Перспективы использования авиационных систем легче воздуха

Публикации последних лет о перспективах применения дирижаблей и гибридов на основе аэростатических транспортных летательных аппаратов (АТЛА), как в отечественных, так и в зарубежных специализированных изданиях, показывают неослабевающий интерес к этому виду транспорта. А противоречивость оценок эффективности и вариантов использования отражает активный научный поиск его разработчиков и потенциальных пользователей.

Алдюхов Александр Александрович.Старший аудитор департамента внутреннего аудита ОАО «Аэрофлот». В 1980 г. окончил РКИИ ГА. После окончания очной аспирантуры РКИИ ГА в 1989 г. защитил диссертацию по теме «Совершенствование производственно-хозяйственной деятельности управления воздушным движением ГА». Работал научным сотрудником ОНИЛ-7 (РКИИ ГА), ведущим экономистом МЦ АУВД, с 1990 по 1994 г. начальником отдела договоров и цен, зам. начальника службы экономики и развития ЦУ МВС. В 1994-97 г.г. работал представителем ОАО «Аэрофлот» в Риме, с 1997 г. на различных должностях в финансовых и коммерческих подразделениях Аэрофлота. В настоящее время занимает должность старшего аудитора департамента внутреннего аудита ОАО «Аэрофлот». Имеет научно-методические разработки в области прогнозирования, экономического и финансового планирования, расчета себестоимости и ценообразования авиаперевозок, аэронавигационных и аэропортовых услуг. Принимал участие в подготовке концепции реформирования МГА, создания Росаэронавигации и системы взаиморасчетов на основе аэронавигационных и аэропортовых сборов.

Наглядный пример – принятая правительством Ульяновской области с энтузиазмом в 2010 году пятилетняя программа строительства дирижаблей дискообразной формы с трёхмиллиардным бюджетом под названием «Создание аэростатических термобалластируемых летательных аппаратов «(1). Проект представило на МАКС-2009 ОАО «Локомоскай» на основе разработок советских инженеров 80-х годов. Были подготовлены поручение Президента РФ от 24.11.2009, распоряжение Правительства Ульяновской области от 26.02.2010, заключены соглашения, выделены средства.





Но спустя три года, в июле 2012, своим же решением правительство области вынуждено было отменить программу (2). Проект содержал значительные технические ошибки. Причину коротко можно объяснить выводами экспертов об отсутствии в мире на тот период реализованных разработок и материалов, подтверждающих возможность создания дирижаблей грузоподъёмностью 600 тонн и даже значительно меньшей.

Срыв такого масштабного проекта говорит о существующей проблеме – барьере между научной обоснованностью создания аппарата и возможностью его производственно-промышленной реализацией. Встает вопрос, возможно ли предусмотреть все трудности эксплуатации таких больших систем, достигла ли наука уровня анализа и моделирования их реального управления.

Степень сложности задачи подтверждается отсутствием практики создания таких гигантов в мире и, соответственно, опыта их эксплуатации. Сверхтяжелые грузоподъёмные АТЛА в мире существуют только в проектах, летают, в основном, их модели грузоподъемностью до 1-2 тонн.

В феврале 2013 г. в США была отменена программа по созданию самого крупного дирижабля последнего времени LEMV (Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle),  выполнявшаяся по планам Пентагона компанией Northrop Grumman и израсходовавшая 517 млн. долл. Официально причинами указаны технические и производственные проблемы, финансовые ограничения (3).





Имея современные достижения в авиационных, атомных, машиностроительных отраслях, освоении космоса, наука столкнулись с трудностями, которые, казалось бы, были преодолимы в 30-е годы ХХ столетия. Рекорд дирижабля Hindenburg LZ 129 (1936-1937 г.), имевшего в длину 246 м и грузоподъемностью 120 т, современными АТЛА пока не преодолён (4). Однако научно-технические решения того периода, заключают эксперты, для современных условий примитивны и опасны.

Научная и псевдонаучная полемика о возможности создания АТЛА супергрузоподъёмностью 500 и 1000 т на конференциях и в интернете усиливается. СМИ и рекламодатели уверенно анонсируют научно-производственный прорыв в этом направлении (5,6). Разработчики, в поисках инвесторов, подтверждают возможности АТЛА, но достижимый в настоящее время уровень полезной нагрузки ограничивают 60-ю тоннами.

