Перейти к статье:
1. Самолет без неба еще пригодится…

2. Ан-2 модернизированный до Ан-3

Самолет без неба еще пригодится…

Самолет, даже на пенсии, все еще полезен и может принести большую прибыль, как только вы модернизируете его до нового типа самолета. Такая модернизация возможна для многих самолетов, в том числе и для Ан-2, даже с учетом того, что это биплан классической компоновки.

Есть организация, занимающаяся модернизацией опытных самолетов. У его специалистов есть несколько идей по использованию Ан-2 в разных сферах. Одним из них является предложение Российской академии космонавтики. Идея состоит в том, чтобы использовать аэродинамические экранопланы, созданные на базе Ан-2, в качестве первой ступени системы доставки мини-спутников в околоземное пространство.

Ан-2 хорошо известен во всем мире. Его используют в 26 странах мира. Даже сегодня в Европе проходят ежегодные встречи владельцев и любителей этого самолета. Сегодня в России и странах СНГ насчитывается около 3000 самолетов Ан-2, которые считаются способными летать. Но большинство из них обречены не покидать землю. Конечно, с годами самолеты теряют способность летать, и их жизнь заканчивается. При этом ремонт Ан-2 стоит около 25000 долларов.

Как известно, самолет на земле приносит организации воздушного транспорта только убытки. Но использовать сегодня Ан-2 еще более убыточно. Означает ли это, что дешевле держать самолет на земле? Ну, если подумать о ценах на газ и нефть, может показаться, что да. Для двигателя АС-62ИР мощностью 1000 л.с. требуется около 160 литров Авгаз-91 (Б-91) и 6,5 литров масла МС-20 в час. Не забывайте о предполетном и послеполетном техническом обслуживании, регламентных работах, расходах на парковку в аэропортах, услугах диспетчерской службы и зарплате экипажа. Если просуммировать все расходы и вспомнить факт Авгаз-91 действительно редкость в наши дни, тогда вы потеряете все сомнения относительно того, как долго самолеты должны будут оставаться на земле.

Но в Западной Европе самолет Ан-2 очень популярен, и не только потому, что в России и странах СНГ этот самолет очень дешев. Например, в 1992 году на авиасалоне в Ошкоше (США) представители польских производителей самолетов продавали новый Ан-2 за 225 000 долларов США, а сегодня в странах СНГ можно купить Ан-2 с коротким остатком ресурса за 5-10 долларов. тысяч долларов США. В Казахстане есть агентство, которое владеет всего несколькими десятками самолетов и предлагает Ан-2 за 1500 долларов. Конечно, это очень дешево. Это даже дешевле металла (если считать его металлоломом) и стоимости оборудования (производители сверхлегких самолетов покупают каждое устройство по 40-60 долларов за штуку).

Тем не менее существует реальная возможность переоборудовать «ушедший в отставку» самолет или самолет, который по экономическим причинам вынужден провести остаток жизни на земле, в новый самолет с эксплуатационными расходами в 3–4 раза ниже, а его рыночная цена будет вдвое выше по сравнению со старым самолетом. Одним словом, модернизация старых самолетов может быть выгодна как производителям, так и владельцам новых самолетов.

Как известно, при сравнении различных типов летательных аппаратов одной из наиболее объективных экономичных характеристик является эффективность использования топлива, то есть удельный расход топлива (УТТ), т.е. е. количество топлива, необходимое для перевозки 1 т груза на 1 км. На рис. 1 видно, как зависит sfc от скорости полета для разных типов самолетов и экранопланов.

         Рисунок 1.

Как видите, при скорости от 80 до 550 км/ч эффективность расхода топлива у экранопланов явно выше, чем у других типов кораблей. Для лучшего представления обратимся к таблице 1, где приведены средние значения этой характеристики для других видов транспорта.

Для пассажирских самолетов и экранопланов есть еще одна характеристика эффективности работы: расход топлива на пассажиро-километр. Для Ан-2 эта характеристика составляет 42 г/пасс-км.

