Ticarət hava daşıyıcıları üçün nəzərdə tutulmuş müasir mülki təyyarələr nəinki yüksək performans xüsusiyyətlərinə malik olmalı, həm də aşağı istismar xərcləri ilə seçilməlidir. Bu cür avadanlıqların yeni nümunələri yaradılarkən bütün əsas xərclərin azaldılması zərurəti nəzərə alınır və təmir və uçuş xərclərinin azaldılması üçün yeni variantlar daim ortaya çıxır. Laynerin xüsusi səmərəlilik göstərə bilən maraqlı bir versiyası bu il NASA və DLR təşkilatları tərəfindən təklif edildi. Perspektivli bir konsepsiya layihəsinə eRay deyilir.
ABŞ Milli Aeronavtika və Kosmos İdarəsi (NASA) və Alman Aeronavtika və Kosmos Mərkəzi (DLR) insanların və malların daşınmasından məsul olan ticarət aviasiyası da daxil olmaqla bütün əsas kateqoriyalarda aviasiyanın inkişafına əhəmiyyətli töhfələr verir. Bu təşkilatların mütəxəssisləri daim yeni fikirlər axtarır, yeni təkliflər irəli sürür və sınaqdan keçirirlər. Bu ilin yayında iki təşkilat, artan iqtisadi göstəricilərlə yüksək performans xüsusiyyətlərini göstərə biləcək perspektivli bir təyyarə konsepsiyasını təqdim etdilər.
Müvəqqəti eRay adlı yeni layihə gələcək üçün bir ehtiyatla işlənirdi. Bunun üçün tələblər tərtib edilərkən, 2045 -ci ilə qədər kommersiya aviasiyasının inkişafı ilə bağlı proqnozlar nəzərə alınmışdır. Hazırkı proqnozlar göstərir ki, bu vaxta qədər inkişaf etmiş və inkişaf etməkdə olan ölkələrdə sərnişin və yük daşımaları xeyli artacaq. Bu baxımdan aerodrom şəbəkəsinin inkişafı və müxtəlif təşkilati məsələlərin həlli tələb olunacaq. Bundan əlavə, nəqliyyatı dəstəkləmək üçün xarakterik qabiliyyətlərə malik yeni aviasiya texnologiyası tələb olunacaq. Xüsusiyyətləri baxımından mövcud nümunələri üstələməlidir.
NASA və DLR, gələcəyin kommersiya təyyarələrinin indiki təyyarələrdən 60% daha iqtisadi olması lazım olduğuna inanırlar. Kiçik aerodromlarda işləməyi bacarmalı, həm də aşağı səs -küy və iş rahatlığı ilə fərqlənməlidir. Yeni layihənin müəllifləri araşdırma və hesabatında mövcud istehsal təyyarəsi Airbus A321-200-dən bir növ istinad olaraq istifadə etdilər. Gələcək perspektivli bir eRay -in tutum və daşıma qabiliyyətinin oxşar parametrlərinə malik olması, eyni zamanda digər bütün sahələrdə üstünlüklər göstərməsi lazım idi.
ERay konsepsiyası, sonradan avadanlıqların istehsalı və istismara verilməsi ilə tam hüquqlu bir dizayn üçün nəzərdə tutulmamışdır. Bu baxımdan, elmi təşkilatların mütəxəssisləri özlərini məhdudlaşdıra bilmədilər və praktikada tətbiq olunmağa hələ hazır olmayan ən cəsarətli fikirlərdən istifadə edə bildilər. Məhz bu cür həllərin istifadəsi, qarşıya qoyulan vəzifələri həll etməyə və gələcəyin təyyarəsinin yeni bir versiyasını "yaratmağa" imkan verdi.
Ən optimist proqnozlara görə, eRay təyyarəsi A321 istehsalından 30% daha yüngül olacaq. Elektrik stansiyasının səmərəliliyi 48%artır. İdarə heyətinin ümumi enerji səmərəliliyi 64%artır. Qeyd etmək lazımdır ki, belə nəticələr əldə etmək üçün elm adamları və dizaynerlər nəinki yeni ideyalar təqdim etməli, həm də adi həll yollarından əl çəkməli idilər. Nəticədə, təklif olunan layner öz sinfinin müasir nümayəndələrindən xeyli fərqlənir.