Как экономисту-транспортнику, работающему в авиации, мне интересны новые разработки и с научной, и с профессиональной точки зрения. Проблема создания и, главное, использования более эффективного вида транспорта на наших обширных территориях является прорывом и новым шагом развития авиационной отрасли. Практический интерес представляет оценка экономического эффекта внедрения АТЛА в эксплуатацию, однако, в условиях неопределенности характеристик и стоимостных показателей, результаты будут носить приблизительный характер. Одновременно, с его помощью можно получить  ответ на противоречивый с точки зрения перспективы и реальности вопрос: имеет ли решающее значение подъемная «тяжеловесность» АТЛА, выступающая основным стимулом дирижаблестроения или другие аргументы не менее значимы?

Первоначально проведем аналитическую сопоставимость аппарата легче воздуха с другими транспортными средствами (ТС) по параметрам его преобладающей эффективности.

Основные преимущества АТЛА описаны в достаточном количестве в технико-экономической литературе по транспортным проблемам. Кратко сформулируем, на наш взгляд, самые значимые. Это:

— более высокая энергетическая эффективность перевозки, возникающая за счет компенсации собственного веса,  на значительные расстояния, по сравнению с другими видами воздушного и некоторых видов наземного транспорта;

— требует на порядок менее затратное строительство и содержание наземной инфраструктуры, включая сооружения для начально-конечных перевозочных операций и технического обслуживания;

— имеет более высокий уровень навигационного потенциала по сравнению с возможностями других видов транспорта, позволяющий обеспечивать спрямление и оптимизацию маршрутов, доставку грузов и пассажиров в нужное место без дополнительных временных и экономических затрат на подвоз;

— экономическая выгодность совмещения перевозок: с последующим монтажом негабаритных и тяжеловесных грузов; с использованием больших внутренних пространств аппаратов для  работ, в т.ч. по тематике перевозки: медицинских, исследовательских, контрольно-ведомственных, командных и т.д.;

— энергетически менее затратная функция реализации подъема, выведения на значительные высоты специализированных платформ производственного, исследовательского, военного и другого характера по сравнению с самолетной, вертолетной и ракетной техникой.

Перечисленные и иные факторы теоретической эффективности АТЛА, вместе с более высокой безопасностью и экологичностью перевозок, позволяют, по крайней мере, ставить их в один ряд с другими ТС и реализовывать интенсивную научно-экспериментальную работу по внедрению в транспортную индустрию.

Отступая от анализа, добавим, что заинтересованность в реализации преимуществ высказывают и государственные структуры, и частные инвесторы. Перспективы разработок активно обсуждались на последних международных конференциях «Логистика негабаритных и тяжеловесных грузов: Россия, Балтия и СНГ» г. Москва 2011 г. (7), «Транспортные дирижабли для Севера» 2013 г. Анкоридж (США) (8) и др.

Наиболее результативными проектами на настоящий момент оказались зарубежные программы. Проходит испытания и готовится к началу эксплуатации грузовой дирижабль фирмы Lockheed Martin Р-791, выполненный по заказу агентства Пентагона DARPA. В 2013 г. канадская фирма Alberta-based Aviation Capital Enterprises из г. Калгари, заключив контракт с Lockheed Martin на поставку коммерческих дирижаблей, должна профинансировать разработку, сертификацию и производство серии летательных аппаратов SkyTug, основанных на демонстраторе дирижабля гибридного типа P-791. Первый полет P-791 состоялся в 2006 г.(9). Также в производственной эксплуатации находятся разработанные в 1997 г. немецкой фирмой Luftschifftechnik GmbH & Co KG из города Фридрихсхафена дирижабли  Zeppelin NT. (10) Серьезных результатов в проведении испытаний в 2013 г. достигли калифорнийская корпорация Аэрос, США, и британская компания Hybrid Air Vehicles. Главное, что все эти компании в той или иной степени поддерживаются госструктурами (11).





