Сибирские учёные рассказали об инновационных разработках в области авиации и новых видах транспорта для Сибири и Крайнего Севера.
КОГДА НАЧАЛИСЬ РАЗРАБОТКИ?
Первый специализированный самолёт для Арктики спроектировал и построил в 1935 году советский авиаконструктор Роберт Бартини (с 1952 по 1956 гг. Роберт Людвигович работал в Новосибирске главным инженером перспективных схем летательных аппаратов в Сибирском научно-исследовательском институте авиации (СибНИА).
Дальний арктический разведчик (ДАР) – так Бартини назвал свой самолёт – представлял собой летающую лодку с двумя двигателями по 860 л. с. Главное достоинство машины было в том, что она могла садиться на воду, на снег и лёд и взлетать с них.
Сибирские авиаконструкторы, основываясь на проекте Бартини, разработали современный вариант арктического разведчика и в феврале 2019 года получили патент на эту разработку. Как рассказал старший научный сотрудник СибНИА Владимир Мымрин, благодаря применению современных материалов, расход топлива снижается в два раза. При этом самолёт может взлетать и садиться без аэродромов. Теперь «дело за малым» – построить машину в реальности, провести испытания…
ЧТО ТАКОЕ КОНВЕРТОПЛАН?
Другое направление исследований сибирских авиаконструкторов – конвертопланы. «Транспорт будущего – летательные аппараты, способные вертикально взлетать и садиться, а также развивать большую скорость при горизонтальном движении», – говорит ведущий научный сотрудник института Николай Сохи.
Современная российская авиация располагает только одним видом летательных аппаратов, способных вертикально взлетать и садиться, – это вертолёт. Однако зарубежная инженерная мысль устремлена на создание иных конструкций.
По убеждению Николая Сохи, на смену вертолётам скоро придут конвертопланы – летательные аппараты, способные подниматься в воздух вертикально, как вертолёты, а затем переводить винты в «самолётное» положение и летать со скоростью, недостижимой для обычных винтокрылых машин.
Дальше других в деле создания конвертопланов продвинулись американцы. Так, конвертоплан CV-22 Osprey (совместная разработка Boeing и Bell) с 2017 года стоит на вооружении ВВС США. Bell ведёт и собственные разработки и, кроме самого тяжёлого в мире конвертоплана, уже создал его миниатюрного родственника. Это TR918 Eagle Eye. Его винты также могут занимать как горизонтальное положение (для вертикального взлёта), так и наклоняться вперёд по мере разгона аппарата – в этот момент он превращается в самолёт, способный на продолжительные вояжи и дежурство в воздухе. Этот конвертоплан беспилотный и предназначен для разведки.
Россия не ведёт разработку и создание конвертопланов. В нашей стране такой работой занимаются лишь любители. Так, на конкурс лучших моделей летательных аппаратов вертикального взлёта, проведённый в России в 2017 году на общественных началах, заявилось лишь 60 участников. Автором лучшей модели стал дизайнер ЖКХ.
По мнению Николая Сохи, такая позиция может отбросить нашу страну назад, как это бывало уже не раз в современной истории. Учёные СибНИА обратились в Министерство авиационной промышленности с предложением построить демонстратор, на котором можно было бы проверять теории и расчёты в области создания новых летательных аппаратов вертикального взлёта.
Впрочем, у конвертопланов есть не только сторонники, но и противники. Например, доктор технических наук, автор статей об авиации Владимир Спицын говорит о проблеме управляемости конвертопланов: «Все конвертопланы сталкиваются со специфической проблемой управляемости, которая не является характерной для самолётов. На самолётах, движущихся с достаточно высокой поступательной скоростью, традиционные органы управления (элероны, рули направления и рули высоты) находятся в воздушном потоке. Реакция воздушного потока на отклонение этих органов управления обеспечивает управляющие силы, которые изменяют положение самолёта в пространстве. На конвертопланах использование таких органов управления полётом возможно лишь на режиме горизонтального (поступательного) полёта, но они оказываются бесполезными на режимах вертикального взлёта и посадки, а также висения».
В мире уже было несколько аварий с конвертопланами. Во время одной из них в 2017 году у берегов Австралии погибли 26 военнослужащих армии США.
НАД ЧЕМ РАБОТАТЬ ДАЛЬШЕ?
Начальник отдела прогнозирования перспективных исследований СибНИА Дмитрий Смирнов рассказал о других мировых трендах в сфере самолётостроения. Один из них – разработка авиационных двигателей на электрической тяге. «По дорожной карте НАСА воздушные суда малой вместимости – на 30–40 пассажиров – будут оснащены гибридными двигателями уже в ближайшие десять лет, – рассказал Дмитрий Смирнов. – Создание таких двигателей для магистральных авиалайнеров намечено на 2045–2050 гг. В России мы планируем выход на аналогичные показатели в это же время».
Однако, чтобы заменить керосин безвредной для экологии электрической энергией, нужно сделать самолёты и двигатели в разы легче, чем сейчас. Эту задачу можно решить, используя композитные материалы и технологии 3D печати. Методом 3D печати в России уже создают турбореактивный двигатель. Обещают, что его вес будет на 50% меньше, чем у обычного. В качестве транспорта для Арктики учёные предлагают не только авиацию. Профессор Сибирского государственного университета путей сообщения Виктор Соколов представил проект эстакадного транспорта. Сама технология опять же не нова. Первую «надземку» построили в Нью-Йорке в 1868 году.
Современные эстакады предполагают не движение паровозов по железной дороге, вознесённой над землёй, а полёты поездов на магнитной подушке. Такой транспорт, полагают сторонники концепции, будет актуален в отдалённых местностях для корпораций, занимающихся добычей природных ресурсов.
Однако первую линию эстакадного транспорта специалисты предлагают построить не в Арктике, а в Сибири, и связать ею аэропорт Толмачёво с новосибирским Академгородком. По их подсчётам, при стоимости билетов порядка 300 рублей окупаемость проекта составит меньше 3 лет.