Перспективы пассажирской авиации и ЗРТС

Данная работа представляет прогноз развития пассажирской авиации на основе анализа характеристик самолетов, выпускавшихся ранее.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
В исследовании анализировались данные серийных пассажирских самолетов, использовавшихся для коммерческих перевозок на регулярной основе. В качестве исходных данных собирались следующие характеристики.
1.      Год выпуска. Год начала серийного производства или год сертификации или год первого успешного полета
2.      Количество выпущенных экземпляров базовой модели с учетом модификаций или количество проданных самолетов
3.      Количество перевозимых пассажиров.
4.      Взлетный вес максимальный (т)
5.      Вес пустого снаряженного самолета без топлива и платной нагрузки (т)
6.      Платная нагрузка (т)
7.      Запас топлива, объем топливных баков (л)
8.      Скорость крейсерская (км/ч)
9.      Дальность полета с известным числом пассажиров (км)
Для сбора данных использовались следующие источники:
 
Следует отметить, что в рассматриваемых данных наблюдался значительный разброс достигающий 30%, что вызвано не только использованием открытых источников, но и тем, что для одной и той же модели самолета существовали модификации, весьма различающиеся по важным характеристикам, например количеству пассажирских мест. Чтобы хоть как то компенсировать такую недостоверность, было выбрано большое количество анализируемых вариантов. Всего собраны данные на 140 винтовых (оснащенных как поршневыми, так и турбовинтовыми двигателями) и 170 реактивных пассажирских самолетов. Эти типы самолетов рассматривались отдельно, так как имеют разные движители, что серьезно влияет на результаты.
АНАЛИЗ ДАННЫХ
I. СКОРОСТЬ ПОЛЕТА
Скорость полета – один из основных параметров самолета. График скоростей полета различных самолетов в зависимости от года выпуска модели, обладающей максимальной на тот момент скоростью, описывается S-образной кривой (рис.1). Причем, для обоих типов самолетов кривая имеет окончание роста и выходит на предельный уровень. Для винтомоторных самолетов этот уровень ограничен физическими причинами, определяемыми аэродинамикой винтового движителя. Для реактивных самолетов этот физический предел составляет около 1000 км/ч и ограничен скоростью звука. Переход через звуковой барьер (около 1200 км/ч) связан со значительными энергозатратами и повышенными нагрузками на конструкцию. Как видно из графика, реактивные самолеты почти сразу достигли этого предела в 50-х годах прошлого века. Это можно объяснить двумя факторами. Во-первых конструкции винтомоторных самолетов к тому времени уже имели скорости, равные примерно половине скорости звука, т.е. была подготовлена хорошая база для конструирования планера. Во-вторых развитие боевой авиации, происходившее несколько раньше (в конце 40-х, начале 50-х годов) решило многие проблемы больших скоростей, а также подготовило развитие двигателей.
 
Рис. 1. Скорость пассажирских самолетов.
Можно предположить, что в ближайшее время скорости реактивных самолетов останутся на прежнем уровне. До тех пор, пока не будут решены проблемы экономически оправданного полета со сверхзвуковыми скоростями. О пассажирских сверхзвуковых шедеврах конструкторской мысли, самолетах Ту-144 и Конкорд будет сказано ниже.
Скорости винтовых самолетов также не показывают динамики роста с 50-х годов. Единственным самолетом, выдающимся из этого ряда является Ан-70 имеющий крейсерскую скорость 750 км/ч и максимальную 980 км/ч, что равно скорости реактивных самолетов. Такие высокие показатели достигнуты за счет уникальных решений двигателя и движителя (винтов).



II. ЭФФЕКТИВНОСТЬ
Главной функцией пассажирского самолета является перевозка пассажиров на определенное расстояние. Эффективность его будет зависеть от количества потраченных для этого ресурсов, в данном случае – топлива. Поэтому для анализа эффективности использовалась следующая формула:
Эффективность = Кол-во пассажиров * дальность полета (км) / вес топлива (кг).
Здесь отношение дальности полета к весу израсходованного топлива есть удельное кол-во топлива, необходимого для перевозки 1 пассажира на 1 км.
При этом были приняты следующие допущения:
  1. Поскольку для большинства самолетов указана величина объем топлива (литров), вес топлива рассчитывался по формуле:
    Вес топлива = Объем топлива (л) * Плотность топлива (кг/м3). Плотность топлива принята 800 кг/м3. Предполагается, что качество топлива одно и тоже для всех времен и самолетов.
  2. В объем топлива включен запас для совершения маневров. Т.е. в расчетах использовалось значение полного объема топлива, а не топлива необходимого для совершения перелета. Это связано с отсутствием данных.
  3. Так как даже для одной модификации существовали экземпляры с различным количеством пассажирских мест, выбирались то количество пассажиров, для которого была известна дальность полета.
Для тех моделей, для которых объем топлива не был известен, его расчет производился по следующей формуле:
Вес топлива = Взлетный вес - Вес пустого снаряженного самолета - Платная нагрузка.
Платная нагрузка, если она не была указана явно, рассчитывалась по следующим формулам:
Для винтомоторных самолетов: Платная нагрузка (кг) = 205+102 * Кол-во пассажиров
Для реактивных самолетов: Платная нагрузка (кг) = -738+135 * Кол-во пассажиров
Эти формулы были получены в результате анализа известных данных по платной нагрузке и количестве пассажиров (рис.2, рис.3). Интересно, что средний вес на пассажира для винтомоторного самолета составил 102 кг, а для реактивного 135 кг. Эти величины косвенно свидетельствуют о том, что в эпоху реактивной авиации вес на одного пассажира оказывается больше (на 32 кг), чем в эпоху винтомоторной. Это может быть вызвано увеличением разрешенного веса багажа, увеличением среднего веса пассажира и увеличением численности обслуживающего персонала (стюардесс) который не входит в вес снаряженного самолета, а равномерно распределяется между пассажирами.
 
Рис 2, Рис 3. Зависимость платной нагрузки от числа пассажиров.
В результате всех расчетов и сбора данных удалось получить следующие зависимости.
 
Рис 4. Эффективность винтомоторных самолетов.
 
Рис. 5. Эффективность реактивных самолетов.
 
Из графиков видно следующее.
  1. Эффективность обоих типов авиационных систем повышается со временем, что демонстрирует действие закона повышения идеальности. При тех же значениях выполнения полезной функции (пасс*км) затраты (кг топлива) уменьшаются.
  2. Эффективность винтомоторных самолетов постепенно достигает своего предела, хотя еще имеет ресурс увеличения.
  3. Эффективность реактивных самолетов растет постоянно и более быстрыми темпами. Скорее всего, это связано с тем, что в развитие реактивной авиации вкладывается гораздо больше ресурсов, чем в развитие винтомоторной. Пример винтомоторного Ан-70 косвенно это доказывает.
  4. Эффективность винтомоторных самолетов пока выше, чем реактивных. В первую очередь это плата за скорость. Средняя скорость реактивного самолета (900 км/ч) больше средней скорости винтовых (600 км/ч) в 1,5 раза. Это приводит к увеличению сопротивления воздуха в 2,25 раза. Т.е. реактивный самолет тратит в 2 раза больше энергии на преодоление сопротивления. Кроме того, у реактивного самолета больше разница крейсерской и посадочной скоростей. Для обеспечения приемлемой скорости посадки требуется большая площадь крыла. В то же время, для поддержания крейсерской скорости требуется площадь крыла гораздо меньше, а остальная площадь создает в полете дополнительное сопротивление. Это противоречие на боевых самолетах решалось в частности применением крыла с изменяемой геометрией (динамизация). В современных лайнерах так-же присутствует развитая механизация крыла для устранения этого противоречия. С другой стороны, необходимость в изменении крыла в полете приводит к наличию дополнительных устройств, что утяжеляет конструкцию.
  5. На графике Рис.5 показаны точки, принадлежащие сверхзвуковым лайнерам Ту-144 и Конкорд. Их значения эффективности самые низкие, что и определило их участь. Оба сняты с эксплуатации в первую очередь из-за чрезмерно большого расхода топлива. Этот результат был предсказуем, если сравнивать их даже с современниками.
  6. Так как конструкция реактивных лайнеров не претерпела существенных изменений за все годы развития, то можно предположить, что повышение эффективности достигнуто за счет повышения эффективности двигателей, которые при той же мощности расходуют сегодня гораздо меньше топлива. Это полностью соответствует закону неравномерности развития частей системы, демонстрируя закон опережающего развития рабочего органа – двигателя.
  7. Тенденции повышения эффективности еще более яркие, если рассматривать самолеты одного производителя (Рис. 6, 7)
 
Рис 6. Эффективность винтомоторных самолетов ОКБ Антонова
 
Рис 7. Эффективность реактивных самолетов «Боинг» и «Эйрбас»
 
III. СОВЕРШЕНСТВО КОНСТРУКЦИИ
Параметр «Совершенство конструкции» показывает отношение веса полезной нагрузки к весу конструкции самолета. Иными словами, сколько требуется материала, чтобы поднять человека в воздух.
Этот безразмерный параметр рассчитывался следующим образом:
Совершенство = Платная нагрузка / Вес пустого снаряженного самолета
Результаты представлены на рис. 8 и рис. 9.
 
