Часто возникает мысль – что-то давненько ничего нового не слышно про новые проекты в мировом авиастроении. Кажется, что все производители зациклились на беспилотниках и электросамолётах. А мировые авиагиганты продолжают штамповать сотнями вполне себе традиционные авиалайнеры. Например, Airbus, по данным отраслевых источников, поставил внутреннюю цель передать заказчикам около 900 самолётов в 2026 году. Они подсчитали и потирают руки – из-за ожидаемого двукратного роста пассажиропотока к 2045 году авиакомпаниям потребуется более 42 тыс. новых самолётов.

Но всё же ростки нестандартного подхода пробиваются в большую авиацию. Ровно десять лет назад в «Аргументах недели» была опубликована статья «У кого и где появится самолёт будущего». Сейчас уже ясно – у американцев и в США. Но с русскими корнями!

По российским и советским лекалам

Первый проект – американская компания JetZero представила обновлённую конфигурацию демонстратора самолёта по схеме «смешанное крыло-фюзеляж» (BWB), машина создаётся по аэродинамической схеме blended-wing-body, или более кратко blended-body, – с несущим редуцированным фюзеляжем. В таком самолёте не только крыло, но и фюзеляж создаёт существенную часть подъёмной силы, что позволяет получить максимальное внутреннее пространство в самолёте-крыле. То есть тот самый «интегральный самолёт», о котором мы писали в 2016-м. Модели таких самолётов давным-давно продувались в аэродинамических трубах ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского. И подтвердили эффективность и право на жизнь.

Первый полёт американского полноразмерного демонстратора запланирован на 2027 год. Самолёт получил традиционное V-образное хвостовое оперение и винглеты на законцовках крыла. Два двигателя Pratt & Whitney PW2040 крепятся сверху, в хвостовой части фюзеляжа. Это решение главного конструктора JetZero Джона Вассберга позволяет одновременно снизить шум от двигателей за счёт экранирования элементами оперения и повысить путевую устойчивость и управляемость машины. Классическая «бесхвостка», без рулей направления, в воздухе статически неустойчива. Авиакомпании очень внимательно следят за созданием самолёта-демонстратора, ждут подтверждения заявленных характеристик.

Лайнер Z4, так будут называться серийные машины, вместимостью до 250 пассажиров должен иметь дальность полёта около 9, 265 км и, как заявлено, обеспечить на 50% лучшую топливную эффективность по сравнению с лайнером Boeing 767 с сопоставимой пассажировместимостью. Что принципиально важно, для нового лайнера не потребуется перестройка аэропортовой инфраструктуры, он вписывается в размерность самых массовых среднемагистральных узкофюзеляжных «Боингов» и «Эрбасов». Интерес к проекту уже проявили Delta Air Lines, United Airlines и Alaska Airlines. Рабочая группа от 15 авиакомпаний помогает приводить конструкцию к требованиям авиаперевозчиков. Конструкторы работают и над транспортной, грузовой, версией самолёта. Строительство демонстратора идёт в Калифорнии, но серийное производство развернут в Гринсборо (Северная Каролина), там заложена огромная производственная площадка стоимостью 4, 7 млрд долларов и площадью 740 тыс. кв. метров. Первые лайнеры серийного облика ожидаются до конца 2030 года – темп взят приличный.

Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) уже перевело программу самолёта Z4 в подразделение, которое сертифицирует самолёты для коммерческой эксплуатации. Это важнейший шаг на пути к получению сертификата типа.

Также, несмотря на декларативные планы использовать самолёт на коммерческих авиалиниях, изрядную долю финансирования компания получает от ВВС США и оборонной компании Northrop Grumman. Армия смотрит на самолёт как на перспективный топливозаправщик и транспортник для военно-воздушных сил.

Второй проект интегрального самолёта реализуют как минимум два человека с русскими именами и фамилиями – основатель компании Natilus и генеральный директор Алексей Матюшин и соучредитель, руководитель операций Анатолий Стариков. Они-то уж точно вдохновились российскими проектами. Оба имеют степени по аэрокосмической инженерии, полученные в Университете аэронавтики Эмбри-Риддла, оба около десятка лет поработали в области аэродинамики и проектирования систем самолётов. Анатолий к тому же и пилот. А Матюшин занимался не только аэродинамикой в Piper Aircraft, но в компании Kratos Defense был руководителем по аэродинамике военных систем БПЛА. И так далее. То есть два специалиста рванули в создание собственного авиастроительного бизнеса.

