Цитата: Боярин от 07.02.2017 08:27:10ТВС-2МС — вторая жизнь легендарного «кукурузника»
Цитата: Боярин от 07.02.2017 08:27:10
Самолёт ТВС-2МС - это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР - биплана Ан-2. Поэтому сначала уместно сказать несколько слов об этом легендарном самолёте.
Ан-2
Ан-2 - советский лёгкий многоцелевой биплан с одним поршневым двигателем и расчалочным крылом. Странно, зачем в НАТО решили дать своё название этому самолёту, который с военной точки зрения не несёт никакой угрозы Северо-Атлантическому альянсу, но они назвали его "Жеребёнок" - Colt. У нас этот самолёт называют иногда "Аннушкой", иногда "Кукурузником".
Самолёт был спроектирован в 1946 году в ОКБ-153 при Новосибирском авиационном заводе им. Чкалова. Руководил ОКБ-153 Олег Константинович Антонов. 31 августа 1947 года в воздух поднялся первый опытный образец - СХ-1, а через два года - 9 сентября 1949 - первый серийный Ан-2.
Ан-2 построен по аэродинамической схеме расчалочного биплана с цельнометаллическим фюзеляжем и прямым двухлонжеронным крылом. Верхнее крыло снабжено автоматическими предкрылками по всему размаху, щелевыми нависающими закрылками и элерон-закрылками. На нижнем крыле установлены только щелевые закрылки. Обшивка крыльев и оперения — полотняная. Шасси — неубирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. В зимнее время предусмотрена установка лыжного шасси. Силовая установка состоит из поршневого 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения АШ-62ИР с четырёхлопастным воздушным винтом.
Народное название «кукурузник» самолёт получил в наследство от По-2, поскольку заменил предшественника на сельскохозяйственных работах в период массового засева полей кукурузой.
Самолёт эксплуатировался на местных воздушных линиях для перевозки пассажиров и грузов, на линиях, связывавших областные центры с небольшими городами, посёлками, сёлами и деревнями. Будучи простым в эксплуатации, пригодным для работы с неподготовленных грунтовых площадок и обладая малым разбегом и пробегом, Ан-2 был незаменим в сельскохозяйственной и санитарной авиации, его можно было увидеть как в районах Крайнего Севера, так и в среднеазиатских пустынях и высокогорных районах Кавказа и Тянь-Шаня. Применялся так же и в ДОСААФ, для десантирования парашютистов-любителей.
Ан-2 выпускался в СССР, Польше и Китае. Всего с момента начала производства было построено более 18 тысяч таких самолётов.
ТВС-2МС
На 2012 год российский парк самолётов Ан-2 составлял 2100 единиц.
Из них в гражданской авиации в лётном состоянии находилось около 200 самолётов, у военных - 60-70, в ДОСААФ - чуть больше 100. И идея обновления этого парка не нова - ещё в 1983 году в ОКБ Антонова был проработан самолёт Ан-3 с заменой силовой установки на ТВД-20. Однако массовую модернизацию машин в то время организовать не удалось.
Разработка проекта ремоторизации Ан-2 в ТВС-2МС началась в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С. А. Чаплыгина (СибНИА, Новосибирск) в октябре 2010 года. В 1946 году, когда проектировался Ан-2, институтом руководил Главный конструктор ОКБ-153 - Олег Антонов.
В 2011 году, специально для реализации проекта ремоторизации самолёта Ан-2, в Новосибирске было образовано ООО «Русавиапром». Совместным решением Минпромторга и Минтранса России предприятие назначено изготовителем самолёта ТВС-2МС на территории Российской Федерации.
Аббревиатура ТВС-2МС расшифровывается как Турбовинтовой самолёт - 2 члена экипажа Модернизиция СибНИА. В названии машины пришлось отказаться от сокращения "Ан", так как оно зарегистрировано на украинское ГП "Антонов".
