Технологии A30X

Роберт УОЛЛ ( Бремен, Германия)
Airbus продолжает сдвигать все дальше ожидаемые сроки ввода в эксплуатацию новой модели самолета, предназначенной для замены A320, однако инженеры компании уже начинают определяться с технологиями, которые они предпочли бы использовать в своей новой разработке.
"Самолет, разрабатываемый под названием A30X, не несет ничего радикально нового в конфигурации, — поясняет Луи Галуа, исполнительный директор EADS, родительской компании Airbus, — однако общая схема его во многом будет определяться тем, какие двигатели выберет Airbus".
По словам Луи Галуа, чтобы добиться 15-20%-ного улучшения топливной эффективности по сравнению с современными самолетами, потребуются двигатели, реализующие новые концепции. Решение о том, двигатели какой конструкции использовать, еще не принято; на уровне концепций конкурируют открытый ротор, вентилятор с противовращением и вентилятор с редуктором.
Между тем внимание уделяется не только улучшению двигателей, но и конструкции самого самолета. "Самолет, который придет на смену А320, будет более совершенным по аэродинамическим характеристикам", — говорит Джон Ботти, глава технического отдела EADS. В лабораториях компании исследуется возможность создания нового наружного покрытия, способного снизить сопротивление обтекания. По словам Ботти, эти исследования чрезвычайно перспективны.
Питер Чиверс, глава отделения исследований, стратегии и планирования технологий Airbus, добавляет: "Можно еще довольно много сделать для оптимизации самолетов классической схемы". Например, для А30Х могут быть разработаны методы, позволяющие полностью использовать ламинарные потоки.
"Работа над аэродинамикой может привести к шагу вперед в повышении топливной эффективности, аналогичному переходу к композиционным материалам", — говорит Галуа.
Кроме того, Ботти рассматривает как очень серьезную заявку на включение в конструкцию нового самолета топливных элементов — главным образом с целью замены вспомогательной силовой установки (ВСУ). Правда, пока еще, по словам Чиверса, удельная мощность топливных элементов на единицу массы вчетверо уступает традиционной ВСУ. Непростым остается и вопрос сертификации топливных элементов. Тем не менее представители Airbus считают эту технологию перспективной, к тому же в будущем возможно создание системы вторичного использования на борту самолета "отработанной воды" из топливных элементов, что позволит заправлять в самолет меньший запас воды.
EADS также исследует возможность получения водорода из находящегося на борту керосина с целью последующего его введения в камеру сгорания двигателя. Сжигание топлива с обогащением водородом обеспечивает более высокую температуру внутри камеры, что ведет к снижению количества частиц сажи.
Представители Airbus полагают, что разработка двигателей с пониженным потреблением топлива займет больше времени, чем предполагалось ранее. По мнению Галуа, эта задача будет реализована к 2017 г. Однако выбор конструкции двигателя должен был быть сделан несколькими годами раньше. Впрочем, Джон Лихи, вице-президент Airbus по работе с заказчиками, заявляет, что и дата ввода в эксплуатацию нового самолета сдвинута на более поздние сроки — вероятнее всего, на 2020 г.
Почти с уверенностью можно сказать, что одно из самых серьезных изменений коснется материалов, из которых будет сделан самолет. Увеличение акцента на композиционных материалах стало очевидным в новейших разработках компаний Airbus и Boeing (A350 и 787 соответственно), где доля таких материалов в составе самолета достигла 50%.
Однако использование композиционных материалов в новом самолете вызвано не только экономическими причинами. По словам Галуа, лично он не считает, что для ближнемагистральных самолетов использование композитов окажется экономически оправданным. Композиты помогают снизить расход топлива во время полета на крейсерской скорости, но в случае узкофюзеляжных самолетов, эксплуатируемых в сегменте ближних перевозок, окупить затраты на их использование будет не так-то легко. И все же он замечает, что при производстве новых моделей самолетов будут использоваться преимущественно композиционные материалы, поскольку авиакомпании связывают использование углеродного волокна с образом современного самолета. ">
Чиверс соглашается, что экономика не показывает явного преимущества композиционных материалов, и отмечает, что достижения современной металлургии также выглядят весьма перспективными. Разрабатываются новые алюминиевые сплавы, такие как сплав алюминий-магний-скандий, и новые процессы обработки, позволяющие заметно улучшить свойства уже имеющихся сплавов.
Еще одной перспективной областью исследований являются нанотехнологии. Несмотря на все свои преимущества композиты имеют и существенный недостаток — отсутствие электропроводности. При производстве самолетов типа A350 приходится искать обходные пути для обеспечения защиты от попадания молний и заземления электросхем, что увеличивает вес самолета. Однако, как предполагает Чиверс, "вполне возможно, что использование нанотехнологий позволит создавать токопроводящие композиционные материалы".
Кроме того, исследователи ищут способы снизить в самолетостроении использование титана, цена которого становится непомерно высокой. Потребность в титане возросла после того, как в самолетостроении начали применять композиционные материалы, поскольку соединение углеволокна с алюминиевыми деталями может вызвать появление электрического разряда. Однако разработка новых покрытий для алюминиевых сплавов или использование нанотехнологий, возможно, поможет решить эту проблему. По словам Чиверса, существует масса возможностей улучшения совместимости алюминия и углеволокна.