Грузовой самолет (также известный как грузовой самолет , грузовое судно , авиалайнер или грузовой самолет ) — это самолет с неподвижным крылом , который спроектирован или переоборудован для перевозки грузов , а не пассажиров . Такие самолеты обычно имеют одну или несколько больших дверей для погрузки груза. Удобства для пассажиров удалены или не установлены, хотя в больших самолетах обычно имеются базовые удобства для экипажа, такие как камбуз, туалет и койки. [1] Грузовые суда могут эксплуатироваться гражданскими пассажирскими или грузовыми авиакомпаниями , частными лицами или правительственными учреждениями отдельных стран, например, вооруженными силами .
Самолеты, предназначенные для грузовых полетов, обычно имеют особенности, отличающие их от обычных пассажирских самолетов: широкое/высокое поперечное сечение фюзеляжа, высокое крыло , позволяющее грузовому отсеку располагаться у земли, многочисленные колеса, позволяющие приземляться в неподготовленных местах. и высоко расположенное хвостовое оперение, позволяющее загружать груз непосредственно в самолет и с него.
К 2015 году специализированные грузовые самолеты будут составлять 43% от вместимости 700 миллиардов АТК (доступных тонно-километров), а 57% будет перевозиться в грузовых отсеках авиалайнеров . Также в 2015 году Boeing прогнозирует, что доля грузовых перевозок вырастет до 63%, в то время как специализированные грузы составят 37% от 1200 миллиардов ATK в 2035 году. [2] Консалтинговая фирма Cargo Facts прогнозирует, что мировой парк грузовых самолетов вырастет с 1782 до 2920 грузовых самолетов. с 2019 по 2039 год. [3]
Самолеты начали использоваться для перевозки грузов в виде авиапочты еще в 1911 году. Хотя самые ранние самолеты не проектировались в первую очередь как грузовые перевозчики, к середине 1920-х годов производители самолетов проектировали и строили специальные грузовые самолеты.
В Великобритании в начале 1920-х годов была признана необходимость в грузовом самолете для быстрой перевозки войск и материалов для усмирения племенных восстаний на недавно оккупированных территориях Ближнего Востока . Vickers Vernon , развитие Vickers Vimy Commercial , поступил на вооружение Королевских ВВС в качестве первого специального военного транспорта в 1921 году. В феврале 1923 года он был использован иракским командованием Королевских ВВС , которое переправило около 500 сикхских военнослужащих из Ирака . Кингарбан в Киркук во время первой в истории стратегической переброски войск по воздуху. [4] [5] Викерс Викториас сыграл важную роль в Кабулском воздушном сообщении в ноябре 1928 – феврале 1929 года, когда они эвакуировали дипломатический персонал и членов их семей вместе с членами афганской королевской семьи, которым угрожала гражданская война . [6] Виктории также помогли открыть воздушные маршруты для авиалайнеров Handley Page HP.42 компании Imperial Airways . [7]
Arado Ar 232 , созданный немцами времен Второй мировой войны, был первым специально построенным грузовым самолетом. Ar 232 должен был заменить более ранние модификации грузовых самолетов Junkers Ju 52 , но было построено лишь несколько таких самолетов. Большинство других сил также использовали грузовые версии авиалайнеров в качестве грузовых, в первую очередь C-47 Skytrain версия Douglas DC-3 , которая служила практически во всех странах-союзниках. Одно важное нововведение в конструкции будущих грузовых самолетов было представлено в 1939 году с появлением пятого и шестого прототипов четырехмоторного военно-транспортного самолета Junkers Ju 90 с самым ранним известным примером задней погрузочной рампы. В этом самолете, как и в большинстве самолетов того времени, использовалось шасси с хвостовым волочением , из-за чего при приземлении самолет резко наклонялся назад. На этих самолетах был представлен Trapoklappe , мощный пандус/гидравлический подъемник с лестницей для персонала, расположенной между аппарелями транспортных средств, которая поднимала заднюю часть самолета в воздух и позволяла легко загружать. [8] Похожая задняя погрузочная рампа даже появилась в несколько иной форме на оснащенном носовым колесом американском двухмоторном грузовом самолете конца Второй мировой войны Budd RB-1 Conestoga .
