Автору проекта в результате теоретических и экспериментальных исследований удалось найти концептуальную схему летательного аппарата (ЛА) сочетающего в себе лучшие качества дирижабля, самолета, вертолета и судна на воздушной подушке (СВП).
ЛА представляет собой "летающее крыло" смешанного типа, основной частью которого является дискообразный центроплан. Он служит в основном вместилищем подъемного газа (гелия), в центре которого в канале размещена подъемная система и грузовая кабина (отсек), а по краям установлены пилотско-пассажирская кабина, консоли крыла и хвостовое оперение. Снизу размещено комбинированное взлетно-посадочное устройство: колесно-лыжные опоры и шасси на воздушной подушке (ШВП).
Дискообразная форма позволяет в 3,0 - 3,5 раза уменьшить габариты газовмещающего корпуса по сравнению по сравнению с классической сигарообразной формой дирижабля и при этом почти на порядок уменьшить боковую парусность ЛА.
Наличие элементов самолета: консолей крыла и хвостового оперения позволяет обеспечить необходимую устойчивость и управляемость в горизонтальном полете, а за счет несущих свойств консолей крыла и дискообразного корпуса, а также аэростатической разгрузки конструкции достигнуть высокой транспортной эффективности по весовой отдаче и удельной производительности.
Размещение подъемного винта в центровом канале диска позволяет реализовать свойства вертикальновзлетающих ЛА, в том числе вертолетов.
Наличие элементов СВП, ШВП, а также нагнетателя ВП, в качестве которого служит подъемный винт, обеспечивают безаэродромную эксплуатацию и базирование ЛА, т. е. движение, посадку и взлет с воды, болота, любого ровного грунта, снежной поверхности и т. д.
Безаэродромность и наличие на борту технологического блок-модуля самообслуживания, размещенного в грузовой кабине (отсеке), позволяет обеспечить автономность эксплуатации: не нужны элинги, швартовочные устройства, взлетно-посадочные полосы, площадки и другие элементы инфраструктуры, характерные для обычных дирижаблей, самолетов и вертолетов.
Размещение подъемной силовой установки (СУ) в канале диска, а маршевых СУ на задней части диска-центроплана позволяет создать наиболее удачную компоновку в целом СУ, обеспечивающую необходимые тяговые характеристики на всех режимах полета с одновременным обеспечением стабилизации и управления.
Наличие на ЛА трех принципов создания подъемной силы: аэростатической, аэродинамической и реактивной, возможности посадки на любую естественную ровную поверхность, обдувка органов управления и стабилизации воздушным потоком от винтов СУ, относительно невысокая удельная нагрузка на несущие поверхности с одновременным использованием современных авиационных систем управления и навигации позволяет достигнуть высокой надежности и безопасности эксплуатации.
Таким образом, приведенная концепция тяжелого грузоносителя на базе современных достижений авиационного двигателестроения, систем управления, конструкционных материалов и технологий уже сегодня может быть реализованы.
Представленный материал может быть использован для разработки бизнес-плана в любой сфере хозяйственной деятельности
Основные преимущества
Основные преимущества самолета с аэростатической разгрузкой перед обычным самолетом:
посадка и взлет с любой естественной земной поверхности: море, озеро, река, болото, сельскохозяйственное поле, взлетно-посадочная полоса, автомобильная дорога и т. д.;
сверхукороченный разбег и пробег с возможностью вертикального взлета и посадки;
высокая весовая отдача: в1,5 - 2,0 раза больше по сравнению с турбореактивными транспортными самолетами типа "ИЛ-76" и в 2,5 - 3,5 раза выше по сравнению с турбовинтовыми самолетами типа "АН";
пустая конструкция имеет аэростатическую разгрузку на 20 - 70 % в зависимости от типоразмера;
доставка груза и пассажиров в труднодоступные регионы России: Крайний Север, Восточная Сибирь и Дальний Восток;
глобальная дальность полета с возможностью доставки груза в любую точку Земли без дозаправки топливом;
стоимость доставки груза сравнима со стоимостью перевозки железной дорогой;
исключаются дорогостоящие аэропортовые сооружения: обслуживание осуществляется с помощью мобильных технологических блок-модулей, установленных в любой части Земли;
является высокоэффективным средством по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций естественного и техногенного характера: промышленных и лесных пожаров, землетрясений и наводнений, разливов нефти и нефтепродуктов на море и др.
