Warszawa 2012-06-26
Iliuszyn Ił-86.
Ił-86 to pierwszy sowiecki szeroko-kadłubowy samolot pasażerski. Jego historia jest niezwykła i dużo mówi o kulisach przemysłu państwa moskiewskiego. Poniżej przytoczymy wiele faktów, które obecnie (2012 roku) są przemilczane lub nawet ukrywane. Jednak podstawową sprawą, dla której zainteresowaliśmy się tym samolotem, to fakt uczestnictwa w budowie i rozwoju tej maszyny przez Polski Przemysł Lotniczy.
Początki programu.
Z początkiem 60-lat XX wieku, w wolnym świecie wprowadzono do lotnictwa komercyjnego samoloty z napędem turboodrzutowym, które zabierały na pokład około 200 pasażerów. Decyzja okazała się słuszna i idąc tym tropem postanowiono wprowadzić do eksploatacji kolejną generację samolotów komercyjnych o pojemności około 400 pasażerów. Tak narodził się Boeing B-747, a następnie Airbus A.300. W USA nazywano je jumbo (kolos, landara), a w Europie Zachodniej airbusy. Zgodnie z wieloletnią polityką Kremla także w CCCP postanowiono opracować taki samolot aerobusa (аэробус). Tak więc, na pierwszym miejscu stanął motyw propagandowy.
Czy rzeczywiście Kremlowi był potrzebny samolot zabierający na pokład 400 pasażerów? Otóż jak najbardziej. Przedsiębiorstwo Aerofłot był wówczas największą firmą tego typu na świecie. O dynamice przewozów pasażerskich świadczą następujące liczby; w okresie 1971 - 1975, Aerofłot przewiózł 433 miliony osób, czyli średnio 86 600 000 osób/rok. (Wówczas obowiązywały w CCCP pięciolatki i ich roczniki statystyczne podawały wyniki za okres 5 lat.). W okresie 1976 - 1980 roku, Aerofłot przewiózł 500 milionów osób, czyli 100 milionów rocznie. Według materiałów kremlowskich, w dniu 29.12.1976 roku, Aerofłot przewiózł stu milionowego pasażera. W 1984 roku, tylko w ciągu jednego dnia samoloty Aerofłot przewoziły 600 tysięcy osób. A więc, w ciągu jednego roku mogłyby przetransportować 219 milionów osób. Z czego wynikała ta ogromna liczba pasażerów? Była słaba sieć kolejowa i jeszcze gorsza sieć drogowa. Prywatne samochody posiadało niewiele osób. A do biletów lotniczych państwo dopłacało. Większość pasażerów stanowili pracownicy udający się do/z pracy w różnych częściach CCCP. Za ich lot płaciły firmy.
Pierwszym projektem gigantycznego pasażerskiego samolotu była wersja transportowego giganta An-22. Biuro konstrukcyjne OKB-153 prowadzone przez Olega Antonowa opracowało wstępny projekt samolotu zabierający na pokład 724 pasażerów. Pasażerowie mieli zajmować dolny i górny pokład. W 1969 roku, ukazał się poprawiony projekt samoloty, który zabierał na pokład 605 osób. Na górnym pokładzie 383 osoby. Na dolnym pokładzie 223 osoby. Program jednak został wstrzymany. Głównym powodem była przestarzała już konstrukcja, która nie zapewniała odpowiednich osiągów.
Prace studyjne.
