АВИАЦИЯ, СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ, ПРИРОДОПОДОБНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И КОСТНОСТЬ ВЛАСТИ

АВИАЦИЯ, СИЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ, ПРИРОДОПОДОБНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И КОСТНОСТЬ ВЛАСТИ

Авиация будущего, какая она будет? Хочется верить в то, что новые летательные аппараты и силовые установки нового поколения появятся в нашей жизни в ближайшие 10 – 15 лет. И произойдёт это, скорее всего, благодаря Природоподобным Технологиям.  

Также уже готовы к внедрению силовые установки нового поколения для всех видов транспорта и другой техники.

В этой статье приоткрывается перспективы ближайшего технологического будущего, при условии, что власти РФ наконец-то прозреют и поймут, что инновации новой эпохи уже на пороге.

А некоторым представителям власти действительно уже давно пора проснуться и подумать о ситуации. Наблюдая за событиями в Хабаровском крае, мы задавали друг другу вопрос: - а возможно было бы подобное при условии, когда людям предоставлена престижная, хорошо оплачиваемая работа? Причём постоянная и имеющая серьёзные перспективы. Ведь средства в стране имеются и достаточно лишь правильно ими распорядиться.

Как так получилось, что стабильные, серьёзные подвижки наблюдаются лишь в военных областях, и то не всегда? Что мешает решить проблему занятости, в первую очередь, своего населения, не привлекая граждан других стран?
 
Мы – это группа специалистов в области применения Природоподобных Технологий и сотрудники ООО «Лаборатория ВВТ», использующие знания и опыт, полученные в учебных заведениях, на службе и производстве. Более 20 -ти лет мы занимаемся разработками, связанными с авиацией, флотом, энергетикой и другими направлениями.

 У нас готовы к предложению решения многих проблем, имеющихся практически во всех отраслях. Это, в том числе, позволит обеспечить достойной работой значительную часть населения страны.  
В качестве одного из примеров предлагается рассмотреть авиацию и проблемы, связанные с крылом и силовой установкой.

Было время, и был самолёт с поршневым двигателем, винт, прямое крыло, грунтовая ВВП и малая скорость взлёта, полёта и посадки.

Сегодня – это, в основном, реактивный самолёт, стреловидное крыло, бетонная ВПП и большие скорости взлёта, полёта и посадки. Причём, именно природа заставила прибегнуть к стреловедному крылу и ещё более стреловидному хвостовому оперению, поскольку именно воздух не позволяет на прямом крыле развивать большие скорости. Если большая скорость полёта устраивает всех, то большие скорости взлёта и, особенно посадки,  –  никого. Решив одну проблему, получили большое количество других.

Наши разработки, опираясь на Природоподобные Технологии, позволяют решить эти проблемы, снизив скорости взлёта и посадки самолёта со стреловидным крылом до скорости самолёта с прямым крылом (возможно и ниже), а скорость полёта могут и увеличить.  

Мало того – после приземления не нужно будет «жечь» тормоза, либо использовать тормозные парашюты. А длина ВПП уже не будет иметь такого значения.

Всё дело в механизации, которая позволяет существенно снизить не только скорость взлёта и посадки, но и скорость самого полёта (есть такая потребность у различных самолётов). Кроме того – механизация позволяет снизить нагрузку на тормоза после приземления (сегодня на них лежит до 70% нагрузки). Пора начинать использовать энергию встречного потока (и это не интерцепторы).

(белая стрелка на фото указывает на интерцептор)

Изменение стреловидности крыла даже наполовину не решает проблему снижения скорости полёта, «воруя»  при этом, у самолёта значительную часть внутреннего объёма и значительно снижая полезную нагрузку. О технических проблемах даже вспоминать не хочется.

Используя только механизацию крыла, можно гарантированно получить (на базе Ту – 160) великолепный сверхзвуковой пассажирский самолёт. Причём, со скоростью взлёта и посадки, характерной для самолёта с прямым крылом (до 200 км/час против 300 км/час, а порой и выше). Всё это касается и хвостового оперения.

