Самолет Ил-86 (Ильюшин)

Разработчик: ОКБ Ильюшина

Страна: СССР

Первый полет: 1976 год

Тип: Дальнемагистральный пассажирский самолет

Характерной особенностью развития гражданской авиации является быстрый рост объема пассажирских перевозок. Этот рост был неразрывно связан с общим совершенствованием гражданской авиации, всех ее служб, и в первую очередь с совершенствованием ее самолетного парка — с увеличением рейсовой скорости, пассажировместимости, регулярности отправки в рейс и, как следствие, с повышением производительности пассажирских самолетов.

К концу 1960-х гг. быстрый рост объема пассажирских авиаперевозок привел к перегрузке главных аэропортов мира. Для прибывающих самолетов резко увеличилось время ожидания в воздушной зоне аэропорта: соответственно сократились интервалы между взлетами и посадками, а также значительно уменьшилась свободная площадь аэропортов из-за большого скопления самолетов и наземной обслуживающей техники. В некоторых крупных аэропортах время ожидания пассажирским самолетом разрешения на посадку стало превышать время его рейса из пункта отправления, а интервал между посадками или взлетами принимаемых и отправляемых самолетов сократился до 45 с. Такая перегруженность аэропортов ухудшала условия технического обслуживания пассажирских самолетов на земле, а также снижала уровень безопасности полетов из-за сложности управления воздушным движением большого числа скоростных машин в зоне аэропорта.

Эти проблемы и необходимость обеспечения дальнейшего роста объема пассажирских перевозок заставили авиационных конструкторов и эксплуатационников искать новые пути при создании перспективных пассажирских самолетов.

Проектные разработки, проводившиеся во многих конструкторских организациях, показали, что основные затруднения гражданской авиации могли быть решены созданием и введением в эксплуатацию самолетов большой пассажировместимости, рассчитанных на 250 … 500 мест, которые позволили бы снизить число машин, потребных для обеспечения заданного объема перевозок, обеспечивали бы лучшее использование самолетов, их техническое обслуживание и, что очень важно, способствовали бы повышению безопасности эксплуатации вследствие уменьшения частоты посадок и взлетов в наиболее загруженных аэропортах. Кроме того, самолеты большой пассажировместимости обеспечивали бы более низкие значения эксплуатационных расходов, в том числе и топлива на пассажирокилометр, что позволило бы не только окупить затраты на проектирование, разработку и постройку необходимого парка машин, но и снизить себестоимость эксплуатации, а следовательно, в дальнейшем увеличить объем пассажирских авиаперевозок.

Первыми начали работы по самолетам большой пассажире-вместимости самолетостроительные фирмы США, что определялось более ранним, чем в других странах, скачком в росте объема пассажирских перевозок. Помимо этого, рождение, например, трансконтинентального самолета большой дальности полета Боинг 747 в значительной степени было обусловлено наличием воздушной трассы США — Европа через Атлантический океан, имеющей почти постоянную большую пассажирозагрузку. Эта трасса также переживала в то время кризис насыщенности большим числом самолетов, что приводило к установлению жестких регламентов в отношении расстояния между самолетами как по горизонтали, так и по эшелонам.

В Советском Союзе проектирование самолета большой пассажировместимости было начато в соответствии с потребностями Аэрофлота в 1969 г. Первой попыткой коллектива ОКБ решить проблему создания самолета большой пассажировместимости стал проект самолета Ил-62М, рассчитанного на перевозку 250 пассажиров на авиалиниях средней протяженности. Большая пассажировместимость этой модификации по сравнению с базовым самолетом Ил-62 достигалась увеличением длины фюзеляжа Ил-62М на 6,8 м. Благодаря большей коммерческой нагрузке, которая стала равна 30 т, должна была возрасти и экономическая эффективность эксплуатации такого самолета. Однако модифицированный самолет Ил-62М с «узким» фюзеляжем обычного типа не позволил решить многие проблемы, связанные с его эксплуатацией, и работы по нему были прекращены.

