«Режим будет выполнен»

При сертификации новой модификации самолета существенную часть работ составляют летные испытания. В них подтверждается соответствие лайнера сертификационным требованиям. Осуществляющие такие полеты летчики-испытатели, понимая общую картину испытаний самолета, должны концентрироваться на выполнении отдельных полетных заданий и программ. Бывают полеты сложные по исполнению. Бывают эмоционально напряженные полеты. Любой, казалось бы, простой полет может в одночасье стать очень сложным и опасным. О тонкостях испытательной работы, о специфике сертификации новых лайнеров, об особенностях некоторых режимов рассказывает заместитель начальника летной службы ОКБ им. А. С. Яковлева, Герой Российской Федерации Василий Севастьянов.

В декабре 2022 года Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация) выдало корпорации «Иркут» одобрение главного изменения в типовую конструкцию самолета МС-21, связанное с установкой на самолет отечественной маршевой силовой установки с двигателями ПД-14.

Испытания новой модификации лайнера подтвердили, что самолет и двигатель соответствуют сертификационным требованиям. По результатам проведенных работ Росавиация переиздала сертификат типа FATA-01010A с добавлением новой модели МС-21-310.

Итог огромной работы российских ученых, конструкторов, производственников из ОАК, ОДК и смежных предприятий подвели испытатели, проверившие самолет и двигатель на эксплуатационных режимах и даже за их пределами.

Один из них – летчик-испытатель ОКБ им. А. С. Яковлева Василий Севастьянов. Прошлый год был отмечен для него знаменательным событием. Указом Президента России Владимира Путина от 7 октября 2022 года № 713 за мужество, героизм и высокий профессионализм, проявленные при испытании и освоении новой авиационной техники, заместителю начальника летной службы ОКБ им. А. С. Яковлева Василию Николаевичу Севастьянову было присвоено звание Героя Российской Федерации.

– В чем отличия сертификационных испытаний самолетов МС-21-300 и МС-21-310? Что испытывалось кроме маршевой силовой установки?

– Самолет МС-21-300 испытывался в соответствии с ФАП-25 в полном объеме. МС-21-310 – только в части главного изменения – установки двигателей ПД-14.

Маршевая силовая установка – ключевая система самолета. Ее основные характеристики – это производное от возможностей и экономических показателей двигателя.

Сертификация с новым типом двигателя требует испытаний систем, с которыми он взаимодействует. Это гидравлика, электрика, система кондиционирования и ряд других. Кроме того, замена двигателя требует проведения исследований в области аэродинамики, аэроупругости, прочности.

Отмечу, что с получением одобрения испытания не завершились. Нам надо слетать с двигателями ПД-14 на холод, на жару, на высокогорье. Работы еще довольно много.

– Как определяется объем испытаний для одобрения главного изменения?

– Программа сертификационных испытаний готовится на основе расчетов и математического моделирования, которые совместно проводили конструкторы «Иркута» и ОДК (Объединенная двигателестроительная корпорация – Ред.), ученые ЦАГИ и ЦИАМ (Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н. Е. Жуковского и Центральный институт авиационного моторостроения им. П. И. Баранова – Ред.), специалисты ЛИИ (Летно-исследовательский институт им. М. М. Громова – Ред.).

– Какие из испытательных программ были самыми трудоемкими?

– Этот вопрос скорее следует задавать инженерам по летным испытаниям. Летчик-испытатель, конечно, понимает общую картину, но концентрируется на выполнении отдельных полетных заданий и программ.

Самые объемные полеты связаны с определением экономических характеристик. Надо набрать огромный массив данных о поведении самолета на различных скоростях и высотах в широком диапазоне масс.

У этой испытательной программы нет четких границ. Чем больше снимется характеристик, тем точнее будет математическая модель. Соответственно, с большей точностью будут выполняться расчеты полетов и при дальнейших испытаниях, и в эксплуатации.

«Кресло не имеет значения»

– Каков типовой состав экипажа в сертификационном полете? Кто занимает командирское кресло?

– Экипаж включает трех человек: летчик сертификационного центра, летчик-испытатель и бортовой оператор ОКБ им. А. С. Яковлева.

Самолет принадлежит ОКБ, поэтому наш летчик несет ответственность за исход полета и выполнение полетного задания. Кресло – слева или справа – не имеет значения.

