Коммерциялык аба ташуучулар үчүн арналган заманбап жарандык учактар жогорку өндүрүмдүүлүктү гана көрсөтпөстөн, эксплуатациялык чыгымдардын аздыгы менен да айырмаланышы керек. Мындай жабдуулардын жаңы үлгүлөрүн түзүүдө бардык негизги чыгымдарды азайтуу зарылдыгы эске алынат жана техникалык тейлөөнүн жана учуунун баасын төмөндөтүүнүн жаңы варианттары дайыма пайда болууда. Атайын эффективдүүлүктү көрсөтүүгө жөндөмдүү болгон лайнердин кызыктуу версиясы быйыл NASA жана DLR уюмдары тарабынан сунушталган. Келечектүү концепция долбоору eRay деп аталат.
АКШнын Улуттук Аэронавтика жана Космостук Администрациясы (НАСА) жана Германиянын Аэронавтика жана Космостук Борбору (DLR) бардык негизги категорияларда, анын ичинде коммерциялык авиацияда, адамдарды жана жүктөрдү ташуу үчүн жооптуу болгон авиациянын өнүгүшүнө олуттуу салым кошушат. Бул уюмдардын адистери дайыма жаңы идеяларды издеп, жаңы сунуштар менен келип, аларды сынап көрүшөт. Ушул жылдын жайында эки уюм экономикалык көрсөткүчтөрү жогорулаган жогорку өндүрүмдүүлүк көрсөткүчтөрүн көрсөтүүгө жөндөмдүү келечектүү учактын концепциясын сунушташты.
Болжолдуу eRay аталышындагы жаңы долбоор келечек үчүн резерв менен иштелип чыккан. Ага карата талаптарды түзүүдө 2045 -жылга чейин коммерциялык авиациянын өнүгүүсү боюнча божомолдор эске алынган. Учурдагы божомолдор көрсөткөндөй, бул убакытка чейин өнүккөн жана өнүгүп келе жаткан өлкөлөрдө жүргүнчүлөр менен жүк ташуулар кыйла өсөт. Буга байланыштуу аэродром тармагын өнүктүрүү жана ар кандай уюштуруу маселелерин чечүү талап кылынат. Мындан тышкары, транспортту колдоо үчүн мүнөздүү мүмкүнчүлүктөрү бар жаңы авиациялык технологиялар талап кылынат. Өзүнүн мүнөздөмөсү боюнча ал учурдагы үлгүлөрдөн ашып кетиши керек.
NASA жана DLR келечектеги коммерциялык учак учурдагыга караганда 60% үнөмдүү болушу керек деп эсептешет. Ал кичинекей аэродромдордо иштей алышы керек, ошондой эле ызы -чуунун азайышы жана иштөө оңойлугу менен айырмаланышы керек. Жаңы долбоордун авторлору өздөрүнүн изилдөөлөрүндө жана отчетторунда учурдагы Airbus A321-200 өндүрүштүк учагын шилтеме катары колдонушкан. Келечектүү eRay кубаттуулуктун жана көтөрүмдүүлүктүн окшош параметрлерине ээ болушу керек болчу, бирок ошол эле учурда башка бардык тармактарда артыкчылыктарды көрсөтөт.
ERay концепциясы жабдууларды өндүрүүнү жана эксплуатациялоону ишке киргизүү менен толук кандуу дизайн үчүн азырынча арналган эмес. Буга байланыштуу илимий уюмдардын адистери өздөрүн чектебей, практикада ишке ашырууга али даяр эмес болгон эң тайманбас идеяларды колдоно алышты. Дал ушундай чечимдерди колдонуу жүктөлгөн милдеттерди чечүүгө жана келечектин учагынын жаңы версиясын "түзүүгө" мүмкүндүк берди.
Эң оптимисттик божомолдорго ылайык, eRay учагы A321 өндүрүшүнөн 30% жеңил болот. Электр станциясынын эффективдүүлүгү 48%га жогорулады. Тактайдын жалпы энергия натыйжалуулугу 64%га жогорулайт. Белгилей кетүү керек, мындай жыйынтыктарды алуу үчүн окумуштуулар менен дизайнерлер жаңы идеяларды киргизип эле тим болбостон, көнүмүш чечимдеринен да баш тартышы керек болчу. Натыйжада, сунушталган лайнер өзүнүн классынын заманбап өкүлдөрүнөн кыйла айырмаланат.
