Как развитие беспилотных технологий отразится на лётном составе?
Если говорить о влиянии беспилотных технологий на кадровую ситуацию в целом, то здесь важно учитывать, что технологии будут внедряться эволюционно, а не революционно. Сокращение пилотной авиации произойдёт постепенно, что позволит части лётного состава спокойно уйти на пенсию, а остальным — переквалифицироваться
Для обслуживания беспилотной авиации понадобится много технических кадров, в частности, уже сейчас набирает популярность такая специальность, как диспетчер роботизированных беспилотных систем. Плюс какое-то время рынку будут нужны внешние пилоты — специалисты, которые управляют беспилотниками с земли. Но большого спроса именно на эту профессию не будет, так как беспилотная авиация развивается в сторону минимизации человеческого участия в действиях БПЛА.
Праща
Праща – древнейшее метательное орудие. Пращу изготавливали чаще всего из плетеной веревки или кожаного ремешка с расширением посередине, куда устанавливался камень – метательный снаряд. На одном конце ремешка делали петельку, которую цепляли за палец. Во время метания другой конец отпускался и праща разматывалась, выбрасывая снаряд в цель.
Праща из плетеной веревки с камнем в качестве снаряда
Широко известна история из Ветхого Завета о воине-великане Голиафе, представителе фелистимлянского войска, и будущем царе Иудеи Давиде. По легенде Давид сразил хорошо вооруженного Голиафа из пращи, попав ему камнем в лоб, и войско фелистимлян разбежалось.
Давид и Голиаф
Праща по сравнению с бросанием камня рукой давала возможность разогнать снаряд до большей скорости, а, следовательно, придать ему большую кинетическую энергию. Но точность метания из такого орудия была невысокой.
Скорость взлета и другие параметры
Максимальная взлетная масса либо максимальный взлетный вес — это масса самолета, при которой он способен взлететь с соблюдением всех правил безопасности. Требования безопасности подразумевают много различных факторов. Например, взлётно-посадочная полоса должна достигать определенной длины. В худшем случае самолет не успеет набрать необходимую скорость, что приведет к аварии.
Важно учесть, что в приземном слое воздуха давление выше из-за так называемого экранного эффекта — резкого увеличения подъемной силы крыльев вблизи поверхности. Соответственно, с удаленностью от земли она начинает падать
Вследствие этого должен быть обеспечен необходимый запас подъемной силы, с учётом ускорения самолета при взлёте.
Взлетная скорость в среднем равна 180–270 км/ час. Конкретная цифра зависит от модели самолёта, его массы, формы и размера крыльев. Влияют и внешние факторы: погодные условия, протяженность и состояние взлётно-посадочной полосы. Наличие осадков создает большее сопротивление воздуха, к тому же они часто сопровождаются сильным ветром. Средняя скорость взлёта для типичного гражданского авиалайнера около 250 км/час.
Вы видели как происходит взлет самолета?
ДаНет
Как внедрение беспилотных технологий повлияет на потребителей?
В первую очередь перемены произойдут в сегменте «последней мили», где будет расти процент доставок с помощью беспилотников. Это значит, что сроки доставки сократятся, а пункты приёма посылок будут всё ближе к получателю. Прямо к дверям — это идеальный сценарий, на промежуточном этапе будут использоваться специальные площадки, в том числе почтовые отделения.
Однако резкого снижения стоимости доставки ждать нельзя, как и в более отдалённой перспективе нельзя ожидать резкого снижения стоимости авиабилетов. Внедрение технологий будет происходить по схеме, которая наблюдается и в случае с другими инновациями: вначале это будут премиум-услуги и продукты, которые будут стоить дороже за счёт более высокого качества и сервиса.
Затем цены постепенно начнут снижаться. И, только когда инвестиции, затраченные компаниями, окупятся, можно рассчитывать на то, что доставка и авиаперевозки станут дешевле для населения и доступны для широкой аудитории.
Поможет ли беспилотная авиация решить проблему дефицита лётного состава?