– Летчик сертификационного центра: откуда он? Пилотирует ли он самолет?

– Мы работаем по МС-21-310 с двумя сертификационными центрами – ГосНИИ ГА (Государственный научно-исследовательский институт гражданской авиации – Ред.) и ЛИИ. Если полетное задание сертификационное и необходима оценка независимого эксперта, то предусмотренные программой режимы выполняет летчик центра.

– Бортовые операторы ОДК участвовали в полетах?

– Нет. Испытания двигателя в составе самолета обеспечивает наземная бригада. Наши системы бортовых измерений обеспечивают регистрацию достаточного объема параметров самолета и двигателя, которые анализируются на земле в ходе полета и после него.

«Плотность» задания

– С чего для вас начинается испытательный полет?

– С изучения программы летных испытаний, которая определяет: что нужно сделать и какие результаты получить.

Задание на конкретный полет разрабатывает наш ведущий инженер-испытатель. Он включает в задание режимы, которые необходимо выполнить.

Следующий шаг – изучение методики проведения летных испытаний, которая разработана для каждого конкретного режима.

Если режим готовится впервые, обсуждаем с летным составом, как аналогичные испытания проводились на других самолетах, в других условиях, с другими экипажами.

При необходимости в полетное задание вносятся корректировки. Они, в частности, могут быть связаны с оптимизацией последовательности режимов – летчик эти вопросы часто понимает лучше инженера.

Чем «плотнее» будет задание, чем больше материалов мы привезем из каждого полета, тем меньше будет затрат, тем выше эффективность нашей работы. С учетом высокой стоимости летных испытаний, это – основное.

Зачетный режим

– Кто принимает решение в полете – выполнен режим или нет?

– Часто – сам летчик. Например, при снятии расходных площадок точность выдерживания скорости должна быть в пределах трех узлов. Если, выдерживая площадку несколько минут, я находился в пределах этой точности, то режим считается зачетным.

Более детальную информацию по отдельным режимам и системам видит бортовой оператор на своем пульте.

За полетом на пункте управления летным экспериментом (ПУЛЭ – Ред.) следят специалисты – ведущие инженеры, конструкторы самолета . С борта по телеметрической системе постоянно идет большой объем данных, который изучается в реальном масштабе времени.

В контуре «летчик – бортоператор – ПУЛЭ» оперативно ведется комплексная оценка зачетности. При необходимости режим повторяется.

Если его не удалось выполнить, а такое редко, но случается, проводится послеполетный анализ. По его результатам вносятся корректировки в задание, в методику эксперимента, в программное обеспечение систем. В любом случае, нужный для сертификации режим будет выполнен.

Тонкие детали и точная настройка

– Из полета привозится достаточно много данных, которые в реальном времени не анализируются. Что, с точки зрения летчика, дает их изучение?

– В интересах сертификации необходимо анализировать тонкие детали в части аэродинамики, устойчивости и управляемости. По результатам вносятся коррективы в программу комплексной системы управления самолетом. Она подлежит точной настройке, чтобы любой прошедший подготовку летчик авиакомпании мог управлять машиной.

Это очень тонкий момент, который иногда нас, летчиков-испытателей, заставляет спорить между собой. То или иное явление воспринимается каждым индивидуально. Кому-то реакция самолета на действия пилота кажется очень острой, кому-то, наоборот, замедленной.

Наша задача - чтобы самолет соответствовал нормативным требованиям. В заданном ими диапазоне необходимо по результатам испытаний внести в систему управления настройки, которые обеспечат комфортное для летчика и безопасное пилотирование.

Если в алгоритмах или программном обеспечении обнаруживается ошибка, мы вместе с конструкторами намечаем пути ее исправления. В результате появляются новые версии программного обеспечения, которые вновь проверяются в полетах. И так – до получения сертификата.

– Как часто не удается в полете выполнить заданный режим?

– Это бывает редко. Сегодня глубина нашего понимания самолета и уровень математического моделирования достаточны, чтобы еще на этапе подготовки полетного задания понять, выполнимо оно или нет.

В то же время, возможно «перелетывание» части программы с целью расширения эксплуатационного диапазона или улучшения характеристик, по которым конструкторы считают необходимым двигаться вперед.

Три степени сложности

– Вы делите испытательные полеты на простые и сложные?