 
Рис. 9. Совершенство конструкции реактивных самолетов.
Как это не удивительно, но удельный вес конструкции за все время развития пассажирской авиации почти не изменился! И хотя для реактивных самолетов можно обозначить тенденцию к небольшому росту, он все равно не сопоставим с ростом эффективности. Получается, что рост эффективности обеспечивается развитием рабочего органа - двигателя.
На что же расходуется масса конструкции, если каждый день появляются все новые материалы, с лучшими свойствами?
  1. Все большая часть веса конструкции используется для повышения безопасности и комфорта пассажиров. В первых пассажирских самолетах не было ни туалетов, ни кухонь, ни телевизоров, ни кислородных масок, ни спасжилетов и надувных трапов. А сейчас, для повышения удобства пассажиров планируется размещать в салоне душевые кабины и даже целые магазины (например, в Эйрбас 380). Таким образом, не стоит в ближайшее время ожидать увеличения этого показателя.
  2. Сверхзвуковые лайнеры Ту-144 и Конкорд не показали даже среднего результата, хотя их положение здесь не так печально, как при рассмотрении эффективности. Можно предположить, что основной проблемой, которую должны решить конструкторы будущих сверхзвуковых самолетов, это проблема повышения эффективности двигателя, а не конструкции.
  3. Получается, что идеальность самолета возрастает не только за счет снижения затрат на перевозку, но и за счет добавления дополнительных функций – обеспечение комфорта и безопасности. Скорее всего эта тенденция будет продолжаться и самолет превратится в часть единого пространства вокруг человека.
ТЕНДЕНЦИИ ДАЛЬНЕЙШЕГО РАЗВИТИЯ
При рассмотрении тенденций дальнейшего развития применим аппарат ЗРТС.
  1. Закон полноты частей системы, закон свободного прохода энергии, закон согласования параметров. Наша система имеет все необходимое для функционирования и дальнейшего развития.
  2. Закон повышения идеальности, описываемый S-образной кривой.
    Из анализа данных выходит, что отдельные характеристики достигли своего локального предела или близки к нему (скорость, удельный вес конструкции). Другие находятся на втором этапе развития и имеют ресурсы для дальнейшего повышения (эфективность). Также наблюдается тенденция к добавлению самолету полезных (как для пассажира так и для авиакомпании) функций.
  3. Закон увеличения степени динамичности. В том или ином виде присутствует в развитии самолета. С одной стороны это увеличение динамичности конструкции, например, механизация крыла. С другой – динамичность подстройки под пассажира и задачи. В самолете предусматривается разделение по классам, по положению спинки кресла, по предоставлению медийных услуг. Эта тенденция будет развиваться.
  4. Закон неравномерности развития частей системы. Подробно его действие было рассмотрено выше. Вследствие преимущественного развития рабочего органа – двигателя остальная конструкция постепенно будет становится тормозом дальнейшего развития самолета и рано или поздно на нее придется обратить внимание. Вполне возможно в соответствии с законом увеличения степени динамичности конструкция станет более «гибкой», т.е. подстраивающейся под текущие задачи.
  5. Закон перехода системы в надсистему. В данном случае надсистемой является транспортная сеть и самолет – только часть ее. В дальнейшем должно происходить объединение и унификация всех элементов транспортной сети. Частично это уже существует и в самолетах. Например, багаж погружается в унифицированные контейнеры, которые затем могут быть быстро погружены в любой самолет. В советское время в Москве функционировал Аэровокзал. Приехав туда, пассажир проходил регистрацию, сдавал багаж и затем автобус доставлял его прямо к трапу самолета. Сейчас что-то похожее пытаются сделать с электропоездами.
  6. Закон вытеснения человека из системы. Уже давно работает в авиации. Сейчас автопилоты достигли такого уровня развития, что могут самостоятельно не только провести самолет по маршруту, но и посадить его. Количество техников, диспетчеров, а также пограничников, таможенников будет уменьшаться, а их функции передаваться машинам.
  7. Закон перехода рабочих органов с макроуровня на микроуровень. Один переход с макроуровня на микро уровень в авиации уже был сделан в момент перехода от винтового движителя к газовой струе. Следующий можно ожидать от газовой струи к плазменной струе. Вполне возможно, что это решит проблему экономичности сверхзвукового двигателя и позволит построить экономически эффективный лайнер.
  8. Закон увеличения степени управляемости. Проблема управляемости гораздо серьезнее, чем может показаться. Здесь речь идет не только об управляемости самолета в полете (эта задача во многом уже решена, кроме случаев сложной погоды), а об управляемости всей инфраструктурой авиаперевозок. Ввиду того, что эффективность самолета растет, перелеты станут доступны для большего числа пассажиров. Однако уже сейчас воздушного пространства не хватает для оперирования столь интенсивным потоком. И если не принять соответствующих мер, развитие этого вида транспорта затормозится, так как инфраструктура не в состоянии будет обеспечить такой пассажиропоток. Сейчас время ожидания вылета, включая регистрацию, сдачу багажа, прохождения всех видов контроля, сопоставимо со временем полета. Это приводит к скоплению пассажиров в аэропорту. Значит, придется увеличивать размеры аэропорта, ведущих к нему дорог и пр. Сбои в работе как самолетов, так и служб аэропорта только усугубляют ситуацию. Необходимы изменения и в системе принятия решений. Ситуация с извержением вулкана в Исландии показала, что необоснованное продление запретов на полеты привело к гигантским убыткам для авиакомпаний.
Тем не менее, все проблемы теоретически разрешимы и можно быть уверенным, что развитие авиации, как средства передвижения в ближайшее время будет продолжаться. Особенно с учетом того, что время становится все дороже.

Алфавитный указатель: 

Рубрики: 

Комментарии

Re: Перспективы пассажирской ...

Спасибо за статью. Только один вопрос:

Quote:
Закон повышения идеальности, описываемый S-образной кривой.

Мне казалось, что S-кривая описывает что-то другое, нежели идеальность. Легко могу ошибиться! Но все же - что, в Вашем понимании, есть закон повышения идеальности, и что есть сама идеальность?

С уважением,

Александр.

Re: Перспективы пассажирской ...

Очень хорошая статья. Александр Сергеевич, поздравляю!
Статья состоит, по-сути, из двух частей: аналитической и прогнозной. Наиболее интересной мне показалась аналитическая часть.
В этой части обращает на себя внимание большой разброс точек на графиках, являющихся основой получения трендов. Если каждая точка - это отражение реальной модели самолета, то было бы интересно отобрать (собрать в отдельный кластер)и проанализировать те из них, которые имеют наивысшие значения показателя эффективности (ось ординат). По-видимому, так можно выделить в каждом конкретном случае наиболее чувствительные с точки зрения эффективности параметры изучаемой системы.Это в свою очередь позволит от обобщенного показателя перейти к изучению механизмов и тенденций эволюции каждого из составляющих параметров.Это и должно стать заключительной точкой данного или подобного анализов.
С пожеланием аналитических и прогнозных успехов. А.Гасанов.

Re: Перспективы пассажирской ...

Да, работа проделана большая (и быстро сделано, что ценно). Мы видим, что при наличии желания из открытых сайтов можно вытащить огромное количество информации.
Разбросы понятно почему - все реактивные одной фирмы, это широчайший спектр с разными дальностями, пассажировместимостью, уровнем сервиса. Полагаю, что это хорошая основа для движения в самых разных направлениях.
Здесь надо отдавать отчет в том, что показатель эффективности - величина пока назначенная, условная, поэтому я бы предложил это название пока писать в кавычках.

Re: Перспективы пассажирской ...

Гасанов wrote:
Очень хорошая статья. Александр Сергеевич, поздравляю!
Статья состоит, по-сути, из двух частей: аналитической и прогнозной. Наиболее интересной мне показалась аналитическая часть.
В этой части обращает на себя внимание большой разброс точек на графиках, являющихся основой получения трендов. Если каждая точка - это отражение реальной модели самолета, то было бы интересно отобрать (собрать в отдельный кластер)и проанализировать те из них, которые имеют наивысшие значения показателя эффективности (ось ординат). По-видимому, так можно выделить в каждом конкретном случае наиболее чувствительные с точки зрения эффективности параметры изучаемой системы.Это в свою очередь позволит от обобщенного показателя перейти к изучению механизмов и тенденций эволюции каждого из составляющих параметров.Это и должно стать заключительной точкой данного или подобного анализов.
С пожеланием аналитических и прогнозных успехов. А.Гасанов.

