Внимание!
Предложения и заявки заказчиков

Размещение рекламных материалов

коммерческая реализация изобретений - ООО 'Адвансед Девелопмент Проджект' смотреть>>>

Требуются разработки по средствам контроля и ограничения по количеству дисковых операций производимых одним пользователемдля хостинг провайдера. смотреть>>>

Требуются разработки по использованию низкопотенциальной энергии смотреть >>>

Гипертяжёлая авиация (планер, ВПП).

 ХХ век ознаменовался бурным развитием авиации. Начиная с самолётов братьев Райт, эволюционное развитие происходило чуть ли не каждый год. Росли скорость, дальность, грузоподъёмность, высота полёта, линейные размеры самолётов, совершенствовались двигатели и т.д. и т.п. Но конец ХХ, начало ХХI века обозначили некоторое снижение темпа развития авиации. Рынок авиаперевозок более-менее устоялся. (Человечество уже не развивается прежними темпами, а местами и деградирует). Конструкции планеров достигли своего совершенства, а создание принципиально новых типов авиасредств сопряжено с колоссальными финансовыми и научными затратами, что практически непосильно для большинства государств, находящихся в предагонизирующем состоянии. Только одно государство в мире может позволить себе заниматься гиперзвуковыми самолётами. Но, как всегда, заправляют всем военные коршуны, пытающиеся создать новую «Валькирию» (ХВ-70, стоимость проекта в ценах 1965 г. – 3,3 млрд. $). Реальной пользы (для потребительского рынка) гиперзвуковой проект пока не имеет смысла (если даже тему «Конкорда» закрыли!), а вот окончательно угробить бюджет супердержавы ему вполне по силам.Развал Союза ознаменовался тремя эпохальными (в мировом масштабе) событиями: создание «Энергии», беспилотный полёт «Бурана» и облёт «Мрии». Как ни печально – все три проекта оказались невостребованными. Но если судьба первых двух остаётся весьма туманной, то производство Ан-225 (хотя бы в штучных экземплярах) в последнее время активно обсуждается. Более того, киевский авиазавод вознамерился построить вторую машину. Опыт эксплуатации (аренды) «Русланов» показал, что это достаточно выгодный бизнес и реальной альтернативы тяжеловозам пока нет. Скоро ситуация с мировыми грузоперевозками будет напоминать банальную житейскую истину: если в семье нет автомобиля, то без него как-то вполне обходятся, но как только он появляется, то все удивляются – и как мы без него раньше жили?..Сверхтяжёлая (гипертяжёлая) авиация в отличие от гиперзвуковой на данный момент имеет вполне конкретную перспективу, уже сейчас есть реальный спрос, проблема только в наличии машин и всей сопутствующей инфраструктуре. И если нынешнего потребителя «Мрия» вполне может удовлетворить, то через 30-50 лет её грузоподъёмности в 250 т может оказаться недостаточно. Затребуется гораздо большая грузоподъёмность (порядка 500-800 т и выше), особенно в свете создания летающих платформ для запуска всё тех же гиперзвуковых самолётов или ракет с ИСЗ.Естественно, что конструкция самолёта со взлётным весом порядка 1.200 т будет значительно отличаться от ныне существующих. Прежде всего, планер самолёта будет выполнен по схеме «летающее крыло» («бесхвостка») или смешанной конструкции с широкой задней балкой, оборудованной аппарелью (либо откидной). Скорость полёта не будет превышать 600-700 км/ч (с экономической точки зрения). А линейные размеры и длина пробега-разбега не позволят эксплуатировать гипертяжёлые самолёты на ныне существующих аэродромах (только для «Мрии» длина ВПП должна составлять не менее 4.000 м). Непредсказуемо сложной получится конструкция шасси – вечная головная боль как лётчиков, так и конструкторов вкупе с эксплуатационниками. Турбореактивные двигатели скорее всего не найдут применения, т.к. экономика «проголосует» за турбовентиляторные, турбовинтовые или даже за винто-вентиляторные двигатели (серповидные пропфэны).