Posts Tagged ‘авиация’

Самолетный запуск в Космос

Четверг, Апрель 1st, 2010

Были и есть (по крайней мере один остался) проекты по выводу грузов в космос, где в качестве первой ступени выступает самолет. Например, Ан-124 «Руслан». По этому проекты, с высоты в 12 км выпускается ракета, которая выходит через задний люк. По расчетам, стоимость вывода грузов на орбиту снижается в 10-12 раз. Потому что первая ступень – самая массивная и дорогая, и обычно одноразовая, а тут она используется многократно, кроме того, не нужно с собой возить окислитель.

При автоматизации инженерной деятельности, можно будет дешево разработать новое поколение подобных систем. Разработка узкоспециализированного самолета резко сократит стоимость вывода на орбиту даже в сравнении с вышеописанной и еще не реализованной схемой.

Что можно усовершенствовать в узкоспециализированном самолете? Для примера, возьмем Ан-225 «Мрия», у которого максимальная полезная нагрузка – 200 тонн. Убираем отдельный этаж для дополнительных пассажиров. Убираем кабину с экипажем вообще – самолет если и не беспилотный, то управляется с Земли. Самолет не должен летать с грузом далеко. Или перелет на новое место базирования – и тогда вместо ракеты у него дополнительный топливный бак, или взлет, набор высоты, безпромедлительный запуск ракеты и тут же разворот с заходом на посадку. Поэтому ему не нужно взлетать с 200 тонн топлива, не нужно иметь и соответствующие тяжелые топливные баки. Не нужно иметь объемную грузовую кабину (вообще никакую), раскрывающиеся грузовые люки и т. д. Все это в сумме может привести к возможности взлетать с ракетой весом в 300 тонн на самолете примерно того же класса. Можно также изменить некоторые другие показатели – например, увеличить мощность двигателей в обмен на снижение массы топлива, которое берется на борт.

Мне интуитивно нравится вариант компоновки, в котором ракета прикреплена снизу. В отличие от варианта с «Русланом», не нужно терять секунды на разворот ракеты в воздухе после отцепления. (А каждая секунда – это необходимость в дальнейшем компенсировать полученную скорость по направлению к Земле). Она может стартовать сразу же после отцепления, вначале разгоняясь по прямому курсу, а на некотором расстоянии от самолета, чтобы не обжечь его – начинать набор высоты. Для такой схемы можно сделать два небольших фюзеляжа, ракета висит между ними.

Используя «Автоматизация проектирования серий» ( http://neurocod.net/blog/tag/2010/03/автоматизация-проектирования-серий ), можно создать несколько вариантов таких самолетов. Например, с весом ракеты в 100, 200 и 300 тонн.

Использование.
Кроме традиционных запусков пилотируемой и непилотируемой космонавтики, практической монополизации рынка запусков из-за дешевизны, нужно упомянуть военный аспект. Сейчас, запуск очередного мощного военного спутника (связи/наблюдения) – неординарное событие, которое освещается на специализированных сайтах. По запуску нескольких спутников, иногда можно судить по планам страны – например, в последний год США запустили несколько спутников, которые летают над Ираном, с целью иметь возможность просматривать его поверхность практически все время. Резкое удешевление запуска даст возможность обеспечить круглосуточное наблюдение за каждой страной на сравнительно низкой высоте. Дешевизна запуска даст возможность брать на борт спутников больше топлива для маневрирования, набора высоты и скорости, для компенсации аэродинамического торможения из-за полетов на сравнительно низких высотах. Координация военных действий может выйти на новый уровень. Может появиться возможность в краткие сроки выводить в космос много оружия нападения и защиты, в том числе неядерного – например, для поражения высокотехнологичного оружия противника. Как бонус ко всему – возможность более дешевого освоения Луны, возможность космического производства – например, сверхчистых чипов сверхбольших размеров с трехмерной компоновкой для сверхбыстрых ИИ.

