Порой авиастроителям приходится слышать, что сертификация их детищ идет слишком долго. Чего там сложного? Полетай на новом самолете, покажи, что он слушается пилота, легко взлетает, мягко садится, нормально ведет себя в воздухе. Но для того, чтобы слова «агентство выдало сертификат типа» прозвучали, необходимо пройти достаточно длинный и серьезный путь. Выдача сертификата типа на новое воздушное судно – результат огромной работы, проводимой как создателями самолета, его двигателя, систем и агрегатов, так и уполномоченными государством органами, в случае России – это Росавиация, подведомственный ей Авиационный регистр, а также аккредитованные сертификационные центры. Именно они, по сути, берут на себя ответственность за то, что обычные пассажиры могут безопасно летать на данном самолете. Главное слово тут – «безопасно».

Получение сертификата типа не означает мгновенное освоение новейшей авиационной техники, а является лишь первым важнейшим этапом на этом пути. Как правило, предстоит еще работа по расширению условий эксплуатации лайнера, например, дополнительные испытания в условиях высокогорья, сильного бокового ветра, низких и высоких температур. Это позволяет значительно расширить географию эксплуатации самолета. Бывает необходима оптимизация и изменения конструкции воздушного судна. Так произошло с нашим новейшим лайнером МС-21, на который стали ставить российские двигатели, системы и агрегаты, композитное крыло из отечественных материалов.

Впрочем – обо всем по порядку.

Стараниями Черчилля

Можно сказать, у истоков самолетной сертификации стояла такая знаковая историческая фигура как сэр Уинстон Леонард Спенсер Черчилль (Winston Leonard Spencer Churchill). Тот самый знаменитый премьер-министр Великобритании времен Второй мировой войны, зачинатель холодной войны своей Фултонской речью, а также Нобелевский лауреат по литературе 1953 года. Но еще до всего этого в январе 1919 года тогдашний британский премьер Ллойд Джордж назначил 44-летнего сэра Черчилля, занимавшего должность государственного секретаря (по сути – министра) по вооружениям, на пост госсекретаря по военным вопросам (военного министра) и на только что учрежденный пост госсекретаря по авиации (министра авиации).

Уже через четыре месяца Черчилль утвердил документ под названием «Правила воздушной навигации» (Air Navigation Regulations). В документе определялся порядок прибытия и вылета самолетов из Великобритании, правила использования на них огней и сигналов, правила полетов. Там же рассматривались вопросы регистрации воздушных судов, нанесения на них национальных знаков, лицензирование летного персонала, а также сертификация летной годности пассажирских самолетов и проведение периодического ремонта и освидетельствования таких самолетов. Вот в разделе о сертификации впервые в мире и использовался термин «сертификат типа» (type certificate).

Гражданская авиация постепенно распространялась по земному шару, а потому аналогичные правила сертификации стали появляться и в других странах. Например, в США их впервые применили в марте 1927 года. Годом ранее американский инженер Альфред Вервилл (Alfred Verville) совместно с французским коллегой Этьеном Дормоа (Etienne Dormoy) разработал проект легкого многоцелевого биплана CA-3 для компании Buhl Aircraft. Самолетик был трехместным – пилот и два пассажира в тандемных открытых кабинах. То есть CA-3 Airster можно было назвать пассажирским самолетом. Вот он-то первым и подпал под недавно принятые в США правила сертификации, получив в отделе аэронавтики Министерства торговли США сертификат типа A.T.C. No.1 (от Aircraft Type Certificate). В дальнейшем сертификат типа позволил использовать Airster и как туристический самолет, и как легкий грузовой, а также для аэрофотосъемки и спорта.

Под строгим госнадзором

Для лучшей координации развития гражданской авиации, повышения безопасности и эффективности полетов Организация объединенных наций (ООН) учредила в апреле 1947 году Международную организацию гражданской авиации ICAO (от International Civil Aviation Organization) со штаб-квартирой в канадском Монреале. Хоть ICAO не занимается сертификацией конкретных самолетов, но дает свои стандарты и рекомендации по обеспечению безопасности и экологичности полетов. Эти стандарты и рекомендации ложатся в основу правил для органов сертификации, которые в каждой стране свои.

СССР стал членом ICAO в ноябре 1970 года. В 1967 году Министерство авиационной промышленности СССР, созданное двумя годами ранее на основе Государственного комитета Совмина СССР по авиационной технике, издало «Нормы летной годности гражданских самолетов СССР». Правда, эти нормы еще до вступления страны в ICAO уже соответствовали требованиям стандартов этой организации. В 1971 году был учрежден Государственный авиационный регистр СССР, который стал контролировать соблюдение норм летной годности и выдавать сертификаты типа для гражданских воздушных судов. Отечественные «Правила сертификации гражданских воздушных судов» появились в 1976 году. С ноября 2015 года функции и полномочия по обязательной сертификации пилотируемых гражданских воздушных судов, а также двигателей, воздушных винтов, бортового авиационного оборудования гражданских воздушных судов, беспилотных авиационных систем и (или) их элементов в нашей стране исполняет Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация), находящееся в ведении Минтранса России.

