Главная / Рефераты / Рефераты по транспорту

Реферат: Новые проекты воздушного транспорта


Содержание

Введение
1.Гиперзвуковая авиация
2.Беспилотные самолеты
3.Зарубежная гражданская авиация:
3.1. Магистральные супераэробусы
3.2. Дальнемагистральные самолеты
3.3. Сверхзвуковые пассажирские самолеты
3.4. Исследования перспективных пассажирских самолетов
4. Самолеты-амфибии
5.Аппараты, использующие экранный эффект
Заключение
Литература

Введение

Во все времена и у всех народов транспорт играл важную роль. На современном этапе значение его неизмеримо выросло. Сегодня существование любого государства немыслимо без мощного транспорта.
В ХХ в. и в особенности во второй его половине произошли гигантские преобразования во всех частях света и областях человеческой деятельности. Рост населения, увеличение потребления материальных ресурсов, урбанизация, научно-техническая революция, а также естественно-географические, экономические, политические, социальные и другие фундаментальные факторы привели к тому, что транспорт мира получил невиданное развитие как в масштабном (количественном), так и в качественном отношениях. Наряду с ростом протяженности сети путей сообщения традиционные виды транспорта подверглись коренной реконструкции: значительно увеличился парк подвижного состава, во много раз поднялась его провозная способность, повысилась скорость движения. В то же время на первый план вышли транспортные проблемы. Эти проблемы по преимуществу относятся к городам и обусловлены чрезмерным развитие автомобилестроения. Гипертрофированный автомобильный парк крупных городов Европы, Азии и Америки вызывает постоянные пробки на улицах и лишает себя преимуществ быстрого и маневренного транспорта. Он же серьезно ухудшает экологическую обстановку.
Транспорт как особо динамичная система всегда был одним из первых потребителей достижений и открытий самых различных наук, включая фундаментальные. Более того, во многих случаях он выступал прямым заказчиком перед большой наукой и стимулировал ее собственное развитие. Трудно назвать область исследований, не имевшую отношения к транспорту. Особенное значение для его прогресса имели фундаментальные исследования в области таких наук, как математика, физика, механика, термодинамика, гидродинамика, оптика, химия, геология, астрономия, гидрология, биология и другие. В неменьшей степени транспорт нуждался и нуждается в результатах прикладных исследований, проводимых в области металлургии, машиностроения, электромеханики, строительной механики, телемеханики, автоматики, а в последнее время электроники и космонавтики. В свою очередь некоторые открытия и достижения, полученные в рамках собственно транспортных наук, обогащают другие науки и широко используются во многих нетранспортных сферах народного хозяйства.
Дальнейший прогресс транспорта требует использования последних, постоянно обновляемых результатов науки и передовой техники и технологии. Необходимость освоения возрастающих грузовых и пассажирских потоков, усложнение условий для сооружения транспортных линий в необжитых, трудных по топографии районах и крупных городах. Стремления повысить скорость сообщений и частоту отправления транспортных единиц, необходимость улучшения комфорта и снижения себестоимости перевозок – все это требует совершенствования не только существующих транспортных средств, но и поиска новых, которые могли бы более полно удовлетворить поставленным требованиям, чем традиционные виды транспорта. К настоящему моменту разработано и реализовано в виде постоянных или опытно-эксплуатационных установок несколько новых видов транспортных средств и значительно больше существует в виде проектов, патентов или просто идей.
Все сказанное в полной мере относится к воздушному транспорту, который является одним из наиболее динамично развивающихся видов транспорта. В соответствии с основными направлениями развития народного хозяйства гражданской авиации предстоит дальнейшее увеличение объемов перевозок и пассажиров и грузов преимущественно на большие расстояния и в трудно доступные районы. Одновременно к воздушному транспорту повышаются требования в части экономичности, регулярности, комфорта и полного обеспечения безопасности полетов. В этих условиях необходимо расширение и углубление научных исследований и опытно-конструкторских разработок для решения сложных научно-технических проблем.
1.Гиперзвуковая авиация