Zanim konstruktorzy przystąpili do projektowania nowych konstrukcji należało rozwiązać wiele problemów logistycznych. Wiele sowieckich lotnisk oraz lotniska w pozostałych państw RWPG, posiadała porty lotnicze z niewielkimi dworcami. O małej przepustowości. Na Zachodzie problemy te rozwiązywano poprzez budowę większych nowocześniejszych terminali. Na Wschodzie było to niemożliwe z uwagi na skromność budżetów. Należało zwiększyć przepustowość dworców bez ich specjalnej rozbudowy. Podstawowym problemem okazał się bagaż. Nie można było dopuścić do tego, aby 400 osób nadało swój bagaż na fracht. Najlepiej gdyby pasażer miał walizkę cały czas przy sobie, tak jak w pociągu. Opisywano to tak, że pasażer przychodzi na lotnisko na 5 minut przed odlotem. Kupuje bilet. Wsiada do samolotu. Obok stawia walizkę i na wieszaku wiesza płaszcz. Problem jednak w tym, że pasażer koło fotela lub nad nim powinien mieć półkę, a to powodowałoby znaczne zwiększenie miejsca dla jednej osoby, co w samolocie nie jest dobre. Analizy wykazywały, że w takim systemie samolot o pojemności 400 osób należałoby wydłużyć kabinę pasażerską o 4 m, a dla samolotu 350 osób o 3 m. Problem był rozwiązywany długo. Ostatecznie stwierdzono, że pasażer sam będzie zostawiał walizkę na dolnym pokładzie. Procedurę nazwano – bagaż w systemie ręcznym.
Po zbudowaniu pierwszego samolotu Ił-86 przeprowadzono testy przyjęcia na pokład pasażerów w układzie bagaż w systemie ręcznym. Okazało się, że 350 osób zostawiły bagaże na dolnym pokładzie i zajęły swoje miejsca w ciągu 20-25 minut. Częściowy chaos jest opanowywany podziałem pasażerów na trzy grupy: czerwona, żółta, niebieska, które wchodzą trzema trapami, trzema korytarzami i trzema schodami między pokładami. Tak jakby wsiadano do trzech różnych samolotów.
Czas zajmowania miejsca przez podróżnych jest istotny w sytuacji, gdy samolot miałby lecieć przez porty tranzytowe. Konstruktorzy ocenili, że postój w takim porcie nie przekroczy 50 minut, a więc nie będzie dłuższy niż maszyn sporo mniejszych. To się jednak nie sprawdziło, o czym poniżej.
Gdyby okazało się, że pasażer ma większy bagaż lub kilka jego sztuk to nadaje walizki przy odprawie, a one trafią do kontenera, który zostanie załadowany na pokład samolotu. Samolot na pokład miał zabierać 8 standardowych kontenerów. Przewidziano także układ tradycyjny, gdzie wszystkie bagaże trafią do kontenerów. Wówczas samolot na dolny pokład zabierze 16 kontenerów. Jednak w porcie docelowym podróżny musi czekać na rozładunek walizek z kontenerów.
Układ, bagaż przy sobie, miał wyeliminować problemy z zagubieniem walizek. Liczono, że straci moc porzekadło; śniadanie w Paryżu, obiad w New Yorku, a walizki w Tokio. Liczono także, iż mniej pracy będzie miał personel naziemny, więc jego liczba może zostać ograniczona.
Z tymi rozwiązaniami miała się także wiązać możliwość sprzedaży biletów bezpośrednio na pokładzie samolotu. Wówczas samolot byłby prawdziwym powietrznym autobusem. Jednak to rozwiązanie z różnych powodów trafiło do fantastyki.
Podobne pomysły – bagaż w systemie ręcznym – rozważano na Zachodzie. Firma Airbus studiowała ten problem w 1970 roku. Nad podobnymi rozwiązaniami pracowała firma Lockheed. W ich efekcie na dolnym pokładzie urządzono salony rozrywki w samolotach L-1011 TriStar należących do Pacific Southwest Airlines w 1973 roku. Firma Lockheed rozważała import swoich samolotów do CCCP. Jednak wówczas bagaże na dolnym pokładzie układałaby obsługa lotniska, a nie sami pasażerowie, którzy donieśliby walizki pod samolot.
