Embraer EMB-120 Brasilia

Embraer Empresa Brasileira de Aeronautica S.A. (Бразилия)

Бразильский региональный турбовинтовой авиалайнер

Первый полёт - 27 июля 1983

Производство
Начало - 1983
Конец - 2001

Эксплуатация
Начало - 1985
Конец - на линиях до сих пор

  Самолёт также использовался в ВВС нескольких стран мира, в гражданских организациях и ведомствах.

1. Разработка
2. Испытания и серия
3. Эксплуатация
4. Конструкция
5. Основные характеристики

  Разработка. Освоив серийное производство самолёта EMB-110, предназначенного для местных линий, фирма Embraer решила попытать счастья в других сегментах рынка коммерческой авиации. В 1974 здесь возник проект регионального авиалайнера с герметичной кабиной на 21 пассажира. Он получил обозначение EMB-120. Бразильские конструкторы планировали начать его лётные испытания уже в конце 1975. Однако загруженность другими работами заставила на время прекратить работы по данному проекту.
  К теме регионального авиалайнера предприятие из Сан-Жосе-дус-Кампуса вернулась в 1977. Но теперь EMB-120 был рассчитан уже на 30 пассажиров (с возможностью увеличения вместимости до 39 пассажиров). Стимулом для возобновления разработки стал анализ спроса на новые турбовинтовые самолёты данного класса (маркетологи прогнозировали 2000 экземпляров до 2000 года), а также активные работы других производителей. Бразильская фирма выбрала для своей региональной машины схему, отличную от Saab 340 и DHC-8 - двухмоторный низкоплан с Т-образным оперением. Эта схема несколько утяжеляла самолёт, на что пошли сознательно - она сулила более эффективное управление и более плавный полёт.
  Эскизный проект был готов к лету 1979, после чего началась детальная проработка. При этом использовался опыт, накопленный при создании EMB-110 и корпоративного самолёта EMB-121 Xingu. Также как их канадские коллеги, инженеры из Сан-Жосе-дус-Кампуса собирались поставить на свой региональный самолёт двигатели General Electric CT7 (другой вариант - Lycoming T53). Но в итоге договорились с Pratt & Whitney Aircraft of Canada об установке перспективного двигателя PT7A-1 (затем переименованного в PW-115) мощностью 1600 э.л.с. с редуктором, снижающим скорость вращения винта (был выбран Hamilton Standard 14RF) до 1300 об/мин. Этот выбор обещал получить более низкий расход топлива и уровень шума, соответствующий требованиям FAR 36.
  Для достижения требуемых взлётно-посадочных характеристик установили трёхсекционные закрылки большого размаха. Чтобы освободить для них место на крыле, уменьшили размеры элеронов и объединили их со спойлерами.
  Значительное место в конструкции нашли композиты. Из армированного кевлара были изготовлены 1650 деталей, включая сотовые конструкции крыла, переднюю кромку киля и стабилизатора, носовой обтекатель, пол кабины, перегородку между пассажирской кабиной и багажным отсеком, багажные полки и т.п. Следует добавить, что винты Hamilton Standard 14RF также имели значительную долю композитов в конструкции.
  Применение композитов позволило уменьшить вес конструкции на 15%. В перспективе планировалось сделать композитными закрылки, элероны и рули. С фирмой Sikorsky был заключён договор о передаче технологии для серийного производства изделий из композитов.
  Впервые в практике коммерческой авиации лобовое остекление было из многослойного поликарбонатного стекла, ранее применяемого только на военных самолётах. Этот материал также позволил снизить вес самолёта, к тому же позволял выдержать столкновение с птицами. А криволинейная форма стёкол привела к улучшению аэродинамических характеристик машины.
  С учётом большой нагрузки на пилотов регионального самолёта - с частыми взлётами и посадками, конструкторы тщательно продумали устройство кабины экипажа. Кабину сделали довольно просторной, разместив приборы так, чтобы существенно облегчить работу пилотов. Подобно другим авиалайнерам, появившимся в начале 1980, EMB-120 получил т.н. "стеклянную кабину". Здесь установили систему инструментального полёта Collins EFIS-86 с выводом полётной информации на 5 цветных дисплеев.
  При проектировании учитывалась возможность эксплуатации в жарких регионах мира и с высокогорных аэродромов. Был заложен довольно высокий ресурс аппарата - 40 000 лётных часов или 60 000 взлётов-посадок.
  Для ускорения разработки EMB-120 применялась система компьютеризированного проектирования CAD/CAM. В начале разработки самолёт получил собственное имя Araguaia (в честь одной из крупнейших рек Бразилии). Но вскоре его изменили на более звучное название Brasilia.

  Натурный макет EMB-120 впервые демонстрировался 25 апреля 1980 на международной конференции операторов EMB-110 в Рио-де-Жанейро. В ноябре того же года самолёт был представлен на съезде CAAA (Commuter Airline Association of America) в Финиксе (Аризона). Здесь сотрудники региональных авиакомпаний США высказали ряд замечаний, по которым в конструкцию были внесены изменения.
  Герметичный багажный отсек был отделён от пассажирской кабины, его объём увеличился на 1,7 м³, для доступа в этот отсек смонтировали отдельный багажный люк. Проход в пассажирской кабине, ранее находившийся ниже кресел, подняли на один с ними уровень. Чтобы высота кабины при этом не уменьшилась, её поперечное сечение увеличили на 76 мм. Кресла передвинули чуть вперёд, чтобы уменьшить предельную переднюю центровку с 6% до 4%. Были внесены некоторые изменения в конструкцию пилотской кабины.
  Для уменьшения уровня шума в кабине на 5дБ двигатели отнесли на 0,25 м дальше от фюзеляжа. Для обеспечения нормального полёта при отказе одного двигателя увеличили размеры вертикального оперения. Кроме того, был установлен двухсекционный руль направления с гидроприводом.

  Разработка регионального авиалайнера считалась одним из приоритетных проектов Бразилии. Всвязи с чем правительство страны покрыло примерно треть расходов на создание самолёта. Для серийного производства EMB-120 в 1980 в Сан-Жосе-дус-Кампусе началось строительство нового производственного корпуса площадью 22 535 м².
  К изготовлению первых узлов "Бразилии" приступили 6 мая 1981. В том же году в Канаде, на борту самолёта Vickers Viscount начались лётные испытания двигателя PW-115. В августе 1982 стали собирать агрегаты крыла, передней и задней части фюзеляжа, гондол двигателей. Крыло было готово 30 января 1983, фюзеляж с килем последовал 27 февраля. Тогда же началась стыковка фюзеляжа с крылом, а 20 марта на крыло установили гондолы.
   Планер покинул монтажный стапель 30 апреля, двигатели установили 12 мая, а полностью самолёт, получивший бортовой номер PT-ZBA (серийный 120001), был готов 30 июня. В начале июля прототип подвергся вибрационным испытаниям и проверке различных систем. 25 июля впервые были запущены двигатели, на следующий день начались пробежки на испытательном аэродроме.

  Испытания и серия. Начало лётных испытаний было запланировано на 29 июля 1983. Однако экипаж шеф-пилота фирмы Embraer Луиса Кабрала (Luiz F. Cabral) и второго пилота Сержиу Фрейтаса (Sergio Mauro R. Freitas) впервые поднял самолёт в воздух за два дня до того - 27 июля. Первый полёт длился 1 час 53 минут и проводился с выпущенным шасси и закрылками во взлётной позиции. В первом полёте была достигнута скорость 352 км/час. Затем состоялось ещё два неофициальных полёта и, наконец, 29 июля самолёт формально выполнил "первый полёт" в присутствии президента Бразилии и ещё более 8500 зрителей.
  Кроме первого прототипа в лётных испытаниях участвовали ещё два экземпляра - PT-ZBB (120003) начал летать 21 декабря 1983, PT-ZBC (120004) 9 мая 1984. Первый прототип использовался для определения нагрузок и аэродинамических сил, оценки характеристик и лётных качеств. На втором тестировалась противообледенительная система, определялся уровня шума. Эти испытания проводились в США совместно с корпорацией Boeing. На третьем самолёте проверялась работа двигателей и винтов, системы вентиляции и кондиционирования,
  Для наземных статических испытаний использовались ещё два планера. А четвёртый лётный экземпляр - первый серийный, выполнял демонстрационные полёты. Он также экспонировался на XXXVI авиасалоне в Ле-Бурже в 1985.
  В целом тестирование обошлось без особых проблем, за исключением перегрева конструкции в районе двигателя. Это заставило провести доработку задней части гондолы и выхлопной трубы. Кроме того, незначительные изменения были внесены в конструкцию элеронов и закрылков.
  Лётные испытания продолжались до марта 1985. К тому времени три прототипа налетали по программе 1800 часов. При этом общий налёт первого прототипа составил 800 часов, второго 856 часов (в том числе 650 часов за пределами Бразилии), а третьего 350 часов.
  По результатам испытаний 16 мая 1985 авиалайнер получил бразильский сертификат типа Centro Técnico de Aeronáutica. 9 июля последовал американский сертификат FAR 25. В 1986 Brasilia получила сертификаты авиационных властей ФРГ, Великобритании, Франции, а в 1990 Австралии.

  Серийное производство EMB-120 Brasilia началось ещё в период испытаний - в конце 1984. В процессе производства в конструкцию вносились изменения. Так, к октябрю 1986 (начиная с экземпляра, имевшего серийный номер 120028) доля композиционных материалов выросла до 10% от веса пустого самолёта. Самолёты начали оснащать более мощными двигателями PW118A 1800 э.л.с. Была внедрена система пассивного управления уровнем шума и вибрации.
  Базовая модификация в серии получила обозначение EMB-120RT. Кроме того выпускался вариант увеличенной дальности EMB-120ER (с 1992) и конвертируемая версия EMB 120QC. По заказу бразильских ВВС были построены 4 самолёта для перевозки высокопоставленных лиц, получившие обозначение VC-97. Рассматривалась возможность создания более вместительной модификации на 36 пассажиров с удлинённым фюзеляжем и более мощными двигателями PW120. Однако этот проект реализован не был.
  Производство EMB-120 продолжалось до 2001 года. Всего было выпущено 359 экземпляров.

  Эксплуатация. Стартовым оператором "Бразилии" должна была стать авиакомпания Provincetown-Boston Airlines. Первый самолёт из десяти заказанных она должна была получить на XXXVI авиасалоне в Ле-Бурже. Однако в начале марта 1985 этот оператор потерпел техническое банкротство и не был в состоянии принять заказанные самолёты. Вместо него стартовым эксплуатантом EMB-120 стала Atlantic Southeast Airlines. Первый самолёт она получила 1 июня 1985, на линиях стала применять в октябре того же года.
  В 1986 к эксплуатации "Бразилии" приступил ещё ряд авиакомпаний - немецкая DLT, американские Air Midwest, SkyWest, WestAir, норвежская Norsk Air и французская Air Littoral. В сентябре того же года появился первый корпоративный оператор - кмпания United Technologies. Кабина её экземпляра была просторней линейных самолётов - салон был рассчитан на перевозку 18 пассажиров.
  Парадоксально, но первый бразильский оператор EMB-120 появился лишь три года спустя после начала его эксплуатации - в 1988. Это была авиакомпания Rio Sul. Но в дальнейшем бразильские авиакомпании стали применять этот самолёт более активно. По числу эксплуатантов бразильский рынок не уступал североамериканскому (список авиакомпаний Американского континента здесь...).
  Постепенно список операторов бразильского регионального самолёта увеличивался. К февралю 1991 были поставлены 214 экземпляров, которые, кроме Америки, нашли применение в Европе (список авиакомпаний здесь...), а также в Австралии, Азии, и Африке (список...). Коммерческий налёт EMB-120 достиг миллиона часов. Ещё пять лет спустя число пассажиров, перевезённых "Бразилией" достигло 86 миллионов.
  В начале XXI века "Бразилия" появилась и на территории бывшего СССР. Первым оператором была Air Moldova, получившая самолёт в 2001. EMB-120 также эксплуатировался в московской авиакомпании Атлант-Союз, на мультибазовом предприятии Регион-Авиа, у грузинского оператора Silk Route Airways / Caucasus Airlines.
  В процессе эксплуатации компания Embraer продолжала совершенствовать турбовинтовой авиалайнер. В основном они были направлены на уменьшение эксплуатационных расходов и расходов на техническое обслуживание. Ряд экземпляров базовой версии EMB-120RT был доработан до модификации повышенной дальности EMB-120ER. Другие самолёты переделали в конвертируемые грузопассажирские EMB 120QC или просто грузовые, получившие обозначение EMB-120F. 

  Brasilia имела преимущества перед конкурентами Saab 340 и DHC-8 - меньший взлётный вес, бóльшую скорость и наименьший расход топлива. По мнению специалистов фирмы это позволяло добиться наименьших прямых эксплуатационных расходов.
   На фирме рассчитывали получить заказы на 600 - 700 экземпляров. Однако расчёты оправдались лишь наполовину - в 1990е спросом стали пользоваться турбовинтовые региональные самолёты большей вместимости. Компания Embraer могла бы сделать удлинённую версию "Бразилии", но пошла по другому пути, создав реактивную модель Embraer 145. Речь о ней впереди.
  До сих пор в эксплуатации находиться более сотни экземпляров "Бразилии". В авиакомпаниях на середину 2018 их было 98, больше всего на американском континенте - 45 экземпляров. Ещё порядка двух десятков экземпляров применяются в Бразильских ВВС.

Конструкция
Цельнометаллический, с широким использованием композитов, свободнонесущий низкоплан с двумя турбовинтовыми двигателями, Т-образным оперением и убирающимся шасси.

Крыло - цельнометаллическое свободнонесущее трапециевидное в плане отказоустойчивой конструкции. Крепится к нижней части фюзеляжа на трёх рамах.  Угол установки 2°, поперечное V - 6° 30', удлинение 9,92. Профиль корневой части NACA 23018 модифицированный, близкий к суперкритическому, на концах NACA 23012. Хорда крыла в корневой части 2,81 м, на концах 1,40 м. Каркас крыла составляют три лонжерона, нервюры и подкрепляющие элементы. Полки лонжеронов из алюминиевых сплавов 2024 или 7050, обшивка из 2024 или 7475. Передняя кромка крыла, законцовки, обтекатели стыка крыла и фюзеляжа из кевларового композита.
   Механизация: элероны Фрайза с триммером и сервокомпенсатором, двухщелевые закрылки Фаулера. На каждой консоли по две секции закрылков по обе стороны гондолы. Задняя часть гондолы двигателя также выполняет функции закрылка. Площадь элеронов 2,88 м², закрылков 3,23 м². На первых сериях закрылки цельнометаллические, затем из углеродных композитов.

Оперение - свободнонесущее однокилевое Т-образное отказоустойчивой конструкции. Киль стреловидный с форкилем, руль направления двухсекционный. Передняя кромка киля из кевларового композита. Площадь киля с форкилем 5,74 м², руля направления 2,59 м². Стабилизатор также стреловидный, каркас с тремя лонжеронами, рули высоты с триммерами имеют аэродинамическую компенсацию. Площадь стабилизатора 6,10 м², рулей высоты 3,90 м². Размах рулей высоты 6,94 м.

Двигатель -  два турбовинтовых двигателя, установленных в аэродинамических гондолах на крыле.  Применяются следующие типы двигателей: 
- Pratt & Whitney Canada PW115 - 1600 э.л.с. / 1176 кВт - турбовинтовой редукторный двигатель с  двумя центробежными компрессорами - высокого и низкого давления, каждый с приводом от своей турбины, также имеется двухступенчатая силовая турбина,
- Pratt & Whitney Canada PW118 - 1800 э.л.с. / 1342 кВт - турбовинтовой редукторный двигатель с  двумя центробежными компрессорами - высокого и низкого давления, каждый с приводом от своей турбины, также имеется двухступенчатая силовая турбина,
- Pratt & Whitney Canada PW118A - 1800 э.л.с. / 1342 кВт - турбовинтовой редукторный двигатель с  двумя центробежными компрессорами - высокого и низкого давления, каждый с приводом от своей турбины, также имеется двухступенчатая силовая турбина.
  По заказу поставляется ВСУ Garret GTCP 36-150(A), устанавливаемая в хвостовой части фюзеляжа.
  Винт Hamilton Standard 14RF-9 металло-композитный (лонжерон лопастей из алюминиевого сплава, обшивка из стеклопластика). Диаметр винта 3,20 м.
  Два топливных бака, интегрированных в секции крыла, каждый по 1670 л - общий объём 3340 л. Запас масла 9 л.

Шасси - убираемое трёхопорное с носовой опорой. Все опоры с масляно-воздушной амортизацией, на каждой из них по два колеса Goodrich. Все опоры убираются вперёд по направлению полёта - основные опоры в заднюю часть гондол двигателей, носовая в нишу фюзеляжа.  Передняя опора поворотная. Размеры пневматиков колёс на носовой опоре 18 х 5,5 дюймов, на основных опорах 24 х 7,25 дюймов. На колёсах установлены углеродные дисковые тормоза Goodrich (по заказу могут быть стальные тормоза) с автоматической системой противоскольжения Hydro-Aire. Колея шасси 6,58 м.

Системы и оборудование - система управления элеронами и рулями высоты механическая. 
  Гидросистема состоит из двух независимых контуров, давление в каждом из которых создаётся насосом с приводом от двигателя. Кроме того имеется резервный насос с электрическим приводом и ручной насос для выпуска шасси. Обеспечивает уборку и выпуск шасси, управление закрылками, рулём направления, тормозами, поворотом передних колёс. Давление в системе 211 кг/см².
  Системa герметизации и вентиляции AiResearch двухконтурная, обеспечивает избыточное давление в кабине 0,49 кг/см². Поддерживает уровень давления в кабине на высоте 5080 м как на уровне моря, а на высоте крейсерского полёта 10 050 м как на 2450 м.
  Система электроснабжения постоянного тока 28 В запитывается от двух стартер-генераторов 400 А. Источники системы переменного тока - два инвертора 26/115 В 400 Гц. В качестве вторичного/ аварийного источника служат два вспомогательных бесщёточных генератора постоянного тока 28 В 100А. Как аварийный источник, а также для запуска двигателей, используется никель-кадмиевая батарея 24 В 40 А.ч.
  Противообледенительная система передней кромки крыла, оперения и воздухозаборников двигателя пневматическая, лобовых стёкол, винтов и ПВД электрическая.

Оборудование и приборы   -  интегрированная цифровая система управления полётом Collins EFIS-86 с автопилотом и метеорадаром WXR-270, цветными многофункциональными дисплеями Collins CRT, на которые выводится полётная информация. 

Основные характеристики

 Примечания:

• для всех характеристик даны максимальные значения
• в таблице даны характеристики для самолётов с двигателями PW118
• у самолётов с двигателями PW118A крейсерская скорость 574 км/час, потолок 9750 м

последняя редакция 14.09.2020