Тушение лесных пожаров
В настоящее время тушение глобальных лесных пожаров с помощью традиционных способов как с воздуха с помощью вертолетов и самолетов (и гидросамолетов), так и с земли малоэффективно. Подтверждение тому служат, например, лесные пожары на площади 230 тыс. га в России (Хабаровский край, 1998 год) и США на площади 200 тыс. га (штаты Аризона и Вашингтон, август 2001 года).
Изобретенное в России воздушное судно большой грузоподъемности может отлично справиться с указанной задачей.
Безаэродромный самолет с аэростатической разгрузкой грузоподъемностью 20 - 400 тонн (гибридный дирижабль) запатенотован в:
России: патент № 2.092.381 "Гибридный дирижабль конструкции Филимонова";
Германии: патент № 0861773;
США: патент № 5.909.857.
Преимущество указанного воздушного судна по сравнению с другими летательными аппаратами, предназначенными также для тушения лесных пожаров, в том, что оно способно локализовать лесной пожар за короткое время.
Совершив вертикальную посадку на ближайший от пожара водоем и взяв на борт огромное количество воды (200 тонн и более), он обеспечивает быстрое и эффективное тушение лесного пожара. Так, например, расчеты показали, что Хабаровский лесной пожар, имевший статус мировой экологической катастрофы, можно было бы локализовать с помощью только одного воздушного судна за одни сутки.
Ежегодно на планете Земля гибнут от лесных пожаров миллионы гектаров леса, стоимость которых составляет около 16 миллиардов долларов США. Фактически сгорают "легкие" Земли. Автор вышеназванного патента предлагает в первую очередь странам, страдающим ежегодно от разрушительных лесных пожаров, объединить денежные и материальные ресурсы с целью постройки вышеуказанного воздушного судна для тушения глобальных лесных пожаров, остановив тем самым надвигающуюся экологическую катастрофу.
Геометрические данные
Основные геометрические данные
Самолет
Ф-10
Ф-15
Ф-20
Ф-25
Ф-30
Ф-35
Общие габариты:
длина L, м
48
72
96
120
144
168
размах l, м
46
71
94
118
141
165
высота H, м
13
20
27
33
50
47
Площади несущие:
общая, м2
776
1742
3102
4880
6987
9513
диска центроплана, м2
620
1392
2478
3898
5582
7600
консолей крыла, м2
156
350
624
982
1405
1913
Центроплан:
диаметр центроплана Dd,
25,8
38,6
51,5
64,6
77,3
90,2
Габариты канала:
диаметр входной Dвх, м
10
15
20
25
30
35
диаметр выходной Dвых, м
12,9
19,3
25,8
32,2
38,6
45,1
высота Hкан, м
8,3
12,5
16,7
21,0
25,1
29,3
Кабина грузо-пассажирская носовая:
длина, м
11,0
16,5
22,0
27,5
34,0
39,0
ширина, м
3,5
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
высота, м
6,0
8,0
11,0
14,0
17,0
20,2
объем, м3
231
528
1210
2310
4046
6240
Грузовой отсек центральный:
диаметр основания Dго, м
8,3
12,5
16,7
20,8
25,0
29,2
высота Hго, м
6,1
9,2
12,2
15,3
18,3
21,4
объем, м3
182
694
1655
3114
5550
8846
Грузовые отсеки хвостовые (2 шт.):
длина, м
11,0
16,5
22,0
27,5
34,0
39,0
ширина, м
1,75
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
высота, м
3,0
4,0
5,5
7,0
8,5
10,0
объем, м3
115x2
264x2
605х2
1155x2
2043x2
3120x2
Аэростатический объем:
общий, м3
2070
6960
16530
32320
55890
88800
центроплана, м3
1710
5750
13660
26710
46190
73390
крыла, м3
235
768
1870
3650
6315
10030
хвостового оперения, м3
125
425
1000
1960
3385
3380
Сравнительные данные: Фиалка-10
Самолет
Фиалка-10
АН-8
АН-72
Взлетная масса, м
35
38
34
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
10
26
17
Аэростатический объем, тыс. м3
2
-
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
3680
7620
12740
маршевых
2х1175
2x3810
2x6370
подъемных
2х665
-
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
2ТВД ТВ-117
2ТВД АИ-20Д
2ТРДД Д-36
подъемных
2ГТД - 3Ф
-
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
520
720
Высота полета, км
до 3
до 6
8-10
Перегоночная дальность, км
