Используя методы анкетирования и исследуя статистические данные о транспортных потоках отраслей заказчиков, осуществляющих свою деятельность в регионах со слаборазвитой сетью наземных коммуникаций, были выявлены возможные виды применения НЛА и основные типы крупногабаритных и тяжелых грузов, а также характеристики транспортных потоков. Таким образом, был выявлен потенциальный спрос на применение НЛА в системе предоставления транспортных услуг.
В диссертации разработана и апробирована авторская модель технико-экономического обоснования целесообразности использования аэростатических ЛА. При этом основой послужила та же методическая база, с учетом особенностей их эксплуатации и применения, что и для динамических ВС. В качестве основного критерия эффективности принималась величина приведенных затрат на единицу транспортной продукции, в качестве дополнительных критериев - стоимость 1 т. км, производительность, стоимость летного часа.
В результате проведенных исследований получены аналитические зависимости производительности, себестоимости летного часа, себестоимости 1 ткм и приведенных затрат от грузоподъемности дирижабля и вертостата (рис. 7, 8), а также сделаны выводы о том, что дирижабли эффективнее самолетов и вертолетов при перевозке тяжелых грузов на скоростях до 200 км/ч. и дальности, превышающей беспосадочную дальность полета вертолета.
Результаты расчетов по оценке дирижаблей и вертостатов средней и большой грузоподъемности показали, что по стоимости 1 ткм, себестоимости летного часа и приведенным затратам они лучше динамических ВС и что применение дирижаблей для выполнения многих видов транспортных работ является более выгодным по сравнению с вертолетами и самолетами. Названное преимущество особенно существенно при значительной дальности полета и большой грузоподъемности.
Вертостаты являются рациональным транспортным средством доставки грузов на небольшие расстояния (до 500 км). Стоимость 1 ткм и приведенные затраты вертостатов почти в 2 раза ниже в сравнении с вертолетами. Это преимущество возрастает при использовании более тяжелых вертостатов.
При оценке возможности эксплуатации НЛА в гражданской авиации рассмотрены основные элементы этой системы - летная и техническая эксплуатация, система управления воздушным движением (УВД) аэропорты, их оснащение и оборудование.
В результате проведенных в диссертации исследований установлено, что эксплуатация АЛА отличается от эксплуатации динамических воздушных судов. Такие элементы эксплуатации (летной и технической) как полет, причаливание, маневрирование на земле, наземное обслуживание имеют ряд особенностей, которые обусловлены большими габаритными размерами аэростатических частей ЛА, наличием газонаполнительных станций, швартовочных устройств, причальных якорных стоянок, устройств для хранения и защиты ЛА от ветровых нагрузок и осадков, необходимости балластировки при изменении взлетного веса, наличием специального оборудования для обеспечения эксплуатации, взлетов и посадок.
Дирижабли имеют характерные отличия при выполнении взлетов и посадок. Они требуют более пологой глиссады посадки, большой дистанции захода на посадку. Посадка практически всегда производится с прямой, т.к. АЛА обладает большой инертностью, большой парусностью, ограниченными возможностями по маневрированию подъемной силой.
Дирижабли имеют малую скорость полета, т.к. мощность двигателей прямо пропорциональна кубу скорости, а воздушное сопротивление оболочки дирижабля большое из-за ее громадных размеров.
Вертостат обладает возможностью вертикального взлета и посадки, может иметь большую грузоподъемность, чем вертолет и большую маневренность, чем дирижабль.
Управление вертостатом осуществляется посредством изменения величины и наклона векторов равнодействующих сил несущих винтов. Вертостатам присуща высокая эффективность управления в вертикальной плоскости, в изменении высоты полета и угла тангажа, но маневрирование в горизонтальной плоскости происходит менее энергично. Система и характер управления, как дирижаблем, так и вертостатом, зависят от типа, компоновочной схемы и двигательной установки. При исследовании различных компоновочных схем вертостатов катамаранная схема оказалась более устойчивой против ветровых возмущений.
Указанные особенности обусловили необходимость разработки специфических требований к эксплуатации АЛА. Разработаны требования к портам для дирижаблей (дирижабледром), определены перечень оборудования, необходимые здания и сооружения, объекты газоавиатопливообеспечения, эллинги, причальные сооружения и др. Предложена примерная схема базового и промежуточного дирижабледромов. Определены основные характеристики летного поля и зоны воздушных подходов.
