Зачем ломать самолёт⁠⁠

Знаете, кого не любят инженеры-авиаторы? Мы не любим глупых заказчиков, потому что они всегда хотят белую линию красной краской и самолёт, который перевезет 100500 тонн груза до Солнца и обратно за 100 кг топлива, будет надёжен, как лом и который можно производить в гараже из грязи и палок за миску риса. Ещё мы не особо любим эксплуатантов, потому что если заказчики хотят невозможного, то эксплуатанты пытаются это сделать с разной степенью успешности, а нам их извращения надо предусматривать и закладывать в расчет. Но это ладно, с ними можно справиться: заказчикам можно объяснить их тупость при обсуждении контракта, а эксплуатантам в суде. Но есть люди, которые правы всегда. Которые могут лёгким мановением руки отправить на слом уже готовую партию самолётов. Которые всех дико бесят, но их работа столь важна, а власть их столь велика, что с ними приходится считаться. Это сертификаторы.

Для начала, сертификаторы - это специалисты, ответственные за сертификацию чего-либо (в авиации сертифицируют самолёты целиком и отдельно движки и воздушные винты) и выдачу сертификата типа, либо экземпляра. Сертификат типа подтверждает, что данное типовое изделие (Airbus A320, Сухой Суперджет-100 или двигатель ПД8) соответствует местному законодательству в сфере авиации и авиационной безопасности и может применяться по прямому назначению. Ещё есть сертификат экземпляра, который оформляется на каждый самолёт отдельно. В обоих случаях это огромный массив документов об испытаниях, и если хоть что-то в документах не так (не уложились в норматив, неверно оформлены документы, что-то отсутствует, ошибка в испытании или подозрение на что угодно), то самолёт отправляется на новый круг испытаний до исправления всех ошибок. Как говорится, самолёт полетит с пассажирами тогда, когда суммарная масса документации на него превысит его максимальную взлётную массу. Сертификаторы - исключительно дотошные люди.

Но это все скучная бумажная волокита, а мы тут про интересные вещи пишем. Итак, ещё один аспект, почему конструкторы не любят сертификаторов - один или два типовых самолёта плюс статический образец (копия для испытаний прочности) придется принести им в жертву, чтобы они его сломали (а ещё штуки три угрохается во время заводских доводочных испытаний). Сломали в прямом смысле этого слова: прочностные и ресурсные испытания - это вам не шутки. Про самые интересные испытания на мой взгляд и будет эта заметка (самое длинное вступление из сделанных мной, рекорд, однако).

Итак, представим себе, нам нужно доказать, что при встрече с птицами на низких высотах и скоростях от нуля до примерно 350-400 км/ч самолёт будет способен нормально сесть на ближайший аэродром. То есть он останется цел, не сильно помят, а двигатели либо продолжат работу, либо хотя бы не разлетятся на куски (это самое важное, титановые лопатки, вращающиеся на сверхзвуковой скорости и нагретые на пару сотен градусов легко убивают человека и ещё более легко перебивают топливные и гидравлические магистрали, оставляя самолёт без управления) и не загорятся (титановый пожар проходит с температурой в 3000 градусов, в воздухе не тушится, горит со скоростью керосина и плавит самолёт как масло). Причем это необходимо доказать опытным путем. Знаете, как это делают? Нам потребуется несколько охлажденных тушек цыплят-бройлеров, порох, пушка, техник, умеющий с этим обращаться, жёстко зафиксированный фонарь кабины/работающий движок и бригада сертификаторов в защищённой комнате. А после мы будем шмалять курицей в движок. Не знаю как вам, а мне кажется, что шмалять курицей из пушки на камеру офигенно. Даже жаль, что это не мой профиль. А ещё можно позакидывать в двигатель вулканический пепел и камушки, так, интересу ради.

Повышаем градус серьезности, на очереди статические прочностные испытания. Суть этих испытаний - посмотреть, на какой нагрузке крыло (или не крыло, но на нём понятнее всего) сломается. Просто с помощью особой гидравлической системы сгибаем крыло до 120% расчетной нагрузки (у фюзеляжа 100% нагрузки) и выше. Самые первые самолёты испытывались веселее: зовём весь цех, поочереди взвешиваем работников и ставим на крыло. Если увидите фотки с кучей людей, стоящих на крыле самолёта - это старенькие прочностные испытания.

В ту же степь идут и ресурсные испытания. На них один самолёт (чаще статический образец, это дешевле) так же гидравликой нагружают, но нагружают циклически. Согнули, отпустили, согнули, отпустили, согнули, отпустили, и так неделями и месяцами. За неделю самолёт может получить нагрузку, эквивалентную году полетов и более. Эти испытания направлены на то, чтобы проверить, сколько самолёт проживет в рабочем состоянии при активном использовании. Тут тоже есть свои интересности: например, один из наших преподавателей участвовал в сертификации Суперджета, и рассказывал, что первые его версии были нерентабельны. На ресурсных испытаниях выяснилось, что через какое-то небольшое время у Суперджета трещало крыло, и тогда было дешевле купить новый самолёт, чем чинить крыло старого. А прямо сейчас испытывается крыло МС-21, и испытывается с особым пристрастием. Такое внимание неспроста: крыло МС-21 почти полностью композитное, а это новый материал со своими заморочками, и с ним нужно быть очень внимательным.

А ещё нужно испытать самолёт во всех возможных условиях. Это значит, что сначала мы летим в жаркие влажные джунгли, потом в Заполярье зимой, потом в горы, потом в пустыню. Везде максимально хреново загружаем самолёт и летаем. А иногда приходится ещё и нужную погоду ждать: ведь нужно полетать и в жару, и в дождь, и в снег, и в условиях обледенения. С последним часто есть некоторые проблемы у самолётов Туполева. Дело тут в идеологии самого Туполева, которая до сих пор живёт в его КБ: "Хорошо летает только красивый самолёт". Весь Туполев упарывается в аэродинамику (в хорошем смысле), и их самолёты имеют идеальные обводы. И вот: новый самолет серии Ту (к сожалению не помню какой, это история с конференции), нужно отлетаться в условиях обледенения. Дождались нужной погоды, взлетают, начинают летать и ждать, пока намерзнет лёд. Летают час, летают два, летают три, а льда нужной толщины все нет и нет. Самолёт настолько охрененно красив и аэродинамичен, что лёд просто не намерзает.

Ну и в заключение, самые опасные испытания - испытания на сваливание. Это единственные испытания, при которых в самолёте только лётчики-испытатели. Задача: вывести самолёт на режим сваливания, проверить, как он защищён от выхода на сваливание, и как выйти из сваливания. Аналогия: разгоняем новую машину до 250 км/ч, отрубаем нахрен половину управления вместе с тормозами, ставим в 15 км от точки отключения управления бетонную стену и смотрим, как машина будет сопротивляться этим издевательствам и сможет ли она затормозить раньше, чем врежется в стену.

Вот этим занимаются эти противные люди, сертификаторы. Правда, испытаний там намного больше: и посмотреть, как будет управляться самолёт с отказом двигателя/двух/гидросистемы/двух/рулей/элеронов/ещё чего-нибудь, и засечь время, за которое экипаж и пассажиры эвакуируются из самолёта, и проверить все соединения и ещё 100500 всяких мелочей, которые определяют безопасность полета. А до этого каждый узел, каждая деталь, каждая заклепка будут проверены отдельно, а потом в соединении. Да, сертификаторы крайне противные, но без них летать все же нельзя.

Бонус: испытание на птицестойкость и еще одно

Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Автор статьи - Лиза Гладышева