Грузовой самолет (также известный как грузовой самолет , грузовое судно , транспортный самолет или грузовой реактивный самолет ) — это самолет с фиксированным крылом , который спроектирован или переоборудован для перевозки грузов , а не пассажиров . Такие самолеты обычно имеют одну или несколько больших дверей для загрузки груза. Удобства для пассажиров удалены или не установлены, хотя обычно есть основные удобства для экипажа, такие как камбуз, туалет и койки в более крупных самолетах. [1] Грузовые самолеты могут эксплуатироваться гражданскими пассажирскими или грузовыми авиакомпаниями , частными лицами или государственными учреждениями отдельных стран, такими как вооруженные силы .
Грузовые самолеты обычно имеют особенности, которые отличают их от обычных пассажирских самолетов: широкое/высокое поперечное сечение фюзеляжа, высокорасположенное крыло, позволяющее размещать грузовой отсек близко к земле, многочисленные колеса, позволяющие приземляться в неподготовленных местах, и высоко расположенная хвостовая часть, позволяющая загружать и выгружать грузы непосредственно в самолет.
К 2015 году специализированные грузовые самолеты будут составлять 43% от 700 миллиардов ATK (доступных тонно-километров) грузоподъемности, в то время как 57% перевозится в грузовых отсеках авиалайнеров . Также в 2015 году Boeing прогнозирует, что грузовые перевозки на фюзеляже вырастут до 63%, в то время как специализированные грузы будут составлять 37% от 1200 миллиардов ATK в 2035 году. [2] Консалтинговая фирма Cargo Facts прогнозирует, что мировой флот 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 первые самолеты не были изначально предназначены для перевозки грузов, к середине 1920-х годов производители самолетов проектировали и строили специализированные 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 , усовершенствованный Vickers Vimy Commercial , поступил на вооружение Королевских ВВС в качестве первого специализированного военного транспорта в 1921 году. В феврале 1923 года он был использован командованием Королевских ВВС в Ираке , которое перевезло около 500 сикхских солдат из Кингарбана в Киркук в первой в истории стратегической воздушной переброске войск. [4] [5] Vickers Victorias сыграли важную роль в воздушном мосте из Кабула в ноябре 1928 года — феврале 1929 года, когда они эвакуировали дипломатический персонал и их иждивенцев вместе с членами афганской королевской семьи, находящимися под угрозой гражданской войны . [6] Victorias также помогли проложить воздушные маршруты для авиалайнеров Handley Page HP.42 компании Imperial Airways . [7]
Arado Ar 232 , немецкий проект Второй мировой войны , был первым специально построенным грузовым самолетом. Ar 232 был предназначен для замены более ранних грузовых переоборудованных Junkers Ju 52 , но было построено всего несколько экземпляров. Большинство других сил также использовали грузовые версии авиалайнеров в качестве грузовых, в частности, версию C-47 Skytrain самолета Douglas DC-3 , которая служила практически всем союзным странам. Одно важное новшество для будущего проектирования грузовых самолетов было введено в 1939 году с пятым и шестым прототипами четырехмоторного военного транспортного самолета Junkers Ju 90 , с самым ранним известным примером задней погрузочной рампы. Этот самолет, как и большинство самолетов его эпохи, использовал шасси с хвостовым колесом , из-за чего самолет имел определенный наклон назад при посадке. Эти самолеты представили Trapoklappe , мощный пандус/гидравлический подъемник с лестницей для персонала, расположенной по центру между пандусами гусеничного пути транспортного средства, который поднимал заднюю часть самолета в воздух и позволял легко производить погрузку. [8] Похожая задняя погрузочная рампа, хотя и в несколько иной форме, появилась на американском двухмоторном грузовом самолете Budd RB-1 Conestoga конца Второй мировой войны, оснащенном носовым колесом .
