Ту-154М учится бережливости

Высокие цены на авиакеросин привели к тому, что экономия топлива всего на несколько процентов становится оправданной. ОАО "Туполев", ГосНИИГА и "Аэрофлот" совместными усилиями испытали и внедряют комплекс мер, которые позволяют при относительно небольших затратах на модернизацию самолета Ту-154 получить довольно ощутимый эффект. Остается только пожалеть, что работы по развитию самолета активизировались лишь под конец сроков его эксплуатации.
На сегодня в парке "Аэрофлота" насчитывается 25 ВС типа Ту-154М, причем их эксплуатация запланирована до 2010 г. Это означает, что машина имеет перспективу, пусть и ограниченную. Самолеты этого типа в "Аэрофлоте" вошли в периметр сертификации IOSA (см. с. 13), для чего на них были проведены все необходимые доработки.
Очевидно, что намеченные планы выдвигают повышенные требования к экономическим характеристикам Ту-154М, созданного в совсем другую эпоху. Первое, чего удалось добиться "Аэрофлоту" в результате совместной работы с ОАО "Туполев", — переход в начале 2005 г. на безремонтную технологию эксплуатации Ту-154М в авиакомпании. Это означает, что самолет фактически эксплуатируется по состоянию и требование об обязательном проведении ремонта после отработки межремонтного ресурса снимается. Очевидно, что для ВС, которому до списания осталось летать, допустим, половину межремонтного срока, проведение капитального ремонта стоимостью 800 тыс. долл. удвоит расходы на ремонт в структуре себестоимости летного часа ВС, поэтому целесообразнее проводить ремонтные работы по мере необходимости. Это и удалось реализовать "Аэрофлоту" — впервые для ВС отечественного производства.
Кроме того, в рамках комплексной программы по сокращению расходов на авиатопливо и ГСМ в текущем году "Аэрофлот" запланировал модернизацию парка Ту-154М.
"IATA создала сборник рекомендаций и передового опыта авиакомпаний по снижению расходов на топливо, — рассказывает технический директор "Аэрофлота" Юрий Белых. — Мы движемся в русле международной практики".

С легкостью и без вихрей
Улучшение аэродинамических качеств Ту-154М проводится по нескольким, на первый взгляд, незначительным, но в целом существенным направлениям. Так, самолеты были перекрашены современными эмалями, причем предварительно старый слой краски был смыт, а все неровности и шероховатости выровнены. И сейчас все ремонтные работы на планере в большинстве случаев, если только есть такая возможность, проводятся впотай, чтобы не создавать лишнего сопротивления воздуха из-за неровностей на фюзеляже. Кроме того, производится регулировка органов управления, с тем чтобы выставить их максимально в нейтральное положение, что также снижает аэродинамическое сопротивление.
Однако самый заметный эффект в аэродинамике дают так называемые крыльевые концевые обтекатели новой конфигурации, или, проще говоря, законцовки крыла. Принцип их действия состоит в том, что за счет уменьшения влияния концевых вихрей повышается аэродинамическое качество.
В отличие от широко известных концевых шайб, перпендикулярных крылу, или загнутых вверх крылышек Уиткомба, законцовки для Ту-154 лежат в плоскости крыла и не особенно заметны. Однако, по расчетам ОАО "Туполев" и ГосНИИГА, которые провели соответствующие исследования, новые законцовки позволяют достичь экономии в 1,7-2,2%. Испытательные полеты подтвердили результаты аэродинамических продувок — при коммерческой загрузке 14 т экономия топлива составила 800 кг при дальности полета 5 тыс. км.
Наибольший эффект от законцовок наблюдается при крейсерских скоростях полета на эшелоне. Поскольку "Аэрофлот" эксплуатирует Ту-154М на дальних для данного типа ВС маршрутах, это обстоятельство послужило дополнительным аргументом в пользу модернизации. Первые машины были переоборудованы в марте, и по ним сразу же начался специальный мониторинг с целью практической проверки эффекта от модернизации. Для чистоты эксперимента машины летали по прежним маршрутам и никаких других изменений с ними не проводили.
По словам Юрия Белых, практика подтвердила расчеты — экономия топлива только от установки законцовок составила 2%. По плану текущего года 25 Ту-154М в "Аэрофлоте" должны налетать 60 тыс. ч. При полете на эшелоне Ту-154М расходует примерно 5 т топлива в час. Допустим для грубой минимальной оценки, что самолет в среднем проводит на эшелоне 60% полетного времени (для дальних полетов, очевидно, больше). В результате получаем для "Аэрофлота" годовую экономию в 3,6 тыс. т, или, при цене тонны авиакеросина около 700 долл. (во многих аэропортах дороже), получаем экономию 2,52 млн долл. Стоимость переоборудования, как сообщил Юрий Белых, составляет около 100 тыс. долл. на самолет, то есть 2,5 млн долл на весь парк. Получается, что даже при наших минимальных допущениях расходы на установку законцовок окупаются в течение первого года эксплуатации, а дальше они начинают приносить прибыль. Поэтому в "Аэрофлоте" принято решение переоборудовать весь парк Ту-154М до конца года.
Другая крупная доработка, которая одновременно проводится в "Аэрофлоте" с парком Ту-154М, связана с установкой в самолетах новых полов с сотовым наполнителем. По сравнению с обычным пол с сотовой конструкцией весит почти в 2,5 раза меньше, что приводит к заметному сокращению веса. На облегчение полов для всего парка Ту-154М в бюджете "Аэрофлота" на текущий год выделено около 1,5 млн долл.
Чтобы не допустить дополнительных простоев ВС, работы по переоборудованию совмещены с выполнением четной формы Ф-2 и программы дополнительных работ, необходимых для продления действия сертификата летной годности экземпляра ВС. Вся процедура в Домодедовском центре по сертификации экземпляра ВС сейчас занимает 14 дней. В течение этого периода компания "Интехавиа" за шесть дней успевает установить законцовки, а фирма ЦАТИ тоже за шесть дней меняет полы в самолете.