Проблема с дефицитом лётного состава на данный момент действительно существует, но нельзя сказать, что её решит беспилотная авиация, так как горизонт массового внедрения технологии всё-таки находятся слишком далеко. Бороться с нехваткой пилотов надо эффективными действиями, которые дадут видимый эффект в краткосрочной перспективе, то есть в ближайшие один-два года. Среди возможных вариантов: повышение зарплат пилотов до международного уровня, привлечение иностранных лётчиков на российский рынок, а также сокращение сроков подготовки лётного состава.
За границей программы подготовки пилотов для управления воздушным судном уровня Boeing 737 с нуля занимают три года, а в России обучение растягивается на пять лет. Причём на качестве подготовки это, к сожалению, не сказывается
Гастрафет
Примерно с IV в. до н.э. в Древней Греции начали использовать гастрафет (в буквальном переводе – «брюшной лук»). Это ручное метательное орудие использовало механизм, напоминающий храповой, для завода тетивы и более мощные упругие плечи, по сравнению с луком. Чтобы зарядить гастрафет, нужно было упереть один конец в землю, а на другой надавить всей своей массой животом. Позднее у римлян и в Средние века такое орудие получило название арбалет, от латинского arcaballista — «arcus» — дуга, «ballisto» — бросаю.
Заряжание гастрафета
Гастрафет стрелял тяжелыми и короткими стрелами. Стрелы для арбалета принято называть болтами.
Гастрафет
Как происходит взлет
Разгон самолёта при взлете зависит и от других его характеристик. На работу летательного аппарата влияет наличие:
- Закрылков и предкрылков. От крыла зависит то, сможет ли судно подняться в воздух. У большинства самолетов крыло одно (хоть и распространено мнение, что их два), проходящее через всю машину. Существуют предкрылки и закрылки, которые отчетливо видны при взлете. Они помогают судну удержаться в воздухе, особенно на этапе взлета.
- Спойлеры. Так называются элементы, которыми пилот управляет вручную. Они также прикреплены к крылу, и являются своеобразным тормозом. Ими оснащаются не все воздушные судна, а только те, где подъемная сила образуется на неподвижном крыле. Речь идет как раз о крупных самолетах вроде пассажирских либо грузовых. Спойлеры используются для того, чтобы правильно приземлиться, а также для коррекции траектории взлета самолета.
- Двигатель. Взлет происходит благодаря двигателям. Одни тянут судно за собой, а другие выталкивают вперед. Движение по воздуху возможно даже в случае частичного отказа одного из двигателей либо полной его поломки. Есть примеры, когда самолет смог преодолеть большое расстояние и приземлится только на одном, так как второй полностью вышел из строя.
В экстренных случаях пилот способен взлетать, увеличивая подъемную силу искусственно. Манёвр сам по себе крайне опасный и чреват потерей управления, поэтому он применяется только в неординарных ситуациях, когда другого выхода просто нет.
Что касается посадки, то она происходит аналогично. Торможение происходит за счет закрылков, из-за чего воздушное судно начинает двигаться медленнее, но с увеличенной подъемной силой и постепенно садится на землю.
Длина разбега при взлете – от 100 метров. Минимальной протяженностью взлетно-посадочной полосы считается 300 метров. Если сделать ее меньше, то велика вероятность аварии. Поэтому в целях безопасности линию разгона делают больше, чем необходимо. В крупных аэропортах она еще длиннее и может достигать нескольких километров.
Какую скорость развивает самолет при взлете? Как правило, от 200 до 800 км/час. Точнее вычислить невозможно, так как показатели меняются ежесекундно, отклоняясь от заданных параметров. Конкретный ответ возможен с учетом модели летательного аппарата, погодных условий в момент начала полёта и некоторых других факторов, описанных выше.
