Перспективы модернизации и расширения сферы использования сверхтяжелого транспортного самолета Ан-225 «Мрія»
Дальний транспортный самолет сверхбольшой грузоподъемности Ан-225-100 «Мрія» в особом представлении не нуждается. Уникальная машина, созданная коллективом Киевского механического завода имени Олега Константиновича Антонова (ныне – Головное предприятие ГП «Антонов») в 1983-1988 гг. и поныне остается абсолютным рекордсменом мирового авиапарка как по размерам (размах крыла – 88,4 м, длина самолета – 84 м) и взлетному весу (до 640 тонн), так и по грузоподъемности, достигающей фантастической цифры в почти 254 тонны. Даже сейчас, 25 лет спустя после первого взлета Ан-225 (состоявшегося 21 декабря 1988 г.), рынок под этот удивительный самолет, по сути, еще только начинает формироваться.
Интерес к «Мріе» во всем мире огромен – самолету посвящаются книги и статьи, выходят сюжеты новостей и телепередачи, он снимается в кинофильмах. Британцы даже включили Ан-225 в число 13-ти самых значимых самолетов истории авиации.
На сегодняшний день в активе «Мрії» 240 (!) официальных мировых рекордов. Среди них наиболее почетным стал абсолютный рекорд грузоподъемности – 253820 кг, который был установлен 11 сентября 2001 г. Это достижение до сих пор остается непревзойденным.
В августе 2009 г. экипажу Ан-225 был вручен сертификат, свидетельствующий о внесении в «Книгу Рекордов Гинесса» перевозки самого тяжелого в истории авиации моногруза – электрогенератора со специальной транспортировочной рамой общей массой 187,68 т. Этот генератор перевезли из Франкфурта (Германия) в Ереван (Армения), где он был необходим для новой электростанции.
Ан-225 является также держателем и еще одного рекорда – в июне 2010 г. он перевез самый длинный груз в истории воздушных транспортировок. Две лопасти ветряка длиной 42,1 м каждая были доставлены из Китая в Данию по заказу одной из ведущих логистических компаний мира GEODIS WILSON A/S. Хотя суммарный вес лопастей не превышал 15 т, перевезти груз таких габаритов было под силу только Ан-225.
В настоящее время потребность в авиапереперевозках, для которых наиболее оптимальным является использование именно Ан-225-100 составляет примерно 10% от общего «физического» (в тонно-километрах) объема рынка для машин типа Ан-124 «Руслан»/Ан-225. При этом, главным козырем «Мрії» является не столько ее большая грузоподъемность (хотя и это имеет большое значение) и даже не большая способность к транспортировке длинномерных моногрузов (до 43 м в грузовой кабине и до 70 м – на фюзеляже), а значительно большая дальность полета с той же коммерческой нагрузкой. Таким образом, за редким исключением, «Мрія» выступает не как «следующий (за Ан-124) в иерархии грузоподъемности» самолет, а скорее в роли «Руслана» длинной руки». Но рынок, на котором работают Ан-124 (а с 2001 г. - и Ан-225) практически полностью является рынком «срочных фрахтов», когда доставка требуется «сегодня на завтра», а иногда и (как любят шутить), «сегодня на вчера». Соответственно, для эффективного коммерческого использования Ан-225 необходимо не менее 2-3-х самолетов этого типа (что обеспечивает постоянное наличие как минимум одной машины, готовой к использованию в интересах фрахтователя).
Однако, с учетом оптимального удельного веса Ан-225 на рынке сверхтяжелых и негабаритных грузов, наличие «большой тройки» Ан-225-100 станет оправданным только тогда, когда суммарная стандартная провозная способность находящихся в коммерческой эксплуатации «Русланов» приблизится к 6000 т (что эквивалентно примерно 40 Ан-124-100М-150 или 45 машинам при использовании смешанного парка Ан-124, Ан-124-100 и Ан-124-100М-150). К настоящему же времени в гражданской авиации всего мира эксплуатируется около 70% (считая по провозной способности) от указанного количества «Русланов». Поэтому пока количественный аспект планов развития программы «Мрія» не идет дальше достройки второго самолета, готовность планера которого в настоящее время составляет 60%.
Вторым направлением развития программы Ан-225 является ремоторизация самолета. Здесь рассматриваются три варианта, которые можно классифицировать как «минимальный», «промежуточный» и «радикальный». Первый («минимальный») вариант предполагает замену установленных в настоящее время на самолете двигателей Д-18Т-1 «профиля Н» на обладающие лучшей газодинамической устойчивостью и повышенной технической надежностью Д-18Т-3. Однако, являясь наиболее простым технологически и приемлемым финансово, он, в то же время, вызывает и больше всего вопросов с точки зрения экономической целесообразности. В самом деле - столь незначительное совершенствование силовой установки не обеспечит заметного повышения технико-экономических характеристик машины даже в области безопасности полетов: при наличии шести сильноразнесенных двигателей и возможности осуществлять взлет с нормальным взлетным весом на любых пяти из них, Ан-225 и без того обладает достаточным уровнем эксплуатационной надежности.
