Здравствуйте, уважаемые читатели! С вами снова Елена Голенастова. Сегодня последний выпуск рассылки о самолетах.
На следующей неделе начнем другую тему. Присылайте свои пожелания.

Прочность и безопасность самолета

Каждый тип самолета должен пройти в специальных лабораториях испытание на прочность. Если самолет выдерживает нагрузку больше расчетной, это... очень плохо: конструкцию надо облегчить, чтобы самолет мог брать больше горючего или груза.

Очень важно поэтому знать, какие нагрузки в полете будут действовать на самолет. Эти нагрузки будут больше, если самолет должен выполнять различные маневры. Но даже тяжелые, неманевренные самолеты должны выдерживать порывы ветра, скорость которых на высоте около 11 км иногда достигает 200 км/ч.

Самолет может разрушиться в воздухе не только от порыва ветра. Ведь конструкция самолета не может быть, как говорят специалисты, абсолютно жесткой – при нагрузках он деформируется. А при деформациях крыла изменятся и аэродинамические силы. На большой скорости и при неправильно конструкции изменения аэродинамических и инерционных сил могут вызвать очень опасные колебания, которые за несколько секунд способны разрушить самолет. Такое явление называется флаттером . Предотвращение флаттера – трудная и сложная задача.

Действия летчика в полете должны быть точными и быстрыми. Поэтому перед тем, как лететь на новом самолете, летчик много часов проводит на летном тренажере.

Есть два типа установок, которые позволяют воссоздать на земле условия близкие к полетным. Это авиационные тренажеры, предназначенные для обучения летного состава навыкам пилотирования на том или ином типе самолетов, и пилотажные стенды (на них проводятся исследования, связанные с созданием новых летательных аппаратов или проведением исследований).

На авиатренажерах стоят системы кабиной и внешней имитации обстановки (визуальная информация), приборы, показывающие угловое и линейное ускорение, а также вычислительные машины, которые моделируют динамику летательного аппарата. Кроме того, моделируется шум двигателей и звуковые эффекты.

Отличием пилотажного стенда от тренажера является то, что на нем возможно моделирование динамики различных летательных аппаратов и вариантов систем управления.

Предлагаю вам статью одного из моих читателей. Читайте и присылайте отзывы на мой электронный адрес (адрес в конце рассылки) или на адрес, указанный в конце данной статьи.

И в каждом пропеллере...

Открытие новой рыночной ниши сродни находке мореплавателя, когда после многомесячного разглядывания бескрайней океанской глади, вестовой вдруг вскрикивает: «Земля!». В нашу эпоху всеведающих спутников и батискафов, казалось бы, бессмысленно начинать поиски «terra incognito», равно как и ломать голову над выдумыванием невостребованных доселе человеческих нужд. Хотя прорывы вроде компьютерной техники, Интернета и сотовой связи все же дают надежды на еще скрытые возможности потребительских возжеланий. Мелкому и среднему бизнесу проще: на стыке различных отраслей всегда появляются различные «пустоты», которые быстро заполняются какими-нибудь ЧП, ПБОЮЛ или ООО. Однако куда девать свою энергию и свободные финансы «акулам предпринимательства»? Покупка драгоценностей, футбольных клубов и лунных кратеров скучна, а самодержавных тронов на всех не хватает (шапка Мономаха и вовсе одна!), так что же прикажете делать с излишне присвоенной «прибавочной стоимостью»? – Приказываем: вкладывать в авиацию!

Ну, вот тебе и раз!- подумают многие образованные члены общества и уже будут готовы перейти к изучению другого материала, но мы все же попросим их дочитать эту статью до конца – хотя бы из принципа.

Итак, первоначальное разочарование нашим предложением вполне понятно: какой смысл вкладывать деньги в полумертвую промышленность с устаревшим оборудованием и технологиями, при отсутствии конкурентоспособных разработок и высококвалифицированных специалистов (в первую очередь инженерного состава)? Для сравнения: за рубежом перепроизводство гражданских самолетов составляет 30% и рынок ПРОТЕКЦИОНИСТСКИЙ на всех уровнях! Обреченность нашего гражданского авиапрома не вызывает сомнения даже у безграмотных зулусов…

Однако воздух, плохой или хороший, в отличие от воды и тем более дорог (Россия здесь не одинока), есть в ЛЮБОЙ точке нашей планеты. И в пику жидкому океану, заселен он гораздо скромнее. Впрочем, оживленные европейские авиатрассы уже нарезаны на коридоры по 300 метров, но это на высотах от 5 до 11 км. А вот до 5000 метров – зона малой авиации, о которой и пойдет речь.

В Самаре после развала местного авиационного завода по классической схеме «хотели как лучше, но все украли до нас» разрозненные группки ностальгирующих специалистов, действительно увлеченных авиацией, создали несколько предприятий по производству небольших самолетов и гидропланов вместимостью 1…6 человек. Показательные выступления на всевозможных авиашоу – вот пока единственное практическое применение данного вида транспорта, хотя якобы потенциал рынка высок. На слабые результаты продаж сказывается и отсутствие законодательной базы для малой авиации, и малая надежность изделий в принципе кустарного производства, ее дороговизна для заинтересованного потребителя, которому еще надо научиться управлять подобной техникой… В общем, и здесь без грандиозного национального "Проекта" не обойтись, а уж государственные деньги у нас делить и распределять умеют на всех эшелонах власти… до которых они успеют дойти!

