Лёгкий многоцелевой самолёт ЛМС-901 «Байкал» – премьера МАКС-2021
English
LMS-901 "Baikal" Light Multipurpose Aircraft ― MAKS-2021 Premiere
Alexander A. GOMBERG, engineer, Moscow, Russia, alexgomberg1@mail.ru
ABSTRACT: The Ural Works of Civil Aviation (UWCA) presented a new light multi-purpose aircraft at International Aviation and Space Salon MAKS 2021, created by an experienced team of designers within a very short time. A lot of questions are being asked by interested professionals about this development.
In an interview for the ASJ, UWCA Deputy Chief Designer V.P. Lapshin spoke about the creation of the aircraft and its technical characteristics, and also shared his vision of the project's prospects. Flight tests are scheduled to begin in 2021.
Keywords: aircraft, UWCA, MAI, turboprop, Lapshin
Заинтересованные специалисты задают много вопросов по этой разработке. В интервью для журнала заместитель главного конструктора УЗГА В. П. Лапшин рассказал о создании самолёта и его технических характеристиках, а также поделился своим видением перспектив проекта. Начало лётных испытаний запланировано на 2021 год.
Информация из первых рук
В настоящее время имя «Байкал» носят два разных типа самолётов. Первым стал новосибирский ТВС-2ДТС, созданный в СибНИА в рамках научной работы и представленный на конкурс, который организовал Минпромторг в соответствии с программой улучшения транспортной доступности отдалённых регионов России. Вторым на конкурсе стал проект ЛМС-901, разработанный УЗГА в качестве альтернативной концепции самолёта подобного назначения.
Заместитель главного конструктора Уральского завода гражданской авиации по самолётостроению Владимир Павлович Лапшин имеет за плечами опыт создания лёгких самолётов, автожиров, дирижаблей и тепловых дирижаблей. ЛМС-901 стал для него одним из самых интересных и знаковых проектов.
Видео интервью, снятого оператором А. Яскевичем на открытой экспозиции МАКС-2021:
Технические характеристики ЛМС-901 «Байкал»
- Размах крыла – 16,5 м
- Площадь крыла – 28,7 м²
- Масса пустого – 2040 кг
- Максимальная взлётная масса – 4800 кг
- Максимальная дальность – 3000 км
- Дистанция разбега / пробега – 220 / 195 м
- Посадочная скорость – 95 км/ч
Лапшин Владимир Павлович, авиационный конструктор. Закончил МАИ в 1975 г. Работая на МЗ им. П. О. Сухого, участвовал в создании спортивно-пилотажного самолёта Су-26 в качестве ведущего конструктора. В дальнейшем занимался разработкой как воздухоплавательной техники (тепловые аэростаты, включая аэростат в форме Водовзводной башни Кремля, дирижабли Au-12, Au-30), так и лёгких самолётов МАИ-223, «Ворон», Laros-100 и автожиров.
История создания
В процессе разработки программы улучшения транспортной доступности отдалённых регионов России встал вопрос о технике, которая могла бы связать с районными и областными центрами даже самые небольшие посёлки и стойбища круглогодично, без перерывов на межсезонье. Таких мест в России немало: в их число входят практически все районы Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. Во многих населённых пунктах жители могут позволить себе посещение райцентра лишь один раз в году. Естественно, качество жизни в таких посёлках трудно назвать высоким, а развитие экономики – эффективным. Основное транспортное сообщение осуществляется вдоль рек – в зависимости от сезона, речным транспортом или по зимникам.
Авиационное сообщение выполняется самолётами Ан-2 и вертолётами. Цена авиаперевозок на вертолётах и Ан-2 отличается настолько, что после прекращения выпуска поплавков для Ан-2 оленеводство перестало быть прибыльным из-за высоких транспортных расходов при использовании вертолётов Ми-8, лётный час которого стоит на порядок выше часа Ан-2.
Из соображений замены созданного в конце 40-х годов ХХ века Ан-2 и была сформирована концепция лёгкого многоцелевого самолёта, способного эксплуатироваться с грунтовых площадок, используемых Ан-2, в том числе с подбором с воздуха, а также с водоёмов; при этом скорость и дальность должны значительно превышать возможности Ан-2 при сопоставимой цене перевозок.
Таким образом, техническое задание на проектирование, принятое нашим коллективом, предусматривало перевозку грузов большего веса, с большей скоростью, на большее расстояние, чем Ан-2, с использованием мотора несколько меньшей, чем у Ан-2, мощности – и при этом доступного для использования с площадок тех же размеров и плотности грунта, что и Ан-2.
