Hесмотря на неиссякаемую популярность узкофюзеляжных самолетов, переживающую очередной пик с появлением ремоторизованных версий Airbus А320NEO и Boeing 737MAX, оба авиастроительных гиганта в своих планах на будущее делают ставку на широкофюзеляжные дальнемагистральные самолеты нового поколения. Их отличают улучшенная топливная эффективность, сниженные эксплуатационные расходы и уровни шума и выбросов.
Двухдвигательный А350XWB, ответ Airbus на вызов Boeing 787, изначально задумывался как модернизированная версия А330. Однако даже глубокая модернизация, уводившая программу все дальше от оригинала, не могла удовлетворить запросы заказчиков. Тогда и было принято решение создать с чистого листа новый широкофюзеляжный самолет, который мог бы посоревноваться с конкурентом, а в чем-то и опередить его. При этом оставалась задача обеспечить преемственность для летного и технического состава с А330, поскольку предполагается, что именно ему на смену придет А350.
Первые А350-900 уже выполняют регулярные рейсы в авиакомпаниях Qatar Airways и Vietnam Airlines. Удлиненная версия — A350-1000 поступит в эксплуатацию в 2017 г. А вот планировавшаяся изначально укороченная версия с индексом -800 не получила развития вследствие удачной ремоторизации А330NEO.
Буквы XWB расшифровываются как eXtra Wide Body (экстраширокий фюзеляж) и указывают на главное конкурентное преимущество А350-900: его фюзеляж на 12,7 см шире, чем у 787-9. Соответственно, при компоновке экономкласса по 9 кресел в ряд устанавливается 315 кресел шириной 45,7 см, на 1,3 см шире, чем у Boeing. Американский конкурент берет на борт 280 пасс., зато опережает по параметру дальности: 8300 морских миль против 7750.
В конструкции обоих самолетов — и A350, и 787 — в полной мере применены современные авиастроительные технологии, в том числе инновационные композитные материалы, полнопилотажная цифровая система управления и новые двигатели (в случае Airbus — это Rolls-Royce Trent XWB). Что касается систем, то конструкторы A350 избрали несколько более консервативный подход: у 787 больше систем, работающих от электропитания. А гидросистемы у А350 две (у 787 — три), резервирование функций управления полетом осуществляется за счет дублирования электросистемы.
Герметизация салона повышена до 0,66 атм (9,4 psi), поэтому на максимальной крейсерской высоте 13137 м (43,1 тыс. футов) давление соответствует превышению 1830 м над уровнем моря. Снижению усталости от полета также способствует обильное естественное освещение: иллюминаторы на А350 — самые широкие из всех лайнеров Airbus, на 5 см шире, чем у А330.
Прочность и износостойкость углеволокна позволили конструкторам создать крыло с увеличенным относительным удлинением для снижения аэродинамического сопротивления. И в целом крыло A350 — самое совершенное из всех, спроектированных Airbus. Стреловидность по линии четвертей хорд — 31,9°, четырехметровые законцовки в форме загнутой арабской сабли (скимитара) и спойлеры, опускающиеся при выпуске закрылков и закрывающие образующийся зазор между крылом и закрылком, — все это работает на существенное снижение сопротивления и увеличение подъемной силы.
Крыло A350 — самое совершенное из всех, спроектированных Airbus
Авионика и силовая установка
Философия комплекса бортового оборудования A350 отражает продолжение тенденции замены типовых блоков (LRU) интегрированными модулями, с переносом все большего числа функций в центральные компьютеры-хабы. Такой подход позволяет экономить вес, пространство и электроэнергию. Модули для А350 поставляет компания Thales. Операционная система, соответствующая стандарту Arinc 653, сообщается с другими системами (например, с электронными блоками управления ВСУ) посредством локальной сети Ethernet.
Стандарт Arinc 653 позволяет интегрировать внутри модулей функции бортовой информационной системы (OIS) и основной функционал авионики, за счет чего повышается уровень резервирования. Таким образом, самолет может быть допущен к выполнению рейса с любым одним неработающим дисплеем. Более того, если даже оба дисплея OIS вышли из строя, остаются резервные ноутбуки с OIS и вылет может быть разрешен.
Четырехмерная FMS производства Honeywell обладает функциями метеорадара, защиты от опасного сближения в воздухе и приближения к земле, а также встроенной системой автоматического зависимого наблюдения с режимами приема и передачи.