Сейчас стартап готовится к постройке первого полноразмерного лётного прототипа машины, первый полёт которого намечен на 2027 год. Это относительно небольшой транспортник Kona, по расчётам конструкторов, новый аппарат сможет перевозить до 3, 8 тонны грузов на расстояние около 1, 670 километра.

Разработчики рассчитывают, что использование схемы BWB позволит снизить расход топлива примерно на 30%, а эксплуатационные расходы – почти на 50% по сравнению с существующими самолётами аналогичной грузоподъёмности. И, что очень важно, благодаря выбранной компоновке машины объём её грузового отсека должен быть примерно на 60% больше, чем у классических самолётов аналогичного класса. Увеличение вместимости возможно потому, что плавный переход между фюзеляжем и крылом даёт больше места для груза и пассажиров, поскольку крыло не предназначено для размещения топливных баков.

Стартап Natilus был создан в 2014 году в Калифорнии. Как они сами объясняли, начинали с собственного интернет-магазина, сотрудничали с торговой площадкой AMAZON. Авиационные инженеры заметили, что покупатели всё больше заказывают мелкие товары в объёмной упаковке. Поэтому грузовой самолёт вроде бы загружен под завязку, а масса груза относительно невелика, далека от максимальной грузоподъёмности самолёта. Из-за этого стоимость доставки растёт. А грузовик-интегральный самолёт позволяет это несоответствие ликвидировать. И авиационные инженеры вернулись к своей основной специальности.

Сейчас в планах создание трансконтинентальной по дальности 200-местной пассажирской версии. Она будет конкурировать с Boeing 737 Max и Airbus A320, но обещает по сравнению с «грандами» авиастроения снижение эксплуатационных расходов вдвое, только за счёт снижения расхода топлива на 25%. Самолёт интегральной схемы получается ещё и значительно легче классических одноклассников. Но самое любопытное то, что самолёты от Natilus и JetZero внешне выглядят как братья-близнецы. Есть небольшая разница в габаритах, пассажировместимости и дальности. Лайнер Natilus скорее средне- дальнемагистральный, а JetZero полноценный дальнемагистральный странник.

Три российских проекта

По проектам интегральных авиалайнеров мы впереди планеты всей – факт. Но реализации пока нет, не по вине разработчиков. Мы сейчас видим, как тяжело разворачивается импортозамещение в авиапромышленности, как трудно нарастить мускулы из квалифицированных кадров и выйти на стабильное серийное производство воздушных судов.

Первый проект и, пожалуй, самый понятный и близкий к запуску в производство – ИС-3 «Стерх». К знаменитому танку отношения не имеет, это не «Иосиф Сталин – 3», а «Интегральный самолёт – 3»! ИС-3 везёт в два раза больше пассажиров, чем Ту-204, а весит столько же. И размер – длина, размах крыльев те же. Крейсерская скорость такая же, другая не нужна, чтобы не вносить сумятицу в организацию воздушного движения.

Сергей Исаков, руководитель проекта ИС-3, подчёркивал, что победили главный недостаток «летающего крыла» – потерю устойчивости на малых высотах и скоростях:

– Самолёт на этих режимах полностью зависит от бортовых компьютеров, и малейший сбой грозит неминуемой катастрофой – он просто падает. А мы эту проблему решили просто: к «летающему крылу» приделали хвостовую часть и кабину пилотов. Обычную, приемлемую для лётчиков, – чтобы не переучивать, не делать специальное оборудование.

