Реферат: Новые проекты воздушного транспорта

--PAGE_BREAK--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.
<img border=«0» width=«300» height=«160» src=«ref-1_800310211-10928.coolpic» hspace=«10» vspace=«3» alt=«A3XX-100» v:shapes="_x0000_s1027">http://www.sergib.agava.ru/inter/airbus/3xx/img/a3xx-100.jpg
Рисунок 3.1. Самолет А3ХХХ-100

www.sergib.agava.ru/inter/airbus/3xx/img/airbus380.jpgК 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
Таблица 3.1. Расчетные характеристики самолета Эрбас А380-800

    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.

www.sergib.agava.ru/inter/airbus/3xx/img/a380_em.gifПрограмма 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».
<img border=«0» width=«300» height=«160» src=«ref-1_800321139-8094.coolpic» hspace=«10» vspace=«3» alt=«747-400X авиакомпании Quantas» v:shapes="_x0000_s1028"> 
   
Рисунок 3.2. Самолет 747-400

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) .
<img border=«0» width=«397» height=«268» src=«ref-1_800329233-6881.coolpic» alt=«Габариты 747X» v:shapes="_x0000_i1026">

Рисунок 3.3. Самолет 747Х

Наконец, самым радикальным проектом считается третий вариант 747Х «Стрэч». За счет увеличения длины фюзеляжа на 9,6 м число мест в салоне трех классов возрастет с 416 до 504-522, т.е. на 25%. Удлинение фюзеляжа достигается двумя дополнительными секциями: одна в районе верхнего пассажирского салона, а другая — за крылом. Более чем на 26% возрастет объем нижних грузовых отсеков: он будет равен 191 м3, что на 28,3 м3 больше, чем на самолете А3ХХ-100. По стоимости 1 место-км самолет 747Х «Стрэч» будет на 12 — 14% дешевле самолета 747-400 и на 3% дешевле самолета А3ХХ-100 при перевозках на международных авиалиниях.

На самолете 747Х «Стрэч» предполагается применить новое крыло, размах которого составит почти 70 м. В настоящее время фирма «Боинг» проводит активные исследования нового крыла, аэродинамические характеристики которого будут существенно улучшены по сравнению с исходным крылом, созданным по технологии 1960-х годов. Крыло предполагается оснастить усовершенствованными законцовками; фирма исследует несколько вариантов. На самолете будет применено новое основное шасси, а также изменена конструкция поверхностей оперения.

Фирма Боинг полагает, что эксплуатация самолета 747Х «Стрэч» может начаться во второй половине 2005 г., т.е. практически одновременно с появлением самолета А3ХХ-100.

Сравнительные расчетные характеристики самолета 747-400 и его будущих вариантов приведены в табл. 3.2
   Таблица 3.2. Сравнительные  характеристики самолетов фирмы «Боинг»

    продолжение
--PAGE_BREAK--3.2.Дальнемагистральные самолеты
 Кроме вышеупомянутых программ фирмы «Эрбас» и «Боинг» ведут разработку других самолетов, из которых наиболее важными являются программы создания европейских самолетов А340-500 и А340-600 и американских 777-200LR и 777-300ER.

Самолеты А340-500 и А340-600 представляют собой дальнейшее развитие семейства дальнемагистральных самолетов А340. Новые самолеты должны, по мнению фирмы «Эрбас», потеснить на мировом рынке американские самолеты Боинг 747-400. Предполагается, что             до 2016 г. может быть продано 500-800 таких самолетов. К настоящему моменту уже продано по твердым заказам почти 130 самолетов А340-500 и А340-600.

На сборочном комплексе фирмы «Эрбас» в Тулузе в конце 2000 г. была завершена сборка первого опытного самолета А340- 600, летные испытания которого начались в апреле 2001 г. В декабре 2001 г. начались летные испытания опытного самолета А340-500.

Оба самолета отличаются от серийного А340-300 удлиненными фюзеляжами, крылом увеличенного размаха, а также силовой установкой. Фюзеляж самолета А340-500 удлинен             на 3,2 м, в результате чего число мест в салоне трех классов возросло до 313. При этом дальность полета составит 15750 км. Длина самолета А340-600 увеличена на 10,7 м, а число пассажиров в салоне трех классов — до 380. Самолет рассчитан для эксплуатации на авиалиниях       протяженностью 13900 км.