В России в 2012 г. было заявлено два проекта. Газета «Взгляд» от 05.09.2012 сообщила, что в проекте программы Минпромторга «Развитие авиационной промышленности на 2013-2025 годы» планируется заказ на НИОКР по разработке дирижабля грузоподъемностью до 10 т, с примерным бюджетом 450 млрд.руб.(24).  Второе, 19.10.2012 резидентом «Фонда Сколково» стала компания «ОКБ АТЛАНТ», разрабатывающая гибридный проект аэростатического транспортного  ЛА «АТЛАНТ» с первоначально заявленной грузоподъемностью до 16 т, с последующим увеличением до 250 т.

Однако, до настоящего времени, по последним данным, проект программы Минпромторга не утвержден, АТЛАНТ может быть профинансирован Фондом «Сколково» на 75%, однако данных о выделении грант пока не опубликовано (25). Зарубежные разработки в эксплуатацию также не запущены.

Трудность реализации концепции АТЛА характеризуется не только сложностью конструкции, но и проблемами управляемости, высокой метеозависимостью навигации и непроработанностью вопроса наземного обеспечения. Нет четкого описания, что понимать под инфраструктурой воздухоплавательных аппаратов, какие требования должны предъявляться к местам стоянки и техобслуживания, условиям погрузочно-разгрузочных операций, топливо- и газозаправочным комплексам и т.д.

Эти и другие проблемы, в первую очередь отсутствие источников стабильного финансирования, говорят о том, что понимания и единодушия, как в научном, так и в авиационном сообществе о перспективах создания отечественного воздухоплавательного транспорта нет. А надвигающаяся экономическая нестабильность ставит вопросы целесообразности самих разработок и эффективности инвестиций в них.





На этой стадии обсуждения логика эксплуатанта и перевозчика требует сделать попытку расчета коммерческих и экономических характеристик воздушного судна (ВС), исходя из возможного спроса и объема перевозок. Вернемся к анализу решением обратной задачи, оценкой возможной эффективности эксплуатации и попытаемся дать представление о перспективности АТЛА как нового вида ТС.

В начале анализа обозначим некоторые условия и инструментарий расчета.

Грузовые перевозки авиацией трудно прогнозируемы и менее стабильны, чем пассажирские, поэтому АТЛА мы будем рассматривать, в первую очередь, как пассажирский транспорт. Повторим, грузоперевозки, особенно крупногабаритные, требуют отдельного исследования потребности рынка в них.

Методология расчета основана на сравнении потенциала доходности и суммы возможных затрат на эксплуатацию за календарный период год с определением экономического эффекта.

В публикациях последних лет средняя стоимость экспериментального дирижабля с полезной нагрузкой 1-3т. называлась в районе 3 млн. долл. (12). С учетом серийного производства, допускаем, что гибридный аппарат будет стоить не более 5-6 млн. долл., иначе, его конкурентоспособность из-за сроков окупаемости и величины амортизационных отчислений резко уменьшается. Стоимость сопоставимых по скорости ТС: вертолета 3-11 млн. долл.(13), электровоза 2-3 млн. долл.(14), комфортабельного автобуса или автофургона – до 1 млн. долл (15). Если учесть, что к будущим партиям необходимо прибавить расходы на НИОКР, то стоимость серии аппаратов станет критической. Далее поясним это на структуре соотношений групп расходов на эксплуатацию (16).

Для ответа на вопрос о востребованности перевозок на АТЛА зададим параметры его эксплуатации по следующим критериям:

— привлекательность маршрута и условия перевозки должны позволять моделировать спрос, обеспечивающий занятость кресел до 70 % и более в течение всего года (для удобства расчета выберем компоновку со 100 пассажирскими креслами);

— протяженность маршрута и уровень тарифов должны быть сравнимы с наземным видом транспорта, т.к. скорости их сопоставимы, самолеты из-за сверхскоростей пока вне конкуренции;

— реальность выполнения программы должна подтверждаться наличием аэродрома базирования, возможностью и удобством проведения погрузочно-разгрузочных операций в местах посадки и т.д.