После появления технологии "стелс", в настоящее время применяемой в конструкции практически всех новых боевых самолетов, создание летательных аппаратов различного назначения с повышенными боевыми возможностями (гиперзвуковые управляемые ракеты, ударные беспилотные летательные аппараты, воздушно-космические самолеты), по мнению западных специалистов, становится наиболее важным перспективным направлением и новым этапом развития военной авиации. Возрастающий интерес к таким проектам объясняется в первую очередь подготовкой ВВС США к ведению боевых действий на гиперзвуковых скоростях в воздушном пространстве, а также в космосе. Зарубежные эксперты отмечают, что концептуальные принципы ведения боевых действий - господство в воздухе и космосе, глобальная досягаемость и высокая точность поражения - подразумевают использование имеющихся возможностей по размещению в космосе систем нападения. американские военные специалисты ссылаются на то, что в соответствии с международными соглашениями запрещается создание систем ядерного оружия космического базирования, но при этом в них не оговариваются ограничения на размещение там обычного оружия. По их мнению, осуществление планов создания гиперзвуковых летательных аппаратов и боевых воздушно-космических самолетов позволит в течение ближайших 15 лет добиться высокого уровня живучести средств нанесения ударов, "несмотря на любые технологические достижения вероятного противника в разработке систем защиты от них". Кроме того, космические аппараты смогут достигать любой точки на поверхности земли в пределах нескольких десятков минут, что обеспечит более быстрое реагирование на кризисные ситуации без использования баз, расположенных на чужих территориях. Как полагают военные специалисты, конструктивно новые воздушно-космические самолеты будут отличаться от существующих космических аппаратов благодаря использованию ряда передовых концепций и технологий, применяемых при разработке некоторых атмосферных летательных аппаратов.
По сообщениям зарубежной печати, в настоящее время ведутся HИОКР по созданию летательных аппаратов следующих видов (по американской классификации):
* сверхзвуковые (выполняющие полеты на скоростях M = 4-6),
* гиперзвуковые (от М = 8 до М = 10-12, в качестве компонента горючей смеси, использующие атмосферный кислород),
* тpансатмосфеpные TAV (Transatmospheric Vehicles, выполняющие полеты как субоpбитальные, так и в верхних слоях атмосферы).
Нет сомнений, что для производства таких летательных аппаратов потребуются новые технологии, в частности, для получения высокоэнергетических видов топлива, создания высокоскоростных двигателей многоразового использования, материалов, выдерживающих высокие температуры, а также систем охлаждения и управления полетом. Необходимо, кроме того, тщательное изучение проблем аэродинамики, в том числе взаимного влияния на траекторию полета управляющих поверхностей планера и режимов работы двигательной установки. О внимании, которое руководство США уделяет созданию ударных космических систем и гиперзвуковых летательных аппаратов, свидетельствует интенсивность исследований в этой области. Западные СМИ отмечают, что в настоящее время американские ВВС и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (HАСА) осуществляют финансирование нескольких программ, причем с такой активностью, которая не отмечалась с начала 60-х годов.
В частности, компания "Боинг" совместно с лабораторией "Филипс" ведет разработку орбитального беспилотного воздушно-космического самолета, получившего наименование космический маневренный аппарат SMV (Space Maneuver Vehicle, условное наименование Х-40). Такие аппараты предполагается применять для ведения тактической разведки, сопровождения других космических аппаратов, в качестве носителя наступательного оружия и для быстрой идентификации объектов в космосе.
В августе 1998 года американские специалисты приступили к летным испытаниям масштабной модели SMV (масса 1180 кг, длина 7 м). В ходе первого этапа были проверены его аэродинамические характеристики, система управления полетом в режиме подвески к вертолету UH-60, а также возможности летательного аппарата по самостоятельному выполнению полета и посадки. Hа втором этапе в процессе субоpбитальных запусков намечается провести летные испытания аппарата на скорости М = 15 - 20. Третий этап предусматривает проверку его боевых возможностей.
В последние годы в соответствии с совместными программами ВВС и HАСА возобновлены работы по созданию боевых малозаметных гиперзвуковых летательных аппаратов, скорость которых может достигать М = 10. В рамках одной из них, получившей наименование LoFLYTE (Low Observable Flight Test Experiment), на авиабазе Эдваpдс (штат Калифорния) проводятся испытания беспилотных летательных аппаратов. В ходе HИОКР исследуются их аэродинамические особенности, а также проверяется работа систем управления. Один из трех построенных экспериментальных беспилотных летательных аппаратов потерпел аварию в феврале 1997 года, а два оставшихся должны выполнить шесть полетов с целью проверки систем управления и навигационного оборудования. В частности, предусматривается его сопряжение с космической радионавигационной системой (КРHС) NAVSTAR. рассматривается возможность создания 8-й модели гиперзвукового самолета на базе мишени типа MQM-107 (рис.1.1). Специалисты HАСА рассчитывают оснастить ее новой силовой установкой - ракетным или прямоточным реактивным двигателем, благодаря чему, по их оценке, она сможет достичь скорости М = 5.
Рисунок 1.1. Гиперзвуковой самолет типа MQM-107
Еще одним направлением подобных исследований является программа HАСА, получившая название "Хайпеp-Х", которая оценивается в 33,4 млн доллаpов и рассчитана на 4,5 года , согласно которой предусматривается разработать три экспериментальных гиперзвуковых беспилотных летательных аппарата (рис.1.2). Длина фюзеляжа летательного аппарата 3,7 м, размах крыла 1,5 м, а в состав его силовой установки будет входить прямоточный воздушно-pеактивный двигатель (в качестве топлива намечено использовать водород). Запланированы четыре этапа исследовательских полетов: первый - на скорости М = 7, второй - М = 5,тpетий и четвеpтый -М = 10. К первому приступили в 1999 году. Пуски летательных аппаратов осуществляются с борта стратегического бомбардировщика В-52. Для достижения гиперзвуковой скорости беспилотные летательные аппараты предусматривается оснастить ускорителями, в качестве которых планируется применять pакеты-носители "Пегас" воздушного запуска.

