Суперширокофюзеляжные и гибридные лайнеры, дисплеи вместо иллюминаторов — будущее гражданской авиации

Один из патентов Airbus — самолет без иллюминаторов — вряд ли порадует тех, кто страдает от боязни высоты. Пилотам в таком самолете придется полностью полагаться на электронику

Фото: airbus.com

Электрические и широкофюзеляжные лайнеры, салоны с компактной планировкой и новые развлекательные системы — ведущие мировые авиастроительные компании занимаются разработками, которые должны удешевить перелеты и занять скучающих пассажиров.

На взлетной полосе

Впервые за последние три года рынок мировых авиационных перевозок начал восстанавливаться — этому способствует подешевевшее вследствие падения цен на нефть топливо и некоторое оживление экономики в развитых странах. Евроконтроль (Европейская организация по безопасности воздушной навигации) предсказывает по итогам 2014 года рост пассажирских авиаперевозок на 1,8 %. Кроме того, опубликованные этой осенью прогнозы обещают ежегодный рост на уровне 2,4‑3,1 % вплоть до 2020 года.

Однако последние довольно сложные для отрасли годы заставляют индустрию активнее интересоваться инновационными разработками. Два крупнейших производителя авиационной техники в мире, европейский Airbus и американский Boeing, известны своими обширными научно-исследовательскими и опытно-конструкторскими программами, ежегодно приносящими им тысячи патентов. Изобретения, запатентованные в этом году, позволяют оценить, в какую сторону движется мысль авиапрома и какие тенденции мы увидим в самолетах следующего поколения.

Дырка от бублика

Один из наиболее интересных патентов Airbus описывает суперширокофюзеляжный лайнер, корпус которого выполнен в форме бублика. Пассажирские кресла в салоне такого самолета расположены вокруг центральной стойки. Хотя последняя в интерьере кажется излишней, она решает одну из двух главных проблем самолетов с очень широким фюзеляжем — прочность корпуса. Цилиндрическое сечение гораздо лучше справляется с нагрузками. Кроме того, «дырку» тора также можно использовать, например, для перевозки багажа или контейнеров, не требующих контролируемого давления в отсеке.

К сожалению, это изобретение не решает второй большой проблемы сверхшироких фюзеляжей: чрезмерные перегрузки при совершении маневров для сидящих в крайних креслах. Чем дальше от продольной оси лайнера, тем они больше. Это допустимо для транспортной авиации, но в данном случае ради удобства пассажиров придется подбирать полетные режимы с минимумом маневров.

Перспективы у проекта есть — патент изящно решает проблему прочности сверхшироких фюзеляжей, которые могут использоваться в лайнерах с компоновкой типа «летающее крыло» — когда салон или грузовой отсек находятся прямо внутри массивных крыльев, а привычного цилиндрического фюзеляжа нет. Теоретически такая компоновка более экономична.

Однако она может получить распространение только в случае решения проблемы с перегрузками. Это возможно при применении продвинутых алгоритмов управления полетом.

Электрогибриды

Электрические моторы сами по себе не очень практичны для самолетов: современные аккумуляторы тяжелы, так что за пределами сверхлегкой авиации и получасовых полетов эту идею раньше не применяли на практике. Патент, полученный компанией Boeing, описывает двигательный блок из электромотора, приводящего в движение два пропеллера с противоположным направлением вращения, заключенных в обтекатель-импеллер (конструкция с лопастями в кольцевом обтекателе, снижающем перетекание воздуха на концах лопастей, что позволяет снизить потери мощности).

Питание не ограничено одними аккумуляторами — в описании сказано, что мотор могут приводить в движение также топливные ячейки и солнечные панели, гибридные системы и даже низкоэнергетические ядерные реакторы.

Этот патент может означать, что конструкторы Boeing продолжают работать над концептуальным самолетом SUGAR Volt (разработка предполагает использование электроэнергии в сочетании с традиционным топливом) либо его потомком.

Патент, полученный Airbus, позволит свести все информационные услуги в шлем со сферическим дисплеем, встроенными наушниками и виртуальной клавиатурой, парящей в воздухе. На его экран будут проецировать все, что угодно: от фильмов и игр до панорамных видов с камер, закрепленных на носу или хвосте лайнера, и до успокоительных скринсейверов для тех, кто хочет просто отдохнуть

Проект трехлетней давности предполагал особенно экономичный лайнер, который бы взлетал при помощи двух турбореактивных двигателей, а набрав высоту, летел бы на электромоторах. Самолет планировали для местных линий и полетов длительностью до двух часов. Ради большей эффективности у него были необычно удлиненные крылья. Чтобы они уместились в небольшие рулежные дорожки и площадки провинциальных аэропортов, инженеры предлагали складывать их секции, примерно как у палубных истребителей.

Электромоторы действительно хорошо подходят для крейсерского режима полета, местных линий и «пропеллерных» скоростей (550‑650 км / ч). Авиапрому придется решить некоторые технологические проблемы, но гибридные лайнеры с электрическими моторами, скорее всего, появятся на маршрутах в ближайшие двадцать лет.

Для тех, кто в шлеме

В 1970‑х авиакомпании массово осваивали персональные наушники для пассажиров, в которых транслировались несколько музыкальных каналов. В 1990‑х пришла пора экранов, встроенных, как правило, в подголовник впереди стоящего кресла. Сейчас многие авиаперевозчики даже в эконом-классе предлагают пассажирам компьютеры со множеством каналов видео, иногда с доступом в интернет и играми. В салонах первого класса поселились широкоформатные панели.

Патент, полученный Airbus, позволит свести все информационные услуги в шлем со сферическим дисплеем, встроенными наушниками и виртуальной клавиатурой, парящей в воздухе. С учетом распространения технологий виртуальной и дополненной реальности можно предположить, что на его экран будут проецировать все, что угодно: от фильмов и игр до панорамных видов с камер, закрепленных на носу или хвосте лайнера, и до успокоительных скринсейверов для тех, кто хочет просто отдохнуть.

Патент описывает также подведение внутрь шлема воздуха. Такое индивидуальное кондиционирование (а также освещение и шумоизоляция) может сократить расходы на оснащение лайнера. Компания Boeing чуть раньше также получила патент на индивидуальный гаджет с похожей функциональностью. Однако он реализован скромнее: это плоский видеоэкран, прикрывающий глаза, без виртуальных клавиатур и климат-контроля. Он может заменить встроенный в спинку кресла впереди дисплей и точно так же показывать фильмы или телепрограммы.

Пассажирский шлем еще должны протестировать в фокус-группах, но если авиапрому удастся запустить новинку в массовое использование, экономия будет существенной, а пассажиры получат новые возможности для развлечения в полете.

Без окон

Еще один патент Airbus — самолет без иллюминаторов: для пассажиров и экипажа предусмотрены плоские телевизионные панели, на которые транслируется изображение с камер, установленных на корпусе. У пилотов же будет полусферический экран, способный обеспечить лучший обзор по сравнению с обычным остеклением кабин нынешних лайнеров. Поверх изображения можно будет накладывать показания приборов, навигационную информацию, траекторию и так далее.

Это изобретение выглядит развлекательным, но на самом деле решает важную практическую задачу. Иллюминаторы ослабляют фюзеляж. Их приходится компенсировать другими силовыми элементами, что повышает массу самолета. Лишняя масса — это лишний расход топлива и, стало быть, большая дороговизна перелетов. Перспективы у этой разработки есть, ведь стоимость камер и плоских телевизионных панелей стремительно падает, а самолетов — растет. Однако чтобы отнять у пилотов обычные окна и заменить их сплошными дисплеями, понадобится много усилий, ведь нужно убедиться в полной безопасности и многократном резерве надежности компьютерных систем. А вот пассажиры, скорее всего, напротив, высоко оценят подобную новинку.

Дешево и сердито

Прошлой зимой Airbus получил патент на изобретение, которое поможет увеличить вместимость авиалайнеров почти в два раза. Меры для этого, однако, придется применить драконовские: заменить традиционные кресла на ряды чего‑то, напоминающего седло для велосипеда с символическим подлокотником. Пассажирам при этом пришлось бы стоять на полусогнутых ногах, опираться на едва заметные спинки, а о такой роскоши, как откидные столики, они не могли бы и мечтать.

Вряд ли найдется хоть один путешественник, которому понравилась бы замена кресла на велосипедное седло. Но патент, во‑первых, описывает самый экстремальный вариант уплотнения — в его вводной части указано, что полет в таких условиях терпим, только если длится час или немногим более. А во‑вторых, если речь идет о частых рейсах на небольшие расстояния и действительно низких ценах по сравнению с обычными салонами, пассажиры вполне могут прислушаться к голосу рациональности и немного потерпеть.

Такое изобретение может вызвать критику со стороны пассажиров, защитников прав потребителей, а возможно, и профессионалов здравоохранения. Однако у подобного способа уплотнения может быть своя ниша — лоукостеры на коротких маршрутах.