Подобная структура в США тоже минтрансовская. Это Федеральное авиационное управление (Federal Aviation Administration, FAA). Оно было учреждено в августе 1958 года. FAA среди прочего занимается не только сертификацией самолетов, но и авиакомпаний и их персонала, включая пилотов и механиков.

В Европейском экономическом сообществе (предшественнике образованного в 1993 году Евросоюза) еще в 1970 году было образовано объединенное авиационное управление (Joint Aviation Authorities, JAA). Изначально оно занималось выработкой общих принципов сертификации больших самолетов для европейской промышленности. После 1987 года его работа распространилась на стандарты эксплуатации, технического обслуживания, лицензирования и сертификации всех классов самолетов. В июле 2002 года было создано Европейское агентство по безопасности полетов (European Union Aviation Safety Agency, EASA) со штаб-квартирой в Кельне. Оно стало единой авиационной сертифицирующей организацией в «едином могучем» Евросоюзе. Передав ему функции, в 2009 году JAA было расформировано. Но это не значит, что до JAA и EASA в Европе не существовало сертифицирующих самолеты органов. Просто они были своими в каждой отдельной евростране. Эти национальные уполномоченные органы никуда не исчезли и поныне, по крайней мере пока. Просто полномочия в области сертификации перераспределены между ними и EASA.

«Здоровый» самолет

Основные мировые лидеры в области гражданского самолетостроения на сегодня – американский Boeing и европейский Airbus. Соответственно разработанные в Америке воздушные суда сертифицирует FAA, в Европе – EASA. Без сертификата типа FAA в Штатах не может осуществляться коммерческая эксплуатация ни одного Boeing’а – будь то пассажирские перевозки или «покатушки». Также без бумаги EASA в ЕС – ни один Airbus. А как же, скажете, евролайнеры продаются в США, а американские самолеты – в Европу? Просто между FAA и EASA, а также между некоторыми другими национальными авиационными госорганами есть межгосударственные соглашения о взаимном признании сертификатов. Ну а если такого соглашения нет, на то есть валидация.

В авиации процесс валидации – это признание сертификатов типа, выданных национальными уполномоченными органами, другими авиационными властями. Валидация сертификатов Boeing’ов в ЕС и сертификатов Airbus’ов в США проходит практически автоматически: подходы к принятию доказательств от заявителя там практически аналогичны. А вот валидация российских лайнеров в этих странах – дело сложное, поскольку соглашения о взаимном признании сертификатов у нас нет. К тому же госорганы, естественно, оказывают протекцию своим производителям, пока нет конкретной необходимости в чем-то ином. Бывает, сертификационные нормы служат нетарифными барьерами на пути зарубежной продукции.

Другие самолетопроизводящие государства тоже имеют свои организации по сертификации. В КНР, где развитие авиастроения идет семимильными шагами, это Администрация гражданской авиации Китая (Civil Aviation Administration of China, CAAC). В Бразилии же, где компания Embraer строит хорошо продаваемые по всему миру региональные самолеты, за этот вопрос отвечает свое Национальное агентство гражданской авиации (Agencia Nacional de Aviación Civil, ANAC).

Продавая самолеты в третьи страны, держатели их сертификатов типа – разработчики и производители – также прибегают к валидации. Нельзя сказать, что есть какие-то страны со своими очень специфическими правилами, но в любом случае поставщики обязаны с местными авиавластями провести работу и доказать, что их лайнеры соответствуют местным требованиям. В общем-то, все ради одного – безопасности полетов гражданских самолетов.

Один на миллиард

Известный советский авиаконструктор туполевской школы Сергей Михайлович Егер (доктор технических наук, профессор, член-корреспондент АН СССР, Герой Социалистического Труда) в бытность руководителем 101-й самолетостроительной кафедры Московского авиационного института совместно со своими коллегами написал и издал в 1983 году книгу «Введение в специальность “Инженер по самолето- и вертолетостроению”». Позже она не раз переиздавалась уже под названием «Основы авиационной техники». В книге есть специальный раздел «Сертификация самолетов гражданской авиации». Егер пишет: «Безопасность и жизнь современного человека во многом зависит от качества окружающего его мира техники. Качество техники определяет сейчас качество жизни… Качество пассажирского самолета – это приемлемая стоимость билетов и удобство их приобретения, удобство и комфорт пассажира на пути в аэропорт и на борту воздушного судна, система обслуживания и питание в полете и т. д. Однако прежде всего качество воздушного судна – это безопасность полета».

Для выполнения всех этих жестких требований по обеспечению безопасности полетов наиболее ответственные системы самолета резервируются – какие дважды, бывает даже трижды и четырежды. Кроме того, лайнерам проводят регулярное техобслуживание и ремонт. Помимо безопасности, воздушное судно обязано отвечать требованиям техзадания, а также авиационным правилам, включающим в себя как раз нормы летной годности. Вот обо всем этом, в том числе, и рассказано в книге Сергея Михайловича.

