Математика полета

Российское гражданское авиастроение, наконец, начало возрождаться: полетел Sukhoi Superjet 100, ведется активная работа над пассажирским МС–21, транспортным самолетом нового поколения Ил–112, рассматриваются российско-китайские перспективы в создании широкофюзеляжного авиасудна. Ожили и смежные направления.

На стенах коридоров Центра комплексирования через каждые пару метров висят фото современного российского лайнера МС–21. Вот он ждет команды ко взлету на иркутском аэродроме или парит в небе среди облаков, показан с разных ракурсов, поблескивает свежевыкрашенным крылом. Так родители гордятся своими детьми, только в этом случае ребенок еще не вырос. Магистральный самолет XXI века, проектное название которого широко растиражировано даже за рубежом, впервые поднимется в небо только в следующем году. Его ожидают многочисленные испытания, доработки и сертификация. В создании МС–21 участвуют многие компании, как российские, так и иностранные, часто они действуют в тесном сотрудничестве. Например, в разработке авиационной электроники — авионики.

Sukhoi в достатке

В Советском Союзе каждое конструкторское бюро имело в своем составе подразделения, которые занимались авионикой и которые сотрудничали со специализированными институтами и предприятиями. Но в 90-е годы из-за снижения объема заказов и потери большой части кадров авионика в стране стала штучным товаром. Не пошел в серию реализованный проект по развитию программы Ил–96 КБ Ильюшина Российское гражданское авиастроение, наконец, начало возрождаться: полетел Sukhoi Superjet 100, ведется активная работа над пассажирским МС–21, транспортным самолетом нового поколения Ил–112, рассматриваются российско-китайские перспективы в создании широкофюзеляжного авиасудна. Ожили и смежные направления. Математика полета совместно с американской компанией Rockwell Collins, проекты для военной авиации были ориентированы в основном на экспорт и требовали сжатых сроков исполнения. Новых наработок практически не создавалось, поэтому наращивать технологическую базу пришлось за счет зарубежного опыта.

Отправной точкой для нового этапа развития российского авиастроения стал проект Sukhoi Superjet 100. Инженеры должны были сделать не просто самолет, который может летать внутри страны, а самолет, способный выйти на внешний рынок и преодолеть полосу неудач, преследующую российскую гражданскую авиацию.

«На тот момент использовались технологии, созданные в Советском Союзе, по которым невозможно было сертифицировать воздушные судна за рубежом, — рассказывает Виктор Поляков, генеральный директор ООО «ОАК — Центр комплексирования». — Привлечение иностранных компаний позволило выйти на современный европейский технологический уровень и сертифицироваться не только в АР МАК, но и EASA — европейском агентстве».

Глава Центра комплексирования с уверенностью говорит, что SSJ 100 более чем на 50% российский самолет. Нашими предприятиями в нем много сделано в части программного обеспечения. Специалисты «Сухого» разрабатывали программное обеспечение по передовым европейским технологиям и проводили его тестирование на реальном бортовом оборудовании, поставляемом французской Thales. После чего разработанный продукт передавали обратно в компанию Thales, которая интегрировала российские разработки в свой комплекс авионики и поставляла уже в ГСС для контрольных проверок и летных испытаний. Авиастроители в целом выполнили задачу — региональный самолет летает не только в России, но и за рубежом, есть потенциальные иностранные покупатели.

Виктор Поляков, генеральный директор ООО “ОАК – Центр комплексирования”

Системное мышление

Современная авионика шагнула далеко вперед, возросла функциональность — автоматика сегодня выполняет более 100 функций и может заменять людей. Если на Ту–154 экипаж состоял из четырех человек, то в современных самолетах часть функций Виктор Поляков, генеральный директор ООО «ОАК — Центр комплексирования» взяла на себя математика, уменьшив экипаж вдвое. Система считает все необходимые параметры, которые раньше считались по штурманской линейке, математика стала контролировать и общесамолетное оборудование, за которым следил бортинженер.

«Авионика должна стать модульной, малогабаритной и многофункциональной, — считает Виктор Поляков. — Сегодня уровень сервиса существенно выше, чем раньше, например, автоматическая посадка самолета, которую летчик просто контролирует. Еще недавно, если пилот не видел взлетную полосу в пределах своего метеоминимума — посадка была запрещена. Нужно было уходить на второй круг или на запасной аэродром. Сегодня математика может вести машину до самой посадки. Всевозможные режимы и расчеты, вертикальная навигация — все, о чем раньше можно было только мечтать, сейчас реализовано даже на региональных самолетах».

Европейские авиатрассы, на взгляд Виктора Полякова, напоминают некие авиационные муравейники, а аэропорты — сложнейшие архитектурные и инфраструктурные сооружения. Увеличение количества рейсов приведет к тому, что коридоры, в которых летают самолеты, будут становиться уже. Если раньше точность выдерживания эшелона условно составляла 300 метров, то в ближайшем будущем это расстояние может сократиться до 100 метров. Все это вызовет необходимость ужесточения требований к датчикам и расчетам.

