Виробничий процес: Як конструюють літаки

Авіаційне дослідно-конструкторське бюро «Туполєв» існує більше 90 років. За цей час в його стінах розробили більше 300 проектів різних типів літальних апаратів, малих суден і аеросаней. Близько 100 проектів були реалізовані в металі, а понад 50 відсотків перебували в серійному виробництві. Всього випущено понад 18 000 літаків. ВАТ «Туполєв» займається розробкою, виробництвом, випробуваннями, ремонтом і підтримкою льотної придатності авіаційної техніки. Компанія просуває на ринок літак Ту-204СМ , А також поставляє спеціальні модифікації Ту-214. З 2009 року йде робота над новим бомбардувальником-ракетоносцем ( ПАК ДА ).

Дослідно-конструкторське бюро «Туполєв»

РОЗТАШУВАННЯ

місто Москва

ДАТА ВІДКРИТТЯ

1922 рік

СПІВРОБІТНИКИ

500 осіб

річний оборот

1,8 млрд рублів

1,8 млрд рублів

Кожна група конструкторів відповідає за свою область. Першими вступають в справу конструктори, які займаються виглядом майбутнього літака, так званими «загальними видами». Вони складають технічні умови, яким повинен відповідати майбутній літак, визначаючи місткість, дальність і швидкість польоту. Це відносить літак до певного класу, в рамках якого він і буде конкурувати з уже існуючими літаками.

Це відносить літак до певного класу, в рамках якого він і буде конкурувати з уже існуючими літаками

Дальність і швидкість польоту багато в чому визначаються потужністю двигуна, розробкою якого займаються двигуністи. Зараз в масових перевезеннях використовуються турбореактивні двигуни з тягою близько 40 тонн. Ще 15 років тому вважалося, що найнадійніші літаки літають на чотирьох двигунах, але зараз виробництво таких літаків у всьому світі завершується, поступаючись місцем апаратів, що літають на двох двигунах. Це пов'язано з підвищенням їх надійності. Зараз, якщо один з двох двигунів в літаку відмовляє, пасажири про це не дізнаються. Сучасні літаки можуть протриматися в повітрі на одному двигуні протягом трьох годин. Це відноситься і до інших систем літака, у кожної з них є свій близнюк, який підтримає в разі відмови. Зараз двигуни настільки досконалі, що придумати в них щось принципово нове дуже складно. Головне, в чому конкурують конструктори, - це параметр двоконтурності . Чим більше повітря проходить за межами, а не через двигун, тим краще (екологічніше і економічніше).

Чим більше повітря проходить за межами, а не через двигун, тим краще (екологічніше і економічніше)

Після надійності найважливіший показник якості літака - це паливна економічність. Авіакомпанії охочіше купують літаки, які витрачають мінімум палива. Зараз стандарт витрати палива для пасажирських літаків дорівнює 25 грамам на переміщення одного пасажира на 1 кілометр. Цікаво, що показник для автомобілів практично такий же. Тільки от середня швидкість у літаків майже в 10 разів вище.

Тільки от середня швидкість у літаків майже в 10 разів вище

Після визначення загальних показників літака до його розробки підключається каркасне підрозділ. Сотні фахівців викреслюють фюзеляж і крила, тобто оболонку літака. За останні десятиліття конструкція цих елементів ( стрингера , нервюри , лонжерони , шпангоути ) Практично не змінюється. До речі, всі ці елементи перекочували в авіацію з суднобудування.

До речі, всі ці елементи перекочували в авіацію з суднобудування

Добіркою матеріалів для виробництва майбутнього літака займається підрозділ міцності. Економія палива відбувається не тільки за рахунок потужності двигуна, а й легкості матеріалів. Довгий час в індустрії домінували алюмінієві сплави, які відрізняються особливо високою міцністю. Так, товщина обшивки звичайного літака становить всього 1,5 мм. Зараз на зміну алюмінію приходять суперлегкій композиційні матеріали , В основі яких - сплетіння вуглецевих ниток (пластмаса). Перший літак, на 95% створений з таких матеріалів, - Boeing 787 Dreamliner - з'явився в 2007 році, але в масове виробництво надійшов лише через чотири роки. Протягом цього часу компанія усувала неполадки. В Європі слідом за ним з'явився свій літак з композитів - Airbus A350 . Решта країн (наприклад, Росія і Японія) поки придивляються до того, як ці літаки поведуться на практиці, і в конкурентну боротьбу не включаються.