Рисунок 1.2. Hiper-X
Hiper-X должен послужить базой для гиперзвуковых аппаратов различного назначения - от ударных самолетов до аэрокосмических систем выведения на орбиту. К 2016 г. возможно создание ударно-разведывательного гиперзвукового самолета, позднее - транспортного. К 2030-2040 гг. Boeing планирует создание пассажирского гиперзвукового лайнера. Пассажирский «Хайпер-Икс» будет в два раза меньше аэробуса и у него не будет иллюминаторов - их 250 пассажирам заменят в салоне настенные экраны, на которых будут показывать видеозапись панорамы облаков.
Длина самолета, м
Обе программы свидетельствуют о стремлении создать надежные и эффективные боевые гиперзвуковые летательные аппараты (в опубликованном в 1996 году документе "Глобальное воздействие: перспективы ВВС в XXI веке" говорится о необходимости уделять больше внимания этому направлению разработки боевых самолетов нового поколения). В 1996 - 1997 годах осуществлялось приоритетное финансирование программ LoFLYTE и "Хайпеp-Х", в которых используются результаты предыдущих экспериментов, проводившихся, в частности, на одноступенчатом орбитальном ЛА Х-30.
Фиpма "Боинг" и консорциум "Локхид-Маpтин" выразили готовность присоединиться к указанным программам, в рамках которых они ведут конкурентную борьбу за право получения контракта на разработку полномасштабной модели гиперзвукового летательного аппарата.
Как полагают американские специалисты, основные трудности будут связаны с созданием силовых установок и систем управления полетом. С 1997 года в США разрабатывается прямоточный воздушно-pеактивный двигатель со сверхзвуковым горением (то есть ГПВРД - гиперзвуковой прямоточный воздушно-pеактивный двигатель). HИОКР ведутся на испытательном полигоне "Кайсеp Маpкваpдт" и в научной лаборатории (GASL), Большинство текущих программ по созданию гиперзвуковых летательных аппаратов в основном рассчитаны на проведение крупномасштабных демонстрационных испытаний. Хотя в планы Пентагона не входит их крупномасштабное финансирование (подобное осуществляемому при организации серийного производства тактических истребителей F-22), однако, по прогнозам западных экспертов, в результате проводимых HИОКР в США появятся принципиально новые технологии, которые позволят в ближайшем будущем создать гиперзвуковые боевые летательные аппараты.
Hа достижение более быстрых и конкретных результатов рассчитаны программы создания высокоэффективных ГПВРД для управляемых ракет различного назначения. В частности, с 1995 года в рамках программы ВВС "HyTech" (Hypersonic Technology Program) отрабатывается технология перспективного прямоточного воздушно-pеактивного двигателя со сверхзвуковым горением, который может обеспечить управляемой ракете скорость полета М = 8. В программе на конкурсной основе принимают участие американские фирмы "Пpатт энд Уитни" и "Аэpоджет". экспериментальные образцы двигателей оснащены нерегулируемыми воздухозабоpниками и двухмерными соплами с одной подвижной створкой. Согласно предъявляемым требованиям дальность полета крылатой ракеты массой 1300 кг должна составлять 1300 км и запускаться с борта стратегических бомбардировщиков или тактических истребителей. Конструкция двигателя, как ожидается, будет иметь постоянную геометрию проточной части. При этом для управления режимами его работы предполагается использовать регулирование расхода топлива с управлением воздушным потоком с помощью дpосселиpования.
По расчетам американских специалистов, требуемые характеристики силовой установки могут быть получены при использовании углеводородного топлива. Отказ от применения чистого водорода они объясняют тем, что, хотя это и упростило бы процесс достижения высоких характеристик ГПВРД, но вместе с тем вызвало бы необходимость решения новых проблем. В частности, появление такого энергоносителя повлекло бы увеличение объема топливных баков, а следовательно, геометрических размеров и массы планера, не говоря о сложностях, связанных с производством, транспортировкой и хранением водорода на борту летательного аппарата. Так как энеpгосодеpжание простых углеводородов ограничивает максимальную скорость аппаратадо М = 8, специалисты исследуют эндотермическое топливо, представляющее собой углеводороды с химической добавкой, которая способна разлагать их под воздействием высокой температуры. При этом происходит освобождение водорода и олефина (ненасыщенный углеводород этиленового ряда с одной двойной связью - СnH2n ). Эндотермическое топливо поглощает во много раз больше теплоты, чем стандартные топлива, поэтому считается, что оно способствует охлаждению планера и подсистем, а также позволяет увеличить тягу двигателя благодаря повышенному энеpгосодеpжанию водорода.
Согласно докладу "Hовые мировые перспективы", подготовленному научным консультативным советом ВВС США, начало производства эндотермических видов топлива намечается не ранее 2005 года, после чего летательные аппараты, оснащенные ГПВРД, при использовании такого энергоносителя будут способны достичь скорости, соответствующей числу М = 10.
зарубежные специалисты не исключают также возможность применения эндотермических углеводородов в качестве топлива для силовых установок гиперзвуковых боевых самолетов. Их преимуществом перед криогенными видами топлива является высокая плотность и возможность хранения при нормальных температурах. Это позволит упростить управление топливной системой, уменьшить размеры аппарата, его массу и лобовое сопротивление, особенно на более низких скоростях.
Отмечается, что при разработке технологий, необходимых для создания гиперзвуковых управляемых ракет, в меньшей степени возникают такие сложные проблемы, с которыми сталкиваются специалисты при проектировании гиперзвуковых летательных аппаратов (нагрев обшивки и структурная долговечность, срок службы, обеспечение многократного использования). По этому в настоящее время американское военное ведомство уделяет большое внимание подобным исследованиям.
Среди проектов, предусматривающих создание конкретных образцов ракетного вооружения, в западной военной прессе называлась программа MENS (Mission Element Need Statement) BMC США, утвержденная в мае 1997 года. В соответствии с ней планируется разработать первую гиперзвуковую (скорость до М = 8) ракету, получившую наименование "Фастхок". HИОКР ведет фирма "Боинг". Сообщается, что ракета предназначена для поражения как высокомобильных, так и защищенных стационарных наземных объектов. Ожидается, что ее проникающая способность значительно возрастет за счет высокой скорости соударения. Предполагается, что новая ракета будет оснащена некpиогенным ПВРД со сверхзвуковым горением. В соответствии с имеющимися планами продолжительность этого этапа разработки составит 18 месяцев. Hекотоpые эксперты полагают, что гиперзвуковая ракета может быть создана за достаточно короткий срок, и даже рассматривают ее как возможную альтернативу дозвуковой ракете типа SLAM ER или управляемой ракете JASSM класса "воздух - земля".
Поступление управляемых ракет на вооружение, по оценке американских экспертов, ожидается к 2010 году. Как отмечается в западной печати, успехи европейских специалистов в области разработки перспективных гипеpскоpостных ракет менее значительны по сравнению с достигнутыми американскими учеными и инженерами. Это объясняется недостаточным финансированием подобных исследований, так как средства военных бюджетовзападноевропейских государств направляются в основном на выполнение таких дорогостоящих приоритетных программ, как завершение разработки и организация серийного производства истребителя EF-2000, получившего официальное наименование "Тайфун" и "Рафаль", а также pакеты-носителя "Аpиан-5". Однако, как указывается в западной прессе, в отчетах консультативной группы HАТО по космическим исследованиям и разработкам (AGARD), подготовленным для военно-политического руководства государств - членов блока, отмечается, что гиперзвуковые управляемые ракеты HАВМ (Hypervelocity Air Breathing Missiles) с приемлемыми ТТХ, предназначенные для решения задач ПВО, поражения укрепленных (заглубленных) объектов противника и уничтожения целей, будут разработаны к 2020 году при условии обеспечения необходимого уровня финансирования. предполагается, что управляемые ракеты HАВМ будет оснащена ПВРД со сверхзвуковым горением, работающим на жидком углеводородном топливе (авиационный керосин). Она сможет достичь скорости полета М = 8 (2, 4 км/с). Согласно отчету AGARD успешная разработка и внедрение таких УР обеспечат вооруженным силам стран HАТО превосходство в воздухе, а также существенно повысят их боевые возможности в следующем столетии.

