An-70

 

English in PDF

Piotr Butowski

Antonow An-70 to samolot przyszłości lotnictwa transportowego Rosji i Ukrainy, przeznaczony do zastąpienia w siłach powietrznych samolotu An-12 oraz przejęcia części zadań od cięższego Ił-76. Jak dotąd, w historii An-70 było wiele niespodziewanych zwrotów i trudności, niemniej samolot ten ma wiele atutów i w swojej klasie nie ma na razie konkurentów na świecie.

 

Projektowanie średniego samolotu transportowego An-70 rozpoczęto w 1975 r. Pierwotny projekt przewidywał samolot napędzany czterema silnikami turbośmigłowymi D-236, z kadłubem o średnicy 5,0 m i klasyczną, całkowicie metalową konstrukcją. Zgodnie z ówczesnymi wymaganiami Sił Powietrznych ZSRR, w ogonie samolotu znajdować się miało stanowisko strzeleckie. Samolot miał wykonać pierwszy lot w 1986 r. Konkurencyjnym dla An-70 projektem opracowanym w zespole Jakowlewa był Jak-44 (pierwszy z tą nazwą), napędzany przez cztery dwuprzepływowe silniki odrzutowe. Jednakże w 1984 r., gdy kierowanie OKB Antonowa przejął Piotr Bałabujew, zarzucono ten projekt i postawiono przed samolotem znacznie większe wymagania dotyczące krótkiego startu i lądowania oraz asortymentu zabieranego ładunku. Pozostawiając starą nazwę An-70 rozpoczęto przygotowanie nowego projektu na znacznie wyższym poziomie technologicznym. Samolot otrzymać miał nowoczesną awionikę i aktywny układ sterowania lotem, średnicę kadłuba powiększono do 5,6 m, w konstrukcji wykorzystać zamierzano szeroko kompozyty, zamówiono dla niego także nowe silniki. Kierownictwo prac nad An-70 objął bezpośrednio główny konstruktor OKB Antonowa Wasilij Tiepłow.

 

Możliwości

 Według założeń taktyczno-technicznych An-70 wykorzystywany ma być w dwóch podstawowych wariantach załadowania: dla lotnisk betonowych i gruntowych. Działając ze stałych betonowych lotnisk z pasem o długości 1550-1800 m może osiągać masę startową do 130000 kg i unieść ładunek do 47000 kg (czyli np. czołg podstawowy T-80UD/ T -90); przy standardowym maksymalnym załadowaniu 35000 kg osiąga zasięg 5000 km. Główną zaletą An-70 ma być możliwość działania z krótkich lotnisk gruntowych o wytrzymałości nawierzchni 0,8 MPa. Masa startowa An-70 byłaby wtedy ograniczona do 100 ton, zmniejszony byłby ładunek i zapas paliwa, tym niemniej samolot przewozić mógłby 20 ton na odległość 3000 km. Długość startu wynosiłaby w tych warunkach zaledwie 600-800 m. Osiągnięto to dzięki bogatej mechanizacji skrzydeł i nadmiarowi mocy czterech silników. Skrzydło ma stosunkowo duże wydłużenie 9,5 oraz gruby profil nadkrytyczny o dużej grubości względnej. Dodatkowo na klapy nadmuchiwany jest silny strumień zaśmigłowy, co dwukrotnie zwiększa siłę nośną podczas startu i lądowania (współczynnik siły nośnej wynosi wtedy 5,6). Prędkość lądowania An-70 wynosi zaledwie 160-165 km/h. Działania z nawierzchni gruntowej ułatwia wielokołowe podwozie zbudowane w układzie typowym dla samolotów Antonowa.