Чистый самолет лучше летает
Дополнительной экономии можно достичь за счет некоторых сервисных и организационных мероприятий. Так, "Аэрофлот" ввел регулярную мойку ВС, что также улучшает аэродинамические характеристики. Кроме того, внедряется мойка газовоздушных трактов двигателей. Для этой цели в Швеции была приобретена специальная высокоэффективная установка, имеющая насадки, которые подходят под воздухозаборники всех типов ВС, эксплуатируемых в "Аэрофлоте".
Во время процедуры двигатель находится на холодной прокрутке, струя воды под давлением промывает поверхности лопаток компрессора и турбины, счищая всю грязь и сажу.
В результате восстанавливается КПД двигателя, промывка также позволяет повысить запас температуры перед турбиной. Дело в том, что в ходе эксплуатации характеристики двигателя постепенно деградируют, из-за той же грязи на лопатках снижается его КПД. Для сохранения необходимой тяги приходится впрыскивать дополнительное топливо, а это не только увеличивает расход, но и поднимает температуру перед турбиной, т. е. двигатель работает в более напряженных условиях. По словам Юрия Белых, величина падения температуры перед турбиной в результате промывки газовоздушного тракта может достигать 15°С. Это не только снижает расход, но и увеличивает срок службы двигателя "на крыле".
Дополнительное снижение веса достигается за счет снятия с бортов технических аптечек. Очевидно, что для полетов в Западную Европу Ту-154М должны быть обеспечены необходимым набором запчастей, а также колесами, домкратами, специальными тарировочными ключами и т. д. — на месте все это найти невозможно. В результате вес технической аптечки, которую каждый самолет Ту-154М постоянно возил с собой, достигал 300 кг. Если умножить эту величину на число ВС в парке и на количество полетов, получится, что "Аэрофлот" перевозил десятки тысяч тонн лишнего веса и тратил на это топливо. Сейчас авиакомпания приняла решение разместить техаптечки на складах в ряде ключевых аэропортов. Например, полеты выполняются в шесть пунктов в Германии, и в одном из аэропортов хранится техническая аптечка. Расходы на ее хранение и — в случае необходимости — на срочную доставку по месту назначения с лихвой перекрываются экономией топлива.

Возможные перспективы
Перечисленные выше меры не исчерпывают потенциал наращивания эффективности самолета Ту-154М, но целесообразность последующих шагов в свете ограниченного срока службы самолетов этого типа не представляется очевидной.
Так, принципиальное улучшение было бы связано с заменой существующих защитных теплоизоляционных матов на новые. К сожалению, самолет Ту-154 изначально был спроектирован так, что в нем хорошо развивается коррозия. Дело в том, что силовой набор и обшивка самолета выполнены из разных сплавов и при попадании влаги на стыки начинается электрохимическая коррозия. А защитная теплоизоляция, которой выложен фюзеляж изнутри, сделана неснимаемой, что затрудняет контроль за развитием коррозии. Вдобавок ко всему "существующая теплоизоляция насыщается влагой, в результате чего самолет возит буквально тонны воды", утверждает Юрий Белых.
В ОАО "Туполев" уже прорабатываются варианты установки нового пластикового теплоизолирующего покрытия, которое не поглощает воду и является съемным. За счет этого можно было бы значительно уменьшить вес самолета. Правда такая доработка получается сложной и дорогой, поэтому для выяснения ее целесообразности требуются тщательные расчеты.