Естественно, что гипертяжёлая авиация будет иметь ограниченные (прежде всего из-за ВПП) маршруты. Но в её массовом распространении и нет особой необходимости. Достаточно будет 15-20 баз-аэродромов, расположенных по всему миру, чтобы реально решать все хозяйственные вопросы, связанные с перевозкой крупногабаритных грузов либо для иных целей. Это обстоятельство накладывает определённые требования на дальность полёта и возможность взлёта-посадки при любых погодных условиях. Естественно, что гипертяжёлый самолёт должен быть единого типа, созданным в кооперации несколькими государствами (реально – 5-7 странами, по аналогии с А380). После освоения принципиально новых технологий в создании гипертяжёлой грузовой авиации (при достаточно высокой её надёжности), можно реально рассматривать вопрос об организации пассажироперевозок (например, из Китая в Европу или Америку, а также между Старым и Новым светом).Создание гипертяжёлой авиации должно начинаться с конструирования взлётно-посадочной полосы (ВПП) – основы всего проекта. Без успешного разрешения данного вопроса на всём проекте можно смело ставить жирный крест.Итак, я считаю, что классическая бетонная ВПП морально себя изжила – слишком сложно и безумно дорого. Поэтому как реальную альтернативу можно предложить железнодорожную ВПП. Она состоит из двух параллельных прямолинейных веток длинной в 15-20 км, по которым движется платформа шириной 60 м и длиной 120-150 м. Платформа имеет причальную амортизированную плиту, к которой крепится с помощью днищевых лыж самолёт. Причальная плита может вместе с самолётом отжиматься силовыми гидравлическими домкратами до необходимого для взлёта (посадки) угла атаки. Данная схема взлёта-посадки исключает надобность в самолётном шасси. Это резко упрощает конструкцию планера, снижает его массу (до 10 %), кардинально повышает надёжность, т.к. лыжи являются стационарным элементом планера, незначительно выступающим за пределы «брюха» и являющимся аэродинамически обтекаемым.Для взлёта под стоящий в отстойнике самолёт въезжает (между лыжами по центру) мощный и низкий тягач, отжимает его от поверхности и медленно заводит на ж/д платформу, опускает и выезжает. Лыжи каким-либо образом фиксируются (механически, электромагнитом, вакуумными присосками) к плите. Устанавливается необходимый угол атаки крыла (попросту – задирается нос самолёта) и начинается разгон платформы с одновременным запуском ТВД самолёта. После набора требуемой скорости (250-300 км/ч на дистанции 6-8 км) самолёт плавно отрывается от платформы, набирает скорость и высоту и ложится на курс. Платформа тем временем совершает торможение, возвращая через электродвигатели часть затраченной электроэнергии в сеть. Ж/д ВПП имеет две конечные точки, т.е. взлёт (посадка) может осуществляться в обоих направлениях. Это также упрощает размещение гигантских самолётов по обе стороны аэродрома.Ж/д аэродром уникален по своей сути. Он не требует отчуждения больших площадей земли (понадобится около 300-350 га). Более лоялен к окружающей природе. Прокладывание двух железнодорожных линий на три порядка дешевле строительства бетонной полосы такой же ширины. К тому же ж/д пути легко поддаются демонтажу и рекультивации земель, чего не скажешь про бетон. Сравнительно низкая нагрузка на ж/д ВПП, обусловленная малым количеством рейсов гиперов, позволит эксплуатировать их без кап. ремонта длительное время. Использование разгонных платформ снизит мощностные требования к двигателям самого самолёта, ведь полная мощность двигателей нужна в основном для взлёта. Значительно облегчит отрыв от земли и большая хорда крыла самолёта, т.к. уже при коэффициенте 0,2 начинает работать экранный эффект земли.