Соглашусь полностью с Вашей оценкой. Великолепная работа!

Единственное мелкое замечание, точнее, предложение по поводу рис. 2 и 3: попробовать посчитать "реактивные" коэффициенты с использованием данных ТОЛЬКО для самолетов, перевозящих до 100 пассажиров, причем отбросив точки, далеко отстоящие от прямой, по "трехсигмовому" критерию. А также - оценить доверительные интервалы для коэффициентов в данном диапазоне значаний Х.

У меня (глядя на графики - поверьте, таких графиков я "просчитывал" не одну сотню или даже тысячу) такое ощущение, что в данном диапазоне различие между турбовинтовыми и реактивными самолетами (рис. 2 и 3) совершенно незначимо. Просто линия для реактивных самолетов на самом деле, по всей видимости, чуть искривлена, но разброс данных эту кривизну маскирует.

Никаких выводов из различий этих коэффициентов, на мой взгляд, делать нельзя - это всё, скорее всего, укладывается в погрешность расчета.

С уважением и пожеланием дальнейших успехов,

Александр Привень.

Re: Перспективы пассажирской ...

priven wrote:
Спасибо за статью. Только один вопрос:

Quote:
Закон повышения идеальности, описываемый S-образной кривой.

Мне казалось, что S-кривая описывает что-то другое, нежели идеальность. Легко могу ошибиться! Но все же - что, в Вашем понимании, есть закон повышения идеальности, и что есть сама идеальность?

Да, здесь я перемудрил. S-образная кривая описывает не идеальность, а развитие параметра ТС во времени. Спасибо за замечание.

Re: Перспективы пассажирской ...

Гасанов wrote:
Если каждая точка - это отражение реальной модели самолета, то было бы интересно отобрать (собрать в отдельный кластер)и проанализировать те из них, которые имеют наивысшие значения показателя эффективности (ось ординат). По-видимому, так можно выделить в каждом конкретном случае наиболее чувствительные с точки зрения эффективности параметры изучаемой системы.Это в свою очередь позволит от обобщенного показателя перейти к изучению механизмов и тенденций эволюции каждого из составляющих параметров.

Спасибо за добрые слова. Чем больше я погружался в фактический материал, тем больше открывалось различных аспектов, которые интересно было бы исследовать. Например, с подачи Юрия Даниловского рассчитал параметры совершенства конструкции для параплана с моторчиком. Вылезла целая тенденция: чем меньше скорость ЛА, тем выше совершенство конструкции (на данном этапе развития техники).
Но вся эта работа требует много времени по сбору данных - у меня получилось 80%-90% времени сбор и 20%-10% анализ. Кроме того, если изучать конкретные модели, то проблема достоверности данных встает особо остро. Когда моделей много, отклонения от реальности не так существенны, по законам статистики, но отдельные экземпляры надо изучать осторожно. Может когда нибудь в будущем...
АТ.

Re: Перспективы пассажирской ...

content manager wrote:
...и быстро сделано, что ценно

Александр Владимирович, я всегда был поклонноком Вашего чувства юмора...

content manager wrote:
Здесь надо отдавать отчет в том, что показатель эффективности - величина пока назначенная, условная, поэтому я бы предложил это название пока писать в кавычках.

Да, в работе понятие "эффективность" рассматривается однобоко - относительно расхода топлива. Это даже не экономическая эффективность, в которую входит много других факторов, например ремонтопригодность, надежность и пр. Наверное надо было об этом уточнить сразу. И назвать ее более конкретно, например, "Топливная эффективность".
АТ.

Re: Перспективы пассажирской ...

Tokarev wrote:

Спасибо за добрые слова. Чем больше я погружался в фактический материал, тем больше открывалось различных аспектов, которые интересно было бы исследовать. Например, с подачи Юрия Даниловского рассчитал параметры совершенства конструкции для параплана с моторчиком. Вылезла целая тенденция: чем меньше скорость ЛА, тем выше совершенство конструкции (на данном этапе развития техники).
Но вся эта работа требует много времени по сбору данных - у меня получилось 80%-90% времени сбор и 20%-10% анализ.

Конечно, фактический материал всегда заставляет выстраивать исходную модель по иному, вносит коррективы, иногда очень значительные. Соответственно, и отличается от пустого балабольства.
Про параплан было бы интересно посмотреть. если найдете возможность подготовить эту часть материала, буду рад разместить для всеобщего ознакомления. Вопрос - сколько времени у Вас занял сбор исходной информации для размещенной выше работы?

Re: Перспективы пассажирской ...

priven wrote:
...мелкое замечание, точнее, предложение по поводу рис. 2 и 3: попробовать посчитать "реактивные" коэффициенты с использованием данных ТОЛЬКО для самолетов, перевозящих до 100 пассажиров, причем отбросив точки, далеко отстоящие от прямой, по "трехсигмовому" критерию. А также - оценить доверительные интервалы для коэффициентов в данном диапазоне значаний Х.

У меня (глядя на графики - поверьте, таких графиков я "просчитывал" не одну сотню или даже тысячу) такое ощущение, что в данном диапазоне различие между турбовинтовыми и реактивными самолетами (рис. 2 и 3) совершенно незначимо. Просто линия для реактивных самолетов на самом деле, по всей видимости, чуть искривлена, но разброс данных эту кривизну маскирует.
Никаких выводов из различий этих коэффициентов, на мой взгляд, делать нельзя - это всё, скорее всего, укладывается в погрешность расчета.
Александр Привень.

Да, надо делить самолеты по пассажировмещаемости, дальности и может каким-то еще факторам. Здесь большое поле для анализа. И наверняка будут замечены различия. Сложно сравнивать самолет на 12 пассажиров и на 800. Разные показатели и тенденции. Похоже, эта работа в самом начале.
Что касается винтовых и реактивных пассажировместимостью до 100 чел, то надо подсчитать. Как авиастроитель, думаю, должна быть разница, но она может быть не большой. Дело математики.
С уважением, АТ.

Re: Перспективы пассажирской ...

Александр Кудрявцев wrote:
Вопрос - сколько времени у Вас занял сбор исходной информации для размещенной выше работы?

Думаю, в сумме полторы недели по вечерам. Итоговая таблица примерно 280х11 клеточек заполнена процентов на 80%. Это с учетом того, что я не сильно утруждался поиском достоверных данных, а заложился на их количество. Впрочем, вряд ли повышение достоверности сильно изменило бы картину.
С уважением, АТ.

Re: Перспективы пассажирской ...

Tokarev wrote:
Александр Кудрявцев wrote:
Вопрос - сколько времени у Вас занял сбор исходной информации для размещенной выше работы?

Думаю, в сумме полторы недели по вечерам. Итоговая таблица примерно 280х11 клеточек заполнена процентов на 80%. Это с учетом того, что я не сильно утруждался поиском достоверных данных, а заложился на их количество. Впрочем, вряд ли повышение достоверности сильно изменило бы картину.
С уважением, АТ.
Спасибо большое. Это неплохой ориентир для желающих, но никак не могущих набрать данные.

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя Leonid.

Уважаемый Токарев А.,

с интересом ознакомился с Вашей работой.

Не вдаваясь в рассмотрение дальнейших прений, хочу ограничиться несколькими наблюдениями, касающимися только самой работы, и обратить Ваше внимание на некоторые оставшиеся без внимания аспекты, учет которых позволил бы упорядочить Ваше исследование.

Возможно, следует понятие «самолет» в Вашем исследовании заменить на «летательный аппарат тяжелее воздуха, передвигающийся в тропосфере» (ЛАТВ), то есть до высот в 10000-14000м. Это облегчит определение ГПФ и одновременно исключит из рассмотрения сверхзвуковые Конкорд и Ту-144, у которых основным условием выполнения ГПФ является полет в стратосфере на высоте порядка 18000м.

В перечислении «ИСХОДНЫХ ДАННЫХ» не хватает, на мой взгляд, некоторых показателей, прежде всего, рабочей высоты полета (на крейсерской скорости). Принципиальное отличие реактивных (в особенности, сверхзвуковых) от винтовых пассажирских самолетов заключается именно в том, что они не привязаны к плотным нижним слоям атмосферы, (а сверхзвуковые и не способны эффективно выполнять здесь свою ГПФ).
Винтовые же самолеты «обязаны» учитывать этот фактор. АН-2 способен планировать на расстояния в десятки километров, в случае выхода из строя мотора или нехватки топлива. С реактивными самолетами такую функцию представить труднее, хотя известны исключения.