У лучших современных авиалайнеров показатель расхода топлива на пассажиро-километр довольно низкий (иногда достигает 18 г/пасс.-км) благодаря хорошей аэродинамике, высокой рабочей скорости (860–910 км/ч), экономичный двигатель с высокой степенью двухконтурности. Но еще лучшие характеристики удельного расхода топлива для аэродинамических экранопланов, рассчитанных на 15–40 пассажиров, можно получить даже при скорости 180–250 км/ч. Например, аэродинамический экраноплан Ан-2г (Ан-2э) будет иметь КПД в 4–5 раз ниже, чем у Ан-2, и эта характеристика будет вдвое лучше, чем у реактивного самолета — всего 9 г/пасс.-км. . 40 пассажирских экранопланов с автомобильным двигателем удельный расход топлива может быть снижен до 4,5 г/пасс.-км. Это возможно благодаря высокой аэродинамике аппарата при полете близко к земле (К=18–27) и использованию менее мощного двигателя по сравнению с самолетом той же взлетной массы.

Ну действительно вся дополнительная мощность аэродинамического экраноплана нужна только для преодоления горбового сопротивления, а вертикальная скорость может быть всего 0,5–0,6 м/с.

Но правила Международной организации гражданской авиации (ИКАО) запрещают использовать в коммерческой сфере самолеты с вертикальной скоростью менее 1,5 м/с. Ну, коммерческий самолет По-2ВС (военный) имел вертикальную скорость всего 1,2 м/с, но этот самолет не был связан с ИКАО и даже самой ИКАО тогда не существовало.

Таким образом, мы видим, что можно увеличить удельную мощность экранолета до 12–15 кг/л.с. При этом возможно использование бензиновых двигателей автомобилей и даже дизельных двигателей. Их цена в 4–6 раз ниже, чем у авиационных двигателей, обслуживание дешевле и проще, а горюче-смазочные материалы можно купить на каждой заправке. При этом цена дизтоплива составляет около 60% от стоимости бензина (но в Украине сегодня дизтопливо дороже низкооктанового бензина А-76, — прим. ред.). И, конечно же, нельзя сравнивать дизельное топливо с высокооктановым авиационным бензином: первый намного дешевле и экологичнее. Дизельное топливо считается даже экологически более чистым, чем неэтилированный экстрагаз, так как процесс сгорания в дизеле более интенсивный и топливо сгорает полностью. Обычный газовый двигатель нуждается в каталитическом нейтрализаторе, непосредственном впрыске и микропроцессоре для снижения токсичности выхлопных газов (если двигатель соответствует нормам Евро-2).

Тем не менее довольно часто можно встретить автомобильный двигатель на коммерческом самолете. Это не только двигатели с водяным охлаждением Limbach (модель знаменитого двигателя Beetle VW), но и двигатели с водяным охлаждением, часто описываемые в журнале General Aviation.

В последнее время автомобильные двигатели стали широко применяться не только для легких самолетов, но и для дельтапланов. На выставке спортивной авиации во Фридрихсхафене (2001 г., Германия) эти двигатели были представлены несколькими агентствами, занимающимися модернизацией автомобильных двигателей. Были представлены двигатели BMW, Mercedes, VW и даже ряд турбороторных двигателей мощностью 37–150 л.с. емкость.

Но современные самолеты пока не используют авиадизели. Конечно, авиационные дизели использовались на дальних бомбардировщиках Пе-8, Ер-2 и Ил-6 во время Великой Отечественной войны. 10.08.1941 дизельные самолеты Пе-8 и Ер-2 нанесли удар по Берлину. Немецкие самолеты Ме-111 во время войны летали с авиационными дизелями. Многие не знают о дизелях, потому что сначала эти двигатели были засекречены, а после войны появились турбовинтовые двигатели, так что о дизелях можно было легко забыть.

Принимая во внимание тот факт, что современные автомобильные дизеля высокоразвиты и нетяжелы, можно думать, что когда-нибудь изобретатели возьмут автомобильные двигатели и поставят их на свои самолеты, вдали от дорог и автомагистралей — и это пройдет незаметно для профессиональной авиации. дизайнеры.

