Пять секунд. Именно столько времени дается современным пилотам гражданских самолетов, чтобы выйти из воздушной зоны ожидания на точку глиссады — стандартной траектории полета самолета к взлетно-посадочной полосе аэродрома. Не успел выйти — твои проблемы: неумолимые авиадиспетчеры отправят самолет обратно в зону ожидания над аэропортом — на штрафной круг. И хорошо, если этот круг будет один, а то ведь можно и пять-шесть кругов намотать в ожидании свободного "окна"...

Авиационный трафик, словом, плотный. А авиаконструкторский — еще плотнее. И свободных "окон" практически не оставляет: каждый пропущенный виток — это технологический скачок. Вписаться в заданный ключевыми игроками отрасли темп движения в состоянии только тот, у кого на руках особый козырь — инновационные наработки, дающие фору в жесткой конкурентной гонке. Есть ли такие козыри у российского авиапрома?

Игра в открытую

Чтобы выйти на передовые позиции в отрасли, сегодня недостаточно иметь просто современный самолет с экономичными двигателями. Надо, чтобы этот самолет был еще самым "умным", чтобы он имел самые чуткие электронные "глаза" и "уши".

— Успеть за прогрессом непросто,— говорит академик Евгений Федосов, научный руководитель Государственного научно-исследовательского института авиационных систем (ГосНИИАС).— Дело в том, что у гражданского самолета очень большой ресурс — свыше 20 лет. А вот ресурс у авионики, то есть электронных приборов, датчиков и исполнительных элементов конструкции самолета, обеспечивающих управляемость воздушным судном, меньше. Меняется элементная база, формируются новые требования, происходит моральное и техническое старение. Но посмотрите на то, как быстро развивается мировой рынок электронной техники: фактически каждые три-пять лет появляются новые микропроцессоры, а старые снимаются с производства. Все это ведет к тому, что авиационные ремонтники должны не просто менять устаревшие бортовые компьютеры и датчики, но выдирать всю систему с корнем, а затем ставить туда новую, что требует времени, денег и сил. Тогда и возникла идея: а почему бы не собирать всю электронную начинку самолетов по принципу персонального компьютера, то есть из универсальных блоков, которые можно менять и модернизировать в любой момент. Ведь когда вам нужно поменять материнскую плату и увеличить память, вы же не разбираете весь системный блок до винтика и не меняете монитор, правильно?

Так возникла идеология интегральной модульной авионики. Или, как говорят сегодня в Объединенной авиастроительной корпорации (ОАК), технология создания борта открытой архитектуры.

Самое интересное, что и для Запада эта идеология пока еще в новинку. С элементами интегральной модульной авионики были построены пока только два "боинга": Boeing 777 и Boeing 787 Dreamliner. Пробуют свои силы в этой сфере и европейцы — на лайнерах A-400 и А-350. Правда, системы Airbus "открытыми" можно назвать лишь с большой долей условности — открыты они только для самих разработчиков. Россия в сфере "открытой архитектуры" оказалась в тройке лидеров мирового авиапрома, причем на позициях передовых — в ОАК хотят распространить интегральную модульную авионику не только на гражданскую, но и на военную авиацию.

— К нам тут на выставку приезжал один конструктор из Airbus,— рассказывает академик Федосов.— Он посмотрел на наши разработки и ахнул. Говорит, коллеги, вы нас в теории опережаете лет на десять...

Борьба центра с централизацией

На заре авиастроения одной из самых главных деталей самолета был тонкий стальной тросик — тот самый тросик, который шел от штурвала к закрылкам, элеронам и хвостовому рулю. Понятно, что сегодня закрылками управляют с помощью гидравлических систем: в эпоху сверхзвуковых скоростей у пилота просто не хватит сил поднять или опустить часть крыла многотонного авиалайнера. Но что делать, если гидравлическая система гиперзвукового истребителя выйдет из строя или, упаси бог, будет перебита пулеметной очередью в воздушном бою? Для этого на самолете установлена вторая дублирующая система — запасная. Еще строже к системе управления относятся в гражданской авиации: если пилот истребителя в случае аварии всегда может катапультироваться, покинув неисправный самолет, то на пассажирском авиалайнере ни катапульт, ни парашютов нет. Поэтому конструкторы предусматривают — за счет архитектурного построения комплекса, многократного резервирования особо критичных систем — ничтожно малую вероятность проявления катастрофических ситуаций. Система дистанционного управления самолетом имеет, например, четырехкратное независимое дублирование. Но в том-то и дело, что каждая такая система — это лишний вес, который в военной авиации часто рассматривают как обузу. Для военных истребителей и штурмовиков важнее всего скорость полета, маневренность, а эти параметры самолета можно увеличить за счет уменьшения его веса. Поэтому среди авиаконструкторов страны уже давно идет борьба за вес и габариты машины, и каждое КБ создает свои конструкционные ноу-хау компоновки приборов в самолете.

