Давно известно, что самолет – дитя компромиссов. Вечная борьба прочности и массы, аэродинамического совершенства и технологической простоты сопровождает летательный аппарат на всем пути от первоначальной идеи до чертежной доски, от стапеля до летного поля аэродрома. И, тем не менее, именно удачное примирение диаметральных противоположностей гарантирует в дальнейшем приятный и безопасный полет. Рассмотрим аспекты дипломатии в инженерной науке на примере одного очень интересного самолета.
Который год не утихают споры о перспективах применения композитов в авиастроении. Доводы сторонников цельнометаллических аппаратов известны с 30-х годов XX века, а вот энтузиастам композитных конструкций приходится пока доказывать свою правоту на деле, поскольку практика несколько обогнала теорию. Но и того, что уже известно о композитах, достаточно для уверенности в их большом будущем. Достоинства многослойных стеклопластиковых конструкций очевидны даже в первом приближении: это возможность получить аэродинамически чистые и максимально гладкие поверхности сложных форм, а также уникально малая чувствительность к концентраторам напряжений. (Рост трещин в зоне повреждения быстро затухает в переплетениях волокон стеклоткани, и деталь уверенно “держит” расчетные нагрузки.) Ряды сторонников композитного самолетостроения множатся год от года, и результаты их деятельности можно уже наблюдать не только в Америке и Европе, но и в родном Отечестве. Один из замечательных плодов технологических новаций – легкий самолет “Элитар-202”.
Предшественником “202-го” был двухместный подкосный высокоплан “Элитар-101” - первый самолет фирмы “Элитар”, обшивка которого была выполнена в виде композитных панелей. Эта машина не пошла в серию, но дала богатый опыт проектирования, изготовления и эксплуатации подобных конструкций. Для нового самолета была выбрана схема свободнонесущего низкоплана, при этом преследовалась цель достичь максимального аэродинамического качества при минимальной площади омываемой поверхности летательного аппарата. В этом отношении низкопланная схема наиболее оптимальна, ибо дает не только аэродинамические, но и компоновочные преимущества - в частности, позволяет уменьшить мидель фюзеляжа. Самолет рассчитан с учетом возможных изменений характеристик композитов в зависимости от температуры и влажности. По этой причине масса конструкции получилась довольно приличной в сравнении с изрядно переоблегченными “иномарками”, но не стоит забывать о двух важных особенностях. Во-первых, хорошая аэродинамика успешно компенсирует избыток массы, а во-вторых, самолет выполнен в расчете на российские условия эксплуатации и, к тому же, имеет резервы облегчения за счет совершенствования технологических процессов. Можно утверждать, что разработчики пошли путем, редким в авиации: сперва усилить с запасом, а затем постепенно облегчать.
В первоначальном виде “Элитар-202” имел относительно короткое крыло (7 м), но в дальнейшем было установлено крыло увеличенного до 8,3 м размаха с отогнутыми вверх законцовками и элеронами меньшей площади. Летные характеристики самолета значительно улучшились, исчезла излишняя чувствительность управления в поперечном канале. И что интересно: новые консоли весят столько же, сколько старые. На прочностных испытаниях крыло даже с подпиленным (!) лонжероном выдержало более 200% расчетной нагрузки.
Итак, начинаем процедуру знакомства. Внешний вид “Элитара-202” порождает ощущение рассчитанного минимализма: короткий носик, “пухлая”, но изящная кабина, тонкая хвостовая часть недлинного фюзеляжа, относительно небольшое вертикальное оперение. Плотно укомпонованная короткая носовая часть дает наименьший дестабилизирующий путевой момент, что позволило рационально укоротить хвост и подобрать минимально-достаточные площади оперения. Плавные, математически выглаженные обводы фюзеляжа в сочетании с низкопланным крылом обеспечивают безотрывное обтекание поверхности, что также способствует “летучести” и устойчивости. Удобообтекаемый фонарь двухместной кабины открывается вверх-назад, в закабинном отсеке размещены контейнер парашютной системы спасения самолета и 80-литровый топливный бак. Такая компоновка – явление временное. Дело в том, что на тест был предоставлен предсерийный экземпляр (бывший “короткокрылый”), в первоначальном виде оснащенный крыльевыми баками общей вместимостью 230 л. Сомнения в необходимости получения дальности более 2000 км для такого маленького самолета привели к тому, что при изготовлении первого “длинного” крыла от размещения в нем топливных баков отказались. Однако в дальнейшем к этому решению вернулись, и серийные машины оснащаются крыльевыми баками общей вместимостью 115 л. Освободившийся багажный отсек достаточен для размещения весьма объемного груза. Рассказ об остальных конструктивных особенностях продолжим по ходу изложения, ибо наступает самая интересная часть программы – полет. Моим инструктором любезно согласился стать один из лучших специалистов в области легкой авиации - Заслуженный летчик-испытатель России Ильдус Кирамов.
