Проект «Планерная транспортная система»

Проект 
«планерная транспортная система»

Автор:         Пигин Артём, девятый класс

МОУ «ГИМНАЗИЯ №1» г. Жуковский Московской обл.

Оглавление

Введение        

Описание характеристик самолёта        

Общие характеристики        

Особенности конструкции самолёта        

Силовая установка планера        

Комплекс бортового оборудования        

Системы безопасности планера        

Характеристики взлётных и посадочных площадок        

Характеристики распределённой системы управления        

Заключение        

Приложение        

Литература        

Введение

В настоящее время остро стоит вопрос об охране окружающей среды. Безотлагательные меры необходимо принять по увеличению скорости перевозок на дистанции от 7-100км. Требуется наладить сообщение с населёнными пунктами в труднодоступных районах нашей страны. В случае снегопада, гололёда, тумана, подтопления существующий городской транспорт не выполняет своих функций. В тумане резко падает скорость передвижения, при снежных завалах передвижение вовсе невозможно. Содержание дорог в хорошем состоянии требует огромных вложений. Назрела необходимость создания альтернативного транспорта, который бы не зависел от качества дорожного полотна, от погодных условий, от плотности транспортного потока.

Основная часть

Мною предлагается мотопланерная транспортная система. Её компонентами являются:

1. АП-мотопланеры для перевозки пяти человек
2. АП-мотопланеры для перевозки двенадцати человек
3. АП-мотопланеры для перевозки малогабаритных грузов
4. АП-самолёты для грузовых перевозок
5. Взлётно-посадочные площадки (ВПП)
6. Центры управления транспортным потоком
7. Сервисы обслуживания
8. Центры продаж АП-планеров
9. Школы подготовки пилотов
10. Страховые компании

Подробнее остановимся на описании компонентов системы. При этом затронем вопрос об организации воздушного движения и на системе поиска восходящих потоков.

АП-мотопланер

АП-мотопланер разрабатывался специально для мотопланерной ТС. Патент на полезную модель № 122981 от 07 августа 2012 года «Компактный летательный аппарат» автор Пигин Артём Владимирович.

АП-мотопланер имеет следующие характеристики (ориентировочно):

• Число пассажиров        5 человек
• Крейсерская скорость        200 км/час.
• Максимальная скорость        230 км/час
• Максимальная дальность        1000 км
• Аэродинамическое качество         не менее 50.
• Взлётный вес планера         не более 700 кг
• Вес пустого        не менее 300кг
• Размах крыла         35 м
• Длина фюзеляжа         10 м
• Мощность электромотора        75 кВт
• Длина в сложенном состоянии        5 м
• Ширина в сложенном состоянии        2 м
• Высота в сложенном состоянии        1,5 м

Общий чертёж планера представлен на следующем рисунке. Приложение 1.

АП-мотопланер имеет электрическую силовую установку, питающуюся от аккумуляторов или солнечных батарей, расположенных на верхней поверхности крыльев, фюзеляжа и хвостового оперения.

Система безопасности АП-мотопланера имеет парашютную систему, обеспечивающую мягкую посадку при необходимости самому планеру и всем пассажирам.

АП-мотопланер характеризуется тем, что:

• не имеет экологически вредных выбросов,
• имеет достаточно высокую скорость перемещения,
• не требует строительства транспортных магистралей,
• имеет относительно низкую стоимость перелётов.

К настоящему времени продумана эргономика планера.

Эргономика

Туалет

В АП-мотопланере для длительных перелётов предусмотрен туалет. Унитаз находится под креслом. В случае надобности пассажир может откинуть своё сидение и задвинуть шторку, которая выдвигается из щели между сидениями и раскладывается «гармошкой». Унитаз оснащён крышкой биде. В спинке впередистоящего кресла имеется рукомойник. Система усиленной вентиляции встроена прямо в унитаз.

Буфет

В спинке впередистоящего кресла есть все необходимое для приготовления, хранения и приёма пищи (микроволновая печь, выдвижной столик, минихолодилник).

Условия хранения планера

Условия хранения планера идентичны условиям хранения автомобиля.

Антиобледенительная система

Данный вопрос в настоящий момент остаётся в разработке.

АП-мотопланеры для перевозки двенадцати человек (АП-авиалайн)

АП-авиалайн имеет следующие характеристики (ориентировочно):

• Число пассажиров        12 человек
• Крейсерская скорость        200 км/час.
• Максимальная скорость        220 км/час
• Максимальная дальность        800 км
• Аэродинамическое качество         не менее 40
• Взлётный вес планера         не более 1200 кг
• Вес пустого        не менее 500кг
• Размах крыла         35 м
• Длина фюзеляжа         10 м
• Мощность электромотора        90 кВт
• Длина в сложенном состоянии        7 м
• Ширина в сложенном состоянии        3,5 м
• Высота в сложенном состоянии        1,5 м

Общий чертёж АП-авиалайна представлен на следующем рисунке. Приложение 2.

АП-мотопланеры для перевозки малогабаритных грузов (АП-авиафургон)

АП-авиафургон может использоваться для перевозки 700 кг. грузов.

АП-самолёт для грузовых перевозок

• Полезная нагрузка        8тонн
• Крейсерская скорость        180 км/час.
• Максимальная скорость        200 км/час
• Максимальная дальность        500 км
• Взлётный вес планера         15тонн
• Вес пустого        6800кг
• Размах крыла         не определён
• Длина фюзеляжа         не определена
• Мощность электромотора        не определена
• Длина в сложенном состоянии        не определена
• Ширина в сложенном состоянии        не определена
• Высота в сложенном состоянии        не определена

Общий чертёж АП-самолёта представлен на следующем рисунке. Приложение 3

Самолёт находится в стадии проектирования.

