Среда, 26 января 2022

Тенденции

Самолет облегчать изнутри

О важности «культуры веса» при проектировании самолетов известно с самой зари авиации, и конструкцию летательных аппаратов стараются сделать максимально легкой. В последнее время это все больше касается и интерьеров.

[divider][space height=»20″]

[dropcap color=»#555555″]В[/dropcap]сем известно, что чем меньше масса самолета, тем лучше он летает (образно выражаясь) и «дешевле обходится полет» – если, конечно, облегчение не вступает в конфликт с необходимыми прочностными характеристиками. Облегчать саму конструкцию дальше практически невозможно: авиастроители и так потратили десятилетия на борьбу с лишним весом и на разработку достаточных для безопасной эксплуатации норм прочности. В серийном авиалайнере облегчение можно провести только за счет «начинки» – интерьера. Задача навряд ли более простая, чем «битва за килограммы», развертывающаяся в авиастроительных КБ.

Дизайнерам интерьеров, как и авиастроителям, приходится совмещать жесткие нормы прочности и весовую экономию, но вдобавок им надо обеспечить и эстетическую составляющую: и просто пристойный вид салона, подобающий, кстати, его классу, и индивидуальный стиль, который так ценят заказчики. И при этом все усилия окажутся тщетными, если кресла окажутся попросту неудобными – в конце-концов, потребителем-то является пассажир. И именно он в конечном итоге оплачивает все работы.

Компоненты интерьера можно разделить на три группы.

Первая – это «обивка», панели потолка, стен, багажные полки и перегородки. Меняют их редко, как и элементы второй группы – блочные конструкции, закрепляющиеся на полу. Это кухни, уборные и туалеты. Эти нередко вообще полностью поменять не удается, поскольку установка происходит в процессе сборки фюзеляжа самолета. Ну и третья группа – это «расходные материалы», которые в ходе жизни меняются несколько раз. В первую очередь это кресла.

Две последних категории идут на усмотрение авиакомпаний, в то время как первая является унифицированной для большинства самолетов и создается под непосредственным присмотром его разработчика. Весовая экономия тут закладывается еще на этапе проектирования самолета, и дает неплохие результаты, в основном за счет совершенствования материалов и конструкции багажных полок как самого крупного и многочисленного элемента «заводского» интерьера.

Кабинное оборудование, его комплектацию и размещение на самолете выбирают авиакомпании, и тут многое зависит от ниши, в которой она работает. Для лоу-коста кухня, по большому счету, не нужна, да и «классические» авиакомпании на коротких маршрутах стараются сэкономить на питании пассажиров, или хотя бы на объемах и комплектации кухонь. Например, на многих рейсах исчезли печки, замененные «термосами».
С другой стороны, на дальних маршрутах, при наличии премиум и бизнес-класов наличие на борту таких излишеств, как эспрессо-машина, пресс для сэндвичей, тостер и даже специальный холодильник для вина, является обязательным, и «обычным», малость «простывшим» бортпитанием не обойтись – приходится готовить прямо в воздухе. А это значит возить с собой полный набор кухонных принадлежностей, и иногда даже шеф-повара…

interior_6Что касается конструкции кухонь, то тут имеется некоторый простор в плане применения новых материалов – замене алюминиевых профилей на композиты, например. Разрабатываются и принципиально новые концепты кухонь, но до их внедрения еще далеко.

Кухня – вообще штука консервативная, да еще и на самолете по сути несменяемая, и потому, прежде чем выйти с новой конструкцией на рынок, ее надо досконально испытать, сертифицировать, и убедить авиакомпании переходить на новый стандарт. Тут и повышенная эргономика и радикальное снижение веса и следующая из него экономия топлива могут не перевесить преимущества имеющейся единой для всего флота системы.

Уборная – другое дело, и тут есть над чем поработать. Байка про то, что самое безопасное сиденье в самолете именно в туалете, действительно имеет под собой основания, и не только потому, что туалет часто находится в хвостовой, самой безопасной части фюзеляжа.

Современный авиационный туалет – модульная конструкция, и этот модуль-коробка собран из мощных алюминиевых профилей, способных и вправду выдержать изрядные нагрузки. До катапультируемых туалетов, как в «Кин-дза-дзе», не додумались, но конструкция получилась все равно заметно перетяжеленной, в то время как спасательные функции вообще-то на нее не возлагаются. Вот авиакомпании и начинают выяснять, нельзя ли всю эту раму сделать полегче? И конструкторы делают ее легче, используя углепластики, меняя трубы и фитинги, ставя более легкие водонагреватели и просто уменьшая количество деталей и их соединений не в ущерб надежности.

Ну и, конечно, изменяется и сама сантехника. Новые туалеты вдвое легче стандартных авиационных, а для слива им достаточно, как утверждают конструкторы, всего полстакана воды. Насколько это правда, можно только проверить самим, но вот то, что эти заверения позволяют сократить объем водяных баков, и уменьшить и их массу, и, главное, массу их содержимого – факт.