Drugim poważnym problemem była mała nośność drogi startowej (RWY), DK i PPS. Dyrektywy były takie – Dostosować samolot do istniejącej infrastruktury. Samolot musiał, więc sprostać normom obciążenia powierzchni betonowych i asfaltobetonowych. Czyli w grę wchodziło podwozie wielo-goleniowe i wielo-kołowe. Jednocześnie samolot musiał mieścić się w określonych rozmiarach.
Uruchomienie programu Aerobus.
Kiedy na Kremlu zapoznano się z pracami studyjnymi, a jednocześnie wpłynęło potwierdzenie sowieckiego wywiadu, o daleko zaawansowanych pracach nad przyszłym samolotem Boeing B-747, Ministerstwo Lotnictwa Cywilnego CCCP, a w rzeczywistości Aerofłot, zatwierdziło podjęcie prac nad Aerobusem. Stało się to w październiku 1967 roku. Pojawiły się jednocześnie pierwsze WTT. Trzeba pamiętać, że program był realizowany zgodnie z jedynymi wówczas obowiązującymi przepisami lotniczymi, czyli sowieckimi przepisami wojskowymi. Wielkość samolotu określono na 350 pasażerów. Zasięg określono na 3 600 km z frachtem 40 000 kg lub 5 800 km bez frachtu. Samolot musiał działać z mniejszych lotnisk klasyfikowanych jako Klasa B / C, z DS (RWY), o długości 2 300 m – 2 600 m. Czyli z takich, z których operowały maszyny typu Ił-18, Ił-62, Tu-134, Tu-154, czy DC-9.
Wymagania rozesłano do trzech biur konstrukcyjnych; Iliuszyn (OKB-240), Tupolew i Antonow. W dniu 8.09.1969 roku, zlecenie na kontynuowanie prac otrzymało biuro Iliuszyna, które w dniu 22.02.1970 roku, otrzymało bardziej szczegółowe WTT. Biuro z programu wydzieliło cztery tematy; konfiguracja, zespół napędowy, wyposażenie i awionika, moce produkcyjne.
OKB-240.
Gdy rozpoczynano prace nad samolotem Ił-86 na czele Biura stał nadal Siergiej Władimirowicz Iljuszyn (Сергей Владимирович Ильюшин), który mimo otrzymania jeszcze w 1974 roku, trzeciego tytułu Bohatera Pracy Socjalistycznej, był już człowiekiem w bardzo podeszłym wieku. Zmarł w 1977 roku, w Moskwie. Tak więc oficjalnym szefem Biura był faktycznie Genrikh Nowożyłow.
Biuro Iljuszyna prace nad samolotem Aerobus rozpoczęło od oceny potencjału rozwoju istniejących samolotów. Powstał projekt powiększonego samolotu Ił-62, oznaczony Ił-62-250. Samolot miał zabrać na pokład maksymalnie 259 pasażerów, fracht łączny 30 000 kg. Kadłub miał być wydłużony o 6,80 m. Powstały także bardziej futurystyczne pomysły; Ił-62 z podwójnym pokładem oraz Ił-62 dwukadłubowy. Był także projekt cywilnego samolotu Ił-76. Jednak z końcem 1969 roku, w biurze przystąpiono do prac nad zupełnie nową konstrukcję, bo przytoczone powyżej projekty były nieperspektywiczne.
Od marca 1970 roku, projekt otrzymał oznaczenie Ił-86. Konstruktorzy zdawali sobie sprawę, iż aby osiągnąć zamierzony efekt należy najpierw skupić się na dwóch tematach; systemy super nośne skrzydeł (sloty i klapy) i zaawansowana automatyka (awionika). Ta ostatnia mogłaby zmniejszyć liczbę członków załogi.
W 1971 roku, zaprezentowano model samolotu pasażerskiego oznaczony Ił-86. Oprócz tego podano wiele innych szczegółów; Prototyp samolotu miał wystartować w 1975 roku. Miał przewozić w trzech kabinach ( 104 + 132 + 144 osób ) łącznie 380 osób.