Самолет А340-500 по дальности полета сопоставим с самолетом Боинг 777-200LR, но при этом не требует установки дополнительных топливных баков, обеспечивая дополнительный объем в грузовых отсеках. Этот вариант предназначен для полетов из Европы в Азию и Южную Америку. Сравнительные характеристики самолетов семейства А340 даны в табл. 3.3
Таблица 3.3. Сравнительные характеристики самолетов семейства А340

www.sergib.agava.ru/inter/airbus/340/img/a340_600.jpgДля создания максимальных удобств пассажирам во время длительных беспосадочных полетов на самолетах А340-500 и А340-600 по желанию заказчика в нижних грузовых отсеках предусмотрено размещение нескольких душевых комнат, а также спальных отсеков для пассажиров и членов экипажа.

Для новых самолетов было разработано усовершенствованное крыло, размах которого увеличен с 60,3 до 63,5 м. Кроме увеличенного размаха крыло отличается от существующего большими размерами центроплана и усиленной конструкцией.

Впервые в практике фирмы «Эрбас» на самолетах семейства А340 будут использоваться двигатели Роллс-Ройс «Трент» 500, а не ТРДД CFM Интернешнл CFM56-5C4. В июне 2000 г. на летающей лаборатории А340-300 начались летные испытания двигателя «Трент» 500. Двигатель имеет максимальную стендовую тягу 27,2 тс, но при установке на самолетах А340-500 и А340-600 его тяга будет уменьшена до 24 — 25,4 тс.

Двигатель разработан на основе ТРДД «Трент» 700 и 800, но имеет несколько уменьшенные размеры. Он выполнен по традиционной для фирмы «Роллс-Ройс» трехвальной схеме. Вентилятор (диаметр 2,6 м) имеет 26 широкохордных лопаток, изготовленных из титановых сплавов методом сверхпластичного формования и диффузионной сварки. Лопатки турбин высокого, промежуточного и низкого давления выполнены из монокристаллического сплава CMSX-4, который обеспечивает увеличенный ресурс и не требует дополнительного охлаждения.

Особое внимание фирма «Роллс-Ройс» уделила разработке камеры сгорания. За счет использования новых жаропрочных материалов (на основе никеля) ее ресурс увеличен до         15000-20000 ч. Новая камера сгорания полностью соответствует стандарту САЕР/2 (ИКАО) по уровням эмиссии и дымления. Фирма заявила, что по эмиссии окислов азота (NOx) камера сгорания почти на 25% лучше еще не утвержденного стандарта САЕР/4.

В программе летных сертификационных испытаний будет занято три опытных самолета А340-600, которые должны налетать более 1500 ч. Первые два самолета предназначены для определения летных характеристик и испытаний силовой установки, а третий будет иметь полностью оснащенный пассажирский салон и будет использоваться для отработки полетов по маршрутам.
Сертификация самолета должна быть завершена до конца 2002 г. Ранее ее планировалось закончить в марте 2002 г., но из-за дополнительных работ по совершенствованию крыла сертификация была перенесена. Опытный самолет А340-500 будет построен только в одном экземпляре; по программе сертификации он должен налетать 400 ч. Его сертификация будет завершена в ноябре 2002 г.    Ответственными за сборку секций фюзеляжей самолетов А340-500 и А340-600 являются бывшие фирмы «Аэроспасьяль Матра» и DASA, которые в настоящее время вошли в состав европейской компании EADS, а также фирмы SABCA (Бельгия), SAAB и «Сторк/Фоккер» (Нидерланды). Для сборки передней и центральной секций в Сент-Назере (Франция) был построен специальный сборочный комплекс, откуда они на грузовых самолетах A300-600ST «Белуга» доставляются в Тулузу. Хвостовая секция фюзеляжа изготавливается в Гамбурге (Германия). Консоли крыла собираются на заводе фирмы ВАЕ Системз и доставляются в Тулузу также на самолетах «Белуга».

Основными конкурентами новым моделям самолета А340 должны стать разрабатываемые фирмой «Боинг» новые варианты самолета 777. В начале 2000 г. президент фирмы «Боинг» Фил Кондит и президент фирмы «Дженерал Электрик» Джек Уэлч на совместной пресс-конференции объявили официальное начало программы разработки сразу двух широкофюзеляжных дальнемагистральных самолетов: 777-200LR и 777-300ER.

Самолеты 777-200LR и 777-300ER являются конкурентами самолетам «Эрбас» А340-500 и А340-600. Однако, если самолеты фирмы «Эрбас» проходили летные испытания в течение 2001 г., то первые полеты новых вариантов самолета 777 начнутся не ранее второй половины 2002 г. Поставки самолета 777-200LR планируется начать в сентябре 2002 г., а самолета 777-300ER — в январе-марте 2003 г.