15000
-
-
Целевая нагрузка, т, при дальности
24,0 при L=850 14,4 при L=4400
11,0 при L=850 2,7 при L=4400
10,0 при L=850 7,5 при L=4400
Полная весовая отдача, %
77
32,6
50
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
20
-
-
Габариты:
длина, м
40
31
28
размах крыла, м
46
37
32
высота, м
13
10
8
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
240
250
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
250
260
длина разбега, м
50
-
-
длина пробега, м
40
-
-
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП: бетонная или грунтовая
специально подготовленная ВВП: бетонная или грунтовая
Сравнительные данные: Фиалка-15
Самолет
Фиалка-15
АН-128
Взлетная масса, м
81
61
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
22
37
Аэростатический объем, тыс. м3
7
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
8180
12520
маршевых
2х2625
4х3130
подъемных
2х1465
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
2ТВД АИ-20к
4ТВД АИ-20м
подъемных
2ТВ З-117
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
520
Высота полета, км
до 3
4,5-6
Перегоночная дальность, км
20000
-
Целевая нагрузка, т, при дальности
60 при L=1000 45 при L=3350
20 при L=750 10 при L=3350
Полная весовая отдача, %
83
39
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
32
-
Габариты:
длина, м
72
33
размах крыла, м
70,5
38
высота, м
20
10,5
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
230
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
220
длина разбега, м
75
1200
длина пробега, м
60
940
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП: бетонная или грунтовая
Сравнительные данные: Фиалка-20
Самолет
Фиалка-20
ИЛ-76
Взлетная масса, м
148
157
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
39
70
Аэростатический объем, тыс. м3
16,5
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
14560
48000
маршевых
2х4675
4x12000
подъемных
2х2600
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
2ТВД V-22
4ТРДД Д-30 КП
подъемных
2ГТД SH-53E
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
850
Высота полета, км
до 3
9-12
Перегоночная дальность, км
22000
-
Целевая нагрузка, т, при дальности
70 при L=5000 88 при L=3000
40 при L=5000
Полная весовая отдача, %
85
55
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
42
-
Габариты:
длина, м
96
47
размах крыла, м
94
50
высота, м
27
16
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
215-230
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
190-235
длина разбега, м
100
850
длина пробега, м
80
450
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП
Сравнительные данные: Фиалка-25
Самолет
Фиалка-25
АН-22
Взлетная масса, м
238
225
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
63
120
Аэростатический объем, тыс. м3
32
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
22710
44000
маршевых
3х4855
4x11000
подъемных
2х4070
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
3ТВД V-22
4ТВД НК-12МТ
подъемных
2ГТД Д-25В
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
550
Высота полета, км
до 3
4,5-6,0
Перегоночная дальность, км
26000
9000
Целевая нагрузка, т, при дальности
147 при L=3100 112 при L=5250
60 при L=3100 40 при L=5250
Полная весовая отдача, %
87
47
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
51
-
Габариты:
длина, м
120
57
размах крыла, м
118
64
высота, м
33
12,5
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
240
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
250
длина разбега, м
125
-
длина пробега, м
100
-
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП
Сравнительные данные: Фиалка-30
Самолет
Фиалка-30
С-5А (США)
Взлетная масса, м
353
323
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
90
145
Аэростатический объем, тыс. м3
56