Решта країн (наприклад, Росія і Японія) поки придивляються до того, як ці літаки поведуться на практиці, і в конкурентну боротьбу не включаються

У літаку не один, а більше 30 різних комп'ютерів, кожен з яких відповідає за свою ділянку: крила, двигун, подача палива. Всі показники потім надходять в центральний комп'ютер. Системи управління літаком, що забезпечують стійкість і маневреність літака, довгий час були виключно гідравлічними ( гідроциліндри , Сервоагрегати). Поступово її поступово витісняє електрична система. Мрія самолётчіков - щоб гідравлічної системи на літальних апаратах не було зовсім, тому що електрична легше в експлуатації, надійніше і менше важить.

Мрія самолётчіков - щоб гідравлічної системи на літальних апаратах не було зовсім, тому що електрична легше в експлуатації, надійніше і менше важить

Після того як креслення літака готові, окремі його частини відтворюються в дерев'яних макетах. Тому що одна справа - літак намальований, і зовсім інша - в реальну величину. Завдяки макетів можна зрозуміти, що в ньому недостатньо зручно, чого явно не вистачає.

Завдяки макетів можна зрозуміти, що в ньому недостатньо зручно, чого явно не вистачає

Заводи, що виробляють літаки «Туполєва», знаходяться в Казані і Ульяновську. На них працюють 4 500 і 9 000 осіб відповідно. В середньому за рік один завод виробляє близько 50 літаків. Для порівняння: цей показник у американської компанії Boeing досягає 500 літаків на рік. Така продуктивність багато в чому пов'язана з тим, що Boeing пішов по шляху розподіленого виробництва: окремі частини літаків виробляють у Японії та Італії, а остаточне складання відбувається вже в США.

Така продуктивність багато в чому пов'язана з тим, що Boeing пішов по шляху розподіленого виробництва: окремі частини літаків виробляють у Японії та Італії, а остаточне складання відбувається вже в США

Конструювання і створення нового літака займає два-три роки, а його «доведення» може тривати років 10, тому літаки такі дорогі. Випробування нового апарату діляться на статичні і втомні. Під час статичних елементи піддаються сильному тиску, надвисоким температур. Для цього проводяться лабораторні польоти, протягом яких довкола літака створюють умови, аналогічні реальному зльоту, польоту і посадки. Випробування на втомні пошкодження, тобто ті, що виникають в конструкції в ході експлуатації, вимагають особливо багато часу. Всі елементи і механізми літака випробовуються на зносостійкість: шасі опускаються і прибираються, стулки, закрилки і дверцята відкриваються / закриваються по кілька тисяч разів. Після лабораторних випробувань настає етап реальних польотів. Льотчики-випробувачі беруть парашути і піднімаються на літаку в повітря, кожен раз з новим завданням: що буде, якщо відмовить навігаційна система, якщо шина лопне, і так далі. Таких можливих ситуацій більше тисячі, і літак не надходить в експлуатацію, поки кожна з них не буде перевірена.

Таких можливих ситуацій більше тисячі, і літак не надходить в експлуатацію, поки кожна з них не буде перевірена

В ОКБ також проходить навчання пілотів, штурманів, радистів і бортінженерів. Зазвичай приходять фахівці, які раніше працювали з літаками інших марок. Перепідготовка пілота займає всього 23 дня. За цей час він проходить теоретичний курс, тренажерний і аеродромно-льотну підготовку, протягом якої йому потрібно налітати не менше 100 годин. На тренажері відпрацьовуються не тільки екстрені ситуації, але і злети / посадки в умовах реально існуючих аеропортів. Їх в базі тренажера більше 20 000.

Фото: Марія Мінкова