Автомобильный дизельный двигатель уже сегодня может успешно использоваться для аэродинамических экранопланов. Вам не нужно соответствовать высоким авиационным стандартам дизельного двигателя для экраноплана. Причем аэродинамический экраноплан летает в посадочном режиме. Это можно сравнить с полетом самолета, когда он готов к посадке и находится на высоте всего несколько метров над взлетно-посадочной полосой. Аэродинамический экраноплан продолжает летать над бесконечной взлетно-посадочной полосой (землей), как будто собирается приземлиться. Значит, проблемы с двигателем для него не опасны. Полет экраноплана похож на очень долгую посадку, которая начинается сразу после взлета и продолжается до пункта назначения.

На первый взгляд можно подумать, что дизельный двигатель на экраноплане может привести только к увеличению веса и расширению гондолы двигателя. Но не стоит забывать, что в 1940-е годы, до появления ТРД и ТРД, мировые авиаконструкторы считали дизельные двигатели перспективными авиационными двигателями. Вот и давайте подумаем, можно ли достичь гармонии автомобильного дизеля и экраноплана на базе самолета Ан-2.

Как известно, взлетная (максимальная) мощность двигателя АС-62ИР составляет 1000 л.с. Нужен для короткого взлета и вертикальной скорости 3–5,5 м/с с полным грузом. Но для горизонтального полета на скорости 190 км/ч на третьем режиме работы (К=10) Ан-2 потребуется только половина его номинальной мощности — то есть 410 л. с.

Аэродинамическому экраноплану, построенному на базе Ан-2, в зависимости от его полной загрузки потребуется дизель мощностью всего 360–420 л.с. преодоление горбового сопротивления при взлете. Экраноплан Ан-2 с аэродинамическим качеством около 20 требует мощности всего 300 л.с. летать над землей.

Винтовые двигатели такой мощности (Nmax 360–420 л.с.) для экранопланов могут быть созданы на базе автомобильного дизеля КАМАЗ-740, ЯМЗ-7511. Такие двигатели будут весить около 760–850 кг — столько же, сколько авиационный двигатель АС-62ИР с винтом и оборудованием. А двигатель АС-62ИР, установленный на Ан-2, требует около 1240 л авиатоплива (около 1000 кг). При этом дизельному двигателю потребуется около 250 л., то есть вес будет на 800 кг меньше. Это означает, что грузоподъемность экраноплана может быть увеличена до 2300–2500 кг вместо 1500 кг у Ан-2.

Конечно, можно сказать, что с автомобильным дизелем работать не надо, когда можно установить обычный авиационный двигатель М-14 такой же мощности вместе с винтом и капотом весом около 340–365 кг. Вы можете сразу начать использовать этот двигатель на экраноплане, вам не придется его реконструировать, делать специальные винты и редуктор для дизеля.

Но двигатель М-14 сегодня стоит 28 000 долларов, тогда как автомобильный дизель стоит около 5 тысяч долларов. При этом расход топлива у М-14 составляет порядка 52–54 л/ч. Значит, потребуется около 400 литров авиатоплива и 30 кг авиационного масла. А если вспомнить, что затраты на эксплуатацию и обслуживание М-14 в 5–6 раз дороже, чем у автомобильного двигателя, то вы поймете, что пора вводить дизель. Хороший пример сегодня — Чаромский автомобильный дизель.

Аэродинамический экраноплан — очень хороший шаг в небо для автомобильного дизеля. Экраноплан не должен соответствовать высоким авиационным стандартам, требуемый удельный вес и безопасность винтов ниже. Экономические преимущества самолета с дизельным двигателем и высокая рентабельность эксплуатации — лучший аргумент в пользу авиационных дизелей. Да и идея использовать коммерческие суда для создания новых экспериментальных самолетов и летательных аппаратов не нова. Мы знаем, что в конце Второй мировой войны Германия производила экспериментальные самолеты, успешно используя уже существующие коммерческие шасси, крылья и части фюзеляжа. В США на базе военно-транспортного самолета С-47 был создан десантный корабль.