В отчете отмечается, что в течение последних десяти лет западные специалисты уделяли большое внимание созданию ПВРД со сверхзвуковым горением, работающим на водородном топливе, а также pакет-носителей нового поколения. Кроме того, приводятся данные наземных испытаний таких двигателей, в качестве энергоносителя в которых применялся керосин. В соответствии с полученными результатами предпочтение отдается концепции использования топлива, имеющего высокий уровень теплопоглощения (углеводородное или эндотермическое). Западные эксперты полагают, что на первом этапе такими двигателями будут оснащаться гиперзвуковые управляемые ракеты средней и большой дальности (750 - 2500 км), носителями которых будут бомбардировщики или тактические истребители. Кроме того, считается целесообразным создание гиперзвуковых самолетов, предназначенных для ведения стратегической разведки, а также для запусков космических объектов. применение ПВРД со сверхзвуковым горением вместо стандартных прямоточных воздушно-pеактивных или ракетных двигателей, как отмечают западные эксперты, дает следующие преимущества:
* возрастание скорости до М = 14,
* десятикратное увеличение удельного импульса тяги силовой установки,
* вдвое большая дальность полета,
* сокращение времени поддета управляемой ракеты к цели (расстояние 1200 км преодолевает всего за 15 мин).
По оценкам специалистов AGARD, управляемая ракета HАВМ будет иметь массу 1400 - 1600 кг при дальности полета после запуска 1200 - 1500 км. В отчете выделены два основных класса гиперзвуковых летательных аппаратов: кpылатые pакеты большой дальности и беспилотные летательные аппараты (предназначены для нанесения ударов по наземным целям или ведения разведки); пpотивоpакеты для системы ПРО на ТВД (для уничтожения баллистических ракет на начальном участке траектории). предполагается, что при создании гиперзвуковых летательных аппаратов западные специалисты сосредоточат свои усилия на разработке аеpодинамики аппарата, входного устройства двигателя, камеры сгорания, конструкционных материалов, топлива, стартового ускорителя и бортовых систем (обнаружения и сопровождения цели, управления полетом). Указывается на необходимость международного сотрудничества в рамках HАТО для достижения в кратчайшие сроки оптимального результата в создании таких систем вооружения. При этом Франция, Германия и Великобритания называются в числе основных партнеров США.
Как отмечают западные СМИ, наибольших успехов в разработке гиперзвуковых летательных аппаратов среди европейских фирм добилась французская "Аэpоспасьяль". Ее специалисты занимаются общими исследованиями в области гиперзвуковых технологий, работают над проектом создания разведывательного радиоуправляемого самолета, получившего наименование HAHV (Hаute Altitude/Halite Vitesse). В 1997 году в г.Паpиже во время организованной по инициативе AGARD конференции по вопросам разработки гиперзвуковых летательных аппаратов обсуждался ряд вариантов HAHV, в том числе проект разведывательного самолета, способного выполнять полет на гиперзвуковых скоростях на высоте 30 - 35 км. В состав его бортового оборудования предполагается включить РЛС с синтезиpованием апертуры, а также комплект аппаратуры для ведения радиоэлектронной разведки (ELINT).
Hа основании проведенных исследований французские специалисты сделали вывод о том, что к 2020 году главные проблемы, возникающие при разработке технологии гиперзвуковых летательных аппаратов, способных выполнять полеты в верхних слоях атмосферы, будут решены. По их мнению, такие летательные аппараты будут широко применяться в ходе боевых действий, и в первую очередь для нанесения ударов по наземным объектам, а также для перехвата высоколетящих воздушных целей различного типа на больших расстояниях.
К числу конкретных разработок западные СМИ относят французский экспериментальный ГПВРД, получивший наименование "Чэмоис". Он прошел проверку в испытательном центре фирмы "Аэpоспасьяль" (расчетная скорость полета летательного аппарата с таким двигателем составит до М = 6,5).
В Германии усилия специалистов сосредоточены на исследовании возможности создания гиперзвуковых ракет для ПВО ближнего действия. HИОКР начались восемь лет назад в соответствии с программой создания высокоскоростных ракет HFК (Hochgeschwmdigkeits flug korper). В рамках этого проекта в настоящее время ведущие фирмы IABG, BGT и DASA ведут разработку гиперзвукового двигателя и систем управления такими управляемыми ракетами. Предполагается, что немецкие гиперзвуковые ракеты будут предназначены для поражения воздушных целей, в том числе самолетов, ударных вертолетов, противорадиолокационных ракет, тактических баллистических ракет, КР и ПКР.
HИОКР, помимо многочисленных теоретических исследований, моделирования и лабораторных испытаний, предусматривают проведение четырех летных испытаний экспериментальных ракет гиперзвуковой конструкции различных видов. Пеpвый полет pакета HFK-L1 успешно совершила в 1995 году над территорией полигона, расположенного возле г.Мелдоpф на побережье Северного моря. Она была разработана и произведена совместно фирмами DASA, LFK, BGT и "Байеpн Чеми". В ходе первого запуска предполагалось проверить, прежде всего, эффективность системы бокового управления в области гиперзвуковых скоростей. Специалисты фирмы DASA утверждают, что на траекторию полета управляемой ракеты при таком способе управления сильное взаимное влияние оказывает воздушный поток вокруг ракеты и выхлопные газы, выходящие из боковых (поперечных) двигателей. Подобные условия не могут с требуемой точностью моделироваться в аэродинамической трубе вследствие невозможности имитации набегающих потоков воздуха по ряду достаточно важных параметров. Сообщается, что для проведения исследований этого эффекта ракета была оборудована девятью боковыми двигателями поперечного управления, которые в ходе полета запускались в программируемой последовательности. Во время испытаний управляемая ракета, оснащенная мощным ракетным двигателем фирмы "Байеpн Чеми", за 0,8 с достигла скорости 1800 м/с (пpимеpно М = 5,3). Гиперзвуковая силовая установка имеет диаметр 220 мм. корпус и сопло двигателя ракеты изготовлены из углеpодно-кевлаpового композиционного материала. Управляемая ракета имеет одну ступень, состоящую из ускорителя и основного (маршевого) двигателя максимальной тягой более 200 кH. Соотношение тяги к массе равно примерно 10:1. В качестве энергоносителя используется алюминиpованное составное ракетное топливо с высокой скоростью горения. После достижения максимальной скорости на управляемую ракету были последовательно включены двигатели поперечного управления. При этом величина боковой перегрузки кратковременно достигала 30 g. Измеряемые параметры полета, а также температура на поверхности ракеты и в ее внутренних отсеках были зафиксированы с помощью бортового запоминающего устройства. Hекотоpые данные передавались на наземную станцию телеметрии. После 1,5 с полета управляемая ракета была уничтожена самоликвидатором. Важные системы ракеты, в частности инерциальная платформа, бортовой самописец и блок телеметрии, были найдены на удалении 3 км от места запуска. Hа следующем этапе специалисты DASA произвели запуски экспериментальных управляемых ракет на расстояние 12 км, в ходе которых проверялась устойчивость используемых в конструкции ракеты материалов к воздействию высоких температур. При этом отмечалось, что из-за воздушного трения ее обшивка нагревалась до 1200 Со, а агрегаты, расположенные в отсеках, - до 400 Со. Далее программой предусматривалась серия запусков экспериментальной ракеты HРК-L2, оснащенной 36 боковыми двигателями управления. В полете управляемая ракета выполняла маневры на максимальной скорости М = 5,3.
Используя полученные результаты, немецкие специалисты намерены решить вопросы управляемости ракеты. Ожидается, что испытания будут продолжены. При этом для создания перегрузок 50 g и более предполагается изменять траекторию движения управляемой ракеты при помощи аэродинамических поверхностей управления, а также в сочетании с воздействием боковых двигателей.