При заходе на посадку самолёт выходит на глиссаду (в ночное время по центру ж/д пути бьют в небо мощные прожекторы). При плохих метеоусловиях радары автоматически ведут самолёт. При подходе самолёта к аэродрому платформа начинает разгон с таким расчётом, чтобы в момент соприкосновения с опорными лыжами самолёта уравнять свои скорости и угол наклона плиты. Плита с жёлобами под лыжи может передвигаться перпендикулярно платформы на некоторое расстояние (до 10 м), что значительно упростит точную стыковку платформы с ЛА.После стыковки и надёжной фиксации лыж платформа начинает плавное торможение, постепенно уменьшая угол атаки крыла. У конца ж/д ветки самолёт забирается с платформы тягачом и отводится в отстойник (при длительной стоянке). Если самолёт необходимо быстро перегрузить (разгрузить и загрузить новым товаром) с тем, чтобы он сразу же стартовал и если на подлёте нет другого «супертяжа», то самолёт после стыковки и торможения начинает двигаться на платформе в обратном направлении задним ходом. Достигнув другого конца аэродрома, самолёт, не съезжая с платформы, откидывает заднюю грузовую часть фюзеляжа (либо аппарель), оперативно осуществляет перезагрузку товаров, дозаправку топливом и стартует с платформы в штатном режиме. Т.о. экономится значительное время на рулёжку и швартовку, сопоставимую со временем перезагрузки. Ввиду того, что количество рейсов гипертяжёлых самолётов будет весьма ограниченным, вышеописанный способ обработки самолётов может стать приоритетным.Интересно, что принципиально ж/д версия ВПП не имеет ограничений ни по максимальной длине, ни по ширине платформы, ни по грузоподъёмности. Поэтому гиперы в несколько тысяч тонн смогут взлетать спокойно. Но самое интересное, что на подобные ж/д платформы можно садить практически любые (в том числе и аварийные, с невыпущенным шасси) классические самолёты. Так сказать, шанс для безнадёжных случаев. Особенно если дополнительно положить на платформы огромные толстые маты из пенорезины либо пневмобаллоны (для более мягкой посадки и сохранности планера) и снабдить противопожарным (эвакуационным) оборудованием.На представленном далее схематическом рисунке гипертяжёлого самолёта (один из возможных вариантов) чётко прослеживается спецификация данного ЛА. Это заметно, прежде всего, по 7 фиксационным узлам, расположенным в центральной верхней части планера, а также по 3 профилирующим пластинам, которые защищают планер от повреждения при транспортировке крупногабаритного груза на внешней подвеске. В задней центральной части находится аппарель для внутренней загрузки самолёта (как грузом, так и пассажирами).На планере «гипертяжа» очень выделяются своими гигантскими размерами две двигательно-движительные установки (ТВД + спарки соосных винтов), заключённые в кольцевые обтекатели и имеющие развитые двусторонние кили. И хотя такое размещение движительного комплекса повлечёт за собой определённые трудности в его обслуживании тех. персоналом, всё же я считаю, что данная схема является единственно возможной для этого планера. Винтовая схема наиболее экономична для грузового самолёта, к тому же происходит отсос пограничного слоя воздуха с верхней части крыла, что значительно повышает его кпд. Винтовой движитель будет также предпочтительнее реактивного или вентиляторного потому, что «гипертяж» не спринтер. Его максимальная скорость полёта – около 700 км/ч, а если на внешней подвеске находится крупногабаритный груз (даже с носовым обтекателем), то целесообразно крейсерскую скорость полёта (с экономической точки зрения) ограничить 400–450 км/ч. Каждый полёт «гипера» будет по своему уникален, поэтому на первое место необходимо поставить не скорость перемещения, а его гарантированность при минимальных затратах.Мне также симпатизирует общая целостность дельтавидного монокрыла планера, отличного от классического типа современных планеров. В конечном счете, это скажется на конструктивной жёсткости самолёта, усталостной прочности, ресурсе, технологичности его изготовления, внутреннем загрузочном объёме и т.д.