— Например, "король истребителей", конструктор Николай Поликарпов, вообще считал, что возить воздух в самолете — это форменное преступление,— говорит Виктор Поляков, заместитель генерального директора компании "Сухой" по авионике,— поэтому кабины его самолетов всегда были обжаты и блоки оборудования и приборы жестко вписывались в конструкцию каждого конкретного истребителя. Взять и заменить один прибор на другой, с другого типа самолета, было просто невозможно — для каждого типа делались свои оригинальные приборы.

Такой принцип создания авионики называется централизованно-федеративным: отдельные функции управления самолетом реализуются в самостоятельных системах. Вместе эти системы никак не интегрированы.

— При таком принципе,— говорит Виктор Поляков,— программное обеспечение также привязано к конкретным системам и блокам и возможность его использования как самостоятельного продукта очень проблематична.

Пересмотреть этот старинный принцип позволило только создание Объединенной авиастроительной корпорации, соединившей крупнейшие авиастроительные предприятия России. Тогда пришло понимание: только совместными усилиями, отказавшись от старых "цеховых" предпочтений и "межконфессионального" соперничества, возможно работать на сверхзадачу — когда важны согласованные действия всех членов команды.

— Конечно, не все проходит гладко,— говорит академик Федосов.— К примеру, руководители отдельных КБ все еще осторожничают и не спешат принимать все новшества, но быстрого прогресса в этом деле ждать трудно. Поймите, когда в воздухе находится свыше 10 тысяч старых машин, ввести что-то новое сразу просто невозможно.

Зато весьма успешно развивается кооперация с западными партнерами. Собственно, первые размышления об "открытой архитектуре" авионики появились у нас еще в 1990-е годы, когда российские компании работали вместе с Индией: российско-индийские проекты в области авиастроения предусматривали создание целого ряда летательных аппаратов. Потом был "Малайзийский проект", когда под требования заказчика была заменена часть оборудования израильского и индийского производства на российское и французское, также по требованию заказчика было дополнительно размещено немецкое оборудование на проекте, который получил обозначение Су-30МКМ. Однако это потребовало проведения определенной работы, которая заняла достаточно протяженное время. Наконец, главным стимулом к созданию систем с "открытой архитектурой" стала работа над созданием нового российского самолета Sukhoi Superjet, которая прошла в самом тесном сотрудничестве с ведущими европейскими компаниями.

Дело молодых

Но мало создать систему интегральной модульной авионики, выражаясь компьютерным языком, это всего лишь "железо", которое без нужного софта — программного обеспечения — останется бесполезным. Программы год от года становятся все более сложными — на "мозг" машины возлагается все больше различных функций: это и навигация в воздушном пространстве, и работа с электронными картами местности, и управление радиолокаторами, оптикой, вооружением, и контроль над системами жизнеобеспечения самолета. Сегодня информационно-управляющая система (ИУС) самолета занимается обработкой более 100 различных потоков данных.

Интересно, что в ОАК разработку ПО для информационно-управляющей системы, которая стоит на всех новых российских самолетах — на Су-35 поколения "4 плюс" и на перспективном самолете-истребителе пятого поколения Т-50, создала очень необычная команда. Это самый молодой коллектив всего российского авиапрома: средний возраст работающих в Научно-техническом центре "ОКБ Сухого" — около 30 лет.