Фактически в Вашем исследовании речь идет о сравнении летательных аппаратов тяжелее воздуха (!), не подпадающих под определение «ракета». Иначе пришлось бы ввести в поле зрения (сравнения) пассажирские дирижабли и пассажирские «ракеты» (космические летательные аппараты).
Конкорд основную часть пути летит на высоте в 18000м в стратосфере. Винтовой самолет выше 10000-12000м обычно не поднимается. Межконтинентальная ракета в нормальном режиме выходит за пределы стратосферы.

Токарев А. wrote:
Главной функцией пассажирского самолета является перевозка пассажиров на определенное расстояние.

Может быть, следует расширить ГПФ: Главной функцией ЛАТВ (пассажирского самолета) является перевозка пассажиров на определенное расстояние за определенное (или максимально короткое) время.

Токарев А. wrote:
Эффективность его будет зависеть от количества потраченных для этого ресурсов, в данном случае – топлива. Поэтому для анализа эффективности использовалась следующая формула:
Эффективность = Кол-во пассажиров * дальность полета (км) / вес топлива (кг).
Здесь отношение дальности полета к весу израсходованного топлива есть удельное кол-во топлива, необходимого для перевозки 1 пассажира на 1 км.

Здесь Вы достаточно вольно обошлись с определением «количества потраченных для этого ресурсов», сведя его только «в данном случае – топливу».
Правда, в комментариях Вы оговорили «однобокость» первоначальной формулировки:

Токарев А. wrote:
Да, в работе понятие "эффективность" рассматривается однобоко - относительно расхода топлива. Это даже не экономическая эффективность, в которую входит много других факторов, например ремонтопригодность, надежность и пр. Наверное надо было об этом уточнить сразу. И назвать ее более конкретно, например, "Топливная эффективность".

Но эта оговорка не снимает проблемы, возникающей при определении «эффективности». Ведь если мы рассматриваем эффективность применения антибиотика, то вряд ли имеем право сводить количество потраченных для лечения ресурсов к стоимости одноразового шприца и времени (или трудозатрат), потраченного на укол, называя этот показатель «шприцевая эффективность».

Отсюда вынужденно следует расширение понятия «Эффективность»: Эффективность ЛАТВ (пассажирского самолета) будет зависеть от трех основных показателей:
1. Эксплуатационных расходов в пересчете на 1 пассажиро-километр (включая топливо, ремонты, тех.обслуживание, зарплаты персонала, расходы наземных служб и пр.). Для простоты можно все эти расходы перевести в количество (стоимость соответствующего количества) топлива. Но тогда «условный расход топлива» значительно увеличится.
2. Стоимости (необратимой) амортизации основного оборудования (как подвижного, так и наземного) в пересчете на 1 пассажиро-километр. Этот показатель можно также «превратить» в удельный расход топлива, учитываемого при расчете эффективности перевозки 1 пассажира на 1 км. Он должен суммироваться с показателем эксплуатационных расходов.
Результирующий «условный расход топлива» учитывается при расчете Эффективности.
3. «Коэффициента ускорения» (Ку) - отношения скорости выполнения ГПФ к скорости перевозки пассажиров другими наземными, водными или воздушными транспортными средствами, для которых стоимость (Эффективность?) перевозки 1 пассажира на 1 км уже известна.

Поэтому формула для анализа эффективности может и должна быть усложнена:
Эффективность = (Кол-во пассажиров * дальность полета/ вес условно расходуемого топлива ) * Коэффициент ускорения.
Здесь отношение дальности полета к весу условно израсходованного топлива есть удельное кол-во топлива, необходимого для перевозки 1 пассажира на 1 км.

Учет «Коэффициента ускорения» позволит Вам совершенно иначе взглянуть на выполнение ГПФ и Эффективность самолетов обоих типов.

Токарев А. wrote:
Эффективность винтомоторных самолетов постепенно достигает своего предела, хотя еще имеет ресурс увеличения.

Судя по графику №6, с его абсолютной прямой повышения определенной Вами «эффективности» с 1940 по 2010 год, предела совершенству винтомоторных самолетов пока не наблюдается.

Если мои наблюдения покажутся Вам полезными, с удовольствием продолжу анализ.

Всего доброго,
Леонид

Re: Перспективы пассажирской ...

Уважаемый Леонид. Благодарю за развернутый комментарий. Отмечу моменты, с которыми я не согласен касательно данной работы.

Leonid wrote:

Возможно, следует понятие «самолет» в Вашем исследовании заменить на «летательный аппарат тяжелее воздуха, передвигающийся в тропосфере» (ЛАТВ), то есть до высот в 10000-14000м. Это облегчит определение ГПФ и одновременно исключит из рассмотрения сверхзвуковые Конкорд и Ту-144, у которых основным условием выполнения ГПФ является полет в стратосфере на высоте порядка 18000м.

Зато добавит все остальные аппараты тяжелее воздуха, как дирижабль, планер, и пр. что совершенно не входило в область исследования. Рассматривались пассажирские самолеты и в том числе сверхзвуковые.
Leonid wrote:

В перечислении «ИСХОДНЫХ ДАННЫХ» не хватает, на мой взгляд, некоторых показателей, прежде всего, рабочей высоты полета (на крейсерской скорости). Принципиальное отличие реактивных (в особенности, сверхзвуковых) от винтовых пассажирских самолетов заключается именно в том, что они не привязаны к плотным нижним слоям атмосферы, (а сверхзвуковые и не способны эффективно выполнять здесь свою ГПФ).

Действительно, реактивные самолеты лучше летают на больших высотах, чем винтовые. Это их свойство заложено и в эффективности. Я посчитал этот момент не существенным и потому высоту не рассматривал. На самом деле максимальные высоты, как и макимальные скорости обоих типов самолетоы уже достигнуты и давно, потому их включение в расчет ничего бы не изменило в плане сравнения их друг с другом.
Leonid wrote:

Может быть, следует расширить ГПФ: Главной функцией ЛАТВ (пассажирского самолета) является перевозка пассажиров на определенное расстояние за определенное (или максимально короткое) время.

Конечно время существенно для пассажира, но здесь имеет смысл рассматривать скорость, как характеристику ЛА (а не время полета, которое не является прямой характеристикой ЛА, а легко получается при пересчете из скорости). Про скорости я уже написал выше.
Leonid wrote:

Поэтому формула для анализа эффективности может и должна быть усложнена:
Эффективность = (Кол-во пассажиров * дальность полета/ вес условно расходуемого топлива ) * Коэффициент ускорения.
Здесь отношение дальности полета к весу условно израсходованного топлива есть удельное кол-во топлива, необходимого для перевозки 1 пассажира на 1 км.
Учет «Коэффициента ускорения» позволит Вам совершенно иначе взглянуть на выполнение ГПФ и Эффективность самолетов обоих типов.

Что подразумевается под "коэффициентом ускорения"?
С уважением, АТ

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя Leonid.

Токарев А. wrote:
Уважаемый Леонид. Благодарю за развернутый комментарий. Отмечу моменты, с которыми я не согласен касательно данной работы.

Александр, здравствуйте. Прежде всего, я не настаиваю на том, чтобы Вы безоговорочно принимали мои предложения. Речь шла лишь о тех исходных посылках и определениях, в которых возможны неточности или, скажем так, заблуждения, способные повлиять на качество анализа. Давайте разберемся по порядку.
Токарев А. wrote:
Leonid wrote:

Возможно, следует понятие «самолет» в Вашем исследовании заменить на «летательный аппарат тяжелее воздуха, передвигающийся в тропосфере» (ЛАТВ), то есть до высот в 10000-14000м. Это облегчит определение ГПФ и одновременно исключит из рассмотрения сверхзвуковые Конкорд и Ту-144, у которых основным условием выполнения ГПФ является полет в стратосфере на высоте порядка 18000м.

Зато добавит все остальные аппараты тяжелее воздуха, как дирижабль, планер, и пр. что совершенно не входило в область исследования. Рассматривались пассажирские самолеты и в том числе сверхзвуковые.

Возражения:
1. Дирижабль — летательный аппарат легче воздуха, аэростат с двигателем, благодаря которому дирижабль может двигаться независимо от направления воздушных потоков. http://ru.wikipedia.org/wiki
2. Планёр (летательный аппарат) — безмоторный летательный аппарат тяжелее воздуха с неподвижными несущими плоскостями. http://ru.wikipedia.org/wiki

Как видите, дирижабль все же легче воздуха, а планёр — безмоторный летательный аппарат, который вряд ли может рассматриваться в качестве пассажирского вида транспорта для регулярных перевозок. Если Вам известны такие случаи, буду рад новой информации.