ERay layihəsi, qanadı süpürülmüş alçaq qanadlı konsollu təyyarənin inşasını təklif edir. Yalnız böyük bir eninə V olan bir stabilizator daxil olmaqla bir quyruq vahidi verilir. Keel yoxdur. Orijinal bir şəkildə, səmərəliliyin artırılması ehtiyacı səbəbiylə elektrik stansiyasının elementlərinin tənzimlənməsi problemi həll edildi. Fərdi bölmələri qanadın müxtəlif hissələrinə, eləcə də gövdənin quyruğuna yerləşdirilir.
Təyyarənin gövdəsi, ümumiyyətlə, mövcud maşınların vahidlərinə bənzəyir. Aerodinamik forma ilə yüksək uzanmaya malik bütün metal konstruksiyanın inşası təklif olunur. Yay hissəsi kokpit və texniki otaqların altında verilir, bunun arxasında sərnişin oturacaqları olan böyük bir salon var. Sərnişin bölməsinin altında yük üçün bir həcm verilir - ilk növbədə baqaj üçün. Quyruq hissəsi elektrik stansiyasının mühərriklərindən birini yerləşdirməlidir.
Süpürülmüş təyyarələri gövdə ilə birləşdirmək təklif olunur. Qanad optimal bir profil əldə edir və səthinin çox hissəsində axını poza biləcək heç bir element yoxdur. Qanadın aparıcı və arxa kənarlarında ənənəvi tipli mexanizasiya təmin edilir. Sonda dizaynerlər lazımi avadanlıqla bir cüt by-pass turbojet mühərriki yerləşdirdilər.
ERay layihəsi ənənəvi empennage əvəzinə qeyri -adi bir sistemdən istifadə edir. Gövdənin quyruq ucunda elektrik stansiyasının itələyən pervanəsi üçün konik halqalı bir kanal quraşdırılmışdır. Bu kanalın tərəflərində dizaynerlər əhəmiyyətli bir eninə V ilə quraşdırılmış iki stabilizator təyyarəsi yerləşdirdilər. Yaw nəzarəti qanad mühərriklərinin gücünü dəyişdirməklə və ya qanad mexanizasiyası vasitəsi ilə həyata keçirilməlidir.
NASA və DLR hesablamalarına görə, enerji səmərəliliyinin artmasının dörddə üçü yalnız aerodinamik vasitələrlə əldə edilə bilər. Məsələn, səmərəliliyin ümumi artımının 13% -i gövdə ətrafındakı laminar axınla təmin edilir. Qanad genişliyini 45 m -ə çatdırmaq daha 6%artım verir. Kürəyi tərk etmək hava çərçivəsinin səthini qısaldır və hava müqavimətini azaldır.
Ancaq "əlavə" enerji tullantılarının azaldılması vəzifəsi təkcə aerodinamik hesabına həll edilmir. Beləliklə, sərnişin bölməsinin yan şüşələrini çıxarmaq imkanı nəzərdən keçirildi. Bu vəziyyətdə, gövdənin dizaynı əhəmiyyətli dərəcədə sadələşdirilir ki, bu da onun daha yüngül olmasına və mühərriklərə olan tələblərin müvafiq olaraq azalmasına səbəb olur. Ancaq sərnişinlərin xoşuna gəlmədiyi üçün belə bir yenilik məcburi sayılmır. Bir daşıyıcının enerji səmərəliliyi əldə etmək istədiyi, lakin müştərisiz qalması ehtimalı azdır.
ERay layihəsi təyyarəni hibrid elektrik stansiyası ilə təchiz etməyi nəzərdə tutur. Qanad, qazlardan itələmə yaradan, həmçinin bir cüt elektrik generatoru idarə edən turbojet mühərrikləri ilə təchiz olunmalıdır. Lazım olan çeviricilər vasitəsi ilə elektrik həm quyruq motoruna, həm də batareyalara verilməlidir. Belə bir elektrik stansiyasının əsas üstünlüyü, mövcud uçuş rejiminə uyğun olan optimal yanacaq istehlakını əldə etmək üçün itələmənin ümumi parametrlərini çevik şəkildə dəyişdirmək qabiliyyətidir.
