Почти каждый человек хоть раз в жизни летал на самолете, однако мало кто видел, как их строят. И не удивительно: государств, в которых существует самолетостроение, в мире совсем не много, но у каждого есть свои секреты, ноу-хау, которые строго охраняются.
ForUm’у посчастливилось увидеть, как рождаются украинские самолеты на Государственном предприятии «Антонов», где проектируют, испытывают и производят знаменитые АНы.
Площадь завода – огромная. Не будем приводить размеры предприятия в квадратных километрах, скажем лишь, что на его территории между цехами курсируют рейсовые автобусы, и даже есть аэродром.
Сначала нам показывают один из компьютерных залов конструкторского бюро. На вид это обычный большой офис: множество компьютеров, разделенных мебельными перегородками. Заместитель начальника отделения компьютерных и информационных технологий Игорь Пугач рассказывает, что проектирование самолетов, их комплектующих на «Антонове» осуществляется с помощью цифровой техники. Кульманы, карандаши и чертежные доски остались в прошлом. Также с бумагой не работают и в сборочных цехах.
Интересуемся параметрами компьютеров.
«Машины у нас достаточно мощные, так как мы используем программы для 3D, то есть объемного моделирования. В основном у нас установлены двуядерные процессоры с оперативной памятью 4Гб и 500 Гб жесткими дисками», – говорит Пугач.
Интересно, что в целях защиты от промышленного шпионажа компьютерная система в зале, да и вообще на предприятии, не подключена напрямую к Интернету. «Политика безопасности у нас такая, что мы разделяем внутреннюю сеть и внешнюю. Также не получится вынести информацию на флэшке. Служба безопасности за этим следит», – объясняет заместитель начальника отделения.
Следующий пункт нашей экскурсии – зал аэродинамической трубы. В огромном помещении находится собственно сама аэродинамическая труба, это нечто вроде пылесоса гигантских размеров, только работающего наоборот – на выдувание воздуха. Причем скорость ветра достигает 250 км/час. Перед трубой на растяжках закреплена модель самолета – точная копия в плане аэродинамики настоящего грузового АН-124. То есть все внешние поверхности модели на 100% совпадают с реальным авиалайнером.
Начальник сектора Михаил Мельников рассказывает, что основной задачей испытаний в аэродинамической трубе является определить, как тот или иной самолет поведет себя в воздухе при различных аэродинамических нагрузках, при взлете и посадке. Модель самолета прикреплена к аэродинамическим весам. По их показаниям можно определить силы и моменты, возникающие во время полета. Таким испытаниям подвергаются модели не только будущих самолетов, но и уже летающих. Ведь самолеты находятся в постоянном процессе усовершенствования, и если, к примеру, на внешней поверхности установлено какое-нибудь устройство, пусть и незначительного размера, необходимо проверить, как это повлияет на аэродинамику.
Есть в зале еще одна машина. Она служит для несколько иных целей – определяет опасные резонансные частоты. К машине прикреплена модель самолета АН-70. Она усеяна датчиками, измеряющими нагрузки в каждой конкретной точке. На определенной частоте машина передает вибрации как на модель в целом, так и на отдельные ее части. Это испытание позволяет на земле определить, какие частоты являются опасными для самолета, и спроектировать его таким образом, чтобы во время полета лайнер ни при каких условиях не входил в резонансные колебания. В противном случае существует опасность разрушения летательного аппарата.
Далее идем смотреть, как собирают настоящие самолеты. К цеху окончательной сборки нужно ехать на автобусе, так как он расположен в отдалении от помещений конструкторского бюро.
Заходим в цех. Там находится пять пассажирских самолетов АН-148, АН-158 и один транспортный АН-32.
Этот цех не похож на обычные заводские, а процесс сборки самолета – на сборку автомобиля. Если при сборке авто задействован конвейер, то по отношению к самолетам уместнее употребить слово «строительство» (как говорят о доме или корабле). Подобно дому, лайнер окружают строительные стапели, и, как корабль, самолет начинают собирать с монтажа поперечных шпангоутов, своеобразных ребер, на которые потом наращивают корпус-фюзеляж. Самолеты в степени готовности: прикреплены к фюзеляжу крылья, хвостовое оперение. Но двигателей еще нет.
