Исходя из сделанного анализа развития наиболее перспективных направлений мировой авиации, на основе направлений науки в которых мы имеем приоритет необходимо развивать, принципиально новейшие ее направления развития на основе роботизации и цифровых технологий, что позволит стать мировыми лидерами этого направления
Очевидно, что роботизированные авиационные универсальные системы (РАУС), в настоящее время являются, наиболее перспективным направлением по разработке новых модульных самолетов с автоматическим управлением.
Суть данного инновационного подхода заключается в том, что предлагается разработать серию беспилотных, безфюзеляжных, универсальных летательных аппаратов самолетного и вертолетного типа с полезной нагрузкой в виде нескольких универсальных модулей-контейнеров (равных по размеру) укомплектованных в единый фюзеляж, и выполняющий все его функции.
При этом модуль – контейнер должен быть универсальным для летательных аппаратов своей серии и иметь 2 модификации: грузовую и пассажирскую. Размеры и вес модуля-контейнера должны обеспечивать возможность транспортировки существующими видами наземного и водного транспорта, а для серии летательных аппаратов ближнего и среднего радиуса – с возможность транспортировки и другим видом воздушного транспорта,например, вертолетом.
Идеология создания эффективной модульной авиа системы – составного самолета разделяемого типа базируется на надежных технических решениях. Предлагаемая технология позволяет повысить грузооборот и выйти на другой, более совершенный, уровень перевозки пассажиров. Помимо снижения времени посадки/высадки, повышается степень безопасности, за счет повышения интенсивности снижается себестоимость.
Пассажирский или грузовой отделяемый модуль крепится к фюзеляжу посредством разъемных автоматических креплений. При этом все электрические, трубопроводные, кинематические и прочие соединения в местах разделений выполняются саморазъемными, которые реализуются при помощи автоматических муфт, электроразъемов, золотниковых и других клапанов.
Модульный принцип полезной нагрузки беспилотного и без фюзеляжного самолета в высокой степени универсален и значительно расширяет функциональность:
1. Беспилотный и без фюзеляжный самолет, обладая высокой универсальностью, более проств проектировании и снижает стоимость производства - нет разделения на грузовой и пассажирский типы, отсутствие экипажа снимает требования по герметичностилетательного аппарата и наличия систем жизнеобеспечения.
2. Повышается функциональность - РАУС перестает возить часть самого себя - фюзеляж, либо большую его часть. Часть фюзеляжа входит в модуль-контейнер, то есть в полезную нагрузку, оплачиваемую потребителем.
3. РАУС способен перевозить одновременно пассажирские и грузовые модули, в случае изменения пассажиропотока - в очередном аэропорту менять их соотношение. Таким образом, вместо пассажирских модулей присоединить грузовые модули, что значительно повышает функциональную мобильность.
4. Расширяется возможность логистического маневра грузоперевозок, который приближает транспортную авиацию к железнодорожным перевозкам. МодульныйБПЛА может быть укомплектован, как пассажирскими капсулами, так и грузовыми контейнерами.
5. Отсутствие экипажа повышает интенсификацию использования РАУС. Во‑первых, время между вылетами ограничивается только временем заправки, технического обслуживания и размещениягрузовых модулей- контейнеров, во-вторых, отсутствие «человеческого фактора» более чем на 2/3 снизит аварийность. Однако, возрастут требования к авионики бортового обеспечения.
6. Коренным отличием модульно - контейнерной конструкции самолетов являетсяобеспечение безопасности для каждой группы пассажиров и груза, располагающихся в отдельных модулях-контейнерах.
В случае потери контроля над управлением авиалайнера, возникновения ЧС с отказом двигателей, попыткой уничтожения самолёта, как с воздуха, так и с земли, модульные отсеки могут отделиться от летательного аппарата, а с учётом обеспечения автономности каждого модуля системой плавного снижения (парашютная система аналогичная имеющейся на спускаемом космическом аппарате или системе десантирования для техники), жизнеобеспечения, положительного плавательного эффекта, обеспечивается выживание пассажиров исохранность груза. Следует отметить, что беспилотный модуль -контейнерный вариант значительно снижает террористическую опасность.
Предлагаемые эскизы проекта опираются на опыт разработчиков, работы которых в настоящее время не реализованы, но представляют оригинальные технические и конструкторские решения.
Заключение
К преимуществам РАУС следует отнести повышение ценности полезной нагрузки и очевидный экономический выигрыш – самолет перестаеттранспортировать часть самого себя - фюзеляж, либо большую его часть. Фюзеляжа становиться частью модуля‑контейнера, то есть большей частью полезной нагрузки, оплачиваемой потребителем.
Также РАУС предполагает универсальность - в предлагаемой комплектации могут быть использованы пассажирские и грузовые модули, что расширяет логистический маневр грузоперевозок,
Автоматическое управление (отсутствие экипажа) повышает интенсивность использования РАУС, так как время от одного вылета до другого ограничивается временем на заправку, размещение подготовленных модулей – контейнеров итехническим обслуживанием.
