Boeing 787 глазами пилота

1

РЕДАКТОР AVIATION WEEK УСТРОИЛ ЛЕТНУЮ ПРОВЕРКУ «ЛАЙНЕРУ МЕЧТЫ»
Фред Джордж, Сиэтл
Пилоты, которым посчастливится летать на новом флагмане Boeing, скорее всего, согласятся с утверждением: 787 — самый простой и «интуитивный» в управлении самолет из когда-либо созданных в Сиэтле. Именно к такому выводу мы пришли в результате демонстрационного полета, который состоялся в конце 2012 г.
Пять больших ЖК-дисплеев обеспечивают на 40% больше площади для отображения данных, чем на Boeing 777, что в первую очередь способствует повышению ситуационной осведомленности. Коллиматорные индикаторы на лобовом стекле, справа и слева, и электронные планшеты (EFB) входят в состав стандартного оборудования. Производитель также усовершенствовал электродистанционную систему управления полетом, разработанную изначально для 777, поэтому новый самолет еще более послушен и прост в управлении.

Пилотам Boeing 777 не придется получать дополнительный допуск на 787, поскольку у этих моделей схожая компоновка кабины, устройство основных систем и характерные особенности управления. Тем не менее есть и существенные отличия. Как известно, Boeing 787 стал первым коммерческим авиалайнером, планер которого изготовлен преимущественно из композиционных материалов. У него крыло с бо’льшим удлинением и улучшенным аэродинамическим качеством, чем у 777.



Двигатели 787 с более высокой степенью двухконтурности не испытывают потери мощности из-за постоянного отбора воздуха. Архитектура самолета также отличается тем, что практически все системы питаются от электричества, за исключением гидроусилителей высокого давления на управляющих поверхностях и периодического отбора воздуха для противообледенительного обогрева воздухозаборника двигателя. Повышена герметизация салона, поэтому и экипаж и пассажиры будут чувствовать себя более комфортно и меньше устанут от длительного перелета. Благодаря усовершенствованным аэродинамическим формам носовой части и остекления кабины снижен уровень шума в кабине.



Конструируя Boeing 787, инженеры шли на большие технологические риски. Перед ними, в частности, стояли задачи сокращения расхода топлива на 20%, снижения веса планера, сокращения на 30% стоимости ТОиР по сравнению с Boeing 767 — той моделью, которую в перспективе заменит 787, он же Dreamliner. Увеличение дальности полета, крейсерской скорости (почти на 30 узлов) и более комфортный салон также значились в списке приоритетов программы.
Отчасти преодоление этих рисков привело к задержкам в программе и переносу срока ввода в эксплуатацию на три года по сравнению с первоначальным графиком. Крепления крыла к центроплану оказались слишком слабыми и потребовали модификации. Короткое замыкание и возгорание в одном из блоков вследствие попадания постороннего металлического объекта приземлило испытательный образец до тех пор, пока не была пересмотрена конструкция этих блоков и не усилена защита от попадания влаги и металлической стружки. Постоянные проблемы с поставщиками также усугубили задержку.

После того как самолет наконец поступил в эксплуатацию в октябре 2011 г., возникли новые загвоздки. На одном из турбовентиляторных двигателей General Electric GEnx появились трещины в промежуточном вале вентилятора. Производственный брак в задней секции фюзеляжа привел к расслоению углеволокна, что потребовало существенных восстановительных работ на нескольких самолетах.



Boeing заявляет, что все эти детские болезни теперь позади. В настоящее время коэффициент технической готовности к вылету превышает 99%. Поставив заказчикам 38 ВС и убедившись, что степень зрелости самолета вполне достаточная, Boeing пригласил Aviation Week испытать 787 в действии в ходе демонстрационного полета (оригинал этого текста был опубликован в конце 2012 г., еще до того как из-за проблемы с литий-ионными аккумуляторами была приостановлена эксплуатация всего парка самолетов Boeing 787, которая возобновляется только сейчас. — Прим. АТО).



Некоторые особенности конструкции планера и систем

Использование композиционных материалов позволило производителю разработать довольно жесткое крыло с относительным удлинением 10:1 и улучшенной аэродинамикой. Еще одним преимуществом композитов стала возможность усилить герметизацию салона, не расплачиваясь за это увеличением веса конструкции. Подрядчики изготавливают и собирают крупные блоки, а затем отправляют их на сборочные предприятия Boeing в Эверетте (шт. Вашингтон) и Северном Чарльстоне (шт. Южная Каролина), где их стыкуют и скрепляют посредством механического крепежа. По сравнению с традиционными алюминиевыми планерами сборка композиционных планеров требует намного меньше ручного труда.