А модернизированный Ту – 160 (и не только он) сможет взлетать и садиться на недоступные ранее ВПП. Мало того – и дальность его полёта (и не только его) может возрасти в разы (без дозаправки в воздухе), но для этого нужны иные двигатели. С тягой порядка 45 тонн (портив 25,5 сегодня) и с гораздо меньшим расходом топлива. Такие двигатели нами уже разработаны.


ГАЗОТУРБИННЫЕ И РЕАКТИВНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (ГТД И РД) АВИАЦИИ ГТД НАЗЫВАЮТ ТУРБОВИНТОВЫМ (ТВД)

Даже хорошо зная авиацию изнутри, не перестаёшь удивляться тому количеству безграмотных решений, которые в ней реализованы. Отдельное место в этом списке занимают турбовинтовые и реактивные двигатели.

Помогает видеть ошибочность технологических подходов, то, что появилась возможность заглянуть в будущее через призму Природоподобных Технологий и Природной Соразмерности.

Проблема в том, что ведущие конструкторы различных компаний мира, порядка 75 лет работают над улучшением и модернизацией реактивного двигателя (РД) для немецких ракет ФАУ. Иными словами – базовая конструкция двигателя, который установлен на все реактивные самолёты мира, предполагала разовый полёт, причем, только в один конец. По этой причине особых требований к экономичности и надёжности той конструкции не предъявлялось. Реактивные двигатели, эксплуатируемые сегодня, от прототипа принципиально мало чем отличаются. Интересно, знают ли об этом пилоты?

Использование, и тем более модернизация двигателя, турбина которого частично запирает газовый поток, вызывает серьёзные сомнения. Ведь тягу РД обеспечивает именно скорость истекающего газа (E = mv2). Но это формула энергии тел с фиксированной массой. На самом деле тяга РД напрямую зависит от куба скорости E = qsv3 (где q - плотность газа, а s - площадь проходного сечения). При изменении скорости истекающего газа в 2 раза, тяга РД изменится в 8 раз. А увеличение массы газа (m) ведёт к весьма скромному результату (речь идёт о контурности двигателя и, соответственно, увеличении его сечения) на фоне больших проблем. И связано это не только с птицами.

Подобная ситуация и с современными турбовинтовыми/газотурбинными двигателями, используемыми на винтовых самолётах, вертолётах, а теперь и на бронетанковой технике.

Нами решены застаревшие проблемы и разработаны новые, эффективные и надёжные двигатели ТВД/ГТД и РД, отличающиеся низкой себестоимостью изготовления. Аналогов им нет.

ПРЕДЛАГАЕМЫЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ-ТУРБОВИНТОВОЙ ДВИГЕТЕЛЬ (ГТД/ТВД)

Современный ГТД достиг пределов своих возможностей. И любые попытки модернизации (за более чем 30 лет) результата не дали.  

Мы также потратили несколько лет для разработки нового, эффективного газотурбинного двигателя. Для сравнения - достаточно использовать наш Компрессор, чтобы мощность старого ГТД возросла вдвое. Бонусами идут более низкая температура воздуха перед камерой сгорания и отсутствие помпажа. Те, кто в теме, если и поймут о чём речь, то вряд ли поверят. Тут одного желания мало. В качестве пояснения: - старый компрессор отбирает у старой турбины 60 –70% мощности. А вот новый компрессор отбирает у той же старой турбины лишь 30% мощности. Тогда как у новой турбины он отбирает не более 10 % её мощности.
 

Про Турбину - благодаря иному способу преобразования энергии газа, она превосходит свою предшественницу по всем показателям. Это простота и, соответственно, низкая стоимость изготовления, надёжная и безопасная эксплуатация. При КПД более 60%, тогда как у старой турбины он ниже 40%.

