ТВС-2МС что мы не знали об обновленном кукурузнике

ТВС-2МС -подробно о новой жизни легендарного «кукурузника»

Как известно из многих публикаций, самолёт ТВС-2МС — это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР — биплана Ан-2. Однако, анализ отзывов на эти публикации показал, что у многих читателей остался ряд вопросов, требующих дополнительного освещения. Данная публикация систематизирует историю создания, изюминки и технические характеристики этого важного для страны проекта.

Итак:

Самолёт ТВС-2МС — это глубоко модернизированная версия труженика малой и сельскохозяйственной авиации СССР — биплана Ан-2. Поэтому сначала уместно сказать несколько слов об этом легендарном самолёте.

Ан-2Ан-2 — советский лёгкий многоцелевой биплан с одним поршневым двигателем и расчалочным крылом. Странно, зачем в НАТО решили дать своё название этому самолёту, который с военной точки зрения не несёт никакой угрозы Северо-Атлантическому альянсу, но они назвали его «Жеребёнок» — Colt. У нас этот самолёт называют иногда «Аннушкой», иногда «Кукурузником».

Самолёт был спроектирован в 1946 году в ОКБ-153 при Новосибирском авиационном заводе им. Чкалова. Руководил ОКБ-153 Олег Константинович Антонов. 31 августа 1947 года в воздух поднялся первый опытный образец — СХ-1, а через два года — 9 сентября 1949 — первый серийный Ан-2.

Ан-2 построен по аэродинамической схеме расчалочного биплана с цельнометаллическим фюзеляжем и прямым двухлонжеронным крылом. Верхнее крыло снабжено автоматическими предкрылками по всему размаху, щелевыми нависающими закрылками и элерон-закрылками. На нижнем крыле установлены только щелевые закрылки. Обшивка крыльев и оперения — полотняная. Шасси — неубирающееся, трёхопорное, с хвостовым колесом. В зимнее время предусмотрена установка лыжного шасси. Силовая установка состоит из поршневого 9-цилиндрового двигателя воздушного охлаждения АШ-62ИР с четырёхлопастным воздушным винтом.

Народное название «кукурузник» самолёт получил в 50-х годах в наследство от По-2, поскольку заменил предшественника на сельскохозяйственных работах в период массового засева полей кукурузой.

Самолёт эксплуатировался на местных воздушных линиях для перевозки пассажиров и грузов, на линиях, связывавших областные центры с небольшими городами, посёлками, сёлами и деревнями. Будучи простым в эксплуатации, пригодным для работы с неподготовленных грунтовых площадок и обладая малым разбегом и пробегом, Ан-2 был незаменим в сельскохозяйственной и санитарной авиации, его можно было увидеть как в районах Крайнего Севера, так и в среднеазиатских пустынях и высокогорных районах Кавказа и Тянь-Шаня. Применялся так же и в ДОСААФ, для десантирования парашютистов-любителей.

Ан-2 выпускался в СССР, Польше и Китае. Всего с момента начала производства было построено более 18 тысяч таких самолётов.

ТВС-2МС

На 2012 год российский парк самолётов Ан-2 составлял 2100 единиц. Из них в гражданской авиации в лётном состоянии находилось около 200 самолётов, у военных — 60-70, в ДОСААФ — чуть больше 100. И идея обновления этого парка не нова — ещё в 1983 году в ОКБ Антонова был проработан самолёт Ан-3 с заменой силовой установки на ТВД-20. Однако массовую модернизацию машин в то время организовать не удалось.

Разработка проекта ремоторизации Ан-2 в ТВС-2МС началась в Сибирском научно-исследовательском институте авиации им. С. А. Чаплыгина (СибНИА, Новосибирск) в октябре 2010 года. В 1946 году, когда проектировался Ан-2, институтом руководил Главный конструктор ОКБ-153 — Олег Антонов.

В 2011 году, специально для реализации проекта ремоторизации самолёта Ан-2, в Новосибирске было образовано ООО «Русавиапром». Совместным решением Минпромторга и Минтранса России предприятие назначено изготовителем самолёта ТВС-2МС на территории Российской Федерации.

Аббревиатура ТВС-2МС расшифровывается как «турбовинтовой самолёт — 2 члена экипажа модернизиция СибНИА». В названии машины пришлось отказаться от сокращения «Ан», так как оно зарегистрировано на украинское ГП «Антонов».

