За последние 10 лет авиационные грузовые перевозки
по сравнению с пассажирскими увеличились почти в два раза. К 2015 г.
ожидается их тройное увеличение. Значительный сегмент этого рынка могут
занять перспективные тяжелые и сверхтяжелые экранолеты со взлетным весом
от 300 до 2500 т. Разработка в широкой международной кооперации
подобных сверхтяжелых экранолетов – перспективное направление работ
ТАНТК им. Г.М. Бериева.
Новые задачи – новый формат решений
Основными задачами таких сверхтяжелых экранолетов станут
трансокеанские и межконтинентальные перевозки грузов и пассажиров,
транспортные операции в открытом океане. При этом экранолеты-гиганты
должны обеспечить высокую оперативность грузовых перевозок при
сравнительно небольших эксплуатационных затратах, заняв на рынке место
между самолетами и транспортными судами и интегрировавшись в
существующую инфраструктуру морских портов. Экранолеты способны взять на
себя транспортировку грузов на межконтинентальных морских трассах.
Анализ возможных зон эксплуатации экранолетов с взлетной массой
более 300 т показал, что они могут эксплуатироваться в течение года на
акваториях Мирового океана до широт южных границ континентов с
вероятностью до 80–95%. Для северных районов Атлантического и Тихого
океанов – до 60–70% зимой и 90–95% летом.
Естественно, что для создания подобных летательных аппаратов
необходима разработка как принципиально новых материалов на основе
нанотехнологий, так и новых аэрогидродинамических схем. Потребуется на
новом уровне решить вопросы коррозийной стойкости, усталостной прочности
и живучести материалов для гидросамолетов нового поколения. Нужно будет
разработать и внедрить новые высокопроизводительные, высококачественные
технологические процессы сборки и изготовления деталей новых
гидросамолетов, создать для них новые силовые установки.
Для решения этой задачи потребуется объединить ресурсы
фундаментальной и отраслевой науки, образования с промышленностью. ТАНТК
уже давно работает по этим темам совместно с отраслевыми
научно-исследовательскими институтами и институтами Академии наук РФ,
такими как ЦАГИ, СибНИА, ЦИАМ, ВИАМ, ГосНИЦ ЦАГИ и др.
Прообраз будущего
Особо следует подчеркнуть, что многие конструктивные решения
будущего экранолета уже были применены специалистами ТАНТК на практике
при создании экспериментального самолета-амфибии вертикального взлета и
посадки ВВА-14 по проекту Р.Л. Бартини.
ВВА-14 был очень интересный и сложный самолет. Его
аэродинамическая компоновка, маршевая и подъемные силовые установки,
системы управления на переходных режимах и в полете, взлетно-посадочные
устройства с двумя поплавками объемом по 50 м3 и многие другие элементы
конструкции были необычны и требовали большого объема
опытно-конструкторских работ. В период 1968–1975 гг. на предприятии при
участии многих научных и конструкторских организаций страны был создан и
испытан экспериментальный образец этой машины. Оснащенный шасси
велосипедного типа и имитатором поплавкового взлетно-посадочного
устройства, самолет совершил 4 сентября 1972 г. свой первый полет. В
дальнейшем, из-за отсутствия подъемных двигателей самолет был
дооборудован поддувными двигателями, аналогичными маршевым,
установленными в носовой части фюзеляжа, с устройством отклонения струй
под центроплан. Этот аппарат получил название 14М1П и испытывался до
1976 г. В результате испытаний был получен богатый экспериментальный
материал, сейчас
представляющий большую ценность.
На пути к Бе-2500
В полной мере все преимущества концепции сверхтяжелого
летательного аппарата будут реализованы в проектах экранолета Бе-2500 со
взлетным весом в 2500 т и максимальной полезной нагрузкой до 1000 т.
Бе-2500 выполнен по аэродинамической схеме «летающее крыло», с
реализацией концепции водоизмещающего крыла с возможностью глиссирования
на трех точках. Взлет с воды должен выполняться с использованием
эффекта поддува – выхлопные газы двигателей, установленных в передней
части фюзеляжа, направляются под крыло, где в замкнутом объеме
образуется газовая подушка, облегчающая отрыв от воды.
Экранолёт
предназначен для перевозки пассажиров, грузов в контейнерах и поддонах,
а также нестандартных крупногабаритных грузов на дальних и сверхдальних
линиях.
В настоящее время, как переходный этап к Бе-2500,
прорабатывается концепция сверхтяжелого экранолета Бе-1000 с взлетным
весом 1200 т и полезной нагрузкой 400 т, основанная на существующих
двигателях.
Сверхтяжелый экранолет Бе-1000, выполненный по подобию Бе-2500,
представляет собой первый шаг в программе создания глобальной
транспортной системы, осуществляющей перевозку грузов на
межконтинентальных маршрутах и занимающей свое промежуточное место между
морским и авиационным транспортом как по критериям скорости доставки,
так и по экономическим затратам на транспортировку. Бе-1000 располагает
возможностью транспортировки 20-, 40- и 45-футовых стандартных морских
контейнеров. При скорости, превышающей скорость контейнеровозов, этот
экранолет будет иметь эксплуатационные расходы, сопоставимые с
современными самолетами.
Ещё одним инновационным направлением применения таких
летательных аппаратов может стать их использование для запуска
космических кораблей из верхних слоев атмосферы.