«Чтобы построить один самолет, нужно не менее 4 месяцев», – рассказывает о нюансах самолетостроения начальник цеха Виктор Мельничук: «Причем банальные гаечные ключи в авиационном строительстве применяются далеко не всегда. Если, к примеру, стыкуют крылья, то их прикручивают с помощью специальных ключей. Они позволяют контролировать затяжное усилие, чтобы исключить возможность недотяжки или перетяжки соединения. Все эти процессы фиксируются в сборочной документации. После того как фюзеляж собран, происходит так называемая опрессовка. В него нагнетается воздух под давлением, чтобы все детали обшивки сели на свое место. Затем, если все в порядке, снова проверяют самолет на герметичность».
Далее едем на внутризаводском рейсовом автобусе в цех прочностных и усталостных испытаний.
Это самое удивительное и неожиданное для нас место на предприятии. Как следует из его названия, там происходят испытания самолетов, которые там сразу и не заметишь.
В огромном – 100 на 100 метров и высотой 35 метров – помещении мы увидели лес из металлических труб, рычагов, кронштейнов и услышали оглушительный рев: под самым потолком цеха огромный самолет АН-148, зажатый, как в тиски, металлическими конструкциями. Самолет «машет» крыльями: они вибрируют, и довольно ощутимо, амплитуда достигает метра.
Немало подивившись такому чуду, спрашиваем у специалистов: зачем самолет так мучаете? Оказалось – для дела. Начальник отдела прочностных испытаний Александр Кузьменко поясняет: «Таких испытательных лабораторий на территории бывшего СССР осталось три – у нас, в Москве и в Новосибирске. Здесь проводится весь комплекс испытаний – от испытания материалов, элементов, агрегатов, до испытаний собранного самолета».
По словам антоновца, испытания на прочность бывают трех типов: статические, динамические и ресурсные. Первые – предназначены для проверки расчетных нагрузок, то есть испытывают до тех пор, пока самолет или его узел не разрушится. Во время вторых – задаются нагрузки, с которыми самолет сталкивается во время эксплуатации, они практически в полтора раза меньше расчетных. Ресурсные же испытания нужны, чтобы узнать, сколько часов может налетать та или иная деталь самолета до того, как ее характеристики выйдут за пределы безопасной эксплуатации. «На этих испытаниях мы моделируем весь цикл жизни самолета. В течение двух-трех лет мы задаем летательному аппарату все те нагрузки, которые он испытывает за десятки лет эксплуатации. Это позволяет обнаружить слабые места машины, чтобы заблаговременно предотвратить возможную неполадку», – поясняет Кузьменко.
Небезынтересно и то, что при разработке нового самолета фактически изготавливают, как минимум, три. Один идет на летные испытания, а два других никогда не поднимутся в небо. Их будут «мучить», испытывая на прочность. Один – на статическую прочность, а другой – на усталостную. Но на «Антонове» научились совмещать оба этих испытания на одном лайнере, и таким образом экономят один самолет, не отдавая его «на растерзание».
Инженеры обращают внимание на огромное крыло гиганта АН-124. На фронтальной его части круглая вмятина с рваным отверстием в центре, сантиметров тридцать диаметром. Оказывается, это по крылу стреляли, причем… курицей. Да-да, именно курицей. Ее помещают в специальную пневматическую пушку и выстреливают с огромной скоростью в несколько сотен км/час. Обстреливают не только крыло, но и все части самолета. Так имитируется столкновение с птицей. Сейчас, правда, для этих целей уже используют силиконовых кур.