– Для каждого полета определяется коэффициент сложности, имеющий три степени.

– Что такое самый сложный полет?

– Самый сложный – это полет, к которому летчик не подготовился (смеется – Ред.).

На самом деле не совсем корректно говорить, что такой-то полет сложный, а такой-то – простой.

Любой простой полет может в одночасье стать очень сложным и опасным. И не только на испытаниях. Самолет – не автомобиль. Нельзя выйти, подремонтировать и лететь дальше. Надо быть готовым не только к выполнению полетного задания, но и к локализации самых разных ситуаций, которые могут случиться попутно.

Есть полеты сложные по исполнению. Например, когда требуется попасть в определенную точку с заданными значениями скорости и перегрузки.

Есть эмоционально напряженные полеты, которые требуют повышенной концентрации и быстроты действий, есть скоротечные режимы.

«Поход» за диапазон

– Опасные полеты бывают?

– Есть полеты, которые оцениваются как опасные с точки зрения возможных последствий, к границам которых необходимо приблизиться.

У гражданского самолета эти границы заложены эксплуатационным диапазоном. Его мы должны закрыть. Но приходится «ходить» и немножко за диапазон, чтобы показать, что там ничего опасного не происходит. Таких испытаний достаточно много.

Например, выход на закритические углы атаки, флаттерные испытания, полеты с выключениями двигателя и многое другое.

При полетах на определение эволютивных скоростей (наименьшая скорость в процессе выполнения маневра, при которой еще обеспечивается безопасное его завершение – Ред.) на одном двигателе замедляешься до скорости, когда самолет еще может быть отбалансирован рулями. Когда определяются посадочные характеристики, это делается невысоко над землей. Затормаживаешься и доходишь до момента, когда самолет начинает «валить». Рулей уже нет и надо сходить с углов, а земля-то рядом…

Это вещи интересные, скоротечные, эмоциональные.

Но, опять же, они понятные. Потому что понимаешь: примерно на какой скорости и куда машину «повалит». К этому готовишься, думаешь, как будешь выходить из этой ситуации, прорабатываешь отдельные действия до автоматизма. Поэтому все проходит, как правило, хорошо.

Кроме того, если предстоят режимы ответственные и сложные, выполняется ряд так называемых подходных режимов. При подходе к границам может возникнуть ситуация, когда понимаешь: дальше уже не надо двигаться. Вслед за этим либо пересматривается программа, либо сокращается диапазон снятия характеристик, накладываются какие-то ограничения.

То есть к границам приближаемся постепенно, никто сломя голову не лезет, потому что самолет – объект дорогой и ответственность очень высокая…

Тут есть еще один аспект, которого на заре авиации не было. Авиационная наука быстро прогрессирует. Как случалось в прошлом: сделали самолет, никто ничего про него не знает, вот идет летчик-герой, он сел в него и полетел. Сегодня так не бывает. Еще до полетов определяются основные характеристики, работают стенды, идет математическое моделирование. Когда самолет выходит на полеты, он – уже достаточно изученный объект. Все понимают, что от него ожидать. Какие-то отклонения от прогнозов возможны, но диаметрально противоположными свойства самолета не окажутся.

А первые летчики были героями. Они действительно сталкивались с неизведанным.

Полет «с особенностями»

– Ваш первый полет на МС-21-310 с Андреем Воропаевым был опасным?

– Он имел свои особенности. Степень интеграции двигателей в систему управления и готовность остальных систем были относительно низкими.

Мы летали на резервном законе управления, а в нем трехсотка и МС-21-310 не сильно отличаются. Поэтому с точки зрения управления самолетом каких-то сложностей мы не ожидали и не получили.

В тоже время, поднимать самолет с полностью новой силовой установкой и ответственно, и волнительно. Эмоциональное напряжение накладывало отпечаток.

– Вы летали на МС-21-310 по регулярным воздушным трассам. Есть интерес со стороны диспетчеров, летчиков соседних самолетов?

– В последнее время часто спрашивают: на каких двигателях идете, когда полетит с пассажирами? Все ждут самолет и хотят поскорее увидеть его на трассах.

– Какой объем испытаний предстоит в связи с переходом на российские системы?

– Объем испытаний видится достаточно большим. Не будем перелетывать только часть аэродинамики.