24.07.2012
/ авторские статьи, скоростные суда, пассажирские перевозки
Перспективы скоростного водного транспорта
Исторически города и села в большинстве регионов России располагались на ах рек, озер, морском побережьи. Притом, за исключением становления льда и ледохода, водные пути использовались круглый год: в весенне-летний период – посредством речных и морских судов; зимой – при помощи саней, передвигавших по замерзшим водоемам.
До 1991 года цены носили директивный характер и скоростной пассажирский роль занимал свою нишу в общем объеме водных перевозок. Во время рыночных реформ отрицательные качества судов на подводных крыльях, составлявших основу пассажирского речного флота, проявились в полной мере. Как борются с этими недостатками конструктора - в статье С.Ю. Маркина
До 1991 года цены носили директивный характер и скоростной пассажирский роль занимал свою нишу в общем объеме водных перевозок. Во время рыночных реформ отрицательные качества судов на подводных крыльях, составлявших основу пассажирского речного флота, проявились в полной мере. Как борются с этими недостатками конструктора - в статье С.Ю. Маркина
Применительно к специфике российского рынка пассажирских перевозок это: высокая капиталоемкость (отношение стоимости судна к количеству выполненных перевозок за весь срок службы) из-за высокой стоимости изготовления, сезонности и низкой эксплуатационной скорости (из-за простоя при шлюзовании техническая скорость снижалась в 1,5..2 раза). Для сравнения – удельные инвестиции при приобретении СПК - 200-300 руб./тыс. пассажиро-км против 35-90 руб./тыс. пассажиро-км у автотранспорта.
Также непопулярными скоростной флот делает малая энергоэффективность – автобус расходует на 100 пассажиро-км 1-1,5 литра топлива, СПК «Метеор» 4,6-5,5 литров на 100 пассажиро-км; а также избыточная пассажировместимость- практически никогда все 70 мест на «Восходах» и 118 мест на Метеорах» не были полностью заполнены.
Поэтому к 2012 г. лишь в немногих регионах странах эксплуатируются единичные «Метеоры» и «Восходы».
Вместе с тем рыночная ниша для скоростного флота вновь появилась. Причина - коллапс развития автотранспорта. При увеличении за последние 10 лет протяженности автомобильных дорог общего пользования на 15 % парк вырос почти на 75 %. Поэтому 29 % автотрас перегружены. 60,4 % автодорог России не соответствуют нормативным требованиям. Из-за отсутствия дорог с твердым покрытием более 10 % населения (15 млн. человек) в периоды становления льда, ледохода и весенне-осенней распутицы находятся в изоляции. Автомобильный транспорт сильно загружает бюджет из-за высокой коррупционной составляющей (российские автодороги, при их качестве, самые дорогие в мире. Стоимость 1 км в 2-3 раза дороже, чем в США) и фактором высокого экологического риска.
Стоит отметить, что бесплатный режим пользования автомобильными дорогами, находящимися в государственной и муниципальной собственности (в соответствии с главой 28 Федерального закона от 8 ноября 2007 г. № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации») прямо противоречит нормам статьи 19 глава 5 Федерального закона от 26 июля 2006 года № 135-ФЗ «О защите конкуренции» (редакция, действующая с 23 августа 2009 года).
В перечень сфер, в которых допускается предоставление государственных преференций, коммерческие перевозки автотранспортом не входят. В какой-то мере выровнять условия конкуренции поможет строительство платных дорог, которое приведет к росту тарифов на автоперевозки: при цене за один километр дороги в 1-4 миллиарда рублей проезд обойдется от 2 до 4 рублей за километр, что примерно равно стоимости израсходованного автомобилем топлива.
Вторым фактором возрождения интереса к скоростному водному транспорту стало исчезновение малой авиации. После 1991 года объемы пассажирских перевозок сократились более чем в 50 раз, в том числе из-за перевода местных аэропортов на муниципальные бюджеты. В регионах Сибири суда-амфибии на воздушной подушке приобретают именно как альтернативу вертолетам (в США говорят: «ховеркрафт-это вертолет для бедных») или строительству мостов.
Именно поэтому, например, Концепция устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации на период до 2020 года, утверждённая распоряжением правительства РФ от 30 ноября 2010 г. № 2136 - Р, предусматривает для улучшения жизнедеятельности сельского населения: «более активное использование водного транспорта».
Однако для этого нужен качественно иной водный транспорт, нежели суда на подводных крыльях. О малой конкурентоспособности СПК свидетельствуют цифры: проезд по маршруту Сочи – Новороссийск стоил в 2010 году - 1819 руб. взрослый, 2675 руб. - бизнес класс. Расстояние между двумя этими городами по воде: 196 км, время в пути - 3 часа 20 минут. Для сравнения: билет на автобус – при вдвое большем маршруте стоит 300-450 руб., на поезде (через Краснодар) –от 600 до 1000 руб.
Исходя из этого, основные требование к перспективному флоту – экономичность и амфибийность. Дело в том, что эксплуатируемая сеть водных путей Российской Федерации сегодня в два раза меньше путей, эксплуатировавшихся до 1990 года и составляет всего 1,3% совокупной длины всех рек страны.
Необходимо отметить, что недостаточное финансирование позволяет содержать только 25% внутренних водных путей и 32% гидротехнических сооружений в безопасном состоянии. Только амфибии с учетом использования малых рек и движения над ровными участками суши (на водоразделах, «спрямления пути», обхода плотин и шлюзов) смогут успешно конкурировать с автотранспортом.
При этом, учитывая затраты топлива, трассы для будущих маршрутов надо выбирать таким образом, чтобы коэффициент непрямолинейности пути (отношения длины транспортного маршрута к кратчайшему географическому расстоянию между двумя пунктами) был минимум на 30-50 процентов меньше, чем у автомобильной дороги. То есть автомобилю пришлось бы преодолевать большее в 1,3 и более раза расстояние от пункта А до пункта Б.
Наиболее перспективным и поддерживаемым направлением является экранопланостроение. Разработка этого вида транспорта началась в СССР в 60х гг 20 века. Были созданы аппараты массой до 540 тонн и скоростью до 500 км/час. Разработанные Р. Алексеевым и ЦКБ по СПК военные корабли-экранопланы «КМ», «Орленок» и «Лунь» не были эффективной конструкцией. При самолетной компановке они имели аэродинамическое качество в пределах 14-17, что в 1,5-2 раза хуже характеристик малых экранопланов, построенных по сути в кустарных условиях: Х-114 А. Липпиша (ФРГ) и ЭСКА-1 (конструкторы лаборатории ОСВОДа, аэродинамическое качество около 24).
В России ренессанс экранопланостроения привел к формированию Межведомственной рабочей группы под руководством заместителя Министра промышленности и торговли РФ, которая разработала проект Концепции по развитию экранопланов в России, а также созданию Ассоциации разработчиков, производителей и потребителей экранопланов «Экраноплан».
Согласно «Временным рекомендациям по экранопланам», принятым ИМО, экраноплан –это многорежимное судно (или корабль). Серийными являются только три модели: 2-местные разведывательные экранопланы «Бавар-2», принятые на вооружении ВМС Ирана, 5-местный прогулочный «Акваглайд-5» российской ЗАО «Арктическая торгово-транспортная компания» (выпущено около 20 штук) и кустарные гибриды экраноплана и судна на воздушной подушке UH-18 и UH-19 фирмы «International hovercraft» (США), предлагаемые в России по цене от 1,8 до 4,5 млн. руб.
Однако сейчас в мире нет ни одного маршрута, на которых экранопланами осуществляются регулярные коммерческие рейсы.
Для стимулирования развития экранопланостроения Министерством промышленности и торговли Российской Федерации были выделены средства на выполне6ние в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 годы государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и прочих работ: «Разработка на основе экспериментально-расчетных исследований перспективных аэрогидродинамических компоновок экранопланов для использования на морских и внутренних линиях» код «Клипер-50» и ОКР по теме «Клипер-КП» «Создание концептуального проекта высокоскоростного амфибийного судна-экраноплана типа «В» схемы «составное крыло», основанного на использовании современных технологий и композиционных материалов».
Лучшими характеристиками, чем серийная продукция, обладают образцы, находящиеся в стадии подготовки к серийному производству. В настоящее время лучшим в мире экранолетом типа В (хотя нормативными документами в мире узаконены пока только экранопланы типа А) является созданный ООО «Инвестиционная Промышленно-Финансовая Группа» (г. Москва) «Иволга-12ЭК/ «Орион-12П», созданные под руководством В. Колганова. Он создан по схеме «составное крыло» (впервые - на экранолете ВВА-14 Р. Бартини) и представляет собой всесезонное многоцелевое экономичное транспортное средство, предназначенное для пассажирских и грузовых перевозок, а также для других спецзадач. Мощность двигателей 952 л.с. (2 автомобильных двигателя Chevrolet LS-3Апо 426 л.с). При максимальном взлётном весе 3900 кг и запасе топлива 270 кг, экраноплан «Орион -12» имеет дальность хода от 1150 км (высота полета на экране 0,8 м) и до 1580 км (высота полета на экране 0,3 м) на крейсерской скорости 170-180 км/час. Максимальная скорость - 220 км/час. Грузоподъемность составляет 1,3 тонны, пассажировместимость - 12 пассажиров и 2 члена экипажа.
По экономичности экраноплан «Иволга ЭК-12/Орион-12П» в своей весовой категории превосходит автомобили при движении по грунтовым дорогам на 30%, скоростные водоизмещающие суда и на воздушной подушке - в 2-4 раза, а самолеты и вертолеты - в 4-7 раз.
По классификации IMO этот экраноплан соответствует типу «В» и обладает уникальной возможностью использовать несколько режимов движения: полет в «экранном режиме» (на высоте от 0,3 до 3 м) и кратковременно вне его (в режиме «подскока» до высоты 100 м), в режиме «поддува» - на статистической воздушной подушке (на высоте до 0,3 м со скоростью до 80 км/час), глиссирование, плавание, скольжение по льду и снегу. Экраноплан может перемещаться в условиях бездорожья, над равнинными неподготовленными участками суши с протяженными уклонами 1:10 и неровностями до 0,35 м, в заболоченной и наводненной местности, на внутренних водоёмах и реках, в том числе покрытых снегом и льдом. Он может самостоятельно выходить на берег и сходить в воду без применения причалов.
В 2008 году Береговой охраной Погранслужбы были сформулированы требования и оплачена разработка и строительство двух экранопланов. По мнению начальника отдела ПНИЦ ФСБ России, «затраты на производство экранопланов существенно ниже, чем на строительство кораблей или самолётов, к тому же они менее требовательны к инфраструктуре для базирования и обслуживания. При этом безопасность эксплуатации у экранопланов также существенно выше» (Из статьи: Алексей Песлис «На помощь пограничникам придут спутники»// Пограничник Северо-Востока. № 13 (4085) 06 апреля - 12 апреля 2011 года. Экранопланы: большие и малые). Сторожевые пограничные катера-экранопланы Орион-12П и Иволга-ЭК-12 уже включены в состав Береговой охраны России. В настоящее время начинает работать Центр развития экранопланостроения Береговой охраной Погранслужбы в городе Петрозаводске.
В Краснодарском крае намечено наладить пассажирское экранопланное сообщение между городами Новороссийском и Сочи. На территории ООО «Новошип» при МГА имени Ушакова уже имеется один экраноплан - «Иволга-12К», 2006 года выпуска, доработанный для условий морской эксплуатации с заменой двигателей на более мощные.
Вопросы устойчивости и управляемости на опытном ЭК-12 решены удачно. При полетах на Ладоге устойчивость была такая, что экипаж практически не держал штурвал - только за счет компоновки, без применения автоматических средств. На сегодня уже отработан выход и сход с берега. По условиям эксплуатации для подхода к кораблю потребовалось складывать крылья - уже сделано. Механическое раскладывание трапа вместо ручного - также выполнено.
Однако эта модель не лишена недостатков. Проведенные 900 часов летных испытаний показали, что экраноплан «берет» высоту волны 1,25-1,5 метра и идет на этой высоте очень устойчиво. Однако для Каспийского моря и на Ладожского озера, где проводились испытания «Иволги-Ориона», желательна машина в 2-3 раза большей размерности, чтобы она могла «брать» волну высотой в 2-2,5 м. В таком случае можно работать на Каспии примерно 280 дней в году, а с экранопланом ЭК-12 только 210-220 дней в году. Начата разработка более крупной модели «Орион-20» пассажировместимостью 20 человек и массой более 8 тонн.
Испытания в самолетном режиме только начались, причем нормативные документы для легального использования режима «подскока» – для сертификации экраноплана по типу «В» пока только разрабатываются. Экранопланы типа В и С могут летать в самолетном режиме. Поэтому их назвают экролетами. По соглашению между ИМО и авиационной ИКАО полет на высоте до 150 метров считается сферой морского и речного судоходства.
Отметим, что юридических ограничений для таких полетов в России нет. Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. N 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» введена зона G. Для полетов в этой зоне не требуется разрешения, эшелонирование воздушных судов не производится, диспетчеризация осуществляется в уведомительном порядке. Все полеты обеспечиваются полетно-информационным обслуживанием по запросу. При полетах воздушных судов по правилам визуальных полетов наличие постоянной двухсторонней радиосвязи с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) не требуется.
Рис.1 Экраноплан «Иволга-ЭК-12/Орион-12П»
Технико-экономические характеристики «Иволга-ЭК-12/Орион-12П» при оценке использования этого экраноплана в качестве транспортного средства (например, на маршруте по Азовскому морю (Ростов-на-Дону—Керчь) вполне приемлемы: капиталоемкость его (при цене 22 млн. руб.) - 185 руб. на тысячу пассажиро-км, а расход топлива при полете на экране 1- 4,2-18,5 граммов на 1 пассажиро-км. Отметим: у «Боинга-747» - самого экономичного в мире самолета -18 грамм на 1 пассажиро-км. При цене билетов равной стоимости проезда (с учетом более короткой –в 1,4 раза длины водного маршрута) его приобретение при круглогодичной эксплуатации окупится через 2,5 года, а спрос будет обеспечен высокой скоростью перевозок –время в пути займет менее 3 часов (авиасообщения между Ростовом-на-Дону и Крымом сейчас нет). Причем гидрология Азовского моря вполне позволяет применять экраноплан практически в течение всего года: преобладают волны высотой менее 1 м. Повторяемость их достигает 75 % в летний период времени. Повторяемость высот волн 1-2 м составляет 20-45 %, а высот волн 2-3 м — не более 13 %.
Отметим, что достаточно спорна использование на экраноплане «Иволга-Орион» «поддува» как стартового режима, создающего посредством изменения вектором тяги винтов и механизации крыла статическую воздушную подушку. Этот режим крайне неэкономичен и приводит к потребности в мощности двигателей, используемой на крейсерском режиме всего на 20-30% (а не иначе взлететь с воды, преодолев т.н. «водяную яму» не удается). Поэтому украино-российской фирмой «Акваген» предложен своеобразная модификация «Иволга-Орион» - проект «Аквалета-12», где в качестве стартового устройства используется подъемный вентилятор в сочетании со скегами, находящимися под днищем аппарата (аналогичная схема реализована в аппаратах Ханно Фишера Hoverwing-2VT и WSH-500).
Весьма странный проект реализуется в США, где фирмой Atlantic WIGCRAFT, Inc предлагается модель экраноплана WIGCRAFT DESIGN BLUE DOPHIN BD-12, являющаяся практически копией российского экранолета «ИволгаЭк-12»/«Орион-12П».
Другим участником Ассоциации «Экраноплан» - ООО «Небо плюс море» (гендиректор В.В. Буковский) - создан весьма перспективный «Буревестник-24». Этот аппарат обладает замысловатой аэродинамической компоновкой и представляет собой полутораплан с дискообразным нижним крылом. При собственном весе около четырёх тонн он может перевозить 3,5 т грузов со скоростью более 200 км/ч на расстояние до 2000 км. 24-местный катер-амфибия состоит из модулей и после разборки помещается в морской контейнер, который можно доставить куда угодно хоть на теплоходе, хоть по железной дороге, хоть на автотрейлере Расход топлива 50..70 литров на 100 км (или 15,4-21,5 грамм на 1 пассажиро-км). Экраноплан может плавать со скоростью до 20 км/час, выполнять полеты на высоте экранного эффекта подстилающей поверхности на скорости 170-200 км/час, осуществлять наземное движение надо льдом и снегом в режиме аэросаней на скорости до 110 км/час.
К недостаткам экраноплана можно отнести отсутствие режима создания статической воздушной подушке. Взлет осуществляется либо с глиссирования на воде, либо с режима аэросаней. Поэтому взлетать с любой земной поверхности он наверное не может.
.Рис. 2. Экраноплан «Буревестник-24»
Экраноплан-амфибия построен в рамках программы создания высокоскоростных пассажирских линий в Якутии на 2012–2016 годы. На первом этапе, согласно плану, определены источники финансирования. Также решаются задачи по проведению испытаний в 2013 году. До 2016 года будут решены вопросы управления высокоскоростными судами, разработки пассажирских линий, испытаний, сертификации и организации сборки судов-амфибий в Республике Саха. Компания «Небо+море» заверяет, что с помощью «Буревестников» в Якутии будет обеспечена круглогодичная навигация.
За рубежом наиболее плодотворны исследования, развивающие схему шатрообразного крыла А. Липпиша, проводимые в Германии под руководством Ханно Фишера. В результате создан пригодный к коммерческой эксплуатации 50-местный экраноплан WSH-500, построенный в Республике (Южная) Корея фирма Wingship Technology Corp. под руководством Ханно Фишера по лицензии германских фирм Fischer Flugmechanik и AFD Airfoil Development GmbH. Масса аппарата - 17 тонн, высота полета на экране (экраноплан типа А) - до 4,9 метров, крейсерская скорость - 175 км/час, максимальная скорость - более 200 км/час, удельный расход топлива -29 грамм /пассажиро-км). Пассажировместимость - 47 мест + 3 члена экипажа. Дальность хода - 400 км. Расход дизельного топлива -250 кг/час.
На 2012 год намечено начало его коммерческой эксплуатации на прибрежной линии Gunsan - Jeju.
Рис.3 Корейский экраноплан WSH-500
Отличительной позитивной опцией данного экраноплана является применение специального стартового устройства - подъемного вентилятора в сочетании со скегами, находящимися под днищем аппарата (по схеме экраноплана Ханно Фишера Hoverwing-2VT). Благодаря этому экраноплан WSH-500 может двигаться в режиме нормальной статической воздушной подушки в узкостях, в акватории портов и т.п.
Другим проектом, разработанным под руководством Ханно Фишера, является более ранняя модель - восьмиместный аппарат «Airfish 8-001», построенная в Сингапуре фирмой Wigetworks. Этот экраноплан был 25 апреля 2010 года торжественно включен в Регистр Ллойда торгового флота Сингапура - концептуальная модель, пригодная для практического применения лишь в качестве маршрутного такси.
Наибольшая сумма инвестиций в экранопланостроение направляется сейчас в Китайской Народной Республике. Исследования начались в конце 1960-х годов, тогда же были выпущены первые образцы. В 1990-е годы работа привлекла частные китайские предприятия. В 2003 году состоялось летное испытание первого в Китае экраноплана. В 2004 году в Китае созрела технология создания 6-местного экраноплана, а затем были выпущены 12-местные, 32-местные и 38-местные машины. В 2010 году компания «Хэнчуань» из восточной китайской провинции Цзянсу заключила контракт на поставку в Объединенные Арабские Эмираты 17 экранопланов на сумму в нескольких миллиардов юаней. Отметим, что конструктор «Иволги ЭК-12» В. Колганов в 2011 году работал в Китае.
Представляется однако, что на современном этапе надо больше обратить внимание на другие амфибии – суда на статической воздушной подушке, которая создается подъемным вентилятором.
Однако никто из моделей судов на воздушной подушке, производимых в нашей стране («Марс-2000», «Хивус-32», «Ирбис», «Пума», «Гепард», АВВП «Арктика-ЗДК») не может конкурировать с автотранспортом из-за малой крейсерской скорости (не более 65 км/час) и высокого удельного расхода горючего (более 400 грамм на пассажиро-км). Решением может стать наделение уже выпускаемых моделей судов возможностью движения на динамической воздушной подушке (функциями экранопланов типа «А»). Способность передвижения на статической воздушной подушке при скоростях менее 80-90 км/час – границы существенного влияния экранного эффекта - должна при этом сохраниться.
Примером такого гибрида является модель судна на воздушной подушке «Север» («Виктория») - проект компании «КатерМаркет» (КБ Алексеева С.С.) от 1995 г.), строящего ЗАО «Кировец-Синтез». В этой модели СВП предусмотрен выход на режим околоэкранного полета при скоростях свыше 80 км/час, что сокращает расход топлива до 25%. Расход топлива у этой 5-местной модели на 100 км – 16-20 литров, то есть 4-5 литров на 100 пассажиро-км (при росте пассжировместимости в 8 раз удельный расход топлива уменьшится в 2 раза).
Единственно приемлемым при этом вариантом является крыльевая схема «тандем», которая была предложена в 70-х годах 20 века Г. Йоргом (Германия) и реализована в модели экраноплана TAB-VIII. Она представляет собой две пары крыльев, расположенных друг за другом («тандем»). Схема автоматически обеспечивает продольную устойчивость, но в ограниченном диапазоне высот полета. Разумеется, необходимо также преобразовать сам корпус судна на воздушной подушке по схеме «летающее крыло», придав ему способность образования подъемной силы. Не помешает и «ноу-хау», реализованные в «Арктике-3ДК»: устройство (упругий тормозной щиток) для связи с опорной поверхностью (водой, снегом, болотом), которое удерживает машину от заносов на крутых поворотах, на косогорах, при движении по извилистым рекам и зимникам, а также обеспечивает эффективное торможение на спусках и разворот машины на месте. Для улучшения управляемости при движении по зимникам и лесным просекам с крутыми подъемами, спусками и поворотами, целесообразно оснащение СВП убирающимся (самолетного типа) колесным шасси. Колеса шасси - ведущие и управляемые синхронно с поворотом воздушных рулевых колес.
Можно предусмотреть для движения на акваториях с большой высотой волн замену этого шасси на глубоко опускающиеся погружные подводные крылья, как в проекте Х-114Н А. Липпиша. Скорость таких гибридных аппаратов может достигнуть 150 км/час, что при благоприятных условиях резко снизит затраты топлива за счет околоэкранного полета.
Рис.4 СВП «Виктория» («Север») с возможностью околоэкранного полета
Однако при оценке возможностей развития скоростного флота надо иметь ввиду, что это «подрывная» инновация.
То есть ее успешное внедрение означает потерю прибыли и обесценение вложенных капиталов для многих влиятельных бизнес-групп. Расширение доступности удаленных территорий означает втягивание в рыночный оборот дополнительных земельных участков, а следовательно, снижение стоимости участков, расположенных вблизи автодорог. Появление малых экранопланов уменьшит спрос на автомобили повышенной проходимости (суммарная стоимость одного ховеркрафта с возможностью экранного полета, автотрейлера и нормального автомобиля меньше, чем «внедорожника»). Уменьшится потребность в строительстве автодорог, в первую очередь автозимников.
При успешном развитии экранопланостроения увеличится поток инвестиций в их дальнейшую разработку, что повысит аэродинамическое качество экранопланов (у лучших образцов: «Иволги ЭК-12/Ориона-12П», ЭСКА-1, Х-114 А. Липпиша оно не превыщает 25 при теоретическом пределе от 100 до 300). Благодаря этому станет возможным появление крупных экранопланов - своеобразного продолжения линии «Орленка» массой 100-150 тонн и пассжировместимостью до 200-300 человек. Удельный расход топлива при крейсерской скорости 300-450 км/час уменьшится до 6-10 грамм/пассажиро-км, что в 2-3 раза ниже, чему у лучших авиалайнеров. Это даст возможность назначать в 2-3 раза меньшую стоимость билетов.
На порядок повышается безопасность перелетов: даже взрыв на борту экраноплана не приведет к гибели аппарата и всех пассажиров в отличие от самолетов. А это уменьшит прибыли страховых компаний. Рейсы экранопланы типа В смогут выполнять практически в любую погоду (на режиме «подскока» они могут летать на высоте до 100 метров, а волн выше 20 метров в Атлантике не зафиксировано). Причем оптимальным временем ввода аппаратов на рынок может стать очередное стихийное бедствие.
В 2010 году в результате извержения исландского вулкана Эйяфьятлайокудль в небо было выброшено большое облако пепла, что стало причиной массовой отмены авиарейсов на территории Европы. А авиаперевозки во всем мире – это убыточный бизнес, держащийся только за счет государственных дотаций.
С.Ю. Маркин, к.э.н., зав. отделом ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт экономики и нормативов Россельхозакадемии
Также непопулярными скоростной флот делает малая энергоэффективность – автобус расходует на 100 пассажиро-км 1-1,5 литра топлива, СПК «Метеор» 4,6-5,5 литров на 100 пассажиро-км; а также избыточная пассажировместимость- практически никогда все 70 мест на «Восходах» и 118 мест на Метеорах» не были полностью заполнены.
Поэтому к 2012 г. лишь в немногих регионах странах эксплуатируются единичные «Метеоры» и «Восходы».
Вместе с тем рыночная ниша для скоростного флота вновь появилась. Причина - коллапс развития автотранспорта. При увеличении за последние 10 лет протяженности автомобильных дорог общего пользования на 15 % парк вырос почти на 75 %. Поэтому 29 % автотрас перегружены. 60,4 % автодорог России не соответствуют нормативным требованиям. Из-за отсутствия дорог с твердым покрытием более 10 % населения (15 млн. человек) в периоды становления льда, ледохода и весенне-осенней распутицы находятся в изоляции. Автомобильный транспорт сильно загружает бюджет из-за высокой коррупционной составляющей (российские автодороги, при их качестве, самые дорогие в мире. Стоимость 1 км в 2-3 раза дороже, чем в США) и фактором высокого экологического риска.
Стоит отметить, что бесплатный режим пользования автомобильными дорогами, находящимися в государственной и муниципальной собственности (в соответствии с главой 28 Федерального закона от 8 ноября 2007 г. № 257-ФЗ «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации») прямо противоречит нормам статьи 19 глава 5 Федерального закона от 26 июля 2006 года № 135-ФЗ «О защите конкуренции» (редакция, действующая с 23 августа 2009 года).
В перечень сфер, в которых допускается предоставление государственных преференций, коммерческие перевозки автотранспортом не входят. В какой-то мере выровнять условия конкуренции поможет строительство платных дорог, которое приведет к росту тарифов на автоперевозки: при цене за один километр дороги в 1-4 миллиарда рублей проезд обойдется от 2 до 4 рублей за километр, что примерно равно стоимости израсходованного автомобилем топлива.
Вторым фактором возрождения интереса к скоростному водному транспорту стало исчезновение малой авиации. После 1991 года объемы пассажирских перевозок сократились более чем в 50 раз, в том числе из-за перевода местных аэропортов на муниципальные бюджеты. В регионах Сибири суда-амфибии на воздушной подушке приобретают именно как альтернативу вертолетам (в США говорят: «ховеркрафт-это вертолет для бедных») или строительству мостов.
Именно поэтому, например, Концепция устойчивого развития сельских территорий Российской Федерации на период до 2020 года, утверждённая распоряжением правительства РФ от 30 ноября 2010 г. № 2136 - Р, предусматривает для улучшения жизнедеятельности сельского населения: «более активное использование водного транспорта».
Однако для этого нужен качественно иной водный транспорт, нежели суда на подводных крыльях. О малой конкурентоспособности СПК свидетельствуют цифры: проезд по маршруту Сочи – Новороссийск стоил в 2010 году - 1819 руб. взрослый, 2675 руб. - бизнес класс. Расстояние между двумя этими городами по воде: 196 км, время в пути - 3 часа 20 минут. Для сравнения: билет на автобус – при вдвое большем маршруте стоит 300-450 руб., на поезде (через Краснодар) –от 600 до 1000 руб.
Исходя из этого, основные требование к перспективному флоту – экономичность и амфибийность. Дело в том, что эксплуатируемая сеть водных путей Российской Федерации сегодня в два раза меньше путей, эксплуатировавшихся до 1990 года и составляет всего 1,3% совокупной длины всех рек страны.
Необходимо отметить, что недостаточное финансирование позволяет содержать только 25% внутренних водных путей и 32% гидротехнических сооружений в безопасном состоянии. Только амфибии с учетом использования малых рек и движения над ровными участками суши (на водоразделах, «спрямления пути», обхода плотин и шлюзов) смогут успешно конкурировать с автотранспортом.
При этом, учитывая затраты топлива, трассы для будущих маршрутов надо выбирать таким образом, чтобы коэффициент непрямолинейности пути (отношения длины транспортного маршрута к кратчайшему географическому расстоянию между двумя пунктами) был минимум на 30-50 процентов меньше, чем у автомобильной дороги. То есть автомобилю пришлось бы преодолевать большее в 1,3 и более раза расстояние от пункта А до пункта Б.
Наиболее перспективным и поддерживаемым направлением является экранопланостроение. Разработка этого вида транспорта началась в СССР в 60х гг 20 века. Были созданы аппараты массой до 540 тонн и скоростью до 500 км/час. Разработанные Р. Алексеевым и ЦКБ по СПК военные корабли-экранопланы «КМ», «Орленок» и «Лунь» не были эффективной конструкцией. При самолетной компановке они имели аэродинамическое качество в пределах 14-17, что в 1,5-2 раза хуже характеристик малых экранопланов, построенных по сути в кустарных условиях: Х-114 А. Липпиша (ФРГ) и ЭСКА-1 (конструкторы лаборатории ОСВОДа, аэродинамическое качество около 24).
В России ренессанс экранопланостроения привел к формированию Межведомственной рабочей группы под руководством заместителя Министра промышленности и торговли РФ, которая разработала проект Концепции по развитию экранопланов в России, а также созданию Ассоциации разработчиков, производителей и потребителей экранопланов «Экраноплан».
Согласно «Временным рекомендациям по экранопланам», принятым ИМО, экраноплан –это многорежимное судно (или корабль). Серийными являются только три модели: 2-местные разведывательные экранопланы «Бавар-2», принятые на вооружении ВМС Ирана, 5-местный прогулочный «Акваглайд-5» российской ЗАО «Арктическая торгово-транспортная компания» (выпущено около 20 штук) и кустарные гибриды экраноплана и судна на воздушной подушке UH-18 и UH-19 фирмы «International hovercraft» (США), предлагаемые в России по цене от 1,8 до 4,5 млн. руб.
Однако сейчас в мире нет ни одного маршрута, на которых экранопланами осуществляются регулярные коммерческие рейсы.
Для стимулирования развития экранопланостроения Министерством промышленности и торговли Российской Федерации были выделены средства на выполне6ние в рамках федеральной целевой программы «Развитие гражданской морской техники» на 2009-2016 годы государственных контрактов на выполнение научно-исследовательских, опытно-конструкторских и прочих работ: «Разработка на основе экспериментально-расчетных исследований перспективных аэрогидродинамических компоновок экранопланов для использования на морских и внутренних линиях» код «Клипер-50» и ОКР по теме «Клипер-КП» «Создание концептуального проекта высокоскоростного амфибийного судна-экраноплана типа «В» схемы «составное крыло», основанного на использовании современных технологий и композиционных материалов».
Лучшими характеристиками, чем серийная продукция, обладают образцы, находящиеся в стадии подготовки к серийному производству. В настоящее время лучшим в мире экранолетом типа В (хотя нормативными документами в мире узаконены пока только экранопланы типа А) является созданный ООО «Инвестиционная Промышленно-Финансовая Группа» (г. Москва) «Иволга-12ЭК/ «Орион-12П», созданные под руководством В. Колганова. Он создан по схеме «составное крыло» (впервые - на экранолете ВВА-14 Р. Бартини) и представляет собой всесезонное многоцелевое экономичное транспортное средство, предназначенное для пассажирских и грузовых перевозок, а также для других спецзадач. Мощность двигателей 952 л.с. (2 автомобильных двигателя Chevrolet LS-3Апо 426 л.с). При максимальном взлётном весе 3900 кг и запасе топлива 270 кг, экраноплан «Орион -12» имеет дальность хода от 1150 км (высота полета на экране 0,8 м) и до 1580 км (высота полета на экране 0,3 м) на крейсерской скорости 170-180 км/час. Максимальная скорость - 220 км/час. Грузоподъемность составляет 1,3 тонны, пассажировместимость - 12 пассажиров и 2 члена экипажа.
По экономичности экраноплан «Иволга ЭК-12/Орион-12П» в своей весовой категории превосходит автомобили при движении по грунтовым дорогам на 30%, скоростные водоизмещающие суда и на воздушной подушке - в 2-4 раза, а самолеты и вертолеты - в 4-7 раз.
По классификации IMO этот экраноплан соответствует типу «В» и обладает уникальной возможностью использовать несколько режимов движения: полет в «экранном режиме» (на высоте от 0,3 до 3 м) и кратковременно вне его (в режиме «подскока» до высоты 100 м), в режиме «поддува» - на статистической воздушной подушке (на высоте до 0,3 м со скоростью до 80 км/час), глиссирование, плавание, скольжение по льду и снегу. Экраноплан может перемещаться в условиях бездорожья, над равнинными неподготовленными участками суши с протяженными уклонами 1:10 и неровностями до 0,35 м, в заболоченной и наводненной местности, на внутренних водоёмах и реках, в том числе покрытых снегом и льдом. Он может самостоятельно выходить на берег и сходить в воду без применения причалов.
В 2008 году Береговой охраной Погранслужбы были сформулированы требования и оплачена разработка и строительство двух экранопланов. По мнению начальника отдела ПНИЦ ФСБ России, «затраты на производство экранопланов существенно ниже, чем на строительство кораблей или самолётов, к тому же они менее требовательны к инфраструктуре для базирования и обслуживания. При этом безопасность эксплуатации у экранопланов также существенно выше» (Из статьи: Алексей Песлис «На помощь пограничникам придут спутники»// Пограничник Северо-Востока. № 13 (4085) 06 апреля - 12 апреля 2011 года. Экранопланы: большие и малые). Сторожевые пограничные катера-экранопланы Орион-12П и Иволга-ЭК-12 уже включены в состав Береговой охраны России. В настоящее время начинает работать Центр развития экранопланостроения Береговой охраной Погранслужбы в городе Петрозаводске.
В Краснодарском крае намечено наладить пассажирское экранопланное сообщение между городами Новороссийском и Сочи. На территории ООО «Новошип» при МГА имени Ушакова уже имеется один экраноплан - «Иволга-12К», 2006 года выпуска, доработанный для условий морской эксплуатации с заменой двигателей на более мощные.
Вопросы устойчивости и управляемости на опытном ЭК-12 решены удачно. При полетах на Ладоге устойчивость была такая, что экипаж практически не держал штурвал - только за счет компоновки, без применения автоматических средств. На сегодня уже отработан выход и сход с берега. По условиям эксплуатации для подхода к кораблю потребовалось складывать крылья - уже сделано. Механическое раскладывание трапа вместо ручного - также выполнено.
Однако эта модель не лишена недостатков. Проведенные 900 часов летных испытаний показали, что экраноплан «берет» высоту волны 1,25-1,5 метра и идет на этой высоте очень устойчиво. Однако для Каспийского моря и на Ладожского озера, где проводились испытания «Иволги-Ориона», желательна машина в 2-3 раза большей размерности, чтобы она могла «брать» волну высотой в 2-2,5 м. В таком случае можно работать на Каспии примерно 280 дней в году, а с экранопланом ЭК-12 только 210-220 дней в году. Начата разработка более крупной модели «Орион-20» пассажировместимостью 20 человек и массой более 8 тонн.
Испытания в самолетном режиме только начались, причем нормативные документы для легального использования режима «подскока» – для сертификации экраноплана по типу «В» пока только разрабатываются. Экранопланы типа В и С могут летать в самолетном режиме. Поэтому их назвают экролетами. По соглашению между ИМО и авиационной ИКАО полет на высоте до 150 метров считается сферой морского и речного судоходства.
Отметим, что юридических ограничений для таких полетов в России нет. Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. N 138 «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации» введена зона G. Для полетов в этой зоне не требуется разрешения, эшелонирование воздушных судов не производится, диспетчеризация осуществляется в уведомительном порядке. Все полеты обеспечиваются полетно-информационным обслуживанием по запросу. При полетах воздушных судов по правилам визуальных полетов наличие постоянной двухсторонней радиосвязи с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) не требуется.
Рис.1 Экраноплан «Иволга-ЭК-12/Орион-12П»
Технико-экономические характеристики «Иволга-ЭК-12/Орион-12П» при оценке использования этого экраноплана в качестве транспортного средства (например, на маршруте по Азовскому морю (Ростов-на-Дону—Керчь) вполне приемлемы: капиталоемкость его (при цене 22 млн. руб.) - 185 руб. на тысячу пассажиро-км, а расход топлива при полете на экране 1- 4,2-18,5 граммов на 1 пассажиро-км. Отметим: у «Боинга-747» - самого экономичного в мире самолета -18 грамм на 1 пассажиро-км. При цене билетов равной стоимости проезда (с учетом более короткой –в 1,4 раза длины водного маршрута) его приобретение при круглогодичной эксплуатации окупится через 2,5 года, а спрос будет обеспечен высокой скоростью перевозок –время в пути займет менее 3 часов (авиасообщения между Ростовом-на-Дону и Крымом сейчас нет). Причем гидрология Азовского моря вполне позволяет применять экраноплан практически в течение всего года: преобладают волны высотой менее 1 м. Повторяемость их достигает 75 % в летний период времени. Повторяемость высот волн 1-2 м составляет 20-45 %, а высот волн 2-3 м — не более 13 %.
Отметим, что достаточно спорна использование на экраноплане «Иволга-Орион» «поддува» как стартового режима, создающего посредством изменения вектором тяги винтов и механизации крыла статическую воздушную подушку. Этот режим крайне неэкономичен и приводит к потребности в мощности двигателей, используемой на крейсерском режиме всего на 20-30% (а не иначе взлететь с воды, преодолев т.н. «водяную яму» не удается). Поэтому украино-российской фирмой «Акваген» предложен своеобразная модификация «Иволга-Орион» - проект «Аквалета-12», где в качестве стартового устройства используется подъемный вентилятор в сочетании со скегами, находящимися под днищем аппарата (аналогичная схема реализована в аппаратах Ханно Фишера Hoverwing-2VT и WSH-500).
Весьма странный проект реализуется в США, где фирмой Atlantic WIGCRAFT, Inc предлагается модель экраноплана WIGCRAFT DESIGN BLUE DOPHIN BD-12, являющаяся практически копией российского экранолета «ИволгаЭк-12»/«Орион-12П».
Другим участником Ассоциации «Экраноплан» - ООО «Небо плюс море» (гендиректор В.В. Буковский) - создан весьма перспективный «Буревестник-24». Этот аппарат обладает замысловатой аэродинамической компоновкой и представляет собой полутораплан с дискообразным нижним крылом. При собственном весе около четырёх тонн он может перевозить 3,5 т грузов со скоростью более 200 км/ч на расстояние до 2000 км. 24-местный катер-амфибия состоит из модулей и после разборки помещается в морской контейнер, который можно доставить куда угодно хоть на теплоходе, хоть по железной дороге, хоть на автотрейлере Расход топлива 50..70 литров на 100 км (или 15,4-21,5 грамм на 1 пассажиро-км). Экраноплан может плавать со скоростью до 20 км/час, выполнять полеты на высоте экранного эффекта подстилающей поверхности на скорости 170-200 км/час, осуществлять наземное движение надо льдом и снегом в режиме аэросаней на скорости до 110 км/час.
К недостаткам экраноплана можно отнести отсутствие режима создания статической воздушной подушке. Взлет осуществляется либо с глиссирования на воде, либо с режима аэросаней. Поэтому взлетать с любой земной поверхности он наверное не может.
.Рис. 2. Экраноплан «Буревестник-24»
Экраноплан-амфибия построен в рамках программы создания высокоскоростных пассажирских линий в Якутии на 2012–2016 годы. На первом этапе, согласно плану, определены источники финансирования. Также решаются задачи по проведению испытаний в 2013 году. До 2016 года будут решены вопросы управления высокоскоростными судами, разработки пассажирских линий, испытаний, сертификации и организации сборки судов-амфибий в Республике Саха. Компания «Небо+море» заверяет, что с помощью «Буревестников» в Якутии будет обеспечена круглогодичная навигация.
За рубежом наиболее плодотворны исследования, развивающие схему шатрообразного крыла А. Липпиша, проводимые в Германии под руководством Ханно Фишера. В результате создан пригодный к коммерческой эксплуатации 50-местный экраноплан WSH-500, построенный в Республике (Южная) Корея фирма Wingship Technology Corp. под руководством Ханно Фишера по лицензии германских фирм Fischer Flugmechanik и AFD Airfoil Development GmbH. Масса аппарата - 17 тонн, высота полета на экране (экраноплан типа А) - до 4,9 метров, крейсерская скорость - 175 км/час, максимальная скорость - более 200 км/час, удельный расход топлива -29 грамм /пассажиро-км). Пассажировместимость - 47 мест + 3 члена экипажа. Дальность хода - 400 км. Расход дизельного топлива -250 кг/час.
На 2012 год намечено начало его коммерческой эксплуатации на прибрежной линии Gunsan - Jeju.
Рис.3 Корейский экраноплан WSH-500
Отличительной позитивной опцией данного экраноплана является применение специального стартового устройства - подъемного вентилятора в сочетании со скегами, находящимися под днищем аппарата (по схеме экраноплана Ханно Фишера Hoverwing-2VT). Благодаря этому экраноплан WSH-500 может двигаться в режиме нормальной статической воздушной подушки в узкостях, в акватории портов и т.п.
Другим проектом, разработанным под руководством Ханно Фишера, является более ранняя модель - восьмиместный аппарат «Airfish 8-001», построенная в Сингапуре фирмой Wigetworks. Этот экраноплан был 25 апреля 2010 года торжественно включен в Регистр Ллойда торгового флота Сингапура - концептуальная модель, пригодная для практического применения лишь в качестве маршрутного такси.
Наибольшая сумма инвестиций в экранопланостроение направляется сейчас в Китайской Народной Республике. Исследования начались в конце 1960-х годов, тогда же были выпущены первые образцы. В 1990-е годы работа привлекла частные китайские предприятия. В 2003 году состоялось летное испытание первого в Китае экраноплана. В 2004 году в Китае созрела технология создания 6-местного экраноплана, а затем были выпущены 12-местные, 32-местные и 38-местные машины. В 2010 году компания «Хэнчуань» из восточной китайской провинции Цзянсу заключила контракт на поставку в Объединенные Арабские Эмираты 17 экранопланов на сумму в нескольких миллиардов юаней. Отметим, что конструктор «Иволги ЭК-12» В. Колганов в 2011 году работал в Китае.
Представляется однако, что на современном этапе надо больше обратить внимание на другие амфибии – суда на статической воздушной подушке, которая создается подъемным вентилятором.
Однако никто из моделей судов на воздушной подушке, производимых в нашей стране («Марс-2000», «Хивус-32», «Ирбис», «Пума», «Гепард», АВВП «Арктика-ЗДК») не может конкурировать с автотранспортом из-за малой крейсерской скорости (не более 65 км/час) и высокого удельного расхода горючего (более 400 грамм на пассажиро-км). Решением может стать наделение уже выпускаемых моделей судов возможностью движения на динамической воздушной подушке (функциями экранопланов типа «А»). Способность передвижения на статической воздушной подушке при скоростях менее 80-90 км/час – границы существенного влияния экранного эффекта - должна при этом сохраниться.
Примером такого гибрида является модель судна на воздушной подушке «Север» («Виктория») - проект компании «КатерМаркет» (КБ Алексеева С.С.) от 1995 г.), строящего ЗАО «Кировец-Синтез». В этой модели СВП предусмотрен выход на режим околоэкранного полета при скоростях свыше 80 км/час, что сокращает расход топлива до 25%. Расход топлива у этой 5-местной модели на 100 км – 16-20 литров, то есть 4-5 литров на 100 пассажиро-км (при росте пассжировместимости в 8 раз удельный расход топлива уменьшится в 2 раза).
Единственно приемлемым при этом вариантом является крыльевая схема «тандем», которая была предложена в 70-х годах 20 века Г. Йоргом (Германия) и реализована в модели экраноплана TAB-VIII. Она представляет собой две пары крыльев, расположенных друг за другом («тандем»). Схема автоматически обеспечивает продольную устойчивость, но в ограниченном диапазоне высот полета. Разумеется, необходимо также преобразовать сам корпус судна на воздушной подушке по схеме «летающее крыло», придав ему способность образования подъемной силы. Не помешает и «ноу-хау», реализованные в «Арктике-3ДК»: устройство (упругий тормозной щиток) для связи с опорной поверхностью (водой, снегом, болотом), которое удерживает машину от заносов на крутых поворотах, на косогорах, при движении по извилистым рекам и зимникам, а также обеспечивает эффективное торможение на спусках и разворот машины на месте. Для улучшения управляемости при движении по зимникам и лесным просекам с крутыми подъемами, спусками и поворотами, целесообразно оснащение СВП убирающимся (самолетного типа) колесным шасси. Колеса шасси - ведущие и управляемые синхронно с поворотом воздушных рулевых колес.
Можно предусмотреть для движения на акваториях с большой высотой волн замену этого шасси на глубоко опускающиеся погружные подводные крылья, как в проекте Х-114Н А. Липпиша. Скорость таких гибридных аппаратов может достигнуть 150 км/час, что при благоприятных условиях резко снизит затраты топлива за счет околоэкранного полета.
Рис.4 СВП «Виктория» («Север») с возможностью околоэкранного полета
Однако при оценке возможностей развития скоростного флота надо иметь ввиду, что это «подрывная» инновация.
То есть ее успешное внедрение означает потерю прибыли и обесценение вложенных капиталов для многих влиятельных бизнес-групп. Расширение доступности удаленных территорий означает втягивание в рыночный оборот дополнительных земельных участков, а следовательно, снижение стоимости участков, расположенных вблизи автодорог. Появление малых экранопланов уменьшит спрос на автомобили повышенной проходимости (суммарная стоимость одного ховеркрафта с возможностью экранного полета, автотрейлера и нормального автомобиля меньше, чем «внедорожника»). Уменьшится потребность в строительстве автодорог, в первую очередь автозимников.
При успешном развитии экранопланостроения увеличится поток инвестиций в их дальнейшую разработку, что повысит аэродинамическое качество экранопланов (у лучших образцов: «Иволги ЭК-12/Ориона-12П», ЭСКА-1, Х-114 А. Липпиша оно не превыщает 25 при теоретическом пределе от 100 до 300). Благодаря этому станет возможным появление крупных экранопланов - своеобразного продолжения линии «Орленка» массой 100-150 тонн и пассжировместимостью до 200-300 человек. Удельный расход топлива при крейсерской скорости 300-450 км/час уменьшится до 6-10 грамм/пассажиро-км, что в 2-3 раза ниже, чему у лучших авиалайнеров. Это даст возможность назначать в 2-3 раза меньшую стоимость билетов.
На порядок повышается безопасность перелетов: даже взрыв на борту экраноплана не приведет к гибели аппарата и всех пассажиров в отличие от самолетов. А это уменьшит прибыли страховых компаний. Рейсы экранопланы типа В смогут выполнять практически в любую погоду (на режиме «подскока» они могут летать на высоте до 100 метров, а волн выше 20 метров в Атлантике не зафиксировано). Причем оптимальным временем ввода аппаратов на рынок может стать очередное стихийное бедствие.
В 2010 году в результате извержения исландского вулкана Эйяфьятлайокудль в небо было выброшено большое облако пепла, что стало причиной массовой отмены авиарейсов на территории Европы. А авиаперевозки во всем мире – это убыточный бизнес, держащийся только за счет государственных дотаций.
С.Ю. Маркин, к.э.н., зав. отделом ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт экономики и нормативов Россельхозакадемии
Комментарии 3.
|
Свежие новости
- 0
- 2
- 22:0021.11.2024 ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева спустило на воду первый "Валдай" для Саратовской областиСудостроение0
- 0
- 0
- 0
- 20:5721.11.2024 В ААНИИ подведут итоги гидрометеобеспечения морских операций на СМП в 2024 годуСудоходство0
- 20:3321.11.2024 В ходе первого этапа "Генеральной уборки" в Приморье подняли девять судовСудоходство0
- 0
- 20:0221.11.2024 Закрыть навигацию маломерных судов в Саратовской области планируют 2 декабряЯхты и катера0