Для наглядности допустим, что одним из оптимальных вариантов является маршрут Москва-Можайск/Бородино-Москва, имеющий протяженность 100-120 км, привлекающий расположением военно-исторического музея-заповедника «Бородинское поле», обширных дачных угодий, природных мест отдыха, а также мобильностью местного населения в поездках в Москву. Местом базирования авиаотряда АТЛА может стать бывший военный аэродром «Кубинка».

Места посадки реальны как в городе Можайске и на Бородинском поле, так и в Западном или Северо-Западном административных округах Москвы в районе от Рублевского водохранилища, вдоль поймы Москвы-реки, до метро Тушинская или Кунцевская.

Стоимость проезда электропоездом до Бородино и обратно в 2013 г. составляла 430 руб., на автомобиле 600-800 руб.(18).

Парк воздушных судов (ВС) условно определим в 4 АТЛА. Отправление в зависимости от спроса установим с обеих сторон маршрута с часовым или меньшим интервалом. При скорости 100-120 км/ч один оборотный рейс с получасовой стоянкой составит 3 летных часа (л.ч.). В сутки одно ВС должно сделать 4 рейса, с учетом подлета от/до аэродрома налет составит 13 ч., за год 4550 л.ч., без 2-х недель на техобслуживание.

Расчет произведем в условной единице расчета, равной одному американскому доллару по курсу 32,5 руб./долл. на 01.10.2013 (19). Конкурентоспособная цена перевозки туда-обратно для пассажира среднего достатка, на наш взгляд, составит 20 у.е. или 650 руб. При загрузке 70%, один оборотный рейс даст 1450 у.е., за сутки 7000 у.е., за год (350 дн.) 2 450 тыс. у.е.

Допускаем, что в праздничные и выходные дни цена может составить 40 у.е., при загрузке 90%. В этом случае доходы увеличатся до 2,84 млн. у.е. Также, в случае доминирования односторонней загрузке от Москвы, для удовлетворения спроса, начало перевозки возможно осуществлять с одной стороны с повышением тарифа до 30 у.е., что может довести доход до 3,0 млн. у.е. в год на одно ВС.

Расчет расходов произведем на основе данных, опубликованных в литературе (16), по структурам затрат в действующих авиакомпаниях. Из публикаций следует, что  усредненное соотношение расходов в общем объеме имеет следующую структуру: авиатопливо 30%, аэропортовое, аэронавигационное и обслуживание пассажиров на борту – 20(10+5+5)%, техобслуживание (ТО) и содержание ВС -10%, амортизация или лизинговые платежи 10%, содержание летно-технического и наземного состава – 30 %, расходы административные, по продаже перевозок (исключая представительства) и прочие производственные -10%.

Для АТЛА минимизируем расходы на пассажиров на борту и аэропортовые и, объединяя оставшиеся, перераспределяем в соотношение:

— авиаГСМ  – 35%;

— ТО, амортизация и аэронавигационные сборы  –  20%;

— фонд платы труда (ФОТ), содержание летно-технического и командного персонала – 35%;

— административные, продажа и пр. производственные – 10%.

Таким образом, имея возможность определить по заработной плате (ЗП) летно-технического состава уровень расходов по ФОТ, а по часовому расходу топлива двигателями затраты на авиаГСМ для одного АТЛА, можно рассчитать примерный уровень эксплуатационных, или более современно операционных, расходов авиакомпании (воздухоплавательной фирмы) из 4-х и более ВС на год.

Первоначально произведем расчет ФОТ летно-технического и наземного состава. Все суммы на оплату труда являются условными и могут изменяться в зависимости от конкретных ситуаций. Учитывая сменность без ночных перевозок, по опыту авиакомпаний (20), установим для одного ВС четыре экипажа по 2 пилота. В месяц ЗП командира в среднем составит 5000 у.е., второго пилота 4500. Также для обслуживания одного ВС необходимы 2 техника с оплатой по 3500 у.е. Кроме 40 человек летно-технического состава для 4 ВС, для координационной работы необходимы диспетчер (4000 у.е.) и по одному специалисту на регистрации и посадке в начально-конечных пунктах перевозки (2000 у.е.), всего 12 чел. Сумма ЗП за год для 4 ВС составит 2 544 тыс. у.е. или 636000 у.е. на 1 ВС.