NASA və DLR, eRay üçün elektrik stansiyasının əsasını bir cüt bypass turbojeti görür. Kifayət qədər performans və ölçüləri aşağı olan məhsulların qanad uclarına yerləşdirilməsi təklif olunur. Layihə çərçivəsində, turbin arxasındakı qazlar səbəbiylə daxil olan atmosfer havasını qızdıran, istilik mübadiləsi sistemli mühərriklərin tətbiqi öyrənildi. Bəzi rejimlərdə bu, yanacaq istehlakını 20%azaltmağa imkan verir.
İki təşkilatın mütəxəssisləri tələb olunan tipli elektrik cihazlarını nəzərdən keçirərək müəyyən nəticələr çıxardılar. Məlum oldu ki, mövcud generatorlar, akkumulyatorlar və mühərriklər eRay üçün elektrik stansiyası qurmağa imkan verir, lakin onun xüsusiyyətləri arzuolunandan uzaq olacaq. Optimal parametrləri əldə etmək üçün yeni texnologiyalar və həllər tələb olunur. Xüsusilə, elektrik mühərrikinin parametrlərinə təsir edə biləcək super keçiriciliyin təsirindən istifadə etmək imkanı nəzərdən keçirilir.
Mövcud saxlama batareyaları da istənilən parametrləri olan bir təyyarə yaratmağa imkan vermir. 2010 səviyyəsindəki texnologiyalar 335 W * h / kq enerji sıxlığını təmin edir. 2040 -cı ilə qədər bu parametrin 2500 W * h / kq -a qədər artacağı gözlənilir. Ancaq qısa müddətdə təxminən 1500 W * h / kq daha təvazökar xüsusiyyətlərə malik batareyalara güvənmək lazımdır. Hesablamalara görə, elektrik və turbojet mühərrikləri olan birləşmiş elektrik stansiyası ən az 6-7 saat uçuş müddəti və 6000 km-dən çox uçuş məsafəsi təmin edəcək.
ERay konsept layihəsi ilə bağlı hesabatda belə bir texnikanın potensialını göstərən maraqlı rəqəmlər təqdim olunur. Dizaynerlər eyni problemi həll edərkən fərqli avadanlıqların əsas performans göstəricilərini hesabladılar. A321 təyyarəsi 4200 km məsafədə "istinad" uçuşu həyata keçirərkən cəmi 84.5 MVt -dan az enerji sərf etməlidir. Bunun üçün ona 15881 kq yanacaq lazımdır. Təyyarə 100 km -ə bir sərnişini daşımaq üçün 2,36 litr yanacaq sərf edir. Perspektivli eRay təyyarələri üçün hesablamalara görə ümumi enerji istehlakı 39,57 MVt -a çatır - bu 5782 kq yanacaqdır. 100 km məsafədə bir sərnişin daşımaq üçün cəmi 0,82 litr yanacaq lazımdır. Beləliklə, verilən şərtlərdə, perspektivli maşın seriyalı modeldən 65.3% daha səmərəli olduğu ortaya çıxdı.
Enerji səmərəliliyini artırmağın yollarından biri də sərnişin bölməsindəki yerdən ağıllı istifadə etməkdir. NASA və DLR, fərqli tutumlu layner kokpiti üçün üç seçim təklif edir. Hər şeydən əvvəl, A321 kabin əsasında yaradılan ekonom sinif kabinini nəzərdən keçiririk. Bu vəziyyətdə, oturacaqlar mərkəzi koridorla 3 + 3 sıralarında quraşdırılır. Bu konfiqurasiyada təyyarə 200 nəfər daşıyır. Premium İqtisadiyyat konfiqurasiyasında, oturacaqların tutumu 222 sərnişinə çatdırılır, bunun üçün fərqli oturacaqlar istifadə olunur və mövcud həcmlərin paylanması optimallaşdırılır. Üç sinif salonları olan bir variant da hazırlanmışdır. Business class 8, "ekonom" və "ekonom-slim" isə müvafiq olaraq 87 və 105 sərnişin tutur.
Təklif olunan formada, eRay təyyarəsinin uzunluğu 43, 7 m, qanadları 38 m əsas konfiqurasiyada və ya inkişaf etmişdə 45 m -dir ki, bu da enerji səmərəliliyində bir qədər artım təmin edir. Boş təyyarənin çəkisi 36,5 ton olaraq təyin olunur. Maksimum uçuş ağırlığı 67 tondur. Yüksək yük 21 ton sərnişin və 4 ton baqaj daxil olmaqla təxminən 25 tondur. Uçuş performansı istifadə olunan elektrik stansiyasının elementlərindən asılıdır. Ümumiyyətlə, onlar kommersiya aviasiyasının mövcud modelləri səviyyəsində olmalıdırlar.
