Высокие ставки

Роберт УОЛЛ, Лондон
Гай НОРРИС, Лос-Анджелес
Bся цепочка поставщиков Airbus и Boeing ломает голову над тем, какой стратегический выбор сделают эти две компании в своих краткосрочных стратегических планах по развитию узкофюзеляжных семейств. Парнеры самолетостроителей рассматривают новые возможности для бизнеса, открывающиеся в случае, если Airbus и Boeing будут проводить предполагаемую ремоторизацию узкофюзеляжных самолетов или даже запустят что-то новое.
Одной из проблем для поставщиков является то, что оба авиастроителя держат в тайне свои планы не только в силу понятного нежелания разглашать информацию для конкурентов, но также и по причине искреннего замешательства в выборе направления. Менеджеры Airbus и Boeing сигнализируют о том, что их втягивают в это предприятие, а они, если возможно, предпочли бы просто выпускать самолеты в соответствии со своими массивными портфелями заказов, не тратя на модернизацию времени и драгоценных инженерных ресурсов.
Обе компании также опасаются проиграть долю рынка новым конкурентам в данном сегменте, например компании Bombardier с самолетами CSeries. В принципе, ремоторизация была бы серьезным ответом, но Хэл Каламвокис, бывший планировщик парка компании EasyJet, утверждает, что решение о ремоторизации может даже оказаться благом для Bombardier. Ремоторизированный A320 действительно осложнит выход на рынок нового CSeries, но работа Airbus над ремоторизацией отложит создание самолета нового поколения, что позволит CSeries захватить хорошую рыночную долю. Каламвокис считает, что самолет нового поколения, оснащенный двигателем с открытым ротором (что приведет к радикальному уменьшению расхода топлива), может быть готов примерно к 2020 г.
Двигателестроители почти сразу же почувствуют влияние решений Airbus и Boeing. Отношение высших руководителей Rolls-Royce к присоединению к инициативе International Aero Engines, продвигающей двигатель с редукторным приводом вентилятора (технология GTF), разработанный Pratt & Whitney, становится все более двойственным. Вместо этого они отмечают хороший прогресс технологии открытого ротора.
Другие компании, ставящие на двигатели существующей архитектуры, такие как General Electric и Snecma с двигателем Leap-X, а также Pratt & Whitney с двигателями, использующими технологию GTF, возражают, что доведение до ума технологии открытого ротора потребуется больше времени. Эгон Беле, гендиректор MTU, которая ставит на GTF, утверждает, что последние поколения этой силовой установки могут сравниться с двигателями с открытым ротором в уменьшении расхода топлива.
Имея это в виду, Pratt & Whitney проводит двухфазную эволюцию своей концепции GTF. Боб Сайа, вице-президент Pratt & Whitney по семейству продуктов Next Generation, говорит: "В краткосрочной перспективе трех-четырех лет мы планируем продолжать развитие технологий, которые позволят сегодняшней технологии GTF с имеющейся нашей конструкцией редуктора 3:1 [отношение скорости вращения турбины низкого давления к скорости вращения вентилятора] еще больше улучшить топливную эффективность и износостойкость двигателя в целях дальнейшего сокращения эксплуатационных расходов. Это обеспечит тягу до 40 тыс. фунтов в зависимости от планов Airbus и Boeing относительно их продукции. Надеюсь, что эти планы станут яснее в течение следующих нескольких месяцев".
Как говорит Сайа, эти усовершенствования технологии также могут быть использованы позднее в текущем десятилетии для модернизации первоначальных моделей двигателей PW1200G регионального самолета Mitsubishi Regional Jet и PW1500G для самолетов CSeries.
Кроме того, Pratt & Whitney утверждает планы программы создания технологического демонстратора второго поколения (Gen 2), направленной на уменьшение расхода топлива на 15% по сравнению с целями текущей программы Gen 1. По словам Сайа, долгосрочная дорожная карта развития технологий сконцентрирована на разработке архитектуры привода  вентилятора через редуктор с более высокими передаточными отношениями в диапазоне от 4 до 5. Целью компании до 2025 г. является достижение уменьшения расхода топлива на 30–35% по сравнению с сегодняшними двигателями. Это означает двукратное улучшение топливной эффективности по сравнению с исходным уровнем.
Программа Gen 2 нацелена на достижение готовности технологии к 2020 г. и ее внедрение в 2025 г. Это соответствует целям проекта NASA "Экологически ответственная авиация" (ERA) в его конфигурации N+2, которая подразумевает разработку самолета с расходом топлива, сокращенным на 40%, вредными выбросами, уменьшенными на 75% и уровнем шума, сниженным на 42 дБ, — по сравнению с этими показателями у широкофюзеляжного самолета, построенного по нынешним технологиям.
Программа Gen 2 будет включать в себя и наземные и летные испытания, хотя для последних все еще требуется финансирование, заявляет Pratt & Whitney, планирующая начать предварительные испытания в 2014–2015 гг., возможно, в партнерстве с MTU. Поскольку MTU также строит демонстратор GTF в рамках совместной технологической инициативы European Clean Sky, в Pratt & Whitney не исключают, что наземные испытания Gen 2 могут начаться в Германии.