Podstawowe Dane T-T; Rozpiętość 48,33 m, długość 58,5 m, wysokość 15,70 m, powierzchnia płata 320 m kwadratowych, średnica kadłuba 6,08 m, masa całkowita 188 000 kg, masa frachtu 40 000 kg, prędkość przelotowa 950 km/h na 10 000 m, zasięg z ładunkiem 40 000 kg 2 320 km, zasięg z ładunkiem 20 000 kg 3 250 km, zespół napędowy cztery silniki D-30 K o ciągu 4 x 13 000 kG.
Oglądając model nie trudno zauważyć, iż jest to kontynuacja linii samolotu Ił-62. Układ pozostał niezmieniony. Skrzydła są identyczne, tylko o znacznie większej powierzchni. Pozostawiono układ zespołu napędowego i usterzenie ogonowe. Znacznie pogrubiono kadłub. Rozbudowano podwozie. Zademonstrowano integralne schody prowadzące na dolny pokład samolotu. Ponieważ pasażerowie mieli poruszać się także po dolnym pokładzie, to jego wysokość musiała być taka, aby przeciętnego wzrostu człowiek mógł stać tam wyprostowany. Poniekąd to wymusiło średnicę kadłuba o rozmiarze 6,08 m i układ foteli w rzędzie 3-3-3. Czy tak było naprawdę, tego nie wiemy. Wielu jednak znawców tematu twierdzi, że średnica kadłuba była dobrana politycznie, aby wnętrze było szersze od wszystkich ówczesnych maszyn komercyjnych. To się jednak nie udało, bo Boeing 747 już był większy.
W dniu 9.03.1972 roku, Kreml zlecił kontynuowanie projektu Ił-86.
Działania wywiadowcze.
W 1970 roku lub w 1971 roku, delegacja ministerstwa lotnictwa cywilnego CCCP odwiedziła zakłady Boeing w Renton i Everett. Celem trzy-dniowej wizyty było przypatrzenie się samolotowi B 747, a oficjalnym, ewentualny zakup tych maszyn.
Przypomnimy, że pierwsza połowa 70-lat to odprężenie w stosunkach USA – CCCP, którego apogeum był wspólny kosmiczny lot Sojuz – Apollo, a końcem sielanki była agresja sowiecka na Afganistan. Nie jest prawdą, aby Rosjanie chcieli kupić B 747. To sprzeciwiało się ich propagandzie i wyższości komunizmu nad kapitalizmem. Był to kolejny plan wywiadu rosyjskiego pozyskania choćby planów samolotu.
W 1971 roku, odbywał się kolejny Salon Lotniczy w Paryżu. Tu znowu spotkali się przedstawiciele Biura OKB Iliuszyna Genrikh Novożhilov ( główny konstruktor biura ) i Boeing Joe Sutter ( szef inżynierów budujących B 747 ). Panowie spotkali się na kolacji i wymienili się istotnymi informacjami. Podobno Rosjanin przekazał informacje na temat technologii tytanu, a ten zrewanżował się rysowanym na serwetce szkicem elastycznej struktury skrzydła.
Sowiecka bajka o kupnie dużych maszyn pasażerskich musiała także przyciągnąć innych wielkich producentów. W dniu 11.03.1974 roku, do Moskwy przybyła delegacja firmy Lockheed, oferując L-1011 TriStar. Sowieci wyrazili zainteresowanie 30 maszynami w wersji TriStar z L-1011-385-250 i licencją na ich produkcję do końca wieku. Planowali budowę nowej fabryki zatrudniającej 80 000 ludzi. Negocjacje-fikcja trwały do połowy 1976 roku. Bajkę o zakupie samolotów B 747 lub L-1011 dla Aerofłotu rozpowszechniano do 1980 roku.
Dużo ważniejsze dla strony sowieckiej były negocjacje z firmą General Electric w sprawie zakupu 12 egzemplarzy silników General Electric CF6-50. O tym napisaliśmy poniżej.