Najważniejsze dla przejścia na nowy poziom technologiczny były silniki. Specjalnie dla An-70 w zakładach Progres s w Zaporożu zamówiono silniki śmigło-wentylatorowe D-27 o mocy startowej 10440 kW/14 000 KM i niskim jednostkowym zużyciu paliwa 130 g/KMh w zakresie przelotowym. Silnik D-27 osiąga moc porównywalną z mocą najpotężniejszego dotychczas na świecie silnika turbośmigłowego NK-12 (napędzającego samoloty bombowe Tu-95 i transportowe An-22), ale jest od niego prawie dwukrotnie lżejszy. Modułowa konstrukcja silnika zmniejsza czas potrzebny na obsługę i naprawy. Z silnikiem sprzężone jest specjalnie dla niego opracowane śmigło SW-27, pochodzące z zakładu w Stupino pod Moskwą. Jest to wysokoobciążony wentylator o średnicy 4,5 m z dwoma współosiowymi dyskami łopat, osiem łopat w przednim i sześć w tylnym dysku. Łopaty wykonane są całkowicie z materiałów kompozytowych i posiadają duże skręcenie aerodynamiczne, co wraz ze współczynnikiem sprawności śmigła równym 0,9 oraz niewielkim skosem skrzydeł pozwala na osiągnięcie przez samolot dużej prędkości, porównywalnej z prędkością samolotu napędzanego przez silniki turbowentylatorowe, przy zużyciu paliwa mniejszym o około 30%. Prędkość podróżna An-70 dorównuje prędkości odrzutowego Ił- 76 i o 1/3-1/2 przewyższa prędkość turbośmigłowych An-12, C-130 i C-160.

Cały kompleks zaawansowanych rozwiązań technicznych pozwolił na osiągnięcie szczególnie dobrych parametrów ekonomiczności. Jednostkowe zużycie paliwa (przy operowaniu z lotniska betonowego) wynosi 150 gramów na tonokilometr, czyli znacznie mniej niż we wszystkich obecnie istniejących samolotach tej klasy. Typowe zadanie An- 70, to jest przewiezienie 20 ton ładunku na odległość 3000 km wymaga od samolotu turbośmigłowego An-12 o 33% więcej, a odrzutowego Ił- 76 - prawie dwukrotnie więcej paliwa niż w przypadku An-70.

Szeroki kadłub o średnicy 5,6 m pozwolił utworzyć wewnątrz kabinę ładunkową o bardzo dużych rozmiarach. Jej pojemność jest o połowę większa niż w Ił- 76, a dwu-trzykrotnie przekracza pojemność ładowni samolotów An-12, C-130 Hercu/es i C-160 Transall. Dzięki temu mieści się w niej praktycznie cały (98%) asortyment sprzętu wojskowego szczebla armii (w granicach dopuszczalnej masy ładunku), podczas gdy Ił- 76 może przewozić około 70%, zaś An-12 tylko 14% rodzajów sprzętu. Na przykład, An-70 może przewieźć transporter opancerzony, haubicę wraz z ciągnikiem, rakietowy zestaw przeciwlotniczy. Specjalny system mocowania pozwala przewozić sprzęt ustawiony w dwóch rzędach. Przy desantowaniu spadochronowym An-70 zabiera do 110 żołnierzy. Do desantowania lotniskowego wnętrze kadłuba można urządzić dwupokładowo, maksymalna liczba żołnierzy wzrasta wtedy do 300. W konfiguracji do ewakuacji rannych w kadłubie mieści się 206 ludzi na noszach. Ładownia jest hermetyczna.

Według informacji biura konstrukcyjnego, obsługa techniczna An-70 wymaga około 8-10 roboczogodzin na czas lotu, co wynosi mniej niż połowę czasu niezbędnego dla samolotów An-12 (25 roboczogodzin) lub C-130 (20 roboczogodzin).

