Щукин Л.Н. Летательный аппарат "Экип".

Краткая характеристика аппаратов "Экип".

В АОЗТ "Авиационный концерн "ЭКИП" специалистами авиационной и ракетно-космической отраслей промышленности разработаны фундамен-тальные основы принципиально нового типа летательных аппаратов "ЭКИП", способных перевозить крупногабаритные грузы весом до 100 и более тонн на расстояния нескольких тысяч километров со скоростью 650-700 км/час и на высоте до 10 километров. Эти аппараты способны перемещаться с использованием воздушной подушки как вблизи поверхности земли, так и воды на скоростях до 160 км/час, а также осуществлять полет в режиме экранолета на скоростях до 650 км/час.

Аппараты "ЭКИП" являются безаэродромными аппаратами. Они будут производить посадку на аэродромы любой категории, грунтовые площадки, а также на водную поверхность. Длина взлетно - посадочной полосы для тяжелых машин (в сотни тонн) не превысит 500 метров. Взлет и посадка аппаратов будут осуществляться по крутой глиссаде, что уменьшит вредное шумовое воздействие на близлежащие населенные районы.

Аппараты "ЭКИП" имеют форму толстого крыла малого удлинения. Аэродинамически несущий корпус аппарата выполняет одновременно функции крыла и фюзеляжа. Оперение аппарата в виде коротких крыльев и V-образного стабилизатора обеспечивают устойчивость аппарата в полете.

Аэродинамически несущий корпус имеет большой внутренний объем и большую площадь в плане.

Для снижения аэродинамического сопротивления аппарата на кормовой части корпуса установлена принципиально новая система управления пограничным слоем (УПС). основу которой составляют последовательно расположенные вихревые ячейки.

В вихревых ячейках создаются присоединенные к кормовой поверхности поперечные вихри, обеспечивающие безотрывное обтекание толстого корпуса. Энергетические затраты на функционирование этой системы не превышает 6-8% от тяги двигательной установки аппарата. Система УПС запатентована в нашей стране, странах Европы и США.

Для взлета и посадки аппаратов "ЭКИП" используется устройство на воздушной подушке. Серьезные наработки по устройствам на воздушной подушке, сделанные в Гос. НИЦ ЦАГИ (Московский Филиал Центрального Аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е. Жуковского) невозможно было применить для существующих традиционных самолетов ввиду отсутствия большой площади в плане. Аппараты "ЭКИП" такую площадь имеют, и взлетно - посадочное устройство на воздушной подушке органически вписывается в конструкцию аппарата. Оно располагается под всем его корпусом и позволяет при взлете и посадке оказывать низкое (0,2 атм.) давление на сам аппарат и взлетно - посадочную полосу (землю, воду).

Для аппаратов "ЭКИП" грузоподъемностью даже в сотни тонн не потребуется строить специальных аэродромов с бетонными многокилометровыми полосами как для приема тяжелых Боинг-777 и А-340. Аппараты "ЭКИП" смогут осуществлять перевозки тяжелых грузов и большого количества пассажиров (до 1000 и более) на существующие аэродромы континентальных и островных государств.

Особо следует отметить возможность использования на аппаратах "ЭКИП" газового топлива (природный газ, водород). Ограниченные мировые запасы нефти требуют перевода самолетов на газовое топливо. Однако ограниченные объемы тонких крыльев на существующих самолетах не позволяют разместить в них газотопливные баки. Так газовое топливо на самолете ТУ-156 занимает половину пассажирского салона, а на А-310 (проект DASA) располагается вторым ярусом над всем пассажирским салоном, изменяя внешние обводы самолета и ухудшая его аэродинамические характеристики. Аппараты "ЭКИП" позволяют за счет больших объемов расположить топливные баки в боковинах аппарата. Отметим, что на водородном топливе аппараты "ЭКИП" способны увеличить дальность полета в 2-3 раза по сравнению с существующими самолетами той же грузоподъемности. Работа аппаратов " ЭКИП " на природном газе и водороде позволяет уменьшить вредные выбросы в продуктах сгорания, т.е. аппараты "ЭКИП" будут более экологически чистыми, чем существующие самолеты.

Отсутствие на аппаратах "ЭКИП" таких элементов как колесные шасси и несущие крылья (имеющиеся крылья играют вспомогательную роль) исключают воздействие на корпус аппарата сосредоточенных нагрузок, относящихся к наиболее существенным. Воздействие же распределенных нагрузок позволяют шире использовать композитные материалы и существенно (до 30%) снизить вес конструкции.

Двигательная установка аппаратов "ЭКИП" располагается внутри корпуса, в его кормовой части. Она состоит из тяговых высокоэкономичных двухконтурных турбореактивных двигателей и вспомогательных высокоэкономичных двухгенераторных турбо вальных двигателей. Силовые двигатели обеспечивают движение аппарата, а вспомогательные двигатели обеспечивают работу взлетно - посадочного устройства на воздушной подушке и устройства управления пограничным слоем для безотрывного обтекания корпуса и снижения его сопротивления аппарата. На взлете и посадке вспомогательные двигатели работают в режиме максимальной мощности, на крейсерском же режиме они работают в максимально экономичном режиме. Внутреннее расположение двигателей существенно облегчает решение задачи пожарной безопасности. Аппараты " ЭКИП " обеспечивают повышенный уровень безопасности полетов. При отключении силовых двигателей (обоих) аппарат совершит планирующую посадку на грунтовые площадки или водную поверхность. Для отключения вспомогательных двигателей необходимо, чтобы все газогенераторы вышли из строя. Это маловероятный случай. При работе хотя бы одного газогенератора, переведенного на режим максимальной мощности, обеспечивается безотрывное обтекание корпуса аппарата, и посадка даже при отключении силовых двигателей происходит безаварийно.