Мало того – новый ГТД легче и меньше, но мощнее и экономичнее. Он управляется  не только «по топливу», как было у старого, но и «по воздуху», что значительно повышает его возможности. При этом он стабильно работает в широком диапазоне оборотов, легко реагирует на увеличение/снижение нагрузок. И отличается значительно меньшим расходом топлива, чем поршневые двигатели аналогичной мощности.
 
Именно за этими двигателями будущее, в которое помогли заглянуть  Природоподобные Технологии. Причём, не вызывает никаких сомнений эффективность их использования не только на винтовых самолётах и вертолётах, но и на легковых и грузовых автомобилях, тяжёлой технике, БМП, БМД, БТР, танках, катерах, судах до среднего водоизмещения, маневренных тепловозах и другой технике.

Переоценить потребность в них весьма сложно. Речь идёт даже не о сотнях тысяч штук, а о десятках и сотнях миллионов. Выпуск такого количества ГТД/ТВД вполне реален, поскольку предполагает аналог конвейерного способа производства, благодаря технологичности и простоте конструкции.

В качестве примера применения: - набирает популярность использование электробусов для перевозки пассажиров. Но у этих транспортных средств имеется проблема, связанная с отоплением салона зимой и охлаждения летом. Использование дизельного двигателя, для решения этой проблемы,   возвращает нас к тому, от чего хотели избавиться – загазованность воздуха (помимо прочих недостатков).

Эту проблему легко решает ГТД, поскольку обеспечивает максимальную полноту сгорания топлива (соляр, бензин, газ), занимает минимум места, отличается малым весом, большой мощностью при минимальном расходе топлива и отсутствием системы охлаждения (немаловажный фактор). Такую же схему можно применять на грузовых автомобилях, работающих в городах.

Именно на заводы, выпускающие такие двигатели, предлагается привлекать рабочих и служащих в различных регионах страны, решая проблему занятости и обеспечивая им (сотрудникам) долгосрочную перспективу. Поскольку рынок сбыта - не только  Россия, но и другие страны.

Дело в том, что ГТД/ТВД – это лишь агрегат, преобразующий внутреннюю энергию топлива в крутящий момент. А для его передачи на колесо, гусеницу либо винт, необходим и основной элемент трансмиссии – это КПП (коробка переключения передач), либо редуктор. Причём, между КПП,  либо редуктором  в большинстве случаев, используются муфты сцепления, либо гидромуфты значительно снижая надёжность всей трансмиссии.

Нами разработан управляемый редуктор, который решает эти и многие другие проблемы. В нём не используются никакие муфты, передающие крутящий момент, но, при этом, обеспечивается плавное управление оборотами выходного вала от 0 об/мин до максимальных, при постоянных оборотах входного вала (двигателя).
 
Следует отметить, что шестерни этого редуктора находятся в постоянном зацеплении (никаких включений/выключений не происходит). Благодаря этому решению значительно возросла надёжность самого редуктора. Он может быть использован не только на самолётах (винтовых), вертолётах и судах различного назначения, но и на автомобилях, БТР, БМП, танках и другой технике.

Для их производства можно использовать действующие мощности и/или создавать новые производства.
                
РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (РД)

Реактивный двигатель в отличие от других двигателей (кроме ракетного), этот двигатель является одновременно и движителем, поскольку именно энергия газа, истекающего из его сопла, обеспечивает движение аппарата, на котором он установлен. Хотя его использование ограничено самолётами, обладающими большой скоростью полёта, либо ракетами.

Следует отметить, что эффективность современного РД не превышает 50%, поскольку его действие основывается на втором законе механики – сила действия равна силе противодействия. Газ, покидая сопло, отталкивает самолёт, либо ракету в противоположную сторону. В любом случае, топливо тратится на создание двух сил - силу действия и силу противодействия.

Иного движителя, обеспечивающего полёт на сверхзвуковых, дозвуковых и близких к ним скоростям, пока не существует. Соответственно, у неверно спроектированного РД изначально заложен повышенный расход топлива. А это в любом случае отразится на стоимости самого полёта. Что мы все и имеем.