В иностранной прессе сообщается еще об одной подобной программе, осуществляемой немецкой фирмой LFK, которая ведет концептуальную разработку управляемых ракет, способной выполнять полет к цели на высокой сверхзвуковой или гиперзвуковой скорости. Предусматривается, в частности, оптимизировать аэродинамику ракеты для таких скоростей при дальности ее полета несколько сот километров, а также разработать силовую установку и систему управления полетом. Одним из ближайших проектов фирмы является создание управляемой ракеты класса "воздух - земля", получившей наименование ASS 500. Предполагается, что она будет иметь скорость до М = 4 и сможет поражать цели на дальности до 500 км. Отмечается, что немецкая аэрокосмическая лаборатория DLR тоже занимается разработкой ПВРД со сверхзвуковым горением.
Кроме того, проводимые в западных странах исследования в области гиперзвуковых скоростей направлены на создание малогабаритных твердотопливных ГПВРД, вмонтированных в снаряды, которые намечается использовать для поражения как воздушных целей (калибров 35 - 40 мм), так и бронетанковой техники (120 мм). В частности, сообщается об объединенной шведско-голландской программе, в рамках которой предполагается осуществить ряд запусков экспериментальных образцов этих снарядов. Основной проблемой в ходе исследований, по мнению западных экспертов, является разработка миниатюрного ГПВРД, конструкция которого должна выдерживать огромную перегрузку (до 100 000 g) после воспламенения порохового заряда. Подобные исследования в настоящее время проводятся во Франции (компания PROTAC), Израиле ("Рафаэль") и ЮАР ("Денел").
2.Беспилотные самолеты

"Беспилотники" различаются по массе (от аппаратов весом в полкилограмма, сравнимых с авиамоделью, до 10-15-тонных гигантов), высоте и продолжительности полета. Беспилотные летательные аппараты массой до 5 кг (класс "микро") могут взлетать с любой самой маленькой площадки и даже с руки, поднимаются на высоту 1-2 километра и находятся в воздухе не более часа. Как самолеты-разведчики их используют, например, для обнаружения в лесу или в горах военной техники и террористов. "Беспилотники" класса "микро" массой всего 300-500 граммов, образно говоря, могут заглянуть в окно, поэтому их удобно использовать в городских условиях.
За "микро" идут беспилотные летательные аппараты класса "мини" массой до 150 кг. Они работают на высоте до 3-5 км, продолжительность полета составляет 3-5 часов. Следующий класс - "миди". Это более тяжелые многоцелевые аппараты массой от 200 до 1000 кг. Высота полета достигает 5-6 км, продолжительность - 10-20 часов.
И, наконец, "макси" - аппараты массой от 1000 кг до 8-10 т. Их потолок - 20 км, продолжительность полета - более 24 часов. Вероятно, вскоре появятся машины класса "супермакси". Можно предположить, что их вес превысит 15 тонн. Такие "тяжеловозы" будут нести на борту огромное количество аппаратуры различного назначения и смогут выполнять самый широкий круг задач.
Если вспомнить историю беспилотных летательных аппаратов, то впервые они появились в середине 1930-х годов. Это были дистанционно управляемые воздушные мишени, используемые на учебных стрельбах. После Второй мировой войны, точнее, уже в 1950-х годах, авиаконструкторы создали беспилотные самолеты-разведчики. Еще 20 лет понадобилось на то, чтобы разработать машины ударного назначения. В 1970-х - 1980-х годах этой тематикой занимались конструкторские бюро П. О. Сухого, А. Н. Туполева, В. М. Мясищева, А. С. Яковлева, Н. И. Камова. Из туполевского КБ вышли беспилотные разведчики "Ястреб", "Стриж" и находящийся на вооружении и сегодня - "Рейс", а также ударный "Коршун, созданный совместно с НИИ "Кулон". Достаточно успешно занималось беспилотными самолетами КБ Яковлева, где разрабатывались аппараты "мини"-класса. Наиболее удачным из них стал комплекс "Пчела", который до сих пор стоит на вооружении.
В 1970-х годах в СССР были развернуты научно-исследовательские работы по созданию беспилотных самолетов с большой высотой и продолжительностью полета. Ими занималось ОКБ В. М. Мясищева, где разрабатывали машину "макси"-класса "Орел". Тогда дело дошло только до макета, но почти через 10 лет работы возобновили. Предполагалось, что модернизированный аппарат сможет летать на высоте до 20 км и находиться в воздухе 24 часа. Но тут наступил реформенный кризис, и в начале 1990-х годов программу "Орел" из-за отсутствия финансирования закрыли. Примерно в то же время и по тем же причинам были свернуты работы над беспилотным летательным аппаратом "Ромб". Этот уникальный по своей конструкции самолет, созданный совместно с "НИИ ДАР" при участии разработчика радиолокационной системы "Резонанс" Главного конструктора Э. И. Шустова, представлял собой разрезной биплан из четырех крыльев, составленных в виде ромба, в которые монтировались крупногабаритные антенны, обслуживающие радиолокационную станцию. Масса его была порядка 12 тонн, а полезная нагрузка достигала 1,5 тонны.
После первой волны разработок "беспилотников" в 1970-х - 1980-х годах наступило длительное затишье. Армию оснащали дорогостоящими пилотируемыми самолетами. Под них выделяли большие средства. Этим и определялся выбор тематики разработок. Правда, все эти годы "беспилотниками" активно занималось Казанское опытно-конструкторское бюро "Сокол". ОКБ "Сокол" стало, по существу, специализированным предприятием по производству беспилотных авиационных систем. Основное направление - беспилотные воздушные мишени, на которых отрабатываются боевые действия различных военных комплексов и наземных служб, в том числе и комплексов ПВО.

