Выбор критериев и оценка показателей конкурентоспособности винтокрылых летательных аппаратов гражданского назначения, выработка рекомендаций по конкурентоспособным показателям



При оценке конкурентоспособности винтокрылых летательных аппаратов выбор соответствующих критериев и показателей весьма актуален. Основной проблемой при проведении данных оценок является переход от сравнения отдельных характеристик сравниваемых аппаратов к комплексным показателям конкурентоспособности. Авторами разработан методический подход, позволяющий провести позиционирование рассматриваемых образцов и выработать рекомендации по достижению заданного уровня превосходства по выбранным показателям.

Ключевые слова: винтокрылый летательный аппарат, конкурентоспособность, критерии, показатели, позиционирование.

Наиболее распространенный и, в первом приближении, достаточно наглядный подход при сравнении различных винтокрылых летательных аппаратов (ВКЛА) заключается в представлении табличного или графического вида отдельных летно-технических и тактико-технических характеристик этих аппаратов (табл. 1, рис. 1).

Далее делается вывод по каким из характеристик рассматриваемый образец превосходит сравниваемых конкурентов, а по каким уступает (как правило, это: статический и динамический потолок, максимальная и крейсерская скорость, масса полезной нагрузки, пассажировместимость, дальность и продолжительность полета и др.).

Таблица 1

Сравнительные характеристики вертолетов промежуточного класса

Тип вертолёта	Н-155В1	Н-145	AW-169	S-76D
Максимальная взлетная масса, кг.	4920	3650	4500	5300
Масса пустого, кг	2620	1804	2936	3243
Масса груза на внешней подвеске, кг.	1600	1500	1700	1500
Масса топлива в основных баках, кг.	993	703	888	870
Кол-во и мощность двигателей, л.с.	2х612	2х612	2х653	2х599
Максимальная пассажировместимость ***, чел.	12	9	10	12
Стандартная пассажировместимость, чел.	9	8	8	8
Дальность при максимальной пассажировместимости, км.	407	482	360	425
Практическая дальность (30 мин.рез.), км.	760	620	820	750
Максимальная продолжительность полета (30 мин. рез.), час.	3,5	3,3	4,3	3,5
Практический потолок** (Gmax, ISA), м.	4570	5165	4572	4570
Потолок висения OGE (Gmax, ISA), м.	0	3000	3360	1524
Крейсерская скорость, км/ч.	265	243	268	287
Непревышаемая скорость, км/ч.	324	269	306	287
Высота пассажирской кабины, м.	1,34	1,28	1,32	1,35
Ширина пассажирской кабины, м.	1,8	1,4	2,03	1,93
Длина пассажирской кабины, м.	2,56	2,25	2,16	2,41
Объём пассажирской кабины, м.куб.	6,6	4,05	6,32	5,8
Объём багажника, м.куб.	2,5	1,34	1,4	1,08

Рис. 1. Основные сравнительные характеристики вертолетов промежуточного класса

При таком подходе остается открытым наиболее важный вопрос — какой из рассматриваемых аппаратов наиболее полно выполняет возлагаемые на него задачи в соответствии с его предназначением и, таким образом, наиболее конкурентоспособен по сравнению с аналогами.

Более детальная оценка влияния показателей летно-технических характеристик (ЛТХ) на повышение интереса потребителей для различных вариантов применения ВКЛА предполагает использование методических подходов по оценке функциональных свойств вертолетов с использованием их обликовых характеристик [1], а также современных методов оценки эффективности ВКЛА при решении совокупности задач, с учетом условий их решения и заданных ограничений [2–5].

В соответствии с [1] наиболее универсальным и общим критерием эффективности применения летательного аппарата является соотношение между полезной работой, им выполняемой, и суммарными затратами на создание и эксплуатацию такого аппарата.

Однако такую широкую оценку вновь создаваемого ВКЛА не всегда возможно осуществить. Поэтому наряду с наиболее общими критериями, с точки зрения оценки проекта, существуют также и частные.

В практике работы конструкторских бюро и организаций заказчика сложилась система понятий и критериев, используемых для оценки эффективности и конкурентоспособности рассматриваемых ВКЛА конкретного назначения.

Так, исходя из основного назначения транспортных ВКЛА можно оценивать их по средней производительности, т. е. по выполненной работе в единицу времени

,

где — произведенная работа,

- среднее значение перевозимого груза,

— суммарная дальность всех рейсов.

— суммарное календарное время, затраченное на выполнение работы А.

Если заменить суммарное календарное время, которое учитывает все составляющие транспортной операции (в том числе погрузку, выгрузку, техобслуживание, простои и т. д.) только на полетное время, то можно использовать понятие максимальной производительности ЛА как такового:

,

где – максимальный груз, перевозимый на заданную дальность,

— крейсерская скорость полета,

— коэффициент скорости по расписанию.

Для сравнения различных ВКЛА применяется также удельная производительность

,

или

,

где — масса пустого снаряженного аппарата.

