Турбовинтовой ан 2. Новый «кукурузник» прилетит из Сибири. Геометрические данные самолета общие данные

10 октября 1947 года с аэродрома Новосибирского авиационного завода им. Чкалова взлетел странный биплан и взял курс на Москву. Это был« Везделет» — любимое детище начальника Сибирского научно-исследовательского института авиации(СибНИА) Олега Антонова. Многоцелевой самолет короткого взлета и посадки, который мог бы поднимать 1000−1500 кг груза, для обслуживания труднодоступных районов страны и удовлетворения нужд сельского хозяйства Антонов замыслил еще в 1940 году.

Александр Грек

Долгие годы, в основном по ночам, он разрабатывал проект в одиночку — в сороковые годы, эру монопланов, бипланная схема рассматривалась как анахронизм. Только один Антонов считал, что биплан — идеальная схема для самолета, построенного на принципе малых скоростей и высоких взлетно-посадочных качеств. Единственный шанс на постройку биплана дал Александр Яковлев, первым заместителем которого во время войны и работал Антонов, предложив осенью 1945 года возглавить филиал своего ОКБ при новосибирском заводе № 153 им. В. П. Чкалова. Самолет строился стремительными темпами, и в конце июля 1947 года первый экземпляр биплана был готов, через три месяца вылетел в Москву на госиспытания, а еще через год машина была запущена в серийное производство под наименованием Ан-2.

5500 км увеличение максимальной дальности полета
  • Самолет проектируется с большим модернизационным запасом
  • Сохранение взлетно-посадочных характеристик самолета Ан-2 (короткий разбег и пробег)
3000 кг увеличение коммерческой нагрузки
  • Установка ВСУ в качестве дополнительной тяговой СУ
7400 кг максимальный взлетный вес
  • Возможность выполнения полетов днем и ночью, в том числе в сложных метеоусловиях
330 км/ч увеличение крейсерской скорости полета
  • Возможность эксплуатации в северных широтах
  • Безангарное хранение самолета

Снова биплан

Как только я прилетел в Новосибирск, несколько друзей, не сговариваясь, сообщили: «У нас в СибНИА Владимир Барсук углепластиковый «кукурузник» строит! Ты его не знаешь? Ты просто обязан с ним поговорить». Через семьдесят лет после создания Ан-2 новый директор СибНИА Владимир Барсук, работая над использованием перспективных технологий для строительства легких самолетов на 9−19 человек, столкнулся с теми же проблемами, что и когда-то Антонов. Как ни крути, выходило, что самая лучшая схема для легкого самолета России XXI века — все тот же биплан. Как и у Антонова, у Барсука есть множество доводов. Свой ТВС-2ДТС он создал для демонстрации новых технологий, которые и исследовал институт: новой аэродинамики, авиационных углепластиковых композитов, авиадвигателей, бортовой электроники. При всей суперсовременной начинке выглядит самолет действительно как «кукурузник». Почему? Владимир пододвигает к себе лист бумаги и начинает объяснять мне по пунктам.


Один в поле воин

«Нам говорили: ерундой не занимайтесь, сделайте российский аналог L-410 и живите счастливо, — рассказывает Барсук. — Все самолеты такой размерности сейчас делают двухдвигательными. В этом и проблема!» В мире более полутора десятков разных типов двухдвигательных самолетов размерности до 19 кресел, и поэтому войти на рынок с таким же почти нереально. Причем большинство конструкций разработки 1960-х годов, они уже давно самортизировали затраты на разработку и оснастку, и их производители могут сильно демпинговать. Хороший пример — красавец Piaggio Avanti с толкающими винтами. Итальянцы создали выдающийся самолет с необычной аэродинамической схемой. Переднее горизонтальное оперение у Avanti создает подъемную силу, хотя обычно стабилизатор всегда тянет вниз. За счет этого аэродинамика Piaggio Avanti на 15% лучше, чем у конкурентов. «Я летал на нем в Генуе часа полтора, — говорит Владимир Барсук. — Легкая, простая в управлении и безопасная машина. Лучшая в своем классе». Но даже этот современный самолет не смог занять рынок. До его появления лидер рынка Beechcraft King Air продавался по $7 млн. Piaggio собирался продавать свой самолет по $7,5 млн. Экономическая схема была хорошо просчитана. Но как только они появились на рынке, Beechcraft тут же сбросил цену до $6 млн. На этом все успехи Piaggio закончились. Компания продает 13−14 самолетов в год редким ценителям итальянского инжиниринга. «Мне стало понятно, что заходить на рынок с двухдвигательным самолетом, даже гениальным, бесполезно, — Барсук зачеркивает рисунок самолета с двумя винтами. — Какие-то шансы появляются, если эксплуатационные характеристики превосходят показатели конкурентов раза в два. Мы же не строим самолеты такого класса с 1953 года, отдали производство за границу и подобными технологиями не обладаем. Поэтому двигаться в ту сторону бессмысленно».