ERay долбоору канаты шыпырылган канаттуу учагы аз канаттуу учакты курууну сунуштайт. Куйрук бирдиги берилет, анын ичинде чоң кайчылаш V. менен стабилизатор жок. Кил жок. Оригиналдуу түрдө, эффективдүүлүктү жогорулатуу зарылчылыгынан улам, электр станциясынын элементтерин иретке келтирүү маселеси чечилди. Анын айрым бөлүктөрү канаттын ар кайсы жерлерине, ошондой эле фюзеляждын куйругуна жайгаштырылган.
Учактын фюзеляжы, жалпысынан алганда, иштеп жаткан машиналардын агрегаттарына окшош. Аэродинамикалык формага ээ болгон, баардык металл конструкциясын куруу сунушталган. Жаа бөлүгү кабинанын жана техникалык бөлмөлөрдүн астында берилет, анын артында жүргүнчүлөр отуруучу чоң салон бар. Жүк салону салондун астында каралган - баарынан мурда багаж үчүн. Куйрук бөлүгү электр станциясынын кыймылдаткычтарынын бирин жайгаштырышы керек.
Сүзүлгөн учактарды фюзеляжга кошуу сунушталды. Канат оптималдуу профилге ээ болот жана анын көпчүлүк бөлүгүндө агымды бузууга жөндөмдүү элементтер жок. Канаттын алдыңкы жана арткы четинде салттуу типтеги механизация каралган. Учунда дизайнерлер керектүү жабдыктары бар айланып өтүүчү турбореактивдүү кыймылдаткычтарды коюшкан.
Салттуу эмпенаждын ордуна, eRay долбоору адаттан тыш системаны колдонот. Фюзеляждын куйругу учунда электр станциясынын түртүүчү винти үчүн конустук тегерек канал орнотулган. Бул каналдын капталдарында дизайнерлер олуттуу кросс V менен орнотулган эки стабилизатор учагын коюшту. Кил жок. Ээгинди башкаруу канат кыймылдаткычтарынын кыймылын өзгөртүү аркылуу же канат механизациясынын жардамы менен ишке ашырылышы керек.
NASA жана DLR эсептөөлөрү боюнча, энергия натыйжалуулугунун төрттөн үч бөлүгү аэродинамика аркылуу гана жетишилет. Мисалы, эффективдүүлүктүн жалпы өсүшүнүн 13% фюзеляждын айланасындагы ламинардык агым менен камсыздалат. Канаттардын узундугун 45 мге жеткирүү дагы 6%га көбөйтүүнү берет. Килден баш тартуу аба алкагынын бетин кыскартып, аба каршылыгын азайтат.
Бирок, энергияны "ашыкча" коротууну азайтуу милдети аэродинамиканын эсебинен гана чечилбейт. Ошентип, салондун каптал терезелерин алып салуу мүмкүнчүлүгү каралды. Бул учурда фюзеляждын дизайны кыйла жеңилдетилген, бул анын жеңил салмагына жана кыймылдаткычтарга карата талаптардын тиешелүү түрдө азайышына алып келет. Бирок мындай жаңылык милдеттүү деп эсептелбейт, анткени жүргүнчүлөргө жакпай калышы мүмкүн. Оператор энергияны үнөмдөөнү каалайт, бирок кардарларсыз калуусу күмөн.
ERay долбоору учакты гибриддик электр станциясы менен жабдууну карайт. Канат газдардан түрткү чыгаруучу турбо -кыймылдаткычтар менен жабдылууга, ошондой эле бир жуп электр генераторлорун башкарууга тийиш. Зарыл болгон конвертерлер аркылуу электр энергиясы батареяларга, ошондой эле куйрук моторуна берилиши керек. Мындай электр станциясынын башкы артыкчылыгы - учурдагы учуу режимине туура келген күйүүчү майдын оптималдуу керектөөсүн алуу үчүн түртүүнүн жалпы параметрлерин ийкемдүү өзгөртүү мүмкүнчүлүгү.