Авиапереносец

Воскресенье, Март 28th, 2010

Если авианосец носит самолеты с вертолетами, то авиапереносец лишь однократно переносит их на большое расстояние.
Отличия от авианосца:
* только одна летная полоса
* эта летная полоса предназначена только для взлета, посадка невозможна. Посадочного оборудования типа аэрофинишеров и посадочных радаров нету
* полоса расположена по всей длине корабля, а не косо, как на авианосцах
* один, максимум – два самолетоподъемника. Нету отдельных подъемных устройств для заправки или боеприпасов
* верхняя палуба меньших размеров. На ней не должны находиться множество самолетов одновременно. Только подъем на взлетную полосу и взлет очередного самолета
* не нужны большие запасы авиационного топлива и боеприпасов, обслуживающего персонала, авиаремонтных служб
* ядерная силовая установка не нужна
* возможность запускать обычные версии самолетов (или с минимальными переделками). Более длинная палуба обеспечивает лучший разгон. В дополнение к длинной палубе, нужно одно из двух: или длинная катапульта, или одноразовые ракетные ускорители для каждого самолета. У самолетов фиксированные, а не складывающиеся крылья – так как не нужно обеспечивать возможность активного перемещения самолетов вперемешку, только поочередный взлет, а единственный самолетоподъемник можно сделать больших размеров. Не нужно укрепленное шасси из-за больших углов захода на посадку, как при посадке на авианосец.
Такой корабль должен быть во много раз дешевле авианосца, проще в проектировании и эксплуатации.
Способы применения авиапереносцев:
* в случае сложностей с получением разрешения на пролет самолетов через воздушное пространство других государств, подвести авиапереносец ближе к аэродрому назначения и перегнать авиатехнику, исключив необходимость в пролете над несогласными странами
* в случае блокирования или разрушения аэродромов подскока, использовать авиапереносец
* развернуть аэродром при помощи аэродромоносца. С расстояния в несколько тысяч километров сразу же наполнить его самолетами. Такой способ применения повышает скорость наполнения аэродрома военной техникой. Такая скорость важна в предвоенное и военное время.
* в случае войны, быстро наполнить захваченный аэродром авиацией
* в случае войны, авиапереносец может хранить резерв пополнения. Особенно, в случае войны на несколько фронтов со слабыми противниками, у которых нет возможности гарантированно уничтожить авиапереносец. Последнее может быть нелегкой задачей – так как авиапереносец приближается к берегу еще меньше, нежели авианосец (примерно в 2 раза – на 2 тыс. км), и может охраняться дополнительными кораблями. Война на несколько близкорасположенных фронтов интересна тем, что можно гибко выбирать, куда именно послать резерв
* гибкость важна и тогда, когда заранее неизвестно, где именно появится аэродром. Такая неизвестность может наблюдаться как в случае военных действий, так и при мирных переговорах с несколькими странами, когда неизвестно, с какой из стран первой удастся договориться. Или в случае, когда неизвестно, где именно начнется война, и на чьей стороне
* надолго оставить в океане авиапереносец для контроля над территорией, для политического давления и возможности начать войну в регионе
* в случае войны, перелет авиатехники с авиапереносца к наземным аэродромам может сопровождаться нанесением ударов с перегоняемых самолетов. Тогда авиапереносец можно рассматривать как ударный корабль. В крайних случаях, боевые вылеты (беспилотников) можно производить даже без возможности последующей посадки некоторых самолетов – например, вылет в океане, если требуется срочно уничтожить некоторую дальнюю цель, или особо выгодную/ценную цель, или помочь другим своим кораблям, или если велика угроза затопления авиапереносца

Аэродромоносец

Воскресенье, Март 28th, 2010

Если авианосец носит самолеты с вертолетами, то аэродромоносец носит аэродром. Переносной аэродром предназначается для быстрого развертывания аэродрома на суше. Аэродромоносец – это корабль, который перевозит все для построения аэродрома: строительные материалы, строительную технику, обслуживающую технику типа тягачей, заправщиков, радара, авиационную ремонтную мастерскую.
Первая очередь строительства – построить взлетно-посадочную полосу из готовых бетонных блоков.
Вторая очередь строительства – расширение и удлинение ВПП, с одного конца ВПП достраивать асфальтированный участок, на который будет производиться касание при посадке, постройка рулежных дорожек и расширение количества мест базирования, отдаленных от ВПП.
Третья очередь строительства – создание второй, полностью асфальтированной ВПП, постройка ангаров и дальнейшее расширение аэродрома.
Проще всего выгружать такой корабль в обычном порту. Для более сложных ситуаций выгрузки на неподготовленный берег, аэродромоносец должен перевозить несколько небольших десантно-грузовых кораблей.
Способы применения аэродромоносцев:
1) Договориться мирным способом о создании авиабазы на чужой территории. Дежурный аэродромоносец, уже заранее плавающий недалеко, без промедления развертывает аэродром
2) После начала войны и захвата контроля над некоторым участком суши, при доступности морских коммуникаций, быстро построить военный аэродром рядом с фронтом. Этот случай важен для стран с небольшим количеством аэродромов (когда захватывать нечего), например, в Африке. Или для случая, когда продвижение вглубь территории противника затруднено из-за свойств местности или противника (джунгли, сильная оборона). Тогда проще построить аэродром недалеко от берега
3) При угрозе начала войны, как можно быстрее увеличить количество аэродромов
4) При действиях авиации с авианосцев, как можно быстрее перевести работу авиации на наземные аэродромы – их уничтожить сложнее, а авианосцы можно освободить для другой работы
5) Существующую военную базу дополнить аэродромом. При доступности наземных перевозок, аэродромоносец может выгрузиться сравнительно далеко от места развертывания аэродрома.
6) Быстро расширить возможности существующего аэродрома – например, увеличить количество и улучшить качество ВПП.