В процессе проведения дальнейших изысканий совместно с научно-исследовательскими организациями Министерства гражданской авиации, на основе большого комплекса различных исследований, по результатам научного прогнозирования роста объема пассажирских перевозок в СССР и на основе анализа распределения пассажиропотоков в зависимости от дальности полета были составлены следующие требования к летно-техническим характеристикам самолета большой пассажировместимости:

К самолету Ил-86 были предъявлены эти и другие специальные требования, которые учитывали состояние наземной материально-технической базы Аэрофлота, взлетно-посадочных полос и аэропортов, где предполагалось использовать этот самолет. К числу таких специальных требований относились транспортировка багажа по принципу «багаж при себе плюс контейнеры», установка на самолете трех входных дверей со встроенными трапами, исключающими необходимость применения каких-либо аэродромных средств для обеспечения входа и выхода пассажиров, и, наконец, возможность эксплуатации самолета с бетонированных аэродромов МГА класса «Б» с покрытием ВПП, соответствующим аэродрому класса «В» с максимально допустимой приведенной одноколесной нагрузкой не более 17000 даН.

Необходимость выполнения этих и ряда других требований определила компоновочные и конструктивные особенности самолета Ил-86. Прежде всего заданная пассажировместимость самолета потребовала проведения комплекса исследований, связанных с выбором размеров поперечного сечения цилиндрической части фюзеляжа, и разработки такого варианта размещения пассажиров, багажа и грузов, который с наибольшей эффективностью отвечал бы условиям эксплуатации самолета с перспективой увеличения числа пассажиров в будущем.

История развития пассажирских самолетов показывает, что с ростом объема пассажирских авиаперевозок увеличивалось и число кресел, устанавливаемых в поперечном сечении фюзеляжа, — от трех кресел в ряду на первых вариантах самолетов Ил-12 до шести кресел на Ил-62 и многих других типах ныне существующих самолетов, условно называемых узкофюзеляжными. При этом на узкофюзеляжных самолетах основной количественный показатель комфортных условий — удельный объем пассажирского салона (т.е. объем, приходящийся на одного пассажира) изменялся в сравнительно небольшом диапазоне, и комфорт пассажирских кабин повышался при создании новых самолетов в основном установкой более легких и удобных кресел, совершенствованием декоративной отделки салонов и освещения, возрастанием технического уровня бытовых помещений (кухонь, туалетов, гардеробов и пр.).

Увеличение пассажировместимости узкофюзеляжных самолетов до 259 пассажирских мест при размещении шести кресел в ряду приводило, как, например, в проекте самолета Ил-62М-250, к значительному увеличению длины фюзеляжа и появлению в пассажирских салонах так называемого давящего эффекта туннельности, значительно снижавшего уровень комфорта в полете. Установка же более шести кресел в ряду при одном продольном проходе признана нецелесообразной из-за невозможности обеспечить достаточный уровень комфорта для пассажиров и удобства для работы обслуживающего персонала.

Для размещения 350 пассажиров требовалось значительно увеличить число кресел в ряду, устанавливаемых в цилиндрической части фюзеляжа. Стремление сохранить достигнутый на узкофюзеляжных самолетах уровень комфорта в пассажирских салонах и свести к минимуму весовые потери из-за увеличения размеров фюзеляжа определило проработку в первых вариантах проектов самолета Ил-86 двухпалубных фюзеляжей с размещением пассажиров на верхней и нижней палубах, а также однопалубных фюзеляжей с поперечным сечением в виде горизонтального овала и с двумя раздельными пассажирскими кабинами, в каждой из которых размещалось по пять кресел в ряду с одним продольным проходом. Последующие исследования показали, что при одинаковой пассажировместимости эти фюзеляжи не имеют ни весовых, ни аэродинамических преимуществ перед круглым однопалубным фюзеляжем с двумя продольными проходами между рядами кресел. Более того, применение фюзеляжей с поперечным сечением в виде вертикального или горизонтального овала связано со значительными весовыми потерями из-за необходимости введения новых конструктивных элементов, воспринимающих нагрузки от второй палубы и изгибающие моменты, возникающие в местах пересечения окружностей, образующих овал, поскольку под действием избыточного давления внутри пассажирской кабины при полетах на большой высоте овальное сечение стремится принять форму окружности. Кроме того, без значительного изменения формы поперечного сечения рассматриваемых фюзеляжей в них практически невозможно разместить вне пассажирской кабины стандартные авиационные багажно-грузовые контейнеры типа АБК-1,5 или аналогичные зарубежные стандартные контейнеры. Трудно также обеспечить эвакуацию пассажиров из таких фюзеляжей в соответствии с требованиями Норм летной годности, особенно при вынужденной аварийной посадке самолета с двухпалубной компоновкой пассажирского салона.