NASA жана DLR eRay үчүн электр станциясынын негизи катары айланып өтүүчү турбожеттерди көрүшөт. Жетиштүү өндүрүмдүүлүккө жана өлчөмдөрү кыскартылган продуктыларды канаттардын учтарына жайгаштыруу сунушталат. Долбоордун алкагында турбинанын артындагы газдардын эсебинен кирген атмосфералык абаны жылытуучу, жылуулук алмаштыргычтар системасы бар моторлордун колдонулушу изилденди. Кээ бир режимдерде бул күйүүчү майдын чыгымдалышын 20%га азайтууга мүмкүндүк берет.
Эки уюмдун эксперттери керектүү типтеги электрдик приборлорду карап чыгып, белгилүү тыянактарды чыгарышкан. Көрсө, иштеп жаткан генераторлор, батареялар жана моторлор eRay үчүн электр станциясын курууга мүмкүндүк берет, бирок анын мүнөздөмөлөрү каалагандан алыс болот. Оптималдуу параметрлерди алуу үчүн жаңы технологиялар жана чечимдер талап кылынат. Атап айтканда, электр кыймылдаткычынын параметрлерине таасир эте турган өтө өткөргүчтүктүн эффектин колдонуу мүмкүнчүлүгү каралууда.
Учурдагы сактоо батареялары да каалаган параметрлери бар учакты түзүүгө жол бербейт. 2010 -жылдын деңгээлиндеги технологиялар 335 Вт * с / кг энергия тыгыздыгын камсыздайт. 2040 -жылга чейин бул параметр 2500 Вт * с / кг чейин өсүшү күтүлүүдө. Бирок, кыска мөөнөттө, болжол менен 1500 Вт * ч / кг болгон жөнөкөй мүнөздөмөлөргө ээ болгон батареяларга ишенүүгө туура келет. Эсептөөлөр боюнча, электр жана турбожет кыймылдаткычтары бар курама электр станциясы учуу мөөнөтүн кеминде 6-7 саат жана 6000 кмден ашык аралыкты камсыздайт.
ERay концепциясы долбоору боюнча отчетто мындай техниканын потенциалын көрсөткөн кызыктуу цифралар келтирилген. Дизайнерлер бир эле маселени чечүүдө ар кандай жабдуулардын негизги иштөө көрсөткүчтөрүн эсептешкен. А321 учагы 4200 км аралыкта "референттик" учууну аткарып жатып, жалпысынан 84,5 МВттан аз энергия сарпташы керек. Бул үчүн ага 15881 кг күйүүчү май керектелет. Учак 100 кмге бир жүргүнчүнү ташуу үчүн 2,36 литр күйүүчү май сарптайт. Келечектүү eRay учактары үчүн, эсептөөлөр боюнча, жалпы энергия керектөө 39,57 МВтка жетет - бул 5782 кг күйүүчү май. 100 км жолоочуну ташуу үчүн болгону 0,82 литр күйүүчү май керек. Ошентип, берилген шарттарда, келечектүү машина сериялык моделге караганда 65,3% эффективдүү болуп чыгат.
Энергиянын эффективдүүлүгүн жогорулатуунун бир жолу - салондогу орунду туура пайдалануу. NASA жана DLR ар кандай кубаттуулуктагы лайнер учагынын үч вариантын сунушташат. Биринчиден, биз A321 кабинасынын негизинде түзүлгөн эконом класстагы кабинаны карап чыгабыз. Бул учурда, отургучтар 3 + 3 катарында борбордук өтмөк менен орнотулат. Бул конфигурацияда учак 200 кишини ташыйт. Premium Экономика конфигурациясында 222 жүргүнчүгө чейин отуруу мүмкүнчүлүгү жогорулатылган, алар үчүн ар кандай орундар колдонулат жана жеткиликтүү көлөмдөрдүн бөлүштүрүлүшү оптималдаштырылган. Үч класстагы салондору бар вариант да иштелип чыккан. Бизнес класс 8 орунга ылайыкташса, "эконом" жана "эконом-слим" 87 жана 105 жүргүнчүгө ылайыкташкан.