Основными задачами модернизации ставились: переход с авиационного бензина Б-91 и его аналогов на авиационный керосин ТС-1 и за счёт этого - значительное снижение эксплуатационных расходов, увеличение межремонтного ресурса двигателя, обеспечение автономности и независимости от наземных служб при техническом обслуживании и подготовке воздушного судна к полёту, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа. При этом требовалось сохранить основные качества базовой машины.
Из-за отсутствия в России современного экономичного и лёгкого двигателя, в СибНИА приняли решение установить на Ан-2 вместо поршневого АШ-62ИР турбовинтовой двигатель Honeywell ТРЕ-331-12 мощностью 1100 л.с. Двигатель может работать на различных видах топлива, включая авиационный керосин и автомобильный бензин.
Одним из приоритетов ремоторизации машины было максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Установка нового двигателя с меньшей массой привело к изменению центровки самолёта, в связи с чем была разработана новая моторама и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Новый удлинённый капот изготовлен из современных композиционных материалов.
Технические характеристики ТВС-2МС
|
Размах крыла, м
|
Верхнего
| 18,17
|
Нижнего
| 14,23
|
Площадь крыла, м2
| 43,6
|
Длина, м
| 12,40
|
Высота, м
| 5,32
|
Вес пустого, кг
| 2850
|
Макс. коммерческая нагрузка, кг
| 1500
|
Макс. взлётная масса, кг
| 5500
|
Тип двигателя
| Honeywell TFE331-12
|
Мощность двигателя, л.с.
| 1100
|
Расход топлива, л/час
| 160
|
Мин. расход топлива, л/час
| 119
|
Макс. скорость, км/час
| 250
|
Крейсерская скорость, км/час
| 200
|
Макс. дальность полёта, км
| 1300
|
Длина разбега, м
| 50
|
Длина пробега. м
| 80
|
Макс. высота полёта, м
| 6000
|
Время набора высоты 3000 м, мин
| 7
|
Кажущаяся совершенно архаичной полотняная обшивка крыла Ан-2 на практике даёт ему огромное преимущество. Её можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на одном современном самолёте такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолёты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь отличную весовую отдачу, с которой не сравнится ни один другой самолёт.
7 августа 2012 г. под руководством премьер-министра РФ Дмитрия Медведева прошло совещание по развитию региональных авиаперевозок. Замглавы Минпромторга Юрий Слюсарь рассказал об идее министерства ремоторизировать существующий парк самолётов, поставить на них новые американские двигатели и новое БРЭО. По мнению министерства, это наиболее экономически эффективный и быстрый путь удовлетворить потребности малой авиации. Министерство не случайно вышло с таким предложением - испытания обновлённого самолёта к тому времени шли вполне успешно.
Летом 2012 года на производственной базе СибНИА была организована сборка двигателей ТРЕ-331-12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России.
В ходе лётных испытаний самолёта ТВС-2МС были подтверждены заявленные характеристики, по сравнению с исходным Ан-2 практически все они улучшились на 15-20%, а дальность полёта с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Самолёт стал потреблять на 10% меньше топлива. Полёт на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость лётного часа, т.к. это топливо в 5 раз дешевле бензина.
На высоте 3000-3200 метров истинная скорость самолёта составляет около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счёт использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка ТВС-2МС к полёту при температурах до -15oС не требует прогрева самолёта. Двигатель ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38oС, что крайне важно для северных районов. Система отопления позволяет при температуре -30oС поддерживать в салоне +25-28oС.
Более обтекаемая носовая часть и изменение картины обтекания потоком от воздушного винта снизили лобовое сопротивление, что повлекло снижение минимальных скоростей полёта. При гладком крыле и взлётной массе 4100-4200 кг самолёт выполняет управляемый полёт на скорости 60-70 км/ч, а с выпущенными на 20o закрылками - на 35 км/ч. Улучшились и взлётно-посадочные характеристики. При взлётной массе 4700 кг самолёту хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты, а пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.
Пассажирский 9-ти местный вариант самолёта впервые был представлен публике на МАКС-2013.