Послевоенная Европа также сыграла важную роль в развитии современной отрасли грузовых и авиаперевозок. Это произошло во время Берлинской воздушной перевозки в разгар Холодной войны , когда Запад предпринял массовую мобилизацию самолетов для снабжения Западного Берлина продовольствием и припасами, по виртуальному круглосуточному воздушному мосту , после закрытия и блокады Советского Союза. Сухопутные связи Берлина с западом. Чтобы быстро поставить необходимое количество самолетов, многие старые типы, особенно Douglas C-47 Skytrain , были приняты на вооружение. В ходе эксплуатации выяснилось, что разгрузка этих старых конструкций занимала столько же времени или больше, сколько и гораздо более крупного трехколесного шасси Douglas C-54 Skymaster , на котором было легче передвигаться при приземлении. C-47 были быстро выведены из эксплуатации, и с тех пор плоские палубы стали обязательным требованием для всех новых грузовых конструкций.
В годы после войны был представлен ряд новых грузовых самолетов, построенных по индивидуальному заказу, часто с некоторыми «экспериментальными» функциями. Например, американский C-82 Packet имел съемную грузовую площадку, в то время как C-123 Provider представил теперь уже распространенную заднюю часть фюзеляжа и загнутую вверх форму хвоста, что позволило установить гораздо большую заднюю погрузочную рампу. Но именно появление турбовинтовых двигателей позволило этому классу повзрослеть, и даже один из его самых ранних образцов, C-130 Hercules , в 21 веке получивший название Lockheed Martin C-130J , до сих пор остается эталоном, по сравнению с которым новейший военный транспорт конструкции самолетов обмерены. Хотя на протяжении многих лет предлагались более крупные, меньшие и более быстрые конструкции, C-130 продолжает совершенствоваться такими темпами, которые позволяют поддерживать его производство.
«Стратегические» грузовые самолеты стали важным классом, начиная с Lockheed C-5 Galaxy в 1960-х годах и ряда аналогичных советских разработок 70-х и 80-х годов, а кульминацией стал Ан-225 , самый большой самолет в мире. Эти конструкции позволяют переносить самые тяжелые грузы, даже основные боевые танки , на глобальные расстояния. Первоначально Боинг 747 был разработан по той же спецификации, что и C-5, но позже был модифицирован и стал предлагаться как в пассажирском, так и в грузовом исполнении. «Выступ» в верхней части фюзеляжа позволяет освободить зону экипажа от выскальзывающих вперед грузовых контейнеров в случае аварии.
Когда был анонсирован Airbus A380 , производитель первоначально принял заказы на грузовую версию A380F, предлагающую вторую по величине грузоподъемность среди всех грузовых самолетов, уступающую только Ан-225. [9] Консультант по аэрокосмической отрасли подсчитал, что полезная нагрузка A380F будет на 7% выше, а дальность полета — на 7% выше, чем у 747-8F , но при этом стоимость полета будет выше. С мая 2020 года компания Portugal Hi Fly начала чартерные грузовые рейсы на самолете А380, доставляющем медикаменты из Китая в разные части мира в ответ на вспышку Covid-19. [10] Это позволяет практически320 м 3 груза между тремя палубами. [11] В ноябре 2020 года Эмирейтс начала предлагать мини-грузовой самолет A380, который позволяет перевозить 50 тонн груза в брюхе самолета. [12] [13]
Грузовые самолеты на протяжении многих лет широко использовались, но о нынешней важности грузовых самолетов мало говорят. Сегодня грузовые самолеты могут перевозить практически все: от скоропортящихся продуктов и припасов до полностью собранных автомобилей и домашнего скота. Наибольшее использование грузовых самолетов связано с увеличением онлайн-покупок через таких розничных продавцов, как Amazon и Ebay. Поскольку большинство этих товаров производятся по всему миру, [14] для их максимально быстрой доставки из точки А в точку Б используются авиаперевозки. Грузовые авиаперевозки значительно увеличивают стоимость мировой торговли. [15] Грузовые авиаперевозки перевозят товаров на сумму более 6 триллионов долларов США, что составляет примерно 35% мировой торговли по стоимости. Это помогает производителям снизить стоимость товаров, позволяет потребителям приобретать больше товаров и позволяет магазинам оставаться с товарами на полках.