В том учебном издании можно найти массу занятных вещей даже для неспециалиста. Например, что современные отечественные и зарубежные нормы устанавливают для нештатных происшествий такие требования: вероятность аварийной ситуации – не чаще чем один случай на 10 миллионов полетов, а катастрофы – один на миллиард. Тут же есть интересный подсчет: человек, родившийся на борту самолета и проживший на нем сто лет, может попасть в аварийную ситуацию с вероятностью чуть более 1 %! Замечу, это шанс попасть в аварию, то есть когда ситуация завершится благополучно. Попасть же в печальную ситуацию шанс еще в сто раз меньше – одна сотая процента. Вот такая статистика для тех, кто до сих пор боится летать. Правда, эти подсчеты касаются только отказов по техническим причинам. Человеческий фактор тут не учитывается.

Требования к «железу» и к людям

Ни создатели самолета – КБ и серийный завод, ни эксплуатанты – авиакомпании – не имеют права выпускать и использовать по назначению воздушное судно, если не получен соответствующий сертификат. Вот тут-то мы и подходим к тому заветному слову «сертификация».

Как ни крути, но совсем просто об этом процессе говорить не получится. Придется углубиться в несколько важных понятий и использовать специфические термины.

Прежде всего, сертификация – это оценка независимых служб (центров, инспекцией), выполняемая для подтверждения возможности ОКБ качественно спроектировать самолет, завода – изготовить его, авиакомпании – эксплуатировать. Вот почему, например, при выдаче сертификата типа на самолет МС-21-300, подтверждавшего его соответствие требованиям к гражданской авиационной технике, одновременно компания «Яковлев» (тогда еще корпорация «Иркут») получила от Росавиации сертификат разработчика авиационной техники. Второй документ подтверждал соответствие создателя и изготовителя нового самолета требованиям российских авиационных правил. То есть яковлевские сотрудники имели необходимую квалификацию, на Иркутском авиазаводе было в наличии и обеспечивало нужное качество производственное оборудование, там успешно применялись средства контроля качества и так далее.

Не оставляют в стороне и авиакомпании. Например, при получении сертификата типа в Европейском агентстве по безопасности полетов EASA помимо норм летной годности необходимо теперь еще и показать соответствие самолета требованиям так называемой эксплуатационной безопасности (Operation Safety Datа, OSD). Они касаются летного и кабинного экипажей, специалистов наземного обслуживания. При этом оценивается надежность системы обучения экипажей в ожидаемых условиях эксплуатации, включая отказы, и наземного обслуживающего персонала.

И получение сертификата соответствия – это только полдела. На протяжении всей жизни самолета контроль со стороны авиавластей за его создателями, пользователями и обслугой будет неослабевающим. Только так можно сохранить требуемый уровень качества и летной годности, обеспечить надежность воздушного судна и безопасность его эксплуатации.

«Основание» для самолета

Теперь вернемся к «железу», то есть к самолету. В самом начале разработки нового лайнера его создатели встречаются с авиавластями и согласуют перечень требований к летной годности воздушного судна. Выполнение условий этого перечня будет необходимым и достаточным условием для получения сертификата типа на новый самолет. Этот перечень именуется сертификационным базисом.

Термин «базис» тоже латинского происхождения: слово basis переводится как «основание, основа». Эта сертификационная основа существенно влияет потом как на концепцию, схему, силовую установку, конструкцию систем и агрегатов воздушного судна, так и на его летно-технические и экономические характеристики. В этот базис входят и действующие авиационные правила для создаваемого типа самолета, и специальные технические условия к нормам его летной годности, и даже требования по защите окружающей среды – например, защите от шума.

Понятно, что для каждого типа воздушного судна базис будет разный: он зависит и от назначения самолета, и от числа пассажиров, и от взлетной массы, и даже от числа членов экипажа. Причем сертифицируется не только весь самолет в целом, но и отдельные его компоненты – двигатели, агрегаты, бортовое оборудование.

Можно сказать, сертификация нового воздушного судна начинается сразу после определения его сертификационного базиса. Все, естественно, оформляется официально в виде доказательной документации. Она пишется по итогам каждой сертификационной работы – всевозможных испытаний, проверок, оценок отказобезопасности, анализа конструкции воздушного судна, конструкторской (в т. ч. эксплуатационной) документации и расчетов, обобщения опыта эксплуатации летных образцов или их прототипов. Все эти работы выбираются не абы как, а на основе все того же сертификационного базиса, чтобы подтвердить выполнение всех его пунктов.

Не только полеты

При слове «испытания» сразу всплывают красивые картины полетов новых лайнеров, мужественные летчики-испытатели, докладывающие об успешном выполнении очередного задания. Но все опять же не так просто. Как говорил Кролик из «Винни-Пуха»: «”Я” бывают разные». Вот и испытания бывают разные. И не все они проводятся для сертификации самолета.

Все начинается с конструкторских испытаний. Они нужны разработчикам авиатехники для того, чтобы подтвердить технические характеристики узлов и агрегатов, иногда получить показатели их надежности. Они могут быть автономными, когда одна система или агрегат тестируются сами по себе. Могут быть и комплексными, когда испытания проходят сразу несколько «испытуемых». Могут быть доводочные, для достижения нужных показателей, и чистовые – для окончательного подтверждения параметров.

