Закрытое акционерное общество
«Авиационный Научно-Производственный Центр «ЭКИП»
Москва 2008 г.
1. Краткое описание проекта
Глобальная цель проекта состоит во внедрение в массовую эксплуатацию беспилотного амфибийного летательного аппарата, обладающего комплексом достоинств, отсутствующим на ныне применяемых и разработанных летательных аппаратах.
Летательные аппараты «ЭКИП» (в дальнейшем предполагается создание не только беспилотного) обладает целым рядом преимуществ благодаря применённым при их создании техническим решениям:
- Аэродинамически несущий корпус аппарата в форме толстого крыла малого удлинения, объединяющий функции крыла и фюзеляжа.
- Профиль корпуса аппарата, обеспечивающий ламинарное обтекание большей части верхней поверхности аппарата и позволяющий установить на верхней кормовой части вихревую систему управления течением в пограничном слое, для безотрывного обтекания корпуса. Профиль корпуса позволяет установить на нижней поверхности аппарата взлетно-посадочное устройство на воздушной подушке.
- Вихревая система управления движением потока воздуха на кормовой поверхности аппарата обеспечивает его безотрывное обтекание на всех режимах полета, включая взлет и посадку с большими углами атаки.
- Струйно-посадочное устройство на воздушной подушке позволяющее осуществить взлет и посадку на аэродромах любой категории, в том числе и с укороченной взлетно-посадочной полосой, земляные площадки и водные поверхности.
- Изготовление корпуса аппарата и оперения из композиционных материалов, что обеспечивает малый вес конструкции, технологичность изготовления, долговечность и коррозионностойкость.
Все упомянутые решения реализованы на аппаратах «ЭКИП», логично увязаны между собой и дополняют друг друга.
Следует отметить, что реализация вышеупомянутых решений позволяет существенно улучшить технические характеристики аппарата «ЭКИП-АУЛА». Так форма несущего корпуса аппарата (см. рис. 1) в виде почти полусферы позволяет минимизировать «сухой» вес аппарата благодаря его большой строительной высоте. Уменьшает вес аппарата также и то, что отсутствие несущих крыльев и колесного шасси практически освобождает конструкцию от концентрации нагрузок и облегчает почти полный переход к композитным материалам.
Если учесть, что наличие системы управления пограничным слоем (УПС) повышает коэффициент аэродинамического качества такого сравнительно малого аппарата (его длина ~ 2 м) как «ЭКИП-АУЛА» до значений 14-16, то появляется возможность размещения на аппарате сравнительно большого полезного груза (до 20% от максимального взлётного веса). Сравнить эту характеристику с близкими по весу зарубежными аппаратами затруднительно из-за отсутствия аналогов, но один пример привести можно:
«Футура» (Франция) G полезн / G взл = 1/6 (Но, время полёта вдвое меньше, чем у
«ЭКИП-АУЛА» и для взлёта требуется пороховой ускоритель).
В таблице 1 приведены основные параметры аппарата «ЭКИП-АУЛА».
Параметры аппарата
Таблица 1
Наименование характеристики |
Значение параметров |
1. Полный взлетный вес, кг |
250-280 |
2. Полезный груз, кг |
20-50 |
3. Скорость полета макс, км/час |
300 |
4. Скорость полета крейсерская км/час |
180 |
5. Высота полета, макс М |
3000 |
6. Полетной время макс, час |
2 |
7. Топливо КГ |
105 |
8. Длина, м |
2,027 |
9. Размах, м |
3,655 |
10. Высота, м |
0,71 |
11. Двигатели |
1-4 |
12. Тяга макс, кг |
80-130 |
13. Тяга управляющих двигателей макс, кг |
10-20 |
14. Площадь воздушной подушки, м^2 |
1,71 |
15. Давление на грунт, кг/м^2 |
<205 |
16. Длина разбега, м |
До 160 |
17. Взлетная скорость км/час |
108 |
18. Взлетно-посадочная полоса |
Грунт, вода |
Следует отметить, что аппарат «ЭКИП, это малозаметный летательный аппарат не только благодаря тому, что корпус и другие наружные элементы конструкции изготовлены из композитных материалов (возможно с добавлением радиопоглощающих наполнителей), но и также плоским соплам тяговых двигателей (струя быстрее распадается и температура газа на среде сопли ниже, чем у двигателей с обычными соплами). Кстати, поворот плоских сопел увеличивает управляющий момент по тангажу, что позволяет снять остроту вопроса обеспечения статической устойчивости на всех режимах полёта.