Как уже говорилось, практически все системы 787 зависят от электричества, даже те, что на 777 приводятся в действие посредством отбираемого воздуха или гидравлики, — например запуск двигателей, герметизация, кондиционирование воздуха в салоне, триммер горизонтального стабилизатора, противообледенительная защита планера и тормоза шасси. Кстати, тормозная система от этого выигрывает, поскольку появилась возможность постоянного контроля ее состояния, что существенно упрощает обслуживание и продлевает жизнь тормозов. В целом же перевод на электропитание тех функций, которые ранее обеспечивались за счет гидравлики, позволяет существенно рационализировать расход мощности двигателей.

Каждый двигатель имеет по два стартер-генератора на 250 кВА каждый (по одному генератору на 120 кВА — на 777). Кроме того, ВСУ также снабдили двумя стартер-генераторами на 225 кВА. Итого — шесть. Boeing 787 — первый гражданский самолет с литиево-ионными аккумуляторами (по предварительным выводам, к возгоранию литий-ионных батарей на самолете авиакомпании JAL в январе 2013 г. привел именно их переразряд. — Прим. АТО). Сеть из 17 распределительных блоков обеспечивает 115 В переменного и 28 В постоянного тока для питания освещения, тормозов колес, авионики, обогрева остекления кабины и датчиков воздушных параметров, системы зажигания двигателей, нужд бортовой кухни. Эти источники также обеспечивают вторичное и резервное питание ЭДСУ. В кабине 787 автоматы защиты сети электронные (виртуальные), а не физические; они контролируются и управляются посредством курсора на условной схеме АЗС, которая отображается на основном пилотажном дисплее.



Все топливо содержится в мокрых баках в крыле и центроплане, которые заполнены азотом, что препятствует возможности возгорания паров топлива. В каждом баке имеется по сдвоенному топливному насосу переменного тока. Если наблюдается дисбаланс топлива, экипаж может устранить его, нажав на кнопку на верхнем щитке.

Гидравлическая система также подверглась доработке: трубы меньшего диаметра и приводы меньшего размера позволили сэкономить вес.

Что касается архитектуры ЭДСУ 787, то она аналогична архитектуре 777, в ней действует тот же принцип управления по тангажу C*U (произносится как «си стар ю»). C* означает, что движение штурвала вперед-назад на разбеге управляет углом тангажа, а в воздухе — изменением перегрузки или вертикальным ускорением в полете. U означает, что устойчивость по скорости «встроена» в принципы управления, поэтому при изменении скорости в полете пилот должен вручную триммировать самолет по тангажу.

Впрочем, несколько усовершенствований по сравнению с ЭДСУ 777 все же имеется. Например, управление по крену теперь полностью осуществляется ЭДСУ. А также разработана функция компенсации асимметрии крена и рыскания P-Beta, использующая инерциальные сигналы с наземных систем для противостояния разворачивающему моменту во время взлетов и посадок с боковым ветром или асимметричной тяги при отказе одного из двигателей.



Функция «уменьшения перегрузки при маневре» (Maneuver Load Alleviation) плавно выпускает внешние интерцепторы при условиях полета, создающих большие перегрузки, для снижения сгибающих нагрузок на крыло. Функция «уменьшения перегрузки при болтанке» (gust load alleviation) также выпускает интерцепторы и отклоняет элероны, с тем чтобы уменьшить сгибающее воздействие на крыло при турбулентности. Функция «искусственного сопротивления» (autodrag) помогает экипажу осуществить быстрое снижение до захвата глиссады без увеличения скорости на режиме малого газа посредством отклонения элеронов вниз и внешних спойлеров вверх в посадочной конфигурации. Функция защиты от удара хвостовой частью снижает риск контакта хвостовой части с землей во время взлета и посадки, уменьшая отклонение руля высоты. Функция «крейсерская механизация» (cruise-flaps) автоматически отлаживает положение элементов механизации на скорости 0,54–0,87М выше эшелона FL250 для оптимизации профиля крыла и повышения эффективности крейсерского полета.

Когда я поднимался на борт, я заметил, что недалеко от основного входа расположена флюгарка датчика угла атаки. Эксплуатантам 787 следует обратить особое внимание персонала наземного обслуживания на это обстоятельство, чтобы не повредить хрупкую деталь телетрапом.

В полете
Занимаю левое кресло в кабине ZA005, пятого испытательного образца. Справа — Майк Брайан, летчик-испытатель 787 в качестве инструктора. Хезер Росс, инженер-пилот, сидит сзади, он будет дублером.

Прежде чем запустить ВСУ, мы используем аэродромный источник питания (115 В переменного тока) для авионики и систем. Примечательно, что аэродромное питание может также использоваться для запуска ТХУ. А если источников два (а лучше – три), то, технически, можно от них и двигатели запустить. Однако эксплуатанты отмечают, что самолет очень чувствителен к качеству питания и скачки напряжения, частоты или силы тока могут негативно сказаться на работе электросистемы.