На вопрос, смогут ли самолеты обходиться без людей, станут ли они полностью роботизированными, Виктор Поляков, авиаинженер с солидным стажем, участвовавший в создании и испытаниях военных Су–27, Су–34, Су–30, Су–35 и Т–50, не смог ответить однозначно и привел примеры из практики. Лет 15–20 назад нужно было аппаратным способом скопировать математику со старой вычислительной машины на новую. Грубо говоря, слепок математики перенести на другую вычислительную платформу. Сделали. Начали тестировать — ошибка. Решили разобраться, в чем причина, и выяснилось, что одному из сотрудников захотелось сделать чуть лучше и он внес ручное изменение, которое привело к тому, что программы стали работать по-разному. Убрали его ноу-хау — все получилось автоматически. В этом случае ручное вмешательство было нежелательно.

«Несколько лет назад на Ту–154 в полете произошел отказ энергосистемы. Если бы управление было полностью автоматизированное, то робот бы просто «сложил крылья» и отказался управлять машиной, а экипаж увидел заброшенный аэродром и летчики смогли приземлиться, — рассказывает руководитель «ОАК — Центр комплексирования». — Роботы хороши тем, что могут идеально выполнять точно предписанные процессы. Но если в них возникает незапланированная непредвиденная ситуация, робот может повести себя совершенно непредсказуемо. В этом случае, напротив наличие экипажа на борту спасло ситуацию».

Магистральный самолет

Компания в составе Объединенной авиастроительной корпорации, которую возглавляет Виктор Поляков, ответственна за комплекс бортового оборудования МС–21. Если в ситуации с SSJ 100 генеральным подрядчиком была французская компания Thales, то в проекте российского магистрального самолета «ОАК — Центр комплексирования» выполняет все ключевые функции и является поставщиком авионики. Еще около десятка российских предприятий работают с ним в кооперации.

«Накопленный опыт в работе с отечественными предприятиями позволяет решать целый ряд задач силами российских специалистов. Так, например, в ядре авионики МС–21 используется 100% отечественного функционального программного обеспечения, а отладка и верификация программного обеспечения и аппаратуры КБО проверяются на стендах. Именно стендовые отработки позволяют подтвердить соответствие КБО и его составных частей требованиям заказчика, международным и российским стандартам еще до установки на борт самолета», — отмечает главный конструктор КБО «ОАК — Центр комплексирования» Алексей Герасимов.

«Сейчас развернуты стенды для разработки программного обеспечения, разворачиваются стенды для интеграции и отладки программного обеспечения и комплекса в целом. На стендах происходит разработка, тестирование версий и их сборка, проверка на взаимодействие, конфликтность, — объясняет схему работы Алексей Герасимов. — Далее все поставляется в корпорацию «Иркут», где есть свои стенды: «электронная птица» — полнонатурный стенд — и «железная птица». После цепочки отработки на стендах аппаратура передается на самолет с разрешением принимать участие в летных испытаниях — это путевка в небо».

Кадры решают

Коллектив «ОАК — Центр комплексирования» — молодой, перспективный, но достаточно опытный. Средний возраст коллектива — 38 лет, сотрудников до 50 лет в компании 78%. На стендовых площадках Центра комплексирования работают вчерашние студенты МАИ и МИФИ, МГТУ им. Баумана. Руководство им доверяет.

«Сегодня многие технологии близки и понятны молодежи, поэтому квалификация сотрудников удовлетворяет. Конечно, нужны специфические знания, которые сложно получить в институте, но наши люди проходят обучение по специальным программам», — говорит Виктор Поляков.

При работе над проектом SSJ 100 специалисты обучались во Франции, а в работе им помогали тренеры из компании Thales, которые в течение года находились рядом и консультировали специалистов ОАК — ЦК. Для подготовки к работе над проектом МС–21 инженеры Центра повышали квалификацию в Европе и США.

Валерия Круглик — один из самых молодых сотрудников в коллективе. В 2015 году она окончила Московский авиационный институт, став специалистом по робототехническим и интеллектуальным системам. Обучаясь в МАИ, Валерия проходила практику в ООО «ОАК — Центр комплексирования», а сегодня уже занимается интеграцией и отладкой взаимодействия компонентов систем управления на стенде.

«После МАИ хотела применить знания на практике. На собеседовании в Центре комплексирования рассказали, что занимаются самолетом МС–21, показали органы управления, и у меня загорелись глаза. Работа на стендах очень интересна, при этом мы понимаем, какая ответственная и важная роль нам отведена», — говорит Валерия.

Sukhoi Superjet 100 — региональный самолет нового поколения. В настоящее время произведено более 100 самолетов. МС–21 — семейство пассажирских ближне- среднемагистральных самолетов. Лайнер будет иметь самый широкий фюзеляж в своем классе — 4,06 м

Один из самых уважаемых сотрудников Центра — Михаил Неймарк. Он стоял у истоков российской авиации. В свои 76 лет он с легкостью обыгрывает в шахматы молодых сотрудников, имеющих спортивные разряды в этом виде спорта. Михаил Семенович разрабатывает дерево отказов оборудования, просчитывает все возможные варианты работы комплекса для обеспечения отказобезопасности, которые, в свою очередь, проверяются на стендах. На них можно сымитировать разные аварийные ситуации, например, проверить последствия отказа работы двух двигателей. Подобную ситуацию проиграть в воздухе получится вряд ли. Такие инструменты позволяют протестировать работу на ранних стадиях до того, как самолет поднимется в воздух. «Каждая человеческая жизнь бесценна, поэтому в самолете все показатели должны быть максимально учтены при разработке», — заключает Виктор Поляков.