По месту проведения испытания тоже различаются. Бывают лабораторные – те, что проходят в лабораторных условиях. Могут быть стендовыми – на специальном испытательном оборудовании. Один из очень известных видов стендовых испытаний – прочностные, то есть испытание конструкции самолета на прочность. Они бывают как статические – на один определенный вид нагрузки, так и динамические – с переменной нагрузкой. Очень часто прочностные испытания завершаются полным разрушением опытного изделия. Во время этой с первого взгляда кошмарной проверки выясняются запасы по прочности элемента самолета.

Достаточно известны также такие стенды как «железная птица» (iron bird) и «электронная птица» (electronic bird). На них проверяется ряд пунктов сертификационного базиса, в частности, те режимы, которые невозможно или очень опасно проверить в реальном полете. Первый используется для испытания прототипов и отработки интеграции различных систем самолета – шасси, гидравлики, авионики, бортовых систем управления. На «железной птице» они могут испытываться как по-отдельности, так и в комплексе с другими системами. «Электронная птица» – по сути, совокупность электронных систем самолета, включая как реальные блоки, так и цифро-аналоговые имитаторы механических частей систем. Такая «птица» нужна для интеграции, отработки и испытаний комплекса бортового оборудования.

Есть сегодня еще один вид испытаний, становящийся все более и более важным – математическое моделирование. Оно стало возможным с развитием компьютерной техники. Сегодня суперкомпьютеры позволяют провести расчет на математических моделях очень большой размерности, в том числе – многодисциплинарных. Такие модели еще до начала изготовления самолета дают возможность получить его характеристики, узнать особенности будущей эксплуатации. Здесь очень важна точность и достоверность виртуальной модели. Для их подтверждения необходимо провести реальные, как еще говорят – натурные испытания. Конечно, не на всех режимах (а то какой смысл в математическом моделировании?), а выборочно. Если результаты натурных тестов совпадают с моделированием, все виртуальные испытания считаются зачетными. Математическое моделирование позволяет существенно сократить затраты на испытания и время на их проведение, ведь не нужно строить дорогую технику и стенды. И еще матмоделирование позволяет провести испытания на режимах, которые в реальной жизни либо очень опасны, либо их очень тяжело воспроизвести.

Ну и, конечно, значительная часть сертификационных испытаний проходит во время полетов опытных самолетов. Как без них? Например, для проведения замеров реального уровня шума на местности. Для этого на аэродроме создается акустическая измерительная база, оснащенная системой высокоточных микрофонов. Совместно с ней работает летающая лаборатория аэрологического зондирования, наземные специализированные метеостанции, поскольку уровень шума зависит и от погодных условий. Кроме того, требуется система траекторных измерений: необходимо точно знать на какой высоте, с какой скоростью, по какому маршруту летел лайнер, когда мерили создаваемый им шум. Нужны также и система управления летным экспериментом, и система обработки экспериментальных данных, и система управления воздушным движением – ведь кроме испытуемого самолета в небе над измерительной базой не должно быть никого. И это все – только для одного вида сертификационных испытаний по шуму!

Летно годен

Не так давно был такой случай: один из отечественных авиапроизводителей и госрегулятор не сошлись в цифрах сколько еще нужно провести летных испытаний до завершения процесса сертификации нового лайнера. Однако все быстро разрешилось: одни считали количество требуемых режимов, которые предстояло провести, другие – число реальных полетов, в каждом из которых могло выполняться за раз по несколько оговоренных режимов. И тех, и других можно было понять. ОКБ не терпелось передать свое детище в авиакомпании, начать перевозки пассажиров. Госорган же, отвечавший за безопасность предстоящих полетов, хотел лишний раз убедиться в правомерности предоставления сертификата типа.

Сертификация, как процесс оценки соответствия самолета нормам летной годности, часто занимает несколько лет. Все зависит не только от скорости подтверждения параметров и характеристик воздушного судна его сертификационному базису, но и, порой, от скорости «бумажной работы». Вот реальные сроки из недавней российской истории.

28 апреля 2004 года компания «Гражданские самолеты Сухого» (ныне – филиал «Региональные самолеты» компании «Яковлев») передала в Межгосударственный авиационный комитет (МАК), который до ноября 2015 года от имени Российской Федерации осуществлял сертификацию воздушных судов, заявку на получение сертификата типа для самолета RRJ-95B (он же SSJ-100, он же «Суперджет 100»). Первый полет этого лайнера состоялся через 4 года – 19 мая 2008 года. В сертификационных испытаниях участвовало шесть самолетов: один для статических, один для ресурсных и четыре для наземных и летных испытаний. И спустя 2,5 года, 28 января 2011 года МАК выдал сертификат типа по минимальному составу требований, которые предъявлялись к этому воздушному судну.

