|
Устройство и особенности
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
Вернуться назад
|