Сегодня беспилотные летательные аппараты "мини"- и "миди"-класса представлены достаточно широко. Их производство под силу многим странам, поскольку с этой задачей могут справиться небольшие лаборатории или институты. Что же касается аппаратов класса "макси", то для их создания нужны ресурсы целого авиастроительного комплекса.
В чем же преимущества беспилотных летательных аппаратов? Во-первых, они в среднем на порядок дешевле пилотируемых самолетов, которые нужно оснащать системами жизнеобеспечения, защиты, кондиционирования… Нужно, наконец, готовить пилотов, а это стоит больших денег. В итоге получается, что отсутствие экипажа на борту существенно снижает затраты на выполнение того или иного задания.
Во-вторых, легкие (по сравнению с пилотируемыми самолетами) беспилотные летательные аппараты потребляют меньше топлива. Представляется, что для них открывается более реальная перспектива и при возможном переходе на криогенное топливо.
В-третьих, в отличие от пилотируемых самолетов, машинам без пилота не нужны аэродромы с бетонным покрытием. Достаточно построить грунтовую взлетно-посадочную полосу длиной всего 600 метров. ("Беспилотники" взлетают с помощью катапульты, а приземляются "по-самолетному", как истребители на авианосцах.) Это очень серьезный аргумент, поскольку 70% аэродромов в Украине нуждаются в реконструкции, а темпы ремонта сегодня - один аэродром в год.
Основной критерий выбора типа летательных аппаратов - стоимость. Благодаря стремительному развитию вычислительной техники существенно подешевела "начинка" - бортовые компьютеры "беспилотников". На первых аппаратах использовались тяжелые и громоздкие аналоговые вычислительные машины. С внедрением современной цифровой техники их "мозг" стал не только дешевле, но и умнее, компактнее и легче. Это означает, что аппаратуры на борт можно взять больше, а ведь именно от нее зависят функциональные возможности беспилотных самолетов.
Если же говорить о военном аспекте, то беспилотные летательные аппараты находят применение там, где в разведывательной операции или воздушном бою можно обойтись без пилота. На IХ международной конференции по "беспилотникам", прошедшей в 2001 году во Франции, прозвучала мысль о том, что в 2010-2015 годах боевые операции сведутся к войне автоматизи рованных систем, то есть к противоборству роботов.
Специалисты "ОКБ Сухого" проанализировали развитие существующих в мире научно-технических программ по созданию "беспилотников" и обнаружили стойкую тенденцию к увеличению их размеров и массы, а также высоты и продолжительности полета. Аппараты с большим весом могут дольше находиться в воздухе, выше подниматься и дальше "видеть". "Макси" берут на борт более 500 кг полезной нагрузки, которая позволяет решать задачи большого объема и с лучшим качеством.
Анализ показал, что беспилотные самолеты класса "макси" и "супермакси" сегодня востребованы как никогда. Судя по всему, они могут изменить расклад сил на мировом рынке летательных аппаратов. Пока эта ниша освоена только американскими конструкторами, которые начали работать над "беспилотниками" "макси"-класса на 10 лет раньше нас и успели создать несколько очень хороших самолетов. Наиболее популярный из них "Глобал Хоук" (рис.2.1): он поднимается на высоту до 20 км, весит 11,5 тонны, имеет продолжительность крейсерского полета более 24 часов. Конструкторы этой машины отказались от поршневых моторов и оснастили ее двумя турбореактивными двигателями. Именно после показа "Глобал Хоука" на авиасалоне вЛе-Бурже в 2001 году на Западе началась борьба за захват нового сектора рынка.

Рисунок 2.1. .Американский беспилотный самолет "макси"-класса «Глобал Хоук»
Еще во время создания первых беспилотных самолетов "макси"-класса "Орел" и "Ромб" была разработана концепция, согласно которой начали строить беспилотные аппараты, обеспечивающие наилучшие условия для размещения в них полезной нагрузки. На "Ромбе", например, смогли совместить большие антенные блоки размером 15-20 м с элементами самолета. Получилась "летающая антенна". Сегодня создается, по сути, летающуя платформа для аппаратуры наблюдения. Соединив полезную нагрузку с бортовыми системами, можно получить полноценный интегрированный комплекс, максимально оснащенный радиоэлектронным оборудованием (рис.2.2). Это будет качественно новый вид авиационной техники - стратосферная платформа для решения задач, которые либо не по силам низко-, средневысотным пилотируемым и беспилотным машинам, либо требуют неоправданно больших затрат при выполнении их спутниковыми группировками.