Рассмотрены вопросы организации управления воздушным движением в районе дирижабледрома и предложены схемы захода АЛА на посадку. Исследованы возможности выполнения полетов АЛА с действующих аэродромов ГА и приведены условия, при которых существует возможность и целесообразность совместного базирования динамических ВС и АЛА.
Анализ действующих нормативно-правовых документов, регламентирующих летную и техническую эксплуатацию воздушных судов, показал, что в целом они могут быть использованы при эксплуатации АЛА. Однако в них должны быть внесены соответствующие изменения и дополнения, отражающие специфические аспекты эксплуатации АЛА в гражданской авиации.
При определении оптимального типоразмерного ряда НЛА в качестве основного критерия оптимизации были приняты приведенные затраты, а за дополнительные - производительность, транспортная эффективность, материалоемкость, удельные капитальные вложения, топливная эффективность, себестоимость летного часа, стоимость 1 ткм, прибыль и рентабельность. В общем виде модель выбора оптимального типоразмерного ряда дирижаблей имеет следующий вид:
, (12)
, (13)
, (14)
,
где Сij - годовые приведенные затраты на одно ВС j-го типа на i-м виде работ;
yi - вектор оптимизируемых параметров дирижабля;
Rj - вектор заданных параметров;
xij - количество дирижаблей j-го типа на i-ом виде работ;
Pij - годовая производительность j-го типа ВС на i-ом виде работ;
Si - объем работ;
Nj - предельное количество дирижаблей j-го типа.
В результате проведенных расчетов определен типоразмерный ряд дирижаблей, состоящий из ЛА грузоподъемностью 10, 30 и 80 т. или при использовании оригинальных модульных соединений - из 10, 2х10, 30, 80, 4х30, 2х80, 3х80 и 6х80 т для перевозки некомпонуемых неделимых грузов большой массы (более 100 т), а для перевозки компонуемых грузов - 20 и 80 т.
Типоразмерный ряд вертостатов состоит из вертостатов с 4-мя несущими винтами от вертолета Ми-2 (двигательными установками), с 1-м несущим винтом вертолета Ми-10 и с 4-мя несущими винтами Ми-26; грузоподъемностью 10, 30 и 160 т соответственно. По результатам исследований подготовлены ТЗ на ТП на разработку типов дирижаблей грузоподъемностью 10, 20, 30 и 80 т и вертостатов грузоподъемностью 10, 30 и 160 т. Предложены основные направления дальнейших исследований с целью решения задач, направленных на повышение эффективности использования в качестве транспортных средств аэростатических ЛА на авиаработах.
Разработана и апробирована на конкретных расчетах методика сравнительной технико-экономической оценки НЛА с традиционными транспортными системами. Для доказательства экономической целесообразности создания и применения АЛА проведена сравнительная оценка затрат при выполнении одной и той же транспортной задачи различными транспортными системами.
Проведенные расчеты свидетельствуют, о том, что применение аэростатических ЛА целесообразно, прежде всего, при невозможности использования традиционных видов транспорта. Дирижабли и вертостаты средней и большой грузоподъемности по стоимости 1 т км, стоимости летного часа, приведенным затратам выигрывают у динамических ЛА. Особенно это преимущество существенно (25-35%) при большой дальности полетов и большой грузоподъемности ЛА.
Пятая глава диссертации "Совершенствование системы государственного регулирования при организации производства авиаработ" посвящена решению задач, направленных на стабилизацию рынка авиаработ, на создание предпосылок для беспрепятственного роста их объемов при повышении стандартов безопасности и качества выполнения авиауслуг.
В настоящее время от предприятий требуются выработка единой производственной, коммерческой и научно-технической стратегии, обеспечение взаимосвязей с новыми структурными образованиями заказчиков авиаработ, более согласованные действия по защите интересов и прав производителей авиаработ перед их потребителями, поставщиками авиационной техники и государством в условиях лицензирования и сертификации авиационной продукции.