Мировые и российские проекты в беспилотной авиации
На текущий момент главные достижения беспилотной авиации принадлежат военным структурам, здесь БПЛА представлены инновационными аппаратами для мониторинга и разведки, а также тяжёлыми беспилотными ударными системами. Лидируют в этом направлении такие страны, как США, Китай и Израиль. Причина существенного отрыва военной отрасли заключается в том, что в ней нет барьеров, которые сдерживают коммерческие проекты: здесь не ждут разработки и согласования правил регулировки воздушного пространства.
Если говорить о гражданских рынках, то на данный момент самые яркие проекты — это проекты, которые можно отнести к сегменту «последней мили».
Сдвиг ветра и его влияние на полёты
Сдвиг ветра является показателем, характеризующим изменение его скорости и направления между определёнными двумя точками воздушного пространства. Он может быть вертикальным или горизонтальным. Вертикальный сдвиг бывает попутным, встречным или боковым. Изменение скорости и направления ветра может вызвать помехи в полёте, болтанку, а иногда даже привести к аварийной ситуации при снижении.
Причины возникновения сдвига ветра
Вертикальный сдвиг способен повлиять на точность приземления авиалайнера, совершающего посадку. Пилоту необходимо противодействовать метеоусловиям, чтобы приземлиться в заданной точке ВПП. Опасность такого явления в том, что снижаясь, лайнер переходит из верхнего слоя с одним значением ветра в нижний слой с другим показателем. При этом меняется и скорость самолёта, а это, в свою очередь, приводит к отклонению от траектории снижения и неточной посадке.
США
В ноябре 1961 года в состав американского флота был введен первый авианосец с ядерной энергетической установкой СVAN-65 «Энтерпрайз». На нем полностью отсутствовало артиллерийское и ракетное вооружение его оборона возлагалась на его же собственные самолеты. Астрономическая по тем временам сумма в 450 млн. долларов, затраченная на его постройку, оставила его единственным в своей серии.
Первый корабль новой серии атомных авианосцев типа «Нимитц» был заложен в 1968 году. Его собратья и на сегодняшний момент продолжают оставаться самыми крупными боевыми кораблями в мире.
Очередной корабль серии «Нимитц» названия пока еще не имеет, и в документации проходит под обозначением CVN-77. Хоть этот корабль номинально и считается 10-м в серии, по своей конструкции он будет занимать переходное положение между «Нимитцами» и перспективными авианосцами CVX, которые и составят основу морской мощи Соединенных Штатов в XXI веке.
CVN-77 будет иметь полностью обновленное радиоэлектронное оборудование и боевую информационную управляющую систему. Вместо привычного «острова» на корабле предполагается установить одну или две небольшие надстройки призматической формы, призванной максимально снизить их эффективную площадь рассеяния (ЭПР) для уменьшения радиолокационной заметности, а антенны будут заменены на фазированные решетки, расположенные на боковых стенках надстроек. В этих же целях и самолетоподъемники, по всей вероятности, вновь станут палубными, а не бортовыми, как на всех послевоенных кораблях.
Такие перспективные авианосцы XXI века, как CVX-78 и CVX-79, должны стать вообще совершенно новыми кораблями. Не исключено, что вместо ядерного топлива на них совершится переход на турбины. Новинкой должны явиться и электромагнитные катапульты, и электромагнитные посадочные устройства, которые заменят обычные катапульты и аэрофинишеры. Параллельно ведется разработка и перспективных самолетов для вооружения этих кораблей.
CVX-78 планируется заложить в 2006-м, а пустить в строй в 2013 году. CVX-79, соответственно в 2011-м и 2018 годах. Срок службы этих авианосцев определен в 50 лет. В настоящее время командование ВМС США считает, что флот должен иметь в строю не менее 10 авианосцев.
#4 Падение тяжёлых воздушных переходов из-за (казалось бы) несущественного изменения дизайна
Обдумывая новое заведение, намеченное к постройке в центре города Канзас-Сити,
милейшие люди из сети отелей Hyatt Regency хотели под завязку нафаршировать его
комфортом и различными экстраординарными особенностями.