Турбовентиляторные двигатели семейства Trent XWB с высокой степенью двухконтурности специально созданы Rolls-Royce в качестве единственной опции для A350. Номинальная тяга — от 34 до 44 т. Вариант XWB-84, устанавливаемый на A350-900, выдает по 38,2 т при атмосферных условиях до ISA+15C.
Двигатели с индексом XWB выделяются в семействе Trent самой высокой топливной эффективностью и самым низким уровнем шума и выбросов. Производитель заявляет, что Trent XWB — чемпион мира по топливной эффективности в категории турбовентиляторных двигателей. Во многом это достигнуто за счет повышения коэффициента сжатия до 50:1, чему способствуют монолитные диски с лопатками (блиски) в компрессоре высокого давления. С внешней стороны мы видим вентилятор диаметром 3 м с 22 титановыми лопатками, скорость вращения которого не превышает 2649 об./мин, что существенно улучшает показатели шума на местности.
Турбовентиляторные двигатели Rolls-Royce Trent XWB-84, устанавливаемые на A350-900, выдают по 38,2 т тяги
A350 оснащается самой мощной ВСУ в производственной линейке Honeywell, выдающей на 200 л. с. больше предыдущего рекордсмена, модели 331-600, без существенного увеличения веса и при этом со сниженным на 10% уровнем выбросов. Электронные блоки управления позволяют запуск до температуры внешнего воздуха –24°С на высоте до 43,1 тыс. футов, а также мониторят техническое состояние ВСУ. Усовершенствованная звукоизоляция воздуховодов в хвостовом обтекателе снижает уровень шума.
Это первая созданная Honewell ВСУ с переменной частотой вращения турбины, обороты которой могут меняться в диапазоне 90–100% от номинала в зависимости от нагрузки электрической и пневматической системы. Эта особенность потенциально дает 10%-ное улучшение топливной эффективности ВСУ.
ВСУ разработана с учетом простоты технического обслуживания. Плановые проверки проводятся без съема с самолета и без использования специального оборудования.
Приборная доска A350 отличается от всех стальных самолетов Airbus размером дисплеев: на ней шесть 15-дюймовых горизонтальных плоских экранов
Руление
Занимаю левое кресло в самолете с серийным номером MSN002. Это второй летный образец A350-900, базирующийся в аэропорту Тулузы Бланьяк. Справа от меня — главный пилот-испытатель Airbus Питер Чендлер. MSN002 загружен испытательным оборудованием с разветвленной дополнительной электропроводкой, поэтому непомерно тяжел: с двумя инженерами и 11 пассажирами, без топлива вес составляет 161,2 т. Залили 40 т керосина — и стояночный вес достиг 73% от максимального взлетного.
Занимая свое место в кабине, я отмечаю про себя самое позитивное воздействие затемнения и звукоизоляции. Такая компоновка кабины предполагает, что если что-нибудь не требует непосредственного внимания экипажа, то этого не видно и не слышно.
Цветовая схема дисплеев — еще одна сильная сторона. Потянув задатчик, можно изменять параметры полета, подсвеченные голубым. Нажатие задатчика передаст управление заданным параметром бортовому компьютеру и выделит ярко-розовым. Зеленый цвет обозначает, что параметр в норме или что действие завершено или находится в активной фазе.
Приборная доска A350 отличается от всех остальных самолетов Airbus размером дисплеев: на ней расположены шесть 15-дюймовых горизонтальных плоских экранов производства Thales. Самые крайние — бортовые информационные дисплеи. Непосредственно перед пилотами находятся основные пилотажно-навигационные дисплеи. Верхний центральный дисплей относится к системе централизованного контроля (ECAM) и отображает приборы двигателя, состояние систем, сообщения и предупреждения для экипажа. Под ним двойной многофункциональный дисплей, который используется для программирования полетного задания посредством указательного интерфейса.
Чек-лист перед запуском двигателей лаконичен. Подключаемся к аэродромному питанию; включаем бортовую информационную систему (OIS); проверяем, нет ли несоответствий между состоянием самолета по ECAM и данными бортжурнала; нажимаем кнопку, запускающую проверки системы пожарной сигнализации ВСУ и двигателей; запускаем ВСУ Honeywell HGT1700.
Чендлер работает с правым монитором OIS, на который выводится перечень минимально необходимого оборудования и интерактивный перечень допустимых отклонений конфигурации. На основе этих данных экипаж определяет, может ли самолет при наличии определенных несоответствий безопасно совершить перелет с учетом метеоусловий, длины и состояния полосы и других переменных.