Для учета экономичности грузовых перевозок применяется критерий себестоимости перевозки 1т _* км, определяемый через отношение стоимости летного часа к летной производительности

.

Соответственно, для учета экономичности пассажирских перевозок применяется критерий себестоимости 1 чел _* км, определяемая через отношение стоимости летного часа к произведению количества перевезенных пассажиров на скорость их перевозки

.

Далее рассмотрены примеры сравнения вертолетов по приведенным критериям при решении типовых расчетных задач.

1. Эффективность вертолетов при решении типовой задачи перевозки заданного количества пассажиров.

Рис. 2. Схема решения задачи перевозки заданного количества пассажиров

Таблица 2

Сравнение вертолетов при проведении транспортной операции по перевозке пассажиров

Тип вертолета	Проект ПМВ	AW-189	Bell-525	Airbus H-175	Airbus H-215
Количество пассажиров на борту, чел	24	18	20	18	22
Количество рейсов	5	7	6	7	6
Крейсерская скорость, км/ч	297	287	296	276	252
Стоимость летного часа, тыс. руб.	250	384	400	361	503
Полетное время, час	11,8	17,1	14,2	17,8	16,7
Себестоимость единицы транспортной работы, руб./человек*, км	35	74	68	73	91
Стоимость перевозки, млн. руб.	2,946	6,556	5,676	6,409	8,383

*На обычной буровой платформе, как правило, работают 120 человек: 2 бригады по 60 человек.

Смена вахты проводится через 3 недели (21 день).

2. Эффективность вертолетов при решении типовой задачи перевозки заданной массы груза.

Рис. 3. Схема решения задачи перевозки заданной массы груза

Таблица 3

Сравнение вертолетов при проведении транспортной операции по перевозке грузов

Тип вертолета	Проект ПМВ	AW-189	Bell-525	Airbus H-175	Airbus H-215
Масса груза, перевозимого на внешней подвеске, т	4,0	4,5	3,1	3,0	4,5
Количество рейсов при перевозке 9 т. груза	3	2	3	3	2
Крейсерская скорость, км/ч	297	250	290	262	252
Стоимость летного часа, тыс. руб.	250	384	400	361	503
Полетное время, час	7,5	5,6	7,2	8,0	5,6
Себестоимость единицы транспортной работы, руб. /т.*км	224	341	445	459	444
Стоимость перевозки, млн. руб.	1,882	2,150	2,897	2,894	2,794

Разработанный методический аппарат позволяет так же провести оценку влияния основных параметров ВКЛА на показатели конкурентоспособности и выработать рекомендации по достижению заданного уровня превосходства по выбранным показателям.

На рис. 4, 5 приведены зависимости стоимости выполнения транспортной операции по перевозке пассажиров от пассажировместимости и крейсерской скорости полета перспективного ВКЛА.

Рис. 4. Зависимость стоимости выполнения транспортной операции по перевозке пассажиров от пассажировместимости

Как следует из приведенной зависимости, для рассматриваемого примера в диапазонах пассажировместимости 16–17, 18–19 и 20–23 человек при перевозке общего числа пассажиров 120 человек, количество рейсов, и, соответственно, стоимость операции, не уменьшаются. При этом даже при минимальной вместимости 16–17 человек перспективный ВКЛА будет конкурентоспособен по сравнения с аналогами в данном классе.

Рис. 5. Зависимость стоимости выполнения транспортной операции по перевозке пассажиров от крейсерской скорости

В диапазоне скоростей перспективного ВКЛА 250–350 км/ч стоимость транспортной операции изменяется на ~ 30 %, однако данная оценка в рассматриваемом примере является несколько условной, так как такой упрощённый подход не учитывает, что стоимость летного часа аппарата, имеющего крейсерскую скорость около 350 км/ч, будет выше этого показателя обычного ВКЛА, как и стоимость самого аппарата и это необходимо учитывать при более детальных исследованиях параметров и характеристик перспективных ВКЛА.

Таким образом, предполагается, что разработанный методический аппарат позволяет перейти от сравнения отдельных характеристик сравниваемых ВКЛА к комплексным показателям конкурентоспособности и отражает способность аппаратов наиболее эффективно выполнять возлагаемые на них задачи в соответствии с предназначением, а также вырабатывать рекомендации по достижению заданного уровня превосходства по выбранным показателям.

Литература:

1. М. Н. Тищенко, А. В. Некрасов, А. С. Радин. Вертолеты, выбор параметров при проектировании. Москва: Машиностроение, 1976. 365 стр.
2. ИКАО Dос.8168.ОРS — Производство полетов воздушных судов. Правила производства полетов. 5-е издание. Москва. 2006.
3. ИКАО Приложение 6. Эксплуатация воздушных судов. Часть III. Международные полеты. Вертолеты. 7-е издание. Москва. 2010 г.
4. Conklin&deDecker Life Cycle Cost. 2019. 23.02.2019, 15.10.2022.
5. Разработка независимого технического заключения по вопросу исследования вариантов замены вертолетного парка. Москва. ФГУП ГосНИИ ГА. 2015. 383 стр.