Наиболее оптимальные конструкции для РАУС являются самолеты с высокорасположенным над фюзеляжем крылом типа ИЛ -76 или АН-148 (ИЛ-112) и вертолеты грузоподъемностью от 3 тонн с минимальной модификацией расположением двигателей и размещением шасси.
С учетом летно-технических характеристик (ЛТХ), наиболее привлекательным является разработка РАУС на базе АН-148. Экспериментальная модельРАУС на базе АН ‑ 148 (ИЛ-112) позволяет использовать производственную и опытно-конструкторскую базу и максимально приближенные массо-габаритные требования к модулю - контейнеру.
При проектировании РАУС самолетного типа необходимо предусмотреть максимальную совместимость с вертолетнымвариантом. За основу целесообразно принять один из существующих типов вертолетов с грузоподъемностью от 3 тонн, с учетом ручного управления грузовогоприменения.
Естественно, система РАУС помимо повышения транспортной функциональности, позволяетобеспечить возможность спасения пассажиров и груза в случае возникновения нештатных ситуаций - аварий.
В настоящее время работы по созданию самолетов разделяемого типа находятся в стадии разработки и существуют в математических и инженерных расчетах. Для изготовления экспериментального образца, например, на основе БПЛА самолетного типа, необходимо привлечь финансовые средства и специалистов, владеющими необходимыми знаниями.
Анализ и техническое моделирование показывает, что модульные системы конструкции самолетов позволяют:
- повысить качественный и количественный уровень авиационных перевозок;
- значительно упростить существующую инфраструктуру транспортных артерий (пассажирские авиа порты и грузовые структуры);
- повышение безопасности полетов и воздушных грузоперевозок.
Помимо техногенных авиакатастроф беспилотные самолеты модульного типа значительно снижает террористическую опасность. Модификация модульно-контейнерного БПЛА позволит минимизировать недостатки в системе безопасности полётов, что в свою очередь повышает востребованность гражданской авиации.
Настоящий проект–попытка разработать и вывести на рынок принципиально новый тип летательных аппаратов с учетом жестких технических, юридических и коммерческих ограничений.
Очевидно, что работы в данном направлении необходимо интенсифицировать, так как нагрузка на современный транспорт растет с каждым днем.
Концепция РАУС, как перспективное направление отечественной авиации позволит:
- расширить трафик пассажирских и грузовых перевозок;
- повысить качество как пассажирских, так и транспортных перевозок;
- повысить уровень безопасности авиаперелетов, снизить вероятность террористических проявлений;
- повысить развитие авиационных технологий с расширением спектра выпуска самолетов и вертолетов модульного типа.
Используемая литература.
1. https://top10a.ru/top-10-samye-bolshie-passazhirskie-samolety-v-mire.html
2. Сергей Колов: «Летающий контейнер» фирмы «Гота» // https://www.xliby.ru/transport_i_aviacija/samolety_mira_2000_04
3. Житомирский Г. И. Конструкция самолётов: Учебник для студентов авиационных специальностей вузов. — М.: Машиностроение, 1991. — С. 400.
4. Г.А. Никитин, Е.А. Баканов: «Основы авиации» - М.: Машиностроение, 2003 ‑ С. 400.
5 Виктор Гончаренко. // https://n-t.ru/ri/gn/kl.htm. Как люди научились летать.
6. https://www.aviationweek.com/aw/adspage.jsp
7. https://www.flyingmachines.org
8. Авдеев Ю. «Дальники»: между прошлым и будущим // Красная звезда, 2007 г.
9. Губарев В., Кузьменко А. Международное научно-производственное сотрудничество в российском авиастроении //Авиапанорама. 2008. № 3.
10. Кузменко М. Создание двигателя пятого поколения – задача, технически более сложная, чем разработка нового самолета
11. Поспелова О. НИОКР – перспективный двигатель ОПК. 27.11.2007.
12. https://habr.com/post/387637/ Модульность в авиации.
13.ihttps://habr.com/post/228101/ Проблемы и перспективы обеспечения безопасности гражданской авиации.
14. https://pcnews.ru/blogs/modulnost_v_aviacii-666857.html Модульность в авиации.
15. https://army-news.ru/2016/01/nastoyashhee-i-budushhee-bespilotnoj-aviacii-chast-2/ Настоящее и будущее беспилотной авиации. Часть 2.
16. https://www.aex.ru/docs/4/2015/5/18/2232 Александр Алдюхов старший аудитор департамента внутреннего аудита ОАО «Аэрофлот» - Малая и беспилотная авиация, возможности регулирования и контроля.
17. https://info.wikireading.ru/250920 Фетисов Владимир Станиславович - Беспилотная авиация: терминология, классификация, современное состояние.
18. https://cyberleninka.ru/article/v/aviatsiya-buduschego Авиация будущего. М.В. Бойкова, С.Д. Гаврилов, Н.А. Гавриличева
19. https://www.umpro.ru/index.php?art_id_1=126&group_id_4=55&page_id=17 Новые технологии в авиастроении - основа прогресса в авиации
20. https://www.uav.ru/articles/6_gen.pdf Беспилотные боевые самолеты и боевая авиация 6-го Поколения..Т.н. Владимир Белкин, к.т.н. Павел Мельник