В тот день «испытаний курицей» не было. Но в цеху находилась автоплатформа, а на ней под брезентом укрыт фюзеляж самолета АН-148. Нам пояснили: это серийный экземпляр с российского авиазавода в Воронеже. Его привезли на испытание. Идем дальше, и наши экскурсоводы рассказывают нам более интересную информацию. Оказывается, испытывают не только новые модели лайнеров, но и уже давно летающие. Конструкторы в один голос утверждают, что нет старых самолетов, а есть нелетающие. Соответственно, для давно летающих новые и новые испытания – это продление их ресурса. Однако тут нельзя просто менять сломавшиеся запчасти: для безопасности полетов нужно наперед точно знать, что может подвести, скажем, после двадцати лет эксплуатации. Ресурсные испытания не новых лайнеров, к слову, – это одна из статей доходов «Антонова»: ведь кроме разработчика никто не может дать заключение по продлению ресурса самолетов серии АН, а таких по миру летает очень много.
Последний объект нашего визита – самый захватывающий. Это зал с тренажерами самолетов серии «АН», которые снаружи похожи на избушки на гидравлических лапах.
В одном из них как раз работают летчики – тренажер «беспорядочно» качается-танцует в разных направлениях.
Нас приглашают в одну из этих… избушек. Внутри точная копия кабины самолета АН-148: множество рычагов, еще больше всяческих переключателей, несколько дисплеев. Оказывается, тренажер может имитировать практически любой аэропорт мира. Стоит лишь установить соответствующую программу. Каково же было наше изумление, когда, взглянув в лобовое стекло, мы увидели… настоящий аэропорт «Борисполь». Наш «самолет» стоял в начале взлетной полосы, и казалось – все реально.
«Тренажер АН-148 есть только у нас и в московском аэропорту «Домодедово», поэтому многие летчики, работающие на этой машине, проходят первоначальную, ежеквартальную подготовку и тренировку на особый случай в Киеве. График расписан на годы вперед», – говорит летчик-испытатель Валерий Мигунов. Как будто в подтверждение этих слов в кабину тренажера заходит экипаж из двух пилотов. Это летчики из Санкт-Петербурга. Понажимав несколько минут какие-то кнопки и задав несколько вопросов коллеге из Киева, они уходят. А мы дальше продолжаем наш разговор с испытателем. Мигунов поясняет, что на тренажерах моделируется любая ситуация: от штатных взлета-посадки до самых экстремальных, таких как жесткая посадка без шасси. Таким образом, у пилотов вырабатывается «иммунитет» на любую ситуацию в небе.
Интересно, что тренажер стоит чуть ли не дороже самолета, настолько сложным является его устройство.
Нам предлагают «полетать». Охотно соглашаемся. Когда еще полетаешь на самолете, сидя за штурвалом, а не в пассажирском кресле. Тренажер создает полную иллюзию полета!
Вот самолет начал разбег по «взлетке». Вот мы стремительно набираем скорость. Вот отрыв от земли и «Борисполь» остается внизу. Идем на разворот и посадку. Пейзаж за окном сильно накренился, как при крутом вираже. Хотя пилот не включал механическую систему, которая наклоняет кабину, все равно оптический обман заставляет выровнять туловище, хотя на самом деле тренажер стоит строго параллельно земле.
Вдруг из динамика раздается строгий женский голос: «Недопустимый крен!». Да, слишком круто мы вошли в поворот. Приземляемся. Тот же голос вещает: «Высота 300, высота 250, высота 200!». Это машина подсказывает высоту, ведь при посадке она жизненно важна. Вдруг раздался резкий звук, похожий на клаксон. Это сигнализация-предупреждение о том, что мы «забыли» выпустить шасси.
Уже над посадочной полосой голос снова предупредил: «Решение, решение!». Это означает, что именно в этот момент пилот принимает решение – сажать лайнер или уходить на второй круг. «Пять, четыре, три, два, один», – говорит голос, и мы приземлились. С неизгладимыми впечатлениями, главное из которых: построить самолет, в силу разных причин, очень непросто. Но у нас есть люди, которые могут и делают это.
Автор: Дмитрий Хилюк; фото Максима Требухова 