Materiały kompozytowe stanowią 24% masy samolotu i posłużyły nie tylko do wykonania owiewek i innych elementów niesiłowych, ale także w najbardziej odpowiedzialnych miejscach konstrukcji. Z kompozytu Organit wykonano pionowe i poziome usterzenie samolotu oraz klapy i lotki. Masa agregatów wykonanych z kompozytów jest o 15-20% mniejsza niż metalowych, a nakład pracy na ich wykonanie zmniejszył się prawie dwukrotnie. W konstrukcji elementów siłowych zastosowano schematy konstrukcyjne wzorowane na rozwiązaniach zaczerpniętych z natury. Element konstrukcyjny, np. dźwigar i żebra statecznika, stanowią wtedy jedną całość na podobieństwo struktury liścia, bez połączeń mechanicznych za pomocą nitów i śrubonitów.

Układ sterowania lotem An-70 jest aktywny z wielokrotnym powtórzeniem (trzy kanały cyfrowe i sześć analogowych). Jako układ awaryjny zastosowano oryginalny układ hydraulicznego przekazywania sygnałów sterowania, które nie ulegają zakłóceniom, np. przez promieniowanie elektromagnetyczne. Układ ten jest tak dostrojony, że przejście z układu głównego na awaryjny nie wymaga zmiany sposobu pilotowania. Układ sterowania An70 pozwolił zastosować nieruchomy statecznik poziomy, nie przestawiany w czasie lotu.

Po raz pierwszy w ZSRS zastosowano w An-70 zintegrowany cyfrowy system wyposażenia pokładowego ze wspólną szyną przesyłania danych, co pozwoliło zmniejszyć długość połączeń o 70% i ich masę o 40%. Zastosowanie szyny pozwala na proste adaptowanie wyposażenia pokładowego do urządzeń innych producentów. Informacja dla załogi samolotu przedstawiana jest na kolorowych wyświetlaczach ekranowych. Ponadto pilot ma wskaźnik przezierny SKI- 77 umożliwiający zwiększenie dokładności startu i lądowania. System nawigacyjny pozwala na latanie wewnątrz korytarzy powietrznych, jak i poza nimi, o dowolnej porze doby i w dowolnym rejonie geograficznym. System zapewnia programowanie trasy przelotu oraz optymalizację lotu ze względu na zużycie paliwa. Rozbudowany system lądowania przyrządowego zapewnia lądowanie według kategorii ICAO II i IIIA. Zintegrowany system automatycznej kontroli samolotu w czasie lotu BASK- 70 rejestruje i przetwarza 8000 parametrów pobieranych ze wszystkich instalacji i urządzeń samolotu (jest to wersja analogicznego systemu BASK-124 z ciężkiego samolotu An-124). System BASK-70 powstał w biurze konstrukcyjnym Leniniec w St. Petersburgu.

 

W próbach

Pierwszy prototyp An-70 został uroczyście wyprowadzony z hali produkcyjnej zakładu Antonowa w Kijowie 20 stycznia 1994 r. Pierwszy lot odbył się 16 grudnia 1994 r. o godzinie 12:03 (dokładnie w 371at po pierwszym locie An-12!) i trwał 25 minut. Dowódcą załogi był Siergiej Maksimow. Po pierwszym locie samolot prawie półtora miesiąca nie latał, gdyż stwierdzono usterki w pracy przekładni redukcyjnych dwóch silników (w pierwszym locie samolot lądował z jednym niepracującym silnikiem). Kolejne loty wykonano 8 i 9 lutego 1995 r. i wtedy również wystąpiły usterki, np. nie udało się wypuścić klap. Niestety, w swoim czwartym locie 10 lutego 1995 r. prototyp An-70 rozbił się, cała siedmioosobowa załoga zginęła. Przyczyną katastrofy było zawinione przez pilotów zderzenie w powietrzu z samolotem towarzyszącym An-72W, rejestrującym przebieg próby.

Drugi prototyp (rejestracja UR-NTK) oblatano dopiero po dwóch latach, 24 kwietnia 1997 r. i wziął on na siebie ciężar prób i prezentacji potencjalnym klientom, poczynając od wystawy Le Bourget 1997.