Как некоторое ответвление от проекта по созданию гипертяжёлой авиации можно рассмотреть возможность создания "бесконечной" ВПП морского базирования для тяжёлой авиации (с общей массой ЛА до 300 т). Морская ВПП одноместная, но способна принимать практически все современные тяжёлые самолёты как гражданского – А380, "Боинг-747" (конечный либо промежуточный гидроаэропорт-ВПП), так военного – В-1В, Ту-22М (функция авианосца) и космического ("Буран", "Колумбия") назначения. Принцип конструирования ВПП морского базирования идентичен наземной рельсовой ВПП и кардинально отличается от современных плавучих аэродромов (типа классических авианосцев). Всё сводится к принципу относительности в пространстве, который лишён каких-либо ограничений. В морской ВПП функции наземной рельсовой платформы будет выполнять гигантский экраноплан, выполненный по схеме "летающее крыло" с развитыми концевыми шайбами-поплавками. Произведя стыковку в воздухе на высоте до 100 м при скорости в 300-400 км/ч, "спарка" экраноплан + самолёт постепенно снижаются. При выходе экраноплана на околоэкранный полёт (на высоте в 0,1-0,2 от хорды крыла) двигатели самолёта переходят на холостой ход с одновременным уменьшением подъёмной силы крыла. При постепенном уменьшении скорости полёта "спарки" до 120-140 км/ч происходит касание нижней части поплавков экраноплана, оборудованных подводными крыльями, с водой. Постепенно снижая скорость, экраноплан переходит сначала в глиссирующий режим плавания, а затем в водоизмещающий. Конечная остановка "спарки" может произойти за 30-50 км от места стыковки самолёта с экранопланом. Разумеется, что создать ВПП такой длины классической компоновки наземного и, тем более!, морского базирования было бы весьма сложно и дорого. Взлёт самолёта осуществляется в обратном порядке.Мягкая стыковка в воздухе, плавное снижение скорости, отсутствие ограничений по конечной посадочной скорости у самолёта, произвольный выбор направления посадки относительно ветра, возможность ухода от местных аномалий природы (шторм, буря, гроза и др.) на несколько сот км в сторону, низкая аварийность при посадке – вот лишь несколько позитивных моментов, выгодно отличающий морскую ВПП на базе экраноплана.Отсутствие жёсткой привязки к месту базирования (взлёта и посадки) в некоторый случаях может иметь принципиальное значение (н-р, при выполнении функции авианосца). Интересно, что имея полную массу и габариты значительно меньшие, чем у классических авианосцев, экраноплан-ВПП способен принять самолёты, которые на порядок крупнее тех, что садятся на палубы авианосцев. При этом экраноплан также способен заправить их топливом и боеприпасами, обслужить технологическую часть. В крайнем случае, в этом помогут морские транспорты сопровождения. Экранопланы-ВПП могут выполнять свои основные функции как самостоятельно, так и в составе ударных флотов и авианесущих группировок, а также использоваться для экстренной переброски войск и грузов в тот или иной район ТВД.Интересно, что при создании и постройке единой серии крупнотоннажных экранопланов с полной массой порядка 1.200 т в количестве 250-300 единиц, их использование может быть дифференцировано. Так, на нужды авиации ВМФ может пойти до 20 % выпущенных машин, на нужды гражданской авиации – до 30 %,, для аэрокосмических проектов – 1-2 %, а остальные экранопланы могут быть использоваться как обыкновенные транспортные средства большой грузоподъёмности для обслуживания транспортных систем прибрежных территорий. Особенно привлекательно выглядит использование крупных экранопланов в секторе стран Индия – Китай – Индонезия – Япония, имеющих интенсивный морской товарооборот при постоянно растущем потенциале.                                                            /"ТРАКТАТЪ об уменьшении энтропии", т. II, тема № 50/

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Комментарии