Безопасность

Из 2500 двухдвигательных самолетов малой размерности (L-410, Ан-28 и DHC-6 Twin Otter), которые эксплуатируются в России, в катастрофах было потеряно 395 машин. Погибло около 2700 человек. А из 18 000 выпущенных Ан-2 катастрофы коснулись чуть более 110 самолетов, что унесло жизни около 500 человек. Аварий — более 600, но люди остались живы. Выходит, что старенький Ан-2 безопаснее новых самолетов не в разы, а на порядок. Владимир Барсук как летчик-испытатель объясняет это так. Основное количество отказов двигателя происходит на взлете или посадке, а отказ одного двигателя при двухдвигательной схеме на взлете, как правило, приводит к фатальным последствиям: при развитии скольжения возникает стремительный неуправляемый срыв. Летчику надо иметь очень высокую квалификацию, чтобы совладать с этой ситуацией.

Двухдвигательный самолет обязан сохранить управляемость в случае отказа одного двигателя. Для этого нужно увеличить площадь элеронов, чтобы устранить крен, и площадь хвостового оперения, чтобы педалями удерживать направление. Поэтому хвостовое оперение и элероны в такой машине переразмерены на 10−15% и в случае отказа двигателя создают дополнительное сопротивление, что требует увеличения тяги. В итоге на самолетах вынуждены ставить переразмеренные моторы.


Построенный в СибНИА цельнокомпозитный биплан — демонстратор новых технологий для малой авиации. На нем была отработана технология изготовления элементов авиационной техники методами вакуумной инфузии и термостабилизации препрегов.

А отказ двигателя Ан-2 не оставляет пилоту вариантов и заставляет принимать решение о вынужденной посадке. Самолет планирует на скорости 130 км/ч, снижаясь с вертикальной скоростью 3,5 м/с, превращаясь в большой управляемый парашют для пассажиров. Возможность снижения скорости до 40−50 км/ч при посадке позволяет даже при лобовых столкновениях с препятствиями обеспечить высокую выживаемость.

Вместо сердца

Еще в 1970-е годы собирались ремоторизировать Ан-2, заменив его поршневой двигатель турбовинтовым. Дело в том, что поршневой двигатель быстро теряет тягу при увеличении скорости и высоты полета, а газотурбинный — нет. Только за счет применения силовой установки другого поколения можно получить почти 30%-ный прирост тяги на крейсерских скоростях. С поршневым двигателем Ан-2 летает в горизонте на скоростях 220−230 км/ч, а при переходе на турбовинтовой двигатель достигает 295−300 км/ч. Только выполнять полет на Ан-2 на такой скорости нельзя, так как при превышении 230 км/ч начинается повышенная вибрация расчалок, которая негативно действует на конструкцию крыла. Например, у Ан-3 (турбовинтовая версия Ан-2), которые первое время гоняли на скоростях под 250 км/ч, при прохождении капитального ремонта выявили повышенное количество усталостных трещин на нервюрах.


Одна из основных проблем российской малой авиации — отсутствие современного турбовинтового мотора. Опытный образец оснащен двигателем Honeywell TPE331−12U, производство которых планировалось локализовать в России.

Два или одно?

До Барсука априори считалось, что бипланы — это что-то из начала XX века. Последним аэродинамику бипланов изучал Антонов в том же СибНИА. Возобновив исследования, Владимир Барсук узнал об этой схеме много интересного. «Я летчик, — довольно жестко говорит Барсук. — Когда у моего самолета отказывает двигатель, я падаю на землю, поэтому мне очень хорошо понятны преимущества биплана. И никакой аэродинамик не убедит меня в обратном». И задачу своим конструкторам он поставил конкретную: большой мидель снижает аэродинамику биплана, необходимо подтянуть ее к показателям моноплана. Подтянули.

Рассуждения о том, что моноплан с хорошей механизацией и хорошими закрылками будет по характеристикам равняться Ан-2, Барсук поставил под сомнение. Дело в том, что аэродинамические характеристики моноплана с высокоразвитой механизацией резко падают при возникновении скольжения — как в аварии с взлетавшим Ан-70 в Омске.


Одно из главных ограничений Ан-2 — расчалки между крыльями. И первой задачей, которую предстояло решить команде Барсука, — уход от расчалок. По сути, у нового самолета два центроплана, верхний и нижний, и крыло замкнутого контура образует силовую конструкцию. Такая схема принесла дополнительный бонус — снижение индуктивного сопротивления на 5−10% в зависимости от скорости. Это необычное прочтение исследованных ранее кольцевых крыльев позволило получить большую устойчивость к боковому ветру.

Правда, когда в Новосибирске попытались спроектировать металлический самолет без расчалок, крылья получились тяжелее в два раза. Комплект крыльев антоновской машины весил 830 кг, а новых металлических — 1600 кг с лишним. Композиты, технология которых и исследовалась в СибНИА, позволили снизить вес до 1050 кг и летать на скоростях за 300 км/ч.