Архитекторы фирмы отвечавшей за проектирование здания, придумали многоуровневые воздушные переходы, подвешенные к потолку, с которых можно было обозревать холл и наблюдать за находящимися в нём людьми. В принципе, эти мостики были довольно популярными среди постояльцев и гостей отеля…
Пока они вдруг не рухнули, погубив более ста человек.
Просто смешной дефект:
Одна длинная стойка был заменена на две короткие.
Существует один принцип, непреложный для человеческой природы, заключающийся в том, что люди всегда предпочитают путь наименьшего сопротивления (к примеру, «если вы можете уйти незакончив работу, воспользуйтесь этим»).
Первоначальный план заключался в том, что два перехода располагавшиеся непосредственно друг над другом, должны были опираться на одну очень длинную стойку, которая крепилась в потолке.
Выглядело это следующим образом:
Выглядит довольно просто, не так ли?
Вся конструкция висит на одном длинном стержне, что делает её прочной, но также
доставляет головную боль, при производстве и сборке — стержень проходит через мостики, а затем крепится в потолке.
В целом, с большими отрезками труднее работать — ведь что проще, перевезти
целиком собранный письменный стол в ваш дом или стопку небольших деталей?
На стержне к тому же необходимо нарезать резьбу на всем протяжении длины, чтобы
можно было накрутить упорную гайку до места крепления первой платформы.
Надо стремиться к упрощению производственных операций, не так ли?
Таким образом, сталелитейной компанией получившей контракт на изготовление
подвесов, были сделаны изменения в конструкции. Она просто делала два коротких
вместо одного длинного подвеса, как показано ниже.
Итак: легче в производстве, проще в установке, работает точно так же.
Верно?
Это мизерное видоизменение убило 114 человек, ранило более 216, и стоило 140
миллионов долларов в судебных процессах.
Взгляните на первое изображение снова.
Одна стойка, две гайки. Каждая гайка несёт вес собственной платформы.
И это правильно, потому как гайка (также как и резьбовой сварной подвес)
и была формально рассчитана, чтобы нести вес всего лишь одной платформы.
Теперь гляньте на второе изображение. Видите гайку, которую промаркирована надписью «Вот дерьмо»?
Одна гайка несёт на себе вес обеих платформ, и все обреченные туристы фактически
удерживаются только благодаря ей.
Скажете, что это очевидно, да? Примите наши поздравления, потому что никто из специалистов задействованных в том проекте, ни в одной компании, не обнаружил
этот подводный камень.
И вот, как то заполночь во время танцевального конкурса, критично перегруженная,
промаркированная гайка просто раскололась, и переходы рухнули вниз.
В ходе последующих судебных разбирательств, выяснилось, что ни сталелитейная
компания, ни инженерные фирмы, участвовавшие в строительстве даже не
потрудились сделать не сложные резервные расчеты, которые показали бы им этот
вопиющий недостаток.
Перевод с английского. Оригинальный текст.
| Читать часть 2. |
2004 Лаборатория ГЕОДАН
Полезные документы
Вход в архив
Наш информационный партнер — Строительный портал www.stroyka.ru
Ограничения на взлёт и посадку в зависимости от ветровой обстановки
На взлёт или посадку авиалайнера влияет попутная и боковая скорость ветра. Любой самолёт может взлетать или садиться, если его сила не превышает максимально разрешённую величину. Этот показатель прописан в технических характеристиках определённого воздушного судна. Для большинства лайнеров попутная скорость воздушного ветрового потока не может превышать 5 м/с. Однако сила бокового ветра различна для разных типов самолётов. Например, для ТУ-154 она равна 17 м/с, а для ТУ-134 — 20 м/с.
При усилении ветряной бури, подлетающие к аэродрому самолёты, не смогут совершить посадку. Им нужно проследовать в другой пункт, где показатели скорости воздушного ветрового потока позволят приземлиться на ВПП.