Справа у входа установлено откидное кресло стюардессы. Багаж пассажиров размещается под креслами, по словам разработчиков, из соображений центровки в будущем появится вариант с багажным отсеком сразу за кабиной пилота. Багажные полки имеют объём, как на региональных самолётах, каждое пассажирское место оснащено индивидуальной вентиляцией и освещением. В конце салона размещён санузел с биотуалетом и умывальником, поэтому полёт на максимальную дальность 1300 км. при крейсерской скорости 200 км/ч будет вполне комфортабельным.
Наблюдая полёт ТВС-2МС с земли, кажется, что самолёт просто завис и находится в воздухе только за счёт встречного ветра, и только когда ветер ослабевает становится заметным его продвижение вперёд.
* * *
Благовещенская «Амурская авиабаза» стала первым эксплуатантом самолёта ТВС-2АМ в России - 22 апреля 2014 года самолёт ТВС-2АМ приступил к выполнению работ по мониторингу и тушению лесных пожаров в Амурской области. Применение самолёта позволяет объединить несколько лесопатрульных маршрутов и охватить патрулированием большую территорию за один вылет.
В самом конце 2015 года Нарьян-Марский авиаотряд закупил в лизинг два самолёта ТВС-2МС, в мае 2016-го они прибыли в аэропорт базирования. После прохождения процедуры сертификации, 26 сентября 2016 года, ТВС-2МС с десятью пассажирами отправился в первый рейс из аэропорта Нарьян-Мар в Каратайку. Началась регулярная эксплуатация самолёта в Нарьян-Марском объединённом авиаотряде. Самолёты используются по принципу «аэротакси», они выполняют не менее двух рейсов в день, прежде всего на дальних маршрутах - на восток и запад округа в Неси, Шойну, Каратайку, Усть-Кару и Амдерму.
В октябре 2016 года стало известно, что Вьетнам ведёт переговоры с СибНИА о модернизации нескольких десятков Ан-2 в ТВС-2МС
Сравнение Ан-2 и ТВС-2МС
Кроме замены двигателя, носового обтекателя, изменения коснулись некоторых самолётных систем и пассажирского салона.
На модернизированный самолёт устанавливается открытый дизель-генератор KDE2200E, который позволяет в автономном режиме, независимо от наземных служб проводить подзарядку аккумуляторов, использовать приборы связи, в том числе в случае аварийной посадки.
Автономный воздухонагревательный прибор Airtronic M D4 предназначен для обогрева и поддержания заданной температуры в моторном отсеке, пассажирской и пилотской кабинах в автономном режиме, в том числе в случае аварийной посадки.
Новая система отопления и вентиляции обеспечивает поддержание комфортных температурных условий путём смешения в нужных пропорциях горячего воздуха, отбираемого от последней ступени компрессора двигателя, с холодным воздухом, поступающим из атмосферы через специальный воздухозаборник. Пропорции смешения регулируются системой заслонок; затем, через глушитель, воздух поступает в пилотскую и пассажирскую кабину.
Фото (с) Сибирский научно-исследовательский институт авиации им. С. А. Чаплыгина
Существенно переработан пассажирский салон, он стал современным и комфортабельным. Для визуального увеличения размеров салона дверь в кабину пилотов выполнена прозрачной. Оснащение салона включает в себя 9 кресел и одно откидное место, полноценные багажные полки, установлен биотуалет с умывальником.