Брайан объясняет, что модели Boeing с ЭДСУ оборудованы спаренными штурвалами и педалями руля направления с обратной связью. Также ручки управления двигателями (РУД) и управления спойлерами имеют обратную связь, что обеспечивает визуальные и тактильные эффекты при воздействии на рули управления — в отличие от ряда самолетов с ЭДСУ, на которых штурвал заменен на боковую ручку, которая не спарена и не имеет обратной связи, а автоматы тяги не изменяют положение РУД. Инженеры Boeing настаивают, что их решение более эффективно, так как обеспечивает ситуационную осведомленность всех членов экипажа.

Однако, как говорит Брайан, в отличие от Boeing 777, на 787 нет специальных блоков управления и индикации (CDU) для FMC (бортовой ЭВМ управления полетом). Многофункциональные клавиатуры на центральной консоли используются для ввода текстовых команд в поле «блокнот» виртуального CDU, отображаемого на любом из трех основных дисплеев. Затем содержание «блокнота» переносится в выбранные поля при помощи курсора и тач-пада. Честно говоря, в отсутствие специальных CDU для FMC, я бы предпочел тач-скрин вместо тач-пада.

Посредством виртуального CDU Брайан вводит в систему план полета из Сиэтла (Международного аэропорта Кинг-Каунти / Boeing Кинг-Филд) в Вашингтон (Международный аэропорт Моузес Лейк-Грэнт Каунти). Он также проводит проверку перед запуском, используя интерактивные электронные чек-листы. Система автоматически отмечает пункты, когда определяет, что они были выполнены.

Для вычислений взлетных скоростей и оптимальной взлетной конфигурации мы пользуемся специальным ПО в полностью интегрированных электронных планшетах. Работает ВПП 13R. Температура воздуха за бортом +4°C, показания высотомера — 29,92. Учитывая, что взлетный вес 158757 кг, EFB рекомендует отклонить закрылки и предкрылки на 5°. Расчетная скорость отрыва — 136 узлов; 148 узлов для взлета с одним отказавшим двигателем. Одним прикосновением эти данные отправляются из EFB напрямую в FMC и бортовой пилотажно-навигационный комплекс, отображаются на основных пилотажных дисплеях.



Я запускаю ВСУ, после чего мы одновременно запускаем оба двигателя GEnx-1B70. Взгляд на верхнюю панель, чтобы убедиться, что галетные переключатели находятся в положении «на 12 часов» и световые табло погашены, — значит, все в порядке. Цифровая система контроля параметров двигателя (FADEC) полностью контролирует все операции по запуску.

Трогаемся с места на малом газу, поскольку самолет заполнен всего на 70% от максимальной взлетной массы. Торможение плавное, управление передним шасси при помощи штурвальчика — точное. Педали руля направления дают поворот на 8°, штурвальчики — до 70°.

Выравниваем самолет на ВПП 13R, приводим РУД в среднее положение, ждем, когда частота оборотов компрессора низкого давления установится на 40%, и включаем автоматы тяги. Когда обороты компрессора низкого давления установятся на 94%, двигатель выходит на номинальную тягу 32 т. При тяговооруженности 1 к 2,5 ускорение получилось довольно шустрым.

Легкое тянущее воздействие на штурвал вызывает решительное, но не резкое увеличение тангажа. Я пользуюсь указаниями командного пилотажного прибора на коллиматорном индикаторе (HUD), чтобы выдерживать угол 10°. По чек-листу я должен, убрав шасси и закрылки, включить автопилот. Но на этот раз я предпочитаю пилотировать вручную, используя HUD в качестве основного источника пилотажно-навигационной информации, чтобы иметь возможность оценить летные качества самолета в полной мере.



Триммирование в соответствии с изменениями воздушной скорости осуществляется одним прикосновением к соответствующему переключателю для обновления значения скорости. Это действие не приводит в движение непосредственно горизонтальный стабилизатор. Вместо этого ЭДСУ меняет положение руля высоты для первоначального триммирования а затем изменяет установку стабилизатора для минимизации лобового сопротивления при перетриммировании. Положение штурвала при активации триммера не меняется.

Управление по крену, которое полностью контролируется основными компьютерами управления полетом, очень плавное и достаточно, но и не чрезмерно, «отзывчивое». ЭДСУ обеспечивает искусственную спиральную устойчивость при кренах до 35°. Угол крена не ограничен, он может быть и значительно более крутым. Но когда отпускаешь штурвал, ЭДСУ самостоятельно поворачивает его в противоположном направлении, уменьшая угол крена до 30°.