Возможно, для полноты определения следовало ввести еще и «моторный летательный аппарат для регулярных перевозок» и некоторые другие свойства или функции. Но это как раз и касается начала работы. Следует более четко определиться с объектами исследования. Ваше возражение меня не убедило (если только Вы не приведете другие примеры «всех остальных аппаратов тяжелее воздуха»).

Токарев А. wrote:
Leonid wrote:

В перечислении «ИСХОДНЫХ ДАННЫХ» не хватает, на мой взгляд, некоторых показателей, прежде всего, рабочей высоты полета (на крейсерской скорости). Принципиальное отличие реактивных (в особенности, сверхзвуковых) от винтовых пассажирских самолетов заключается именно в том, что они не привязаны к плотным нижним слоям атмосферы, (а сверхзвуковые и не способны эффективно выполнять здесь свою ГПФ).

Действительно, реактивные самолеты лучше летают на больших высотах, чем винтовые. Это их свойство заложено и в эффективности. Я посчитал этот момент не существенным и потому высоту не рассматривал. На самом деле максимальные высоты, как и макимальные скорости обоих типов самолетоы уже достигнуты и давно, потому их включение в расчет ничего бы не изменило в плане сравнения их друг с другом.

Использование плотного воздуха тропосферы, как среды передвижения, представляется мне определяющим. Воздух стратосферы не только принципиально отличается по своим качествам от воздуха тропосферы, но и выполняет совершенно другие функции по отношению к движущимся в нем летательным аппаратам.

Это можно сравнить с подводными лодками, надводными кораблями, катерами на воздушной подушке, а заодно включить в рассмотрение «пассажирские суперкавитационные торпеды». В принципе, можно сравнивать эффективность всех четырех «водных» видов транспорта в случае перевозки пассажиров. Но не думаю, что такое исследование было бы релевантным.

Токарев А. wrote:
Leonid wrote:

Может быть, следует расширить ГПФ: Главной функцией ЛАТВ (пассажирского самолета) является перевозка пассажиров на определенное расстояние за определенное (или максимально короткое) время.

Конечно время существенно для пассажира, но здесь имеет смысл рассматривать скорость, как характеристику ЛА (а не время полета, которое не является прямой характеристикой ЛА, а легко получается при пересчете из скорости). Про скорости я уже написал выше.

Я согласен с тем, что средняя скорость передвижения является определяющей. Все же в случае с воздушным транспортом важно отделить скорость (и время) собственно полета от средней скорости передвижения. То есть учесть время ожидания, посадки, высадки и пр. Не говоря уже от трансфере к аэропорту и от него.

Токарев А. wrote:
Leonid wrote:

Поэтому формула для анализа эффективности может и должна быть усложнена:
Эффективность = (Кол-во пассажиров * дальность полета/ вес условно расходуемого топлива ) * Коэффициент ускорения.
Здесь отношение дальности полета к весу условно израсходованного топлива есть удельное кол-во топлива, необходимого для перевозки 1 пассажира на 1 км.
Учет «Коэффициента ускорения» позволит Вам совершенно иначе взглянуть на выполнение ГПФ и Эффективность самолетов обоих типов.

Что подразумевается под "коэффициентом ускорения"?

«Коэффициент ускорения» - отношение средней скорости передвижения на «самолете» к такому же показателю при перевозке пассажиров другими наземными, водными или воздушными транспортными средствами. Или наоборот, что не принципиально. Может вычисляться как с учетом всех «накладных», так и без этого.

Если для поездки во Владивосток поездом требуется 100 часов (включая все дополнительные расходы времени), а для чистого полета – 8 часов (с подъездами и отъездами - 10), то в этом случае К.у. равняется 12 (или 10 с учетом всех «накладных»).
Если из Москвы в Питер (опять же, с учетом всех «накладных») на поезде – 3 часа, а на «самолете» - 5 часов, то К.у. равняется 0,6. Это соотношение является важным при выборе транспорта и не может полностью игнорироваться при определении его эффективности.

С уважением,
Леонид

Re: Перспективы пассажирской ...

Уважаемый Леонид.

Leonid wrote:
Возражения:
...Дирижабль все же легче воздуха, а планёр — безмоторный летательный аппарат, который вряд ли может рассматриваться в качестве пассажирского вида транспорта для регулярных перевозок. Если Вам известны такие случаи, буду рад новой информации.

С дирижаблем я погорячился - просто свалил в кучу все остальное, кроме самолетов. Однако это ни на что здесь не влияет, так как исследование проводилось только для пассажирских самолетов. Что касается планеров:

<a href="http://thepoorband.com/tranzit/532-planeri.html wrote:
">http://thepoorband.com/tranzit/532-planeri.html]
Планеры использо­вались во Второй мировой войне для доставки небольших разведгрупп и десанта. В 1940 г. Германия использовала планеры для заброски десанта при вторжении в Бельгию, Нидерланды и Люксембург. Воздушные силы США начали обучать пило­тов планера в 1941 г. На вооружение были приняты многочисленные грузовые и пассажирские планеры. 6 июня 1944 г. силы союзников использовали планеры во вторжении в Нормандию.

Вряд-ли можно серъезно рассматривать планеры для совершения регулярных пассажирских перевозок.

Leonid wrote:
Возможно, для полноты определения следовало ввести еще и «моторный летательный аппарат для регулярных перевозок» и некоторые другие свойства или функции. Но это как раз и касается начала работы. Следует более четко определиться с объектами исследования. Ваше возражение меня не убедило (если только Вы не приведете другие примеры «всех остальных аппаратов тяжелее воздуха»).

Я считаю, что в данной ситуации определение объекта исследования "пассажирские самолеты" вполне самодостаточно. Кстати под определение «моторный летательный аппарат для регулярных перевозок» дирижабль тоже попадает.

Leonid wrote:
Использование плотного воздуха тропосферы, как среды передвижения, представляется мне определяющим. Воздух стратосферы не только принципиально отличается по своим качествам от воздуха тропосферы, но и выполняет совершенно другие функции по отношению к движущимся в нем летательным аппаратам. Это можно сравнить с подводными лодками, надводными кораблями, катерами на воздушной подушке, а заодно включить в рассмотрение «пассажирские суперкавитационные торпеды».

Конечно, ЛА перемещающиеся в тропосфере будут выглядеть по другому и иметь другие характеристики, но пока пассажирских аппаратов такого класса нет.
А какие функции выполняет воздух тропосферы по отношению к ЛА в отличие от атмосферного? (Если вообще можно говорить о функциях, выполняемых таким природным объектом, как воздух). Я знаю, что он используется как окислитель и поддерживает ЛА в полете. Это справедливо для любого воздуха, находящегося вокруг земли.

Leonid wrote:
В принципе, можно сравнивать эффективность всех четырех «водных» видов транспорта в случае перевозки пассажиров. Но не думаю, что такое исследование было бы релевантным.

Вот поэтому я и ограничился пассажирскими самолетами.
Leonid wrote:
Я согласен с тем, что средняя скорость передвижения является определяющей. Все же в случае с воздушным транспортом важно отделить скорость (и время) собственно полета от средней скорости передвижения. То есть учесть время ожидания, посадки, высадки и пр. Не говоря уже от трансфере к аэропорту и от него.

Об этих проблемах упоминалось в статье. Действительно, во время перемещения должно включаться время проезда и ожидания, но это уже более широкая область исследования.

Leonid wrote:
«Коэффициент ускорения» - отношение средней скорости передвижения на «самолете» к такому же показателю при перевозке пассажиров другими наземными, водными или воздушными транспортными средствами. Или наоборот, что не принципиально. Может вычисляться как с учетом всех «накладных», так и без этого. Это соотношение является важным при выборе транспорта и не может полностью игнорироваться при определении его эффективности.

Интересный параметр. Справедливо, что он может быть использован для сравнения видов транспорта между собой. Единственное, что не нравится - это название. Ускорение в физике имеет вполне конкретное определение, как изменение величины или направления скорости. В данном случае речь идет о сравнении постоянных величин и использование слова "ускорение" сбивает с толку. Откуда взялся этот термин? Может более понятным будет "скоростной коэфиициент" или что-то подобное.

С уважением,
АТ

Re: Перспективы пассажирской ...

Leonid wrote:

Возможно, следует понятие «самолет» в Вашем исследовании заменить на «летательный аппарат тяжелее воздуха, передвигающийся в тропосфере» (ЛАТВ), то есть до высот в 10000-14000м. Это облегчит определение ГПФ и одновременно исключит из рассмотрения сверхзвуковые Конкорд и Ту-144, у которых основным условием выполнения ГПФ является полет в стратосфере на высоте порядка 18000м.