В аэропортовой базе данных OIS Чендлер находит Тулузу (150 м над уровнем моря) и вводит ВПП 14L; ветер: 10 узлов, 140°; температуру за бортом +19°C; устанавливает высотомер на давление 1019 мбар. Компьютер рассчитывает потребную длину полосы — 2360 м, предлагает снизить взлетную тягу до 84% от максимальной и выводит значения скоростей: скорость принятия решения — 132 узла, отрыв — 133 узла, скорость при отказе одного двигателя — 139 узлов. На самолетах Airbus эти значения не переносятся автоматически на основной пилотажный дисплей, пилоты должны ввести их вручную, чтобы эта информация зафиксировалась в их сознании. А вот FMS сразу выводит 137 узлов как минимальную скорость для убирания закрылков.
К тому моменту, когда мы готовы к буксировке, все каналы инерциальной системы согласованы, FMS запрограммирована, контрольные карты прочитаны. Поворачиваем переключатель режима запуска двигателей в положение "Запуск". Автоматически включается цифровая система управления двигателями (FADEC), параметры работы двигателей выводятся на ECAM. Включаем левый двигатель — с этого момента все дальнейшие действия по запуску двигателя выполняются автоматически. При достижении скорости вращения, соответствующей режиму малого газа, зажигание и отбор воздуха для запуска от ВСУ выключаются. Включается левый генератор.
Повторяем всю процедуру для правого двигателя, затем переводим переключатель в положение run. В работе ВСУ больше нет необходимости. Когда Чендлер ее выключает, система отбора воздуха, топливная и электросистема автоматически меняют настройки. Отклоняем предкрылки и закрылки для придания взлетной конфигурации, выполняем контрольную карту, удостоверяемся в нормальной работе двигателей — и мы готовы к рулению.
A350 — большой самолет, с размахом крыла почти 65 м, и предполагается, что он будет эксплуатироваться в самых разных аэропортах и метеоусловиях. От А380 он унаследовал Etacs — систему видеокамер, расположенных на носовом шасси и на киле, а также подсказки на основном мониторе, в том числе о скорости руления, благодаря чему упрощается задача точного управления самолетом на земле. На навигационный дисплей выводится интерактивная схема аэродрома с указателем положения самолета относительно обозначенных и подписанных объектов — рулежек, перронов, выходов на посадку и ВПП. О приближении к ВПП предупреждает мигающий указатель, звуковой сигнал не подается.
Чтобы тронуться с места, приходится использовать примерно10% тяги, но для руления на ВПП 14L достаточно режима малого газа. Управление носовым шасси в ограниченном диапазоне осуществляется педалями, но проще — штурвальчиком, даже на прямых отрезках. Дело в том, что реакция самолета на воздействие на штурвальчик обратно пропорциональна силе этого воздействия, поэтому перебрать довольно трудно.
В полной мере оценить Etacs можно на крутых поворотах. Основные стойки шасси находятся в 29 м за пилотами, и расстояние между ними почти 13 м. Видеоряд с камер и подсказки на экране позволяют заложить нужный угол разворота, чтобы самолет оставался точно над центральной линией.
Высокая степень двухконтурности двигателей и эффективное крыло позволяют снизить уровень шума на взлете до 91,5 EPNdb
В полете
Получив разрешение на взлет с ВПП 14L, выравниваем самолет и выводим двигатели на 25% мощности, после чего устанавливаем РУД на защелку номинального режима. При тяге по 32 т на двигатель ускорение умеренное.
Сравниваем показания указателей воздушной скорости: отрыв при 133 узлах. Управление по тангажу точное, но достаточно плавное. Надо отметить, что у всех самолетов Airbus с ЭДСУ — и A350 не исключение — боковые ручки управления не связаны между собой ни электронным, ни механическим образом, поэтому они не предоставляют визуальную или тактильную обратную связь о действиях другого пилота или автопилота. Это упущение, видимо, учли другие производители. В настоящее время как минимум на трех новых моделях (две из них — бизнес-джеты Gulfstream, третья — военно-транспортный самолет Embraer) отрабатывается система взаимосвязанных органов управления.
Указания на PFD напоминают нам, что на высоте 1990 футов (606 м) пора прибрать тягу; переводим РУД в режим набора высоты. Включаются автоматы тяги, но положение рулей при этом не меняется, — как и в случае с боковыми ручками. PFD продолжает напоминать нам, когда и в какой последовательности менять положение механизации вплоть до полностью убранного.