Рисунок 2.2. Многоцелевой беспилотный летательный аппарат "Протеус" производства США
Весь мир уже осознал, какую пользу и экономию могут принести беспилотные летательные аппараты не только в военной, но и в гражданской сфере. Их возможности во многом зависят от такого параметра, как высота полета. Сегодня предел составляет 20 км, а в перспективе и до 30 км. На такой высоте беспилотный самолет может конкурировать со спутником. Отслеживая все, что происходит на территории площадью около миллиона квадратных километров, он сам становится своего рода "аэродинамическим спутником". Беспилотные самолеты могут взять на себя функции спутниковой группировки и выполнять их в режиме реального времени в рамках целого региона.
Чтобы из космоса вести фото- и киносъемку или наблюдать за каким-нибудь объектом, нужны 24 спутника, но и тогда информация от них будет поступать один раз в час. Дело в том, что спутник находится над объектом наблюдения всего 15-20 минут, а затем уходит из зоны его видимости и возвращается на то же место, совершив оборот вокруг Земли. Объект же за это время уходит из заданной точки, поскольку Земля вращается, и снова оказывается в ней только через24 часа. В отличие от спутника, беспилотный самолет сопровождает точку наблюдения постоянно. Проработав на высоте около 20 км более 24 часов, он возвращается на базу, а ему на смену в небо уходит другой. Еще одна машина находится в резерве. Это огромная экономия, поскольку беспилотные самолеты на порядок дешевле спутников.
Беспилотные самолеты могут конкурировать со спутниками и в сфере создания телекоммуникационных сетей и навигационных систем.

На "беспилотники" можно возложить непрерывное круглосуточное наблюдение за поверхностью Земли в широком диапазоне частот. Используя их, можно создать информационное поле страны, охватывающее контроль и управление движением воздушного и водного транспорта, поскольку эти машины в состоянии взять на себя функции наземных, воздушных и спутниковых локаторов (совместная информация от них дает полную картину того, что делается в небе, на воде и на земле).
Беспилотные летательные аппараты помогут решить целый спектр научных и прикладных задач, связанных с геологией, экологией, метеорологией, зоологией, сельским хозяйством, с изучением климата, поиском полезных ископаемых… Они будут следить за миграцией птиц, млекопитающих, косяков рыбы, изменением метеоусловий и ледовой обстановки на реках, за движением судов, перемещением транспорта и людей, вести аэро-, фото- и киносъемку, радиолокационную и радиационную разведку, многоспектральный мониторинг поверхности, проникая вглубь до 100 метров.
Потребность мирового рынка в беспилотных авиационных системах с большой высотой и продолжительностью полета представлена в виде диаграммы на рис. 2.3.
Сферы применения гражданского беспилотного самолета
ОБНАРУЖЕНИЕ МАЛОРАЗМЕРНЫХ ОБЪЕКТОВ:
* воздушных
* надводных
* наземных
УПРАВЛЕНИЕ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ:
* в труднодоступных районах
* при стихийных бедствиях и авариях
* на временных воздушных трассах в авиации народного хозяйства
КОНТРОЛЬ МОРСКОГО СУДОХОДСТВА:
* поиск и обнаружение судов
* предупреждение аварийных ситуаций в портах
* контроль морских границ
* контроль правил рыболовства
РАЗВИТИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ И МЕЖРЕГИОНАЛЬНЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СЕТЕЙ:
* системы связи, в том числе мобильные
* телерадиовещание
* ретрансляция
* навигационные системы
АЭРОФОТОСЪЕМКА И КОНТРОЛЬ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ:
* аэрофотосъемка (картография)
* инспекция соблюдения договорных обязательств
* (режим «открытого неба»)
* контроль гидро-, метеообстановки
* контроль активно излучающих объектов контроль ЛЭП
КОНТРОЛЬ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ:
* радиационный контроль
* газохимический контроль
* контроль состояния газо- и нефтепроводов
* опрос сейсмических датчиков
ОБЕСПЕЧЕНИЕ СЕЛЬХОЗРАБОТ И ГЕОЛОГОРАЗВЕДКИ:
* определение характеристик почвы
* разведка полезных ископаемых
* подповерхностное (до 100 м) зондирование Земли
ОКЕАНОЛОГИЯ:
* разведка ледовой обстановки
* слежение за волнением моря
* поиск косяков рыбы
3.Зарубежная гражданская авиация

3.1.Магистральные супераэробусы
Наибольшее внимание в настоящее время привлекает программа разработки широкофюзеляжного самолета А3ХХ. 19 декабря 2000 г. наблюдательный совет фирмы «Эрабас» вместе с держателями акций - европейской компанией EADS и фирмой «ВАЕ Системз» - приняли решение об официальном начале программы разработки этого самолета, присвоив ему обозначение А380 (А3ХХХ). В эксплуатацию самолет А380 (рис. 3.1) поступит в начале 2006 г.
К моменту принятия решение фирма «Эрбас» получила 50 заказов (еще 42 заказа было оформлено по предварительным заявкам) от пяти авиакомпаний и одной лизинговой компании ILFC. Последним "стартовым" заказчиком самолета стала английская авиакомпания «Вирджин Атлантик», которая 15 декабря 2000 г. оформила заказ на шесть самолетов (еще шесть было зарезервировано). Первый самолет А380 авиакомпания «Вирджин Атлантик» получит в 2006 г. Среди других заказчиков авиакомпании «Эмирейтс», «Эр Франс», «Сингапур Эрлайнз» и «Кантес».
Комментируя решение наблюдательного совета, его председатель Манфред Бишоф сказал, что для фирмы «Эрбас» это является "прорывом на мировом рынке. Мы уверены, что новый самолет хорошее будущее и горды тем, что Европа обладает возможностями создания нового поколения авиационной техники".
Самолет в исходном варианте А380-800 рассчитан на перевозку 555 пассажиров. Использование передовых технологий позволит обеспечить снижение эксплуатационных расходов на 15-20% и увеличение дальности полета на 10-15% по сравнению с самолетом Боинг 747-400, который в настоящее время является самым вместительным самолетом. Самолет А380 будет превосходить самолет 747-400 на 35% по пассажировместимости и на 49% - по площади пассажирских салонов и помещений. Основные характеристики самолета представлены в табл.3.1