Биплан XXI века

На вопрос, почему же новый композитный самолет при другой аэродинамике так напоминает Ан-2, Владимир Барсук со смехом отвечает: «Аэродинамика с тех пор не поменялась. Воздух не стал плотнее». Антонов, например, потратил несколько месяцев только на то, чтобы точно определить расположение стабилизатора, — первоначально он был в другом месте. Провели множество исследований, чтобы правильно разместить стабилизатор. И он у Ан-2 стоит идеально. Хотя фюзеляж у самолета Барсука шире на 30 см и длиннее на 50 см, благодаря тому что применили другой профиль стабилизатора, удалось значительно увести центровку назад, в результате чего кабине добавилось более 2 м в длину.

При практически тех же габаритах внутренний рабочий объем фюзеляжа вырос на 40%. Когда оказываешься в кабине, первое впечатление — это не Ан-2! Расход топлива по сравнению с Ан-2 уменьшился на 30%, и это не дефицитный авиационный бензин, а керосин.

Сравнение летно-технических характеристик самолета ТВС-2дтс с аналогами
Летно-технические характеристики Ан-2 Ан-3 ТВС-2ДТС Cessna 208B Grand Caravan
Вес пустого ВС, кг 3350 3450 3500 2048
1500 1800 3000 1404
Крейсерская скорость, км/ч 180 240 330 320
Крейсерский часовой расход топлива, л/ч 190 260 200 220
Дальность полета с полной загрузкой, км 780 900 1583 400
Длина разбега / пробега, м 150/170 140/100 150/190 354/218
Минимальный часовой расход топлива, л/ч 120 180 140* 130
Время набора 3000 м, мин 26 6 9 13
Максимальная высота полета, м 4400 4900 4000 7620

*На скорости 160 км/ч и высоте 4000 м.

В конструкции нового самолета много мелких нюансов, не видных с первого взгляда. Например, выхлопная труба, которая находится справа, дает дополнительную тягу в 100 кг и компенсирует реактивный момент от винта. А минимальные скорости достигаются идеальным балансом управляющих поверхностей. При изменении режимов двигателя рули управления почти всегда остаются в нейтральном положении. А что такое отклоненные руль направления или элероны? Это по сути тормозной щиток.

Владимир Барсук считает, что его команда СибНИА создала новый самолет, который может принципиально изменить авиационную логистику. Сегодня, доставляя груз в Сибирь, Ан-12 летит сначала в транспортный хаб, например Новосибирск, после этого груз по 2−3 т перегружают в Ми-8, который стоит сумасшедших денег, и уже он летит в поселки за 500−800 км. Новый самолет может взять в Москве те же самые 2,5 т и напрямую доставить их на место. К тому же все Ан-12 и несколько сотен Ми-8 выходят из эксплуатации по ресурсу в течение ближайших пяти лет, и развозить грузы по российской глубинке станет просто не на чем.


Через два года СибНИА рассчитывает наладить в Новосибирской области серийное производство цельнокомпозитных бипланов и выпускать на начальном этапе 20 штук в год.

Барсуку говорят: сегодня у нас есть Ан-2, и он занимает свою нишу, а вы делаете дорогой самолет, и он не нужен. «Если мы создадим самолет, который востребован прямо сейчас, эта машина будет позади рынка в режиме «вчера», а мы, как НИИ, должны работать с опережением на «завтра», чтобы формировать рынок, — твердо уверен руководитель СибНИА. — У нас еще масса нереализованных идей в запасе».

Ровно через семьдесят лет с аэродрома Новосибирского авиационного завода им. В. П. Чкалова взлетел странный биплан и взял курс на Москву. Это был углепластиковый «Везделет» — любимое детище начальника Сибирского научно-исследовательского института авиации (СибНИА) Владимира Барсука. Он летел на «МАКС-2017». Без дозаправки и напрямую, поскольку времени для промежуточных посадок не оставалось…

Новосибирские инженеры представят серийный вариант самолета, который придет на смену знаменитому Ан-2 «Кукурузнику», уже в 2017 году.

«В конце этого года мы предоставим демонстратор с цельнокомпозитным фюзеляжем», - заявил ведущий инженер Сибирского научно-исследовательского института авиации Сергей Иванцов . Он напомнил, что опытный экземпляр самолета, в котором были опробованы новые композитные материалы, специалисты института собрали еще в прошлом году. Характеристики нового самолета, готовящемуся сменить «Кукурузник» будут значительно лучше.

Он будет способен перевозить в два раза больше грузов, до трех тонн, вдвое увеличится его крейсерская скорость - до 350 км в час и дальность полета до 3,5 тысяч километров. При этом самолет сохранит традиционные преимущества Ан-2, такие как возможность взлетать и садиться с короткой взлетно-посадочной полосы.

Подробнее о ТВС-2МС или «Кукурузнике» 21 века, а также об истории созданий легких самолетов в России, «Экономике сегодня» рассказала старший научный сотрудник Центра экономических исследований РИСИ Елена Семенова:

«Кукурузник» был изготовлен где-то в сороковых годах и все это время летал как рабочая лошадка и в СССР и в российской истории. В июне прошлого года прототип, разрабатывающийся на замену легкого самолета Ан-2, совершил первый полет.

Проблема с легкими самолетами у нас стоит давно, хотя разработки ведутся постоянно. Но они ведутся не крупными предприятиями, а в основном частными компаниями, которые имеют достаточно ограниченные возможности. И хотя предложений было много, но проблема остается актуальной до сих пор.

Создатели ТВС-2МС решают проблему замены парка устаревших машин за счет глубокой модернизации

В свое время самарское предприятие ЦСКБ «Прогресс» предложило 9-местный самолет «Рысачок» для таких работ. Потом нижегородским авиастроительным заводом «Сокол» тоже разрабатывался проектный ряд легких самолетов на базе легкомоторного самолета «Гжель». При участии МАИ разрабатывался проект 9-местной машины Виконт V100 – реинкарнация самолетов «Грач». Но серьезно на роль приемника «Кукурузника» претендовал именно «Рысачок».

Но на совещании в Минпромторге в 2014 году, которое было посвящено созданию самолета на 9-19 мест, решение было вынесено в пользу совместного российско-австрийского проекта Diamond Aircraft. Речь шла в тот период об организации производства и совместной разработки семейства легких многоцелевых самолетов на 9 и 19 мест для местных авиалиний на базе уральского завода гражданской авиации УЗГА.

Австрийская компания была выбрана партнером, потому что имела богатый опыт в создании легких самолетов из композиционных материалов. В рамках проекта планировалось сертифицировать машину к 2017 году. Вначале предполагалось, что сборка двигателя будет в Австрии, а на втором этапе частичная локализация комплектующих в России. В завершении двигатели должны были производиться в России. Насколько сейчас сказать сложно, открытая информация отсутствует.

Для российской экономики сборка зарубежной авиатехники с локализацией производства выглядит, наверное, предпочтительнее, чем покупка или приобретение готовых машин. К концу того года доля западных лайнеров в российском коммерческом парке местных воздушных линий составляла 22%, остальную часть занимали в основном Ан-2. Стоит заметить, что у них запас прочности очень большой, поэтому они и взяты за основу нового самолета. Создатели ТВС-2МС решают проблему замены парка устаревших машин не путем создания новой техники, а за счет глубокой модернизации».

11 июня в Новосибирске впервые поднялся в воздух прототип самолета, который призван заменить легендарный Ан-2. Новый биплан сохранит главную способность Ан-2 - садиться и взлетать практически где угодно. Новая модификация самолета будет представлена на Международном авиационно-космическом салоне в Москве в августе 2015 года. Биплан планируют использовать в сельском хозяйстве при химических работах на полях, грузо- и пассажироперевозках.

«Кукурузник» ТВС-2ДТ Фото: Пресс-служба компании Sukhoi

Какой самолет заменит устаревший Ан-2?

Как отмечают в пресс-службе новосибирского филиала компании «Сухой» Новосибирского авиационного завода имени Чкалова, в конструкции нового самолета панели, лонжероны и элементы каркаса крыла будут изготовлены из углепластика. Новая конструкция, как ожидают разработчики, поволит сделать самолет в полтора раза быстрее.

Новый самолет на базе Ан-2 пока именуется аббревиатурой ТВС-2ДТ. У нового самолета в два раза больше грузоподъемность, в три раза выше дальность полета, на 50% выше крейсерская скорость. Максимальная скорость биплана - 330 км/ч (скорость «Кукурузника» - около 200 км/ч). Новый самолет сможет везти 3 тонны груза со скоростью 300 км/ч на дальность порядка 2,5 тыс. км.

«В отличие от классического бипланного крыла, полностью отсутствуют расчалки, что позволит в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полета. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полете», - заявляют в пресс-службе «Сухого».

Как и Ан-2, новый биплан будет иметь короткую взлетно-посадочную дистанцию - 50-70 метров.

Разработку нового поколения легкого многоцелевого самолета ведут специалисты СибНИА им. С.А. Чаплыгина. По словам разработчиков, испытания самолета продлятся от полугода до двух лет. В случае успешного тестирования, серийное производство самолета может быть начато в 2017 году.

Сколько будет стоить производство нового самолета?

Стоимость нового самолета, по оценкам Сибирским НИИ авиации им. Чаплыгина будет в районе 1,5-2 млн долларов в зависимости от авионики и оборудования. Как отмечают разработчики, перед началом серийного производства необходимо решить проблему с двигателем. Собственного двигателя у России нет. Поэтому варианта здесь два - либо создать новый российский, причем обязательно на керосине (это дешевле и доступнее), либо ставить импортный. За два года, через которые должен полететь новый «кукурузник», создать новый двигатель нереально. Поэтому на первом этапе в любом случае придется использовать двигатель зарубежного производства.

С 2010 года на биплане вместо старого поршневого двигателя устанавливают современные турбовинтовые двигатели американской компании Honeywell.