Допускаем, что АУП компании должен составлять не более 20% от работников эксплуатации. Для получения всего ФОТ общие годовые расходы по ЗП увеличиваем на необходимые отчисления, около 25-27%. Итоговая сумма за год составит для всей авиакомпании 3 847 тыс. у.е.

Из полученной суммы общие затраты на АУП (20%) после вычета отчислений составят 509 тыс. у.е. на год или 42,4 тыс. у.е. в месяц, это, примерно, 10 -12 человек.

Разделив ФОТ компании на 4 ВС получаем, что для обеспечения работы одного ВС в течение года на ФОТ всех специалистов, включая АУП, потребуется 962 тыс. у.е. или около одного миллиона.

Второй расчет произведем для определения расходов на авиаГСМ. Учитывая уровень доходов на 1 ВС до 3 млн. у.е. в год и 35%-ной доли топлива в структуре всех расходов, мы вынуждены принять лимит на топливные затраты в размере 1 млн. у.е. в год на 1 ВС. Разделив его на 4550 л.ч. получаем максимальную сумму расходов в час на ВС 220 у.е.

Стоимость авиа-керосина на 01.10.2013 в центральном регионе составляла 33-35 000 руб./т, условно около 1000 у.е./т, бензина Аи-95  – 39000 руб/т или 1180 у.е./т., ДТевро – 32000 руб./т или 970 у.е./т (21). Исходя из данных цен, часовой расход топлива для одного АТЛА должен составлять 220 л авиа-керосина или 185 л бензина или 215 л дизтоплива. Вышеопределенная топливная эффективность может соответствовать 4 поршневым двигателям LOM PRAHA М-337С по 250 л.с, двум дизельным RED A03 V12 мощностью по 500 л.с. (22) и т.д. Данные примеры приведены в качестве иллюстрации, рассчитать мощность силовой установки для АТЛА с полезной нагрузкой 10-16т и установить возможность использования с таким расходом должны специалисты.

К перечисленным обязательным расходам следует отнести амортизационные отчисления, зависящие от первоначальной стоимости ВС. При стоимости АТЛА 5-6 млн. у.е. они составят 350-400 тыс. у.е. в год, если они будут отнесены к 6-й группе основных средств со сроком полезного использования до 15 лет как самолеты (23). Однако, в настоящий момент дирижабли без механической тяги относятся к 3-ей группе ОС со сроком до 5 лет использования, что значительно увеличивает отчисления на амортизацию. От группы ОС и стоимости аппаратов в значительной степени зависит рентабельность их эксплуатации.

Расходы на ТО и запчасти, аэронавигационное обслуживание, а также по наземному обеспечению, продаже перевозок, рекламе и маркетингу в наших расчетах должны составлять не более 350 тыс. у.е. на 1 ВС в год или 1,4 млн. у.е. на компанию. Тогда прибыль будет достигнута на уровне 5-10% от расходов, что является приемлемой величиной для привлекательности и окупаемости инвестиций. Однако это достаточно напряженная программа.

В рамках расчетных величин имеется возможность дальнейшего моделирования и оправданного изменения соотношений. Вместе с тем укажем, что расчеты дают только первоначальное представление о возможностях использования в эксплуатации АТЛА и не претендуют на единственно справедливые.

По результатам данного исследования можно сделать некоторые выводы, позволяющие коснуться перспектив нового вида транспортных средств.

Первое и самое главное, коммерчески правильно сконструированный аэростатический транспортный летательный аппарат имеет весомые перспективы занять нишу пассажирских и грузовых перевозок массового использования.

Второе. Расчеты показали, что значительных преимуществ воздухоплавательный транспорт перед другими видами не имеет, за исключением места свободного приземления. Его тихоходность не позволяет конкурировать с самолетами, т.к. он должен быть эффективнее их в 8-9 раз, чтобы расходы его 8 летных часов на преодоление 900 км были меньше расходов самолета, который тратит на это расстояние один час. Наземные виды транспорта имеют меньшую метеозависимость и также, преодолевая расстояния со скоростью 100-150 км/час, проигрывают в доставке считанные час-два. Поэтому, чтобы выиграть конкуренцию, необходимо с начала разработки АТЛА закладывать в него решения, повышающие эффективность эксплуатации и, в первую очередь, топливную и ценовую.