Наша страна экспериментировала и в этой сфере. Вот, пожалуйста, несколько примеров. Маркаловский «семейный» самолет «Аист» 123М был создан профессионалами на базе чехословацкого учебного самолета «Злин». Известный профессиональный летчик А. Балуев построил свой замечательный самолет «Данко» на основе конструкции Як-12. Агентство «Рокс-Аэро» создало многоцелевой самолет Т-101 «Грач» на базе Ан-2. Более того, ведомство подготовило самолет к сертификации типа, а «МиГ-союз» построил 24 самолета Т-101. Кроме того, «Рокс-Аэро» разработала самолет Т-411 «Аист» с двигателем М-14 по конструкции самолета Як-12. Летно-технические характеристики Т-411 значительно выше, чем у Як-12. И еще один пример: в 1986 г. ВМС Китая начали использовать многоцелевые аэролодки SH-5 «Харбин» (рис. 2).

Рисунок 2.

Первый полет самолет совершил 3 апреля 1976 года. После трех испытаний аэролодок в 1984 году Харбинский завод приступил к серийному производству. В конструкции этих катеров использованы детали российских самолетов Ан-12 и Бе-12: крылья, хвостовое оперение, детали фюзеляжа, силовые агрегаты и оборудование. На крыльях катера установлены специальные пилоны для противолодочного оружия и ракет китайского производства. Четыре двигателя и новое крыло позволили увеличить взлетную массу на 10 тонн, а рабочую нагрузку — на 7 тонн. Были улучшены и боевые характеристики аэрокатера. Конечно, это поделка другого типа, задуманная на основе известной конструкции самолета.

Так что Ан-2 — идеальная база для создания аэродинамических экранопланов, а возможно, и других кораблей. Кроме того, у нас есть несколько хороших примеров использования коммерческих кораблей для создания экранопланов.

Центральная лаборатория аварийно-спасательной техники создала и испытала аэродинамический экраноплан-1, но государственная организация не поддержала эту работу. Поэтому в 1974 году я подал заявление в Рижский Краснознамённый институт инженеров гражданской авиации (РИБГАИ) и предложил работать вместе и использовать авиационную технику для экранопланов. В то время в Риге находился филиал «Государственного научно-исследовательского учреждения гражданской авиации: наземное использование авиационной техники и оборудования». Это агентство предлагало использовать авиационные двигатели и оборудование для создания гидропланов, снегоходов, аппаратов на воздушной подушке и экранопланов. Это предложение включало в себя длинный список оборудования, которое можно было бы использовать для разработки спасательных средств. В этом списке были двигатели, баки, колеса, лыжи, пилоны, хвостовые винты и поплавки.

Конечно, РНКАЭИ и Рижский филиал Государственного научно-исследовательского учреждения гражданской авиации были близкими партнерами не только по работе, но и потому, что находились в одном городе. Кроме того, студенческая конструкторская лаборатория РКБЦАЭИ имела опыт перепроектирования самолетов на базе серийных кораблей и оборудования.

Рисунок 3.

В рамках РРКЦАЭИ было реализовано несколько дипломных проектов, посвященных экранолетам различных типов и назначений. Консультировал студентов, работающих над дипломными проектами по проектированию экранопланов на базе самолетов Ан-2, Як-12, Як-40. Эти проекты были инициированы Центральной лабораторией спасательной техники. Кроме того, в рамках дипломных работ в лаборатории разрабатывались экранопланы на базе Ли-2, Ил-14, Ан-22.

(продолжение следует)

Юрий Макаров,
Высший старший офицер
Московский авиационный институт

Вернитесь к началу

Ан-2 модернизирован до Ан-3

Самолет Ан-3 является дальнейшим развитием самолетов Ан-2, хорошо зарекомендовавших себя в мире благодаря хорошим летно-техническим характеристикам, простоте в эксплуатации, возможности использования практически на любом аэродроме и высокой безопасности. Ан-3 обладает всеми достоинствами старого Ан-2 и может применяться во всех сферах авиационной деятельности.