В ЗАО «Авиационный концерн «ЭКИП» специалистами авиационной и ракетно-космической отраслей промышленности под руководством профессора Щукина Л.Н. разработаны фундаментальные основы принципиально нового типа летательных аппаратов «ЭКИП».
Аппараты «ЭКИП» способны перевозить тяжелые крупногабаритные грузы (100 и более тонн) на дальние расстояния (тысячи км) со скоростью 500-700 км/час и высоте 8-13 км. Они способны перемещаться вблизи поверхности земли и воды на воздушной подушке на скоростях до 160 км/час и осуществлять полет в режиме экранолета на скоростях до 400 км/час.
Аппараты «ЭКИП» являются безаэродромными аппаратами. Они будут производить посадку на аэродромы любой категории, земляные площадки и водную поверхность.
Длина взлетно-посадочной полосы для тяжелых машин (в сотни тонн) не превысит 600 метров, взлет и посадка будут осуществляться по крутой глиссаде, что уменьшит вредное шумовое воздействие на близлежащие населенные районы. Для взлета и посадки аппаратов «ЭКИП» используется устройство на воздушной подушке. Глубокие проработки по устройствам на воздушной подушке, сделанные в Гос.НИЦ ЦАГИ (московский филиал Центрального аэрогидродинамического института) невозможно было применить для существующих традиционных самолетов ввиду отсутствия большой площади в плане. Аппараты «ЭКИП» такую площадь имеют и взлетно-посадочное устройство на воздушной подушке органически вписывается в конструкцию аппарата. Оно располагается под его корпусом и позволяет при взлете и посадке оказывать низкое давление на сам аппарат и взлетно-посадочную полосу (землю, воду). Это давление эквивалентно давлению оказываемому слоем воды толщиной 220-270 мм.
Для аппаратов «ЭКИП» грузоподъемностью в сотни тонн не потребуется строить специальных аэропортов с бетонными полосами длиной до 5 км, как для приема тяжелых Б-777 (Боинг) и А-3ХХ (Эйрбас Индастриз).
Особо следует отметить возможность использования на аппаратах «ЭКИП» газового топлива (природный газ, водород). Большие объемы аппарата позволяют расположить внутри него без изменения внешних обводов большие по объемам топливные баки под газовое топливо.
Ограниченные запасы нефти (на 50 лет) требуют перевода самолетов на газовое топливо.
Однако, ограниченные объемы тонких крыльев на существующих самолетах не позволяют это сделать. Так газовое топливо на самолете Ту-156 занимает половину пассажирского салона, а на А-ЗЮ (проект DASA) располагается вторым ярусом над всем пассажирским салоном, изменяя внешние обводы самолета, ухудшая его аэродинамические характеристики.
Аппараты «ЭКИП» позволяют за счет больших объемов расположить топливные баки в боковинах аппарата без изменения геометрии внешних обводов.
Отметим, что на водородном топливе аппараты «ЭКИП» способны увеличить дальность полета в 2-3 раза по сравнению с существующими самолетами той же грузоподъемности. Работа аппаратов «ЭКИП» на природном газе и водороде позволит уменьшить вредные выбросы в продуктах сгорания, т.е. аппараты «ЭКИП» будут более экологически чистыми, чем существующие самолеты.
Особо следует отметить, что использование на аппаратах «ЭКИП» сжиженного метана позволит снизить затраты на топливо более, чем в 5-8 раз, что должно привести к снижению эксплуатационных затрат по сравнению с существующими самолетами в 1,5 — 2 раза.
Следует остановиться на конструкции корпуса аппаратов «ЭКИП». Относительный вес конструкции корпуса аппаратов (по отношению к взлетному весу) по оценке специалистов DASA, при использовании композитных материалов на 30% ниже, чем для существующих самолетов.
Возможность использования композитных материалов для корпуса аппаратов «ЭКИП» связана с отсутствием сосредоточенных нагрузок на корпус, т.к. нет больших крыльев и нет традиционного колесного шасси.
На всех режимах полета, включая взлет и посадку, на корпус аппарата действуют равномерно распределенные нагрузки, статическая составляющая которых не превышает нагрузки от слоя воды в 300 мм толщиной. Существующее на аппаратах «ЭКИП» оперение используется для расположения аэродинамических рулей.
Двигательная установка аппаратов «ЭКИП» располагается внутри корпуса, в его кормовой части.
Она состоит из двух и более тяговых высокоэкономичных двухконтурных турбореактивных двигателей двух и более вспомогательных высокоэкономичных двухгенераторных турбовальных двигателей.
Силовые двигатели обеспечивают движение аппарата, а вспомогательные двигатели обеспечивают работу взлетно-посадочного устройства на воздушной подушке и устройства управления пограничным слоем для безотрывного обтекания корпуса аппарата «ЭКИП» и снижения его сопротивления. На взлете и посадке вспомогательные двигатели работают на режиме максимальной мощности, на крейсерском режиме они работают на максимально экономичном режиме.
Расположение тяговых двухконтурных двигателей внутри корпуса аппарата позволяют создать для вторых контуров форсажные камеры, обеспечивающие существенное увеличение тяги на взлетном режиме.
Силовые двигатели и вспомогательные двигатели работают на всех режимах полета и на аппаратах «ЭКИП» нет лишних, сложных элементов в виде колесного шасси, из-за отказов которого в настоящее время происходит до 70% аварий. Отклонение плоских сопел обеспечивает управление по тангажу.
Для управления на низких скоростях полета по каналам курса и крена на законцовках крыльев установлены управляемые импульсные двигатели, работающие на основном топливе (и на природном газе) и на сжатом воздухе, отбираемым от основных силовых двигателей.
Аппараты «ЭКИП» обеспечивают повышенный уровень безопасности полетов. При отключении силовых двигателей (всех) аппарат совершит безаварийную посадку на грунтовые площадки или водную поверхность.
Для отключения вспомогательных двигателей необходимо чтобы все (как минимум четыре) газогенератора вышли из строя. Это маловероятный случай. При работе хотя бы одного газогенератора переведенного на режим максимальной мощности обеспечивается режим безотрывного обтекания аппарата и посадка даже при отключении силовых двигателях происходит безаварийно.
Главным техническим решением для аппаратов «ЭКИП» является вихревая система управления течением в пограничном слое на кормовой поверхности аппарата (УПС). Эта система с помощью создаваемой совокупности последовательно расположенных поперечных вихрей обеспечивает безотрывное обтекание корпуса аппарата и снижение его аэродинамического сопротивления.
Система УПС запатентована в России и за рубежом в Европе, США и Канаде.
Она позволяет при низком уровне энергозатрат (6-8% от тяги основных двигателей) обеспечить безотрывное обтекание аппарата на крейсерском и взлётно-посадочных режимах полёта при углах атаки до 40°. С помощью УПС и управляющих двигателей аппараты «ЭКИП» способны осуществлять «птичью посадку» по крутым глиссадам при снижении посадочной скорости до 100 км час.