Хотя подробности потенциальной конфигурации Gen 2 остаются противоречивыми, Pratt & Whitney утверждает, что у двигателей Gen 2 будет значительно более высокая степень двухконтурности. По сравнению с двигателями Gen 1 на основе PW1000G, версии Gen 2 будут иметь больший общий диаметр и меньшую длину, а степень двухконтурности вентилятора будет в диапазоне между 16:1 и 20:1. Верхний предел степени двухконтурности частично определяется потерями от трения и в случае GTF, в особенности возможностями существующей конфигурации редуктора. Сайа говорит: "Мы считаем, что перспективная конструкция GTF со степенью двухконтурности более 15 будет по меньшей мере соответствовать объявленным на сегодня целевым показателям для двигателей с открытым ротором, особенно если принять во внимание трудности установки открытого ротора и более низкие крейсерские скорости".
Программа Gen 2, вероятно, также будет сфокусирована на газогенераторе двигателя самолетов CSeries на основе PW800, который сейчас проходит предварительные испытания на заводе Pratt & Whitney Canada в Монреале. При этом у Gen 2, вероятно, будет больший вентилятор диаметром 90 дюймов с 14 лопастями (для сравнения: у двигателя CSeries вентилятор диаметром 73 дюйма с 18 лопастями), и он будет иметь тягу 25–30 тыс. фунтов. Ожидается, что, делая больший акцент на улучшение КПД двигательной установки, чем на термодинамический цикл, Gen 2 сконцентрируется на эксплуатационных качествах и определении влияния короткого сопла на уровень шума.
Поскольку исходной целью было совершенствование газогенератора, первым значительным событием проекта Leap-X было испытание конфигурации eCore 1 в июне 2009 г. Фаза 2 испытаний началась в марте, и сейчас продолжается работа над тем, чтобы начать испытания eCore 2 в II квартале 2011 г. Более тонкая работа над созданием каскада высокого давления Leap-X завершится конечной фазой испытаний eCore 3 в середине 2012 г.
Серия испытаний системы низкого давления, включая новейший вентилятор, производимый методом трехмерного трансферного формования пластмасс, который разработан компанией Snecma по программе Mascot, будет совмещена с запуском газогенератора в составе целого двигателя в первый раз в начале 2013 г. В испытаниях будут участвовать восемь двигателей. Испытания включают в себя первый полет двигателя Leap-X на летающей лаборатории Boeing 747 компании General Electric в начале 2014 г. Сертификация ожидается к концу 2014 г., а ввод в эксплуатацию на C919 — в 2016 г.
CFM International впервые представляет целую интегрированную двигательную систему для C919, включающую гондолу и двигатель. Поэтому в ходе переговоров с Airbus и Boeing компания рассматривает этот вариант, а также решает, когда точно она сможет подвести черту под планом развития технологии. Например, Leap-X1C будет разработан с технологией 2014 г., в то время как более поздняя цель для ремоторизованных Airbus A320 и Boeing 737 может включать в себя преимущества еще одного или двух лет разработки в целях дальнейшего сокращения расхода топлива и вредных выбросов.
Однако CFM знает, что инвестиции в eCore будут оправданны вне зависимости от решения по ремоторизации. GE-Snecma закладывает фундамент для двигателя с открытым ротором, который может быть введен в строй примерно к 2025 г. Исследовательские агентства, такие как NASA, согласны, что этот срок реалистичен для создания полностью нового узкофюзеляжного самолета.
Со своей стороны Airbus по-прежнему демонстрирует A30X, возможного преемника A320, потенциально оснащенного двигателем с открытым ротором или турбовентиляторной конструкции, — даже в перспективе до 2025 г. Иан Докинс, главный вице-президент Airbus по стратегии и будущим программам, отмечает, что Airbus также пытается довести до ума технологию топливных элементов, которая может заменить вспомогательные силовые установки.
Airbus исследует различные активные и пассивные технологии и для того, чтобы обеспечить ламинарное обтекание крыла и уменьшить сопротивление воздуха. Также изучаются потенциальные улучшения индикации в кабине пилотов в целях использования более совершенной технологии управления воздушным движением, которая должна быть реализована к 2025 г. в рамках программ модернизации системы управления воздушным движением NextGen в США и Sesar в Европе. Уменьшение нагрузки на экипаж является еще одной целью.
Поставщики также заняты подготовкой к тому, что грядет вне зависимости от того, новые ли это продукты или ремоторизованные самолеты. Например, руководители GKN Aerospace заявляют, что они готовы продолжить работу над крылом в Великобритании. Поскольку будут востребованы композитное крыло с композитным кессоном, они работают над тем, чтобы добиться конкурентоспособности в постройке обшивки и кессонов крыла.
Diehl Aerospace рассматривает проекты ремоторизации, которые могут привести к другим изменениям конструкций. В настоящее время у Diehl сильная позиция в модели A320, и компания готовится предложить более интегрированную кабину. Программа New Engine Option  для A320 может стать дорогой к рынку, если Airbus хочет обновить этот элемент узкофюзеляжного самолета. Главный управляющий директор Райнер Отт видит возможности и в модели 737, если Boeing модернизирует ее конструкцию перед тем, как ее заменить.