Что представляет собой Ан-2?

Ан-2 (по кодификации НАТО: Colt — «Жеребёнок», разг. — «Кукурузник», «Аннушка») — советский лёгкий многоцелевой самолёт. Представляет собой поршневой однодвигательный биплан. Один из самых популярных советских самолетов, создан в Новосибирске. Он широко использовался не только на местных маршрутах, но и, например, в сельском хозяйстве при химических работах на полях. Ан-2 был удобен тем, что мог приземляться на неподготовленные грунтовые площадки. Ан-2 производился в СССР, Польше и продолжает выпускаться в КНР. Всего было построено порядка 20 тысяч таких бипланов. Как самолет, производящийся более 60 лет, Ан-2 попал в Книгу рекордов Гиннесса.

Свой первый полет Ан-2 совершил 31 августа 1947 года с аэродрома авиазавода им. Чкалова в Новосибирске. Впоследствии самолет серийно выпускался на заводе № 437 в Киеве (Киевский государственный авиационный завод «АВИАНТ» - ныне входит в состав Украинского государственного авиастроительного концерна «Антонов»).

Выпуск Ан-2 продолжался до 1963 года, и за этот срок было выпущено 3164 экземпляра различных модификаций. Специализированный сельскохозяйственный вариант Ан-2М выпускался также на заводе №464 в городе Долгопрудный Московской области (ныне Долгопрудненское научно-производственное предприятие - производитель вооружений для средств ПВО).

Наибольшее количество бипланов АН-2 было выпущено в Польше. С 1958 года ей были переданы права на производство этого самолета. На заводе WSK «PZL-Mielec» в польском городе Мелец производство сохранялось до конца 1992 года, а отдельные мелкие серии выпускались до января 2002 года. Всего в Польше было выпущено 11915 экземпляров самолета АН-2, из которых 10440 было поставлено в СССР (и далее в СНГ после распада СССР).

Новосибирские авиаконструкторы представили модернизированный «кукурузник»

В преддверии Международного авиационно-космического салона «МАКС» в Новосибирске прошли испытания модернизированного самолета Ан-2.
Легендарный «кукурузник» преобразился как внутри, так и снаружи. Теперь он способен без дозаправки долететь до Москвы.

Быстрее, выше…
— Можно сказать, что это новый самолет, который заменит существующий и уже устаревший Ан-2. Мы только использовали фюзеляж старого самолета, — рассказал летчик-испытатель, директор Сибирского научно-исследовательского института авиации имени Чаплыгина Владимир Барсук.

Он сам поднял биплан в воздух перед серьезным тест-драйвом на МАКСе, ведь машина примет участие в показательных выступлениях.

Начинка Ан-2 действительно претерпела кардинальные изменения: заменены система навигации, светотехническое оборудование, авионика. Также новосибирскими конструкторами разработано цельнокомпозитное крыло с использованием новых технологий, аналогов которому нет.

— Все это позволит самолету выполнять полеты в сложных метеоусловиях и перевозить почти в два раза больше груза. Его крейсерская скорость составит порядка 320 — 330 километров час, это почти вдвое больше, чем раньше, — отметил Владимир Барсук.

Биплан способен подняться на высоту семь тысяч метров, то есть почти в два раза выше, чем его предшественник. Увеличилась и длительность полета без дозаправки, поэтому в Москву летчики планируют добраться без остановок, значительно сэкономив время.

Пресс-тур в СибНИА организовала партия «Единая Россия». Как рассказывают конструкторы, несмотря на все ноу-хау, преемственность машины сохранена полностью — новый Ан-2 прост в обслуживании и способен приземлиться почти на любую более-менее ровную поверхность. Новосибирский самолет хорошо подойдет для грузовых и пассажирских перевозок в отдаленных регионах страны с плохой транспортной доступностью.

— Его можно использовать и в качестве патрульного, геологоразведочного, десантно-транспортного, лесопожарного, сельскохозяйственного самолета, — рассказали в СибНИА.

Встать на конвейер
Сегодня 90 процентов парка малой авиации России составляют устаревшие Ан-2. Поэтому на новосибирскую версию нового «кукурузника» все надежды. По мнению Владимира Барсука, к 2018 году можно будет говорить о серийном производстве биплана: пока, по предварительным подсчетам, речь идет о 300 — 500 машинах в год.

— Сейчас мы определяем летно-технические характеристики, дальность полета, расход топлива. К МАКСу мы уже должны для компаний-эксплуатантов подготовить четко подтвержденные летно-технические характеристики самолета, чтобы провести с ними в рамках салона совещания и определить предварительный спрос. Как научный институт мы обязаны авиационной промышленности представить проект самолета с проработанными конструкторскими решениями, подтвержденными характеристиками, — сообщил Владимир Барсук.

Традиционно во время авиационно-космического салона в Жуковском, который в этом году пройдет с 25 по 30 августа, состоится так называемый президентский показ, в рамках которого главе государства демонстрируют последние и лучшие достижения отрасли. В СибНИА не исключили попадания в VIP-просмотр. Но главная задача все же — не отличиться перед Президентом, а заинтересовать потенциальных заказчиков.

