Інновації необхідні створення літака. Інновації для авіації. Управління повітряним рухом

Бюджетні авіаперевезення збільшуватимуть свою частку на ринку. За даними ІКАО, у 2016 році частку бюджетних перевізників припало приблизно 28% загального обсягу світових регулярних пасажирських перевезень, тоді як у 2003 році, за оцінками консалтингової A.T. Kearney, вона становила близько 10%.

Лоукост-авіакомпанії найбільш популярні в Європі: там на них припадає 32% усіх пасажирських перевезень. Аналогічні показники в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні становили 31%, у Північній Америці - 25%.

При цьому розмивається кордон між лоукостерами та авіакомпаніями з традиційною економічною моделлю. В даний час має сенс говорити про гібридні авіаперевізники, які пропонують широку тарифну сітку, що включає і лоукост-тарифи з мінімальною нормою провезення багажу, і квитки звичного економ-класу, що передбачають безкоштовне харчування на борту, а також преміальний та бізнес-тарифи.

Так, більшість російських авіакомпаній, у тому числі S7, "ЮТейр", " Уральські авіалінії», запустили тарифи, що передбачають провезення мінімальної норми багажу - 10 кг (у ручної поклажіабо багажному відсіку) замість раніше звичних 20 кг. Так, за даними російської «Перемоги», у 2016 році близько 12% пасажирів авіакомпанії вперше у житті скористалися повітряним транспортом. Тобто

Наявність широкого тарифного ряду з можливістю скористатися дешевим авіаперевезенням дозволяє залучити нових споживачів.

Цьому також сприяє зростання добробуту в таких країнах, як Китай та Індія. За даними IATA, обсяг пасажиропотоку у цих двох країнах підскочив за 2016 рік на 23,3 та 11,7% відповідно. До 2035 року світовий пасажиропотік досягне 7,2 млрд осіб (у 2016 році - 3,7 млрд).

Лоукост-авіаперевезення збільшує частку і на далекомагістральних маршрутах. Наприклад, Norwegian Air Shuttle збільшила частоту рейсів з Європи до Північну Америкуза 2016 рік на 44%, порахували у британській OAG. А азіатський лоукостер AirAsia задумалася про запуск рейсів з Бангкока та Куала-Лумпура до Москви.

За даними IATA, авіаперевезення продовжує дешевшати. За прогнозами Міжнародної асоціації повітряного транспорту, Середня вартість авіаквитка «туди-назад» у 2017 році скоротиться до $351. Порівняно з рівнем 1995 року цей показник знизився на 63%.

Діджиталізація спілкування з пасажирами

Світові авіакомпанії та аеропорти збільшують використання цифрових технологій як у внутрішньому управлінні, так і у спілкуванні з пасажирами. 6% авіакомпаній уже тестують, а 17% планують упродовж найближчих п'яти років розпочати випробування штучного інтелекту. Серед аеропортів частка трохи вища: 21% аеропортів мають намір тестувати додатки з використанням штучного інтелекту протягом найближчих п'яти років, йдеться у дослідженні постачальника IT-рішень для авіації SITA.

За оцінкою SITA, 55% мандрівників у світі використовували будь-які технології самообслуговування під час здійснення перельоту. Інтерес до digital-послуг зростає: близько 76% пасажирів хотіли б отримувати повідомлення про початок видачі багажу на свої мобільні пристрої, майже стільки ж (74%) воліли б дізнаватися про зміни у розкладі рейсів через мобільні додатки.

До 2019 року частка аеропортів у світі, які надаватимуть інформацію про статус рейсу та процес видачі багажу безпосередньо на мобільні пристрої пасажирів, зросте до 72%.

"Самостійна реєстрація, здавання багажу, отримання електронного посадкового талона, самостійне переміщення між різними зонами аеропорту - це полегшить життя аеропорту, тому що дозволить задіяти менше персоналу, а переміщення пасажирів буде легше відстежити", - пояснив головний редактор "Авіа.ру" Роман Гусаров. .

За допомогою мобільних додатків можна буде не тільки дізнатися про номер виходу на посадку або перенесення часу вильоту, але й перебронювати авіаквиток. Наразі таке рішення використовується близько 21% авіакомпаній світу. Наприклад, голландська KLM (входить до холдингу AIr France-KLM) дозволяє перебронювати квитки через WhatsApp, а італійська Meridiana у разі зміни розкладу пропонувала пасажирам за SMS або e-mail вибрати новий варіантперельоту.