Чем сильнее боковой ветер, тем больше пилот вынужден поворачивать самолет для коррекции
Боковой ветер, скорость которого более 20 м/с, опасен для самолёта. Ухудшение погоды случается при прохождении в зоне аэропорта сильного циклона. Внезапные ветряные порывы в нижних слоях атмосферы могут привести к аварийной ситуации.
Россия
Появление в составе ВМС США атомных подводных лодок, вооруженных ракетами типа «Поларис I», поставило перед ВМФ СССР вопрос об организации противолодочной обороны дальней зоны. Для этого нужен был корабль с групповым базированием противолодочных вертолетов. Его технический проект был утвержден в январе 1962 года. Для дальнего обнаружения подводных лодок в подкильном выдвижном обтекателе впервые была установлена мощная гидроакустическая станция. В ангарах корабля разместилось 14 противолодочных вертолетов Ка-25. Головной корабль серии получил имя «Москва», второй «Ленинград». К началу ходовых испытаний на «Москве» было установлено 19 новых образцов оружия и технических средств, еще не принятых на вооружение, а в 1972-м корабль принял на свою палубу первый самолет вертикального взлета и посадки (СВВП). Но так как корабль, вооруженный лишь вертолетами, не мог претендовать на океанское господство, то в результате появился проект тяжелого авианесущего крейсера. Он был оснащен не только самолетами, но и ударным ракетным оружием. Всего было построено 3 таких корабля (проект 1143) «Киев», «Минск» и «Новороссийск», предназначенных для группового базирования 16 самолетов вертикального взлета Як-38 и 18 противолодочных вертолетов.
На ТАКР типа «Рига» (проект 1143.5) впервые в отечественном флоте было предусмотрено базирование реактивных самолетов горизонтального взлета и посадки. Первоначально планировалась установка катапульт, но позже их заменили трамплином. Ныне этот корабль является единственным действующим авианосцем российского флота и носит имя «Адмирал флота Советского Союза Кузнецов», на нем базируются лучшие в мире палубные истребители Су-33.
Последним достижением отечественного кораблестроения стало начало постройки атомных авианосцев по проекту 1143.7. На корабле водоизмещением около 75 000 т планировалось разместить до 70 летательных аппаратов, две катапульты, трамплин и аэрофинишеры, а также ударное ракетное оружие, состоящее из 16 вертикальных пусковых установок. Ядерная энергетическая установка могла обеспечить кораблю скорость хода около 30 узлов. Но после полного прекращения финансирования к концу 1991 года корабль, готовый почти на треть, был разрезан прямо на стапеле.
Отечественные авианесущие корабли никогда не были классическими авианосцами, так как их главное ударное оружие ракеты, а не самолеты и вертолеты.
Электромагнитное чудо
Устранить эти недостатки была призвана электромагнитная катапульта. Идея подобного устройства предлагалась еще в 1940-х годах, но тогда было не до этого. Электромагнитная катапульта с гибкой цифровой системой управления, позволяющей поднимать все типы машин, от истребителя с максимальной взлетной массой до легкого БПЛА, всерьез заинтересовала ВМС США после того, как стало ясно, что ввод беспилотников в корабельные авиагруппы — насущная потребность флота, и это задача на ближайшую перспективу. Новым устройством, получившим обозначение EMALS, предполагалось оснастить авианосцы типа «Джеральд Форд».
По сравнению с паровой катапультой EMALS имеет меньший вес, занимает меньший объем, требует меньше времени и людей для обслуживания и управления, быстрее перезаряжается. Благодаря более высокому КПД электромагнитное устройство создает меньшую нагрузку на главную энергетическую установку корабля. Наибольшее упрощение конструкции произошло за счет устранения гидравлических и пневматических подсистем, и упрощения механической части по сравнению с паровой катапультой, которой для каждого запуска требовались сотни килограммов перегретого пара. В целом это устройство отлично ложится в концепцию «электрических кораблей», которые в перспективе должны определять облик ВМС США в целом.
Виды взлета
Классификация в зависимости от взлета самолета:
- Классический набор скорости. Разгон подразумевает движение по взлетной полосе и постепенный набор скорости.