Для самолета на 350 пассажирских мест применение фюзеляжа круглого сечения с размещением пассажиров на одной широкой палубе значительно облегчало посадку и высадку пассажиров. Относительно легко решалась и проблема аварийной эвакуации пассажиров из такого фюзеляжа в пределах времени, регламентируемого Нормами летной годности. В нижней части такого фюзеляжа было возможно разместить стандартные контейнеры АБК-1,5 или оборудовать систему «багаж при себе плюс контейнеры», которую предполагалось применить на Ил-86 в соответствии с требованием заказчика. Но самое главное преимущество круглого фюзеляжа — это возможность создания в пассажирском салоне нового, более высокого уровня комфорта, который увеличивает привлекательность широкофюзеляжного самолета для пассажиров, повышает коэффициент пассажирозагрузки самолета и его конкурентоспособность.

Размеры поперечного сечения цилиндрической части фюзеляжа самолета Ил-86 были определены на основе выполнения Целого ряда требований. Кроме получения оптимального сочетания весовых и аэродинамических характеристик фюзеляжа с учетом размеров оперения, высоты шасси и других геометрических данных, а также высокого уровня комфорта, выбранное поперечное сечение должно было обеспечить возможно большее число вариантов размещения кресел в ряду. При этом следовало Учитывать возможность дальнейшего развития Ил-86 — как увеличения его пассажировместимости, так и превращения в грузовой вариант с размещением на верхней палубе универсальных авиационных поддонов и стандартных грузовых контейнеров. На основе комплекса предварительных исследований для самолета Ил-86 был выбран фюзеляж диаметром 6,08 м, позволивший установить девять кресел в одном поперечном ряду с двумя продольными проходами. Введение двух продольных проходов обеспечило большие удобства для пассажиров и обслуживающего персонала, поскольку ускорилось размещение пассажиров и уменьшилось время, затрачиваемое на их обслуживание. При проектировании Ил-86 ширину продольных проходов выбирали с учетом опыта эксплуатации зарубежных широкофюзеляжных самолетов. При эксплуатации самолетов типа Боинг 747, Локхид L-1011 и Дуглас DC-10 продольные проходы между креслами часто блокировались сервировочными тележками стюардесс. Поэтому ширина продольных проходов в пассажирских салонах Ил-86 значительно больше, чем на аналогичных зарубежных самолетах, и она обеспечивает передвижение пассажира по проходу при наличии в нем сервировочной тележки. Кроме того, параметры поперечного сечения фюзеляжа Ил-86 определялись также необходимостью применения на этом самолете новой системы транспортировки багажа пассажиров и грузов по принципу «багаж при себе плюс контейнеры». Выбранные размеры входных вестибюлей и стеллажей для багажа, а также помещении буфета-кухни и багажно-грузовых отсеков, расположенных на нижней палубе самолета, обеспечивали не только свободное размещение пассажирами своего багажа, загрузку поддонов, контейнеров типа АБК-1,5 и буфетно-кухонного снаряжения, но и более комфортабельные, чем на других самолетах, условия для работы обслуживающего персонала.

Основной особенностью варианта компоновки — «багаж при себе плюс контейнеры», является наличие на нижней багажно-грузовой палубе трех отсеков со стеллажами. Имеются три встроенных в конструкцию самолета трапа, ширина и угол наклона которых обеспечивают пассажирам возможность входа в самолет с багажом, который затем размещается на стеллажах багажно-грузовых отсеков. С верхней пассажирской палубой эти отсеки связаны внутренними однопролетными лестницами, ширина которых обеспечивает двухрядное движение пассажиров. Все три лестницы равномерно распределены по длине пассажирской кабины, каждая из них ведет в один (передний, средний и задний) пассажирский салон. Салоны отделены друг от друга блоками буфетных стоек и поперечными проходами к аварийным выходам. Размещение выходов лестниц в пассажирские салоны увязано с размещением аварийных выходов, а размеры багажных отсеков — с пассажировместимостью салонов. Таким образом, главной особенностью пассажирской кабины самолета Ил-86 является ее условное разделение (лестницами, блоками буфетных стоек и поперечными проходами к аварийным выходам) на три отдельных пассажирских салона, равномерно расположенных по длине фюзеляжа. Благодаря этому все пассажиры самолета оказались сгруппированными в относительно небольшие, легко обслуживаемые, а в случае необходимости быстро организуемые к аварийной эвакуации группы. Наличие двух продольных проходов ускоряет раздачу питания пассажирам и обеспечивает свободное перемещение обслуживающего персонала и пассажиров из любой точки кабины к креслам, туалетам или аварийным выходам. В пассажирской кабине самолета имеется по четыре аварийных выхода на каждом борту, которые оснащены надувными двухдорожными трапами, обеспечивающими аварийную эвакуацию пассажиров в два потока.