W styczniu 2001 r. An-70 miał już na swoim koncie około 380 lotów i przystępował do kolejnego etapu prób, w warunkach niskich temperatur. W tym celu leciał z Kijowa do Jakucka z międzylądowaniem w Omsku. Rankiem 27 stycznia 2001 r. w chwilę starcie z lotniska w Omsku An-70 musiał lądować z powodu wyłączenia się dwóch z czterech silników. Samolot wylądował bez podwozia na ośnieżonym polu. Podczas lądowania kadłub samolotu rozłamał się tuż za skrzydłem, złamana została końcówka lewego skrzydła, wygięte zostały łopaty śmigieł, a spód kadłuba pofalował się. Mimo, że wyglądało to groźnie, nikt nie został poważniej ranny, a samolot po czterech miesiącach remontu powrócił do prób w locie. Przyczyną awarii był błąd w konstrukcji piasty śmigła. Awaria pod Omskiem była bardzo groźna dla programu An-70, bowiem rozbity prototyp był jedynym egzemplarzem tego samolotu. Jeśliby nie udało się wyremontować tego samolotu, to budowa kolejnego prototypu zajęłaby jeszcze dwa lata.

W czasie prób An-70 pokazał wiele bardzo dobrych własności, na przykład w locie przy kącie natarcia 30° uzyskał maksymalny współczynnik siły nośnej 7,2 i utrzymywał stateczność i sterowność przy prędkości minimalnej 98 km/h. Najpoważniejsze trudności techniczne dotyczą silnika D- 27, który wymaga poprawek, zwłaszcza automatyki sterowania i agregatów silnikowych. Po awarii w Omsku, modernizacja silnika i wymiana śmigieł na nowe jest głównym tematem prac w programie An-70. W grudniu 2001 r. głównodowodzący Sił Powietrznych Rosji i Ukrainy podpisali akt o pomyślnym ukończeniu przez An-70 etapu A prób państwowych potwierdzającego zgodność samolotu z wymaganiami sił powietrznych dotyczącymi osiągów i własności w locie, co otwiera drogę do uruchomienia produkcji seryjnej samolotu. Obecnie prototyp An-70 przystąpił do etapu B, czyli prób wyposażenia specjalnego.

 

Produkcja

Zorganizowanie produkcji nie tylko jako kooperacji kilkuset zakładów, ale także dwóch państw, Rosji i Ukrainy, to zjawisko zupełnie nowe i wymagające umiejętności nigdy w przeszłości nie zdobytych w ramach jednolitego państwa. Dla potrzeb realizacji programu An- 70 Rosja i Ukraina zawarły następujące porozumienia:

Produkcja seryjna An-70 ma być prowadzona jednocześnie w Rosji i na Ukrainie. O ile ukraiński producent, zakład A wian t w Kijowie został określony już dawno, w 1988 r., to wybór producenta w Rosji trwał bardzo długo. Początkowo miał nim być zakład Awiakor w Samarze, który jednak wstrzymał wszelkie prace z braku środków. Dopiero we wrześniu 2001 r. Rosjanie drogą konkursu wybrali swojego producenta An-70. Będzie nim zakład Poliot w Omsku (niemałą rolę odegrał w tym wyborze fakt, że zakład Poliot remontował An-70 po awarii w Omsku w styczniu 2001 r.). Obecnie w zakładzie w Kijowie rusza budowa pierwszej partii 5 samolotów (pierwszy ma być ukończony w 2003 r.); zakład w Omsku ruszy niedługo z budową serii 3 samolotów (pierwszy w 2004 r.). Produkcja seryjna silnika D-27 ma być prowadzona równocześnie (w kooperacji) przez trzy zakłady: Motor-Sicz w Zaporożu, Ukraina, oraz Salut w Moskwie i UMPO w Ufie, Rosja. Cena An-70 ma wynieść od 40 do 65 mln dolarów, zależnie od kontraktu.

 

Czego chcą rosyjskie siły powietrzne?

