Superjet: сабли на концах крыла ради Лондон Сити

Компания Sukhoi Civil Aircraft Co. (SCAC; Гражданские самолёты Сухого, ГСС) в течение третьей декады декабря испытывает Superjet 100 с новой конфигурацией крыла.

Специальные саблевидные законцовки (кромки дугообразно загнуты назад, передняя длиннее задней — как у кривого клинка сабли), названные по-английски Saberlets, были разработаны ГСС и Центральным аэрогидродинамическим институтом России (ЦАГИ).

Первый полёт состоялся 21 декабря в аэропорту Жуковский, где и базируется ЦАГИ.

Зачем крылу крылышки

Первое: чтобы сократить длину разбега. Это важно при так называемых Hot & High Operations — работе в высокогорных условиях или при высокой температуре воздуха, — когда нет возможности соорудить достаточно длинную полосу.

High — в горах — из-за рельефа.

Hot — в жару — обычно, из-за городской застройки или на островах, где делать насыпь для аэродрома слишком дорого.

Самая важная фаза взлёта наступает непосредственно после отрыва, на так называемой безопасной скорости, или V2. Самолёт должен быть способен сохранять уклон подъёма 2,4% в режиме работы при одном отключённом двигателе (One Engine Inoperative, OEI). Этот параметр зависит от тяги силовой установки и лобового сопротивления самолёта, которое складывается из индуцированного и паразитного.

Чтобы уменьшить паразитное сопротивление (которое можно охарактеризовать как сопротивление воздуха, обусловленное размером авиалайнера), потребуются значительные конструкционные изменения, причём серьёзные затраты на редизайн будут давать относительно небольшой выигрыш в характеристиках.

А чтобы уменьшить индуцированное (зависящее от массы воздушного судна и эффективного размаха крыла), достаточно увеличить последний параметр, стараясь не очень заметно менять первый.

Эффективный размах крыла — это длина кромки, обтекаемой встречным воздухом. Удлинять её можно без увеличения расстояния между концами крыла: просто добавить вертикальные элементы. И их не требуется делать особенно прочными: они не участвуют в распределении нагрузки на крыло. Поэтому масса этих «надстроек» по сравнению с основной конструкцией ничтожна, а само крепление не требует внесения серьёзных изменений в ключевые компоненты.

Законцовки увеличивают эффективный размах крыла, чем уменьшают индуцированное и в целом лобовое сопротивление всего самолёта, что позволяет авиалайнеру сохранять нужный угол подъёма при неизменной мощности двигателя на меньшей скорости. А значит, в итоге его разгон короче — чего и требовалось достичь.

Второе: экономия топлива в длительном полёте.

Здесь действуют те же принципы: удлинённая кромка снижает сопротивление всей конструкции. Но крейсерская скорость уже достигнута, поэтому — так как её стало легче поддерживать — можно уменьшить мощность двигателей. Следствием будет экономия топлива и, как это принято подавать для западного потребителя, снижение выбросов углекислого газа.

Sukhoi Superjet 100, опытный образец с законцовками крыла (Saberlets) в аэропорту Жуковский (ZIA)
Sukhoi Superjet 100, опытный образец с законцовками крыла (Saberlets) в аэропорту Жуковский (ZIA)

Насколько улучшится Superjet

Saberlets позволят сократить расход топлива на 3% при измерении на стандартном маршруте для ближнемагистрального самолёта — 800 морских миль (1 480 километров) с учётом взлёта, набора высоты, снижения и посадки.

Sukhoi Superjet 100 с двигателем SaM146-1S17 сейчас тратит около 1 800 килограммов за час полёта. Сможет тратить 1 746.

Насколько укоротится разбег (сейчас это номинально 1 770 метров на уровне моря с максимальной взлётной массой), покажут испытания.

Sukhoi Superjet 100, первый полёт с законцовками крыла (Saberlets) в аэропорту Жуковский (ZIA)
Первый полёт с законцовками крыла 21 декабря 2017 года

Почему всё происходит именно сейчас

Улучшение показателей — это, конечно, всегда полезно для продаж. Особенно в части расхода топлива, что актуально для каждого перевозчика.

Законцовки могут быть (и наверняка будут) установлены на уже эксплуатируемые самолёты. Это повысит удовлетворённость пользователей и стимулирует их потратить ещё немного денег в пользу производителя — хотя бы и на небольшой апгрейд.

Но более важным сегодня выглядит короткий разгон, и дело — в аэропорту Лондон Сити (LCY).

У него одна взлётно-посадочная полоса. На высоте шести метров над уровнем моря, покрытая асфальтом.

Там не жарко.

Но длина её — всего 1 508 метров, а вокруг — лондонский Ньюэм и богатые обитатели делового центра, которых очень важно перевозить по всему острову и континенту практически от дверей их офисов, дабы миновать уличное движение и не пользоваться общественным транспортом. На этот трафик нацелено несколько европейских авиакомпаний, и среди них — ключевой клиент Гражданских самолётов Сухого.

Ирландская CityJet (WX) соперничает на линии из Сити в Дублин (DUB) с BA CityFlyer (CJ), региональным подразделением британского национального перевозчика British Airways (BA). Пока параллельно Embraer 190 у BA CityFlyer работают старые BAe Avro RJ85 у ирландцев — и их уже пора менять. Подвести своего пока единственного европейского клиента ГСС никак не может.

Весь конец года опытный Суперджет с законцовками крыла будет взлетать и садиться на фоне Канэри-Уорф, чтобы доказать, что полутора километров достаточно для безопасной работы модели при номинальной нагрузке. Получить сертификат и войти в число самолётов, допущенных в один из самых «элитных» мировых аэропортов.

Embraer 190 авиакомпании BA CityFlyer
Embraer 190 авиакомпании BA CityFlyer готовится ко взлёту из аэропорта Лондон Сити (LCY) на фоне зданий квартала Кенэри-Уорф (Canary Wharf)

 

Winglets, Saberlets и Sharklets, имя которым wingtips

Впервые законцовки на массовом продукте были применены на самолётах Airbus A320 в конце 1980-х годов, производились самим авиастроителем и специального названия не имели: как правило, в описании они фигурировали под именем wingtips. Этот термин прижился в технической документации и стал единым для всех моделей.

Но правила маркетинга требуют яркости и индивидуальности.

Второй вариант законцовок для A320 был разработан на стороне — компанией Winglet Technology из Уичиты, штат Канзас. Собственную модель она назвала Winglets, и так как ставила её на одни из самых популярных в мире самолётов, в нулевые годы имя стало нарицательным.

Но не настолько, чтобы его можно было использовать всем подряд и бесплатно.

Поэтому многочисленные последователи стали использовать новый термин — Sharklets (от английского shark — акула).

В свою очередь, ЦАГИ и ГСС проявили фантазию и выбрали собственный вариант — Saberlets. Чем подчеркнули оригинальность продукта при преемственности общих «исторических» задач и направления их решений.

Сертификация ожидается в наступающем году, коммерческая эксплуатация самолётов с Saberlets должна начаться в 2019-м.

Александр Рубцов, президент Гражданских самолётов Сухого, пообещал авиакомпаниям экономию до 5 миллионов рублей в год на один Суперджет только за счёт этих законцовок.

  Шеф Interjet считает Superjet "печатным станком" несмотря на дополнительные техосмотры
Bombardier CS100
Bombardier CS100 прошёл испытания в Лондон Сити и получил допуск: сейчас на маршрутах из Женевы и Цюриха вместо BAe Avro RJ100 их использует Swiss International Air Lines