Управляемость самолета в режиме ручного пилотирования по-настоящему впечатляет. Самолет настолько эффективно выдерживает курс, что отдельных воздействий на боковую ручку, слегка корректирующих крен и тангаж, вполне достаточно, чтобы поддерживать требуемые параметры скорости, высоты и направления.
Занимаем эшелон FL220 и отключаем автоматы тяги, чтобы выполнить несколько базовых маневров на скорости 300 узлов. Чендлер подсказывает, что, прежде чем жать на кнопку, отключающую автоматы тяги, рекомендуется физически переместить РУД в положение, соответствующее действующему режиму тяги. Это позволит избежать неприятного скачка тяги. Если бы автоматы тяги были связаны с РУД, такой необходимости не было бы.
Закладываем крен 45°. Для поддержания высоты практически не приходится прикладывать усилий на ручку, поскольку функция стабилизации траектории полета заложена в законы управления самолетом. Однако ЭДСУ стремится выдерживать крен не более 33° и возвращает самолет из более глубокого крена. Чтобы ей противодействовать, отклоняем ручку в нужном направлении и удерживаем ее достаточно долго. Слегка прибавляем газу для поддержания скорости 300 узлов.
Теперь убираем крен, опускаем нос на 5° и переводим двигатели в режим набора, намеренно отдавая ручку от себя, чтобы выйти за максимальную эксплуатационную скорость. При приближении к порогу включаются автоматы тяги. Когда самолет замедляется до безопасной скорости, автоматы тяги отключаются. Эта функция — отключение автоматов тяги в пределах допустимых режимов полета — отличается от A380. Нижний предел эксплуатационной скорости на 18–23% выше критического угла атаки в зависимости от этапа полета. Защита от выхода за эти пределы также обеспечивается ЭДСУ. Вручную можно лететь на скорости ниже эксплуатационной, но есть определенный порог скорости, и если экипаж не удерживает ручку, то скорость не упадет ниже безопасной. Если же пилот намеренно замедляется, то, опять же, включаются автоматы тяги — так работают механизмы защиты от сваливания. Если пилот продолжает удерживать ручку на себя, увеличивая угол атаки, то при достижении критического порога скорости ЭДСУ опустит нос, обеспечивая угол атаки на 5° меньше критического.
Эта функция — существенное преимущество при выполнении маневра ухода. Лучший порядок выполнения маневра ухода — задать крен в нужном направлении, затем вернуть ручку в нейтральное положение и при необходимости прибавить газу. ЭДСУ отреагирует увеличением перегрузки до максимально допустимой и/или увеличением угла атаки до достижения пороговой скорости, чтобы извлечь максимум подъемной силы без риска сваливания. И все же Airbus настаивает, что пилоты должны обладать навыками ручного пилотирования на случай, если компьютерные системы защиты от выхода за допустимые эксплуатационные режимы по каким-либо причинам выйдут из строя.
Для выполнения посадки FMS высчитывает скорость захода, прибавляя к минимальной эксплуатационной скорости 5–15 узлов с учетом ветра, чтобы обеспечить защиту от сдвига ветра на малой высоте. Автопилот и автоматы тяги будут выдерживать эту скорость до достижения торца полосы.
Надо сказать, что в аварийных режимах работы ЭДСУ (режимы alternate и direct) большая часть функций защиты утрачивается. Остается традиционная сигнализация о приближении к сваливанию — визуальная на PFD и звуковая.
На очереди — проверка защиты от несимметричной тяги. Снижаемся до 13 тыс. футов, выпускаем шасси, выбираем взлетную конфигурацию и отключаем автоматы тяги. Задаем скорость плюс пять к минимальной и приступаем к выполнению стандартного захода. Но на высоте 12,5 тыс. футов симулируем уход на второй круг: прибавляем газ и переходим в набор. Чендлер убирает левый РУД в положение малого газа.
В ответ на это самолет не теряет устойчивости. Небольшое левое скольжение и крен в несколько градусов приводят к еле заметному отклонению от курса. Мягкое усилие на правую педаль и отклонение ручки вправо возвращают нас на заданный курс. Триммер нейтрализует воздействие на руль направления. Как и на A380, на этом самолете можно вообще не пользоваться педалями при отказе двигателя на взлете, не рискуя потерять управление. Но, конечно, такая практика не рекомендуется производителем.