Проблема с сертификацией была еще и в том, что старые российские авиационные правила, применявшиеся еще в Советском Союзе, были в буквальном смысле «прошлым веком». Создателям «Суперджета», по их рассказам, приходилось самим часто выходить с инициативой по их коррекции, или как они говорили – «гармонизации» с признаваемыми в большинстве стран мира актуальными правилами FAA и EASA на основе стандартов ICAO.

Параллельно «Суперджет» сертифицировался и в Европейском агентстве по безопасности полетов. Его сертификат типа создатели самолета получили еще через год – 3 февраля 2012 года. Это позволяло европейским авиакомпаниям и авиакомпаниям государств, в которых нормы EASA были приняты в качестве стандарта, эксплуатировать «Суперджеты». Так RRJ-95B стал первым российским пассажирским самолетом, сертифицированным в соответствии с нормами летной годности CS-25 EASA.

Кривая судьба B737 MAX

Сертификация – отнюдь не дешевое занятие. Так, расходы разработчика при получении в американском Федеральном авиационном управлении сертификата типа на небольшой трехместный самолетик составляют примерно 1 млн долларов США, на самолет общей авиации с количеством пассажиров до 25 человек – уже до 25 млн, а для коммерческого пассажирского самолета типа Boeing 737 – сотни миллионов долларов. Затягивание с сертификацией может стоить дополнительные единицы, десятки и сотни миллионов. А это уже очень ощутимый удар по прибыльности всей программы воздушного судна.

Вот поэтому разработчики так и торопятся скорее провести сертификацию своего нового творения. И важно, чтобы авиационные власти не шли в такой ситуации у них на поводу. А то выходит, как с достопамятным Boeing 737 MAX. Это было уже четвертое поколение среднемагистральных пассажирских самолетов семейства 737. Пока компания Boeing успешно продавала третье поколение 737 NG, ее европейский конкурент Airbus в 2010 году объявил о старте своей новой программы модернизированного среднемагистрального A320neo. Главной его фишкой были новые турбовентиляторные двигатели, дававшие значительную экономию топлива. В такой ситуации Boeing не мог проиграть и в 2011 году объявил о своей новой программе 737 MAX. Время не ждало, Airbus и так получил фору в год. Потому, чтобы не отстать от конкурента, американцы решили ограничиться ремоторизацией – заменой двигателей на более новые и экономичные. Кроме них на новую машину по максимуму брались уже имеющиеся решения и технологии. Но, как известно, скупой платит дважды.

Первый полет опытный 737 MAX совершил в январе 2016 года. В мае следующего, получив у FAA сертификат типа на новое воздушное судно, Boeing начал поставлять 737 MAX заказчикам. А еще через полтора года, 29 октября 2018 года, через 11 минут после взлета в Джакарте Boeing 737 MAX 8 индонезийской авиакомпании Lion Air рухнул в Яванское море. Погибли все находившиеся на его борту 181 пассажир и 8 членов экипажа. Через полгода, 10 марта 2019 года, через 7 минут после взлета в Аддис-Абебе рухнул на землю Boeing 737 MAX 8 эфиопской авиакомпании Ethiopian Airlines. Погибли все 149 пассажиров и 8 членов экипажа. Первые исследования параметрического бортового самописца эфиопского 737 MAX показали высокую степень схожести ситуации с развитием событий, приведшим к катастрофе индонезийского лайнера.

Лишь через месяц после второй катастрофы Boeing признал, что причиной обеих трагедий могла стать система (по сути – программа) повышения маневренности MCAS (Maneuvering Characteristics Augmentation System). Она понадобилась из-за той самой ремоторизации. Новые двигатели на 737 MAX были мощнее и большего диаметра. На место старых они никак не лезли. Тогда их вынесли вперед, а стойку носового шасси сделали повыше. Так моторы смогли примоститься под плоскостями крыла. Но это сбило центровку самолета: вынесенные вперед более мощные движки тянули нос лайнера вверх, выводя его на большие углы атаки. Тогда кудесники из инженерного центра Boeing для того, чтобы вписаться в отведенные сроки, предложили: давайте установим в бортовой компьютер самолета программу, которая сама будет давать команды на рули высоты и горизонтальные стабилизаторы для опускания носа лайнера.

Для ускорения процесса даже не стали заморачиваться с новой программой, а за основу взяли уже имевшуюся аналогичную, применявшуюся на летающих танкерах KC-46, сделанных на базе широкофюзеляжного пассажирского самолета Boeing 767. Причем, как выяснилось позже, необходимого объема испытаний программы для подтверждения правильности ее работы проведено не было. Так сжатые сроки сыграли злую шутку с великим Boeing. Компания просто понадеялась на авось. Как стало ясно при расследовании крушений индонезийского и эфиопского бортов, при наборе высоты из-за некорректной работы датчиков программа MCAS просто переводила воздушные суда в пикирование со всеми вытекающими печальными последствиями.

И что самое неприятное, об этой программе разработчик ничего не прописал в руководстве по летной эксплуатации. То есть о MCAS не знали ни авиакомпании, купившие 737 MAX, ни летчики, летавшие на них. Не знали о них и авиационные власти в лице FAA. Лишь 10 ноября 2018 года, то есть через 12 дней после крушения индонезийского борта, в ходе брифинга с операторами 737 MAX Boeing впервые публично сообщила о существовании MCAS. Причем, предложенные тогда Boeing и FAA меры не смогли предотвратить похожую катастрофу в Эфиопии через полгода.