Занимаю левое кресло в кабине. Сделать это нетрудно, благодаря удобным подножкам и прочному антибликовому козырьку приборной доски, на который можно опереться. Тем не менее, рукоятки на козырьке не помешали бы. Сиденье очень удобное, даже уютное. Правда, подголовник явно не рассчитан под ЗШ, но в гарнитуре будет удобно. Вообще, компоновка кабины производит приятное впечатление: ограниченное пространство использовано столь рационально, что даже человек крупной комплекции разместится здесь с достаточным комфортом. Массивный с виду фонарь закрывается легко, благодаря газовым толкателям от задней двери “Москвича-2141”. Осматриваю приборную доску: оснащение достаточно для пилотирования в простых метеоусловиях, установка GPS-приемника и ноутбука в качестве большого навигационного монитора позволит летать и при плохой видимости, что подтверждено испытаниями. Комплексный прибор контроля параметров двигателя очень информативен, непривычен лишь американский авиагоризонт, к показаниям которого нужно приспособиться. РУД левого летчика выполнен в виде тяги с рукояткой, как на “Цессне”, правый – классический. Тормоза управляются “жигулевским” рычагом, расположенным на центральной консоли позади правого РУДа. Это несколько необычно, но с левого кресла вполне приемлемо.
Запускаем 100-сильный Rotax-912ULS и выруливаем на старт. Проходимость и управляемость самолета на рулении просто замечательные: большие (400 мм) колеса основных стоек и управляемое переднее уверенно “топчут” рыхлый снег, расход педалей минимален. Рычажная подвеска колеса носовой стойки с резиновой пластинчатой амортизацией эффективно гасит колебания, и самолет почти не раскачивается, несмотря на небольшую базу шасси. Кроме того, рычажная носовая стойка повышает безопасность руления по грунту по сравнению с вынесенными вперед рессорными носовыми опорами. Эффективность гидравлических тормозов достигнута применением “жигулевского” главного рабочего цилиндра с вакуумным усилителем.
И вот мы на старте. Щелкаю тумблером, и электромеханизм плавно приводит внушительного вида выдвижные закрылки во взлетное положение - 20°. Двигатель выведен на взлетный режим (5800 об./мин.), тормоза отпущены, и самолет устойчиво разбегается с несильной тенденцией к уводу влево из-за реакции винта правого вращения. С подъемом носа на скорости более 60 км/ч стремление к левому развороту парируется уже только рулем направления, поэтому пришлось дать чуть больше правой ноги. Расход ручки при подъеме носа был небольшой, и уже на скорости около 100 км/ч самолет легко оторвался от земли. Разгоняемся до 130 км/ч, убираем закрылки (реакция самолета очень деликатная) и выполняем набор высоты с углом тангажа 4° при номинальном режиме работы двигателя (5500 об./мин.). Угол можно было бы увеличить и до 5°, но скорость при этом составила бы 150 км/ч, а нам нужно поскорее разогнаться до 170 км/ч, чтобы вписаться в схему полетов в зоне аэродрома “Мячково” и не создавать проблем более скоростным самолетам. Разгон происходит несколько замедленно, и причина тому – установленный на самолете винт фиксированного шага. При подборе угла установки лопастей создатели самолета отчасти пожертвовали динамикой начального этапа взлета в пользу крейсерских режимов. С увеличением скорости нагрузка на шаг постепенно уменьшается, достигая оптимальных значений на 170 км/ч, и тут уже “Элитар-202” буквально расправляет крылья. С понижением режима до крейсерского (5000 об./мин.) самолет продолжает разгоняться и лезть вверх. Такое впечатление, что газ не прибирали: машина абсолютно не “висит” на РУДе и набирает высоту устойчиво, легко и непринужденно, словно играючи.
Здесь нельзя не упомянуть о том, что в дальнейшем на серийные “Элитары” планируют устанавливать винт изменяемого шага, поэтому на центральной консоли имеется рычаг управления им.