Оба самолета являются более вместительными вариантами серийных самолетов 777-200 и    777-300 и предназначены для авиалиний большой протяженности, где время полета составляет  14-18 ч. Самолеты предполагается использовать на маршрутах Нью-Йорк — Сингапур, Атланта — Гонконг, Даллас — Сидней, Париж — Лос-Анджелес, Лондон — Йоханнесбург, Рим — Чикаго и т.д. Фирма Боинг также заявила, что самолет 777-300ER по своим характеристикам рассматривается как будущая замена широкофюзеляжным самолетам 747-100 и -200.

    продолжение
--PAGE_BREAK--3.3.Сверхзвуковые пассажирские самолеты
Если в США исследования по СПС второго поколения прекращены, то в Европе, в частности, во Франции они продолжаются, хотя не такими высокими темпами. В сентябре 1999 г. во Франции был сформирован технический комитет COS по определению основных ориентиров разработки СПС второго поколения должен был в 2000 г. представить правительству Франции отчет, в котором будут определены основные направления НИОКР, связанные с изучением возможности создания нового СПС. Он должен также сделать предложения в части организации исследовательских лабораторий, главным образом в университетах. Следующим этапом будет оценка возможности расширения работ в общеевропейском масштабе. Возглавляет комитет COS профессор Себастьян Кандель, заведующий лабораторией Центральной парижской школы.

Комитет привлек к своей деятельности большое число специалистов, включая около 40 ведущих экспертов по различным специальностям: аэродинамика, силовые установки, материалы, теории горения и т.д. Среди них были специалисты из фирм «Аэроспасьяль Матра» ( в настоящее время компания EADS), «Дассо Авиасьон», SNECMA и других, а также из ведущих научных центров, университетов и лабораторий (ONERA, CNES, ESA, Метео Франс и т.д.). Всего было привлечено свыше 70 научных организаций. В комитете были созданы пять рабочих групп, которые формировались по числу главных технических проблем, а не по количеству научных тем. С другой стороны, это позволяло комбинировать исследования по различным научным дисциплинам.
В группах обсуждались следующие проблемы:

·         воздействие высоких температур при полетах на сверхзвуковом крейсерском режиме;

·         шум на этапах взлета, захода на посадку и посадки, а также проблема звукового удара;

·         сгорание топлива и эмиссия;

·         оптимизация различных этапов полета;

·         интеграция системы «планер — силовая установка» с социально-экономическими аспектами эксплуатации СПС.

Перед началом работы пяти рабочих групп комитет COS обратился к университетским лабораториям с предложениями по изучению таких важнейших взаимосвязанных тем как влияние СПС на окружающую среду, аэродинамика, материалы и бортовые системы. Кандель сообщил, что было получено более 70 ответов, что значительно больше, чем ожидалось (с учетом чрезвычайно небольшого финансирования). Такая ситуация, по его мнению, сложилась из-за того, что фирмы стремятся завершить работы по тем проблемам, которыми они занимаются уже более 10 лет. Речь не идет о том, чтобы подменить промышленность, а о том, чтобы дополнить ее деятельность работами университетских лабораторий. По мнению Канделя, преимуществом этих лабораторий будет возможность анализа проблем, не касающихся непосредственно создания самого СПС, что будет поручено промышленным фирмам. Сотрудники университетов сосредоточат свои усилия на теоретических исследованиях, в частности, проблемах уменьшения уровня шума и эмиссии окислов азота. Их деятельность уже привела к успешному решению ряда вопросов, в частности, при разработке и испытаниях новой ракеты-носителя «Ариан» 5 удалось совместно с ONERA решить проблему акустической вибрации, а также справиться с вопросом нестабильности процессов сгорания в реактивных двигателях.

Деятельность комитета COS должна помочь правительству Франции, авиационным фирмам и организациям дать ответ на вопрос: возможно ли в ближайшее время создание нового СПС, способного не только успешно конкурировать на рынке воздушных перевозок, но и возвратить вложенные инвестиции.