Леонид, приветствую!
Не уверен, но кажется, что на большую высоту сверхзвуковые самолеты загнали не ограничения по двигателям или планеру, а требования, связанные с шумом. Конкорды видел только на поле, а Ту-144 в воздухе - громыхал он значительно сильнее обычного. Но и конкордам ограничили полеты в Штаты по причине избыточного шума, что резко ухудшило условиях их окупаемости. По моему они летали только в приморские города восточного побережья. Так что следующий сверхзвуковой самолет,
если удастся сделать его более тихим, вполне мог бы летать и на привычных высотах.

Quote:
«Коэффициент ускорения» - отношение средней скорости передвижения на «самолете» к такому же показателю при перевозке пассажиров другими наземными, водными или воздушными транспортными средствами. Или наоборот, что не принципиально. Может вычисляться как с учетом всех «накладных», так и без этого.

Если для поездки во Владивосток поездом требуется 100 часов (включая все дополнительные расходы времени), а для чистого полета – 8 часов (с подъездами и отъездами - 10), то в этом случае К.у. равняется 12 (или 10 с учетом всех «накладных»).
Если из Москвы в Питер (опять же, с учетом всех «накладных») на поезде – 3 часа, а на «самолете» - 5 часов, то К.у. равняется 0,6. Это соотношение является важным при выборе транспорта и не может полностью игнорироваться при определении его эффективности.

Абсолютно верное замечание.
Выбор по этому критерию очень часто - основополагающий. Я частенько мотаюсь между Московй и Питером, с того момента как это стало возможно делать за 3,5 часа на Сапсане, самолет с его 40 минутами, но аэропортом, проверками и прочими удовольствиями, здорово пошатнулся. Но Вы также правы в том, что здесь потребуется уже какое -то комплексное исследование, потому что скорость самолета - это величина паспортная, а время доставки до аэропорта сильно зависит от конкретных условий, местоположений разных аэропортов, так что придется видимо вводить какую-то среднюю.

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя Leonid.

Уважаемые Александры (надеюсь, такая форма обращения допустима, ведь отчества у всех разные), приветствую!

Токарев А. wrote:
Вряд-ли можно серъезно рассматривать планеры для совершения регулярных пассажирских перевозок.

Такой вывод представляется мне теперь уже, по меньшей мере, поспешным.

Судя по тому, что мне удалось узнать о грузовых и пассажирских планёрах, их век еще далеко не прошел. Этому способствует, прежде всего, то обстоятельство, что полет планёра практически бесшумен, а это имеет большое значение в густонаселенных районах.

Вторым важным фактором является его неприхотливость при посадке. Любая лужайка подходит.

Главной проблемой остается «только» невозможность повторения посадочного маневра. Но если она будет преодолена, то планёр по эффективности на малых расстояниях в 30-100 км будет недосягаем. Один «тягач» может выводить в воздух десяток планёров в час. Поэтому именно планёр может стать транспортом будущего в таких супергородах, как Рурский бассейн, Токио или Шанхай.

Токарев А. wrote:
Я считаю, что в данной ситуации определение объекта исследования "пассажирские самолеты" вполне самодостаточно. Кстати под определение «моторный летательный аппарат для регулярных перевозок» дирижабль тоже попадает.

Именно по этим причинам я предлагал Вам, более скрупулезно подойти к определению круга исследуемых летательных аппаратов.
Токарев А. wrote:
Конечно, ЛА перемещающиеся в тропосфере будут выглядеть по другому и иметь другие характеристики, но пока пассажирских аппаратов такого класса нет.
А какие функции выполняет воздух тропосферы по отношению к ЛА в отличие от атмосферного? (Если вообще можно говорить о функциях, выполняемых таким природным объектом, как воздух). Я знаю, что он используется как окислитель и поддерживает ЛА в полете. Это справедливо для любого воздуха, находящегося вокруг земли.

Справка из ВИКИпедии:
"Верхняя граница тропосферы находится на высоте 8—10 км в полярных, 10—12 км в умеренных и 16—18 км в тропических широтах; зимой ниже, чем летом. Нижний, основной слой атмосферы содержит более 80 % всей массы атмосферного воздуха и около 90 % всего имеющегося в атмосфере водяного пара. В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны. Температура убывает с ростом высоты со средним вертикальным градиентом 0,65°/100 м

Стратосфера – это слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы)"
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%82%D0%BC%D0%BE%D1%81%D1%84%D0%B5%...

Что касается функций, то они ведь бывают еще и вредными. Сопротивление воздуха (повышенный расход топлива) и нагрев корпуса были двумя важнейшими проблемами, преодоление которых вывело Ту-144 и Конкорд из тропосферы. Оба сверхзвуковых самолета летали на высотах в 16000-18000 далеко не из гуманных соображений. Ту-144 летал из Москвы в Хабаровск большей частью над тайгой. Да и кого в Союзе тех лет мог беспокоить шум самолета? А Конкорд львиную долю пути – над океаном. Причем, достигал он своей крейсерской скорости и высоты именно над океаном.

Токарев А. wrote:
Вот поэтому я и ограничился пассажирскими самолетами.

Боюсь, Вы меня неверно поняли. Подводная лодка «стартует» в надводном положении, после чего уходит в рабочую среду – на глубину 200-1000 м и более. Катер на подводных крыльях так же «стартует» в надводном положении из глубокой посадки, после чего уходит в ярко выраженную смешанную рабочую среду (вода и воздух) и продолжает движение в ней. Хотя оба транспорта «привязаны» к воде, рассматривать их вместе, тем более, сравнивать по эффективности, было бы натяжкой.

Конкорд стартует в плотной атмосфере, для преодоления звукового барьера вынужден подниматься до 10000, а на крейсерской скорости в 2 Маха должен подняться уже в стратосферу на 18000м, чтобы расходовать минимум топлива и элементарно не перегреться.

Токарев А. wrote:
Интересный параметр. Справедливо, что он может быть использован для сравнения видов транспорта между собой. Единственное, что не нравится - это название. Ускорение в физике имеет вполне конкретное определение, как изменение величины или направления скорости. В данном случае речь идет о сравнении постоянных величин и использование слова "ускорение" сбивает с толку. Откуда взялся этот термин? Может более понятным будет "скоростной коэфиициент" или что-то подобное.

Термин взялся с потолка. Называйте его, как хотите. Важно учитывать.

В целом, я думаю, мы уже обсудили достаточно много нюансов. Если бы мне заказали провести подобное исследование, то игнорировать все перечисленные за эти дни аспекты я бы не решился.

Александр Кудрявцев wrote:
Не уверен, но кажется, что на большую высоту сверхзвуковые самолеты загнали не ограничения по двигателям или планеру, а требования, связанные с шумом. Конкорды видел только на поле, а Ту-144 в воздухе - громыхал он значительно сильнее обычного. Но и конкордам ограничили полеты в Штаты по причине избыточного шума, что резко ухудшило условиях их окупаемости. По моему они летали только в приморские города восточного побережья. Так что следующий сверхзвуковой самолет, если удастся сделать его более тихим, вполне мог бы летать и на привычных высотах.

Тогда Вам стоит поинтересоваться боевыми самолетами. Торнадо, к примеру, которые на 11000м летят 2,2 Маха, а на километровой высоте не могут развить скорость выше 1,2 Маха, хотя и расходуют при этом неимоверное количество топлива.

Что касается «тихого сверхзвукового самолета», то такое сочетание технически возможно только для пилота самолета. Если в цирке Вам приходилось слышать щелканье бича, то можете оценить уровень шума для 100-граммовой полоски кожи, преодолевающей звуковой барьер.

С пожеланиями успехов,
Леонид

Re: Перспективы пассажирской ...

Александр Кудрявцев wrote:

Не уверен, но кажется, что на большую высоту сверхзвуковые самолеты загнали не ограничения по двигателям или планеру, а требования, связанные с шумом.

Здравствуйте, Александр Владимирович!

Я думаю, что все же скорее первое - потому что реактивный самолет без сопротивления воздуха банально тратит меньше топлива, а воздуха в качестве окислителя хватает ему и на относительно больших (в сравнении с винтовыми самолетами) высотах. Ну и к тому же - отдельный "коридор", чтобы помех друг другу не создавать. Ограничения же по шуму появились позже, и я рискну предположить, что конкуренты "Конкорда" сыграли в этом немалую (хотя и не публичную) роль.

Александр Кудрявцев wrote:

Quote:
«Коэффициент ускорения» - отношение средней скорости передвижения на «самолете» к такому же показателю при перевозке пассажиров другими наземными, водными или воздушными транспортными средствами. <...>
Абсолютно верное замечание.
Выбор по этому критерию очень часто - основополагающий. Я частенько мотаюсь между Московй и Питером, с того момента как это стало возможно делать за 3,5 часа на Сапсане, самолет с его 40 минутами, но аэропортом, проверками и прочими удовольствиями, здорово пошатнулся. Но Вы также правы в том, что здесь потребуется уже какое -то комплексное исследование, потому что скорость самолета - это величина паспортная, а время доставки до аэропорта сильно зависит от конкретных условий, местоположений разных аэропортов, так что придется видимо вводить какую-то среднюю.