Автоматизация проектирования серий

Воскресенье, Март 28th, 2010

АНТК им. Антонова построили Ан-225 «Мрию», самый большой и самый грузоподъемный эксплуатируемый самолет в мире, за рекордно короткие сроки – около двух-трех лет. Это стало возможным благодаря тому, что его разработка велась на основе Ан-125 «Руслан». У них общая электроника, двигатели (хоть и в разном количестве), ширина фюзеляжа и многое другое. После такого успеха, в АНТК начали развивать идею – производить разработку и других самолетов сразу же сериями. При стандартизированной разработке, упрощается отладка, сертификация подсистем и всего самолета, удешевляется и упрощается разработка и эксплуатационное обслуживание. Например, делается высокогорный самолет, с повышенной мощностью двигателей для работы в разреженном воздухе на высокогорных аэродромах, для взлета и посадки с коротких аэродромов. И этот самолет сразу в нескольких вариантах – пассажирский, грузовой, военный. И дополнительно – в нескольких «весовых категориях». (Такие самолеты нужны не только в Индии). Другая серия – самолет для дальних рейсов без особых экстремальных условий. Другие серии – для перелетов на среднюю дальности; на ближние расстояния. Возможно, и другие, типа военно-транспортных с коротким взлетом и посадкой.
Дальше развить идею помешала перестройка. Затем мешали западные спецслужбы. После смерти Балабуева, новое беспринципное руководство манагеров не собирается и не может внедрять такую прорывную технологию.
Но идею можно позаимствовать в новом виде.
Нейронные сети выделяют совпадающие последовательности. Это – основа для автоматизированной разработки серий устройств. Не только самолетов. Таким же образом можно производить, например, военную технику. Такой подход позволяет гибко решать ранее описанную задачу – всегда иметь «минимально достаточный калибр», для наиболее эффективного ведения войны. Мощности прежних танков стало не хватать? Сразу же производство переключается на чуть большую модель, чтобы как раз вместить пушку большего калибра с большим боезапасом и двигателем. Дальности применения истребителей стало не хватать? Выпустим истребитель побольше. И наоборот. Ради экономичности бомбардировок, нужно использовать бомбардировщики побольше. У противника появились средства противодействия, и бомбардировщики слишком часто сбивают? Переходим к более дешевой версии, с меньшей грузоподъемностью, меньшими размерами (заодно снижая ЭПР и увеличивая дальность обнаружения). Или – производим ракеты большей дальности.
Серия крылатых ракет. Чтобы при пуске ракеты не залетать/не заплывать/не заезжать в зону обстрела противника, ракету нужно пускать с более дальних дистанций. Ракету нужно делать с большим запасом топлива и более мощными двигателями. А заодно, ради сохранения эффективности, повысить боевую нагрузку.
Ракеты класса воздух-воздух, ракеты ПВО и ракеты систем залпового огня – все аналогично. Противник начал применять свое оружие с больших дистанций – нужно увеличить дальность применения. Противник улучшил броню – увеличить бронебойность. Аналогично с кораблями, подводными лодками, пулями и снарядами, минами и электромагнитными бомбами, вертолетами и грузовиками.
В некоторой степени аналогично поступают производители современных процессоров, выпуская модельные ряды, но они чаще отличаются количеством одинаковых ядер, и не используют автоматизированное выделение обобщений при проектировании.

Концепция авианосца

Вторник, Январь 5th, 2010

Концепция авианосца повышенной производительности, несущего в основном БПЛА самолетного типа.
Повысить производительность призваны два основных нововведения: особая катапульта и две летные палубы. Вторая летная палуба предназначена лишь для взлета, а не посадки, а также для перемещения, обслуживания и хранения ЛА. Для взлета с нижней палубы, спереди авианосца есть открытый выход. Так как вторая палуба из-за взлета более занята, чем обычно, то, возможно, для самолетов понадобится и третья палуба.
Механизм катапульты должен работать по всей длине палубы. Внутри палубы расположен трос от катапульты. Через щель в палубе, к тросу катапульты можно присоединяться на всей длине щели.
Коллективный взлет. В линию выстраиваются самолеты, которые отделены панелями для отклонения струи воздуха из двигателей. Один самолет, самый первый, присоединяется к катапульте, разгоняется и взлетает. Тут же опускается очередная панель отклонения пламени, освобождает взлетную полосу, и аналогичным образом взлетает следующий самолет. Так как одну палубу можно выделить только под взлет, то самолеты можно выстраивать в очень длинную линию – например, до десятка. С учетом двух рядов – например, 20 самолетов взлетают в несколько раз быстрее, чем на обычных авианосцах.
Так как обслуживание самолетов можно производить на нижних палубах, откуда и взлетать, то верхняя палуба освобождается. На верхней палубе можно оборудовать несколько посадочных полос – например, до трех. Мест для обслуживания также больше – на нескольких палубах. Тогда нужно больше подъемников, чем обычно – зато авианосец становится в несколько раз более производительным. Особенно быстрым будет массовый взлет, что важно для внезапных атак или при внезапных атаках.