КСТАТИ
СибНИА с 1994 года является участником проекта «Крылатая память Победы», национальной коллекции летающих самолетов времен Великой Отечественной войны. В его рамках в городе восстановлено более пятнадцати самолетов военного времени. Один из них — истребитель Миг-3, поднявшийся в небо в этом году во время празднования Дня Победы.

СПРАВКА
Ан-2 — советский легкий многоцелевой самолет. Используется как сельскохозяйственная, спортивная, пассажирская, транспортная машина, состоит на вооружении ВВС ряда стран. Многие из них летают более 40 лет, налет некоторых достигает 20 тысяч часов. Занесен в Книгу рекордов Гиннесса как единственный в мире самолет, который выпускается уже свыше 60 лет.

Самолёт ТВС-2МС - это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР - биплана Ан-2. Поэтому сначала уместно сказать несколько слов об этом легендарном самолёте.

Ан-2 - советский лёгкий многоцелевой биплан с одним поршневым двигателем и расчалочным крылом. Странно, зачем в НАТО решили дать своё название этому самолёту, который с военной точки зрения не несёт никакой угрозы Северо-Атлантическому альянсу, но они назвали его "Жеребёнок" - Colt. У нас этот самолёт называют иногда "Аннушкой", иногда "Кукурузником".

Самолёт был спроектирован в 1946 году в ОКБ-153 при Новосибирском авиационном заводе им. Чкалова. Руководил ОКБ-153 Олег Константинович Антонов. 31 августа 1947 года в воздух поднялся первый опытный образец - СХ-1, а через два года - 9 сентября 1949 - первый серийный Ан-2.

Ан-2 построен по аэродинамической схеме расчалочного биплана с цельнометаллическим фюзеляжем и прямым двухлонжеронным крылом. Верхнее крыло снабжено автоматическими предкрылками по всему размаху, щелевыми нависающими закрылками и элерон-закрылками. На нижнем крыле установлены только щелевые закрылки. Обшивка крыльев и оперения - полотняная. Шасси - неубирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. В зимнее время предусмотрена установка лыжного шасси. Силовая установка состоит из поршневого 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения АШ-62ИР с четырёхлопастным воздушным винтом.

Народное название «кукурузник» самолёт получил в 50-х годах в наследство от По-2, поскольку заменил предшественника на сельскохозяйственных работах в период массового засева полей кукурузой.

Самолёт эксплуатировался на местных воздушных линиях для перевозки пассажиров и грузов, на линиях, связывавших областные центры с небольшими городами, посёлками, сёлами и деревнями. Будучи простым в эксплуатации, пригодным для работы с неподготовленных грунтовых площадок и обладая малым разбегом и пробегом, Ан-2 был незаменим в сельскохозяйственной и санитарной авиации, его можно было увидеть как в районах Крайнего Севера, так и в среднеазиатских пустынях и высокогорных районах Кавказа и Тянь-Шаня. Применялся так же и в ДОСААФ, для десантирования парашютистов-любителей.

Ан-2 выпускался в СССР, Польше и Китае. Всего с момента начала производства было построено более 18 тысяч таких самолётов.

ТВС-2МС

На 2012 год российский парк самолётов Ан-2 составлял 2100 единиц. Из них в гражданской авиации в лётном состоянии находилось около 200 самолётов, у военных - 60-70, в ДОСААФ - чуть больше 100. И идея обновления этого парка не нова - ещё в 1983 году в ОКБ Антонова был проработан самолёт Ан-3 с заменой силовой установки на ТВД-20. Однако массовую модернизацию машин в то время организовать не удалось.

Разработка проекта ремоторизации Ан-2 в ТВС-2МС началась в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С. А. Чаплыгина (СибНИА, Новосибирск) в октябре 2010 года. В 1946 году, когда проектировался Ан-2, институтом руководил Главный конструктор ОКБ-153 - Олег Антонов.

В 2011 году, специально для реализации проекта ремоторизации самолёта Ан-2, в Новосибирске было образовано ООО «Русавиапром». Совместным решением Минпромторга и Минтранса России предприятие назначено изготовителем самолёта ТВС-2МС на территории Российской Федерации.

Аббревиатура ТВС-2МС расшифровывается как "турбовинтовой самолёт - 2 члена экипажа модернизиция СибНИА". В названии машины пришлось отказаться от сокращения "Ан", так как оно зарегистрировано на украинское ГП "Антонов".

Основной задачей модернизации ставился переход с авиационного бензина Б-91 и его аналогов на авиационный керосин ТС-1, за счёт чего было получено значительное снижение эксплуатационных расходов. Также требовалось увеличить межремонтный ресурс двигателя, обеспечить автономность и независимость от наземных служб при техническом обслуживании и подготовке воздушного судна к полёту, улучшить температурные условия в салоне и кабине экипажа. При этом должны были быть сохранены основные качества базовой машины.