[/quote]

Ну, положим, "Сапсан" в данном случае сократил время всего-то с 5 часов до 3.5. Если Вы часто мотаетесь из Москвы в Питер и обратно, то неужели именно эти полтора часа в дороге являются для Вас решающими? Т.е. пока была "Красная стрела", Вы летали самолетом, а как появился "Сапсан", пересели на него ИЗ-ЗА СКОРОСТИ? Или все же из-за чего-то еще? Например, более удобного расписания? Или из-за того, что на "Сапсане" более комфортно? Скажем, я не ездил на "Стреле" прежде всего из-за крайне неудобного расписания: ну слишком цж поздно поезд до столицы добирается.

Я к тому, что фактор ускорения - хотя и безусловно важный, но напрямую не "считабельный". Как именно надо его учитывать при сравнении видов транспорта - не очень понятно. Здесь как раз и нужно то самое R&D: пусть реальная практика ответит на вопрос, скажем, путем сравнения времени в пути и цены билета. Я совсем не уверен, что связь будет линейной. Но это - наверное, интересная тема для исследования.

С уважением,

Александр.

Re: Перспективы пассажирской ...

Уважаемый Леонид.

Leonid wrote:

Судя по тому, что мне удалось узнать о грузовых и пассажирских планёрах, их век еще далеко не прошел. Этому способствует, прежде всего, то обстоятельство, что полет планёра практически бесшумен, а это имеет большое значение в густонаселенных районах. Вторым важным фактором является его неприхотливость при посадке. Любая лужайка подходит.

Если рассмотреть ЗРТС, то планер оказывается на предыдущей ступени развития по причине более низкой управляемости. См:
Leonid wrote:

Главной проблемой остается «только» невозможность повторения посадочного маневра.

Поэтому его использование как раз в густонаселенных районах с ограниченным числом посадочных площадок и плотной высокоэтажной застройкой выглядит сомнительно.
Leonid wrote:

Но если она будет преодолена, то планёр по эффективности на малых расстояниях в 30-100 км будет недосягаем.

Теоретически она может быть преодолена, если научиться прогнозировань потоки воздуха наперед в тех местах, где собирается пролететь планер. Например, если отслеживать поведение воздушных потоков во всем районе полета. Плюс компьютерное управление полетом и посадкой с учетом данных о потоках. Получается, что если компенсировать низкую управляемость планера надсистемными средствами, то недостаток будет устранен. ЗРТС остаются спарведливыми, а ТС получает новый виток развития. Что-то похожее сейчас происходит с дирижаблями.
Коллеги, а не тянет ли это на правило: "Отстающая в развитии ТС может стать конкурентоспособной с более продвинутыми аналогами, если ее недостатки компенсировать надсистемными или подсистемными средствами". Кстати, все в соответствии с ЗРТС - пререход в НС или ПС, но без уничтожения ТС. Т.е. перейти должны те части ТС, которые отстают в своем развитии или физически не могут стать лучше.
Leonid wrote:
В тропосфере сильно развиты турбулентность и конвекция, возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны.

Если тропосфера отличается от атмосферы только этим, то и в атмосфере присутствуют эти явления, но в меньшей степени. Разница не такая большая, как между водной, подводной, воздушной средами.
Да, сверхзвуковые самолеты Ту-144 и Конкорд обладают низкими характеристиками, по сравнению с дозвуковыми, но у них есть преимущество в скорости, которое в данном исследовании никак не учитывалось. Так что с учетом "скоростного коэффициента" их эффективность может сравняться с дозвуковыми самолетами. Эти два шедевра действительно принадлежат другому сектору ЛА, но не потому что они летают в тропосфере, а потому что летают со сверхзвуковой скоростью. А в тропосферу они попали только потому, что им там летать выгоднее и по топливной эффективности и по шуму.
Leonid wrote:
Подводная лодка «стартует» в надводном положении, после чего уходит в рабочую среду – на глубину 200-1000 м и более. Катер на подводных крыльях так же «стартует» в надводном положении из глубокой посадки, после чего уходит в ярко выраженную смешанную рабочую среду (вода и воздух) и продолжает движение в ней. Хотя оба транспорта «привязаны» к воде, рассматривать их вместе, тем более, сравнивать по эффективности, было бы натяжкой.

Теперь понял и уже согласился.
Leonid wrote:

Если бы мне заказали провести подобное исследование, то игнорировать все перечисленные за эти дни аспекты я бы не решился.

Ясное дело, что если бы заказали, то надо проводить исследование шире и серьезнее. С учетом того, какую пользу из этого хочет извлечь заказчик. А эта работа появилась в ответ на http://www.metodolog.ru/node/703
С благодарностью, АТ

Re: Перспективы пассажирской ...

Tokarev wrote:

Коллеги, а не тянет ли это на правило: "Отстающая в развитии ТС может стать конкурентоспособной с более продвинутыми аналогами, если ее недостатки компенсировать надсистемными или подсистемными средствами". Кстати, все в соответствии с ЗРТС - пререход в НС или ПС, но без уничтожения ТС. Т.е. перейти должны те части ТС, которые отстают в своем развитии или физически не могут стать лучше.

По-моему, про похожие проблемы писал Герасимов, когда рассматривал "альтернативные системы". Только он предложил решение в виде объединения старой ТС с новой, пусть пока еще не очень совершенной, но лишенной недостатков прежней системы. Осталось только найти эту самую новую систему.

Можно ли компенсировать недостающие системные ресурсы надсистемными? По-моему, это - разновидность тримминга, разве нет? Часть функций системы передается в надсистему, в частности - функция прогнозирования условий.

Можно ли решить проблему с помощью "подсистемных" ресурсов? А почему нет? Ведь переход на микроуровень - это вроде бы и есть использование тех самых ресурсов.

Так что правило вполне себе нормальное, работающее, но, по-моему, не очень новое.

Могу ошибаться!

С уважением,

Александр.

Re: Перспективы пассажирской ...

Tokarev wrote:

Leonid wrote:

Судя по тому, что мне удалось узнать о грузовых и пассажирских планёрах, их век еще далеко не прошел. Этому способствует, прежде всего, то обстоятельство, что полет планёра практически бесшумен, а это имеет большое значение в густонаселенных районах. Вторым важным фактором является его неприхотливость при посадке. Любая лужайка подходит.

Если рассмотреть ЗРТС, то планер оказывается на предыдущей ступени развития по причине более низкой управляемости. См:
Leonid wrote:

Главной проблемой остается «только» невозможность повторения посадочного маневра.

Поэтому его использование как раз в густонаселенных районах с ограниченным числом посадочных площадок и плотной высокоэтажной застройкой выглядит сомнительно.
Leonid wrote:

Но если она будет преодолена, то планёр по эффективности на малых расстояниях в 30-100 км будет недосягаем.

Теоретически она может быть преодолена, если научиться прогнозировань потоки воздуха наперед в тех местах, где собирается пролететь планер. Например, если отслеживать поведение воздушных потоков во всем районе полета. Плюс компьютерное управление полетом и посадкой с учетом данных о потоках. Получается, что если компенсировать низкую управляемость планера надсистемными средствами, то недостаток будет устранен. ЗРТС остаются спарведливыми, а ТС получает новый виток развития. Что-то похожее сейчас происходит с дирижаблями.

Александр, может быть отсутствие возможности делать повторную посадку может быть компенсировано тем, что полет может проходить над рекой, как аварийным средством. Скажем, в том же Руре полет совершать над Эмсом, или каналом.

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя akyn.

Привет участникам обсуждения!

