Новый тип летательных аппаратов

Основной направленностью третьего Московского международного форума и выставки «Беспилотные летательные комплексы» «UVS – TECH 2009» была демонстрация достижений отечественных разработчиков и производителей беспилотных летательных систем и комплексов. Это мероприятие не прошло незамеченным для средств массовой информации и телевидения, что в очередной раз подтвердило то особое внимание, которое уделяется в настоящее время системам и комплексам с беспилотными летательными аппаратами (БЛА). И, тем не менее, один экспонат остался практически незамеченным, хотя он заслуживает того, чтобы о нем было сказано.

Это запатентованный как изобретение комбинированный летательный аппарат («Летательный аппарат аварийно-спасательный» по патенту № 2 337 855 от 10.11.2008 г.), созданный группой авторов (Хакимов Б.В., Черников А.Н., Демидов Г.В. и Хамитов Р.З.). Летательный аппарат аварийно-спасательный (ЛААС) представляет собой комбинацию самолета вертикального взлета и дирижабля, выполненную в одном жестком (пластиковом, металлическом) корпусе. В отличие от обычных пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов (БЛА) он отличается рядом характерных признаков.

Большую часть объема корпуса ЛААС занимают свыше десятка оболочек, наполненных несущим негорючим газом (гелием), подъемная сила которых уравновешивает 95-99% сухой массы (без экипажа, снаряжения и полезной нагрузки) самого аппарата, что составляет около 50% его максимального взлетного веса. Оставшаяся часть взлетного веса уравновешивается при вертикальном взлете, зависании и посадке тягой движителей.

После взлета и набора высоты ЛААС переводится в режим горизонтального полета путем поворота движителей в горизонтальное положение, а перед посадкой – наоборот в вертикальное. Нижняя часть корпуса и короткие крылья, расположенные в одной плоскости, выполнены как многосекционная жесткая поплавковая конструкция, что позволяет выполнять посадки на воду и различные площадки (болота, снег, кустарник, россыпи камней), которые для посадки обычного пилотируемого или беспилотного аппарата, как правило, не подходят.

Действие увеличенной метацентрической высоты (центр подъемной силы несущего газа значительно выше центра тяжести) позволяет ЛААС в горизонтальном положении прикасаться к наклонным площадкам и при плавном снижении вертикальной тяги движителей опускаться на них, а путем включения вертикальной тяги движителей частично отрываться от площадки, принимать горизонтальное положение и взлетать. Кроме того, увеличенная метацентрическая высота обеспечивает также повышенную устойчивость горизонтального положения ЛААС при полетах в турбулентных потоках и исключает возможность вертикального штопора.

В случае выхода из строя двигателей конструктивные особенности аппарата (уравновешивание максимального взлетного веса несущим газом, увеличенный диаметр фюзеляжа и др.) обеспечивают его плавное снижение, сохранение жизни экипажа и пассажиров. При необходимости ЛААС может двигаться по воде за счет использования криволинейного жесткого паруса, в виде которого может быть выполнена верхняя часть фюзеляжа.

В сравнении с дирижаблями, скорость которых составляет 100-130 км/ч, ЛААС может передвигаться с максимальной скоростью 300-500 км/ч на оптимальной высоте 2000 м за счет более высокой удельной тяги движителей и меньшего на 40-50% диаметра фюзеляжа. При длине и диаметре фюзеляжа 30х7, 60х15 и 130х30 м грузоподъемность этого аппарата составляет 1, 10 и 100 т соответственно.

Еще одним из основных отличий является то, что этот аппарат может использоваться в пилотируемом и беспилотном вариантах. В варианте БЛА он может решать задачи ведения мониторинга в различных условиях, отбора проб в труднодоступных районах местности, доставки срочных грузов, оповещения об опасности и выполнения других задач. БЛА такой конструкции способен со скоростью 0-70 км/ч выполнять полеты в диапазоне высот 1-1000 м в течение 2-3 часов и более. Заправка гелием производится не чаще одного раза в неделю.

Для обеспечения грузоподъемности 1, 3 и 10 кг длина и диаметр фюзеляжа аппарата должны составлять 3,5 и 0,8 м, 5,0 и 1,0 м и 7,0 и 1,4 м соответственно. В БЛА больших размерах объем несущего газа соответствует массе полезной нагрузки. Так, БЛА объемом 1000 м. куб. способен нести полезную нагрузку массой в одну тонну. Для сравнения, в дирижаблях и аэростатах объем газа в три раза превышает массу полезной нагрузки.

В настоящее время изготовлена радиоуправляемая функциональная модель объемом 600 дм.куб (2,65 м). Пробные полеты модели (7 и 13 ноября 2008 г. в Геологическом музее им. В.И.Вернадского) подтвердили заявленные характеристики. При этом производились вертикальные взлеты с горизонтальной площадки и посадки, зависание и развороты на месте, переход и горизонтальный полет, посадки на наклонные площадки и взлеты с них, подход и зависание у стены, отход от стены задним ходом, сохранение устойчивого горизонтального положения («неваляшка»). При этом ошибка точности зависания по трем координатам (XYZ) и посадок не превышала ± 5 см. Одновременно был зафиксирован весьма малый расход энергии от аккумулятора.