Само FAA, кстати, тоже повело себя очень «оригинально»: как выяснилось при разбирательстве катастроф, для ускорения работ управление практически передало сертификацию 737 MAX разработчику. Нет, FAA полностью не самоустранилось, но по многим вопросам, как следовало из результатов последующего расследования, Boeing сертифицировал себя сам. И, очевидно же, что отработка MCAS была недостаточной.

Итог от всего этого был очевидно предсказуем. В марте 2019 года эксплуатация всех модификаций 737 MAX во всем мире была запрещена. Акции Boeing резко упали в цене. Некоторые заказчики стали отказываться от покупки этих лайнеров, отдавая предпочтение A320neo. Сохранившимся заказчикам 737 MAX поставки тоже были приостановлены. После устранения всех всплывших косяков, лишь 1 июля 2020 года Федеральное авиационное управление FAA и компания Boeing завершили повторные летные сертификационные испытания 737 MAX. Причем FAA еще и перестраховалось, объявив по итогам испытаний: «Эксплуатация модели будет разрешена лишь после подтверждения экспертами соответствия самолетов сертификационным стандартам».

Чтобы еще больше отмыться от позора, 30 сентября 2020 года глава FAA и бывший военный летчик Стивен Диксон (Stephen Dickson), возглавивший управление в августе 2019 года по итогам отставок прежних руководителей, сам принял участие в испытательном полете на модернизированном 737 MAX. Таким методом он пытался хоть как-то вернуть доверие к лайнеру, а заодно и к FAA. И только 18 ноября 2020 года Диксон подписал документ, отменяющий запрет на полеты 737 MAX. Тогда же вышел документ с указанием всех изменений в конструкции воздушного судна. В декабре возобновились полеты самолета в Южной и Северной Америке, в январе 2021 года – в Европе. Индия отменила запрет на полеты 737 MAX в августе 2021 года, Китай – в декабре. То есть лайнер оставался на приколе в разных странах от двух до почти трех лет. Поставки заказчикам новых 737 MAX возобновились лишь в начале 2022 года.

Финансовые издержки Boeing из-за всего этого вылились в кругленькую сумму. Помимо падения стоимости акций, сокращения числа заказов и снижения кредитных рейтингов, были и прямые траты. После предъявления обвинения в мошенничестве Boeing выплатил уголовный денежный штраф в размере 243,6 млн долларов, 1,77 млрд долларов заплатил в качестве компенсации за ущерб своим клиентам и 500 млн долларов внес в фонд помощи пострадавшим от катастрофы.

И после этого кто-то еще будет возмущаться слишком долгими сроками сертификации новых лайнеров?

Огонь, вода и… морозилка

Перечень сертификационных испытаний достаточно объемный. Но есть в нем и экзотические тесты, которые очень эффектно выглядят даже для простых обывателей.

Например, еще до начала летных испытаний самолета его маршевые двигатели проходят тестирования не только на наземных стендах, но и на летающих лабораториях. В Летно-исследовательском институте имени М. М. Громова для таких целей используются специальные версии транспортного самолета Ил-76ЛЛ. Штатно на таком лайнере стоят четыре маршевых двигателя Д-30КП-2, подвешенные парами под каждой плоскостью крыла. Вот вместо ближнего к фюзеляжу мотора на левой плоскости и подвешивают новые, проходящие испытания двигатели. Внутри же Ил-76ЛЛ, в его грузовом отсеке установлено тестирующее оборудование для регистрации всех параметров работы испытываемого мотора. Таким вот образом проходил летные испытания и сертифицировался головной отечественный турбовентиляторный двигатель пятого поколения ПД-14, предназначенный для среднемагистрального лайнера МС-21. Так же тестировали и ПД-8 для полностью российской версии «Суперджета», и турбовинтовой ТВ7-117СТ-01 для регионального самолета Ил-114-300. Смотрится при этом Ил-76ЛЛ очень необычно: у самолета три одинаковых мотора, а четвертый выбивается из общего ряда – с другими размерами или даже с винтом.

Одно же из самых зрелищных сертификационных испытаний, пожалуй, – это «пробежки по бассейну». Они подтверждают возможность взлета и посадки лайнера, даже когда полоса аэродрома залита водой «по уши». И при этом вода не должна залить и заглушить маршевые двигатели, висящие под крылом пассажирского самолета. Для таких испытаний МС-21, например, в Ульяновске был создан бассейн длиной более 70 м и шириной свыше 20 м. Для сравнения: олимпийские бассейны для плавания, как правило, имеют длину 50 м, а обычные бассейны, где учатся плавать и занимаются фитнесом, – так и вообще 25 м и менее. Лишь глубина самолетного «бассейна» существенно меньше – как правило, около дюйма, то есть 25,4 мм. Просто выше уровень воды на взлетно-посадочных полосах не бывает даже при самых жестоких ливнях, ведь там есть водоотводы и водостоки. И вот по такой «луже» воздушное судно выполняет пробежки на разных скоростях – от скорости руления до 200 км/час, как при взлет-посадке. Режимы работы маршевых двигателей тоже разные, включая использование реверса тяги. Брызг при этом – как в Петергофе. На самых высоких скоростях фонтаны из-под шасси лайнера поднимаются над крылом, порой достигая уровня киля. Важно, чтобы на всех режимах никаких проблем с двигателями не было. Достигается это при помощи правильной аэродинамики и соотношения расстояний между стойками шасси и заборниками двигателей.