 Несколько лет тому назад фирмы «Аэроспасьяль» и «Бритиш Аэроспейс» вели совместные исследования проекта СПС «Альянс» (рис.3.4), который рассматривался как замена самолету «Конкорд». Позднее к этим работам присоединилась фирма DASA, после чего была сформирована европейская программа исследований СПС нового поколения ESRP (European Supersonic Research Program).
<img border=«0» width=«320» height=«115» src=«ref-1_800336114-13678.coolpic» hspace=«10» vspace=«2» alt=«Super Concord» v:shapes="_x0000_s1029">
Рисунок 3.4. Сверхзвуковой пассажирский самолет «Альянс»

В настоящее время рассматривается проект европейского СПС ESCT (European Supersonic Commercial Transport), рассчитанного на перевозку 250 пассажиров с крейсерским числом М=2. Согласно Национальной авиационно-космической академии Франции (ANAE), стоимость разработки СПС может составить 20 млрд. долл., а на создание силовой установки для него потребуется еще 6-7 млрд. долл. По словам члена научного совета академии Андре Дюбрессона, при расчетной цене самолета 350 млн. долл. (по текущему курсу) потребуется построить 400 самолетов ESCT, что сделает программу прибыльной. В эксплуатации самолет может появиться в конце второй половины 2010-х годов.
Следует отметить, что Управление гражданской авиации Франции (DGAC) пока не проявило интереса к возобновившимся исследованиям по новому СПС. Его представители заявили, что сейчас Франция и ее европейские партнеры сконцентрировали усилия на разработке самолета «Эрбас» А3ХХ и исследованиях нового широкофюзеляжного самолета для замены самолетов А300 и A310.

Руководитель перспективных проектов бывшей фирмы «Аэроспасьяль Матра» Доминик Жентили сказал, что самолет ESCT вряд ли сможет летать над населенными районами суши со сверхзвуковой скоростью, но даже при этом он сможет эффективно обслуживать маршруты, связывающие 200 пар крупных городов. По его мнению, новый СПС может быть конкурентоспособным по прямым эксплуатационным расходам (ПЭР) и привлекательным для авиакомпаний в том случае, если у него по сравнению с самолетом «Конкорд» будут на 40% меньше соотношение массы пустого снаряженного самолета к числу пассажирских мест, уменьшенное на 30% сопротивление, а также сниженные на более чем 10% удельный расход топлива при крейсерском числе М=2 и на 20% — на дозвуковом режиме (по сравнению с двигателями «Олимп» 593, используемыми на самолете «Конкорд»).

Жентили сказал, что «сейчас мы не можем обеспечить такие амбициозные цели. Однако, полученные недавно результаты показали, что мы можем снизить соотношение массы пустого самолета к числу мест примерно на 30%, сопротивление — на 20%, расход топлива на сверхзвуковом режиме — на 7%, а на дозвуковом — на 15%». На фирме «Аэроспасьяль Матра» полагают, что это может быть получено за счет широкого использования композиционных материалов и титановых сплавов, современных достижений в аэродинамике высоких скоростей и силовых установок. Последние исследования проводились в предположении создания СПС взлетной массой 340 т, рассчитанного на перевозку 250 пассажиров на расстояние 10200 км с крейсерским числом М=2,05. Силовая установка состоит из четырех ТРДД MTF с изменяемым рабочим циклом; на дозвуковом режиме двигатель имеет степень двухконтурности 2,3, а на сверхзвуковом — 0,9.

Руководитель отдела перспективных исследований на фирме SNECMA Мариус Гутинэ заявил, что главной проблемой создания силовой установки для самолета ESCT является обеспечение при относительно малом диаметре двигателя современных норм по шуму. Он также добавил, что снижение удельного расхода топлива на 1 % эквивалентно уменьшению максимальной взлетной массы самолета на 5 т. Отработка отдельных элементов двигателя MTF проведена в ONERA. В частности, прошли испытания вспомогательные воздухозаборники (с помощью которых регулируется степень двухконтурности), а также усовершенствованные камеры сгорания с предварительным смешением топливо-воздушной смеси и испарением.

Специалисты по аэродинамике в ONERA считают, что другой важной проблемой является снижение сопротивления. Сейчас в ONERA ведутся исследования аэроупругости, распределения давлений, вихревых потоков и полей скоростей, методов минимизации сопротивления, а также целесообразности применения оребренных поверхностей («риблетов») и усовершенствованных интерцепторов и предкрылков. Испытания в аэродинамических трубах должны экспериментально подтвердить расчетное снижение сопротивления трения на 6%.

Сравнительные характеристики самолетов «Конкорд» и ESCT приведены в табл.3.4.
Таблица 3.4. Сравнительные характеристики СПС «Конкорд» и ESCT
    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по спорту