Конструкция аппарата «ЭКИП-АУЛА» оставляет возможность дальнейшего совершенствования. Так установка на концах крыльев сопел с тягой ~ 10 кг (с возможностью регулирования величины тяги и её направления) позволяет осуществлять взлёт-посадку по крутым траекториям и с малыми скоростями. Благодаря работе системы УПС и большой площади аппарата в плане, он балансируется на предельно малой скорости, а управление осуществляется как за счёт поворота плоских сопел тяговых двигателей (по тангажу), так и за счёт управляющих сопел (рыскание и крен). Таким образом компенсируется недостаточная эффективность аэродинамических рулей на сверхмалой скорости.
Аппарат «ЭКИП- АУЛА» осуществляет взлёт и посадку по «самолётному» без каких-либо ускорителей (что значительно удешевляет эксплуатацию).
Из пилотажно-навигационного оборудования неизменными остаются только электрический автопилот, в состав которого входит высотомер, и радиокомандная линия связи. Системы определения положения аппарата в пространстве (GPS или иная), а тем более полезный груз (теле или инфракрасные передатчики, магнитометры или иной спецгруз) определяются решаемыми задачами.
Решение задачи — создание и серийное производство товара – в данном случае аппарата «ЭКИП-АУЛА» по-крупному распадается на два этапа:
Первый — разработка, испытание и доведение до серийного производства. Здесь имеется полная ясность: ЗАО «АНПЦ ЭКИП» с привлечёнными специалистами и организациями с учётом большого объёма проведенного НИОКРа с этой задачей справится.
Второй – организация серийного производства на специализированных заводах при кураторстве АНПЦ «ЭКИП».
Наиболее рационально разместить заказы на сертифицированных предприятиях например – ОНПП «Технология» г. Обнинск или Луховицкий Авиационно-Производственный испытательный комплекс РФК МиГ.
В таблице 2 указаны работы и стоимости первого этапа.
Таблица 2
Работы |
Стоимость млн. руб |
Сроки исполнения мес. |
1. Разработка |
21 |
8 |
2. Изготовление 3-х опытных аппаратов |
60 |
16 |
3. Наземные и лётно-конструкторские испытания |
54 |
18 |
4. Подготовка серийного производства |
15 |
12 |
Итого |
150 |
3 года с учётом одновременности работ |
В отличии от обычных грузо-пассажирских самолётов, беспилотный аппарат «ЭКИП-АУЛА» имеет такой сравнительно большой (по сравнению с предыдущими этапами) срок подготовки серийного производства потому, что предназначение аппарата в определённый мере влияет и на его конструкторскую «начинку». Так при уменьшении веса полезной нагрузки и желании заказчика увеличить время полёта возможен вариант с большим запасом топлива и наоборот. Габариты полезного груза могут потребовать перекомпоновки приборного отсека и других узлов и т. д. Разумеется, все эти коррекции не затрагивают существенно внешнего облика аппарата и работу его основных систем.
Обсуждения с представителями предприятий – изготовителей планера позволяют определить ориентировочные затраты на производство летательных аппаратов «ЭКИП-АУЛА».
Предлагается использование практически всех компонентов аппарата российского производства. Исключение составляют лишь тяговые двигатели (нужного номинала двигатели АМТ (AVIATION MICROJET TECHNOLOGY) типа АТ 450 (4 шт.) с номинальной тягой 200н, или АТ 1500 (1 шт.) с номинальной тягой 670 н).
В таблице 3 приведена укрупнённая оценка себестоимости беспилотного аппарата «ЭКИП-АУЛА» при серийном производстве.
Таблица 3
Компоненты и работы |
Кол. |
Стоимость тыс. руб |
1. Планер, воздуховоды, шасси на воздушной подушке |
1 |
1050 |
2. Двигатели тяговые |
4(1) |
840(450) |
3. Двигатели вспомогательные |
2 |
180 |
4. Топливная система |
1 |
90 |
5. Диаметральный вентилятор |
1 |
90 |
6. Система управления пограничным слоем |
1 |
300 |
7. Система управления с приводами |
1 |
750 |
8. Система электроснабжения и запуска |
1 |
150 |
9. Сборка, испытания и наладка |
|
750 |
|
Итого |
4200 (3810) |
2. Описание предприятия и его цели.
Работы над новой технологией «ЭКИП», позволяющий с помощью принципиально новой и высокоэффективной системы управления пограничным слоем (УПС) подойти к созданию летательных аппаратов нового типа – совмещение функций толстого крыла и несущего фюзеляжа, большая площадь аппарата в плане и чрезвычайное удобство размещения вместо обычного шасси воздушной подушки (отсюда и действительная безаэродромность и амфибийность) и т. д. были начаты под руководством проф. Л. Н. Щукина ещё в 80-х годах в НПКФ «ЭКИП».
В полную силу они развернулись с образованием в 1992 г. АОЗТ «Авиационный концерн ЭКИП».
Учредителями концерна были:
АО «Саратовский авиационный завод» — 50 % акций
НПП «Триумф» — 25 % акций
НПКФ «ЭКИП» — 25 % акций
В 1998 г. АОЗТ перерегистрировался в ЗАО «Авиационный концерн ЭКИП» с тем же составом учредителей и их долями акций.
В 1999 г. образован «Авиационный Научно-Производственный центр ЭКИП» (АНПЦ «ЭКИП») с несколько изменённым составом учредителей:
А. О. «Саратовский авиационный завод» — 48,53 %
НПП «Триумф» — 24,25 %
НПКФ «ЭКИП» — 24,26 %
Центральная База Авиационной Охраны Лесов «Авиалесоохрана» — 1 %
Научная финансово-промышленная компания «ЭНИТ» — 0,6 %
Мусаялян Роберт Николаевич — 0,7 %
Красковский Вольтер Макарович — 0,3 %
Ахунов Рашит Гарифзянович — 0,13 %
Ковалевский Андрей Игоревич — 0,11 %
Осипов Вячеслав Анатольевич — 0,11 %
В настоящее время все работы сосредоточены в АНПЦ «ЭКИП». Основной объем проектно-конструкторских работ выполнил НПП «ТРИУМФ».Патентобладателем всех патентов является также АНПЦ «ЭКИП».
Продвижение к намеченным целям (а это не только беспилотные аппараты «ЭКИП-АУЛА», но и пилотируемые – их проектные параметры приведены в таблицах 4 и 5) возможно будет сопряжено с необходимостью изменения формы собственности. АНПЦ «ЭКИП» готов уступить часть акций реальному инвестору или образовать новую финансово-устойчивую структуру с заинтересованными юридическими или физическими лицами.
3. Руководители АНПЦ «ЭКИП» и ведущие специалисты,
работающие над проектом «ЭКИП».
- AMM
- Зельвинский Семён Михайлович – к.т.н. – и.о. Генерального Конструктора
- Липницкий Юрий Михайлович – д.т.н, профессор;
- Долгополов Александр Андреевич – к.т.н;
- Журавлев Юрий Федорович – к.т.н ;
- Разумов Эдланд Петрович – руководитель конструкторских работ по аппарату «ЭКИП».
4. Подготовка пользователей
Для реализации технического и гарантийного обслуживания аппаратов «ЭКИП-АУЛА» предполагается создание нескольких региональных центров. Подготовка персонала для обслуживания может осуществляться непосредственно на базе АНПЦ «ЭКИП», а по мере расширения сферы использования и в региональных центрах.
Аппараты «ЭКИП-АУЛА» не требуют для запуска сложных пусковых установок и пороховых ускорителей, что упрощает работу и соблюдение норм техники безопасности.
Обслуживание полезного груза производится по собственным нормативам.
5. Прогноз рынка летательных аппаратов «ЭКИП-АУЛА»
Классическое маркетинговое исследование предполагает анализ рынка разрабатываемого товара. Однако, в данном случае следует отметить, что рынок беспилотных летательных аппаратов ещё не сформировался.
Существует несколько стран, которые в последнее десятилетие уделяют этим аппаратам должное внимание: США («Предейтор RQ – 1А» и «Предейтор В – 002», «Глоубал Хоук», «Пегас»), Израиль (с 1990 г. выпускает и широко применяет боевой БПЛА «Харпи»), Россия (разведчик «Шмель», применявшийся в Чечне).
К этим странам в последнее время присоединился европейский авиационно-космический концерн EADC («CAMARAD»), Швеция (ударный БПЛА «SAAB»), Италия («Фалько»).
Однако, все эти аппараты – это боевые ударные беспилотники (БПЛА). Они предназначены для обнаружения объектов противника и их уничтожения и лишь небольшая часть из них предназначается в качестве мишеней. Повторяется история первой четверти ХХ века. В конце Первой Мировой Войны боевая авиация достигла достаточно высокого уровня, а гражданская ещё только зарождалась. Хотя боевое применение БПЛА делает только первые шаги, оно признаётся весьма успешным как на Ближнем Востоке, так и в Югославии и Афганистане. Немалое значение имеет и то, что по мнению экспертов стоимость решения боевой задачи беспилотниками в 3-4 раза обходится дешевле чем пилотируемыми самолётами и в 10 раз вертолётами.
Однако, крупные авиационные фирмы, накопив опыт применения боевых БПЛА, начинают серьёзную работу по создания БПЛА различного назначения в предвидении появления мирового рынка беспилотных летательных аппаратов. Именно для этой цели крупнейшая авиастроительная компания «Боинг» образовала в ноябре 2001 г. в Сент-Луисе подразделение «Беспилотные системы» со штатом 400 человек.
В тоже время следует отметить, что большинство созданных и разрабатываемых БПЛА построены по традиционной самолётной схеме и только незначительная часть из них (например, ударный БПЛА «SAAB», Швеция) имеют несущий фюзеляж, плоские сопла реактивных двигателей и двухкилевое оперение. Заметно явное стремление к освоению новой технологии в самолётостроении, которая ещё 10 лет назад нашла своё наиболее совершенное воплощение в технологии «ЭКИП».
В полной мере новые тенденции не могут дать эффект без использования высокоэкономичной системы управления пограничным слоем (УПС), а эта система является ноу-хау именно технологии « ЭКИП».
Каковы же перспективы рынка для беспилотного летательного аппарата «ЭКИП – АУЛА», учитывая его двойное предназначение, его малую радиолокационную, инфракрасную и акустическую заметность (двигатели внутри корпуса, турбулентность на поверхности мала, а плоская струя из сопел быстро распадается)?
Широкий спектр применения – мониторинг нефте-газомагистралей, ЛЭП (можно обнаружить даже пробитый изолятор в фарфоровой гирлянде), косяков рыб и рыбоохраны – это лишь немногое из области возможного применения «ЭКИП – АУЛА». Кстати, в последний области применения аппарат по мнению работников рыбоохраны мог бы не только практически бесшумно и неожиданно появиться над браконьерским судном и передать на командный пункт информацию и подробные снимки, но и поразить судно – браконьера по команде с пункта. Следует заметить, что относительно малые радиусы инерции аппарата благодаря его не вытянутой, а почти полусферической форме, позволяют быстро совершать угловые развороты в том числе изменять угол атаки. Наличие системы УПС, обеспечивающей безотрывное обтекание до углов атаки 30 – 40° позволяет резко изменять и высоту полета. Всё это существенно ослабляет огневое противодействие судна – нарушителя.
Патрулирование обширных океанских пространств может быть организовано и по принципу барражирования в океанском небе пилотируемого аппарата «ЭКИП – МАТКИ», содержащего на борту несколько аппаратов типа «ЭКИП – АУЛА» воздушного базирования. Аппараты «ЭКИП» для этой цели подходят больше всего.
