Embraer/FAMA CBA-123

(Opublikowane w: Lotnictwo 12/1994)
Copyright © 1993-1997 Krzysztof Krzysztofowicz
Pierwsze kształty samolotu CBA-123 pojawiły się na deskach kreślarskich i ekranach komputerów brazylijskiej wytwórni lotniczej Embraer w 1985. Szczegółowe informacje o samolocie ujawniono w 1986 na salonie lotniczym Farnborough. Od tej chwili samolot znany jest jako EMB-123. Równocześnie rozpoczęto rozmowy z argentyńską firmą FAMA mające na celu nawiązanie współpracy technicznej oraz uczynienia z samolotu obiektu ścisłej współpracy obu krajów.

Umowa o współpracy została podpisana 21 maja 1987. Od tej chwili program budowy samolotu znany jest jako CBA-123, co jest skrótem od Cooperation Brazil-Argentina. Do ostatecznego uregulowania podziału pracy doszło w 1988.

Od chwili rozpoczęcia współpracy prowadzono intensywne prace badawcze mające na celu opracowanie optymalnej konfiguracji samolotu. W tym czasie przeprowadzono ponad 3500 godzin badań w tunelach aerodynamicznych zarówno w Brazylii jak i Argentynie. Testowano m.in. wariant CBA-123 w układzie kaczki ze względu na zalety takiego rozwiązania. Zrezygnowano z niego jednak w związku z obawą o zachowanie się samolotu w przypadku wiatrów krzyżowych oraz kłopotami z umiejscowieniem przedziału bagażowego. Badany był również wariant wydłużonego samolotu EMB-121 Xingu i skróconego EMB-120 Brasilia. Ostatecznie zdecydowano się na wybór tego ostatniego, skróconego o 4 m, ze względu na szerokość kadłuba umożliwiającą wygodne rozmieszczenie miejsc dla pasażerów oraz zapewniają większą przestrzeń na bagaż. Poważnym problemem był wybór jednostki napędowej. Ostatecznie zdecydowano się na silnik turbośmigłowy Garrett TPF 351-20 o mocy 970 kW. Zaprojektowano go specjalnie do zastosowań w małych samolotach pasażerskich i dyspozycyjnych.

Na podstawie danych uzyskanych w czasie wstępnych prac przygotowano oprogramowanie symulatora lotu, które zainstalowano na zmodyfikowanym symulatorze lotu EMB-120 Brasilia znajdującym się w amerykańskiej filii Embraera. Wykorzystano go w trakcie prac projektowych testując różne warianty rozwiązań konstrukcyjnych systemów i wyposażenia. Pozwoliło to zaoszczędzić wiele pieniędzy i godzin pracy projektantów i przyspieszyło prace nad samolotem. Następnie zaproszono 10-ciu pilotów z Brazylii i innych krajów, aby wykonali próbne loty na symulatorze. W ich opiniach zbieranych po "locie" panowała zgodność co do tego, że samolot CBA-123 zachowuje się w powietrzu jak odrzutowiec, jest łatwy w pilotażu i nie wymaga dużego wysiłku pilota.

Prace nad pierwszym prototypem rozpoczęto w lipcu 1989, zaś ukończono go w czerwcu 1990. Zarejestrowano go pod numerem PT-ZVG, zaś pierwszy lot próbny odbył się 18 lipca 1990. Załogę stanowili: szef pilotów doświadczalnych Embraera G.P.Shittinni oraz A.C.Madreirra da Silva i inżynier lotu L.F.Tedeschi Oliviera. Zakończył się on pełnym sukcesem. 30.07.1990 odbyła się w obecności prezydentów Brazylii i Argentyny oraz ponad 1000 zaproszonych gości pierwsza publiczna prezentacja samolotu. Wtedy też oficjalnie nadano mu nazwę Vector.

Działania marketingowe związane ze sprzedażą samolotu rozpoczęto już w styczniu 1989, kiedy to dokonano prezentacji samolotu regionalnym przewoźnikom z USA, a następnie na salonie Le Bourget w Paryżu. Program badań w locie oraz działania związane z uzyskaniem certyfikatu wymagają budowy pięciu prototypów. Trzy z nich przeznaczone będą do prób w locie zaś dwa do badań statycznych. Pierwszy prototyp o numerze seryjnym 801 wybudowano w Brazylii. Wykonał on dotychczas ponad 500 godzin lotów w ramach których badano charakterystyki samolotu, drgania występujące w locie, flatter oraz poprawność pracy silników. Prototyp nr 802 również wyprodukowano w Brazylii, jego pierwszy lot miał miejsce w maju 1991. Ma on w czasie prób wylatać 700 h. Na nim testowana jest poprawność funkcjonowania poszczególnych systemów. W trakcie lotów próbnych sprawdzano charakterystyki maszyny przy małych prędkościach i przeciągnięciu, wykonywano loty przy pracującym jednym silniku oraz sprawdzano sprawność układu odladzania, który ma duże znaczenie. Jego sprawne funkcjonowanie pozwoli bowiem uniknąć przypadków odrywania się od skrzydeł dużych kawałków lodu, które uderzając w śmigła mogłyby powodować ich uszkodzenie. Badania w locie wykazały, że prędkość maksymalna jest nieco mniejsza od projektowanej, zaś lepszy jest pułap i prędkość wznoszenia. Planowane jest także wykorzystanie tego prototypu do lotów homologacyjnych.