Konfiguracja zespołu napędowego i silniki.
Układ z silnikami podwieszonymi na pylonach pod skrzydłami jest obecnie ( 2012 rok ) standardem. W 50/60-latach tak nie było. W USA wiele kontrowersji wywołał układ bombowca B-47. W CCCP konfiguracja ciężkich samolotów turboodrzutowych była politycznie drażliwą kwestią. Władcom na Kremlu nie podobały się układy przypominające konstrukcje z Zachodu. Konstruktorzy powszechnie uważali, że takie podejście do sprawy to bzdura. Tym bardziej, iż instytut CAGI wyraźnie wskazał, że przy tak dużym kadłubie układ silników podwieszonych pod skrzydłami jest korzystniejszy. Nastąpiła długa wymiana korespondencji. Lecz Iliuszyn postawił na swoim. Udowodnił, że to on był twórcą tego układu opracowując samolot bombowy Ił-22, co było prawdą.
W taki to sposób Ił-86 otrzymał silniki podwieszane pod skrzydłami. Na tym problem z silnikami się nie skończył. Głównym problemem projektu Ił-86 był brak odpowiedniego silnika. Zresztą problem nie rozwiązany do końca.
Już w 60-latach USA i UK miały silniki dwuprzepływowe o stosunku przepływu strumienia zimnego do gorącego 4-1, a nawet 5-1. W CCCP wojsko nadal stawiało na silniki jedno-przepływowe, które miały tą zaletę, że ich przekrój poprzeczny był mniejszy, więc i opór czołowy był mniejszy, a to dawało lepsze przyspieszenie maszynom wojskowym. Z silnikami dwuprzepływowymi dla komunikacji cywilnej był duży kłopot. Po prostu tych silników nie było.
Dla samolotu Ił-86 delegowano silnik biura Sołowiewa D-30. Stopień dwuprzepływowości silnika wynosi 2,54 i był wyposażony w rozkładane odwracacze ciągu. Lecz prace nad nim się przeciągały. Nie udało się osiągnąć odpowiednich parametrów. Silnik zastosowano w samolocie Ił-76, a 80-latach użyto ich do napędu Polskich Ił-62 M oraz Tu-154 M z oznaczeniem D-30 KU o ciągu 4 x 107,9 kN, 4 x 11 282 daN ( 4 x 11 500 kG ). Jak więc widzimy, silnik nie dysponował zadowalającym ciągiem dla kolosa Ił-86. Na dodatek silnik jest głośny i zużywa sporo paliwa.
Obiecujące były silniki Łotariewa D-18. Był to pierwszy rosyjski silnik o dużym stopniu - dwuprzepływowe. Ale tutaj rosyjscy konstruktorzy natrafili na ogromne problemy i prace posuwały się jeszcze wolniej. Wydawało się, że silnik nigdy nie zostanie zamontowany na żadnym samolocie. Pierwsze uruchomienie prototypu o zadowalających parametrach nastąpiło dopiero w 1982 roku. Silniki zostały zastosowane do napędu kolosów transportowych An-124, An-225.
Alternatywą był zakup silników w wolnym świecie. Ale to osobna historia i upokorzenie dla komunistycznego kraju. Ważne dla strony rosyjskich były negocjacje z firmą General Electric w sprawie zakupu 12 sztuk silników General Electric CF6-50. Silnik CF6 to w zasadzie wielka rodzina silników służących do napędu samolotów szerokokadłubowych. Jego pierwsze uruchomienie nastąpiło w 1971 roku. Silnik z początkiem 70-lat był bardzo nowoczesny i okazał się udaną konstrukcją.