To nie trudności techniczne czy awarie są krytyczne dla przyszłości An- 70. Krytyczny jest brak solidnego klienta. Dwaj najbardziej naturalni klienci, siły powietrzne Rosji i Ukrainy nie mają pieniędzy. 4 grudnia 1999 r. rząd rosyjski zatwierdził plan zakupu 164 An-70 do 2018 r.; 12 października 2000 r. analogiczną uchwałę podjął rząd Ukrainy zamawiając 65 samolotów. Pierwsze 10 samolotów, po 5 dla Rosji i Ukrainy miało być wykonanych w latach 2002-2004. Już obecnie widać, że plan ten jest nierealny: do 2004 r. powstaną co najwyżej 1-2 samoloty seryjne. Przy cenie około 40 mln dolarów, rosyjskie ministerstwo obrony może kupić 1-2 samoloty rocznie (ministerstwo obrony Rosji nie może wciąż zapłacić 43 mln dolarów, które jest winne za dotychczas wykonane prace badawczo-rozwojowe). Pomimo wielu deklaracji i umów, udział finansowania tego programu z budżetu waha się od 6 do II %. Część pieniędzy pochodzi od dostawców, którzy na własny koszt wykonują wyposażenie i silniki. Największy udział w finansowaniu programu stanowią własne środki biura konstrukcyjnego Antonowa w Kijowie.

Ukraina jest zdecydowana kontynuować program An-70: jest to najbardziej zaawansowany technologicznie program ukraińskiego przemysłu i zaangażowanych jest w nim 25 tys. miejsc pracy w przemyśle lotniczym i wiele tysięcy w przemysłach kooperujących. Ministerstwo Obrony Ukrainy chce w przyszłości całkowicie przezbroić swoje wojskowe lotnictwo transportowe w An-70 (co prawda, jednocześnie chce je zmniejszyć z dywizji do jednego pułku, co oznacza zamówienie około 30 samolotów, a nie 65, jak wynika z uchwały rządowej).

O ile dla Ukrainy sprawa An-70 jest żywotnie ważna, to stanowisko Rosji jest mniej zdecydowane. Pomimo formalnych deklaracji nawet na poziomie prezydenta Rosji (ostatnio w maju 2002 r. Władimir Putin zdecydowanie wypowiedział się za An-70), istnieją silne grupy lobbystyczne występujące przeciwko zakupowi An-70 i za rozwijaniem rosyjskiej alternatywy - zmodernizowanego Ił-76 i nowego Tu-330. Rosyjscy wojskowi, dla których najważniejsza jest bliska perspektywa, optują za Ił-76. Zmodernizowany Ił-76MF jest o 25% tańszy niż An-70. Co więcej, cała infrastruktura lotnictwa transportowego, w tym zakłady remontowe, jest zbudowana pod potrzeby Ił-76. Siły powietrzne Rosji mają obecnie około 220 Iłów-76, w większości w nowej wersji Ił-76MD z dużym zapasem resursu. Dlatego dla Rosjan prościej jest zmodernizować Ił-76MD oraz kupić pewną liczbę nowych Ił-76MF, niż wdrażać obiecującego, ale drogiego i kłopotliwego An-70. Oficjalnie rosyjscy wojskowi mówią, że nie ma konfliktu między Ił-76 i An-70, gdyż są to samoloty różnych klas: Ił-76MF zabiera 52 tony ładunku, zaś An-70 - 35 ton i oba samoloty są rosyjskim siłom powietrznym potrzebne w proporcji 60-70% Ił-76MF i 30-40% An-70. Faktycznie jednak taki konflikt jest, gdyż oba programy szukają pieniędzy w tej samej kieszeni.

Nieoficjalnie rosyjscy wojskowi mówią o zamiarze zamówienia co najwyżej 30-35 samolotów An-70 dla jednego pułku do obsługiwania wojsk powietrzno-desantowych, dla których An-70 jest niezastąpiony z powodu swoich własności krótkiego startu i lądowania i ładowni mieszczącej 100% nomenklatury ich sprzętu.