Основной задачей модернизации ставился переход с авиационного бензина Б-91 и его аналогов на авиационный керосин ТС-1, за счёт чего было получено значительное снижение эксплуатационных расходов. Также требовалось увеличить межремонтный ресурс двигателя, обеспечить автономность и независимость от наземных служб при техническом обслуживании и подготовке воздушного судна к полёту, улучшить температурные условия в салоне и кабине экипажа. При этом должны были быть сохранены основные качества базовой машины.

Из-за отсутствия в России современного экономичного и лёгкого двигателя, в СибНИА приняли решение установить на Ан-2 вместо поршневого АШ-62ИР турбовинтовой двигатель Honeywell ТРЕ-331-12 мощностью 1100 л.с. Двигатель может работать на различных видах топлива, включая авиационный керосин и автомобильный бензин.

Одним из приоритетов ремоторизации машины являлось максимальное сохранение оригинальной конструкции Ан-2, поэтому изменению подверглась только его носовая часть. Установка нового двигателя с меньшей массой привело к изменению центровки самолёта, в связи с чем была разработана новая моторама и перекомпонован двигательный отсек для установки дополнительного оборудования. Новый удлинённый капот изготовлен из современных композиционных материалов.

Кажущаяся совершенно архаичной полотняная обшивка крыла Ан-2 на практике даёт ему огромное преимущество. Её можно легко удалить и произвести ревизию всего силового набора, что невозможно сделать ни на одном современном самолёте такого класса. К тому же сегодня перкаль заменяют синтетической тканью, у которой уже абсолютно другие сроки службы. Самолёты с такой обшивкой эксплуатируются более 12 лет. К тому же тканевая обшивка позволяет Ан-2 иметь отличную весовую отдачу, с которой не сравнится ни один другой самолёт.

7 августа 2012 г. под руководством премьер-министра РФ Дмитрия Медведева прошло совещание по развитию региональных авиаперевозок. Замглавы Минпромторга Юрий Слюсарь рассказал об идее министерства ремоторизировать существующий парк самолётов, поставить на них новые американские двигатели и новое БРЭО. По мнению министерства, это наиболее экономически эффективный и быстрый путь удовлетворить потребности малой авиации. Министерство не случайно вышло с таким предложением — испытания обновлённого самолёта к тому времени шли вполне успешно.

Летом 2012 года на производственной базе СибНИА была организована сборка двигателей ТРЕ-331-12 из агрегатов, частей и комплектующих изделий, поставляемых разработчиком. Это позволило получить опыт сборки и доводки двигателей для организации собственного лицензионного производства, против чего фирма Honeywell не возражала. В сентябре 2012 г. в Геленджике с Honeywell был подписан протокол о намерениях на поставку 200 моторов и возможность лицензионного производства двигателей в России.

В ходе лётных испытаний самолёта ТВС-2МС были подтверждены заявленные характеристики, по сравнению с исходным Ан-2 практически все они улучшились на 15-20%, а дальность полёта с полной загрузкой выросла в 1,5 раза. Самолёт стал потреблять на 10% меньше топлива. Полёт на керосине позволяет примерно на 20 тыс. руб. уменьшить стоимость лётного часа, т.к. это топливо в 5 раз дешевле бензина.

На высоте 3000-3200 метров истинная скорость самолёта составляет около 250 км/ч, а расход топлива снижается до 160 л/ч. Отмечено также снижение шума и вибраций, улучшение температурных условий в салоне и кабине экипажа за счёт использования системы отбора воздуха от силовой установки. Подготовка ТВС-2МС к полёту при температурах до -15oС не требует прогрева самолёта. Двигатель ТРЕ-331-12 запускается без проблем до -38oС, что крайне важно для северных районов. Система отопления позволяет при температуре -30oС поддерживать в салоне +25-28oС.

Более обтекаемая носовая часть и изменение картины обтекания потоком от воздушного винта снизили лобовое сопротивление, что повлекло снижение минимальных скоростей полёта. При гладком крыле и взлётной массе 4100-4200 кг самолёт выполняет управляемый полёт на скорости 60-70 км/ч, а с выпущенными на 20o закрылками — на 35 км/ч. Улучшились и взлётно-посадочные характеристики. При взлётной массе 4700 кг самолёту хватает 50 м, чтобы оторваться от земли и перейти в набор высоты, а пробег на грунте при использовании реверса винта составляет 35 м.

Пассажирский 9-ти местный вариант самолёта впервые был представлен публике на МАКС-2013.

В салоне справа у входа установлено откидное кресло стюардессы. Багаж пассажиров размещается под креслами, по словам разработчиков, из соображений центровки в будущем появится вариант с багажным отсеком сразу за кабиной пилота. Багажные полки имеют объём, как на региональных самолётах, каждое пассажирское место оснащено индивидуальной вентиляцией и освещением. В конце салона размещён санузел с биотуалетом и умывальником, поэтому многочасовой полёт на максимальную дальность 1300 км при крейсерской скорости 200 км/ч будет вполне комфортабельным.