Очень похожие испытания проводятся и на заснеженной полосе. Причем снег тоже должен быть разный – сухой, мокрый, смесь с водой как в слякоть. В общем, все как потом может случиться в жизни самолета.

С этой снежной феерией соседствуют климатические испытания. Ведь самолет может летать как на Крайнем Севере, так и в экваториальных районах. При таких испытаниях наступает пора «сертификационного туризма». Например, «Суперджет 100» для климатических испытаний летал в Якутию и в Тикси в период самых лютых морозов – до -54 ºС. На обледенение лайнер тестировали в Архангельской области. Воздействие высоких температур до +45 ºС проверяли в Эмиратах и Кувейте. В Исландии же сертифицировалась автоматическая посадка при предельно сильном боковом ветре.

Дополнения для перфекционистов

При получении сертификата типа в карте данных, которая является его неотъемлемым приложением, указываются ожидаемые условия эксплуатации воздушного судна, которые, как правило, имеют некоторые ограничения. Авиастроители же в массе – перфекционисты. Они стремятся довести свое творение до идеала. Так появляются версии с удлиненным или укороченным фюзеляжем, с увеличенной дальностью полета, с новыми видами законцовок крыла, с новыми, более экономичными двигателями. Но все это уже не базовая сертифицированная конструкция.

И тут у авиавластей возникает дилемма: признать внесенные изменения в типовую конструкцию главными или второстепенными. Все зависит от их влияния на летную годность и экологию. Главное, требуется выяснить: вносит ли изменение конструкции новый риск, не учтенный в конструкции базового типа? Одобрение главного изменения (то, что раньше называлось дополнение к сертификату типа), требует дополнительных сертификационных работ, проводимых разработчиком воздушного судна совместно с госорганами и сертификационными центрами. Второстепенные изменения может одобрить сам разработчик. Но обязательное проведение дополнительных сертификационных работ при этом никто не отменяет. Хотя бывают случаи, когда к процессу одобрения и второстепенных изменений тоже подключаются авиавласти.

Можно проследить процесс дополнений в сертификат типа на примере отечественного «Суперджета 100». Так, уже через три месяца после получения начального сертификата, в мае 2012 года, условия эксплуатации этого воздушного судна были расширены при высоких температурах наружного воздуха до +45 ºC (это после полетов в Эмираты и Бахрейн). В ноябре того же года была подтверждена возможность самолета выполнять полеты в северных широтах и при низких температурах до -54 ºC (тесты в Якутии и Тикси). В августе 2013 года сертификат типа был переиздан в связи с внесением в него дополнительной модели RRJ-95LR-100 с увеличенной дальностью, что позволило совершать полеты до 4500 км вместо допустимых ранее 2960 км. В 2014 году в базовый сертификат типа «Суперджет 100» внесли еще целый ряд дополнений. Самолет получил возможность выполнять полеты в условиях точной зональной навигации (по системам RNAV 1 и P-RNAV), совершать автоматическую посадку по категории CAT IIIа ICAO, эксплуатироваться на «узких» (шириной 30 м) взлетно-посадочных полосах, использовать функции вертикальной навигации VNAV на всех этапах полета, взлетать при пониженном уровне тяги двигателей.

В декабре 2016 года модификация повышенной дальности SSJ-100LR прошла сертификацию и в EASA. В мае 2017 года EASA сертифицировало модификацию «Суперджета» с укороченной полосой взлета и посадки. Для этого потребовалось на базовой версии установить двигатели с увеличенной взлетной тягой от версии SSJ-100LR, изменить порядок работы авионики и механизации крыла. Сейчас на очереди сертификация версии SJ-100 с российскими маршевыми двигателями ПД-8 и полностью импортозамещенными системами.

По завершению программы сертификации в нормы летной годности вносятся соответствующие изменения. При этом часто видоизменяется и обозначение воздушного судна: обычно появляется новый или дополнительный номер в его наименовании. Пример этого – модернизация семейства самолетов RRJ-95 «Суперджет»: в нем присутствуют модели RRJ-95B, RRJ-95B-100, RRJ-95LR-100. В настоящее время сертифицируется модель RRJ-95NEW-100.

Есть разные варианты и у новейшего российского лайнера МС-21: версия МС-21-300 с американскими моторами PW1400G, МС-21-310 – с российскими двигателями ПД-14.