Используя Природоподобные Технологии и учитывая сложившуюся ситуацию, наша компания разработала двигатель, который значительно отличается от существующего РД меньшим расходом топлива при большей мощности, повышенной надёжности и стабильности.

Фактически это силовая установка (комплекс), состоящая из ГТД и движителя. Движитель аналогичен проточному двигателю (не путать с гиперзвуковым). Но если в проточном двигателе необходимое количество воздуха и давление  создаёт набегающий поток, то в нашем случае - это функция ГТД на котором, в качестве нагрузки, устанавливается основной компрессор. Он и обеспечивает движитель (РД) необходимым количеством воздуха с необходимым давлением.

Выходит, «особо прочные титановые лопатки» РД не нужны и создателям ПД – 14 (двигателя для МС-21) не стоит расстраиваться. Мало того – один ГТД может обеспечить воздухом до трёх РД, повышая мощность комплекса, снижая расход топлива и расширяя иные возможности. Как отмечалось ранее, аналогов эти двигатели не имеют.

Французы, для реализации этой задачи, не смогли ограничиться даже двумя двигателями. Вот и планируют на сверхзвуковых пассажирских самолётах   поочерёдное использование трёх двигателей.

 
ЛОПАСТИ

Природоподобные Технологии подарили нам понимание ситуации в целом ряде отраслей, особенно в авиации. В ней сложилась уникальная ситуация – принцип полёта самолёта объясняют законы аэродинамики, а его движение – законы механики. Относительно реактивной авиации всё именно так и обстоит. Но винтовая авиация всё же предпочитает аэродинамику. Хотя многие «специалисты» утверждают обратное.

Речь идёт о лопастях винтов (тянущих/толкающих у самолётов, несущих и управляющих у вертолётов), которые подразумевают применение законов именно аэродинамики. А вот теория идеального винта, опирающаяся на законы механики – это для диспутов в песочнице. Именно благодаря этой теории  легкомоторные самолёты и, тем более вертолёты, трясёт «как за растрату».

Пример лоной информации на фото. (Это не имеет никакого отношения ни к отбрасываемому потоку, ни к аэродинамике.)

Мало того, такой винт делит подводимую мощность даже не надвое. Добиться высокой эффективности воздушного винта, не имея возможности управлять его оборотами и  используя современную лопасть, невозможно по определению.
А углы атаки, на которых работают лопасти этих винтов – просто шикарные условия для гарантированного срыва потока, что и является причиной вибрации.

Природоподобные Технологии позволили нашей команде добиться высокой эффективности воздушного винта не только благодаря использованию управляемого редуктора, но и разработав сами лопасти. На них возникает именно аэродинамическая подъёмная сила, которая максимально эффективно преобразует мощность, подводимую к винту. Происходит это благодаря тому, что лопасти иначе используют воздушный поток. В итоге: - значительно увеличивается тяга винта и не возникает вибрации.

Применение в малой авиации новых ГТД, управляемых редукторов и эффективных воздушных винтов, обеспечит создание таких летательных аппаратов, как: вертолёты с функцией автожира, экранопланы с вертикальным взлётом и посадкой, аэромобильные платформы с грузоподъёмностью от сотен килограмм до многих десятков тонн. Позволит с легкостью решить большое количество «тяжёлых» проблем, при малых затратах.  

Следует особо подчеркнуть, что все разработки учитывают российскую технологическую базу. Их цель – выпуск вышеуказанных изделий именно на российской территории с минимально возможным использованием импортных комплектующих. Для применения, в первую очередь, на территории России.

Первыми, судя по открытым данным, Природоподобные Технологии   покоряются России. Но это пока. Необходимо начинать их массово внедрять, чтобы навсегда уйти вперёд, как в технологическом, так и во многих других смыслах.

Пока же, некоторые представители власти в РФ, являются качественным «тормозом» и искусственно сдерживают рождение новой техносферы, которая может быть рождена Природоподобными Технологиями.
 
Б. Глюздин
С. Панченко
А. Осипов