Злітно-посадочна смуга для важкої і гіперважкої авіації

Реферат: UA 77014 U UA 77014 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до авіації, зокрема до пристроїв, що забезпечують зліт літаків. Сучасна аеродромна інфраструктура - це величезне, вельми складне і дуже дороге господарство, будівництво і експлуатація якого під силу тільки високорозвинутим і економічно дієздатним державам. Розвиток сучасної авіації, що йде по шляху збільшення маси і габаритів літаків (А-380, Боїнг747, Мрія-250, Руслан-125), багато в чому стримується дуже великими фінансовими витратами на споруду бетонних злітно-посадочних смуг (далі ЗПС) необхідної довжини. Так, для «Мрії», вантажопідйомністю в 250 т, ЗПС повинна складати близько 4.000 м. Та і широко розрекламовані аеробуси А-380 зможуть прийняти далеко не всі європейські аеропорти. Разом з тим існують проекти і економічне обґрунтування на гіперважкі моделі літаків з повною масою до 1.200 т. Ось тільки будувати ЗПС на 10-12 км і більше навряд чи хто стане. Ще одна проблема - ускладнення літакового шасі до такого ступеня, що його надійність, маса, вантажопідйомність стають практично нерозв'язним конструкторським завданням. Так наприклад, відома класична бетонна злітно-посадочна смуга, описана в Патенті Російської Федерації № 2453479, опубл. 20.06.12, на Спосіб аеродромного забезпечення зльоту і посадки літального апарата, яка полягає у створенні при зльоті літального апарата повітряної подушки уздовж всієї злітно-посадочної смуги, а при посадці - в початковій зоні ЗПС і пневмопідсосу в кінцевій зоні ЗПС. При посадці додатково створюють повітряну подушку по краях всій ЗПС, зберігаючи пневмопідсмоктування по осі ЗПС. Потрібні принципово нові технічні рішення, оскільки класичні себе вже вичерпали. Частково проблема мобільності ЗПС і великій площі вирішена в Злітному Пристрої, який є найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, за технічною суттю, призначенням і результатом, що досягається, (див. Патент Російської Федерації № 2327617, опубл. 27.06.2008), який складається з платформи з пристроями кріплення літаків і напрямних. Злітний пристрій містить естакаду з легкозбірних самохідних секцій, при цьому злітна смуга виконана у вигляді напрямних колеса літака жолобів, укладених на секціях з можливістю бічного зсуву і регулювання колії по ширині за допомогою поперечних механізмів, для можливості зльоту різних типів літаків. Недоліком такого пристрою є вузька область застосування з причини того, що даний пристрій призначений виключно для зльоту літака. У основу корисної моделі поставлена задача розширення області застосування. Поставлена задача вирішується тим, що злітно-посадочна смуга для важкої і гіперважкої авіації складається з платформи з пристроями кріплення літаків і напрямних. Відповідно до корисної моделі, напрямні виконані у вигляді як мінімум двох паралельних прямолінійних віток з можливістю пересування по них платформи. На платформі нерухомо закріплена причальна амортизована плита, а пристрої кріплення літака до платформи виконані у вигляді днищевих лиж. Згідно з одним варіантом реалізації корисної моделі, довжина прямолінійних віток складає 15-20 км, ширина платформи складає 60-80 м, а довжина - 50-80 м. Згідно ще з одним варіантом реалізації корисної моделі, між платформою і причальною амортизованою плитою закріплені силові гідравлічні домкрати з можливістю зміни кута нахилу причальної амортизованої плити. У корисній моделі, що заявляється, вирішується задача розширення області застосування пристрою. Пристрій, який фактично є залізничною ЗПС, дозволяє створити реальну альтернативу бетонної ЗПС. Це досягається завдяки тому, що пристрій складається з двох паралельних прямолінійних віток довжиною 15-20 км (і більше), по яких рухається платформа 80  80 м (мінімум: 60  50 м). Платформа має причальну амортизовану плиту, до якої кріпиться літак за допомогою днищевих лиж. Причальна плита може разом з літаком віджиматися силовими гідравлічними домкратами до необхідного для зльоту (посадки) кута атаки. Дана схема зльоту-посадки виключає потребу в літаковому шасі. Це різко спрощує конструкцію планера, знижує його масу (до 10 %), кардинально підвищує надійність, оскільки лижі є стаціонарним (жорстким) елементом планера, що трохи виступаючим за межі фюзеляжу і є аеродинамічним обтічним. На фіг. 1 показана консольно-балочна ферма стартової платформи, вигляд спереду; на фіг. 2 - вигляд пристрою зверху із літаком, закріпленим в пристрої. Пристрій складається з двох паралельних прямолінійних віток 2 довжиною в 15-20 км (і більше), по яких рухається платформа 1, розміри якої - 80  80 м (мінімум: 60  50 м). Платформа 1 має причальну амортизовану плиту 6, до якої кріпиться за допомогою днищевих лиж 8 літак 3-5. Причальна амортизована плита 6 може разом з літаком віджиматися силовими гідравлічними домкратами 7 до необхідного для зльоту (посадки) кута атаки (див. фіг. 1-2). 1 UA 77014 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пристрій застосовний для різних типів літаків, наприклад позицією 3 позначений літак Giper (Гіпер)-1.200 (довжина - 44 м, розмах крила - 78 м); позицією 4 - Airbus, (Аїрбас) А-380 ( довжина - 72 м, розмах крила - 79 м); позицією 5 - Boeing 787 (довжина - 56 м, розмах крила - 59 м) (див. фіг. 2). Пристрій використовується таким чином. Для зльоту під літак, що стоїть у відстійнику, в'їжджає декілька могутніх низькопрофільних тягачів (на схемах не показані), віджимають його від поверхні і поволі заводять на платформу 1, опускають на залізничні прямолінійні вітки 2 і виїжджають. Лижі 8 фіксуються гідромеханічними затисками на причальній амортизованій плиті 6. Шляхом її підйому встановлюється необхідний кут атаки крила літака (20-30°) і починається розгін платформи 1 з одночасним виходом на повну потужність двигуна літака. Після набору необхідної швидкості (250-300 км/г на дистанції 6-8 км) літак плавно відривається від платформи 1, набирає швидкість і висоту і лягає на курс. Платформа 1 тим часом здійснює гальмування, повертаючи через електродвигуни частину витраченої електроенергії в мережу (у конденсаторний блок накопичувача). Така ЗПС має дві кінцеві точки, тобто зліт (посадка) може здійснюватися в обох напрямах. Це також спрощує розміщення гігантських літаків по обидві сторони аеродрому. При підході літака до аеродрому платформа починає розгін з таким розрахунком, щоб у момент зіткнення з опорними лижами 3 літака зрівняти свої швидкості і кут нахилу плити. Допускається поперечний зсув літака від курсу на 10-15 м, що значно спрощує автоматичну стиковку платформи 1 з літальним апаратом. Після стиковки і надійної фіксації лиж 3 платформа 1 починає плавне гальмування. У кінця залізничної вітки літак забирається з платформи 1 тягачами і відводиться на стоянку. Якщо літак необхідно швидко обробити (розвантажити і завантажити новим товаром) для того, щоб він відразу ж стартував і якщо на підльоті немає іншого, то літак після стиковки і гальмування починає рухатися на платформі 1 у зворотному напрямі заднім ходом. Досягнувши іншого кінця аеродрому, літак, не з'їжджаючи з платформи 1, відкидає задню вантажну частину фюзеляжу (або апарель), оперативно проводить перезавантаження товарів, дозаправку паливом і стартує з платформи в штатному режимі. Таким чином, економиться значний час на підготовки літака, зіставний з часом перезавантаження. З огляду на те, що кількість рейсів гіперважких літаків буде вельми обмеженою, вищеописаний пристрій може стати пріоритетним. Передбачувана сфера застосування гіперважкої авіації - це міжконтинентальні вантажопасажирські перевезення, а також транспортування на зовнішній підвісці великогабаритних вантажів (в т.ч. і в режимі стартової платформи для космічних човників). Двигуни - турбогвинтові. Крейсерська швидкість - біля 600 км/ч. Залізничний аеродром унікальний за своєю суттю. Він не вимагає відчуження великих площ землі і лояльніший до навколишньої природи. Прокладення двох залізничних ліній на три порядки (103) дешевше за будівництво бетонної смуги такої ж ширини. До того ж залізничні колії легко піддаються демонтажу і рекультивації земель, чого не скажеш про залізобетон глибокого залягання. Порівняно низьке навантаження на залізничну ЗПС, обумовлене малою кількістю рейсів гіперважких літаків, дозволить експлуатувати її без капітального ремонту дуже тривалий час. Власне, ресурсовизначальним чинником виступатиме збереження самої платформи. Використання розгінних платформ дещо понизить вимоги до двигунів самого літака, підвищить економічність авіаперевезень. Якщо раніше проектування, будівництво літака і ЗПС йшло відособлено, самостійними шляхами, то у випадку з гіперважких літаків одне від іншого відокремити буде просто неможливо. Порівняно з класичною бетонною ЗПС у залізничній ЗПС немає ударного навантаження шасі безпосередньо на основу поверхні (для чого в першому випадку і робиться високоміцний і багатоярусний бетон). У залізничній ЗПС навантаження плавно перерозподіляється через жорсткі лижі шасі на амортизовану платформу і далі - через підвіску залізничного візка на численні сталеві колеса прямого профілю, рейки, шпали, відсипання, земляну основу. Концентроване (ударне) навантаження замінюється розсіяним. Цікаво, що принципово залізнична версія ЗПС не має обмежень ні по максимальній довжині, ні по ширині платформи, ні по своїй вантажопідйомності. Тому цілком допускається будівництво надважких літаків в декілька тисяч тонн. Але найцікавіше, що на подібні залізничні платформи можна поміщати практично будь-які (у тому числі і аварійні, з невипущеним шасі) класичні літаки. Особливо, якщо додатково встановити на платформи величезні пневмобалони (для м'якшої посадки і збереження планера) і забезпечити протипожежним (евакуаційним) устаткуванням. Таким чином, в пристрої, який заявляється, досягається задача розширення області застосування. 2 UA 77014 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 1. Злітно-посадочна смуга для важкої і гіперважкої авіації, що складається з платформи з пристроями кріплення літаків і напрямних, яка відрізняється тим, що напрямні виконані у вигляді як мінімум двох паралельних прямолінійних віток з можливістю пересування по них платформи, причому на платформі нерухомо закріплена причальна амортизована плита, а пристрої кріплення літака до платформи виконані у вигляді днищевих лиж. 2. Злітно-посадочна смуга за п. 1, яка відрізняється тим, що довжина прямолінійних віток складає 15-20 км, ширина платформи складає 60-80 м, а довжина - 50-80 м. 3. Злітно-посадочна смуга за п. 1, яка відрізняється тим, що між платформою і причальною амортизованою плитою закріплені силові гідравлічні домкрати з можливістю зміни кута нахилу причальної амортизованої плити. 3 UA 77014 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4