Авиаперевозки важны не только с точки зрения доставки и транспортировки, но и очень важны в сфере трудоустройства. В грузовых авиакомпаниях США в августе 2023 года работало более 250 000 человек, [16] В августе 2023 года в грузовых авиакомпаниях США работало 268 730 человек, что составляет 34% от общего числа работников отрасли.
Почти все коммерческие грузовые самолеты, находящиеся в настоящее время в парке, являются производными или модификациями пассажирских самолетов. Однако есть еще три метода разработки грузовых самолетов. [17]
.jpg/1280px-Frola_91927_1259322186_(5777864292).jpg)
Многие типы самолетов можно переоборудовать из авиалайнера в грузовой самолет, установив грузовую дверь на главной палубе с ее системами управления; модернизация балок перекрытия для грузовых грузов и замена пассажирского оборудования и мебели на новые обшивки, потолки, освещение, полы, водостоки и детекторы дыма . Специализированные инженерные бригады конкурируют с Airbus и Boeing , давая самолету еще 15–20 лет жизни. Aeronautical Engineers Inc переоборудует Boeing 737-300 /400/800, McDonnell Douglas MD-80 и Bombardier CRJ200 .Компания Bedek Aviation компании Israel Aerospace Industries переоборудует самолеты 737-300/400/700/800 примерно за 90 дней, 767-200 /300 примерно за четыре месяца и 747-400 за пять месяцев, а также присматривается к Boeing 777 , Airbus A330 и А321 . [18] Компания Voyageur Aviation, расположенная в Норт-Бэй, Онтарио, переоборудует DHC-8-100 в DHC-8-100. [19]
Переоборудование A300B4-200F стоило 5 миллионов долларов в 1996 году, A300-600F - 8 миллионов долларов в 2001 году, McDonnell Douglas MD-11 F - 9 миллионов долларов в 1994 году, B767-300ERF - 13 миллионов долларов в 2007 году, Boeing 747-400 PSF - 22 миллиона долларов. В 2006 году A330-300 P2F оценивался в 20 миллионов долларов в 2016 году, а Boeing 777-200ER BCF в 40 миллионов долларов в 2017 году. Избегая установки дверей на главную палубу и полагаясь на более легкие лифты между палубами, LCF Conversions хочет переоборудовать самолеты A330/ A340 . или B777 за 6,5–7,5 миллионов долларов. [20] В середине 2000-х годов пассажирские 747-400 стоили 30–50 миллионов долларов до переоборудования в 25 миллионов долларов, Boeing 757 до переоборудования должен был стоить 15 миллионов долларов, а к 2018 году стоимость упала до менее 10 миллионов долларов, а 737 Classic - 5 миллионов долларов . к 2018 году падение до 2–3 миллионов долларов за Боинг 737-400. [21]
Большая часть затрат на разработку производных грузовых самолетов уже амортизирована, а время подготовки к производству короче, чем у всех новых самолетов. В переоборудованных грузовых самолетах используются старые технологии; их прямые эксплуатационные расходы выше, чем можно было бы достичь с помощью нынешних технологий. Поскольку они не предназначены специально для авиаперевозок, погрузка и разгрузка не оптимизированы; давление в самолете может быть больше, чем необходимо, и может быть ненужное оборудование для безопасности пассажиров.