Эта компоновка пассажирской кабины и багажно-грузовых отсеков самолета Ил-86 обеспечила самолету определенные эксплуатационные преимущества. В частности, стало возможным начать регулярную эксплуатацию самолета Ил-86 без реконструкции существующих зданий аэропортов для увеличения их пропускной способности и без внедрения специальных автоматизированных систем сортировки и транспортировки большого количества багажа к местам их погрузки в контейнеры и выдачи пассажирам после полета (по данным зарубежной печати, для обслуживания широкофюзеляжных самолетов с системой транспортирования багажа в контейнерах стоимость модернизации французского аэропорта Орли обошлась в 460 млн. долларов). Кроме того, система «багаж при себе плюс контейнеры» значительно сократила время, затрачиваемое на оформление и погрузку багажа пассажиров в самолет и его получение после полета, при этом более чем в два раза уменьшились трудозатраты на обслуживание пассажиров и сократилась численность обслуживающего персонала. Сокращается и время оборачиваемости самолета Ил-86, непосредственно влияющее на экономическую эффективность его эксплуатации, увеличивается реальная скорость воздушного путешествия пассажиров, обеспечивается лучшая сохранность багажа, чем при существовавших до внедрения Ил-86 способах его транспортирования.

В процессе выбора схемы самолета на основе сравнительного анализа и опыта, которым располагало конструкторское бюро, для Ил-86 была выбрана схема низкоплана со стреловидным крылом и четырьмя двигателями НК-86 с умеренной степенью двухконтурности на пилонах под крылом.

В результате проводившихся совместно с ЦАГИ исследований по выбору наивыгоднейшей аэродинамической компоновки крыла для самолета Ил-86 удалось создать крыло со стреловидностью 35°, которое с фюзеляжем диаметром 6,08 м, отличающимся высоким аэродинамическим совершенством, обеспечивает высокое аэродинамическое качество самолета на крейсерских скоростях полета, соответствующих значению М = 0,82, а также на взлетно-посадочных режимах.

При решении технической задачи конструктору всегда приходится искать оптимальный компромисс между удовлетворением предъявляемых требований и возможностями, которыми он располагает. Выполнение специальных, иногда очень специфических, отвечающих определенным условиям эксплуатации, требований налагает отпечаток на создаваемую конструкцию. Так, для выполнения заданных условий эксплуатации самолета Ил-86 с бетонированных аэродромов МГА класса «Б» с покрытием по классу «В» и с максимально допустимой приведенной одноколесной нагрузкой не более 17 000 даН пришлось установить на Ил-86 специальное шасси, состоящее из трех основных опор. Это шасси позволяет эксплуатировать самолет с ВПП, рассчитанных на прием значительно более легких самолетов, таких, как, например, самолет Ил-18. При этом не требуется никакой реконструкции ВПП этих аэродромов.

Высокий уровень безопасности полетов самолетов Ил-86, их комфортабельность, высокую эксплуатационную эффективность и технологичность в производстве обеспечивают ряд конструктивных решений, новизна которых подтверждена 130 авторскими свидетельствами.

Надежность и безопасность полетов самолетов Ил-86 обеспечивается: его рациональной аэродинамической компоновкой; многократным резервированием основных функциональных систем самолета; использованием в гидросистеме негорючей жидкости; применением топливной системы с топливными магистралями, проложенными внутри баков; экономичной, потребляющей относительно мало электроэнергии, электроимпульсной противообледенительной системы, удаляющей лед путем создания импульсной упругой деформации в обшивке защищаемых поверхностей предкрылков и носков хвостового оперения; наличием на самолете комплексной системы обеспечения взрывопожарной безопасности самолета и многими другими конструктивными решениями.

