Проекты PAV и PATS

Путешествия бизнес авиацией

Краткий анализ состояния проектов PAV и развития концепции PATS в США и Европе

Общеизвестно, что авиация общего назначения – частная авиация, развита в США очень широко и имеет огромную историю своего развития. Сменилось уже несколько поколений летательных аппаратов, и поколений их частных пользователей. В американском обществе выработалась привычка, стойкое убеждение, что general aviation – необходимая часть жизни и экономики. Широко развита сеть аэродромов, сервисных центров, заправочных станций, вся инфраструктура.

Имея в виду чрезвычайно разветвленную и качественную сеть автодорог, нужно признать, что объективных предпосылок перехода в ближайшем будущем к следующему виду авиации – персональной, с новыми типами летательных аппаратов, в США не так много. Распределенное по стране население и сеть деловой активности, не замкнутая только и исключительно на мегаполисы, снижает вероятность постоянных пробок, проблем применения обычного “двухмерного” автотранспорта.

 

Но энтузиасты тут тем не менее есть, они упорно ведут исследования в области PATS, генерируя заметное движение в этом направлении. Нам необходимо выделить два основных, знаковых момента.

 

Первый – это деятельность фонда CAFE (Comparative Aircraft Flight Efficiency), фонда «Сравнительной Эффективности Полета Летательных Аппаратов», безусловно положительная для развития авиации в целом.

 

Фонд ведет несколько конкурсных программ с крупными денежными призами, аккумулируя финансовые возможности  NASA и крупного национального бизнеса типа Google и других. Hапример, Electric Flight Challenge – создание и полет самолета полностью на электрической тяге (см. например планер на электротяге), без использования двигателей типа ДВС, Green Flight Challenge, конкурсы на различные темы PAV, улучшения аэродинамики и повышения эффективности отдельных узлов и элементов летательных аппаратов.  Подробнее см. на cafefoundation.org

 

Второй – аэромобиль Transition компании Terrafugia – это реальный PAV (personal aerial vehicle), с нуля запроектированный и доведенный до летного состояния, который был сертифицирован FAA.

Аэромобиль уже можно резервировать, ожидая запуска компанией в серийное производство. Конечно, как первый представитель концепции PATS, воплощенный в металле и пластике, он считается одновременно и автомобилем, и самолетом. Для управления машиной нужны как удостоверение водителя, так и лицензия пилота (20 часов налета).

И, что для нас крайне важно, коллектив инженеров-конструкторов компании Terrafugiaполучил контракт от компании Textron на разработку аэромобиля Transformer по заказу Агентства Оборонных Исследований (DARPA) США. Читать об этом подробнее.

 

Переходя к нашей ситуации, нужно отметить, что мы можем объединить эти два момента, создав Фонд развития персональных аэротранспортных систем, и организуя работу по созданию наших ПЛА у нас, нашими конструкторами и на наших производственных мощностях.

В Европейских странах активность АОН сравнима с американской, так же в наличии широкая сеть аэродромов со всей инфраструктурой и автодорог. Проекты в области новой персональной авиации ранее не выходили за рамки энтузиазма конструкторов-любителей, хотя  и имеется несколько летающих моделей и экземпляров.

Читайте также  ЛТХ ПАК ЛА

Но пример американцев не единичен. Можно уже говорить фактически о новой волне проектов в данной сфере!

Официально финансируемое Европейским Союзом по 7-й рамочной программе развития науки и технологий начинание MyCopter объединило специалистов из нескольких институтов и университетов Германии, Швейцарии и Великобритании. Недавно партнёрам официально выделено $6,2 миллиона на изучение возможности внедрения персональных летательных аппаратов в городах. См. подробнее общий обзор

 

Профессор Генрих Бюльтхофф (Heinrich Bülthoff) из института биологической кибернетики (Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik) рассказывает: «Мы стремимся развивать технологии, которые могут быть использованы для формирования новой транспортной системы, задействующей третье измерение. Мы учитываем вопросы, касающиеся ожиданий потенциальных пользователей, исследуем, как общественность будет реагировать и как взаимодействовать с такой системой».

 

Европейцы предполагают, что люди смогут на персональных летательных аппаратах, размером не сильно больше легковушки, добираться от дома до офиса по прямой. Такие машины не поднимались бы выше 600 метров, так что, по идее, не повлияли бы на существующее воздушное движение, указывают авторы идеи.

 

Однако для внедрения новшества необходимо решить массу проблем. Не говоря о том, что очевидно самих чудо-машин PAV пока нет, нужно разобраться с вопросами безопасности, выделения участков для взлёта и посадки, а также парковки новых аппаратов, и наконец, законодательного регулирования.

 

В плане управления машинами по отдельности и в целом таким движением участники myCopter надеются на автоматизацию, ибо в пилотажное мастерство широких масс действительно верится слабо.

 

Разработки по новым движителям

Проект FanWing (США), принудительный обдув верхней плоскости крыла  (близок к идее Болдырева о колеблющемся предкрылке)

 

…Американец Патрик Пиблс не имел желания сдаваться в реализации своего проекта. Ведь произвести революцию в авиастроении – это не только очень почетно, но и весьма прибыльно. И он придумал проект, который назвал FanWing. Если обычный самолет с пропеллером можно сравнить с моторной лодкой, то FanWing – это скорее пароход с гребным колесом. Движитель расположен по всей передней кромке крыла.