До 2019 року кількість авіаперевізників, які використовують мобільні програми, SMS-сервіси та чати для перебронювання, збільшиться до 73%.

Тихий аеропорт

Завдяки цифровізації та використанню мобільних пристроїв для інформування аеропорти зможуть відмовитися від докучливих оголошень гучномовцем. Концепція «тихого аеропорту» набула поширення насамперед у Європі.

Ідея полягає в тому, щоб скоротити шум у будівлі аеропорту, який у багатьох пасажирів викликає лише роздратування, до мінімуму, обмежившись оголошеннями щодо безпеки та терміновими повідомленнями.

Серед першопрохідців концепцію «тиші» запровадили аеропорти Гельсінкі, Мюнхена, міський аеропорт Лондона, авіахаб у Мумбаї.

Тим самим аеропорти прагнуть створити спокійну обстановку, в якій пасажири зможуть відпочивати у ресторанах та кафе без набридливих вигуків гучномовців, вважає Анжела Гіттенз, гендиректор Міжнародної ради аеропортів (Airports Council International).

Така політика вигідна тим, що це сприятиме збільшенню неавіаційних доходів: за оцінкою представника аеропорту в Мюнхені Коріни Борн завдяки концепції «тихого аеропорту» пасажири збільшують час перебування в терміналі, воліючи приїхати заздалегідь.

На шляху зниження частоти голосових сповіщень пішли і в московському «Домодєдово»: тут звучать лише найнеобхідніші повідомлення. «Оголошення у загальній зоні носять інформаційний характер, пов'язаний із правилами провезення предметів у багажі та ручній поклажі, правилами безпеки, забороною куріння: повідомлення звучать раз на дві години та формуються системою автоматично», — розповіли у прес-службі аеропорту.

Шумове забруднення має економічні наслідки: згідно з дослідженням голландського Національного інституту охорони здоров'я та захисту навколишнього середовища, близькість до аеропорту призводила до 50-відсоткового падіння цін на землі під житлове будівництво. У масштабах Нідерландів шумове забруднення від аеропортів щорічно коштувало країні близько 1 млрд євро, порахували укладачі доповіді. Більше половини цієї суми припадало на аеропорт Амстердама Скіпхол.

Зменшити шумове забруднення в аеропорту допоможуть і літаки нового покоління: так, Boeing 787 на 60%, а Airbus A350 на 50% тихіше під час зльоту та посадок, ніж схожі моделі попереднього покоління.

Аеропорт як місто

Аеропорти стануть не лише великими транспортними хабами, а й конкуруватимуть із торговельно-розважальними центрами. Ті авіахаби, які мають масштабний транзитний потік, розвиватимуть концепцію «аеропорту-міста». Це місце, де можна отримати повний набір послуг. І перукарня, і кінотеатр, і ресторани, і готель. Це дозволить транзитним пасажирам знайти будь-який варіант проведення часу», — пояснює головний редактор «Авіа.ру» Роман Гусаров.

Наприклад, в міжнародному аеропортуСінгапур Чангі, який займає 13 кв. км та обслуговує щорічно понад 50 млн осіб (у 2016 році — 58,7 млн ​​осіб), пасажири можуть скоротити час не тільки в магазинах та ресторанах, а й поплавати у басейні, розташованому в готелі для транзитних пасажирів у терміналі 1, сходити у кіно або відвідати квітучий садок у терміналі 2.

Аеропорти стануть мультимодальними транспортними центрами, в будівлі яких розташовуватимуться і залізничні, і автобусні станції. При цьому частково таке відбувається вже зараз: наприклад, пасажирам «Аероекспресу» доступна послуга реєстрації та здавання багажу на рейс перед посадкою у поїзд.

Втім, таке майбутнє чекає лише на великі міжнародні хаби. Невеликі аеропорти будуть впроваджувати ці інновації лише частково, за необхідності, відмовившись від дорожчих інфраструктурних та капіталомістких рішень, наголосив Гусаров.

Вузькофюзеляжний та далекомагістральний

Основний попит авіакомпаній у найближчі 20 років припаде на вузькофюзеляжні лайнери (90-230 пасажирів). За оцінкою Airbus, світова потреба в таких лайнерах становитиме 24 тис. літаків у період із 2016 по 2035 рік. За оцінкою Boeing, попит на такі повітряні судна сягне 28 140 одиниць.

Аналітики обох авіаконцернів одноголосно заявляють, що вузькофюзеляжні літаки становитимуть понад 71% обсягу прогнозованого попиту.