Третье. Проекты, ограничивающие применение АТЛА специальными грузоперевозками, патрулированием, военными задачами, не позволяют развивать промышленное производство аппаратов до объемов самоокупаемости, тем более покрытия инвестиций в НИОКР. А эффективность от минимизации наземной инфраструктуры можно определить только при использовании на единичных крупных стройках или в масштабах государства, что затрудняет получение прямых инвестиций и это демонстрирует большинство зарубежных разработок. Необходимо переходить от проектирования разовых аппаратов к программам пассажирских и грузовых перевозок, понятным и привлекательным частному бизнесу и государственным структурам.

В заключение отметим, что презентация гигантских проектов не всегда необходима и оправдана, средние и малые аппараты имеют не меньший, а в некоторых случаях и значительно больший потенциал.

О колоссальных возможностях воздухоплавательных средств в современной  экономике и их громадной эффективности автором будет изложено в следующей статье.

Ссылки на источники:

1. http://lenta.ru/articles/2010/03/04/saucer/

2. http://www.rg.ru/2012/07/04/reg-pfo/otmena.html

3. Отмена LEMV http://www.dailytechinfo.org/military/4563-otmenena-programma-po-       razrabotke-voennyh-dirizhabley-lemv.html

4. Гинденбург http://omop.su/article/11/518543.html

5. АТЛАНТ-Авгурь грузопод.250 т http://www.aviaport.ru/news/2013/08/09/261240.html

 http://rosaerosystems.ru/atlant/

 НТВ   25.09.2013 http://skolkovo-ru.livejournal.com/874755.html

6. Инвестиции в 1000 т грузоподъемности и 190 т в ДЦ-Н1 

investinnoprom.ru/gruzovye-dirizhabli.php

7. «Логистика негабаритных и тяжеловесных грузов: Россия, Балтия и

СНГ»http://www.aviaport.ru/digest/2011/11/22/225362.html

8. http://www.aviaport.ru/digest/2013/07/17/259459.html конф. в Анкоридже

9. http://www.ato.ru/content/novyy-tip-letatelnogo-apparata-poluchaet-kommercheskoe-primenenie  Aviation Capital Enterprises.

10. http://www.zeppelinflug.de/zeppelin-nt-main-en.html  Zeppelin NT

11. http://www.militaryparitet.com/ttp/data/ic_ttp/3422/ Британская компания Hybrid Air

     Vehicles создала гибридный дирижабль Hybrid Air Vehicles 304.

12. http://www.aviaport.ru/news/2013/08/09/261240.html

13 http://www.neftegaz-leasing.ru/products/leasing_of_aircraft/conjuncture_russian_helicopter_market/

14. http://www.npktrans.ru/Doc.aspx?docId=4247&CatalogId=653

15. http://avtofura.ru/

16. http://www.aex.ru/docs/2/2011/4/13/1323/  Структура стоимости авиабилета

rudocs.exdat.com/docs/index-418091.html?page=6

annualreport2012.aeroflot.ru/financial-report/costs-of-operational-activity/

17. http://www.myhelicopter.ru/forum/sales/247/

www.neftegaz-leasing.ru/products/leasing_of_aircraft/conjuncture_russian_helicopter_market/

18. Стоимость проезда эл. до Бородино http://rasp.yandex.ru/

19. Курс рубля http://quote.rbc.ru/cur/

20. Экипажи на 1 ВС http://www.aviaport.ru/news/2011/04/06/213448.html

21. Стоимость топлива http://mg-oil.ru/nefteprodukty/aviacionnyj-kerosin-ts-1/

22. Двигатели http://engine.aviaport.ru/issues/10/page30.html

rt-aero.ru/index.php/dvigatel

23. Классификация основных средств http://base.garant.ru/12125271/

24. http://vz.ru/economy/2012/9/5/596603.html

25. http://vpk-news.ru/news/13549

Александр Алдюхов  

Источник: diskolet.ru