К слову, и американцы вернули на свои самолёты вертикальное оперение. Конструкторы принципиально «рисовали» самолёт исключительно на отечественных агрегатах и комплектующих, многое для конструкции планировали взять от серийных Ту-204. Сергей Исаков тогда ещё забрал проект в «Русскую инженерную компанию»:

– Никакой кооперации с западными партнёрами, а тем более американцами быть не может по определению. Если взять любого западного конструктора, то легко обнаружить, что он придерживается либо школы Сикорского, либо Туполева. В Европе сегодня в авиастроении светил нет – мы придумали эти «велосипеды», а теперь что, должны у них учиться? Так что делаем чисто российский самолёт.

Второй проект был рассчитан на международную кооперацию. «Суперджет», который сейчас практически избавили от импортных комплектующих, даже на начальном этапе был более российским. Руководитель программы «Фрегат Экоджет» Александр Климов тогда, 10 лет назад, сообщил «Аргументам недели», что уже начали готовить рабочие чертежи. Спрашиваю: это российская программа или расчёт строится на международную кооперацию?

– Сейчас не бывает чисто российских, равно как и чисто американских самолётов. Считается, что есть проблемы в работе с западными партнёрами. Да, есть. Но мы не заложники кооперации, а частная компания, и не попадаем под какие-либо ограничения. Другой вопрос – деньги.

Климов тогда рассказывал, что планируют строить самолёт в Германии и вроде бы даже подобрали подходящее место для финишной сборки. Но подвели деньги – основной спонсор проекта скоропостижно скончался.

Третий проект отчаянно попахивает гигантоманией, и совершенно очевидно, что его возможно было бы с огромным трудом и затратами реализовать в 80-х годах прошлого века, когда советская авиапромышленность была на пике своего могущества и обладала колоссальным кадровым потенциалом. По некоторым данным, только ташкентский авиазавод с филиалами насчитывал до 150 тыс. работников. Сейчас там меньше тысячи человек строят электропоезда.

В студенческой научно-исследовательской лаборатории Московского государственного технического университета гражданской авиации разработан проект широкофюзеляжного дальнемагистрального самолёта интегральной схемы «Касатка». По расчётам, «Касатка» была бы способна перевозить 1125 пассажиров на трёх уровнях пассажирской кабины на дальность до 15 тыс. километров! Модель продули в аэродинамической трубе, на том и закончили. Пожалуй, такой самолёт может быть востребован только в Вооружённых силах России для переброски дивизий и полков по стране и миру.

Сейчас уже практика показала, что самолёт подобной пассажировместимости заранее обречён на провал. Массовый отказ авиакомпаний от громадного высокотехнологичного и комфортного двухпалубного Airbus A380 тому свидетельство. Он по максимуму может взять на борт до 800 человек. Но относительно рентабелен для перелётов между крупнейшими мировыми авиахабами, и то с заполняемостью салона были и есть проблемы – пассажирам удобнее прямые рейсы, чем транзитные, с пересадкой до конечного пункта назначения.

Два наиболее реалистичных проекта – ИС‑3 «Стерх» и «Фрегат Экоджет» – имеют «туполевские корни» в лице своих создателей и сначала создавались в единой компании – ФПГ «Росавиаконсорциум», чьей задачей было продвижение на авиарынок Ту-204 и Ту-334. В основе каждого «интегрального самолёта» широченный овальный, как бы сплюснутый сверху и снизу фюзеляж, переходящий в интегрированное с ним крыло. Это и есть главное отечественное ноу-хау – по логике на высоте от перепада давлений самолёт разорвёт, но нет, вопрос прочности решён, что подтверждают исследования и эксперименты в ЦАГИ и зарубежных лабораториях. Выигрыш – уменьшено лобовое сопротивление воздуха, сокращена омываемая поверхность самолёта почти вдвое. Двигатели, в отличие от американских проектов, под крылом, для удобства обслуживания в том числе. У «Фрегат Экоджета» по 10 кресел в ряду и три прохода между ними, а у ИС-3 «Стерх» – 12 кресел с таким же количеством проходов. Разница в загрузке и дальности – «Стерх» должен брать на борт до 400 пассажиров, «Фрегат Экоджет» – 358. «Стерх» дальнемагистральный, «Фрегат Экоджет» заточен под средние дистанции. Экономия топлива на пассажиро-километр от 18 до 30%. Надеемся, глядя на американцев, и у нас появятся новейшие самолёты совершенно иного поколения.