Из-за отсутствия в России современного экономичного и лёгкого двигателя, в СибНИА приняли решение установить на Ан-2 вместо поршневого АШ-62ИР турбовинтовой двигатель Honeywell ТРЕ-331-12 мощностью 1100 л.с. Двигатель может работать на различных видах топлива, включая авиационный керосин и автомобильный бензин.

Одним из приоритетов ремоторизации машины являлось максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Установка нового двигателя с меньшей массой привело к изменению центровки самолёта, в связи с чем была разработана новая моторама и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Новый удлинённый капот изготовлен из современных композиционных материалов.

Технические характеристики ТВС-2МС
Размах крыла, м
Верхнего 18,17
Нижнего 14,23
Площадь крыла, м 2 43,6
Длина, м 12,40
Высота, м 5,32
Вес пустого, кг 2850
1500
Макс. взлётная масса, кг 5500
Тип двигателя Honeywell TFE331-12
Мощность двигателя, л.с. 1100
Расход топлива, л/час 160
Мин. расход топлива, л/час 119
Макс. скорость, км/час 250
Крейсерская скорость, км/час 200
Макс. дальность полёта, км 1300
Длина разбега, м 50
Длина пробега. м 80
Макс. высота полёта, м 6000
Время набора высоты 3000 м, мин 7

Кажущаяся совершенно архаичной полотняная обшивка крыла Ан-2 на практике даёт ему огромное преимущество. Её можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на одном современном самолёте такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолёты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь отличную весовую отдачу, с которой не сравнится ни один другой самолёт.

7 августа 2012 г. под руководством премьер-министра РФ Дмитрия Медведева прошло совещание по развитию региональных авиаперевозок. Замглавы Минпромторга Юрий Слюсарь рассказал об идее министерства ремоторизировать существующий парк самолётов, поставить на них новые американские двигатели и новое БРЭО. По мнению министерства, это наиболее экономически эффективный и быстрый путь удовлетворить потребности малой авиации. Министерство не случайно вышло с таким предложением - испытания обновлённого самолёта к тому времени шли вполне успешно.

Летом 2012 года на производственной базе СибНИА была организована сборка двигателей ТРЕ-331-12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России.

В ходе лётных испытаний самолёта ТВС-2МС были подтверждены заявленные характеристики, по сравнению с исходным Ан-2 практически все они улучшились на 15-20%, а дальность полёта с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Самолёт стал потреблять на 10% меньше топлива. Полёт на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость лётного часа, т.к. это топливо в 5 раз дешевле бензина.

На высоте 3000-3200 метров истинная скорость самолёта составляет около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счёт использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка ТВС-2МС к полёту при температурах до -15 o С не требует прогрева самолёта. Двигатель ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38 o С, что крайне важно для северных районов. Система отопления позволяет при температуре -30 o С поддерживать в салоне +25-28 o С.

Более обтекаемая носовая часть и изменение картины обтекания потоком от воздушного винта снизили лобовое сопротивление, что повлекло снижение минимальных скоростей полёта. При гладком крыле и взлётной массе 4100-4200 кг самолёт выполняет управляемый полёт на скорости 60-70 км/ч, а с выпущенными на 20 o закрылками - на 35 км/ч. Улучшились и взлётно-посадочные характеристики. При взлётной массе 4700 кг самолёту хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты, а пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.

Пассажирский 9-ти местный вариант самолёта впервые был представлен публике на МАКС-2013.




Фото (с) Виктора Хмелика

В салоне справа у входа установлено откидное кресло стюардессы. Багаж пассажиров размещается под креслами, по словам разработчиков, из соображений центровки в будущем появится вариант с багажным отсеком сразу за кабиной пилота. Багажные полки имеют объём, как на региональных самолётах, каждое пассажирское место оснащено индивидуальной вентиляцией и освещением. В конце салона размещён санузел с биотуалетом и умывальником, поэтому многочасовой полёт на максимальную дальность 1300 км при крейсерской скорости 200 км/ч будет вполне комфортабельным.

Наблюдая полёт ТВС-2МС с земли, кажется, что самолёт просто завис и находится в воздухе только за счёт встречного ветра, и только когда ветер ослабевает, становится заметным его продвижение вперёд.

Эксплуатация

Благовещенская «Амурская авиабаза» стала первым эксплуатантом самолёта ТВС-2АМ в России - 22 апреля 2014 года самолёт ТВС-2АМ приступил к выполнению работ по мониторингу и тушению лесных пожаров в Амурской области. Применение самолёта позволяет объединить несколько лесопатрульных маршрутов и охватить патрулированием большую территорию за один вылет.

В самом конце 2015 года Нарьян-Марский авиаотряд закупил в лизинг два самолёта ТВС-2МС, в мае 2016-го они прибыли в аэропорт базирования. После прохождения процедуры сертификации, 26 сентября 2016 года, ТВС-2МС с десятью пассажирами отправился в первый рейс из аэропорта Нарьян-Мар в Каратайку. Началась регулярная эксплуатация самолёта в Нарьян-Марском объединённом авиаотряде. Самолёты используются по принципу «аэротакси», они выполняют не менее двух рейсов в день, прежде всего на дальних маршрутах - на восток и запад округа в Неси, Шойну, Каратайку, Усть-Кару и Амдерму.