Сравнение технических характеристик Ан-2, Ан-3Т, ТВС-2МС
|
Технические характеристики
| Ан-2
| Ан-3Т
| ТВС-2МС
|
Вес пустого, кг
| 3350
| 3450
| 2850
|
Макс. коммерческая нагрузка, кг
| 1500
| 1800
| 1500
|
Крейсерская скорость полёта, км/час
| 200
| 240
| 200
|
Расход топлива в крейсерском полёте, л/час
| 195
| 260
| 160
|
Мин. расход топлива, л/час
| 120
| 180
| 119
|
Дальность полёта с макс. нагрузкой, км
| 780
| 900
| 1300
|
Длина разбега/пробега, м
| 150/170
| 140/100
| 50/80
|
Время набора 3000 м, мин
| 26
| 10
| 7
|
ТВС-2ДТ - композитный демонстратор технологий
Вслед за ремоторизацией Ан-2 в СибНИА началась разработка нового самолёта для малой авиации. Опираясь на исходную конструкцию Ан-2, в институте разработали модель из композитных материалов. В системе автоматизированного проектирования «Unigraphics» были отрисованы все узлы будущего самолёта. В ТВС-2ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска. Двигатель на новом самолёте тот же «Honeywell», что и на ТВС-2МС.
Обновлённая кабина самолёта ТВС-2ДТ
«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если на Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», — рассказывает начальник институтского ОКБ Вячеслав Писарев.
В изготовлении крупногабаритной выклеечной оснастки для углепластиковых деталей самолёта помог НАЗ им. В.П.Чкалова. Детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных методом автоклавной полимеризации из препрегов, специалисты СибНИА планируют изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода.
На территории института находится своё опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта.
Препрег - углеткань, пропитанная связующим, хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе режется несколько слоёв выкройки будущей детали. При этом помимо очертаний задается и направление нитей. Затем деталь помещается в автоклав, где при высокой температуре и в полном вакууме происходит спекание слоёв препрега - полимеризация.
10 июня 2015 года на аэродроме Ельцовка Новосибирского авиационного завода им. В.П. Чкалова (НАЗ), совершил первый полёт прототип лёгкого многоцелевого самолёта ТВС-2ДТ, разработанного и построенного в СибНИА.
В конструкции самолёта, две последние буквы в названии которого говорят, что это - демонстратор технологий, реализованы передовые решения современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика. Два новых крыла биплана, изготовленные из композитов, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволяет в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полёте. Фюзеляж самолёта специалисты СибНИА планируют полностью изготавливать из полимерных композиционных материалов.
В октябре 2016 года научный руководитель Сибирского научно-исследовательского института авиации имени С. А. Чаплыгина Алексей Серьёзнов сообщил СМИ, что самолёт ТВС-2МС из композитных материалов будет полностью готов к серийному производству в середине 2017 года. Это будет уже не демонстратор технологий, а новый самолёт, напоминающий своего предшественника только аэродинамической схемой.
Новый самолёт по всем основным характеристикам, таким, например, как скорость и дальность полёта, будет в три раза превосходить Ан-2, сохранив при этом его главные достоинства — очень маленькую скорость на взлёте и посадке, а также малую длину разбега. Посадочная скорость этого самолёта составляет 40 километров в час. При встречном ветре есть ощущение, что самолёт стоит на одном месте. Это совершено новое качество этого летательного аппарата, а возможности посадки на неподготовленные площадки становятся просто уникальными. Практически в мире нет ни одного летательного аппарата, который обладал бы такими возможностями.
СибНИА готов предложить производителям для серийного изготовления конструкторскую документацию на самолёт. Это значит, что практически любое предприятие, имеющее финансовые возможности, может обратиться в СибНИА, получить документацию и начать производство самолёта. Но если желающих производить этот самолёт не найдётся, то институт готов собственными силами производить самолёты малой серии, чтобы заинтересовать потребителя.
Ссылка
По отзывам знакомых летунов, в том числе и на Ан-2, модификации этого самолёта на турбовинтовом двигателе - не очень...
Обоснование: самолёт предназначен не только для перевозки грузов и пассажиров, но и для с/х работ, т.е. для достаточно длительных полётов на малых и сверхмалых высотах. А в этом случае, при возникновении неожиданного препятствия или когда порывом ветра тебя бросит в сторону, основное значение начинает иметь не скорость/экономичность/ремонтопригодность, а приёмистость двигателя, т.е. способность максимально быстро набрать максимальную мощность. А в этом плане турбины сильно проигрывают поршневым двигателям... :(