Насколько можно судить до реальных лётных испытаний, на основе продувок, расчётов – эта трудная задача выполнима в рамках конструкции ЛМС-901, который может перевезти 1500 килограммов груза на тысячу километров или тонну груза на 1500 километров, а его перегоночная дальность приближается к трём тысячам километров. Скорость на высоте 3000 м может составлять 300 км/ч, а с девятью пассажирами на борту для взлёта хватит полосы длиной всего 250 метров; зимой шасси может быть заменено на лыжно-колёсное, а для эксплуатации с водоёмов – на поплавковое.
Ещё одна особенность проекта ЛМС-901 – возможность установки на него спасательной парашютной системы, обеспечивающей в случае отказа двигателя и отсутствия посадочной площадки достаточно безопасное приземление на любую подстилающую поверхность, включая лесные массивы и водные пространства. Такая возможность позволит строить маршруты, пересекающие лесные, водные и горные массивы без необходимости иметь в любой точке маршрута приемлемую посадочную площадку, что необходимо для однодвигательного самолёта. Правда, установить такую систему можно будет после окончания разработки и сертификации.
Для самолёта ЛМС-901 предусмотрены все доступные Ан-2 применения, включая посадки с подбором с воздуха и эксплуатацию на мягких грунтах. Несколько меньший по объёму салон компенсируется увеличенной дальностью и скоростью самолёта.
Особенности конструкции и пилотирования
Одним из требований к создаваемому самолёту была высокая ремонтопригодность, позволяющая устранять мелкие дефекты в полевых условиях, поэтому конструкция планера выполнена в основном из алюминиевых сплавов. Но ряд агрегатов, таких как обтекатели, зализы, а также закрылки, элероны и рули направления, выполнены из современных композитных материалов. Такой выбор обусловлен возможностью быстрой замены этих агрегатов при отправке дефектных на ремонт в стационарных условиях.
Управление самолётом ЛМС-901 имеет особенности, общие для самолётов с хвостовой опорой. Пилоты, у которых есть опыт полётов на Ан-2, без труда смогут освоить пилотирование нашего самолёта, пройдя минимальное обучение. Для остальных потребуется более объёмная программа обучения или переобучения.
Для самолётов с хвостовой опорой при посадке нужно более точно выдержать посадочную конфигурацию – приземлиться на три колеса сразу: если сели с большой вертикальной скоростью на основные стойки, возможно опускание хвоста, увеличение угла атаки и взмывание, или так называемое козление. Второй фактор – это то, что самолёт с хвостовой опорой менее устойчив на пробеге при боковом ветре, и боковой ветер стремится развернуть его носом к себе.
Для компенсации этого эффекта на взлёте и при посадке хвостовая опора зафиксирована в нейтральном положении. Если этого недостаточно, боковой ветер слишком велик, выдерживание направления можно дополнительно обеспечить дифференциальным торможением, подтормаживая колесо с подветренной стороны. Кроме того, мы рассчитываем применить для этой цели автоматическую систему ESP (Electronic Stability Program): как в автомобиле, в случае разворота на ветер система будет автоматически подтормаживать соответствующее колесо, что облегчит переучивание и выполнение взлёта и посадки.
Кабина пилотов и система управления
Особенность самолёта – хвостовая опора. Поэтому мы старались сделать обзор из кабины наибольшим, хотя по центру его перекрывает двухметровый двигатель, торчащий вверх из-за значительного стояночного угла. Зато, если смотреть чуть влево, прекрасно просматривается горизонт и возможные препятствия по ходу движения на рулежке. Через боковое остекление хорошо видно стойку шасси, и если смотреть в угол – видно, где пройдёт колесо, это необходимо для эксплуатации с грунтовых площадок и площадок с подбором с воздуха.
При общении с вероятными эксплуатантами самолёта нередко возникали вопросы по штурвалу: говорили, что штурвал маленький, как на автомобилях спортивный руль. Однако в этом нет проблемы – усилия при управлении штурвалом мы можем прикладывать любые, хоть двумя пальцами управлять. На рулях и элеронах есть дополнительные управляющие поверхности – сервокомпенсаторы, которые, отклоняясь в сторону, противоположную отклонению руля, уменьшают нагрузки.