Основними покупцями таких лайнерів виступатимуть авіакомпанії-лоукостери, вважають у Boeing.

В Airbus також вірять у зростання попиту на далекомагістральні літаки, оскільки до 2035 року кількість пасажирів на таких рейсах подвоїться і становитиме близько 2,5 млн осіб. Лідером з купівлі нових літаків у найближчі 20 років стане Азіатсько-Тихоокеанський регіон.

Російську авіаційну промисловість сьогодні можна зарахувати до ключових напрямів розвитку вітчизняної економіки. Стабільна робота авіапрому є вектором, що створює всі необхідні передумови у розвиток цілого комплексу високотехнологічних підприємств, і навіть їх збереження. Забезпечує «інтелектуалізацію» структури ВВП, розвиток експорту прогресивної продукції машинобудівного комплексу, а також імпортозаміщення у ключових продуктових сегментах.

Крім того, авіаційна промисловістьграє одну з головних функцій у соціальному плані, беручи до уваги і її суміжні галузі, дозволяючи збільшувати кількість нових кваліфікованих робочих місць на виробничих майданчиках, у науково-дослідному та конструкторському напрямках, у ВНЗ та середніх спеціальних навчальних закладах. Основними сегментами галузі є літакобудування, вертольотобудування, двигунобудування та авіаприладобудування.
Однією з найважливіших розробок холдингу "Технодинаміка" є система пересування повітряного судна за допомогою електроприводу коліс шасі для регіональних та близькомагістральних літаків.

Також до унікальних продуктів можна віднести аварієстійку паливну систему (АТС). З урахуванням останніх європейських стандартів авіації, які включають серйозне підвищення вимог до безпеки, стійкі до аварій паливні системи повинні застосовуватись на всіх транспортно-пасажирських вертольотах останнього покоління. Рішення холдингу дозволяє забезпечити безпеку машин від можливих наслідків за умов жорсткої посадки.

«Технодинаміка» перший російський холдинг, який створив подібну систему та підтвердив її високі експлуатаційні характеристики. У ході випробувань було проведено серію скидів, під час яких макети паливних баків успішно підтвердили ефективність розробки. Також було реалізовано радий успішних випробувань інших агрегатів системи. Унікальність АТС полягає в тому, що при позаштатних ситуаціях паливні баки зберігають цілісність, а розриви сполук виникають у спеціалізованих елементах, що запобігають витіканню палива. Паливні баки, розроблені на базі інноваційних матеріалів, зберігають герметичність при ударах та стійкість до проколювання, а фторопластові рукави та титанові фітинги здатні витримувати високі температури та тиск. У виробництві системи використовуються лише російські матеріали.

Крім того, однією з нових систем, Створеним холдингом «Технодинаміка», є система нейтрального газу (СНД). Вона може застосовуватись на будь-якому типі повітряного судна. Рішення повністю відповідає вимогам, включаючи російські та міжнародні стандарти та вимоги щодо безпеки. Система дозволяє призначена створювати інертне середовище та запобігати утворенню вогненебезпечних парів палива в баках системи палива шляхом зниження вмісту кисню.
Застосування системи з модулем мембранного повітророзподільника забезпечує зниження її ваги. Якщо порівнювати рішення з балонною системою нейтрального газу, то зменшення вагових характеристик досягає 2-3 разів. Також скорочується час на технічне обслуговування системи у процесі експлуатації.

Система нейтрального газу з модулем розподілу повітря не вимагає передпольотного обслуговування. Вона може встановлюватися на різні типи повітряних суденПри цьому робота системи в автоматичному режимі дозволяє не відволікати увагу екіпажу в польоті. Встановлення системи нейтрального газу, розробленої "Технодинамікою", гарантує відповідність повітряних суден світовим стандартам безпеки.

Авіаційна промисловість, як і раніше, є галуззю високотехнологічного сектору російської економіки, яка має значний потенціал інноваційного розвитку. Підприємства холдингу «Технодинаміка» успішно ведуть інноваційні розробки у сфері авіабудування, реалізуючи на всіх етапах своєї роботи стратегію «Індустрія 4.0» та щорічно поповнюючи портфель новими високоякісними проектами.

Ринок авіаперевезень стрімко зростає, тому конструктори регулярно публікують концепти майбутнього транспорту.

Аерокосмічний гігант Airbus протестував безпілотне таксі, що літає, створене в рамках проекту Vahana. Літальний апарат під назвою Alpha One вперше піднявся у повітря. Висота підйому була невеликою - всього 16 футів (4,9 м) - і знаходився в повітрі Alpha One всього 53 секунди, після чого здійснив посадку. Проте всі операції літальний апарат зробив самостійно, в автономному режимі. Наступного дня команда фахівців проекту Vahana провела ще один тестовий зліт Alpha One, і він також успішно пройшов.

Як повідомляється, Airbus запустила цей проект для «демократизації приватного польоту» з використанням усіх новітніх технологій, у тому числі машинного зору та електричної тяги. Грунтуючись на цій концепції, команда Vahana розробила Alpha One – електричний літак з вертикальним зльотом та посадкою (VTOL) для одного пасажира. Кінцевою метою компанії є створення мережі автономних пасажирських літальних безпілотних апаратів, аналогічної до флоту, самохідних автомобілів для надання послуг перевезення пасажирів, яке Waymo збирається запустити цього року, але тільки проект Airbus ще більш амбітний.

Проте, перш ніж це станеться, Airbus необхідно продовжити розвивати свої технології та виконати ще більше льотних випробувань, після чого можна буде перейти до тестування польотів у горизонтальному напрямку.

Lockheed Martin & Aerion

Серед розробників різної пілотованої техніки розгорається справжня битва за те, хто раніше випустить надзвуковий літак, який набуде масового поширення. І ось нещодавно один із найбільших виробників в особі Lockheed Martin приєднався до цієї гонки зі своїм новим проектом надзвукового бізнес-джету.

Компанія Lockheed Martin у рамках нового проекту співпрацює з компанією Aerion, а новий літак отримає назву AS2. Основною інновацією при виробництві літака стане конструкція із трьох двигунів: два розташовані під крилами літака, третій – у хвості. Таке розташування позитивно вплине як на швидкість, так і на аеродинаміку майбутнього авіалайнера. Варто зауважити, що таку конструкцію інженери Lockheed Martin представили ще у 2014 році, але лише зараз вона знайшла гідне застосування. Крім цього, салон літака буде виконаний за всіма стандартами, що відповідають преміум-сегменту, а на політ з Лос-Анджелеса до Сіднея, як запевняють творці, у авіалайнера піде всього дві години.

Співпраця з Aerion була не випадковою. Справа в тому, що ця компанія є одним із лідерів ринку в конструюванні аеродинамічних корпусів, що дуже важливо для будь-якого повітряного судна.

Засновник американської компанії SpaceX Ілон Маск запропонував використовувати перспективні багаторазові ракети-носія BFR для пасажирських перельотів на планеті Земля. Згідно з записом у твіттері Маска завдяки таким ракетам тривалість перельоту між двома будь-якими точками планети не перевищуватиме однієї години. Сьогодні багато розробників літальних апаратівпрацюють над суттєвим скороченням часу польоту. Як основний спосіб прискорити авіаперевезення розглядається створення «тихих» надзвукових пасажирських літаків. Перші такі літаки мають з'явитися на початку 2020-х років та забезпечити зменшення часу перельотів звичайними маршрутами в середньому вдвічі.

Згідно з презентацією, опублікованою на каналі SpaceX у YouTube, ракети BFR з пасажирськими модулями могли б стартувати з морських платформ. Туди пасажирів доставляли б швидкісні судна. Після старту і виходу на орбіту сходи ракети BFR, що відокремлюються, поверталися б на землю, а пасажирський модуль летів би до мети за межами атмосфери Землі на швидкості 27 тисяч кілометрів на годину.

Компанія Toyota прийняла рішення вкласти 350 тисяч доларів у проект зі створення літаючого автомобіля. Як повідомляє видання NHK, це допоможе завершити розробку транспортного засобудо 2019 року. Публічна прем'єра машини може відбутися вже 2020 року на Олімпіаді Токіо. За попередніми даними, літаючий автомобіль носитиме назву Skydrive. Над цим проектом із 2012 року працюють кілька співробітників Toyota на добровільній основі. Одномісна машина отримає чотири ротори, які працюватимуть за аналогією із сучасними квадрокоптерами.

Максимальна швидкість Skydrive становитиме 100 кілометрів на годину. Злітати машина буде здатна на висоту до 10 метрів. Також автомобіль зможе пересуватися дорогами загального користування.

Раніше повідомлялося, що Toyota планує створити автомобіль на повітряній подушці. Передбачалося, що це рішення дозволить знизити тертя і підвищити ефективність мотора і поліпшити управління.