Для национального проекта нужны не менее глобальные проблемы, которые он мог бы решить окончательно, а не как в случае с "неблагодарными" учителями и врачами: сколько ни дай, все мало! Таких "есть у нас": браконьерство (особенно рыболовное); поиск попавших в беду мореплавателей, альпинистов, полярников и пр., доставка им провианта и средств спасения; мониторинг вулканической деятельности, лесных пожаров, распространения вредных насекомых и борьба с ними; охрана тысяч километров (!) границ, морских рыбных ресурсов; поиск и уничтожение посевов наркотических растений... Список может быть дополнен менее насущными проблемами, которые тревожат каждого из нас.

Итак, как же предлагается бороться со всем этим полчищем "обкуренных браконьеров за насекомыми"? Очень просто - при помощи небольших беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)! "Постойте, а куда вы дели пилота?"- спросите вы. А был ли мальчик, точнее, а нужен ли нам человеческий фактор? Пилот и система его жизнеобеспечения на аэроплане отнимают значительную часть грузоподъемности пилотируемого аппарата, а участие экипажа в управлении современных самолетов сведено до минимума: "Покормите пассажиров, нажмите автопилот и не трогайте другие кнопки!" Пусть не обижаются настоящие летчики за такую профанацию их труда - бывают, конечно, и внештатные ситуации, и электроника дает сбои - здесь ваш профессионализм неоценим. Но, положа руку на сердце, вы все же согласитесь с данным, гротескно утрированным, определением...

Пилотам придется переквалифицироваться в операторов дистанционного управления БПЛА, которым, впрочем, может и должен стать любой грамотный человек. Судите сами: перед взлетом БПЛА в него необходимо будет только ввести программу (содержащую цель, маршрут и высоту полета), которая автоматически по интернету зарегистрируется в региональном центре малой авиации (будут созданы в рамках Проекта) для снижения риска столкновений и терактов. Слежение за положением БПЛА и его заявленному маршруту будет осуществляться по радиосигналам, системам позиционирования ГЛОНАСС и GPS, а так же радарными установками. Рассмотрим насколько конкретных применений.

Допустим, фермеру (или крупному аграрному хозяйству) необходимо внести подкормку растениям или обработать поля пестицидами, определить степень всхожести или зрелости зерновых, состояние пастбищ и пр. Он устанавливает ситуативное оборудование на БПЛА и загружает маршрут полета (как вы понимаете, подробная трехмерная карта региона и радиомаячки - они же базовые станции сотовых операторов - являются одним из условий функционирования данной системы), а затем, сидя в уютном месте со стаканом... парного молока и ноутбуком, принимает потоковое видио (по каналам сотовой связи 3- или 4G) и технологические параметры полета. По окончании полета БПЛА автоматически приземляется возле ангара и цикл повторяется снова...

Или же нефтяники для охраны своих трубопроводов приобретут сотню-другую эскадрилей подобных БПЛА: здесь система вообще может работать в автоматическом режиме, т.к. труба сама по себе является хорошим ориентиром, а любое движение возле нее или временное изменение ландшафта (определяется программами типа FineReader) будет расцениваться как незаконное вторжение в хозяйственную деятельность. Вот здесь для наказания лиходеев может пригодиться 30-мм пейнтбольная пушка - она как и ее младший аналог должна стрелять красящими шариками с помощью сжатого воздуха. Шарики могут быть заполнены не только красящим, но и плохо пахнущим составом для надежного отпугивания и последующего поиска покусителей на чужое добро...

Это же оружие поможет в борьбе с браконьерами всех мастей на нерестовых реках и морском экономическом пространстве: шарики с отходами свиного производства малоопасны для природы, но аппетит отобьют надолго, одновременно с теми частями туловища, в которые они угодят. Для патрулирования границ с мусульманскими странами это вообще незаменимое оружие: вряд ли найдутся желающие нелегально переходить границу, зная, что они могут стать "помазанниками" отнюдь не божьими... Правомерность использования таких систем нужно подтвердить законодательно, что можно увязать с обеспечением охраны государственных границ - там отрицательных мнений не будет.

Если возникнут какие-то трудности с Думой, надо сразу провести среди депутатов чемпионат по настоящему воздушному бою, где они будут выступать виртуальными пилотами-операторами на "боевых" самолетах в реальном времени. Победит, естественно, "Единая Россия" (ставлю полгонорара!), а подобные бои среди нефтяников, газовиков, МЧС и пограничниками станут регулярными. Не берусь настаивать, но эти серьезные организации будут использовать настоящие пулеметы в своих боях: подсчет разноцветных пятен на БПЛА "противника" они сочтут детской забавой...

