146865 (Новые проекты воздушного транспорта)

Реферат на тему:

«Новые проекты воздушного транспорта»

Содержание

Введение

1. Гиперзвуковая авиация

2. Беспилотные самолеты

3. Зарубежная гражданская авиация:

   1. Магистральные супераэробусы

   2. Дальнемагистральные самолеты

   3. Сверхзвуковые пассажирские самолеты

   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.
    Чтобы защитить пассажиров от перегрузок, возникающих при ускорении, для них сделают специальный салон с искусственно созданным высоким давлением.

Описание Hiper-X приведено в табл.1.1

Таблица 1.1. Описание Hiper-X

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.