***
ABŞ və Almaniyanın aparıcı tədqiqat təşkilatları tərəfindən bu il ortaya qoyulan eRay konsepsiyası, əslində sərnişin aviasiyasını daha da inkişaf etdirmək yollarını tapmaq üçün edilən başqa bir cəhddir. Layihə hesabatında haqlı olaraq qeyd edildiyi kimi, gələcəkdə kommersiya aviasiyasına yeni tələblər qoyulacaq və daşıyıcıların xüsusi qabiliyyətlərə malik yeni avadanlıq modellərinə ehtiyacı olacaq. Bu problemin həll yollarının axtarışı dayanmır və eRay layihəsi bu və ya digər şəkildə orijinal fikirləri bir daha təqdim edir.
NASA və DLR layihəsində əsas məqsədlər enerji səmərəliliyinin artırılması və aerodinamikanın yaxşılaşdırılması idi ki, bu da təyyarənin ümumi səmərəliliyinə müsbət təsir göstərməlidir. Bu cür xüsusiyyətləri əldə etmək üçün, yaxşı mənimsənilmiş və yeni həlləri, eyni zamanda fərqli komponentlərə əsaslanan qeyri-adi bir hibrid elektrik stansiyasını birləşdirən xüsusi bir təyyarə çərçivəsi dizaynı təklif olunur. Hesablamalar göstərir ki, təkmilləşdirilmiş aerodinamika ilə birlikdə yanacaq enerjisinin optimal istehlakı həm uçuşun, həm də iqtisadi göstəricilərin artmasına səbəb olmalıdır.
Ancaq indiyə qədər bütün bu nəticələr "kağız üzərində" qalır. ERay layner konsepsiyası, digər növ inkişaflar kimi, ciddi bir qüsura malikdir və müəllifləri bunu yaxşı bilirlər. İndiki zamanda və yaxın gələcəkdə dizaynerlər təklif olunan konsepsiyanın bütün üstünlüklərini həyata keçirə bilməyəcəklər. Qarşıya qoyulan məqsədlərə çatmaq üçün lazımi texnologiyaların olmaması mane olur. Beləliklə, istilik dəyişdiriciləri və generatora enerji çıxışı olan bir turbojet mühərriki ideyasının daha da işlənməsinə və praktiki sınaqlara ehtiyacı var. İstənilən xüsusiyyətlərə malik batareyalar hələ mövcud deyil və təyyarənin xarakterik aerodinamik görünüşü müxtəlif tədqiqatlar zamanı onun imkanlarını təsdiqləməlidir.
Əsl eRay təyyarəsi hazırlamaq üçün tələb olunan texnologiyanın inkişafı bahalı və vaxt aparır. Layihənin müəllifləri bunu yaxşı bilirlər və buna görə də gələcək onilliklərdə - 2040-45 -ci illərədək aviasiya inkişafı kontekstində perspektivli bir təyyarə nəzərdən keçirirlər. İnanırlar ki, bu vaxta qədər elm lazımi komponentləri yaradacaq və lazım olan bütün tədqiqatları aparacaq ki, bu da yeni anlayışların həyata keçirilməsinə imkan verəcək: ya eRay, ya da digər layihələr.
NASA / DLR eRay konsept layihəsi - xüsusi məqsədinə görə - müvəffəqiyyət və ya uğursuzluq sayıla bilməz. Məqsədi mülki kommersiya aviasiyasının inkişaf yollarını müəyyənləşdirmək və gələcəyin tələblərinə cavab verən optimal dizaynı tapmaq idi. İki ölkənin elm adamları və mühəndisləri mövcud sualı diqqətlə öyrənmiş və cavabın öz versiyasını təqdim etmişlər. Otuzuncu illərin sonlarında indiki eRay -a bənzər təyyarələrin əslində havaya qalxması olduqca mümkündür. Bununla birlikdə, aviasiyanın inkişafı başqa yollarla gedə bilər və buna görə də gələcək təyyarələrin dövrümüzün digər anlayışları ilə oxşarlıqları olacaq.