При создании аппаратов "ЭКИП" разработчикам удалось соединить воедино основные концепции развития транспортной авиации будущего:

объединение функций крыла и фюзеляжа с помощью толстого аэродинамически несущего корпуса;

активное управление пограничным слоем для безотрывного обтекания толстого корпуса и снижения сопротивления;

применение устройства воздушной подушки для взлета и посадки;

использование композиционных материалов, обеспечивающих технологичность и долговечность конструкции даже при эксплуатации аппаратов на воде;

применение газовых топлив для увеличения дальности полета аппаратов, улучшения экологичности и возможности совершения полетов при прекращении добычи нефти.

В разработке аппаратов "ЭКИП" помимо головного разработчика -АОЗТ "Авиационный концерн "ЭКИП" (в него входят Саратовский авиационный завод, НПКФ "ЭКИП" и НТТП "Триумф") принимают участие ведущие фирмы авиационного и ракетно - космического комплекса, включая РКК "Энергия", ЗАО "Сатурн" им. Люльки, ЗАО "Алмаз" и др.

В настоящее время Авиационным концерном "ЭКИП" выполнен комплекс научных исследований по определению аэродинамических характеристик аппаратов "ЭКИП", исследованы и отработаны основные его системы. Исследования проводились на наземных установках и радиоуправляемых в полете моделях. Результаты исследований подтвердили правильность технических решений, заложенных в проект.

Для окончательного подтверждения летно-технических характеристик аппаратов "ЭКИП" разработана и создана крупногабаритная (размах 3,5 м.) автоматически управляемая модель с системой радиокоррекции ее полета. Модель оснащена всеми системами, которые будут устанавливаться на аппараты "ЭКИП", включая:

турбореактивные двигатели,

взлетно-посадочное устройство на воздушной подушке,

систему управления пограничным слоем,

систему автоматического управления полетом,

систему измерений и телеметрии и др.

Ведется подготовка стендов к наземным и летным испытаниям. Испытания проводятся на огневом стенде Саратовского авиационного завода, а в ближайшее время и в аэродинамических трубах НИЦИАМТ и ЦАГИ. Летные испытания планируется проводить на гидродроме Гос. НИЦ ЦАГИ.

Авиационный концерн "ЭКИП" разработал документацию на два полноразмерных 9-тонных автоматически управляемых изделия - прообраза будущих машин для тушения лесных пожаров. Работа по изготовлению корпусов этих машин и оперения выполнена на РКК "Энергия", а их сборка осуществляется на Саратовском авиационном заводе. В настоящее время завершена сборка первого 9-тонного аппарата, на котором планируется отрабатывать элементы конструкции новых систем при наземных испытаниях, начинается сборка второго 9-тонного аппарата для летных испытаний.

Проект "ЭКИП" был рассмотрен и одобрен на заседании выездной коллегии Миннауки на Саратовском авиационном заводе и выездной коллегии Комитета по оборонным отраслям промышленности на испытательном полигоне НИИ "Геодезия". Проект получил одобрение при рассмотрении его на заседании экспортно - технического совета Российского центра конверсии аэрокосмического комплекса, на научном совещании в Институте Механики МГУ им. М.В.Ломоносова. В заключении Центрального Аэрогидродинамического института им. проф. Н.Е. Жуковского отмечено, что технические идеи, заложенные в аппараты "ЭКИП", представляют интерес, но до начала развертывания широкомасштабных работ необходимо провести комплексный эксперимент аппарата "ЭКИП" с работающей силовой установкой в натурной аэродинамической трубе. Подготовка такого эксперимента и ведется в настоящее время Авиационным концерном "ЭКИП ".

Анализ российского и мирового рынка показал, что летательные аппараты с возможностями, имеющимися у аппаратов "ЭКИП", представляют интерес как для стран Европы, так и островных государств Юго - Восточной Азии, а также Бразилии, Канады Испании и др., причем аппараты не только для пассажирских и грузовых перевозок, но и аппараты специального назначения, например пожарно - патрульные для обнаружения и тушения лесных пожаров, летающие госпитали и др. Это очень актуально и для России.

Генеральный конструктор, академик Л.Н.Щукин

Аппарат ЭКИП Л2-3

Полный вес, т 9

Груз/пассажир, т/человек 2.5/24

Скорость полёта 470-650

Высота полёта, км 5.5-6.0

Дальность полёта 2000

Топливо, т 1.5

Конструкция, т 5.0

Длина, м 11

Размах, м 14.4

Высота, м 3.1

Площадь в плане, м 88

Площадь воздушной подушки, м*м 23.8

Нагрузки на крыло, кг/м*м 102

Удельное давление на грунт, кг/м 380

Двигатели АЛ-34

Расход топлива, гр/пасс. км 14

Энерговооружённость 0.31

Длина разбега, м 400

Взлётно-посадочная полоса грунт, вода

Тяга, т 4х0.85