Незаметно и быстро выскочили на 200 м и разогнались до 200 км/ч, пришлось выполнять первый разворот со снижением. Удивительное дело, разгон при снижении плавный, нагрузка на ручке не меняется. Все эволюции самолет выполняет очень легко, плавно и четко, с небольшим расходом ручки и педалей. Никакой “остроты”, никаких моментов – исключительно деликатная машина. Сочетание пластичной легкости управления с устойчивостью по всем осям завораживает, это ощущение усиливается отличным обзором из кабины. Особенно устойчиво “202-й” стоит в вираже, это до предела облегчает расчет выхода на прямую и просто доставляет удовольствие.
В полете я обратил внимание на небольшой расход ручки в продольном канале при отсутствии повышенной чувствительности самолета на ее отклонение. Это объясняется особенностью конструкции предсерийного экземпляра: на нем установлено цельноповоротное горизонтальное оперение (ЦПГО) с сервокомпенсатором, оптимально распределяющим эффективность управления и нагрузки на ручке во всем диапазоне ее продольного хода. ЦПГО показало себя удачным и вполне надежным, и все-таки в серии вернулись к классическому варианту горизонтального оперения, поскольку необычная конструкция вызывала осторожное отношение потенциальных заказчиков.
Летучесть маленького самолета оказалась непривычной, а в сочетании с низким капотом и отличным обзором вперед-вниз это качество сыграло со мной своеобразную шутку: осторожные попытки “придавить” машину оказались явно недостаточными, и к четвертому развороту мы подошли с некоторым избытком высоты. “Элитар” определенно любит летать, и, тем не менее, пришло время оценить его поведение на посадке. Впереди длинная полоса, поэтому планирование выполняем по относительно пологой глиссаде с углом 3-4°. Для этого на скорости 150 км/ч выпускаем закрылки во взлетное положение и плавно гасим скорость до 130 км/ч. Устойчивость самолета при этом не меняется, снижение аэродинамического качества практически не заметно, но расход ручки в продольном канале неизбежно возрастает и на выравнивании приходится выбирать ее почти полностью. И здесь самолет продолжает упорно лететь: уменьшение скорости со 110-100 км/ч (выравнивание) до 80-90 км/ч (касание) происходит медленнее, чем можно было ожидать. Пролетев таким образом некоторое расстояние, мы совершаем небольшой пробег и снова взлетаем - впереди еще один круг.
Ограниченный объем статьи не дает возможности описывать новую порцию приятных впечатлений, но, поверьте, – хорошего полета много не бывает. Вторая посадка отличается от первой: уже на планировании прошу разрешения выпустить закрылки в посадочное положение - 37°. Происходит ожидаемое – “202-й” словно входит в полосу более вязкого воздуха, ощутимо уменьшаются аэродинамическое качество и скорость. Приходится “дожимать”, увеличивая угол планирования до ___°, скорость при этом составляет ___ км/ч, машина заметно “подвисает” на тяге двигателя. После выравнивания скорость быстро гаснет. Чуть более жесткое касание, ___-метровый пробег, и мы сворачиваем на первую по ходу движения рулежную дорожку – мало кто, кроме “Элитара-202”, способен приземлиться здесь таким образом. Шустро рулим на стоянку, разворачиваемся и останавливаемся. Полет окончен, но маленькое чудо осталось в душе приятным светлым воспоминанием.
Подведем черту. Пилотирование “Элитара-202” оставило прекрасное впечатление. Управляя аппаратом, который столь безропотно и красиво подчиняется воле пилота, я подумал, что главной особенностью хорошего легкого самолета является именно отсутствие ярко выраженных особенностей пилотирования. Вы просто летите и получаете удовольствие от процесса, а самолету отводится роль беспрекословного, но аккуратного и разумного исполнителя. “Элитар-202” получился гармоничным и целесообразным благодаря четко сформулированному первоначальному замыслу и солидной научной базе, на которой “вызрел” проект. Создать самолет, одинаково подходящий для “чайника” и “профи”, сочетающий изящное совершенство с достаточной простотой и высокой надежностью – вот задача, над которой с момента зарождения авиации бьются авиаконструкторы всего мира. Тем более приятно узнать, что очередное удачное решение многочисленных конструкторских дилемм нашел коллектив российских инженеров. Остается лишь пожелать отважным энтузиастам успехов в хорошем начинании, а их детищу – доброго неба и массовой серии.
Поиск ЛА по алфавиту