Далее подтянутся иностранцы, которых кроме экзотики Крайнего Севера и катания на оленях можно будет развлекать подобным образом. Для пущего антуража бои следует проводить среди исторических соперников: англичанами и французами, французами и немцами, греками и турками, американцами и ... всей планетой. Отточить свое мастерство до реального "спаринга" желающие смогут в компьютерной игре, полностью имитирующей поведения БПЛА и его вооружения (начинать следует с трубки с горохом, а высший уровень - пулемет КПВТ калибра 14,5 мм). Таким образом, расходы на рекламу минимизируются, и появляется еще один источник дохода. В 2020 году можно потребовать внести воздушные бои на БПЛА в список олимпийских дисциплин (если олимпийский комитет откажется - см. "лекарство" выше!), и уж здесь наши "покрышкины" не подкачают!

Дети снова пойдут в патриотические кружки, а не в шеренгах со свастикой. Их родители получат новые рабочие места (а старые займут китайцы). Сотовые операторы наконец приобретут рынок сбыта для своих услуг связи 3 (4) поколения. Программистам и эпектронщикам тоже есть где голову и руки приложить небезвоздмездно! Государство будет довольствоваться "скромными" налоговыми поборами и социальной стабильностью, снижением наркомании и теневого оборота промысловой икры. МЧС и МО так же обрадуются универсальному разведчику-спасателю, а фирмы-производители пластиковых окон найдут себе применение после падения спроса на их основную продукцию. При чем здесь окна? - Да, настала пора представить героя нашего рассказа: уникальный БПЛА с уникальным двигателем и системой управления.

Почему все уникальное, т.е. впервые созданное? Ответить на этот вопрос можно очень просто - нужен революционный скачок для получения нового потребительского качества. Проектная себестоимость планера ожидается в пределах 10 тысяч рублей (не фантиков!), а двигателя - 5000 руб! Авионика и системы телеметрии при массовом выпуске уложатся в сумму вышеуказанных агрегатов. В результате БПЛА с нехитрым обвесом будет стоить в пределах 50 тыс... руб. Причем, это будет универсальный аппарат с возможностью сезонной работы: весной на нерестилищах рыб, летом на крестьянских полях и посевах мака с коноплей, зимой на лавиноопасных перевалах...

Большую часть деталей планера предполагается изготавливать экструзией из ПВХ (поливинилхлорида), как обычные оконные или стеновые профили. Этот материал имеет достаточную прочность и огнестойкость, химически инертен и допускает повторную переработку. К тому же существует развитая сырьевая база, отлаженная технология производства, оснащенного современным оборудованием, квалифицированный персонал и пр.

Двигатель кулисный, с самовоспламенением от сжатия специального топлива (дешевого и экологически почти безвредного), с воздушным охлаждением и наддувом. Низкая его стоимость обусловлена малодетальностью и небольшим ресурсом, равным ресурсу планера: около 5000 летных часов. Хотя планер вряд ли столько "протянет": такой срок подразумевает порядка 1000 взлетов и посадок, а последние не всегда будут "мягкими". Но ничто не мешает переставить приборы и авионику на новый "скелет" БПЛА, что удешевляет эксплуатационные расходы.

Грузоподъемность первых модификаций предполагается до 150...200 кг. Этого вполне достаточно для многих целей использования; крейсерская скорость полета - 80...100 км/ч. Взлетно-посадочная полоса не требует специальной подготовки, а длины должно хватить 100...200 метров. После выработки топлива БПЛА будет иметь плавучесть, а специальные версии гидроплана - и подавно. При серийности выпуска 20 тыс. шт/год можно быстро покрыть собственные нужды, а излишки экспортировать. Малый ресурс будет способствовать возобновляемости производства, так что застой этому сегменту рынка не грозит.

Несомненно, вложения в создание предприятия по производству БПЛА окупятся скорее, если оно будет организовано в одном из создаваемых технопарков. Не удивлюсь, если это опять будет Подмосковье: здесь уже готова вся инфрастуктура и наличествуют предполагаемые смежники. Не хватает пока только двух составляющих: Генерального конструктора данной темы и Генерального подрядчика, готового осуществить организацию и финансирование всего проекта. Впрочем, с Генеральным конструктором вопрос решаемый, осталось найти человека, желающего вписать свое имя в историю отечественной, а может и мировой, авиации...

В.В. Синица
vlad_sin@mail.ru
http://gidrolab.ru/inv/

В предыдущем выпуске я предлагала вашему вниманию статью о Большом Адронном Коллайдере, которую прислал мне один из читателей рассылки. Хотелось бы получить от вас отзывы по поводу этой статьи. Пишите, постараюсь ответить на все письма. Вот ссылка: http://dovgel.com/htm/apokal-r.htm .

1. Детская энциклопедия. Вещество и энергия. Том №3.
2. Сайт: http://www.sibsau.ru/gorisont/colleagues/1.shtml
3. Сайт: http://commi.narod.ru/txt/1983/1211.htm
4. Письма читателей рассылки

До встречи через неделю. С уважением, Елена.