Prototyp 803 wyprodukowano w Argentynie. W związku z trudnościami finansowymi FMA ukończono go w końcu 1992. Planowane jest wylatanie przez niego 200 godzin. Będzie przeznaczony do testowania sprawności funkcjonalnej.

Dwa ostatnie prototypy 804 i 805 wyprodukowano w zakładach Embraer. Samolot o nr 804 będzie przeznaczono do zakończonych już z pozytywnym wynikiem badań statycznych, zaś 805 do badań zmęczeniowych. Ogółem z 1700 godzin lotów planowanych dla prototypów 900 przeznaczone jest na badanie funkcjonowania systemów zaś 800 na loty homologacyjne. Początkowo planowano zakończenie prób w locie na 1991, ale w związku z opóźnieniami w programie rozpoczęcie lotów certyfikacyjnych przesunięto na połowę 1993.

Samolot CBA-123 Vector jest nowoczesnym samolotem pasażerskim kategorii 19-sto miejscowej. Jego zaletami jest duża prędkość lotu oraz wyższy pułap w stosunku do obecnie używanych samolotów. Dodatkową zaletą jest umieszczenie silników napędowych w tyle kadłuba, co daje większy komfort lotu w kabinie pasażerskiej, zbliżony do uzyskiwanej w szerokokadłubowych samolotach pasażerskich.

Samolot zbudowano w oparciu o budowany już od szeregi lat samolot pasażerski EMB-120 Brasilia. Zachowano również kabinę pasażerską z tego samolotu. Do kadłuba dołączone jest, całkowicie nowe, zaprojektowane przez firmę Embraer skrzydło o profilu nadkrytycznym. Zasięg samolotu z pełnym ładunkiem wynosi 1445 km.

Napęd stanowią dwa silniki turboodrzutowe Garrett TPF 351-20 zainstalowane tyłu kadłuba. Napędzają one sześciołopatowe śmigła pchające Hartzell o przeciwnych kierunkach obrotów. Silniki wyposażone są w automatyczny cyfrowy system kontroli, który pozwala na automatyczne monitorowanie parametrów pracy. Ułatwia on pracę obsługi technicznej bowiem dane z monitoringu mogą być odtworzone na stanowisku diagnostycznym i poddane analizie. Odpowiedni program sterujący pozwala również na optymalizację pracy silnika i zwiększenie ekonomiczności samolotu. Kabina pilotów zaprojektowana została przez firmę Collins, wyposażona jest w wielofunkcyjne ekrany i system przyrządów elektronicznych (EFIS). Zastosowano również automatyczne systemy diagnostyczne mające na celu uproszczenie pracy pilotów i pomoc w sytuacjach awaryjnych.

CBA-123 Vector będzie pierwszym samolotem pasażerskim w kategorii 19-sto miejscowej, który uzyska certyfikat dopuszczający do lotów warunkach określonych regulaminem FAR 25, w której to kategorii certyfikat przyznawany jest dużym samolotom pasażerskim takim jak Boeing 747, MD-11 i Airbus 340.

Połączenie wysiłków Argentyny i Brazylii pozwoliło obu stronom, nie tylko wprowadzić u siebie nowe rozwiązania technologiczne, ale również zmniejszyć ryzyko przypadające na poszczególnego partnera, a to dzięki perspektywie sprzedaży samolotu w obu krajach oraz rozłożenie kosztów opracowani maszyny na dwa kraje. Koszty te zaś są niebagatelne. W 1991 szacowano je na 300 mln $, włączając w to oprzyrządowanie linii produkcyjnych w obu krajach. Nie zostały one rozłożone równo. Początkowo planowano pokrycie przez Argentynę, wyraźnie słabszego partnera 30% kosztów, zaś ostatecznie udział jej zmniejszono do ok. 20%. Równocześnie przeprowadzono szacunki zapotrzebowania w najbliższym czasie na takie samoloty. Wg oceny służb marketingowych Embraera wynieść ma ono 2000 do roku 2005, z czego firma planuj przejąć ok. 30%.

Planowana roczna produkcja ma wynieść 60 sztuk. Embraer informował w 1991 o 120 wstępnych zamówieniach na samolot. Jego cena w 1990 wynosić miała 4.6 mln $.

W 1992 poinformowano o negocjacjach z rządami Brazylii i Argentyny, które miały zakupić odpowiednio 40 i 20 samolotów tego typu dla sił powietrznych obu krajów, z przeznaczeniem do przewozu VIP-ów, jako samoloty sanitarne, służące do kalibracji przyrządów nawigacyjnych itp. Równocześnie wprowadzono program oszczędnościowy mający na celu obniżenie jednostkowej ceny tego drogiego stosunkowo samolotu pasażerskiego. W jego ramach wprowadzono ponad 100 poprawek prowadzących do redukcji kosztów. Przykładem może być zastąpienie polerowanej blachy aluminiowej na poszycie kadłuba blachą zwykłą, oraz uproszczenie awaryjnych układów sterowania.

Obecnie w związku z kryzysem na rynku przewozów lotniczych program uległ przyhamowaniu. Brak jest bowiem wbrew prognozom zainteresowana takim samolotem. Nie bez znaczenia są tu też kłopoty finansowe zarówno zakładów Embraer jak i FMA.

CBA-123 jest samolotem nowoczesnym. Szeroko zastosowano w nim materiały kompozytowe. Są one bowiem często lżejsze i bardziej wytrzymałe od tradycyjne stosowanych stopów aluminium. Nowością jest też po raz pierwszy zastosowanie napędu pchającego w tej klasie samolotów. Sprawia to, że samolot jest szybszy cichszy i bezpieczniejszy od dotychczas stosowanych. Bowiem dzięki rezygnacji z silników montowanych w skrzydłach uniknięto ich konstrukcyjnego komplikowania oraz zaistniała możliwość zastosowania skuteczniejszego przy wyższych prędkościach profilu nadkrytycznego.

Śmigła napędowe obracają się w przeciwnych kierunkach oraz umieszczone są w odległości 4 m od ostatniego rzędu foteli, co powoduje zmniejszenie hałasu i natężenia wibracji w kabinie pasażerskiej.

Awionika pokładowa zaprojektowana została ze stopniem niezawodności dopuszczającym wystąpienie średnio 1 awarii na 1 mln godzin lotu. Samolot wyposażono w dwa komputery pokładowe stale nadzorujące funkcjonowanie układów mechanicznych jak i elektronicznych w które wyposażono CBA-123. Sterują one również systemem elektronicznych przyrządów pokładowych (Electronic Flight Instrumentation System - EFIS) i układem kontroli pracy parametrów silnika i ostrzegania pilotów o awariach (Engine Indication and Crew Alerting System - EICAS). Dodatkowo CBA-123 wyposażono w cyfrowy automatyczny układ sterowania pracą silnika (Full Authority Digital Engine Control - FADEC), który za pomocą czujników zainstalowanych we wszystkich istotnych punktach silnika utrzymuje jego stałe parametry pracy niezależnie od zmian występujących w otaczającym środowisku (np. zmian ciśnienia i temperatury powietrza). Zastosowane przyrządy elektroniczne maja trzy razy dłuższą żywotność niż tradycyjne przyrządy elektromechaniczne. Układ zapewnia wyświetlanie wszystkich istotnych parametrów lotu na jednym ekranie o dużych wymiarach. Układ EICAS monitoruje ciągle ponad 500 parametrów pracy poszczególnych systemów samolotu i może dokonywać automatycznej korekty 180 z nich. Spełnia on również funkcje autodiagnostyczne lokalizując miejsce występowania awarii i wskazując na elementy, które należy wymienić. Upraszcza to i obniża koszty obsługi naziemnej, oraz pozwala na zwiększenie stopnia wykorzystana samolotu. Nie musi on bowiem wyczekiwać długo w warsztacie zanim mechanicy znajdą przyczynę awarii i wymienią uszkodzoną część. Obecnie coraz szerzej dąży się do stosowania takich systemów. Związane jest to z koniecznością obniżania kosztów własnych linii lotniczych chcących utrzymać się na rynku.

W tym samym celu zastosowano silniki główne o konstrukcji modułowej, co sprawia, że w razie awarii szybko wymienia się uszkodzony zespół, bez konieczności demontowania całego silnika.

Dzięki układowi FADEC pilot w czasie lotu nie musi szczegółowo kontrolować pracy silnia, albowiem komputer automatycznie steruje przepływami i mocą silnika w czasie lotu.

Szeroka i wygodna kabina pasażerska zastosowana w samolocie przyczyniła się do nadania mu wśród pilotów doświadczalnych nazwy "szerokokadłubowiec" przez analogię do dużych współczesnych samolotów pasażerskich. Dla wygody pasażerów zainstalowano stanowiska do podgrzewania posiłków i toalety czego dotychczas w samolotach tej klasy nie stosowano.

Dane techniczne samolotu CBA-123 Vector
Rozpiętość [m]
17.73
Długość [m]
18.09
Wysokość [m]
5.97
Powierzchnia nośna [m2]
27.20
Masa własna [kg]
5604
Maksymalna masa startowa [kg]
9500
Prędkość maksymalna [km/h]
594
Wznoszenie [m/min]
702
Pułap [m]
10950
Zasięg [km]
3061
Silniki 2x Garrett TPF351-20
Moc silnika [kW]
970

Krzysztof Krzysztofowicz (kkrzyszt@pg.gda.pl)
Powrót do poprzedniej strony.