во время суточного дежурства — от ОНМК* в 69 лет...
Без арматуры на сложнейшем производстве никуда, я сделал вывод, что для качественной передачи опыта нужно, чтобы на одного новичка приходилось 3-4 опытных — тогда они до самого подсознания воспитывают его как надо. Если нет — то, что называется школой, прерывается. Никакими инструкциями и запретами это восполнить нельзя, поскольку ни одна инструкция не вмещает всего.
Вывод: люди есть, но их жутко мало, а поддержки у этих людей ещё меньше.
- 4. Двигатели. Предположим, планер Ан-26 или Ан-12 воссоздать всё же удалось, по агрегатам систем (гидравлической, электроснабжения, навигации и так далее) унифицировать с условным Суперджетом удалось... Вопрос: какие на них двигатели ставить?
Для Ан-140, сына девяностых, «Мотор Сечь» доработала свой ТВ3-117 до ТВ3-117ВМА-СБМ1 — установкой заднего редуктора и валопровода от свободной турбины к редуктору винта. Вот эта трансмиссия, буквой Г нависающая над двигателем:
Так же устроен ТВД-10 для лёгкого самолёта Ан-28, он создан на базе ГТД-3Ф от противолодочного вертолёта Ка-25. ТВД-10 я показывал в одной из предыдущих статей:
Но если с тысячей сил ГТД-3Ф такая трансмиссия ещё справляется, то для 2500 л. с. (2800 в чрезвычайном режиме) это и правда полная буква Г. Бывали и серьёзные отказы, и, даже несмотря на небольшое число выпущенных Ан-140, катастрофы из-за отказа именно трансмиссии. Аналогия грубая, но тут примерно та же история, что с тепловозами — на сотни лошадиных сил, край — на 1200 л. с. (ТГМ6), механическую передачу наша промышленность выпускает вполне успешно, и то при интенсивной работе ТГМ называют «ты горе моё».
А вот больше, 3-4 тысячи сил — только электропередача, то есть дизель-генератор и тяговые электродвигатели, потому что многоступенчатые редукторы и карданные валы на такие мощности, втиснутые в тепловозные габариты, долго не живут.
Об устройстве локомотивов — в цикле «ТЭД — труженик электродвигатель», конкретно о размещении тяговых двигателей у колёсных па́р — в статье 23:
Ещё один вариант, как передать от стоящей сзади свободной турбины мощность к стоящему спереди винту — развернуть двигатель задом наперёд, так сделали чехи при создании Вальтера М601, он показан в разрезе в одной из статей «Как измерить силушку богатырскую у самолёта»:
Но опять же — такие фокусы легко проходят при мощности в сотни киловатт, но не в тысячи, слишком велики потери на двойной разворот газового потока, а также от увеличения миделя силовой установки. Поэтому самое красивое решение — протащить вал от свободной турбины сквозь турбокомпрессор, как в турбовентиляторном двигателе проходит вал к вентилятору. Так и сделано на ТВ7-117, созданном глубокой переработкой ТВ3-117:
Как видим, компрессор для сокращения длины двигателя сделан комбинированным — осевые ступени (залиты светло-синим) дополнены центробежной (тёмно-синяя), которая по напорности заменяет несколько осевых. Из-за этого камера сгорания (залита красным) из прямоточной превратилась в противотоковую, что для двигателей такой мощности, 3000 л. с. и больше, есть решение весьма спорное — из-за тех же самых потерь энергии на двойной разворот потока, а также огромной нагрузки на жаровую трубу для разворота. Вот первое слабое место двигателя.
Далее, модули турбин были растянуты в длину, чтобы в модуле свободной турбины (зелёная) уместились опора и задняя часть вала, уходящего вперед (сиреневый). Здесь мне уверенно судить сложно, ибо пока подробно конструкцию турбин ТВ3-117 и ТВ7-117 не сравнивал, но подозреваю две вещи. Во-первых, проектирование шло в те самые годы, о которых сказано в пункте 3, когда была проблема в том числе с людьми, поэтому в работе с высокой вероятностью допущены серьёзные, хоть и неочевидные ошибки.
Во-вторых, турбины на в 1,5 раза бо́льшую мощность созданы масштабированием, а конструкции «вверх» масштабируются сложно, это одно из правил проектирования — массы и силы растут нелинейно, конструкция, образно говоря, перестаёт нести сама себя. И если в турбине компрессора видно значительное утолщение дисков, то обводы свободной турбины практически повторяют оные у ТВ3-117. Это нуждается в проверке за точной конструкторской документацией (которую сегодня поди достань), но моё личное мнение таково — возможно, двигатель нежизнеспособен на мощностях 3000 — 3400 л. с. конструктивно.
То есть двигателя для Ан-26 нового поколения у нас просто нет. АИ-24, равно как и его отец АИ-20, производился в государстве У. Свои размышления по поводу вариантов силовой установки я уже излагал в первой статье про Ил-112, ссылка есть выше. А что ставить на новое поколение Ан-12? Ответ лежит на поверхности: НК-4, который был в своё время выпущен серией порядка 200 двигателей и летал, но по причинам, истинные из которых мы вряд ли узнаем, уступил АИ-20.
НК-4, вопреки расхожему в Сети заблуждению, не со свободной турбиной, он одновальный, как и АИ-20. Но у компрессора всего 6 ступеней, да и в целом весовая культура выше, благодаря чему двигатель на центнер легче конкурента. Это уже минус 400 кг только массы самих двигателей, если брать Ан-12, а значит — минус больше полутонны массы самолёта в целом. Это плюс 15 — 20 минут полёта за счёт большего запаса топлива, в километрах — порядка 200.
А задросселированный НК-4 можно ставить и на Ан-26 — об этом с одной стороны говорит существование Ан-32 (Ан-26 с АИ-20), с другой — дополнение двух АИ-24 одним РУ-19А-300 на обычном Ан-26, ибо двух двигателей по 2550 л. с маловато. Ресурс НК-4 при дросселировании с 4000 до 3000 ... 3300 л. с. вырастет колоссально, об отказах двигателей по прогарам и подобным «металлическим» причинам можно будет забыть. Силы высвободятся для борьбы с «системными» дефектами — отказами топливной аппаратуры и пр.
Если начинать возрождение НК-4 именно с этой версии — то это будет отличная база для первоначальной доводки серии. Более того, «Авиакор» прорабатывает возможность выпуска Ан-140 с НК-4, а ПАО «Кузнецов» — возможность выпуска самого НК-4, хоть официальной информации на этот счёт пока практически нет. Но это и правильно: чтобы шуметь — нужен хотя бы первоначальный результат.
Впрочем, по силовой установке Ан-12 нового поколения есть ещё один вариант, более радикальный. И проекты по этой теме были неоднократно, и до сих пор не убраны окончательно под сукно. Об этом — в следующей статье.
Благодарю всех дочитавших! Будущее начинается сегодня, люди будущего тоже начинаются сегодня, и начинаются они нашими силами. Шлю всем привет с экскурсии для 8-го класса, уж извините за ракурс и закрытые глаза — не я снимал, меня снимали:
* А что такое ОНМК — можно прочесть у Фельдшера, он же фельдшер СМП Дмитрий:
Помимо ленты Дзена, где с показами странности, обновления и моего канала, и других по транспорту, можно увидеть в Телеграме в группе «Всё, что движется». Там же публикуются снимки, не вошедшие в статьи:
А все материалы канала — в общем оглавлении: