45 хиљада насеља, у којима живи више од 12 милиона људи, лишено је целогодишњег приступа саобраћајној инфраструктури. У пет региона нема железничке везе, а у 14 је могуће стићи на копно само авионом или хеликоптером. Истовремено, данас има упола мање аеродрома него крајем 80-их. Анализа ситуације показује да је регионалним авио-компанијама потребан авион капацитета 50-60 путника, погодан за рад у тешким условима и способан за слетање и полетање са неасфалтираних аеродрома.
Удаљеност између аеродрома на крајњем северу, у Сибиру и на Далеком истоку у просеку износи 1200 километара, и ту долази до изражаја економија: коришћење хеликоптера за превоз људи и робе са њиховом брзином и дометом постаје веома скупо. А авиони локалних авио-компанија неће моћи да обезбеде цео обим ваздушног саобраћаја, пошто је мрежа аеродрома пропала.
Небески пуж
Хеликоптери су возила средње брзине и кратке удаљености. Једна од предности у односу на авионе је употреба тамо где они не могу да слете и полете. Ниво савршенства и хеликоптера и авиона за постизање потребних вредности брзине и домета са становишта економске исплативости може се оценити по аеродинамичком квалитету (К). За савремене транспортне и путничке хеликоптере, Кмак се постиже при брзинама од 230–240 километара на сат и креће се у распону од 5–5,5 јединица. Подзвучни Ил-86 и Ту-154 имају Кмак од 15, док Ил-96-300 има 19.
Аеродинамички квалитет (однос узгона и отпора у координатном систему струјања под датим углом напада) за транспортно-путничке хеликоптере је приближно три пута мањи него за авионе сличне намене, а постиже се при нижим (два до три пута ) брзине. Што је већа брзина крстарења, већа је ефикасност горива, дужина лета и нижа цена по сату лета.
Тежина празног хеликоптера је око 17 одсто већа од тежине авиона исте категорије. Ово је због чињенице да је за пренос обртног момента са мотора на главни ротор и балансирање његовог реактивног момента потребан релативно тежак, гломазан и скуп мењач.
Непродуктивни трошкови снаге мотора за обезбеђивање функционисања мењача и његових система су око четири одсто, за балансирање реактивног момента главног ротора - до 10-12 одсто. Дакле, тежина корисног терета и горива на хеликоптеру је много мања него на авиону.
Главни критеријум исплативости ваздушног саобраћаја је цена тонских и путничких километара. Зависи од брзине крстарења и одговарајућих вредности аеродинамичког квалитета и домета лета. Према овим показатељима, хеликоптер је значајно инфериоран. Али има значајне предности у односу на авион: вертикално слетање и полетање, лебдење изнад подручја слетања и летење малим брзинама.
Нови домаћи путнички Ми-38 развија 275 километара на сат. Прекорачење прага од 300 километара на сат праћено је интензивним повећањем профила и таласног отпора лопатица главног ротора, да би се превазишло, прво ће бити потребно значајно, а затим и неприхватљиво повећање снаге електране. . Постоје и други фактори који не дозвољавају да се постигне озбиљно повећање брзине хеликоптера.Домет лета Ми-38 са максималним бројем путника са стандардном резервом и снабдевањем горивом за ваздушну навигацију за 30 минута достиже око 500 километара. Све могућности за повећање брзине крстарења и одговарајућих показатеља аеродинамичког квалитета и домета лета су практично исцрпљене.
Ово доводи до једноставног закључка: постојећи и домаћи и страни хеликоптери нису у могућности да обезбеде ваздушни транспорт у деловима земље са неразвијеном мрежом аеродрома.
Међутим у авијација светске фирме не остављају наду да изнесу на видело брзи хеликоптер. Фирме у САД и Европи спроводе скупа истраживања покушавајући да се приближе могућности производње аутомобила који може да достигне брзину до 500 километара на сат. У ову трку се укључио и АО „Хеликоптери Русије“ са концептним моделима перспективних Ка-92 и Ми-Кс1.
Изванредни домаћи конструктор хеликоптера М. Л. Мил и његови сарадници још 1966. године поткрепљују граничне брзинске могућности хеликоптера („Хеликоптери. Прорачун и пројектовање. Аеродинамика“). Ипак, на две међународне изложбе ХелиРуссиа, представници домаћих дизајнерских бироа демонстрирали су концептуалне моделе својих перспективних путничких аутомобила. Одлучено је да се Конструкторски биро Мил концентрише на развој класичне шеме са једним ротором средње тежине категорије Б-37 са брзином крстарења од 350-370 километара на сат. А Конструкторски биро Камов ће наставити истраживачки рад на стварању летеће лабораторије за испитивање техничких решења при стварању брзог коаксијалног хеликоптера. Планирано је да се на Б-350 потврди брзина крстарења од 370-37 километара на сат и на њему прихватљиве вредности аеродинамичког квалитета и домета лета на експерименталном хеликоптеру са малим крилом, креираним на бази Ми-24К.
Нова генерација стручњака - програмера В-37 гази на исте грабље као и њихови претходници на хеликоптеру Ми-6, који су покушавали да остваре велику брзину крстарења и домет лета.
Крило Ми-6 има мало издужење, а у присуству крила које мало растерећује главни ротор при великим брзинама лета, ниво вибрација се показао прилично високим. С тим у вези, на серијским машинама, како би се избегло прекорачење стандарда вибрација, брзина крстарења је ограничена на 250 километара на сат. Ово упркос чињеници да је Ми-6 постављен светски рекорд брзине - 340 километара на сат.
Стога је постизање брзине крстарења од 350–370 километара на сат на Б-37 прави сан. Овај хеликоптер може само да понови постигнути резултат.
Шраф се спрема да скочи
За Далеки север, Сибир и Далеки исток приоритет није велика брзина крстарења самог хеликоптера, већ практичан домет лета и прихватљива цена авио карата. Хеликоптер Б-37 очигледно нема такве карактеристике. И неће имати.
Али транспортни проблем захтева решење, и оно мора бити технички и економски оправдано. Вриједно је запамтити аутожиро, који је био претеча хеликоптера - незаслужено заборављено стварање шпанског инжењера Хуана де ла Сиерва.
Заједничка ствар коју жироплан има са хеликоптером је главни ротор. Разлика је у томе што главни ротор хеликоптера покреће мотор преко мењача и ствара и подизне и вучне силе у лету, што му обезбеђује транслаторно кретање. Потисак потребан за лет жироплана ствара елисни агрегат са потисним (вучним) елисом, а подизање генерише ауторотирајући ротор покретан енергијом надолазећег ваздушног тока.
Аутожиро, у поређењу са хеликоптером, на најбољи начин користи снагу електране за стварање подизања и потиска. Нема губитак снаге да покреће главни ротор у лету и балансира његов реактивни момент.
Сви жироплани се могу класификовати у три типа: крилати, бескрилни и скокови. Дизајнери су на крају дали предност другом типу. При малим брзинама лета, главни ротор није био инфериоран у односу на крило у стварању узгона. Самим тим, то је закомпликовало дизајн аутожира, повећало његову штетну отпорност и тежину празног возила.
Код трећег типа, главни ротор на минималном нагибу окретао се до дате брзине помоћу механичког преноса спојеног на мотор. Потребан обртни момент је око 40 пута мањи него код хеликоптера исте тежине у лебдењу. Дакле, тежина мењача на жироплану је око два одсто празног возила. Хеликоптер, подсећамо, 17 одсто. Након окретања главног ротора жироплана на старту пре полетања, овај пренос се искључује.
Скреће се пажња на једноставност дизајна жироплана и његовог техничког рада. За разлику од хеликоптера, нема мењача и других агрегата и трансмисионих елемената за пренос обртног момента у лету са мотора на главни ротор. Наведене јединице су високо оптерећене у лету, имају ограничен ресурс, захтевају стално праћење, одржавање и периодичну замену током рада.
Истакнувши низ ненадмашних квалитета, жироплани су уступили место авионима и хеликоптерима који су имали друге способности које су биле првенствено тражене у војсци.
Сада постоји одређено интересовање за жироплане. Садашњи ниво научних сазнања и савладаних технологија омогућавају да се направи следећи корак ка стварању комбинованог авиона (СЦВ) са ауторотирајућим главним ротором и крилом који има повећану брзину крстарења и домет лета у односу на хеликоптер. Као прототип путничке летелице може се сматрати жироплан са скоком. Обезбеђује полетање без залета и слетање без залета.
Покушаји да се створи путнички комбиновани ротациони авион са вертикалним полетањем и слетањем на бази главног ротора хеликоптера и авионског крила (роторкрафта) су били неуспешни. Комбинација главног ротора хеликоптера + крила показала се практично неостварљивом због сложености дизајна и високе цене.
Идеја о стварању путничке свемирске летелице са полетањем и слетањем без отицања на бази аутожиро-типа главног ротора и крила авиона до сада је остала незатражена.
Брза свемирска летелица великог домета разликује се од свих постојећих уређаја и бројних пројеката у коришћењу низа кључних идеја. Његов систем за ношење укључује крило авиона, пропелере и главни ротор типа аутожира. За његову ротацију користи се енергија надолазећег ваздушног тока.
Подсетимо се да је аеродинамички квалитет крила авиона при крстарећој брзини знатно већи него код главног ротора. Због тога у перспективној летелици предност за стварање узгона при великим брзинама треба дати крилу. Да бисте то урадили, довољно је растеретити главни ротор смањењем укупног нагиба и фреквенције његове ротације.
Приликом пројектовања, главни ротор летелице је оптимизован за полетање и слетање без полетања, а крило је оптимизовано за стварање потребног узгона за балансирање тежине летелице и постизање максималног аеродинамичког квалитета. Имплементација ових идеја обезбедиће двоструко већу брзину крстарења и три пута већи домет при транспорту истог терета у поређењу са савременим хеликоптерима исте намене и тежине.
Посебно треба истаћи високу безбедност летова свемирских летелица. Такав уређај, као жироплан, има добру стабилност, управљивост, његова техника пилотирања је једноставна. Много је поузданији током полетања, слетања и током маневрисања у ваздуху, осигуран је од критичних услова лета као што су застој или окретање.
Треба обратити пажњу на високу поузданост ауторотирајућег ротора. Ради у режимима који су повољнији у погледу променљивих оптерећења и вибрација од хеликоптера. Главни ротор комбинованог авиона је максимално оптерећен при полетању и слетању. При брзинама већим од 100-120 километара на сат, његов рад је знатно олакшан.
Главне лопатице ротора направљене од полимерних композитних материјала и њихова веза без лежаја за главчину обезбеђују ротору ресурс који се може упоредити са крилом авиона.
Статистике сведоче о високој поузданости и безбедности употребе ауторотирајућих ротора на жиропланима. Дакле, до 1933. године 130 жироплана је превезло десетине хиљада путника на 4 километара, њихово укупно време летења износило је 000 сати. За десет година експлоатације серијски произведених авиона није било ниједног удеса, што је рекорд безбедности летења.
Комбинација врлина
Хеликоптери и авиони се не такмиче, већ се међусобно допуњују. Али постоје области у којима је употреба и једног и другог или економски неисплатива, или чисто практична. Због тога је потребна свемирска летелица која има све предности хеликоптера и авиона. Он се неће такмичити са њима, већ ће заменити ове машине тамо где нису у стању да обављају дуго закаснеле задатке.
Комбиновани авион се одликује системом носача који укључује крило авиона и аутожиро тип ротора. У суштини, то је хибрид авиона и жироплана, који користи нови начин полетања без трчања. Након што се главни ротор у старту одврне, апарат се вертикално подиже све док се точкови стајног трапа не одвоје од платформе повећањем његовог укупног нагиба. Истовремено, пилот помера моторе у положај за полетање да би створио максимални потисак од пропелера (пропелера променљивог корака) тако да је полетање кратко. Аеродинамички квалитети свемирске летелице и авиона за кратко узлетање и слетање су сразмерни.
За разлику од хеликоптера, свемирске летелице су у стању да обезбеде комуникацију са максималним оптерећењем путника на удаљености до 1400 километара, ау регионима са неразвијеном транспортном инфраструктуром - до 700 километара од базних аеродрома, док допуна горива није потребна.