Перевозчики «высокотарифных» грузов
В течение последних лет в международной морской торговле
наблюдается устойчивая тенденция роста контейнерных перевозок
генеральных грузов (т.е. грузов, поступающих на транспорт отдельными
партиями и состоящих из отдельных мест). Объем перевозок контейнеров уже
превысил 1 млрд. т, что составляет 20% общего объема грузопотока
основных промышленно развитых стран, а по стоимости оценивается в 60–70%
экспорта-импорта этих государств, перевезенных морским транспортом.
Контейнерные перевозки – один из наиболее динамично растущих
сегментов транспортного рынка. Объем этих перевозок в мире растет на
8-10% ежегодно. Основные направления перевозок контейнеров это Европа –
Атлантическое побережье США и Канада, Европа – Азия, Тихоокеанское
побережье США – Азия.
С середины 70-х линейное судоходство стало сталкиваться с
усиливающийся конкуренцией авиаперевозчиков. Следует отметить, что
воздушный транспорт не смог отнять сколько-нибудь значительный
грузопоток по весу у линейных морских перевозчиков, но к нему переходит
все возрастающее количество в основном наиболее ценных, «высокотарифных»
грузов, что весьма остро ощущается во фрахтовых поступлениях линейных
судовладельцев.
Особо ценные, «высокотарифные» грузы – это, прежде всего, так
называемые уникальные негабаритные грузы, т.е. высокотехнологичное
оборудование для космической, нефтегазовой и атомной промышленности, а
также грузы, требующие особой формы предохранения от атмосферных влияний
(скоропортящиеся). Общий объем таких грузов зарубежные эксперты, прежде
всего американские, оценивают в 0,5% по весу и в 25% в стоимостном
выражении от общего объема внешнеторговых морских перевозок.
Значительный сегмент рынка перевозок уникальных негабаритных
грузов могут занять перспективные тяжелые и сверхтяжелые экранолеты со
взлетным весом до 2500 т. Транспортная система с использованием
сверхтяжелых гидросамолетов и экранолетов позволит взять на себя до 30%
от общего объема перевозок особо ценных, «высокотарифных» грузов,
перевозимых ранее морским транспортом, что составляет около 1,5 млн. т.
Интегрируясь в существующую систему морских портов, сверхтяжелые
экранолеты позволяют: перевозить самую широкую номенклатуру грузов
(«высокотарифные» грузы, контейнеры, сжиженный газ); доставлять
спасателей и необходимые грузы; эвакуировать пострадавших из зон
глобальных катастроф.
При минимальных затратах на доработку инфраструктуры в морских
портах (не требуется создание больших взлетно-посадочных полос) новая
транспортная система позволит ускорить доставку груза более чем в 20
раз, при этом себестоимость перевозки возрастет не более чем в три раза.
Тяжелый экранолет может выполнять полеты на внутренних линиях
России; это сообщение между центральными регионами и районами Крайнего
Севера и Дальнего Востока.
Такие транспортные средства могут связать порты Европы и Америки
на традиционных морских маршрутах, а также островные государства
Юго-Восточной Азии с материками. Островные государства с развитой
инфраструктурой туризма и отдыха также могут использовать этот вид
транспорта.
С военной точки зрения, применение сверхтяжелых экранолетов
позволит компенсировать ограниченные возможности военно-транспортной
авиации по оперативной переброске тяжелого вооружения и боевой техники,
особенно на слабооборудованный театр военных действий, а также в случае
выведенных из строя в результате воздействия противника капитальных
взлетно-посадочных полос. Особенно это актуально для быстрой переброски
подразделений сил быстрого реагирования.
На основе нанотехнологий…
ТАНТК имени Г.М. Бериева проводит экспериментальные и
исследовательские работы по отработке аэрогидродинамической компоновки
экранолетов и выбору их параметров, совместно с ВИАМ разрабатываются
новые композиционные материалы для таких проектов.
Ведутся работы по использованию в гидросамолетостроении новых материалов, созданных на основе нанотехнологий.
Использование углеродных нанокомпозитов нового поколения,
позволит повысить степень интегральности создаваемых конструкций и как
следствие снизить массу конструкции, себестоимость изготовления и
эксплуатации.
Другим направлением является использование многослойных
наноразмерных покрытий внешних поверхностей самолета, что снизит
воздействие на конструкцию внешних тепловых излучений и снизит
радиозаметность самолета.
… и широкой кооперации
Однако следует отметить, что масштаб и сложность подобных
проектов таковы, что создаваться подобные грандиозные машины должны в
широкой международной кооперации, присоединиться к которой могут все
заинтересованные научно-исследовательские институты и организации, фирмы
– производители авиационной техники и оборудования, промышленные и
финансовые структуры.
Нет сомнений, что сверхтяжелым экранолетам принадлежит своя
«ниша» на мировом авиационном рынке. Это позволяет, с учетом
достигнутого на сегодня отечественного инновационного
научно-технического потенциала, прогнозировать в перспективе интенсивное
развитие, широкое и эффективное применение экранолетов. Россия же
способна стать законодателем в этой области авиационной техники, а также
взять на себя инициативу создания такой инновационной глобальной
транспортной системы для межконтинентальных перевозок «высокотарифных»
грузов, совершив тем самым технологический прорыв в этой сфере
транспорта.
Виктор КОБЗЕВ, генеральный директор – генеральный конструктор ОАО «ТАНТК им. Г.М. Бериева»
Источник.