Однако ж вся эта экономия – ничто по сравнению с тем, чего можно добиться в пассажирском салоне, поработав с креслами – самым многочисленным изделием на борту авиалайнеров после крепежа. При нынешней борьбе за снижение веса интерьеров и возможности (и необходимости) достаточно часто менять кресла все авиакомпании в первую очередь смотрят на весовые характеристики кресел. И в первую очередь кресел эконом-класса.

interior_5

Выбор именно этих сидений для экспериментов по снижению веса очевиден: их просто-напросто больше, чем каких-либо других. Если каждое из кресел бизнесс-класса, а их на самолете десятка два-три, на полтора килограмма, выигрыш в весе не превысит полусотни килограмм, а вот если удастся с каждого места эконома срезать хотя бы полкило, то на каком-нибудь B777 это даст полторы сотни килограмм чистого выигрыша. Опять же, экспериментируя с экономом, авиакомпания особо не рискует – пассажиры там невзыскательные, и смирятся практически с любой новинкой, а вот в бизнесс-классе потребителю нужна соответствующая, традиционная обстановка «солидности», и появление «легковесов», особенно не спрятанных под роскошной обивкой, может вызвать отторжение – со всеми вытекающими финансовыми последствиями для авиакомпании.

Но в любом случае тенденция налицо: за последние десять лет кресла всех классов стали легче процентов на двадцать. Есть на рынке и ультралегкие кресла, заметно превышающие этот показатель, но они не получают большого распространения – именно потому, что авиакомпании хотят сэкономить. Как правило, сверхлегкие кресла, спроектированные на основе самых современных «космических» технологий, имеют «космические» цены, что, по мнению многих авиакомпаний, делает их использование непрактичным. Тем не менее, технологии, примененные в таких креслах, со временем имеют все шансы стать массовыми. Так случилось, например, с углепластиками. Известны они достаточно давно, но поначалу были слишком дороги для того. Чтобы приносить какую-либо реальную экономию. Сейчас же и материалы подешевели, и необходимость в снижении веса для экономии топлива сильна как никогда…

[divider][space height=»20″]

interior_3

[dropcap color=»#555555″]К[/dropcap]ак ни странно, основная доля сокращения веса в креслах происходит не от использования современнейших материалов, а от грамотного проектирования и использования новых технологий обработки известных материалов. Например, несколько алюминиевых деталей и соответствующий крепеж заменяют на одну деталь сложной формы, ставят новую легкую обивку, а кое-где на место жесткой рамы сетку – и вот вам 500 грамм на сборку блоков кресел.

Параллельно с облегчением кресел эконом-класса они худеют, что также с воодушевлением встречается авиакомпаниями. Пассажирам же радоваться особо не приходится: вместо увеличения шага кресел и появления пространства, где можно вытянуть ноги, авиакомпании впихивают в салон еще один ряд кресел, утверждая, что эргономика пассажирских мест от этого в итоге не ухудшилась. Ну а чтобы хоть чем-то отвлечь пассажиров от грустных мыслей об обуянных наживой перевозчиках, им дают систему развлечений – но и тут можно сэкономить по весу.

Причем не на отказе от этой системы вообще или хотя бы замене стационарного оборудования на «Айпады», а в рациональном проектировании совместно с производителями кресел. Действительно, в традиционном виде кресло и IFE – два независимых изделия, и одно обычно просто прикручивается к другому. Но если сразу проектировать клиентский модуль IFE как часть кресла, можно сэкономить и на весе крепежных конструкций, и на весе электроники. Последнее происходит потому, что электроника при неудачном монтаже требует систем охлаждения, которые и весят, и энергию потребляют. Если же все делается как единый блок, то же охлаждение можно изначально построить более рационально, и сэкономить массу.

interior_4

У производителей есть возможность и снижать цены на новые шедевры кресельного дизайна, совершенствуя процесс проектирования. Большое значение имеет компьютерное моделирование как для выяснения эргономики кресла, так и его характеристик по массе и выдерживаемым нагрузкам. В последнее время это дополняется еще и технологиями объемной печати, позволяющими оперативно изготавливать модели узлов кресел, иной раз даже с подобными механическими свойствами. Такое моделирование позволяет выяснить некоторые моменты задолго до изготовления реального прототипа кресла и сэкономить уйму денег.

Что касается материалов, то тут дела продолжают идти в гору. Постепенно для коммерческой индустрии становятся доступными титановые, алюминиево-литиевые и магниевые сплавы, ранее секретные и использовавшиеся исключительно на военной и космической технике. Особые надежды в плане облегчения конструкции кресел связываются с графеном – углеродным волокном, обладающим огромной прочностью и прочими полезными характеристиками. Правда, сейчас графен производится исключительно в лабораториях и количества его хватает только на проведение экспериментов. Но, поскольку нужда в подобных материалах крайне велика, ожидается, что графен начнет применяться в коммерческих электронных устройствах в 2015-2020 годах, а в качестве конструкционного материала – в 2035 году. Но какими к тому моменту будет самолеты?

(по материалам Дмитрия Черток)

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.