Наблюдая полёт ТВС-2МС с земли, кажется, что самолёт просто завис и находится в воздухе только за счёт встречного ветра, и только когда ветер ослабевает, становится заметным его продвижение вперёд.

Эксплуатация

Благовещенская «Амурская авиабаза» стала первым эксплуатантом самолёта ТВС-2АМ в России — 22 апреля 2014 года самолёт ТВС-2АМ приступил к выполнению работ по мониторингу и тушению лесных пожаров в Амурской области. Применение самолёта позволяет объединить несколько лесопатрульных маршрутов и охватить патрулированием большую территорию за один вылет.

В самом конце 2015 года Нарьян-Марский авиаотряд закупил в лизинг два самолёта ТВС-2МС, в мае 2016-го они прибыли в аэропорт базирования. После прохождения процедуры сертификации, 26 сентября 2016 года, ТВС-2МС с десятью пассажирами отправился в первый рейс из аэропорта Нарьян-Мар в Каратайку. Началась регулярная эксплуатация самолёта в Нарьян-Марском объединённом авиаотряде. Самолёты используются по принципу «аэротакси», они выполняют не менее двух рейсов в день, прежде всего на дальних маршрутах — на восток и запад округа в Неси, Шойну, Каратайку, Усть-Кару и Амдерму.

В октябре 2016 года стало известно, что Вьетнам ведёт переговоры с СибНИА о модернизации нескольких десятков Ан-2 в ТВС-2МС.

Производственные мощности ООО «Русавиапром» позволяют проводить модернизацию от 20 до 40 самолётов в год. На начало февраля 2017 года заказчикам поставлено восемь сертифицированных самолётов ТВС-2МС и подготовлено к продаже ещё 15 машин.

К модернизации Ан-2 в ТВС-2МС проявляют интерес многие страны, имеющие значительный парк самолётов этого типа. В Китае рассчитывают самостоятельно по чертежам СибНИА производить модернизацию Ан-2 на своих предприятиях. Кроме того, ведутся переговоры с Казахстаном и Монголией как по вопросу закупки самолётов, так и по возможности организации совместных предприятий по модернизации Ан-2.

Сравнение Ан-2 и ТВС-2МС

Кроме замены двигателя, носового обтекателя, изменения коснулись некоторых самолётных систем и пассажирского салона.

Перед ремоторизацией производится необходимый ремонт узлов и перетяжка обшивки крыла и горизонтального оперения. На модернизированный самолёт устанавливается открытый дизель-генератор KDE2200E, который позволяет в автономном режиме, независимо от наземных служб проводить подзарядку аккумуляторов, использовать приборы связи, в том числе в случае аварийной посадки.

Монтируется автономный воздухонагревательный прибор Airtronic M D4 предназначенный для обогрева и поддержания заданной температуры в моторном отсеке, пассажирской и пилотской кабинах в автономном режиме, в том числе в случае аварийной посадки.

Новая система отопления и вентиляции обеспечивает поддержание комфортных температурных условий путём смешения в нужных пропорциях горячего воздуха, отбираемого от последней ступени компрессора двигателя, с холодным воздухом, поступающим из атмосферы через специальный воздухозаборник. Пропорции смешения регулируются системой заслонок; затем, через глушитель, воздух поступает в пилотскую и пассажирскую кабину.

Существенно переработан пассажирский салон, он стал современным и комфортабельным. Для визуального увеличения размеров салона дверь в кабину пилотов выполнена прозрачной. Оснащение салона включает в себя 9 кресел и одно откидное место, полноценные багажные полки, установлен биотуалет с умывальником.

Сравнение технических характеристик Ан-2, Ан-3Т, ТВС-2МС

Вес пустого, кг                                                   3350           3450      2850

Макс. коммерческая нагрузка, кг                       1500           1800      1500

Крейсерская скорость полёта, км/ч/                   200             240         200

Расход топлива в крейсерском полёте, л/ч/       195             260         160

Мин. расход топлива, л/час                               120             180         119

Дальность полёта с макс. нагрузкой, км             780            900         1300

Длина разбега/пробега, м                                 150/170   140/100        50/80

Время набора 3000 м, мин                                    26            10               7

ВС-2-ДТ — композитный демонстратор технологий

Вслед за ремоторизацией Ан-2 в СибНИА началась разработка нового самолёта для малой авиации. Опираясь на исходную конструкцию Ан-2, в институте разработали модель из композитных материалов. Проект самолёта разработан в системе автоматизированного проектирования «Unigraphics».