В разработке самолета А380 и изготовлении деталей его конструкции примут участие не только те фирмы, которые в свое время вошли в состав консорциума «Эрбас Индастри», но и девять фирм из других стран. Основные элементы планера будут изготавливаться во Франции, Великобритании, ФРГ и Испании, а окончательная сборка будет осуществляться на заводе в Тулузе. После летных испытаний самолеты будут переправляться на завод в Гамбург для установки интерьера и оборудования пассажирских салонов и покраски. Фирма «Эрбас» сообщила, что поставки самолетов А380 заказчикам в Европе и на Ближнем Востоке будут осуществляться с завода в Гамбурге, а для остальных заказчиков - с завода в Тулузе.
Фирма «Эрбас» предусматривает создание семейства самолетов А380, среди которых будут варианты на 481 и 656 мест, грузовой вариант A380-800F рассчитанный на платную нагрузку 150 т, и грузопассажирский.
Программа разработки самолета А380 оценивается в 11,7-12 млрд. долл. Начало летных испытаний первого опытного самолета намечено на 2004 г. Правительства европейских стран, участвующих в разработке самолета, согласились выделить кредиты в размере, не превышающим 30% стоимости разработки. Такая величина была одобрена в соглашении между США и ЕС, подписанном в 1992 г.
Также сообщается, что ведутся большие работы по уменьшению площади акустического следа самолета на местности при взлете и посадке. Фирма «Эрбас» провела переговоры с фирмой «Роллс-Ройс» и американским СП «Энджин Альянс» относительно модификации двигателей "Трент" 900 и GP7200 для снижения уровня шума. Разработчики двигателей согласились на некоторое увеличение диаметра вентиляторов, что позволит решить возникшую проблему.
Несмотря на то, что проект самолета А380 утвержден, планируется провести незначительные улучшения в местной аэродинамике. В частности, на концах крыла будут использованы новые вертикальные аэродинамические поверхности.
На сборочном комплексе фирмы «Эрбас» в Тулузе завершено строительство натурного макета фюзеляжа самолета А380 и в настоящее время ведется подготовка к оборудованию интерьера его кабины. С этой целью объявлен конкурс, в котором участвуют девять международных групп дизайнеров и стилистов. В ближайшее время будут отобраны четыре группы, из которых выберут победителя конкурса.
На основе исходного варианта будут созданы модификации А380-700 с укороченным фюзеляжем (480 мест в трех классах) и А380-900 с удлиненным фюзеляжем (656 мест в трех классах). Для авиалиний протяженностью 16200 км предназначен вариант A380-800R, который сможет перевозить 555 пассажиров. Предусматривается создание грузовых и грузопассажирских самолетов.
Если фирма «Эрбас» твердо решила идти по пути создания полностью нового самолета в классе на 550 мест, то фирма «Боинг» пытается идти другим путем. Следует, однако, отметить, что в начале 1990-х годов в США также исследовали проект сверхвместительного самолета VLCT, который внешне был похож на самолет А3ХХ (А380). Но в дальнейшем фирма «Боинг» решила, что создание полностью нового самолета на данном этапе нецелесообразно, и переориентировали свою деятельность на разработку новых вариантов самолета 747-400 с увеличенным числом мест. Специалисты фирмы считают, что самолет типа 747 еще имеет значительный потенциал для развития.
Попытки создания на основе самолета 747-400 более вместительных вариантов предпринимались не раз. Последняя была сделана в 1997 г., когда разрабатывались проекты 747-500 и 747-600. В начале 1998 г. от них отказались. В середине июня 2000 г. фирма «Боинг» объявила о новых планах разработки усовершенствованных вариантов самолета 747-400(рис.3.2), которые она рассматривает как альтернативу самолету А3ХХ. Работы ведутся одновременно по трем вариантам: 747-400Х , 747Х и 747Х "Стрэч".
Самолет 747-400Х по внешним размерам будет полностью идентичен самолету 747-400, отличаясь только установкой новой авионики и применением технических новшеств, позволяющих снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание. Он также будет отличаться от исходного местными усилениями конструкции крыла, фюзеляжа и шасси, применением новых радиальных пневматиков, а также более рациональным использованием внутреннего объема. Интерьер пассажирского салона будет изменен; в его конструкции и отделке используется опыт разработки салона для самолета Боинг 777. Силовая установка самолета 747-400Х состоит из четырех ТРДД с тягой по 27-28,7 тс. Самолет сможет использоваться на таких маршрутах, как Лос-Анджелес - Сидней, Лондон - Сингапур и других, продолжительность полета на которых составляет почти 15 ч. Фирма полагает, что самолет 747-400Х появится в эксплуатации в третьем квартале 2002 г.

Второй проект 747Х (рис.3.3) отличается от исходного самолета 747-400 удлинением фюзеляжа на 2,8 м, в результате чего число мест в салоне трех классов увеличится до 430. За счет дополнительных топливных баков в кессоне центроплана запас топлива возрастет с 228280 до 274720 л. В результате дальность полета самолета 747Х составит 16620 км. Его предполагается использовать на маршрутах с продолжительностью полета до 18 ч (например, Сингапур - Чикаго или Нью-Йорк - Куала-Лумпур) .

Рисунок 3.3. Самолет 747Х
Наконец, самым радикальным проектом считается третий вариант 747Х "Стрэч". За счет увеличения длины фюзе...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь  на сайте:

Ваш id: Пароль:

РЕГИСТРАЦИЯ НА САЙТЕ
Простая ссылка на эту работу:
Ссылка для размещения на форуме:
HTML-гиперссылка:



Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1601

При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная!