CC BY
71
этой дороги уже было профинансировано за счёт транспортного налога).
влЕТЕ НА
53 ATTENTION! YOU ENTER PAID ROAD
Рис. 5. Знак при въезде на платную дорогу
Госкомпания «Российские автомобильные дороги» («Автодор») в 2010-2011 гг. планировала построить 183 км автомобильных дорог, в том числе 108 км -платных [7]. В программе деятельности «Автодора» на 2010-2015 гг. были предусмотрены следующие тари-
фы за проезд по платным дорогам: для легковых автомобилей - в размере 1 руб. за км, для грузовых машин грузоподъемностью до 8 т - 2 руб. за км, для автобусов большой вместимости и грузовых машин массой более 8 т - 4 руб. за км.
Стоимость проезда по платной трассе будет зависеть от многих факторов. В мире существуют несколько схем оплаты: либо инвестор будет собирать средства и платить налоги, либо все деньги пойдут в бюджет, а государство гарантирует возвращение прибыли заинтересованным лицам. Еще один вариант - инвестор сможет получать дополнительную прибыль за счет развития придорожного сервиса. В любом случае во всех проектах строительства платных дорог заложен принцип - финансовые выгоды от проезда по платной автодороге (сокращение расхода топлива, временных затрат и т.д.) должны быть больше, чем стоимость оплаты проезда.
Дальнейшие исследования транспортной лаборатории ИрГТУ будут направлены на разработку механизма формирования тарифа на платных автодорогах в различных условиях.
Библиографический список
1. «Mobility, Access and Pricing Study». San Francisco County Transportation Authority. Retrieved 2009-02-22.
2. Алексеев А., Моисеенко Ю. Золотые колдобины // Российская газета. 2008. 9 октября. № 212 (4769).
3. Платные дороги в странах Европы. URL: http://mosintour.ru/default.asp?Id=968/
4. Платные автодороги в России. URL: http://pddmaster.ru/avtomobili/platnye-avtodorogi-v-rossii.html/
5. РГ + Вести-24: Платные дороги. URL: http://www.rg.ru/2010/11/14/vesti-dorogi.html/
6. Все платные дороги России на форуме ROADS.RU - отдельный раздел форума: проекты, новости, обсуждения. URL: http://www.roads.ru/
7. «Автодор» в 2010 г. планирует построить 108 км платных дорог. URL: http://www.transport.ru/1/9/i1_3041.htm/
8. Платные дороги узаконили. URL: http://www.zr.ru/a/264278/
9. О внесении изменений в федеральную целевую программу «Модернизация транспортной системы России (20022010 годы)»: постановление Правительства РФ от 29 октября 2009 г. № 864.
10. О строительстве и эксплуатации автомобильных дорог на коммерческой основе: указ Президента РФ от 08.12.1992 г. № 1557.
11. О дополнительных мерах по развитию сети автомобильных дорог общего пользования в Российской Федерации: указ Президента РФ от 27 июня 1998 г. № 728.
12. О внесении изменений в Федеральный закон «Об автомобильных дорогах и о дорожной деятельности в Российской Федерации и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»: федер. закон Российской Федерации от 3 ноября 2010 г. № 288-ФЗ.
УДК 62-501.12; 533.6.013; 629.7.022
НЕТРАДИЦИОННЫЕ ВИДЫ ТРАНСПОРТА ДЛЯ СИБИРСКИХ РЕГИОНОВ
Ю.Ф. Мухопад1, В.В. Суржик2
1Иркутский государственный университет путей сообщения, 664074, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрена актуальная проблема развития транспортной системы России посредством интеграции железнодорожного, водного и автомобильного транспорта в единую транспортную систему, а также внедрение в эту систему нетрадиционных видов транспорта - дирижаблей, гибридных аппаратов и экранопланов второго поколения, в
1 Мухопад Юрий Федорович, доктор технических наук, профессор кафедры управления техническими системами, тел.: 89500500291, e-mail: [email protected]
Mukhopad Yury, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Control of Technical Systems, tel.: 89500500291, e-mail: [email protected]
2Суржик Виталий Витальевич, доктор технических наук, профессор кафедры оборудования и автоматизации машиностроения, тел.: 89148922460, e-mail: [email protected]
Surzhik Vitaly, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Machinery and Automation of Mechanical Engineering, tel.: 89148922460, e-mail: [email protected]
частности, самостабилизирующихся экранопланов. Отмечено, что эта интеграция может стать большим стимулом развития неосвоенных регионов, позволит организовать контейнерную доставку грузов «от двери до двери» и обеспечит национальную безопасность страны. Ил. 5. Табл. 2. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: экраноплан; водный транспорт; интеграция транспортных сетей; интеллектуальные информационные технологии.
ALTERNATIVE KINDS OF TRANSPORT FOR SIBERIAN REGIONS Y.F. Mukhopad, V.V. Surzhik
Irkutsk State University of Railway Engineering, 15, Chernyshevsky St., Irkutsk, 664074. National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The article discusses an urgent problem of Russian transport system development through the integration of railway, water and motor transport in a single transport system, as well as the introduction of untraditional kinds of transport -airships, hybrid vehicles and ekranoplans of the second generation, in particular, self-stabilizing ekranoplans - into this system. It is noted that this integration can greatly promote to the development of unassimilated regions, would enable the organization of container cargo delivery "from door to door", and ensure the national security of the country. 5 figures. 2 table. 4 sources.
Key words: ekranoplan; water transport; integration of transport networks; intelligent information technologies.
Базовым стержнем транспортной системы любой высокоразвитой страны является железнодорожный транспорт. В среднем на 1 тыс. км2 в США приходится 22,7 км железных дорог, в Японии - 73,1 км, в Германии - 124,8 км, а в России - 5,1 км. В то же время плотность железных дорог Сибири и Дальнего Востока в 8-10 раз меньше, чем в европейских регионах России. По развитию железнодорожного транспорта Россия отстала от Европы, как минимум, на 270 лет, а по автомобильным дорогам - на 1200 лет. По расчетам Харьковского проектного института «Автодор», в стране необходимо достроить 3 млн км автодорог, а сейчас строительство километра дороги с твердым покрытием обходится в 200 млн рублей. То есть чтобы достроить 3 млн км дорог, потребуется 600 трлн рублей. И если мы сможем вкладывать ежегодно хотя бы по 30 млрд рублей, вся стройка растянется на более чем 20000 (!) лет...
На традиционном транспорте - «на колесе» -Россия далеко не уедет. Значит надо искать иной альтернативный путь, ведь государство без транспорта жить не в состоянии, как и любой живой организм без кровеносной системы. Следовательно, на наш взгляд, надо развивать безопорный (безаэродромный) вид транспорта. Капитальные дороги и те же аэродромы строить в Сибири, в вечной мерзлоте, почти невозможно. В России средняя скорость перемещения груза железнодорожным и автомобильным транспортом по расчетам составляет 0,97 км/ч. А какова скорость была 300-400 лет назад? Такая же, только тогда на лошадях перевозили. А сейчас мощнейшие электровозы, но скорости доставки груза остались те же. Почему? Потому что электровозы мчатся со скоростью 80 км/ч, а грузы на станциях дожидаются разгрузки и перегрузки месяцами. Во Франции, к примеру, любой груз доставляется заказчику через 48 часов, в Германии -через 72 часа. Транспорт в любом государстве должен быть незаметным, как у здорового человека дыхание. Вы идете и даже не замечаете, как дышите. И транспортное сообщение внутри страны должно быть таким
же незаметным для бюджета, не нагрузочным. Сегодня в России не существует транспорта, адекватного размерам ее территории, а ведь планируется вступление России в ВТО!
Нужно также учитывать, что Россия на 2/3 страна северная, со слабыми болотисто-торфяными грунтами вперемежку с вечной мерзлотой и горно-холмистым рельефом. Наземные коммуникации в таких условиях требуют повышенных расходов в строительстве и обслуживании.
На огромных пространствах от Балтики до Тихого океана для пользы народному хозяйству нужны, в первую очередь, не сверхскоростные локомотивы, не спортивные рекорды, а экономически выгодные для товаропроизводителя высокие скорости продвижения самого груза от отправителя до заказчика при удобоваримых тарифах. В странах Европы и Америки за последние 25 лет демонтировано более 120 000 км железных дорог. Так что на будущее придется учесть, что дорога - это не просто зарытый в землю капитал, а утроенный капитал, ибо за демонтаж дорог и оздоровление отравленной природы вдоль дорожных магистралей тоже надо платить немало. На Ямале уже выявлено, что даже легкая запыленность в полосе дорожного полотна вызывает повышение температуры снежного покрова на 1оС, приводящее к протаива-нию вечной мерзлоты на глубину 10-11 метров и к деформации ландшафта и самой дороги. Но если температура повысится не на один, а на 3оС, то дороги рухнут.
Да, Россия отстала от всего мира по протяженности наземных коммуникаций навсегда, и любые попытки наверстать упущенное обречены, для российской экономики сегодня это губительно. Но анализ плотности коммуникаций и площади отравленных земель вдоль этих коммуникаций вынуждает задуматься: есть ли предел человеческой неосмотрительности в движении к самоуничтожению? Размышления подсказывают, что, быть может, сама судьба хранила Россию и сейчас дает ей возможность сделать выво-
ды из чужих ошибок, дабы не множить собственные. Может, не стоит огорчаться по поводу нашей дорожной отсталости и нам вовсе не надо догонять Запад в этом? Поэтому стратегический курс развития транспортной системы для России не обязательно заимствовать у западных стран. Для организации транспортной связи с отдаленными пунктами для России необходимо решить проблему круглогодичного использования в первую очередь речной системы на базе новых концепций с использованием современных и перспективных транспортных средств. Использование только одного железнодорожного пути через всю Россию от Дальнего Востока, через Сибирь и Европейскую часть решает задачи межгосударственных перевозок, а при весьма слабом развитии автомобильных дорог не позволяет решить в комплексе задачу транспортных перевозок к удаленным регионам Сибири, тундровым зонам Севера и труднодоступным береговым зонам Дальнего Востока. А именно в этих зонах и расположены наиболее масштабные залежи углеводородного сырья и других полезных ископаемых. Авторы считают, что важнейшим звеном интеграции и развития всей транспортной системы России является использование нового вида транспортных средств. Органическое включение в транспортную сеть страны аппаратов на воздушной подушке, дирижаблей, гибридных транспортных средств и экрано-планов позволит по-новому решить комплекс проблем, в частности:
- обеспечить круглогодичное транспортное сообщение к труднодоступным населенным пунктам и месторождениям полезных ископаемых;
- снять экологические проблемы, так как при движении бесконтактные транспортные средства не воздействуют на сушу и водные пространства, а также не оставляют термокарстовых следов в зонах вечной мерзлоты (в отличие от вездеходов);
- сократить в несколько раз возможные затраты на комплексное развитие и интеграцию транспортной сети, так как не потребуется создание виадуков, насыпного автомобильного полотна, равно как и углубления рек, строительства речных портов и др. Только на углубление рек Западной Сибири для обеспечения судоходства требуются сотни миллиардов рублей;
- ускорить товарооборот и доставку сырья к промышленным зонам его переработки;
- решить комплекс социальных проблем отдаленных регионов;
- решить вопросы кратчайшей доставки бригад и материалов при решении проблем в условиях возникновения чрезвычайных ситуаций;
- развитие экранопланостроения как вида наукоемкой продукции позволит поставить новые задачи и одновременно решить вопросы развития машиностроения на базе нанотехнологий. А также позволит поднять индустрию создания новых материалов в промышленности слаборазвитых регионов, так как строительство экранопланов вместимостью 15-20 пассажиров по силам освоить малым судостроительным заводам Сибири. В последние годы объем финансирования
научных исследований в большинстве вузов Сибири существенно снизился, в то же время более двух третьих научного потенциала сосредоточено в вузах. Развитие экранопланостроения ставит задачи «загрузки» научного потенциала Сибирского региона для решения комплекса следующих задач:
- развитие интеллектуальных информационных технологий для более точного решения вопросов опознавания образов навигации, оптимальной структурной организации и обеспечения безотказности систем управления;
- развитие двигателестроения нового поколения, превышающего по тяге современные авиационные двигатели и превосходящего их по уровню надежности, экономии энергоресурсов, срокам эксплуатации, габаритным показателям и др.;
- использование новых видов топлив для двигателей новых поколений, не загрязняющих атмосферу;
- - развитие новых подходов в области аэродинамики с учетом экранирующей поверхности, оценки влияния различной балльности взволнованной поверхности;
- - развитие новых подходов в конструировании речного и морского судостроения;
- создание датчиков информации нового типа, масштабирующих и функциональных преобразователей интерфейсных систем обработки информации;
- создание дистанционно управляемых измерительно-информационных систем регистрации процессов в реальном масштабе времени и др.
Внедрение пассажирских судов на подводных крыльях (СПК) в конце прошлого века коренным образом модифицировало пассажирские перевозки, сделав их привлекательными для пассажиров и рентабельными для государства. За 50 лет, прошедших с момента массового внедрения на морском и речном флотах пассажирских СПК, по проектам нижегородского центрального конструкторского бюро по СПК построено более 2000 судов типа «Ракета», «Метеор», «Комета» и др. и более 3000 катеров на подводных крыльях типа «Волга». В настоящее время с особой остротой стоит вопрос развития перевозок в регионах, где есть большие и малые реки и где они пересекаются с железнодорожными и автомобильными магистралями. Логическим развитием судов на подводных крыльях являются суда на динамической воздушной подушке или экранопланы, которые будут особенно перспективными для организации круглогодичных скоростных грузопассажирских перевозок по рекам, имеющим малые глубины фарватерного хода и перекаты.
Байкальские экономические форумы (БЭФ), прошедшие в Иркутске в 2004, 2006, 2008 и в 2010 гг., убедительно показали необходимость создания в стране глобальной транспортной системы, объединяющей все существующие виды транспорта в единую функциональную систему для обеспечения национальной безопасности и решения экономических и социальных проблем. Эти же проблемы, несомненно, волнуют не только Россию, они актуальны для любой страны.
Следует отметить, что в Европе и особенно в Рос-
сии наступила эпоха возрождения внутреннего водного транспорта. Это определяется в первую очередь тем, что перевозки одной тонны груза по воде требуют в 25 раз меньше затрат энергии, чем автомобильный транспорт, снижаются шумовые и зрительные помехи и повышается экологическая безопасность. Однако проигрыш в линейной скорости водного транспорта автомобилям и железнодорожному транспорту является существенным моментом, снижающим его быстрое развитие.
Все эти факторы по-другому должны быть оценены по отношению к экранопланам, средняя скорость которых составляет 200-650 км/ч. Низкая стоимость, высокая экономичность, круглогодичность эксплуатации, экологическая чистота, потребность в минимальной инфраструктуре определяют его существенное преимущество перед другими традиционными видами транспорта. Экранопланы в 2-3 раза экономичнее самолетов, вертолетов и аппаратов на воздушной подушке. При этом экранопланы второго поколения обладают режимом самостабилизации, что определяет их повышенный уровень комфортности и безопасности за счет отсутствия качки от воздействия волн и атмосферных возмущений. Плавучесть, остойчивость и непотопляемость экранопланов соответствует требованиям, предъявляемым к кораблям. Реки России имеют естественные ограничения по срокам навигации, в отличие от рек Европы и США, на которых навигация круглогодичная. В северных, дальневосточных и сибирских регионах ледостав прерывает судоходство на значительный период, в то время как для экрано-планов гладкая поверхность замерзших рек и водоемов представляет собой удобную транспортную сеть для доставки грузов в отдаленные населенные пункты к местам добычи углеводородов и других природных ресурсов.
Для оценки эксплуатационных свойств экранопла-нов представляет интерес отзыв генерального конструктора КБ им. Сухого М.П. Симонова: «Мне приходилось участвовать в испытаниях или быть пассажи-
ром многих транспортных средств: наземных, воздушных, водных, но я никогда не ощущал такой восторженности как на экраноплане». Эти слова он произнес после полета на экраноплане «Орленок». Неизгладимые впечатления от экранного полета придают особую привлекательность этому новому виду транспорта особенно для туристов. В технике же, как правило, положительное эмоциональное восприятие соответствует ее высокому техническому уровню и большой экономической целесообразности.
Особый интерес к данному виду транспорта проявляют все морские и островные государства. Социальный эффект от внедрения экранопланов в жизнь любой страны переоценить трудно, он состоит в следующем:
- может быть обеспечено круглогодичное использование водных путей страны;
- будет дан толчок более быстрому освоению малодоступных районов и их социальному развитию;
- будет обеспечено надежное пассажирское и грузовое сообщение в той части страны, где его сейчас практически нет.
Экранопланы обладают огромным преимуществом по скорости перед традиционными судами, аэродинамическим качеством (совершенством), превышающим аналогичный показатель современных самолетов, и более высокой мореходностью, чем гидросамолеты. Кроме того, экранопланы не требуют строительства взлетно-посадочных полос и обладают амфибийными качествами. Все эти преимущества объединить каким-либо одним обобщенным показателем невозможно. Поэтому сравнительную оценку экранопланов с другими видами транспортных средств можно произвести, например, по диаграмме, предложенной Карманом и Габриелли (рис. 1). По оси ординат этой диаграммы нанесено значение совершенства транспортного средства в виде ходового качества К (отношение массы транспортного средства к силе сопротивления при его движении), которое для судов эквивалентно гидродинамическому или аэроди-
намическому качеству для самолетов, вертолетов и экранопланов. По оси абсцисс нанесена скорость движения.
В диапазоне скоростей 200-600 км/ч аэродинамическая эффективность экраноплана, определяемая произведением КУ, значительно выше, чем у других транспортных средств. В основе этой оценки лежит известная гипотеза Кармана, согласно которой широкий класс транспортных аппаратов, включающий во-доизмещающие суда, подводные лодки, самолеты, на данном техническом уровне характеризуется одинаковой величиной КУ=сопб1 Эта величина определяется наклоном огибающей линии соответствующих зависимостей К=1(У).
Универсальность предельной линии К=1(У) подтверждается практически и служит основанием для прогнозирования развития, а также открывает возможность даже по единичным экспериментальным точкам для построенных аппаратов судить о принципиально достижимом уровне аэродинамики широкого класса летательных аппаратов и наряду с этим оценить степень их аэродинамического совершенства.
Коммерческий результат от внедрения экранопла-нов в транспортную систему может превзойти любые смелые прогнозы. Приведем возможную схему применения экранопланов в транспортной системе:
- экранопланы взлетного веса от 1 до 30 т могут выполнять экскурсионно-туристические, санитарные и почтовые рейсы, доставку грузов в труднодоступные регионы, разведку полезных ископаемых, спасательные операции; «экономическая» высота полета - 0,73 метра;
- экранопланы взлетного веса от 30 до 150 т могут выполнять экскурсионные и грузопассажирские перевозки, разведку полезных ископаемых и рыбных запасов, операции по спасению терпящих бедствие на воде; «экономическая» высота полета - 3-7 метров;
- экранопланы взлетного веса от 150 до 500 т могут выполнять межконтинентальные грузовые и грузопассажирские перевозки, спасательные операции на воде и перевозку негабаритных, сыпучих и жидких грузов, а также экранопланы можно использовать в качестве мобильных баз-складов и центров; «экономическая» высота полета - 7-12 метров;
Масштабный ряд экранопланов схемы «утка»
Таблица 1
Характеристика СДП-09 СДП-10 СДП-11 СДП-12
Взлетный вес, кгс 2600 8000 30000 60000
Пассажирских мест 10 40 100 200
Дополнительный груз, кгс 100 400 2500 10000
Двигатель Автом. Toyota Автом. BMV Д-436 Д-436
3S-GTE V-10
Мощность max, л.с. 2x240 2x507 - -
Тяговые характеристики, кгс
Запас топлива, кгс - - 2x7500 2x7500
Скорость крейсерская, км/ч 400 2500 10000 20000
Высота полета, м 160 190 300 400
1 2 2,6 3
Сравнение экраноплана СДП-13 на 200 пассажиров с самолетами
Ту-154М и Бе-200
Таблица 2
Характеристика Ту-154М Бе-200 СДП-12
Взлетный вес Свзл, т 104 41 70
Вес полезной нагрузки 2пол.наго.-(Спасс."'"Сготза)| Т 18 6 30
Количество пассажиров Мпасс. > чел. 160 44 200
Вес топлива максимально Стоил.! Т 39,75 12,5 20
Относительный вес полезной (платной) загрузки ^гиштн. 0,173 0,146 0,43
Крейсерская скорость Чюйс, км/ч 900 520 400
Дальность полета 1-пол.максим.! КМ 5395 1500 5021
Стоимость перевозки 1т
полезного груза на 1 км Пути Цперев.платн. груза! РУб- (по ценам на сентябрь 2011 г.) 8,865 26,7 2,4
- экранопланы взлетного веса от 500 до 1000 т и выше могут использоваться для межконтинентальных грузовых и грузо-пассажирских перевозок, для перевозки тяжелых негабаритных грузов; «экономическая» высота полета - 12-20 метров.
Приведем технические характеристики масштабного ряда самостабилизирующихся экранопланов схемы «утка».
Для решения комплекса научно-прикладных задач наилучшим образом может быть использована интеллектуальная мощь Сибирского и Байкальского центров академии инженерных наук России, технологической академии и других научно-производственных коллективов.
Сравнительная характеристика экраноплана СДП-12 на 200 пассажиров с самолетами Ту-154М и Бе-200 представлена в табл. 2.
Как видно из табл. 2, стоимость перевозки 1 т полезного (платного) груза на 1 км пути для экраноплана СДП-12 в 3,7 раза меньше, чем на самолете Ту-154М, и более чем в 11 раз меньше, чем на Бе-200.
Создание и объединение транспортных потоков экранопланов с автомобильными и железнодорожными магистралями может стать могучим стимулом развития неосвоенных регионов Сибири с обеспечением национальной безопасности России.
В Иркутской научной школе накоплены уникальные теоретические и экспериментальные материалы (более двадцати авторских свидетельств и патентов) по исследованию взаимодействий экранопланов с окружающей средой, а также по модельным испытаниям экранопланов (рис. 2). Построены и успешно прошли испытания самоходные пилотируемые экранопланы АДП-04М (рис. 3) и АДП-05М "Орфей" (рис. 4).
Рис. 2. Модель океанского экраноплана АДП-03 на испытаниях
Рис. 3. Экраноплан АДП-04М над оз Байкал
Рис. 4. Экраноплан АДП-05М "Орфей"
Рис. 5. Экраноплан СДП-09
Экраноплан АДП-04М (рис. 3) был спроектирован и построен в Иркутском политехническом институте в 1970 г. Это был первый самоходный экраноплан компоновочной схемы «утка».
В настоящее время спроектирован и построен промышленный образец 10-ти местного экраноплана схемы «утка» (рис. 5). Этот экраноплан ждет инвестиций для доводки и проведения заключительных испытаний и для перехода к серийному производству
1. Суржик В.В. О возможности внедрения в транспортную систему экранопланов компоновочной схемы «утка». Геополитические и социально-экономические проблемы создания международных транзитных транспортных коридоров: монография Байкальского экономического форума. Т. 1. 2004. С. 383-386.
2. Аналитический доклад БЭФ. Транспортно-промышленное освоение Сибири и Дальнего Востока - системный фактор прорывного развития экономики России, ее интеграции в мировую систему: коллективная монография. ИЭОоП СО
ский список
РАН, 2006.
3. Суржик В.В., Мухопад Ю.Ф., Орлов И.И. Экранопланы в условиях сибирского климата: труды III Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата. Ч. VI. Якутск, 2006. С. 10-20.
4. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Перспективы развития нетрадиционных видов транспорта для Сибирских регионов: материалы второй межвузовской науч.-практ. конф. (16-18 мая 2011 г.). Иркутск. 2011. Т. 2. С. 408-413.