Комплексный анализ государственной концепции регулирования гражданской авиационной деятельности, принятой Правительством РФ 07.12. 2000 г., действующие законодательная и нормативно-правовая базы позволили выделить шесть основных функций государственного регулирования авиаработ:
- разработка авиационных правил на основе международных стандартов и рекомендованной практики ИКАО;
- проведение сертификации объектов гражданской авиации специального применения по критерию безопасности;
- лицензирование деятельности в области выполнения авиаработ и их инспектирование;
- государственный контроль деятельности естественных монополий в области ГА;
- государственный надзор за безопасностью полетов и соблюдение авиационных правил;
- государственная поддержка развития авиации ПАНХ (бюджетная политика, инвестиции, лизинг).
Важным фактором динамичного развития ГА является наличие совершенной нормативно-правовой базы. Воздушный кодекс РФ, принятый в 1997 г., был первой попыткой построить систему государственного регулирования в новых условиях. В соответствии с ним значительная часть вопросов регулирования относится к компетенции Правительства РФ и специально уполномоченного органа в области гражданской авиации, которые издают соответствующие документы - Федеральные авиационные правила, содержащие требования и процедуры. Таким образом, государственное регулирование предполагает наличие системы взаимосвязанных документов, существующих в рамках единой концепции.
Для регулирования контроля деятельности авиапредприятий, обеспечения эффективности их работы в диссертации была разработана нормативно-правовая база, регулирующая выполнение авиационных работ, в которой реализованы требования Воздушного кодекса Российской Федерации. Под руководством автора и при его непосредственном участии разработаны Федеральные авиационные правила (ФАП) "Общие правила выполнения авиационных работ", "Правила выполнения авиационных работ определенных видов, часть 1; "Авиационные строительно-монтажные работы и буксировка объектов" часть 2; "Работы по распределению веществ и биологических объектов" часть 3; "Работы по выполнению воздушных съемок" часть 4; "Работы по воздушному наблюдению и патрулированию и авиационному обеспечению связи".
В ФАП "Общие правила выполнения авиационных работ" определены основные положения регулирования авиационных работ в части:
- классификации авиаработ в зависимости от потребителя авиационных услуг и общих правил выполнения производственных полетов;
- правомочности и ответственности исполнителей авиаработ;
- взаимодействия эксплуатантов с заказчиками авиауслуг;
- общих требований исходя из условий безопасности к организации, обеспечению и исполнению полетов ВС при выполнении авиаработ.
В ФАП "Правила выполнения авиационных работ определенных видов" определены основные положения регулирования конкретных видов авиаработ в части:
- классификация авиаработ по целям осуществления, способам и методам выполнения;
- организации и выполнения полетов с учетом классификационных требований, предъявляемых к эксплуатантам ГА;
- выполнения полетов с учетом технологических особенностей авиаработ;
- условий выполнения полетов с учетом требований безопасности;
- типовых форм договора и инструкций по выполнению авиаработ.
Содержание ФАП соответствует общепризнанной практике выполнения авиаработ в РФ, типовым правилам национального регулирования производства полетов и выполнения авиаработ, предложенных ИКАО.
При введении в гражданской авиации системы технического регулирования ФАП "Общие правила выполнения авиационных работ" и "Правила выполнения авиационных работ определенных видов" послужат основой для разработки специального технического регламента "Авиационные работы".
С целью создания системы обеспечения безопасности выполнения авиаработ в ФАП "Правила выполнения авиационных работ определенных видов" включены самостоятельные разделы по авиационной безопасности, безопасности полетов, экологической безопасности и охране труда. Указанные разделы построены на основании анализа и систематизации основных факторов, влияющих на безопасность при выполнении авиаработ. Разработаны основные мероприятия по предупреждению авиационных происшествий и меры безопасности, исключающие влияние основных опасных факторов, применительно к конкретному виду авиационных работ.
Важным элементом механизма регулирования деятельности подотрасли ПАНХ является проведение сертификации объектов ГА, связанных с выполнением и обеспечением авиационных работ. Согласно статье 8 Воздушного кодекса РФ, бортовое и наземное оборудование и другие объекты подлежат обязательной сертификации. В номенклатуру объектов сертификации включены технические средства для выполнения авиаработ (ТС АР). В работе исследованы факторы, снижающие летную годность и безопасность полетов при установке на ВС технических средств для выполнения авиаработ.