В октябре 2016 года стало известно, что Вьетнам ведёт переговоры с СибНИА о модернизации нескольких десятков Ан-2 в ТВС-2МС.

Производственные мощности ООО "Русавиапром" позволяют проводить модернизацию от 20 до 40 самолётов в год. На начало февраля 2017 года заказчикам поставлено восемь сертифицированных самолётов ТВС-2МС и подготовлено к продаже ещё 15 машин.

К модернизации Ан-2 в ТВС-2МС проявляют интерес многие страны, имеющие значительный парк самолётов этого типа. В Китае рассчитывают самостоятельно по чертежам СибНИА производить модернизацию Ан-2 на своих предприятиях. Кроме того, ведутся переговоры с Казахстаном и Монголией как по вопросу закупки самолётов, так и по возможности организации совместных предприятий по модернизации Ан-2.

Сравнение Ан-2 и ТВС-2МС

Кроме замены двигателя, носового обтекателя, изменения коснулись некоторых самолётных систем и пассажирского салона.

Перед ремоторизацией производится необходимый ремонт узлов и перетяжка обшивки крыла и горизонтального оперения. На модернизированный самолёт устанавливается открытый дизель-генератор KDE2200E, который позволяет в автономном режиме, независимо от наземных служб проводить подзарядку аккумуляторов, использовать приборы связи, в том числе в случае аварийной посадки.

Монтируется автономный воздухонагревательный прибор Airtronic M D4 предназначенный для обогрева и поддержания заданной температуры в моторном отсеке, пассажирской и пилотской кабинах в автономном режиме, в том числе в случае аварийной посадки.

Новая система отопления и вентиляции обеспечивает поддержание комфортных температурных условий путём смешения в нужных пропорциях горячего воздуха, отбираемого от последней ступени компрессора двигателя, с холодным воздухом, поступающим из атмосферы через специальный воздухозаборник. Пропорции смешения регулируются системой заслонок; затем, через глушитель, воздух поступает в пилотскую и пассажирскую кабину.

Существенно переработан пассажирский салон, он стал современным и комфортабельным. Для визуального увеличения размеров салона дверь в кабину пилотов выполнена прозрачной. Оснащение салона включает в себя 9 кресел и одно откидное место, полноценные багажные полки, установлен биотуалет с умывальником.

Сравнение технических характеристик Ан-2, Ан-3Т, ТВС-2МС
Технические характеристики Ан-2 Ан-3Т ТВС-2МС
Вес пустого, кг 3350 3450 2850
1500 1800 1500
Крейсерская скорость полёта, км/час 200 240 200
Расход топлива в крейсерском полёте, л/час 195 260 160
Мин. расход топлива, л/час 120 180 119
Дальность полёта с макс. нагрузкой, км 780 900 1300
Длина разбега/пробега, м 150/170 140/100 50/80
Время набора 3000 м, мин 26 10 7

ТВС-2-ДТ - композитный демонстратор технологий

Вслед за ремоторизацией Ан-2 в СибНИА началась разработка нового самолёта для малой авиации. Опираясь на исходную конструкцию Ан-2, в институте разработали модель из композитных материалов. Проект самолёта разработан в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics».

В ТВС-2-ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска, в кабине пилотов установили четыре жидкокристаллических цветных индикатора - по два для каждого пилота и пятый - в центральной части приборной доски. Двигатель на новом самолёте тот же «Honeywell», что и на ТВС-2МС.


«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если на Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», - рассказывает начальник институтского ОКБ Вячеслав Писарев.

В изготовлении крупногабаритной выклеечной оснастки для углепластиковых деталей самолёта помог НАЗ им. В.П.Чкалова. Детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных методом автоклавной полимеризации из препрегов, специалисты СибНИА планируют изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода.

На территории института находится своё опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта.

Препрег - углеткань, пропитанная связующим, хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе режется несколько слоёв выкройки будущей детали. При этом помимо очертаний задается и направление нитей. Затем заготовка детали помещается в автоклав, где при высокой температуре и в полном вакууме происходит спекание слоёв препрега - полимеризация.

10 июня 2015 года на аэродроме Ельцовка Новосибирского авиационного завода им. В.П. Чкалова (НАЗ), совершил первый полёт прототип лёгкого многоцелевого самолёта ТВС-2-ДТ, разработанного и построенного в СибНИА.

В конструкции самолёта, две последние буквы в названии которого говорят, что это - демонстратор технологий, реализованы передовые решения современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика. Два новых крыла биплана, изготовленные из композитов, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволяет в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полёте. Фюзеляж самолёта специалисты СибНИА планируют полностью изготавливать из полимерных композиционных материалов.