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
32800
74400
маршевых
2х10540
4x18600
подъемных
3х3910
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
2ТВД НК-12МВ
4ТРДД
подъемных
3ГТД Д-25В
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
815
Высота полета, км
до 3
10-13
Перегоночная дальность, км
31000
-
Целевая нагрузка, т, при дальности
174 при L=5600 283 при L=1000
100 при L=5600
Полная весовая отдача, %
90
55
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
62
-
Габариты:
длина, м
144
75
размах крыла, м
141
68
высота, м
40
18
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
220
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
230
длина разбега, м
150
-
длина пробега, м
120
-
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП (LВВП=3400 м
Сравнительные данные: Фиалка-35
Самолет
Фиалка-35
АН-124
АН-225
Взлетная масса, м
493
405
600
Масса пустого (снаряженного) самолета, т
123
-
-
Аэростатический объем, тыс. м3
89
-
-
Силовые установки:
суммарная мощность, кВт, или тяга, ?аН, в том числе:
44670
92000
138000
маршевых
4х7175
4x23000
6x23000
подъемных
2х7980
-
-
количество, тип и марка двигателей:
маршевых
2ГТД Д-136
4ТРДД Д-18Т
6ТРДД Д-18Т
подъемных
2ГТД Д-136
-
-
нагрузка на ометаемую подъемным винтом площадь, (?аН/м2)
70
-
-
Крейсерская скорость, км/ч
180
800-850
700-850
Высота полета, км
до 3
10-12
10-12
Перегоночная дальность, км
40000
16500
14700
Целевая нагрузка, т, при дальности
286 при L=4500 417 при L=1000
125 при L=4500
200 при L=4500
Полная весовая отдача, %
93
-
-
Аэростатическая разгрузка пустой конструкции, %
72
-
-
Габариты:
длина, м
168
69
84
размах крыла, м
165
74
89
высота, м
47
21
18
Взлетно-посадочные данные:
скорость отрыва Vотр, км/ч
55-60
240
250
скорость посадочная Vпос, км/ч
55-60
250
260
длина разбега, м
175
-
-
длина пробега, м
140
-
-
требования к взлетно-посадочной площадке (полосе)
естественная площадка: озеро, река, болото, с/х поле и т. д.
специально подготовленная ВВП с высокой несущей способностью
специально подготовленная ВВП с высокой несущей способностью
Перспективы развития
Приведенные данные по проекту позволяют сделать следующие выводы.
Внедрение безаэродромного самолета с аэростатической разгрузкой открывает широкие перспективы развития воздушного транспорта на принципиально новом техническом уровне.
Применение такого ЛА в качестве воздушного транспортного средства позволит:
значительно сократить расход углеводородного сырья, потребляемого в целом воздушным транспортом;
отказаться от дорогостоящих аэропортовых сооружений, сократив также в несколько раз связанные с ними расходы;
отказаться от строительства железных и автомобильных дорог на Крайнем Севере, Сибири и Дальнем Востоке России;
позволит выступить воздушному транспорту (с использованием такого ЛА) в качестве альтернативы Северному морскому транспорту;
снизить в несколько раз транспортные затраты при освоении нефтяных и газовых месторождений в труднодоступных регионах России;
обеспечить эффективную защиту населения в экстремальных ситуациях техногенного и природного характера.
Некоторые перспективные области применения самолета с аэростатической разгрузкой (или аэростатического транспортного средства) представлены ниже
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Чтобы писать комментарии Вам необходимо зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
» Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. Зарегистрируйтесь на портале чтобы оставлять комментарии
Материалы предназначены только для ознакомления и обсуждения. Все права на публикации принадлежат их авторам и первоисточникам. Администрация сайта может не разделять мнения авторов и не несет ответственность за авторские материалы и перепечатку с других сайтов. Ресурс может содержать материалы 16+