Технические особенности FanWing

  • очень короткий разбег при взлете и посадке,
  • самостоятельный взлет и посадка,
  • высокая длительность автономного полета,
  • высокая стабильность при турбулентности,
  • хорошая маневренность на низких скоростях.
Читайте также  ПАК ЛА И ПАТС

 

Авиаперелеты на мероприятия и события

Дата разработки модели летательного аппарата – 2008, разработчик – компания FanWing Ltd.

ТТХ модели модели FanWing UAV Airframe:

* взлетный вес – 6 кг

* максимальный взлетный вес -12 кг

* размах ротора – 1,6 м

* полный размах крыла – 2,4 м

* двигатель – 1,2 кВ, электромотор

* полетная скорость – 8-10 м/сек.

* длительность автономного полета – 80 мин

* полезная нагрузка – 2 кг

 

Из истории – о самолете Болдырева

Принцип принудительного обдува верхней плоскости крыла неоднократно «всплывал» в авиационной промышленности, но так ни разу и не был претворен в жизнь. Наиболее близким к идее Пиблса летательным аппаратом был самолет, спроектированный в 1946 году советским инженером Александром Болдыревым.

Болдырев работал в МАИ, идею свою вынашивал еще в 1930-х и в 1939 году получил авторское свидетельство «Разрезное крыло с колеблющимся предкрылком». Сразу по наступлении мирного времени он начал работу над самолетом. Перед крылом по всей его длине крепилась короткая пластина-предкрылок, которая отбрасывала воздушный поток по линии верхней плоскости крыла. Поток срывался с задней кромки крыла, а на передней возникала подсасывающая сила. Равномерно распределенная по крылу принудительная циркуляция воздуха создавала дополнительную тягу и подъемную силу.

Но инженер не успел даже поднять свой опытный самолет а воздух. Несколько раз летательный аппарат выезжал на летное поле, затем сломалась шестерня в механизме вращения предкрылка, а потом тема была сочтена бесперспективной, и проект закрыли.

Впоследствии Болдырев спроектировал еще два самолета, основанных на таком же принципе. От единственного построенного самолета с колеблющимся предкрылком осталось только несколько фотоснимков.

Расчеты Болдырева казались фантастическими. Колеблющийся предкрылок становился движителем самолета, а подсасывающая сила компенсировала индуктивное сопротивление воздуха. Более того, самолет Болдырева мог парить на скорости ниже критической, подобно автожиру, и зависать неподвижно с углом атаки 45.

 

Из разработок новых движителей интересно отметить британские “летающие тарелки” на эффекте Коанды, см. http://www.membrana.ru/particle/14158 – как один из примеров развития нетрадиционного подхода к полету.

 

Также не менее интересен проект D-Dalus австрийской исследовательской компании IAT21 http://www.gizmag.com/d-dalus-uav-design/18972/ – здесь движитель, принципиально отличающийся от всех существующих. По некоторым оценкам может произвести такую же революцию в авиационном мире, как в свое время произвел реактивный двигатель. Летающая радиоуправляемая модель была уже представлена на авиашоу в Ле Бурже летом 2011 года.

Кстати, в дополнение к проектам автомобилей-небоходов из Европы и Америки недавно появился вполне продвинутый проект летающего мотоцикла из Австралии. Называется он Hoverbike и уже реально построен. В воздух он пока поднимался на привязи.  Сам автор уверяет, что сумел добиться от машины очень хорошего соотношения тяги и веса. Движитель – винты в кольцах. Пара таких вентиляторов заменила летающему байку традиционные колёса. Между винтами — рама с двигателем (ДВС, 80 киловатт) и мотоциклетным сиденьем наверху.

Читайте также  Система УВД ПАТС

А его новозеландские соседи из Martin Aircraft уже разработали и предлагают Martin JetPack — одноместный ЛА, воздушный скутер.

 

Белорусский кольцеплан – впервые в истории поднялся в воздух самолет с замкнутым овальным контуром крыла

Наши собственные соседи из Белоруссии тоже не дремлют, успешно испытывая крыло с замкнутым контуром. Возможно, нам стоит обратить внимание на это крыло как элемент ПАК ЛА, почему бы и нет? Отношение полезной нагрузки к общей массе готового к взлету кольцеплана – 0,45, повышенная устойчивость к боковым порывам ветра.

Создана действующая модель для 2 летчиков и 3 пассажиров. Важным фактором стало то, что крыло не прикреплялось к фюзеляжу. Фюзеляж расположили внутри крыла на подвесах и стойках. Это позволило создать подъемную силу по всей площади крыла. В 2004-м провели полевые испытания кольцеплана. Оказалось, что он имеет очень маленький пробег – 150 метров.

Но самое главное заключалось в следующем. Отношение полезной нагрузки к общей массе готового к взлету кольцеплана составило 0,45. Таким результатом не смогут похвастать никакие самолеты современности! Также кольцеплан совершенно не реагировал на боковой ветер даже при порывах до 13 метров в секунду!

Работа позволила создать овальное крыло, которое было в 2 раза легче современного крыла, той же подъемной силы. За это время создана новая опытная модель и получены патенты на такое крыло в России и Белоруссии. Но, чтобы построить полноценный образец, необходимо не менее 12 миллионов долларов, а таких денег у заинтересованных предприятий не нашлось.

 

Итак, представляется очевидным, что новая авиатранспортная мобильность – цель, к которой мы идем, является общечеловеческой.

В данном обзоре осознанно не приводятся проекты, относящиеся к категории новой персональной внеаэродромной авиации, созданные ранее в СССР и в нынешней России. Мы рассчитываем на инициирование обсуждения их достоинств и недостатков в создаваемом сообществе, определения наиболее перспективных и, что самое важное —  начала по ним реальной работы.