В ТВС-2-ДТ поставили импортную авионику, навигационную систему «Garmin», изменили рукоятку управления двигателем и систему запуска, в кабине пилотов установили четыре жидкокристаллических цветных индикатора — по два для каждого пилота и пятый — в центральной части приборной доски. Двигатель на новом самолёте тот же «Honeywell», что и на ТВС-2МС.

«Цель была получить самолёт, который мог бы летать дальше при тех  же затратах топлива, возить больше и сохранить все взлётно-посадочные характеристики предшественника. Этого удалось добиться. Так, если на Ан-2 запаса топлива хватало на 1,5 тысячи километров, то новый самолёт с дополнительным топливным баком долетел до Москвы, а это примерно 3 тысячи километров. Скорость увеличилась с 250 до 300 километров в час», — рассказывает начальник институтского ОКБ Вячеслав Писарев.

В изготовлении крупногабаритной выклеечной оснастки для углепластиковых деталей самолёта помог НАЗ им. В.П.Чкалова. Детали из полимерных композиционных материалов (ПКМ), изготовленных методом автоклавной полимеризации из препрегов, специалисты СибНИА планируют изготавливать на композитном производстве Новосибирского авиазавода.

На территории института находится своё опытное производство с участком, где из композитов изготавливаются элементы конструкции самолёта.

Препрег — углеткань, пропитанная связующим, хранится при температуре минус 18 градусов по Цельсию. В плоттер заряжается рулон препрега и по специальной программе режется несколько слоёв выкройки будущей детали. При этом помимо очертаний задается и направление нитей. Затем заготовка детали помещается в автоклав, где при высокой температуре и в полном вакууме происходит спекание слоёв препрега — полимеризация.

10 июня 2015 года на аэродроме Ельцовка Новосибирского авиационного завода им. В.П. Чкалова (НАЗ), совершил первый полёт прототип лёгкого многоцелевого самолёта ТВС-2-ДТ, разработанного и построенного в СибНИА.

В конструкции самолёта, две последние буквы в названии которого говорят, что это — демонстратор технологий, реализованы передовые решения современного авиастроения. Панели, лонжероны и нервюры крыла бипланной схемы изготовлены из углепластика. Два новых крыла биплана, изготовленные из композитов, соединены в «этажерку» плавным переходом. В отличие от классического бипланного крыла полностью отсутствуют расчалки, что позволяет в полтора раза увеличить крейсерскую и максимальную скорость полёта. Минимальная скорость, близкая к нулевой, была достигнута уже в первом полёте. Фюзеляж самолёта специалисты СибНИА планируют полностью изготавливать из полимерных композиционных материалов.

В сентябре 2016 года на Гидроавиасалоне в Геленджике был представлен вариант самолёта ТВС-2-ДТ с новым остеклением пилотской кабины. Новый фонарь выполнен из двух литых гнутых плексигласовых панелей. В верхней части фонаря есть люк.

В октябре 2016 года научный руководитель Сибирского научно-исследовательского института авиации имени С. А. Чаплыгина Алексей Серьёзнов сообщил СМИ, что самолёт ТВС-2МС из композитных материалов будет полностью готов к серийному производству в середине 2017 года. Это будет уже не демонстратор технологий, а новый самолёт, напоминающий своего предшественника — «кукурузник» — только аэродинамической схемой.

Новый самолёт по всем основным характеристикам, таким, например, как скорость и дальность полёта, будет в три раза превосходить Ан-2, сохранив при этом его главные достоинства — очень маленькую скорость на взлёте и посадке, а также малую длину разбега. Посадочная скорость этого самолёта составляет 40 километров в час. При встречном ветре есть ощущение, что самолёт стоит на одном месте. Это совершено новое качество этого летательного аппарата, а возможности посадки на неподготовленные площадки становятся просто уникальными. Практически в мире нет ни одного летательного аппарата, который обладал бы такими возможностями.

СибНИА готов предложить производителям для серийного изготовления конструкторскую документацию на самолёт. Это значит, что практически любое предприятие, имеющее финансовые возможности, может обратиться в СибНИА, получить документацию и начать производство самолёта. Но если желающих производить этот самолёт не найдётся, то институт готов собственными силами производить самолёты малой серии, чтобы заинтересовать потребителя.

В Новосибирске возрождается производство АН — 2 >>>
Творцы кукурузников – обновленный сибирский АН-2>>>