— Работа над формированием центра началась в 2001 году, и в тот момент было очень мало энтузиастов, веривших в осуществимость нашей идеи,— вспоминает Дмитрий Грибов, начальник Научно-технического центра (НТЦ) "ОКБ Сухого".— Большинство кадровых работников не особо хотели работать над новым сложным проектом, предпочитая заниматься экспортными контрактами или работать на участках, где спокойно использовались проверенные решения. Несколько специалистов с опытом пришли из отраслевых институтов, например из Государственного института авиационных систем, из других отделов самого ОКБ. Но основных исполнителей пришлось брать прямо со студенческой скамьи — из Московского авиационного института.

Поразительно, но факт: именно эти никому не известные прежде "молодые дарования" решили самую амбициозную задачу — впервые в РФ в одном бортовом вычислителе удалось успешно интегрировать программное обеспечение целого ряда различных отечественных предприятий-разработчиков.

После этого по инициативе Михаила Погосяна и Виктора Полякова было подписано соглашение о трансферте технологий с одним из мировых лидеров в производстве авионики — французской компанией Thales Avionics, что позволило российским программистам внедрить технологии, полностью соответствующие международному стандарту DO-178В.

На протяжении шести лет на производствах Thales Avionics в Тулузе и Бордо обучался и работал костяк НТЦ — более 60 конструкторов и программистов. Специалисты Thales Avionics в течение первых трех лет проекта регулярно приезжали в Россию помогать в доработке проекта и следить, как русские коллеги закрепляют полученные знания. В итоге ПО, разработанное "Сухим", было одобрено Европейским агентством по авиационной безопасности, проведшим серию сертификационных аудитов на площадках проекта в Москве, Тулузе и Бордо.

— Работа с французами совершенно изменила менталитет инженеров,— говорит Дмитрий Грибов.— Если ранее изменения в математику самолета можно было зачастую внести со слов, "на коленке", то теперь все процессы четко документируются. Эта технология минимизирует возможность ошибки.

Другой молодежный коллектив занимается отработкой программного обеспечения. Финальный этап интеграции комплекса авионики — совместная отработка систем на стендах: прежде чем ставить новый софт на бортовые системы самолетов, их необходимо протестировать на стендах в Лаборатории полунатурного моделирования "ОКБ Сухого". Лабораторию возглавляет 32-летний Алексей Шлыков, выпускник МАИ. Большинство из 37 его сотрудников начали работу в Лаборатории еще студентами. Сначала работали техниками на полставки на старших курсах, потом перешли в штат.

— Мне здесь нравится,— говорит Алексей.— Мало в какой стране ты можешь работать над созданием такого большого количества новых самолетов одновременно.

Новый магистральный

Ну и, наконец, главный вопрос — о носителе всей системы российского ноу-хау по созданию интегральной модульной авионики. Речь о самолете, без которого все эти технические задумки остаются на уровне идей. Руководители ОАК готовятся преподнести миру сенсацию: наиболее полно принципы борта "открытой архитектуры" будут реализованы на новом российском магистральном лайнере МС-21, который должен в ближайшие три-пять лет прийти на смену самолету Ту-154. Это настоящий магистральный лайнер, сопоставимый по своим параметрам с такими гигантами, как Airbus 320 Neo и Boeing 737MAX.

— Проект МС-21 должен стать настоящим символом возрождения российского авиапрома,— уверен Виктор Поляков.— Это принципиально новый проект, который начинает играть на поле серьезной конкуренции с Boeing и Airbus. Уверен, мы сможем доказать: наш самолет лучше и дешевле в эксплуатации.

Сама идеология создания в самолете интегральной модульной системы управления подразумевает, что отныне в кабине пилота вместе с летчиками будет находиться и электронный "мозг" воздушного судна, который станет контролировать работу всех систем от радиосвязи до навигации и кондиционеров. Соблазнительно задуматься о будущем: возможно, это первый шаг к созданию беспилотных пассажирских самолетов?

— Наверное, когда-нибудь у нас и будут беспилотные пассажирские лайнеры, но не в обозримом будущем,— уверен Виктор Поляков,— потому что сегодняшние компьютерные системы просто не могут предусмотреть всего.

Зато интегральные компьютерные системы управления могут стать основой для создания истребителей и штурмовиков уже шестого поколения — когда сидящий за штурвалом пилот станет командиром целой мини-эскадрильи боевых беспилотников-роботов, сопровождающих самолет с человеком. Собственно, роботы и будут воевать — под присмотром парящих в небесах людей.