Сунушталган формада eRay учагынын узундугу 43,7 м. Канаттарынын узундугу 38 м негизги конфигурацияда же 45 м. Бош аба кемесинин салмагы 36,5 тонна деп аныкталган. Котерулуунун максималдуу салмагы 67 тонна. Жүк жүгү 25 тоннага жакын, анын ичинде 21 тонна жүргүнчү жана 4 тонна багаж. Учуу көрсөткүчү колдонулган электр станциясынын элементтерине жараша болот. Жалпысынан алганда, алар коммерциялык авиациянын учурдагы моделдеринин деңгээлинде болушу керек.
***
Америка Кошмо Штаттары менен Германиянын алдыңкы изилдөө уюмдары тарабынан быйыл ачылган eRay концепциясы чындыгында жүргүнчүлөр авиациясын мындан ары өнүктүрүү жолдорун табуунун дагы бир аракети. Долбоордун отчетунда туура белгиленгендей, келечекте коммерциялык авиацияга жаңы талаптар коюлат жана ташуучуларга атайын мүмкүнчүлүктөрү бар жабдуулардын жаңы моделдери керек болот. Бул көйгөйдү чечүү жолдорун издөө токтобойт жана eRay долбоору дагы бир жолу тигил же бул оригиналдуу идеяларды сунуштайт.
NASA жана DLR долбоорунда негизги максаттар энергия натыйжалуулугун жогорулатуу жана аэродинамиканы жакшыртуу болгон, бул учактын жалпы эффективдүүлүгүнө оң таасирин тийгизиши керек. Мындай мүнөздөмөлөрдү алуу үчүн, жакшы өздөштүрүлгөн жана жаңы чечимдерди, ошондой эле окшош компоненттерге негизделген адаттан тыш гибриддик электр станциясын бириктирген атайын учак конструкциясы сунушталат. Эсептөөлөр көрсөткөндөй, жакшыртылган аэродинамика менен бирге отун энергиясын оптималдуу керектөө жабдуулардын учуусун да, экономикалык көрсөткүчтөрүн да жогорулатышы керек.
Бирок, азырынча бул жыйынтыктардын баары "кагаз жүзүндө" калууда. ERay лайнеринин концепциясы, башка түрдөгү өнүгүүлөр сыяктуу эле, олуттуу кемчиликке ээ жана анын авторлору муну жакшы билишет. Учурда жана жакынкы келечекте дизайнерлер сунушталган концепциянын бардык артыкчылыктарын ишке ашыра алышпайт. Белгиленген максаттарга жетүүгө керектүү технологиялардын жоктугу тоскоол болууда. Ошентип, генераторго жылуулук алмаштыргычтары жана кубаттуулугу бар турбожет кыймылдаткычынын идеясы андан ары иштеп чыгууну жана практикалык текшерүүнү талап кылат. Керектүү мүнөздөмөлөрү бар батареялар азырынча жок, учактын мүнөздүү аэродинамикалык көрүнүшү ар кандай изилдөөлөрдүн жүрүшүндө анын мүмкүнчүлүктөрүн тастыкташы керек.
Чыныгы eRay учагын куруу үчүн керектүү технологияны иштеп чыгуу кымбат жана көп убакытты талап кылат. Долбоордун авторлору муну жакшы билишет, ошондуктан алар кийинки он жылдыктарда - 2040-45 -жылдарга чейин авиациянын өнүгүү шартында келечектүү учакты караштырып жатышат. Алар бул убакытка чейин илим керектүү компоненттерди түзүп, бардык керектүү изилдөөлөрдү жүргүзөт деп ишенишет, бул жаңы түшүнүктөрдү ишке ашырууга мүмкүндүк берет: же eRay же башка долбоорлор.
NASA / DLR eRay концепциясынын долбоору - белгилүү бир максатына байланыштуу - ийгиликтүү же ийгиликсиз деп эсептелбейт. Анын максаты жарандык коммерциялык авиациянын өнүгүү жолдорун аныктоо жана келечектин талаптарына жооп берген оптималдуу дизайнды табуу болгон. Эки өлкөнүн илимпоздору жана инженерлери азыркы суроону кылдат изилдеп, жооптун өз версиясын сунушташты. Отузунчу жылдардын аягында азыркы eRayге окшош учактар чындыгында учуп кетиши толук мүмкүн. Бирок, авиациянын өнүгүшү башка жолдор менен кетиши мүмкүн, демек, келечектеги авиалайнерлер биздин замандын башка түшүнүктөрү менен окшоштуктарга ээ болот.
