Перспективы второго контура

Брэдли ПЕРРЕТТ, Гонконг
Гай НОРРИС, Лос-Анжелес
На самолеты семейства Bombardier CSeries будет устанавливаться двигатель со степенью двухконтурности 10:1. О двигателях с такой степенью двухконтурности для широкофюзеляжных самолетов начали говорить сравнительно недавно, что же касается узкофюзеляжных лайнеров, то до настоящего момента это было делом неслыханным.
Однако именно такую конструкцию, точнее свои варианты ее, предлагают ведущие двигателестроительные фирмы, участвующие в конкурсе на поставку силовой установки для CSeries: Rolls-Royce, Pratt & Whitney и CFM International. По словам представителей Bombardier, к концу этого года будет выбран один или два поставщика. Это решение должно быть принято в рамках подготовки к запуску программ 110- и 130-местного самолетов, осуществить который планируется до сентября следующего года.
Стоимость НИОКР по созданию двигателя оценивается в 2,1 млрд долл.; треть суммы готова вложить сама компания Bombardier. Директор проекта Бенджамин Бём говорит, что на сегодня объем инвестиций уже составил около 100 млн долл. По его словам, компания не намерена связывать себя обязательствами в отношении одного поставщика силовой установки для семейства самолетов, спрос на которые оценивается маркетологами Bombardier в 5900 единиц до 2026 г. Ввод в эксплуатацию запланирован на 2013 г.
Предполагаемая степень двухконтурности нового двигателя вдвое больше, чем у CFM56-7 и General Electric CF34-10, которые устанавливаются на Boeing 737 и Embraer 195 соответственно, и сравнима со значением 11:1, характерным для нового двигателя Trent 1000, созданного Rolls-Royce для Boeing 787. Потребная тяга двигателя для самолетов — 23300 фунтов (10600 кг).
По словам Бёма, оценка эффективности двигателя — одна из последних технических задач, которую предстоит отработать для принятия окончательного решения о запуске программы CSeries. Как считают представители Bombardier, все три предложенных варианта двигателя позволят достичь экономии топлива на 20% по сравнению с существующими типами ВС в этом классе, что на 15% сократит стоимость летного класса из расчета на одного пассажира. Приблизительно одинаков, по словам Бёма, и уровень технического риска всех трех разработок, и даже радикальное предложение от Pratt & Whitney, вентилятор с приводом от редуктора, не смущает производителя планера.
Один из участников конкурса, двигатель LEAP56 от CFM, который поступит в эксплуатацию в 2015 г., позволит сократить на 10-15% потребление топлива по сравнению с существующими двигателями, на 15% — расходы на ТО, на 15 дБ — уровень шума, а также увеличит на 25% срок эксплуатации без снятия с крыла. Уровень эмиссии оксидов азота будет ниже, чем предполагается стандартами CAEP 6, которые будут введены в действие в 2008 г. Степень двухконтурности составит 9:1 или 10:1.
Конструкция LEAP также предполагает сверхвысокую степень сжатия, более 15:1, тогда как у сегодняшних каскадов высокого давления этот параметр не превышает 11:1. Первоначально разработчик, CFM International, рассматривал вариант двухступенчатой турбины высокого давления, однако пришел к выводу, что одноступенчатая турбина, нагруженная на 15% больше, в сочетании с восьмиступенчатым компрессором даст более эффективный результат.
Применен ряд передовых технологий как в области проектирования, так и в использовании композиционных материалов. В 2008 г. будут осуществлены испытания компонентов и стендовые испытания LEAP56, испытания газогенератора запланированы на 2009-2010 гг. Таким образом, запуска программы можно ожидать в 2011 г.
Rolls-Royce предлагает для CSeries, а также для ряда других новых проектов, включая Mitsubishi Regional Jet (MRJ), двухвальную конструкцию с внутренним обозначением RB282. Разработки ведутся в рамках германской программы под названием Engine 3E (E3E — эффективность, экология, экономия). Цели программы E3E включают повышение топливной эффективности на 20% (по сравнению с двигателями со степенью двухконтурности 5:1), снижение уровня шума на 10 дБ и эмиссии вредных газов на 85% по сравнению со стандартами ICAO.