Завершает демонстрацию перевод ЭДСУ в режим direct, то есть фактически ручного управления с отключением большинства автоматических функций. Самолет по-прежнему во взлетной конфигурации, шасси убраны, основные компьютеры управления полетом отключены. В ручном режиме пробуем выполнить ряд маневров и убеждаемся, что самолет остается довольно стабильным, поскольку демпфирование по рысканью и тангажу сохраняется. Несколько движений ручками управления двигателей для проверки влияния изменения режима работы двигателей на изменение тангажа выявляют, что оно весьма умеренно для самолета с такой тяговооруженностью. Усилия на ручку для коррекции тангажа требуются очень небольшие. Мы не меняли конфигурацию, чтобы проверить реакцию по тангажу, но в целом полет в ручном режиме оставил приятные впечатлении об управляемости и устойчивости самолета.
Посадка
Возвращаем ЭДСУ в нормальный режим и поворачиваем в сторону Тулузы для совершения посадки. Сейчас посадочный вес самолета 188,24 т, для посадочной конфигурации FMS рассчитывает скорость на прямой 140 узлов, накидывая 5 узлов к минимальной посадочной скорости. Даже с максимальным взлетным весом скорость захода не превышает 148 узлов, это достигается эффективной механизацией.
Чендлер объясняет, что автомат торможения работает в нескольких режимах, в том числе предупреждения выкатывания (ROW), защиты от выкатывания (ROP) и экстренного торможения для освобождения полосы (brake-to-vacate, BTV). Последняя функция впервые была представлена на A380, а система ROP, стандарт для А350, сертифицирована для всех самолетов Airbus и может устанавливаться как на новые, так и на эксплуатируемые самолеты в рамках доработки. Она сравнивает положение самолета и траекторию полета с информацией из базы данных по аэропортам, предоставляемой FMS. На основе этих данных, а также с учетом веса самолета, конфигурации, скорости ВС, ветра и состояния полосы (вводится вручную) система определяет, достаточно ли оставшейся полосы для безопасной остановки самолета. ROW подает сигналы до касания, а ROP предполагает активную защиту от выкатывания, поскольку автоматически применяет максимальное торможение в случае необходимости.
Программируем режим BTV: выводим на навигационный дисплей схему аэродрома, выбираем ВПП 14L и рулежку M2. Активируем BTV и видим, что между зоной касания и поворотом на рулежку мы располагаем 2316 м полосы. Символами на схеме обозначены предполагаемые дистанции пробега на сухой и на мокрой полосе при максимальном торможении. До рулежки M2 мы успеем затормозить с комфортом.
Я решаю сажать вручную и отключаю автоматы тяги. Придаем самолету посадочную конфигурацию, выпускаем шасси, регулируем тягу, корректируем скорость. ЭДСУ успешно нейтрализует все возникающие моменты тангажа, так что практически не приходится применять усилие на ручку, чтобы оставаться на глиссаде.
Когда мы захватываем ILS ВПП 14L, я выдерживаю угловое положение и скорость так, чтобы отметка на PFD оставалась на обозначенной траектории, и следую указаниям командно-пилотажного прибора. На заходе самолет ведет себя устойчиво и чутко реагирует на движения РУД. Скорость заметно меняется при малейших изменениях вертикальной скорости снижения, поэтому тягу необходимо постоянно отслеживать.
Начинаю выравнивание на высоте 30 футов и убираю РУД на режим малого газа. Но выравнивание происходит слишком быстро, и с высоты в 15 футов самолет "сыпется" вниз, посадка получается грубой. Используя реверс, замедляемся до момента включения автомата торможения, который плавно снижает скорость до требуемых 10 узлов, как раз к моменту поворота на рулежку М2.
Резюме
A350 — самый технологически продвинутый из всех Airbus, и от А330 его, конечно, отделяет дистанция огромного размера, хотя пилотам А330, прошедшим переподготовку, не придется получать дополнительный допуск на тип. Вполне возможно, А350 сменит своего старшего собрата А380 на посту технологического флагмана благодаря широкому использованию инновационных материалов, улучшенному аэродинамическому качеству крыла, высокой топливной эффективности двигателей Trent XWB, еще более высокому уровню интеграции авионики и другим усовершенствованиям.
Кроме того, резервирование систем у A350 выше, чем у любого из двухмоторных самолетов Airbus, что, вкупе с целым набором защитных функций охраняет самолет и его обитателей от возможных ошибок пилотирования. В целом A350-900 производит впечатление тщательно подобранного баланса пассажирского комфорта, безопасности и эксплуатационной эффективности.