На даний момент відразу кілька компаній займаються розробкою літаючих машин. Так цього року такий транспортний засіб був представлений словацькою компанією AeroMobil. Розробка машини тривала 25 років. На даний момент новинка вже доступна для замовлення. Ціни на неї становлять від 1,2 до 1,5 млн. євро.

Автоматичний перехід AeroMobil в режим польоту триває три хвилини. Запас ходу у наземному варіанті становить 700 кілометрів, а в повітряному – 750. Максимальна швидкість автомобіля – 160 кілометрів на годину. При цьому в повітряному режимі цей показник досягає 360 кілометрів на годину. До 100 кілометрів на годину транспортний засіб може розігнатися за 10 секунд. Вага машини складає 960 кілограмів.

Boom

Британський мільярдер Річард Бренсон підтримав американську компанію Boom у її розробці пасажирського надзвукового авіалайнера. Напередодні компанія представила прототип даного літака, що отримав назву XB-1 Supersonic Demonstrator

Фінансову та технічну підтримку проекту здійснює компанія Бренсона Virgin Galactic. Перший тестовий політ авіалайнера намічено на кінець наступного року, випробування проходитимуть у Південній Каліфорнії.

Показаний прототип є зменшеною у масштабі 1:3 копією серійної моделі. Літак виконаний із композитних матеріалів, у ньому лише 40 стандартних для першого класу пасажирських крісел, які розташовані по одному в ряд.

Очікується, що новий надзвуковий пасажирський літак зможе долати відстань між Лондоном і Нью-Йорком за 3,5 години, дорога із Сан-Франциско до Токіо займе чотири години, а з Лос-Анджелеса до Сіднея можна буде долетіти за шість годин.

«Я вже довго захоплений аерокосмічними інноваціями та розробкою високошвидкісних комерційних польотів. Virgin Galactic є новатором у космічній галузі, для неї було легко ухвалити рішення працювати з Boom», - розповідає Річард Бренсон.

Еволюція цивільної авіаціїостанні кілька років отримала серйозний поштовх як у технологічному, і у економічному плані. Кількість людей, що подорожують повітрям, стрімко зростає з кожним роком, а тому конструктори регулярно публікують цікаві концепти літаючого транспорту майбутнього, від літаків на автопілоті до персональних авіатаксій. В даний час більша частинацих проектів все ще проходить стадії дослідження, тестування та розробки стратегії з економічної реалізації. Це не дивно: найменша помилка під час проектування може стати причиною загибелі безлічі людей, а тому зайвий поспіх дуже небажаний. Канал Wendover Productions зібрав в одному відео найцікавіші та найперспективніші проекти літальних апаратів майбутнього і спробував відповісти на запитання, чи зможуть авіакомпанії втілити в життя той чи інший задум у найближчому майбутньому:

Коли справа доходить до інновацій, основним критерієм успішного проекту стає його практичність та ефективність. Ідеальний пасажирський літак сучасності має середні габарити і при цьому здатний обслуговувати максимальну кількість пасажирів. Його сфера — це трансатлантичні перельоти на короткі та середні дистанції, оскільки з далекими вильотами зараз чудово справляється Boeing 787. Довгий час «універсальним» пасажирським лайнером був двомоторний малолітражний Boeing 757, пік популярності якого припав на період, коли таким літакам офіційно дозволили. . Незважаючи на те, що він і зараз дуже непоганий у своїй справі, конструкція 1983 має ряд недоліків, яких позбавлені більш сучасні літаки, зокрема наявність складової рами і особливості конструкції крила. Виробництво 757 моделі було зупинено у 2004 році.

Електролітаки як спосіб зробити переліт дешевше

В результаті цього рішення у авіакомпаній виникло вікно між малим 737-м і надто великим 787-м, який може нести на борту 230-280 пасажирів та здійснювати перельоти на відстань до 7400 км. В даний час компанія працює над новою моделлю - Boeing 797, конструкція якого включатиме сучасні двигуни і секційний дизайн корпусу, що дозволить йому працювати на межі своєї ефективності. Після завершення тестових випробувань саме він може взяти на себе роль транспортного засобу для кількості пасажирів по всьому світу.

У сфері регіональних рейсів є набагато амбітніші проекти, які згодом можуть і зовсім змінити систему ціноутворення на авіаперельоти: електролітаки. На поточний день для їх реалізації як повноцінного трансатлантичного транспорту існує безліч обмежень, від обмеження потужності електродвигунів до низької ємності акумуляторів. Але для локальних перельотів вони підходять якнайкраще. Основна перешкода для них — це навіть не технічні, а економічні обмеження: подорож поїздом чи машиною обійдеться в рази дешевше (особливо для Європи, де часто приміський поїздза кілька годин може перетнути всю країну від краю до краю). Для того, щоб електролітаки могли скласти іншим видам транспорту серйозну конкуренцію, авіаконструкторам доводиться шукати інноваційні шляхи здешевлення польоту. Наприклад, проект Zunum Aero відрізняється значним скороченням вартості та витрати реактивного палива завдяки гібридній конструкції їхнього літака. Його випробування мають розпочатися до 2020 року і, згідно з офіційним веб-сайтом, ціна на перельоти не перевищуватиме $100 за нинішнім курсом. Компанія заявляє, що знайшла спосіб скоротити витрати на паливо для невеликих літаків на 40-80% – погодьтеся, це солідна економія.

Найближче майбутнє

Звісно, ​​ці літаки не вирішать усіх проблем. Поява новинок неминуче спровокує і нові труднощі, для вирішення яких будуть створені літаки вже наступного покоління — і так далі, поки нарешті індустрія або не перетвориться на щось досконаліше і позбавлене недоліків сучасності, або не поступиться першістю новим технологіям (усі ми, звичайно , чекаємо не дочекаємось, коли нарешті вчені не винайдуть робочі телепорти). Але факт залишається фактом: рано чи пізно нові середньомагістральні літакиі електричні малолітражки надійдуть у виробництво, і можливо саме це зробить авіаперельоти дешевшими і набагато доступнішими.

Вони мають птахів. У кажанів і метеликів. Дедал та Ікар одягали їх, щоб урятуватися від Міноса, короля Криту. Ми говоримо про крила, або про аеродинамічні поверхні, які дозволяють повітряному засобу піднятися. Як правило, крила мають форму витягнутої сльози з вигнутою верхньою поверхнею та плоскою нижньою. Повітря, що протікає через крило, створює зону вищого тиску під крилом, тим самим відриваючи літак від землі.

Цікаво, що деякі книги звертаються до принципу Бернуллі, щоб пояснити роботу крил. За їхньою логікою, повітря рухається верхньою поверхнею довше, а значить і швидше, щоб прийти до задньої кромки в той же час, що і повітря, яке рухається нижньою частиною. Різниця у швидкості створює перепад тисків, що призводить до підйому. Інші книги відкидають цей принцип, звертаючись до перевіреного закону Ньютона: крило штовхає повітря вниз, отже, повітря штовхає крило вгору.

Політ пристроїв важчий за повітря почався з планерів - легких літаків, які можуть літати протягом тривалого часу без використання двигуна. Планери були білками-летягами в авіації, проте її піонери Вілбур та Орвілл Райт хотіли справжніх соколів із потужним та якісним польотом. Щоб забезпечити потяг, потрібна була рухова система. Брати Райт розробили та побудували перші пропелери для літаків, а також чотирициліндрові двигуни з водяним охолодженням, щоб їх обертати.

Теорія та практика створення пропелерів пройшли довгий шлях. Пропелер працює як крило, що обертається, забезпечуючи підйом, але в напрямку прямо. Пропелери бувають різні: і з двома лопатями, і з вісьмома, проте всі відповідають тим самим завданням. У міру обертання лопатей, пропелери штовхають повітря назад, і це повітря завдяки силам дії та протидії Ньютона рухає транспорт вперед. Ця сила відома як тяга і працює на противагу опору повітря, що уповільнює рух транспортного засобу.

Реактивний двигун

В 1937 авіація зробила гігантський стрибок вперед, коли британський винахідник і інженер Френк Уіттл випробував перший у світі реактивний двигун. Він працював зовсім не так, як сучасний. Двигун Віттла всмоктував повітря спрямованим вперед компресором. Повітря проходило в камеру згоряння, де змішувалося з паливом і спалювалося. Перегрітий потік газів викидався з вихлопної труби, штовхаючи двигун та літак уперед.

Ганс Пабст ван Огайн з Німеччини взяв базову конструкцію Віттла і поклав її в основу першого реактивного літака 1939 року. Через два роки британський уряд нарешті відірвав літак - Gloster E.28/39, або Gloster Meteor - від землі, використовуючи інноваційний реактивний двигун Уіттла. До кінця Другої світової війни літаки Gloster Meteor, керовані пілотами королівських повітряних сил, ганялися за німецькими ракетами V-1 і стріляли з неба.

Сьогодні турбореактивні двигуни зарезервовані насамперед для військових літаків. Пасажирські авіалайнери використовують турбовентиляторні двигуни, які так само ковтають повітря вперед компресорами, що дивляться. Тільки замість спалювання всього повітря, що надходить, в ТРДД - так їх називають в літературі - повітря обтікає камеру згоряння і змішується зі струменем перегрітих газів, що виходять з вихлопної труби. Як результат, ТРДД більш ефективні та виробляють менше шуму.

Реактивне паливо

Перші поршневі літаки використовували самі види палива, як і автомобілі - бензин і дизельне паливо. Проте розвиток реактивних двигунів зажадав різноманітності. Хоча кілька дурнів виступали за використання арахісової олії чи віскі, авіаційна промисловість швидко звикла до гасу як кращого палива для потужних реактивних струменів. Гас - компонент сирої нафти, який отримується в результаті дистиляції або поділу на основні компоненти. Загалом із нафти багато чого роблять.

Якщо у вас колись була гасова лампа або обігрівач, можливо, ви бачили це паливо солом'яного кольору. Комерційні літаки, тим не менш, вимагають гасу вищого класу, ніж бабусина гас. Паливо повинно горіти чисто, але мати вищу температуру спалаху, ніж паливо, щоб знизити ризик виникнення пожежі. Також паливо для реактивних двигунів має залишатися рідким у холодному повітрі. верхніх шаріватмосфери. Процес очищення усуває всю воду, яка може перетворитися на крижані частинки та заблокувати паливні шляхи. Точка замерзання гасу також ретельно контролюється. Більшість видів реактивного палива не замерзає за температури до мінус 50 за Цельсієм.

Управління польотом

Одна річ - підняти літак у повітря. Зовсім інша справа – ефективно ним керувати, щоб той не впав назад на землю. У легкому літаку пілот передає команди рульовому управлінню за допомогою механічних з'єднань для контролю поверхонь на крилах. Ці поверхні, відповідно, елерони, підйомники та кермо. Пілот використовує елерони, щоб рухатися з боку в бік, витяги для руху вгору і вниз і кермо для повороту вліво-вправо. Нахил, наприклад, вимагає одночасної активації елеронів і керма, щоб літак припав на одне крило.

Сучасні військові та комерційні авіалайнери керуються тими самими поверхнями і використовують ті ж принципи, але з механічним управлінням покінчено. Перші літаки літали на гідравліко-механічних системах, але вони були вразливими для пошкоджень і займали багато місця. Сьогодні майже всі великі літаки покладаються на цифровий політ-проводами, що дозволяє тонко керувати елементами за допомогою бортового комп'ютера. Ця хитромудра технологія дозволяє керувати комерційним авіалайнером всього двом пілотам.

Алюмінієві та алюмінієві сплави

У 1902 році брати Райт пролетіли на найхитрішому літаку – одномісний планер був зроблений з муслінової «шкіри», натягнутої на ялинову раму. Згодом дерево і тканина поступилися монококу з ламінованого дерева, літакової конструкції, де вся або майже вся напруга припадала на шкіру літака. Монококові фюзеляжі дозволили створити потужніші та обтічні літаки, що призвело до низки рекордів швидкості на початку 1900-х. На жаль, деревина, що використовується в таких літаках, вимагала постійної підтримки та погіршувалась під впливом атмосферних явищ.

До 1930 майже всі авіаційні конструктори віддали перевагу суцільнометалеву конструкцію на ламінованому дереві. Сталь була чудовим кандидатом, але надто важка. Алюміній, з іншого боку, був легким, міцним та легко пристосовувався до будь-яких компонентів. Фюзеляжі із алюмінієвих панелей, скріплених заклепками, стали символом авіації. Але цей матеріал мав і свої проблеми - зокрема, втому металу. Як результат, виробники розробили нові техніки для визначення проблемних зон у металевих частинах літака. Ремонтні бригади сьогодні використовують ультразвукове сканування, щоб виявити тріщини та розлами, навіть найменші дефекти, які не можна розглянути.

Автопілот

На зорі авіації польоти були короткими, і головною турботою пілота було не впасти на землю після кількох хвилюючих моментів у повітрі. Оскільки технологія покращилася, стали можливі тривалі перельоти через континенти та океани, навіть увесь світ. Втома пілота стала серйозною проблемою під час цих епічних подорожей. Як міг самотній пілот або невелика команда пильнувати і пильнувати протягом годин, особливо під час монотонних круїзів на великій висоті?

Так з'явився. Створений Лоренсом Берстом Сперрі, сином Елмера А. Сперрі, автопілот, або автоматична система управління польотом, пов'язувала три гіроскопи на поверхнях літака, що контролюють тангаж, крен та відхилення від курсу. Пристрій робив корективи в залежності від кута відхилення від напрямку польоту. Революційний винахід Сперрі уможливив стабільний круїзний політ, а також самостійно міг виконувати зліт і посадку.

Автоматична система керування польотом сучасних літаків мало чим відрізняється від перших гіроскопічних автопілотів. Датчики руху - гіроскопи та акселерометри - збирають інформацію про просторове становище повітряного судна та його рух, доставляють її до комп'ютерів автопілота, а ті видають сигнали для коригування курсу за допомогою крил та хвоста.

Трубки Піто

Коли пілоти знаходяться у кабіні літака, їм доводиться відстежувати велику кількість даних. Однією з найважливіших речей є швидкість літака щодо повітряної маси, в якій він летить. Для конкретних конфігурацій польоту, чи це посадка чи економний круїз, швидкість літака повинна залишатися у певному діапазоні величин. Якщо літак летить надто повільно, може страждати аеродинаміка, тобто сили підйому буде недостатньо для подолання сили гравітації. Якщо літак летить надто швидко, можуть виникнути структурні пошкодження.

На комерційних літаках швидкість польоту вимірюють трубки Піто. Пристрій отримав свою назву від Анрі Піто, француза, якому потрібно було вимірювати швидкість води у річках та каналах. Він створив пряму трубку з двома отворами, ззаду та збоку. Піто орієнтував свій пристрій так, що передній отвір було направлено вгору за течією, дозволяючи воді протікати через трубку. Вимірюючи перепад тиску в передньому і бічному отворі, він зміг обчислити швидкість води, що рухається.

Повітряні інженери зрозуміли, що зможуть зробити те саме, встановивши трубки Піто на краю крила або вгорі фюзеляжу. Потік повітря протікає через трубку і дозволяє точно виміряти швидкість літака.

Управління повітряним рухом

Досі ми говорили про авіаційні конструкції, але одним із найважливіших нововведень авіації стало управління повітряним рухом, система, яка дозволяє літаку піднятися з одного аеропорту, пролетіти сотні чи тисячі кілометрів та безпечно приземлитися у пункті призначення. У США, наприклад, понад 20 центрів управління польотами, які відповідають за переміщення літаків у всій країні. Кожен центр відповідає за певну географічну область, тому коли літак вилітає, його передають іншому центру.

В управлінні повітряним рухом ключову роль відіграє спостереження радіолокації. Основні наземні станції, розташовані в аеропортах та центрах управління, випромінюють короткохвильові радіохвилі, які потрапляють у літак та відбиваються назад. Ці сигнали дозволяють авіадиспетчерам контролювати позиції повітряних суден у межах цього обсягу повітряного простору. У той же час більшість комерційних літаків несуть транспондери — пристрої, які повідомляють тип, висоту, курс і швидкість літака, коли його «допитує» радар.

Посадка комерційного авіалайнера є одним із найнеймовірніших технологічних подвигів. Літак повинен спуститися з 10 000 метрів на землю і сповільнитись з 1046 до 0 кілометрів на годину. Ну і так, йому потрібно поставити всю свою вагу - близько 170 тонн - на кілька коліс та стійок, які мають бути міцними, але повністю забиратися. Чи варто дивуватися, що шасі займають перше місце у нашому списку?

Аж до кінця 1980-х більшість цивільних і військових літаків використовували три основні посадкові конфігурації: одне колесо на стійці, два колеса пліч-о-пліч на стійці або два колеса пліч-о-пліч і ще два колеса пліч-о-пліч. У міру того, як літаки ставали більшими і важчими, системи посадки ставали складнішими, щоб знизити напругу коліс і збірних стійок, а також зменшити силу удару об смугу. Шасі аеробуса A380, наприклад, складаються з чотирьох ходових елементів - два з чотирма колесами та два з шістьма колесами кожен. Незалежно від конфігурації, сила важливіша за вагу, тому ви знайдете сталеві та титанові, але не алюмінієві компоненти в шасі.

Авіація дійшла до того, що літаки вже хочуть оснастити. Що ж, сподіватимемося, що через пару років доведеться писати вже, що бороздять безкраї простори великого театру.