Первый вариант, в диапазоне тяги 16000-18000 фунтов (7200-8200 кг), будет изготовлен к концу года. Используя данную схему, разработчик также планирует создать меньший двигатель с похожей архитектурой, с семиступенчатым компрессором и одноступенчатой турбиной высокого давления, тягой 6000- 12000 фунтов (2700-5500 кг), а также двигатель большего размера, с девятиступенчатым компрессором и двухступенчатой турбиной в диапазоне тяги 12000- 25000 фунтов (5500-11300 кг).
Меньший двигатель уже выбран Dassault для оснащения нового проекта бизнес-джета класса super mid-size, который заменит Falcon 50. Вариант RB282-40 предлагается для MRJ. Предположительно, на конкурс для CSeries будет представлена версия под наименованием RB282-50.
Несмотря на распространенное мнение о том, что двигателями с открытыми вентиляторами будет оснащаться новое поколение узкофюзеляжных лайнеров от Airbus и Boeing, запуск которых запланирован на вторую половину следующего десятилетия, по мнению Бёма, двигателестроители не смогут запустить подобные разработки в серию ранее 2020 г.
Структурное проектирование планера семейства CSeries завершено. Крыло и хвостовое оперение будут изготавливаться из композиционных материалов, фюзеляж — из литиево-алюминиевых сплавов. По-прежнему остается ряд технических вопросов — в частности, применять ли электричество для привода вспомогательных агрегатов вместо воздуха высокого давления, отбираемого с компрессора двигателя. Это может дать дополнительную экономию топлива, однако эксплуатанты вряд ли одобрят такое решение, если оно существенно усложнит процедуры ТО.
Руководителям проекта CSeries придется предъявить совету директоров Bombardier пакет стартовых заказов, чтобы получить одобрение на запуск проекта. Бём отказался назвать конкретное количество, сказав, что оно будет зависеть от того, какая компания выступит стартовым заказчиком.
В настоящее время разработчики вернулись к задаче подтверждения поставщиков, которые уже были отобраны ранее, до того как проект отправился на доработку в ожидании более убедительного маркетингового обоснования и не в последнюю очередь — более совершенных технологий.
Один из новых поставщиков одновременно является конкурентом. Это Shenyang Aircraft Corp. — подразделение китайской авиастроительной корпорации Avic I, чей проект ARJ21 в удлиненной версии на 110 пассажирских мест конкурирует с С110.
Вице-президент Bombardier по маркетингу Трун Нго уверен, что конфликта интересов не будет в силу существенного технологического превосходства CSeries над китайским конкурентом. По его словам, CSeries станет воплощением всех характеристик, которые будут приоритетны в 2011-2013 гг.
Проект ARJ21 был запущен в 2002 г., первая поставка запланирована на 2009 г. Самолет оснащается двигателем CF34-10, так же как и Embraer 195. Поставщики, включая Avic I, берут на себя треть затрат на НИОКР, еще треть субсидируется государством в формате, предусмотренном международными торговыми соглашениями.
Shenyang будет задействован в производстве фюзеляжа (кроме носовой и хвостовой секций), включая центроплан — самый крупный элемент из композиционных материалов, когда-либо выпущенный китайской промышленностью. Крыло и хвостовое оперение будут производиться на заводе Short Brothers в Белфасте, специализирующемся на композитах. Носовая часть фюзеляжа и кабина экипажа будут собираться в Квебеке, а линия финальной сборки будет организована в Мирабеле.
До сих пор больше внимания уделялось оптимизации конструкции 110-местной версии, нежели 130-местной. Вероятно, специалисты Bombardier полагают, что Embraer 195 — более серьезный конкурент, чем гораздо более тяжелые Boeing 737-700 и Airbus A319.