В пример могу привести Ил-62 – огромный самолёт на 186 пассажиров, летающий со скоростью 900 км/ч, а гидравлики там нет: всё управление сделано на таких сервокомпенсаторах. У нас они стоят по каналу крена и тангажа. А по каналу курса сервокомпенсаторов нет, потому что слишком слабые усилия ног будут некомфортны для лётчика, упирающегося в педали, ведь ноги у человека гораздо сильнее, чем руки. На самолётах такого размера в них нет необходимости. Привод закрылков гидравлический – электрический привод мог бы оказаться проще, но так как пока торможение можно сделать только гидравликой, нет смысла в разных типах силовых приводов.
Триммеры руля высоты, руля направления и элеронов сделаны на электрических рулевых машинках. Предусмотрены разные комплектации приборного оборудования. Базовая комплектация не предусматривает оборудование для полётов ночью, а в качестве опций может быть много вариантов и для полётов ночью: и метеолокатор, и коротковолновая радиостанция. Может быть установлено и другое оборудование для специальных задач и условий эксплуатации.
Два человека управляют самолётом в случае перевозки пассажиров, так как это предписано правилами. А при перевозке грузов второй пилот обычно не нужен, только если заданы очень длинные плечи и нужно подменять друг друга. Этот самолёт может использоваться для подготовки пилотов в ДОСААФ и пилотов гражданской авиации, но здесь место частично занято самолётами производства УЗГА «Даймонд» ДА40 одномоторными и ДА42 двухмоторными.
Серьёзный интерес к ЛМС-901 проявляют и спортсмены-парашютисты, которые, учитывая свои специфические требования по технологии групповых прыжков, предлагают изменить конструкцию. Но такое применение составит вряд ли более одного процента возможного спроса на самолёт – для переделки необходимо специальное задание.
Если бы создавался специальный парашютный вариант самолёта, дверь следовало бы разместить ближе к середине салона и сделать её сдвижной. Если кто-то закажет такой вариант, можно будет сделать, но тогда пропадут кресла, которые стоят на этом месте сейчас. Достижения в аэродинамике, технологии и прочности со времён Второй мировой войны позволяют снизить массу конструкции, получить подъёмную силу крыла, равную подъёмной силе двух крыльев у бипланов. Салон у нашего самолёта меньше, чем у Ан-2, где можно ходить в полный рост, но когда я поднимаюсь в кабину, затылком за потолок не задеваю. У Цессны-208 «Караван», например, 1,37 метра высота салона, а у нас более 1,6 метра, что сравнительно удобнее.
Производственная программа
Предварительная оценка парка самолётов на нынешнем этапе оценивается в 600 бортов до 2030 года. Однако, по моему мнению, этот прогноз достаточно пессимистичен, так как в Советском Союзе одновременно эксплуатировалось до 6000 бортов Ан-2. Если восстановить инфраструктуру местных авиационных сообщений и грамотно организовать работу, потребность в самолётах подобного класса будет измеряться не сотнями, а тысячами бортов.
Мечты и перспективы
В Минпромторге для облегчения коммерческой эксплуатации малой авиации существует идея реализации не собственно самолётов, а часов налёта на них. Для этого необходимо внедрить систему лизинга, организованного на принципах, напоминающих каршеринг, который получил широкое распространение в России.
Например, если желающий заняться местными перевозками предприниматель, обладающий необходимыми лицензиями и разрешениями, сочтёт выгодным открыть рейсы между какими-то пунктами, но покупать для этого самолёт или брать его в лизинг на год посчитает слишком рискованным, он сможет взять самолёт на 100 часов и попробовать осуществить свою задумку. Если получится – может взять ещё два самолёта по 1000 часов. Если форма обслуживания подойдёт, ему подгонят другой самолёт и заключат договор о техническом обслуживании.
В случае, если пилот строго выполнял все требования руководства по эксплуатации, но, несмотря на это, возник какой-то дефект – приедут и починят или предоставят самолёт на подмену. И это ничего не будет стоить пилоту. Такая идея вполне может выстрелить, как, например, идея каршеринга. Раньше его не было, и никто не знал, как это пойдёт, – но через непродолжительное время оказалось, что Москва лидирует по каршерингу в мире. При этом финансовые риски минимальны.
До конца 2021 года самолёт планируем поднять в воздух!
© Гомберг А. А., 2021
История статьи:
Поступила в редакцию: 07.08.2021
Принята к публикации: 02.09.2021
Модератор: Гесс Л. А.
Конфликт интересов: отсутствует
Для цитирования: Гомберг А. А. Лёгкий многоцелевой самолёт ЛМС-901 «Байкал» – премьера МАКС-2021 // Воздушно-космическая сфера. 2021. № 3. С. 64-69.