В серию через главные изменения

Жизнь никогда не стоит на месте. Все движется, все развивается. В России создаются новые воздушные суда. 28 мая 2017 года в Иркутске в небо поднялся первый опытный образец нового российского среднемагистрального пассажирского самолета МС-21. Это была модель МС-21-300 с двигателями PW1400G американской компании Pratt & Whitney и композитным крылом из зарубежных материалов. Однако создание нового российского лайнера пришлось на достаточно сложный момент отечественной и мировой истории. И все это сказалось на ходе программы МС-21.

Изначально МС-21 планировалось создавать с большим числом зарубежных комплектующих. Но чем дальше, тем сложнее становилась ситуация с этой заграничной кооперацией. И дело было в основном не в зарубежных производителях, а в политиках, вводящих все новые и новые ограничения в отношении российского авиапрома.

Тем не менее шесть опытных самолетов МС-21-300 завершили весь требуемый объем испытаний, показав абсолютное соответствие требованиям по безопасности и экологичности, заложенным в российских авиационных нормах. 28 декабря 2021 года Росавиация выдала на самолет сертификат типа.

От первого полета МС-21 до сертификата прошло 4,5 года. Это был вполне нормальный срок для проверки принципиально нового лайнера, в конструкции которого применено множество новых технологий. Можно, конечно, было и за год сертифицировать. Но это был бы дубль Boeing 737 MAX. Кто-нибудь захотел бы полететь на таком самолете?

Сертификат типа от Росавиации подтверждал соответствие воздушного судна требованиям сертификационного базиса (нормам летной годности). Получив его, можно было запускать МС-21-300 в серию. Только вот разворачивать производство этой модели стало с какого-то момента невозможно.

Еще в сентябре 2018 года США ввели санкции против компании «АэроКомпозит» (сейчас – филиал компании «Яковлев»). В результате стало невозможно закупать углеволоконную ленту и связующие составы для композитных элементов самолета – в первую очередь крыла и центроплана. «В итоге мы поменяли поставщиков на отечественных, – рассказывал первый заместитель генерального директора компании “Яковлев”, генеральный директор компании “АэроКомпозит” Анатолий Гайданский. – Да, это было непросто, но мы с нашими российскими партнерами справились. Благо, к этому времени в нашей стране уже сформировался необходимый задел, уже велась подготовительная работа по ряду технологических направлений в части композитов. Пришлось сильно ускориться, но нам было с чем работать». С 2021 года при производстве крыла МС-21 используются только отечественные материалы.

В марте 2022 года ОАК и создатель МС-21 корпорация «Иркут» (сегодня – компания «Яковлев») со своим филиалом Иркутским авиационным заводом попали в санкционные списки США и Евросоюза. Для МС-21 стали невозможны поставки всех зарубежных систем и агрегатов, в том числе и двигателей PW1400G. «Самолет будет выпускаться серийно только с российским двигателем ПД-14. Предстоит импортозаместить свыше 80 систем и агрегатов в самолете», – заявил тогда занимавший должность вице-премьера России Юрий Борисов.

В 2022 году было выполнено свыше 160 успешных испытательных полетов на самолете МС-21-310 с силовой установкой ПД-14. Летчики-испытатели ОКБ им. А. С. Яковлева проверили авиалайнер на различных режимах. В ходе этих полетов ПД-14 показал характеристики, не уступающие PW1400G.

В то же время крыло, изготовленное из российских композитов, прошло цикл испытаний, которые подтвердили его прочность и надежность. В декабре 2021 года самолет МС-21-300 с таким крылом впервые поднялся в небо. За 2022 год он успешно выполнил требуемые зачетные полеты.

В итоге 29 декабря 2022 года МС-21 с российскими двигателями и МС-21 с крылом из отечественных ПКМ получили одобрения Росавиации. Это не был сертификат типа на новый самолет. Сертификат остался прежним. Авиавласти выдавали одобрения на главные изменения в типовую конструкцию – установку двигателя ПД-14 и крыла из композиционных материалов отечественного производства.

«Сейчас с опорой на эти результаты идет замещение остальных систем и агрегатов, получить все одобрения и завершить формирование русифицированного облика самолета мы должны к концу 2024 года, – заявил вице-премьер, глава Минпромторга России Денис Мантуров в интервью агентству ТАСС в мае 2023 года. – Сейчас, подчеркну, все силы сосредоточены именно на создании полностью импортонезависимой версии самолета МС-21-310. В первую очередь мы решаем задачу национальной безопасности и технологического суверенитета на стратегическом направлении гражданской авиации, но при этом экономику никто не отменял. Поэтому проработка различных вариантов развития семейства МС-21 на перспективу, безусловно, также ведется».

Когда завершатся все стендовые, наземные и летные сертификационные испытания всех главных изменений на модификации с импортозамещенными теми самыми 80 системами и агрегатами, когда будет утверждена программа технического обслуживания для поддержания постоянной летной годности, именно тогда русифицированная версия МС-21-310 и пойдет в серию. Конечно, это будет позже изначально планировавшихся сроков. Но, согласитесь, в сложившейся ситуации такой результат – это уже победа. Не даром ведь сертификация МС-21 с российским крылом стала лауреатом премии «Авиастроитель года 2023».

Источник