Самолет Ил-86 оснащен новейшими системами автоматического управления и навигации, что позволяет экипажу из трех человек осуществлять полеты с высокой регулярностью по внутрисоюзным и международным авиатрассам в любых климатических и географических условиях, в любое время года и суток.

Высокий уровень комфорта для пассажиров обеспечивается удобством кресел, архитектурным и декоративно-художественным оформлением интерьера пассажирских салонов, применением новейшего бытового оборудования и прогрессивных форм обслуживания пассажиров. Размещение основного оборудования буфетно-кухонного комплекса под полом пассажирской кабины и буфетных стоек на верхней палубе позволяет рационально использовать площадь пассажирской кабины, быстро обслуживать буфет-кухню. Применение сервировочных тележек ускоряет раздачу питания пассажирам и значительно облегчает труд бортпроводников.

В конструкции планера самолета Ил-86 также применено много нового: прессованные и клееклепаные панели, крупногабаритные штампованные детали, сотовые конструкции, композиционные материалы, различные виды титанового крепежа, более совершенные заклепки, новые методы упрочнения элементов конструкции и многое другое. Все это потребовало разработки и внедрения в серийное производство новых технологических процессов. Всего при постройке самолета Ил-86 применено более 50 новых технологических методов.

Постройка первого опытного самолета Ил-86, проводившаяся на основе широкой кооперации многих предприятий страны, изготовлявших отдельные части самолета, его агрегаты и системы, была завершена и 22 декабря 1976 г. экипаж, возглавляемый заслуженным летчиком-испытателем СССР, Героем Советского Союза Э. И. Кузнецовым, выполнил на Ил-86 первый полет.

В июне следующего года опытный самолет Ил-86 совершил перелет в Париж и был показан на 32-м Международном салоне по авиации и космосу в аэропорту Ле-Бурже, где привлек большое внимание и получил высокую оценку зарубежных авиационных специалистов.

Заводские испытания самолета Ил-86 были успешно завершены 22 сентября 1978 г., на три месяца раньше срока. В процессе их проведения были определены летно-технические характеристики самолета и достигнута скорость полета, эквивалентная числу М = 0,93, оценены характеристики устойчивости и управляемости самолета, которые были проверены также и на больших углах атаки, на 11 град. превышавших угол атаки, установленный для нормальной эксплуатации самолета. Заводские испытания позволили также определить характеристики двигателей НК-86 в полетах на различных режимах, оценить работу систем силовой установки, систем и оборудования самолета.

Государственные испытания показали, что создан самолет, обладающий высокой эксплуатационной эффективностью: по сравнению с другими ныне эксплуатирующимися на авиалиниях средней протяженности пассажирскими самолетами Ил-86 обеспечивает существенное снижение эксплуатационных расходов и экономит значительное количество топлива. Поступив на эксплуатационные испытания, самолеты Ил-86 провели в небе сотни часов и налетали многие тысячи километров.

Рейсом Москва — Ташкент 26 декабря 1980 г. открылась регулярная эксплуатация самолета на воздушных линиях страны. В истории самолета Ил-86 начался новый этап, который, без сомнения, стал и качественно новой вехой в развитии советской гражданской авиации. В течение 1981 г. самолеты Ил-86 были внедрены в эксплуатацию сразу на нескольких внутренних и международных воздушных линиях. Высокие летно-технические данные самолета Ил-86 получили и международное признание. В сентябре 1981 г. на серийном самолете Ил-86 экипаж заслуженного летчика-испытателя СССР, Героя Советского Союза Г. Волохова установил 18 мировых рекордов: с коммерческим грузом 35, 40, 50, 60 и 65т. самолет развил среднюю скорость 971 км/ч на замкнутом маршруте протяженностью 2000 км, а с коммерческим грузом от 35 до 80т. самолет летел со скоростью около 956 км/ч по замкнутому маршруту протяженностью 1000 км.

Достигнутые в рекордных полетах увеличения максимальной взлетной массы и массы коммерческого груза самолета Ия-86 позволяют выявить потенциальные возможности конструкции самолета, изучить поведение самолета с большой полетной массой в воздухе и в сочетании с опытом регулярной эксплуатации на воздушных линиях использовать полученные в рекордных полетах данные для дальнейшего развития самолета, расширения области его применения, как это уже неоднократно делалось на самолетах Ил-18, Ил-62 и Ил-76.