Извините за то, что присоединяюсь к дискуссии с некоторой задержкой.
Обсуждение работы Александра по авиации, по моему очень неплохой, закончилось, как это обычно бывает последнее время, спором всех (ну или почти всех) с многоуважаемым Филом. Причем, практически никто не подвергает сомнению определенную логичность его выводов, но и соглашаться с ним, почему-то, также никто не спешит. Поскольку это уже не первая ситуация, когда спорят с Филом я попробовал разобраться в причинах данной коллизии.
Фил, как обычно, предлагает свою систему законов развития. Обратите внимание, что оппоненты (и я в том числе) критикуют не саму идею активностей и защищенностей систем, а их недостаточную обоснованность. Следовательно, подспудно, мы видим определенную правоту Фила, но, тем не менее, ее не принимаем. Это тоже понятно, поскольку мы (по крайней мере я) убеждались и убеждаемся, что реальные Технические Системы (ТС) подчиняются все-таки закономерностям, описанными в классическом ТРИЗ, а не предлагаемым Филом.
Дело в том, что, по моему мнению, за которое администрация, естественно, ответственности не несет, причина в том, что системы, которые мы рассматриваем, разные!
Какие системы обычно рассматриваются в качестве объектов исследования на предмет выявления закономерностей развития, или приводятся Филом в спорах, в качестве аргументов? Самолеты, корабли, пушки и т.д. Т.е. системы, которые можно условно назвать системами, которые используются человеком в его интересах. Это не в чистом виде идея социализма о товарах группы «Б», но частично коррелирует с ней. Условно назовем такие системы «полноценными».
А какими системами обычно сталкиваются ТРИЗ-решатели? С системами, которые обслуживают не человека непосредственно, а другие системы, являсь их подсистемами. То есть, это всякие моторы, печатные платы, дверцы от холодильников и прочее... С настоящей «полноценной» системой из всех ТРИЗовцев сталкивался, может быть, только Голдовский, который, по непроверенным слухам, стал конструктором подводных лодок. Мы называем и то и другое системами, но насколько это обоснованно.
Фил, при всех его прежних заслугах, сейчас, все-таки, не решатель, а учитель. Соответственно примеры, которыми он оперирует при обучении, это «полноценные» системы. Это понятно, потому что невозможно со школьником разбирать пример причин брака при перетраве межслоевых отверстий в гибко-жестких печатных платах, потому что ни одно слово из приведенного предложения будет им непонятно. Вот и идут в ход примеры «активные» самолеты и «защищенные» танки.
Действитедьно, к таким системам можно применить понятия «красоты» («некрасивые самолеты не летают...»), защищенности и прочее. А можно ли оценить «красоту» смесителя для керамики, или «защищенность» гайки? Наверное возможно, но сложно. То есть, предлагаемые Филом закономерности носят сугубо частный характер и не может быть распространены на все ТС.
То есть, мы спорим с Филом о РАЗНЫХ объектах. Но если это так, то надо либо разделять закономерности развития «полноценных» и «полноценных» систем, что, на мой взгляд, неправильно, либо, в случае доказательства Филом преимущества такого подхода, признать их как частный случай, описывающий очень малое количество из всего многообразия ТС.
Естественно, я не претендую на истину в последней инстанции, но может быть мое допущение позволит разобраться в причинах затянувшегося спора.

С уважением, Ваш АКын

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя GIP.

akyn wrote:

Причем, практически никто не подвергает сомнению определенную логичность его выводов, но и соглашаться с ним, почему-то, также никто не спешит.

Не совсем так...
На самом деле никто не хочет копаться в его натяжках и излишних обобщениях фонда перекодированных задач-аналогов, ибо пользы от того никакой, а времени потратить надо много

akyn wrote:

Фил, как обычно, предлагает свою систему законов развития. Обратите внимание, что оппоненты (и я в том числе) критикуют не саму идею активностей и защищенностей систем, а их недостаточную обоснованность. Следовательно, подспудно, мы видим определенную правоту Фила, но, тем не менее, ее не принимаем.

Не совсем так...
На самом деле нет никакой правоты, а есть несколько гипотез, под которые еще не собрана доказательная база, а есть только та, из которых гипотезы выросли.

Quote:

Это тоже понятно, поскольку мы (по крайней мере я) убеждались и убеждаемся, что реальные Технические Системы (ТС) подчиняются все-таки закономерностям, описанными в классическом ТРИЗ, а не предлагаемым Филом.
Дело в том, что, по моему мнению, за которое администрация, естественно, ответственности не несет, причина в том, что системы, которые мы рассматриваем, разные!

Более того, они совершенно не те, из которых выводились гипотезы законов. Потому что в филлогике даже понятие противоречия не такое, как в стартовой фактографической базе.

В итоге получилось та же коллизия, в которую в свое время попал ГСА: одни и те же примеры изобретений он использовал в качестве подтверждения чего-либо и в приемах устранения ТП, и вепольном анализе, т.е. в задачах без ТП.

Quote:

Какие системы обычно рассматриваются в качестве объектов исследования на предмет выявления закономерностей развития, или приводятся Филом в спорах, в качестве аргументов? Самолеты, корабли, пушки и т.д. Т.е. системы, которые можно условно назвать системами, которые используются человеком в его интересах. Это не в чистом виде идея социализма о товарах группы «Б», но частично коррелирует с ней. Условно назовем такие системы «полноценными».
А какими системами обычно сталкиваются ТРИЗ-решатели? С системами, которые обслуживают не человека непосредственно, а другие системы, являсь их подсистемами. То есть, это всякие моторы, печатные платы, дверцы от холодильников и прочее... С настоящей «полноценной» системой из всех ТРИЗовцев сталкивался, может быть, только Голдовский, который, по непроверенным слухам, стал конструктором подводных лодок. Мы называем и то и другое системами, но насколько это обоснованно.

Любое функциональное сравнивание всегда соотносимо лишь с техническими средствами, а не с системами. Это более удобный подход, потому что позволяет сравнивать между собой любые носители функций - и полноценные, и неполноценные.

Quote:

То есть, мы спорим с Филом о РАЗНЫХ объектах. Но если это так, то надо либо разделять закономерности развития «полноценных» и «полноценных» систем, что, на мой взгляд, неправильно, либо, в случае доказательства Филом преимущества такого подхода, признать их как частный случай, описывающий очень малое количество из всего многообразия ТС.

Давайте поступим по-другому - не будем спорить вообще, ибо зачем ломать человеку сложивший у него стиль мышления, даже если он и кому-то кажется неправильным.

Да и все равно, собственно, как он себе там что представляет и воображает, ибо все равно у каждого свое видение сути модели ситуации и смысл средств ее разрешения.

Единство -

это понимание

Re: Перспективы пассажирской ...

Изображение пользователя akyn.

Нихао всем!
Ну вот, наконец с огромным трудом добрались до основ ФИЛологии. Оказывается «...гранаты у них не той системы...». Работают, понимаешь, со всякой ерундой, но “…Неполноценные ТС быстро вытесняются полноценными. Это уже закон отрицания отрицания. А полноценные, пусть и подсистемы, остаются в живых и долго служать человечеству в составе надсистемы…”. Ню-ню. Такая простая система, как нож существует уже века в практически неизменном виде. То есть, на нее Законы Фила не распространяются. Вот когда заменится лазерным резаком, вот тогда...
Далее, Фил критиковал, и вполне обоснованно, непрозрачность выбора критериев для Идеальности. А что в «сухом остатке»? “…Различные АС предназначены для производства РАЗНЫХ изменений, поэтому и формулы расчета их активности разные…”. То есть одну формулу Идеальности с более менее понятным подходом (полезные – наверх, вредные – вниз) предлагается заменить кучей формул, принцип построения которых ясен только автору. Харе Фил!
А более всего мне жаль его гениальных учеников, которые, по словам Фила, способны быстро и легко решить любую задачку. И вот приходит такой «...юноша бледный со взором горящим...» на реальное производство и получает задачу, скажем, улучшить теплоотдачу радиатора абсорбционного холодильника. Ученик: Активность и Защищенность у холодильника слишком маленькая, поэтому его надо поменять на термоэлектрический. - Да нет! - ответят ему резонно, ты теплоотдачу повысь! – А это неполноценная система! - Сам ты неполноценный – ответят – Гуд бай...
А наши ученики (правда инженеры, но китайские) после 2-х недельного обучения усваивают, что есть определенные закономерности развития и умеют их приложить к своей проблеме. Например, был поток в смесителе линейный, конкурент его закрутил в спираль. Что делать – закрутить несколько спиралей, да еще сделать это не как конкурент (нарезкой на стенке), а чтобы САМА закручивалась. Результат – готовится патент.
А вот объяснить им, при всем моем опыте преподавателя, что надо повысить Активность... впрочем, смеситель это «неполноценная система», увы!
Ведь я поддерживаю Привеня отнюдь не потому, что мы приятели, а потому что он продвигает здесь научный подход. Ведь все те Закономерности Развития не высосаны из пальца, как формулы Фила, а выстраданы и проверены опытом сотен изобретателей. Поэтому они и понятны инженеру на любом языке, даже на китайском. И потому, что инженер, чуть покопавшись в памяти, найдет пару-тройку примеров из своего опыта, которые подтверждают эти Закономерности. И я точно так же в ТРИЗ поверил. А любая новая система должна, как минимум, включить эти неоспоримые факты в качестве частного случая. Как включилась Ньютоновская механика в Теорию относительности.
Се-се за внимание.
С уважением, Ваш АКын (Сан Кын-Ин)

Subscribe to Comments for "Перспективы пассажирской авиации и ЗРТС"