Брайан демонстрирует, как функция P-Beta борется с асимметричной тягой или иным непреднамеренным фактором, предотвращая сваливание: когда самолет находится в устойчивом крене под углом 30°, он убирает один РУД и выжимает второй. Асимметричная тяга практически не влияет на угол крена и создает лишь легкое движение рыскания. Затем ситуация воспроизводится с противоположным воздействием на РУД. Результат тот же: потери управления не происходит, хотя асимметричная тяга вполне доходчиво ощущается «нутром».

Вероятность того, что экипаж когда-либо столкнется с отказом основных блоков ЭДСУ, что могло бы привести к потере управляемости, крайне мала. Тем не менее инженеры предусмотрели возможность отключения компьютеров пилотами в случае сбоя — соответствующий тумблер находится на верхней панели. Брайан не замедлил продемонстрировать и эту возможность, чтобы мы могли пилотировать самолет в «прямом» режиме, в котором штурвал и педали непосредственно меняют положение управляющих поверхностей. Самолет остается совершенно управляемым, но реакция на воздействия становится резкой и не работает защита от выхода за пределы летных ограничений.



Boeing 787 также защищен от проблем с ПВД / системой статического давления, например закупорки льдом. Переключение на альтернативное исчисление воздушных данных позволяет авионике рассчитать воздушную скорость и высоту полета исходя из веса самолета, конфигурации, угла атаки и трехмерного положения ВС по GPS. Брайан демонстрирует, что альтернативные данные показывают расхождение лишь на 8–9 узлов в воздушной скорости и 40 футов высоты при полете на крейсерской высоте 16 тыс. футов на скорости 300 узлов.

Подлетаем к Мозес Лейк-Грант Каунти для работы в зоне аэродрома. Мы намеренно не снижаемся достаточно к моменту начала захода по ILS на ВПП 32, чтобы Брайан мог продемонстрировать новую функцию «искусственного сопротивления». Аэродинамика самолета такова, что с большой высоты снижение к точке начала глиссады представляет определенную сложность даже с выпущенными шасси, закрылками в положении 25° и на малом газе. В таких условиях функция autodrag отклоняет элероны вниз, а два крайних спойлера на каждом крыле наверх, таким образом способствуя снижению без ускорения. Постепенно, ниже 500 футов над землей механизация возвращается в нормальное положение, не оказывая воздействия на стандартную процедуру выравнивания и посадки.



Наш первый заход — стандартный, на обоих двигателях, с закрылками в положении 30°. Я выполняю его вручную, пользуясь HUD и автоматами тяги. Вес самолета — 154,36 т. Брайан устанавливает заданную воздушную скорость 142 узла, на 5 узлов выше Vref. Самолет очень стабилен, хотя быстро реагирует на управление. Благодаря указателям высокоточного наведения на HUD выдерживать курс и глиссаду просто. Над зоной касания, на высоте 30 футов над землей выравниваем самолет и мягко касаемся полосы. Брайан убирает закрылки на 5°, триммирует самолет по тангажу, и мы увеличиваем тягу для ухода на второй круг. После второго разворота Брайан убирает правый РУД для симуляции отказа двигателя. Функция P-Beta стабилизирует самолет, удерживая от крена и рыскания. Левый автомат тяги регулирует тягу.

Из расчета посадочного веса 154 т и положения закрылков 20° Брайан устанавливает 146 узлов как заданную скорость. Левый автомат тяги поддерживает заданное значение с разницей в 1–2 узла.
На минимуме при заходе по ILS мы выполняем полет по кругу. Брайан советует мне держать ноги на полу и позволить P-Beta самостоятельно справляться с асимметричной тягой. Самолет при этом не теряет стабильности, но все же некое скольжение вправо было заметно. Выпускаем закрылки на 30°. Касание получается плавным, но из-за экранного эффекта я немного перелетел. Слишком рано расслабился. Заметьте, нужно плавно опускать носовую стойку, если не хотите, чтобы все стали свидетелями неблагозвучного удара при опускании носа после касания.



Должен признать, что Boeing 787 и вправду самый послушный и простой в управлении Boeing из всех, на которых мне доводилось летать. Усовершенствования в системе ЭДСУ способствуют повышению безопасности полетов и, кроме того, делают ручное управление Dreamliner приятным занятием — причем с правого кресла так же, как и с левого, поскольку обзор и доступность дисплеев, а также возможности управления с обоих мест совершенно идентичные.

www.ato.ru
www.vk.com
  • avatar
  • .
  • +26

1 комментарий

avatar
правильно говорят-на них летают уже не летчики, а операторы.все в автомате.случись что, непредвиденное, грохнется об землю, т.к. пилоты уже не чувствуют машину спинным мозгом.
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.