Более интересным с экономической точки зрения представляется вариант с заменой нынешней силовой установки на Д-18Т разрабатываемых 4-й (Д-18Т-4) и 5-й серий (Д-18Т-Х), тяга которых за счет увеличения расхода воздуха и улучшения КПД турбины будет доведена до 25400-26000 кгс и более без увеличения расхода топлива. Предполагается, что с такими двигателями самолет будет иметь примерно на 12% большую дальность полета (в настоящее время перегоночная дальность «Мрії» - 15000 км), а также существенно больший диапазон крейсерский высот (в сторону увеличения числа «верхних ярусов» эксплуатационных эшелонов). Последнее приобретает дополнительную актуальность в связи с тем, что небо над Западной и Центральной Европой, а также США, и даже на некоторых трансатлантических маршрутах, уже давно нельзя назвать «свободным». Впрочем, нелишне отметить, что и в нынешнем виде «Мрія» является даже более «летучим» самолетом, чем Ан-124: несмотря на меньшую тяговооруженность и несколько худшую аэродинамику, вызванную необходимостью установки разнесенного хвостового оперения, в рекордных полетах Ан-225 достигал высоты 12 410 м (с грузом 156,3 т)!
Наконец, самым радикальным и дорогостоящим, но, одновременно, и самым заманчивым, является возможность придать «Мрії» принципиально новые возможности в сфере услуг по воздушной транспортировке грузов. Речь идет о предложенной еще в начале 1970-х гг. довольно широко известным в кругу авиационных специалистов Украины и России, но, к сожалению, весьма малоизвестном на Западе советским авиаконструктором итальянского происхождения Роберто Оросом ди Бартини идее, которую сейчас назвали бы «концепция Global Cargo Flyer» (GCF) – сверхтяжелого транспортного самолета, способного доставлять грузы из любого пункта земного шара в любой пункт земного шара без промежуточных посадок (при условии, что в соответствующей местности имеется подходящий аэропорт).
Расчеты показывают, что самолет, пригодный для коммерческой эксплуатации в роли GCF должен обладать практической дальностью полета не менее 21000 км с коммерческой нагрузкой не менее 30 т. При этом, машина естественно, должна сохранить и весь свой потенциал обычного, «неглобального», дальнего грузового самолета, но с повышенными возможностями. Например, если для перелета с грузом 150 т на 12000 км Ан-124-100 требуется сделать не менее трех промежуточных посадок, Ан-124-100М-150 – две и Ан-225-100 «Мрія» - одну, то гипотетический Ан-225GCF смог бы доставить этот груз вообще без посадки. Стоит заметить, что преимущество беспосадочных перелетов состоит не только в том, что отпадает необходимость удлинять маршрут, подстраиваясь под наличие «перевалочной» аэродромной сети (причем, поскольку аэродромов со столь длинными ВПП немного, отклонение от курса достигает значительных величин, а сам маршрут нередко приобретает характер ломаного). Резко снижаются другие статьи эксплуатационных расходов: как за счет отказа от дополнительных аэродромных сборов, так и за счет резкого сокращения времени работы силовой установки на наиболее неэкономичных режимах «взлет-посадка-набор высоты».
Но самое главное - для столь тяжелого самолета, аэродромное обслуживания которого, как правило, занимает весьма продолжительное время, отказ даже от одной промежуточной посадки влияет на скорость доставки груза также, как повышение крейсерской скорости машины в 1,5-2 раза, а то и более. В советской гражданской авиации это явление хорошо известно, как «парадокс Ту-144»: первый в мире сверхзвуковой пассажирский лайнер невыгодно было ставить на наиболее протяженную внутри СССР авиатрассу Москва – Петропавловск-Камчатский, ибо на Камчатский полуостров «двухмаховый» (со скоростью две скорости звука) Ту-144Д прилетал позже, чем дозвуковой Ил-62М, поскольку последнему (в отличие от Ту-144), не требовалась промежуточная дозаправка.