Lecz w 1978 roku, w USA Department of Commerce zawetował eksport 12 silników General Electric CF6-50 zamówionych przez CCCP do planowanego dalekiego zasięgu Ił-86 ( Ił-86 D ). Rozumowanie Department of Commerce było logiczne. Jeśli Rosjanie chcą zbudować ponad 100 maszyn Ił-86, to powinni zamówić minimum 400 silników, a nie 12 sztuk. W związku z tym istnieje słuszne podejrzenie, że chcą skopiować silniki, tak jak to było niejeden raz; Rolls-Royce Nene – Klimow WK-1, czy wręcz całych samolotów B-29 – Tu-4.
Sowieci swojego szczęści szukali także w UK próbując w 1976 roku, zakupić kilka sztuk silników Rolls-Royce RB.211-22. Silnik ten pierwszy raz został uruchomiony w 1972 roku. Brytyjczycy jednak nie sprzedali tych silników. Po paru latach wiceminister Dondukow, zastępca ministra Aleksandra Gromyki, przyznał, że zamierzali skopiować silniki i uruchomić jego produkcję.
Z silników dwuprzepływowych praktycznie jedynym sprawdzonym napędem był silnik Nikołaj Kuzniecow NK-8-4 o ciągu 4 x 102,963 kN ( 4 x 10 610 kG ). Długość całkowita 5,288 m, średnica max 1,442 m, masa całkowita 2 350 kg. Stopień dwuprzepływowości silnika wynosił 1,15 – 1. Silnik miał kaskadowy odwracacz ciągu. Silnik był głośny i zużywał sporo paliwa. Silnik zastosowano w samolotach Ił-62, Tu-154.
Jednak nie było innego rozwiązania. W dniu 26.03.1975 roku, delegowano silnik Kuzniecow NK-8 w odmianie NK-86 z podwyższonym ciągiem, do napędu samolotów Ił-86. Lecz prace nad silnikiem prowadzono już od 1973 roku. Silnik otrzymał dodatkowy stopień sprężania i podniesiono temperaturę roboczą. To pozwoliło na wzrost ciągu do wartości 1 x 127,50 kN, czyli o 25,00 kN. Zadowalający byłby ciąg 1 x 150,00 kN, ale było to poza możliwościami tej konstrukcji. Pierwsze próby na hamowni wykonano w lipcu 1974 roku. Oczywiście silniki te napędzały późniejsze samoloty Ił-86 od 22.12.1976 roku. Silnik został certyfikowany w kwietniu 1979 roku. Produkcję podjął zakład KMPO. Żywotność silnika oszacowano na 10 000 godzin pracy z remontami głównymi co 4 000 godzin.
Wyposażenie i awionika.
Wyposażenie i awionika to kolejny problem który spędzał sen z oczu sowieckim władzom i konstruktorom. W 70-latach typowa załoga sowieckiej maszyny składał się z 5-lotników, gdy w tym czasie w wolnym świecie załoga składała się z 3-lotników, a od 80-lat z 2-lotników. 5 osób to; I pilot ( kapitan ), II pilot, nawigator, mechanik i radiotelegrafista ( radio-operator ). Dla samolotów Ił-86 przewidziano tylko 3-lotników dopasowując ich funkcje do układu obowiązującego na Zachodzie. Wyeliminowano nawigatora i radiotelegrafistę ( radio-operatora ). Pozostawiono mechanika, który czuwał nad wszystkimi systemami samolotu, a zawłaszcza nad silnikami i paliwem.
Problemem nie była sama ilość członków załogi, ale nowoczesne systemy i urządzenia, które ułatwiłyby pilotaż. Sowieci mogli zastosować procedurę zakupu kompletnego systemu, tak jak to miało miejsce w przypadku samolotu DC-3/Li-2 w 1930 roku. Ale wówczas władcy na Kremlu zdegradowaliby program i nadali mu statut rezerwowego. Drugą drogą był zakup lub kradzież poszczególnych urządzeń. Wywiad sowiecki był w tym dobry i ta droga była realizowana.
Ciąg dalszy w następnym rozdziale.
Opracował Karol Placha Hetman