Взлётно-посадочные площадки (ВПП)

Взлётно-посадочные площадки (ВПП) располагаются на крышах домов в два яруса. В целях обеспечения безопасности посадка производится с верхней площадки, а взлёт – с нижней. Это обусловлено особенностями взлёта и посадки. Поскольку при взлёте планера стартуют при помощи катапульты-направляющей, отклонение от курса невозможно. Следовательно, опоры не мешают взлёту, и взлетать можно с нижней площадки. При посадке из-за ветра возможны небольшие отклонения от курса, поэтому при посадке на ВПП не должно быть никаких помех. Этим и обусловлен выбор верхней площадки для посадки. Между собой эти два яруса сообщаются при помощи лифта. ВПП сообщается со стоянкой при помощи нескольких грузовых лифтов. Стоянка планеров многоярусная. Ярусы сообщаются посредством настилов. По стоянке планеры передвигаются в сложенном состоянии, используя колёсный привод.

Организация воздушного движения

Выделяются скоростные коридоры: 180, 200, 220км/ч. с разницей по высоте 100м. Пассажиры выбирают скоростной режим мотопланера. В зависимости от этого электронный диспетчер назначает коридор. Также при полёте на 7-15км мотопланер летит на высоте 200-500м, используя восходящие потоки, а на расстояния свыше 15км поднимается выше верхней кромки облаков, где он может подзаряжать батареи от солнца и летит как за счёт восходящих потоков, так и за счёт тяги двигателя.

Система поиска восходящих потоков.

Система поиска восходящих потоков включает в себя:

• РЛС с режимом метеолокации (дистанционный поиск).
• Бортовой компьютер с алгоритмами распознавания воздействия В.П. на параметры движения мотопланера (контактный поиск).

Предлагается использование небольших мотопланеров-разведчиков, задача которых – поиск восходящих потоков с дальнейшей передачей данных в центр управления полётами.

Генераторы восходящих потоков

Генераторы восходящих потоков мною называется система аэростатов чёрного цвета, размещённых на различных высотах, что позволяют создавать искусственные восходящие потоки вдоль воздушной магистрали. Принцип создания восходящих потоков описан в следующем патенте http://ru-patent.info/24/62/2462026.html.

В указанном патенте воздушный поток использовался для вызывания дождя. В данном проекте предлагается использовать этот принцип только для создания мощных восходящих потоков вдоль транспортных магистралей.

Центр управления транспортным потоком

Управление транспортным потоком производится из единого центра. Этот центр представляет собой совокупность нескольких связанных между собой мощных компьютеров, которые обрабатывают данные о местоположении мотопланеров и корректируют траекторию их движения с учётом восходящих потоков и данных о координатах и траектории других мотопланеров. Управление ведётся через спутники. На планерах имеются станции для приёма и передачи информации о местоположении. Для противодействия террористическим угрозам и для повышения живучести системы в случае неполадок на Центре включается автономная система управления, которой снабжён каждый планер. Выделяется зона ближайшего окружения и ведётся обмен координатами только внутри этой зоны. Это понижает нагрузку на сеть и резко снижает уязвимость системы. В этом режиме несколько уменьшится скорость перевозки из-за неоптимального маршрута.

Сервисы обслуживания

Ничем не отличаются от автомобильных сервисов обслуживания. Могут развиваться на их базе, поскольку для презентации планера места нужно не больше, чем для автомобиля.

Школы подготовки пилотов

Аналогичны таковым автомобильным и могут развиваться на их базе.

Обоснование эффективности мотопланерной системы.

Видно, что по крейсерской скорости, радиусу действия и скорости АП-планер выигрывает у автомобиля. По вместимости и размерам стояночного места они сопоставимы. АП-планеру требуется больше времени для старта и парковки. Но это не может оказать серьёзного негативного влияния на общее время перевозки (см. табл. ниже).

В дневное время летом по пустой дороге

Итог: автомобиль 1ч. 12мин.; АП-планер 45мин.

В дневное время летом в пробке

Итог: автомобиль 2ч. 47мин.; АП-мотопланер 1ч. 10мин.

Вывод: АП-мотопланер всегда выигрывает у автомобиля в скорости за счёт большей скорости на главном участке маршрута – транспортной магистрали. Во время увеличения плотности потока планеров основные сложности связаны с очередью на взлёт и посадку. При этом радиус эффективного действия планера – от 7 до 1000км.

Сравнение характеристик вертолёта и АП-мотопланера.

Вывод: АП-мотопланер по скорости и вместительности проигрывает вертолёту Ми-8П. По размерам взлётной площадки они сопоставимы. Зато АП-планер выигрывает более чем в 100 раз по цене перелёта. Это достигается за счёт отказа от керосина.

Заключение

Данная работа является проектом принципиально новой транспортной системы, которая была названа мотопланерной транспортной системой. В представленной работе описаны все компоненты мотопланерной транспортной системы. Разработана организация движения в рамках новой транспортной системы. Выработаны рекомендации по созданию восходящих потоков для максимального использования безмоторного режима. Доказана эффективность мотопланерной транспортной системы.

Приложение

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Литература

1. Энциклопедия «Мировая авиация», ISSN 2071-1131.
2. Патент на полезную модель № 122981 от 07 августа 2012 года «Компактный летательный аппарат» автор Пигин Артём Владимирович.
3. http://ru-patent.info/24/62/2462026.html