- С тормозов. Метод чаще всего применяется при недостаточной протяженности взлетной полосы. Самолет стоит на тормозах, пока работают двигатели, и выходит на необходимый режим тяги.
- Вертикальный взлет. Возможно осуществить только при наличии у судна специальных двигателей. Речь идет не о пассажирских самолетах, а о некоторых моделях военной авиации.
- С помощью дополнительных средств. Здесь подразумеваются взлетные трамплины и катапульты. Не используются в гражданской авиации. Трамплины и катапульты компенсируют недостаточную протяженность взлетной полосы, так как благодаря ему судно набирает тягу в считанные секунды.
Почему не получится быстрее?
Основной фактор, ограничивающий развитие беспилотной авиации на данный момент, — отсутствие нормативных документов, которые интегрируют БПЛА в общее воздушное пространство. Эти документы, скорее всего, будут представлять собой перечень правил и зон, разрешённых и запрещённых для полетов.
Есть ещё один фактор, который теоретически может тормозить развитие беспилотных технологий, — это техническое оснащение на земле. Но его вряд ли можно назвать «тормозом» для отрасли, так как особых проблем для создания наземной инфраструктуры для развития беспилотной авиации нет.
Безопасность, которая является главной проблемой для наземного транспорта, в индустрии беспилотной авиации — фактически решённая задача.
Беспилотному наземному транспорту нужны продвинутые технологии, в частности мощный искусственный интеллект, который позволит передвигаться в динамично меняющейся среде, где постоянно возникают препятствия. Кроме того, на земле ограничены сценарии для реакции на опасную ситуацию.
В воздушном пространстве этих проблем практически нет, так как здесь нет препятствий, а если они и возникают, то у БПЛА есть много эшелонов (коридоров воздушного пространства), которые дают возможность скорректировать траекторию движения.
Взлет самолетов с Адмирала Кузнецова
Отличительной особенностью российского авианосца является возможность использования на его борту тяжелых самолетов, которые не смогут взлететь с американских более модернизированных атомных аналогов. Корабль не имеет громоздких паровых и других катапульт, вместо этого палуба имеет трамплин с углом наклона 14,3°, благодаря ему и становится возможен взлет с авианосца.
Адмирал кузнецов
На самом деле установка трамплина была вынужденной мерой. Катапульта требовала больших энергетических затрат, которые можно получить с помощью ядерных установок. В СССР же не планировалось строительство атомных авианосцев. Однако у такого судна имеются и достоинства:
- Взлет самолетов с Адмирала Кузнецова может осуществляться в любой климатической зоне, в отличие от паровых катапульт, которые не смогут работать в Северно-Ледовитом океане;
- Отсутствие любого вида катапульты существенно освобождало место на корабле, в результате свободное пространство можно использовать для дополнительного вооружения. Так, катапульта на авианосце типа «Нимиц» занимает значительное пространство, в результате чего в качестве мощного вооружения корабль имеет только боевую авиацию. В то же время, «Адмирал Кузнецов» оснащен большим количеством другого ракетного оружия. Именно поэтому российское судно именуют тяжелым авианесущим крейсером.
В России производство современного атомного судна с боевыми самолетами на борту находится пока на этапе планирования. В случае начала строительства, электромагнитная катапульта на российском авианосце станет оптимальным устройством для подъема воздушных судов.
Как скоро самолётам будут не нужны пилоты?
Беспилотная авиация развивается быстрыми темпами, в частности, беспилотные технологии уже сейчас активно применяются для решения задач видеосъёмки и контроля объектов в таких отраслях, как сельское хозяйство, энергетика, строительство.
Если говорить о конкретных прогнозах: в первую очередь стоит ждать «обеспилочивания» в сегменте «последней мили» (этап доставки от распределительного центра логистического оператора до конечного получателя или пункта назначения). Вначале это будут перевозки грузов, здесь масштабных перемен можно ждать уже в ближайшие пять лет, следом — пассажирские перевозки.