Są kręgi w Rosji, które okresowo atakują An-70 z pobudek patriotycznych: "dlaczego mamy wspierać gospodarkę Ukrainy, jeśli możemy zrobić swój samolot Tu-33W. Jednakże Tu-330 nie jest poważną alternatywą dla An-70. Rzeczywiście, może on być tańszy niż An-70, ale po pierwsze, Tu-330 jeszcze nie ma, czyli trzebaby jeszcze 10 lat na projektowanie, próby i uruchomienie produkcji, a po drugie - jest to typowy samolot towarowy pozbawiony tego co najcenniejsze dla wojska: własności skróconego startu i lądowania.

 

Poza WNP

 Na czas dojrzewania An 70 przypadł konkurs na nowy wojskowy samolot transportowy dla Europy Zachodniej. Rosjanie i Ukraińcy przedstawili do tego konkursu 'zeuropeizowanego' An-7X, licząc na to, że za europejskie pieniądze dokończą i uruchomią produkcję tego samolotu. An-7X miał w tym konkursie wiele atutów: od C-130J jest nowocześniejszy i wydajniejszy, od C-17 tańszy, natomiast A400M jeszcze nie istnieje nawet w postaci prototypu. An-70 jest aktywnie reklamowany na Zachodzie, uczestniczy we wszystkich ważnych wystawach lotniczych, liczne zachodnie delegacje zapoznały się z nim w Kijowie. Najbardziej w program rozwoju europejskiego An-7X zaangażowali się Niemcy. Specjaliści niemieckiego Ministerstwa Obrony dokładnie zapoznali się z An-70 w Kijowie (na przykład, I grudnia 1998 r. na lotnisku Gostomel pod Kijowem desantowano z An-70 manekiny z niemieckimi spadochronami). Podstawowe różnice między ukraińsko-rosyjskim An-70 i europejskim An-7X to bardziej zaawansowana awionika oraz zaadaptowane do NATO-wskich wymagań urządzenia załadunkowo-wyładunkowe i konstrukcja ładowni. Dzięki automatyzacji wielu czynności, załogę An-7X ma stanowić tylko dwóch pilotów (w wypadku przelotów na lądowiska bez naziemnej infrastruktury nawigacyjnej dodatkowo jeszcze nawigator), podczas gdy załoga An-70 liczy od 3 do 5 lotników. Ostatecznie jednak Europa Zachodnia wybrała własny program Airbus A400M. Obecnie w kręgach rosyjskich specjalistów można spotkać oskarżenia, że udział An-7X w przetargu był potrzebny Europie Zachodniej tylko po to, aby poznać sekrety konstrukcyjne tego samolotu i wdrożyć je w A400M, który "z biegiem czasu coraz bardziej upodabnia się do An-7W.

Po krachu nadziei na przekształcenie An-70 w masowy samolot transportowy dla Europy zachodniej, Rosjanie i Ukraińcy aktywniej ruszyli na wschód. Samolot pokazano na wystawie w Zhuhai, Chiny, w listopadzie 2000 r., jednakże bez sukcesu. An-70 jest samolotem dla tych państw, które na poważnie stawiają przed sobą zadanie aeromobilności wojsk; Chiny są wyraźnie niegotowe do przyjęcia takiego samolotu. Z tego samego powodu niewielkie zainteresowanie An-70 wykazuje inny rosyjski partner wojskowy - Indie. Pewną niespodzianką było ogłoszenie w maju 2002 r. o zamiarze zakupu An-70 przez Czechy. W latach 2005-2007 Czechy mają otrzymać trzy samoloty; płacić za nie będzie rosyjskie ministerstwo finansów z państwowego długu Rosji wobec Czech. 1-4 lipca 2002 r. odbyła się prezentacja An-70 na lotnisku Kbely w Pradze. Rozmowy trwają z wieloma innymi państwami, w tym Iranem, Algierią, Kanadą, RP A, kilkoma państwami Azji.