Разумеется, даже при срочной доставке сверхтяжелых и негабаритных грузов каждый лишний сэкономленный час времени далеко не всегда важен. Тем не менее, существует довольно обширная (для данного сегмента рынка) категория полезных нагрузок, которым долгое нахождение в воздухе (с неизбежной вибрацией и аэродинамической тряской, от которых полностью не может избавиться ни один самолет), а тем более повторяющиеся взлетно-посадочные циклы с возникающими при них даже небольшими перегрузками, следует считать явно противопоказанными. К таким грузам относятся, в частности, ракеты-носители (РН) или ступени РН, особенно с пристыкованной головной частью (большинство образцов искусственные спутников Земли – в первую очередь исследовательских и технологических - весьма чувствительны даже к весьма незначительному и опосредованному механическому воздействию), криогенные контейнеры и некоторые другие.
Таким образом, переход Ан-225 в категорию самолета с неограниченным беспосадочным радиусом действия сулит не просто значительные преимущества, а формирование качественно нового сектора рынка воздушных грузовых услуг уже внутри самой сферы сверхтяжелых перевозок. Здесь невольно напрашивается аналогия с Ан-124, успех которого на «сверхтяжелом нестандартном авиарынке» с одной стороны оказался неизбежен, а с другой – был первоначально абсолютно непрогнозируемым в количественном выражении, поскольку именно появление Ан-124 такой рынок и создало (прекрасное доказательство того, что не только «спрос рождает предложение», но и наоборот!).
Однако, в нынешней конфигурации на роль Global Cargo Flyer Ан-225 претендовать не может. Для этого потребуется резко (не менее чем на 55%) повысить топливную эффективность машины. Достичь столь амбициозного результата можно только за счет перехода на двигатели нового поколения и улучшения аэродинамики самолета. Сказанное означает, что Ан-225GCF должен быть не шести-, а четырехмоторной машиной, оснащенной двигателями с взлетной тягой не менее 39000 кгс (чтобы сохранить запас мощности, достаточной для взлета на одном отказавшем двигателе). В настоящее время такие турбореактивные двигатели уже существуют (британские Trent 892/895, большинство моделей американского семейства GE90) и вполне удовлетворяют требованиям к силовой установке для GCF на базе Ан-225 с коммерческой грузоподъемностью 40 т при полете на дальность не менее 21000 км. Кроме того, в случае «радикальной ремоторизации» самолету потребуется еще и на 5-10% меньшая длина ВПП (цифра сама по себе незначительная, но следует помнить, что 5% для 3500-метровой полосы – это 200 м).
Еще одним направлением возможного развития Ан-225 является применение «Мрії» в качестве воздушной стартовой платформы в рамках авиационно-космических систем различной конфигурации (соответствующую модификацию машины иногда обозначают как Ан-325). Идея эта не нова и прорабатывалась еще с 1990 г. (первоначально в рамках британского проекта HOTOL). Разрабатывался и ряд других проектов, включая презентованный в 2004 г. проект «Світязь» (второй конфигурации), представляющий собой трехступенчатую жидкотопливную РН массой 250 т (полезная нагрузка при запуске на низкую околоземную орбиту – до 9000 кг, а орбиту, переходную к геостационарной – до 2800 кг; в последнем случае РН оснащается дополнительным твердотопливным разгонным блоком), первая ступень которой выполнена по схеме «Winged Rocket» – с несущими аэродинамическими поверхностями. В случае введения в эксплуатацию, система Ан-225 - «Світязь» станет самым грузоподъемным из всех комплексов, когда-либо реализовывавшихся в рамках концепции «Воздушного старта».
Перспективным также представляется вариант создания авиационно-космической системы на базе Ан-225 с 3-4-х ступенчатой РН (также по схеме «Winged Rocket»), в случае необходимости дополнительно комплектуемой твердотопливным или жидкостным разгонным блоком. Такая РН может быть создана на базе межконтинентальной баллистической ракеты РТ-23 УТТХ «Молодец» (более известна под кодовым обозначением, принятым в НАТО - SS-24 Scalpel), производство которых осуществлялось в Украине на Павлоградском механическом заводе до конца 1991 г. Разумеется, твердотопливная РН не может иметь такой высокой весовой эффективности, как жидкотопливная, но зато отличается гораздо меньшей стоимостью, большей надежностью и безопасностью в эксплуатации. Да и технический риск при реализации такого проекта тоже существенно меньше.
* * *
В свое время, первый коммерческий оператор самолетов Ан-124 «Руслан» - авиакомпания «Авиалинии Антонова» - выбрала своим девизом лозунг «Никто не может перевести больше!» Возможно, что в случае успешного развития программы производства, модернизации и расширения сферы применения Ан-225, уже через 5-10 лет про эту машину можно будет сказать – «Никто не сможет перевезти больше, дальше и при этом - использовать крупнейший в мире сверхтяжелый грузовой самолет для решения столь разнообразных задач!».
Сергей Гончаров
декабрь 2013 г.
Разделы сайта