Рыночные перспективы для аппаратов «ЭКИП – АУЛА» представляются весьма положительными, как в России, так и за рубежом.
Суммируя мнения экспертов различных ведомств можно ожидать, что, уже через 1-2 года после начала серийного выпуска интерес к аппарату возрастет настолько, что минимальное потребное количество будет измеряться сотнями штук.
При себестоимости аппарата (с полезным грузом) 4200-4500 тыс. руб. ориентировочная цена продажи – 7500- 9000 тыс. руб.
Следует отметить, что стоимость дополнительного оборудования (не специального полезного груза) мало изменит принятую стоимость аппарата.
Так простой комплект спутникового определения положения аппарата в пространстве (GPS) стоит всего ~ 10 000 USD.
Цена в 7 500 000. Руб. за аппарат представляется весьма умеренной. Для сравнения: Южная Корея заплатила Израилю за БПЛА «Харпи» с соизмеримым по весу полезным грузом (фугасная бомба весом 32 кг) и из дополнительных приборов – система наведения на излучающие антенны РЛС типа применявшихся США во Вьетнаме на ракетах «Сайдуиндер», за каждый из 100 аппаратов по 520 тыс. USD. И при этом, что «Харпи» — явно устаревший аппарат – он выпускается серийно с 1990 г.
6. План производства
Основываясь на прогнозе рынка и экспертных оценках, а также учитывая определенную настороженность покупателя к новому товару, минимальный объем производства определим величинами, приведенными в таблице 4 (учитывая, что на втором году серийный выпуск начнется только во втором полугодии).
Таблица 4
годы
объем производства |
1-й год |
2-й год |
3-й год |
4-й год |
5-й год |
6-й год |
7-й год |
8-й год |
9-й год |
10-й год |
штуки |
10 |
50 |
100 |
150 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
200 |
7. Инвестиционные достоинства проекта.
1. Быстрая окупаемость первоначального вложения в проект средств. Уже на 5-й год после начала работы инвестор не только покроет расходы, но и начнет получать прибыль (см. разд. 10). Столь быстрый и надежный финансовый успех определяется несколькими факторами:
— В работе используются серьезные научные и конструкторские разработки, экспериментальные исследования (включая продувки в аэродинамических трубах) и лётные испытания моделей,
— Прототип аппарата «ЭКИП – АУЛА» (он носит название «РУМ Л2-3» и его внешние размеры одинаковы с «АУЛА») создан несколько лет назад и прошел заводские испытания. Оснастка для изготовления корпуса и других внешних деталей имеется в наличии, а также рулевые органы с соответствующими приводами. Имеется также готовый блок УПС, и прототип системы управления. Разумеется, что имеется и рабочая документация для изготовления и сборки.
На все эти работы АНПЦ «ЭКИП» (и его предшественники) затратил до 10 млн. USD в течении 10 лет. Становясь партнером АНПЦ «ЭКИП» инвестор становится совладельцем высокотехнологичной продукции и отнюдь не вкладывает деньги «на пустом месте».
2. Аппараты «ЭКИП» имеют достаточную юридическую защиту – три ранее упомянутых Российских патента и один патент USA. В настоящее время готовится ещё несколько заявок на патенты.
3. Прототип «ЭКИП – АУЛА» (он носит название «РУМ –Л2-3») создавался как радиоуправляемая модель масштаба 1/5 пилотируемого аппарата «ЭКИП – Л2-3» с взлётным весом 12 т. (см. табл. 4) и первоначально рассматривался только как экспериментальный аппарат для лётной отработки основных технических решений новой авиационной технологии «ЭКИП». Поэтому появление «ЭКИП – АУЛА» будет ещё и крупным шагом на пути создания пилотируемых летательных аппаратов «ЭКИП», и инвестиционная привлекательность проекта пилотируемых «ЭКИП»ов резко повысится. В этой ситуации инвестор-партнер на этапе создания беспилотного «ЭКИП – АУЛА» будет участником бизнеса, где прибыль (да и престиж) будут несоизмеримо большими.
8. Конструктивные и Технологические риски
Технологический уровень, воплощённый в проекте «ЭКИП-АУЛА» соответствует рубежу XX—XXI веков. Успешно эксплуатируются и продаются (в том числе и на экспорт) цельнокомпозитные отечественные самолёты СУ-26, СУ-29, прошли сертификационные испытания SR-20 и Columbia – 300 (США), Grob – 200 (Германия) и др. Поэтому технологических рисков при создании корпуса аппарата и других внешних элементов не ожидается. Импортные двигатели фирмы АМТ (АТ 450 или АТ 1500)- отработанный и существующий на рынке продукт, а система управления прототипа «ЭКИП-АУЛА» уже практически изготовлена на предприятии НПП «Алмаз».
И хотя аппарат в полностью собранном виде с работающими двигателями ещё не испытывался в аэродинамической трубе, вопрос о его работоспособности и устойчивости движения не вызывает опасений. Это объясняется тем, что алгоритмы системы управления обеспечивают устойчивое движение на всех этапах полёта даже при существенном отличии реальных характеристик от расчётных. В частности, несмотря на то, что по проведенным специалистами ЦАГИ расчётам аппарат обладает достаточным запасом статической устойчивости, система управления обеспечивает устойчивое движение и статически неустойчивого аппарата.
Такой же подход реализован и в боковом движении в вопросе взаимоотношении коэффициентов боковой и путевой устойчивости.
С достаточным запасом выбраны и эффективности управляющих органов.
Аппарат способен взлетать при боковом ветре до 9 м/сек (это по отношению к взлетной скорости составляет 30 %, в то время как большинство самолётов допускают эту величину в соответствии с АП-25, не более 13-15 %).
Корпус и наружные элементы аппарата выполнены в соответствии с проведенными прочностными расчётами и их прочность подтверждена статическими испытаниями на прототипе.
Таким образом, в проекте «ЭКИП-АУЛА» явных конструктивно-технологических рисков не содержится.
9.Структура цены
Структура цены первого этапа работы – «Разработка, испытания и доведение до серийного производства», и курирование работ 2-го второго этапа – «Подготовка серийного производства» *
Таблица 5.
N П/П |
Наименование Статей расходов |
Всего млн. руб. |
|
1 |
Материалы |
6,3 |
|
2 |
Спецоборудование |
15,3 |
|
3 |
Основная заработная плата |
12 |
|
4 |
Дополнительная заработная плата |
32,1 |
|
5 |
Отчисления на социальное страхование |
15,6 |
|
6 |
Услуги сторонних организаций |
16,8 |
|
7 |
Накладные расходы (50% от основной З/П) |
6 |
|
8 |
Командировки |
2,4 |
|
9 |
Прочие расходы |
27,9 |
|
10 |
Себестоимость |
134,4 |
|
11 |
Прибыль |
0,6 |
|
12 |
Цена |
135 |
|
* 15 млн. руб. – стоимость второго этапа – средства, идущие изготовителям на подготовку серийного производства .
Расшифровка затрат по статье «Спецоборудование»
Таблица 6.
N п/п |
Наименование спецоборудования |
Сумма млн. руб |
1 |
Построение и оборудование стенда для заводских испытаний аппарата |
7,5 |
2 |
Специальные устройства для проведения трубных испытаний |
1,8 |
3 |
Система управления и измерения для трубных испытаний |
2,1 |
4 |
Спецоборудование для стартового комплекса |
2,1 |
5 |
Спецоборудование для управления и слежения за полетом аппарата |
1,8 |
|
Итого |
15,3 |
10. Рисунки, чертежи
Рис. 1 Внешний вид и основные геометрические параметры
Рис.2 Прототип аппарата на заводском стенде
Рис. 3 Летающая автономно-управляемая модель АУЛАЛ2-3
Рис. 4 Модель аппарата «ЭКИП» в полете над Саратовским аэродромом
Рис. 1 Внешний вид и основные геометрические параметры
Рис 2. Прототип аппарата на заводском стенде
Рис. 3 Летающая автономно-управляемая модель АУЛАЛ2-3 Model AULAL2-3 flying independently — controlled
Рис. 4 Модель аппарата «ЭКИП» в полете над Саратовским аэродромом