Специализированный коммерческий грузовой самолет — это самолет, который с самого начала проектировался как грузовой, без каких-либо ограничений, вызванных пассажирскими или военными требованиями. На протяжении многих лет велся спор относительно экономической эффективности такого самолета, при этом некоторые грузовые перевозчики заявляли, что они могли бы постоянно получать прибыль, если бы у них был такой самолет. Чтобы помочь разрешить это разногласие, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) выбрало двух подрядчиков, Douglas Aircraft Co. и Lockheed-Georgia Co., для независимой оценки возможности производства такого грузового самолета к 1990 году. Это было сделано в рамках Исследование систем воздушных перевозок грузов/логистики (КЛАСС). Сообщается, что при сопоставимой полезной нагрузке специализированный грузовой самолет обеспечивает 20-процентное снижение стоимости поездки и 15-процентное снижение стоимости самолета по сравнению с другими грузовыми самолетами. Однако эти выводы чрезвычайно чувствительны к предположениям о затратах на топливо и рабочую силу и, в частности, к росту спроса на грузовые авиаперевозки. Кроме того, он игнорирует конкурентную ситуацию, вызванную более низкими капитальными затратами на будущие производные грузовые самолеты.
Основное преимущество специализированного грузового воздушного судна заключается в том, что оно может быть спроектировано специально для грузовых авиаперевозок, обеспечивая тип погрузки и разгрузки, пол, конфигурацию фюзеляжа и герметизацию, которые оптимизированы для его миссии. Более того, он сможет в полной мере использовать результаты ACEE НАСА, что потенциально позволит значительно снизить эксплуатационные расходы и расход топлива. Такие высокие накладные расходы повышают цену самолета и его прямые эксплуатационные расходы (из-за амортизации и затрат на страхование) и увеличивают финансовые риски для инвесторов, особенно потому, что он будет конкурировать с производными инструментами, которые имеют гораздо меньшие затраты на разработку на единицу и которые сами по себе внедрили некоторые технологии снижения затрат.
Одним из преимуществ совместной разработки является то, что затраты на разработку будут разделены между гражданским и военным секторами, а количество самолетов, необходимых военным, может быть уменьшено за счет количества гражданских резервных самолетов, приобретенных авиаперевозчиками и доступных военным в случае чрезвычайной ситуации. Есть некоторые возможные недостатки, такие как ограничения, налагаемые на совместную разработку, наказания, которым будут подвергнуты как гражданские, так и военные самолеты, а также трудность в обнаружении организационной структуры, которая разрешает их компромисс. От некоторых характеристик, присущих военному самолету, придется отказаться, поскольку они не подходят для гражданского грузового самолета. Более того, каждый самолет должен был бы нести некоторый вес, которого он не смог бы выдержать, если бы он был спроектирован независимо. Этот дополнительный вес снижает полезную нагрузку и рентабельность коммерческой версии. Это может быть компенсировано либо трансфертным платежом при приобретении, либо компенсационной выплатой операционных штрафов. Самое главное, не ясно, будет ли адекватный рынок для гражданской версии или будет ли она конкурентоспособна по цене с производными пассажирских самолетов.
Быстрый спрос на доставку и рост электронной коммерции стимулируют развитие грузовых БПЛА в 2020 году: [22]
Стартап Dorsal Aircraft в Карпинтерии, Калифорния, хочет сделать легкие контейнеры стандарта ISO частью своей конструкции беспилотного грузового самолета, где крыло, двигатели и хвостовое оперение прикреплены к спинной части фюзеляжа. Соединяющиеся алюминиевые контейнеры длиной 1,5–15,2 метра (5–50 футов) перевозят летные грузы с целью снизить расходы на международные авиаперевозки на 60% и планируют переоборудовать C-130 H с помощью Wagner Aeronautical из Сан-Диего, Опыт переоборудования пассажирских перевозок в грузовые. [23]
Пекинская компания Beihang UAS Technology разработала высотный БПЛА дальнего действия BZK-005 для грузовых перевозок, способный перевозить 1,2 т (2600 фунтов) на расстояние 1200 км (650 морских миль) на высоте 5000 м (16000 футов). Garuda Indonesia проведет испытания трех из них первоначально в сентябре 2019 года, а затем начнет работу в четвертом квартале. Гаруда планирует использовать до 100 грузовых БПЛА для соединения отдаленных регионов с ограниченным количеством аэропортов в Малуку , Папуа и Сулавеси . [24]