Послевоенная Европа также сыграла важную роль в развитии современной отрасли грузовых авиаперевозок и авиаперевозок. Это произошло во время Берлинского воздушного моста в разгар Холодной войны , когда Запад предпринял массовую мобилизацию самолетов для снабжения Западного Берлина продовольствием и припасами, фактически в круглосуточном воздушном мосту , после того как Советский Союз закрыл и блокировал наземные пути сообщения Берлина с Западом. Чтобы быстро поставлять необходимое количество самолетов, многие старые типы, особенно Douglas C-47 Skytrain , были введены в эксплуатацию. В ходе эксплуатации было обнаружено, что для разгрузки этих старых конструкций требовалось столько же или даже больше времени, чем для гораздо большего трехопорного шасси Douglas C-54 Skymaster, которое было легче перемещать при приземлении. Самолеты C-47 были быстро сняты с эксплуатации, и с тех пор плоские палубы стали обязательным требованием для всех новых грузовых конструкций.
В годы после войны было представлено несколько новых грузовых самолетов, изготовленных по индивидуальному заказу, часто с некоторыми «экспериментальными» функциями. Например, американский C-82 Packet имел съемный грузовой отсек, в то время как C-123 Provider представил ныне распространенную форму задней части фюзеляжа/стреловидного хвоста, что позволило установить гораздо большую заднюю погрузочную рампу. Но именно внедрение турбовинтового двигателя позволило классу стать более зрелым, и даже один из его самых ранних образцов, C-130 Hercules , в 21 веке как Lockheed Martin C-130J , по-прежнему является мерилом, по которому оцениваются новые конструкции военно-транспортных самолетов . Хотя более крупные, меньшие и более быстрые конструкции предлагались в течение многих лет, C-130 продолжает совершенствоваться такими темпами, которые позволяют ему оставаться в производстве.
«Стратегические» грузовые самолеты стали важным классом, начиная с Lockheed C-5 Galaxy в 1960-х годах и ряда аналогичных советских конструкций 70-х и 80-х годов, и достигнув кульминации в Антонове Ан-225 , самом большом самолете в мире. Эти конструкции предлагают возможность перевозить самые тяжелые грузы, даже основные боевые танки , на глобальных расстояниях. Boeing 747 изначально был разработан по тем же спецификациям, что и C-5, но позже модифицирован как конструкция, которая может быть предложена как в пассажирской, так и в грузовой версии. «Выступ» в верхней части фюзеляжа позволяет зоне экипажа быть свободной от грузовых контейнеров, выскальзывающих спереди в случае аварии.
Когда был анонсирован Airbus A380 , производитель изначально принимал 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 у A380F будет на 7% больше грузоподъемности и дальности полета, чем у 747-8F , но также и более высокие расходы на поездку. С мая 2020 года португальская Hi Fly начала выполнять грузовые рейсы на A380, перевозя медицинские принадлежности из Китая в разные части мира в ответ на вспышку COVID-19. [10] Это позволяет почти320 м3 груза между тремя палубами. [11] В ноябре 2020 года Emirates начала предлагать мини-грузовой самолет A380, который позволяет перевозить 50 тонн груза в фюзеляже самолета. [12] [13]
Грузовые самолеты имели множество применений на протяжении многих лет, но нынешняя важность грузовых самолетов не так уж широко обсуждается. Сегодня грузовые самолеты могут перевозить практически все, от скоропортящихся продуктов и расходных материалов до полностью собранных автомобилей и скота. Наибольшее использование грузовых самолетов связано с ростом онлайн-покупок через розничных продавцов, таких как Amazon и eBay. Поскольку большинство этих товаров производится по всему миру, [14] воздушные грузы используются для их максимально быстрой доставки из пункта А в пункт Б. Воздушные грузы значительно увеличивают стоимость мировой торговли, [15] воздушные грузы перевозят товаров на сумму более 6 триллионов долларов США, что составляет примерно 35% мировой торговли по стоимости. Это помогает производителям снижать стоимость товаров, позволяет потребителям приобретать больше товаров и позволяет магазинам сохранять товары на полках.
Воздушные грузоперевозки важны не только в аспекте доставки и отправки, но и в сфере занятости. Компании по авиаперевозкам по всем Соединенным Штатам нанимают более 250 000 сотрудников, [16] В августе 2023 года грузовые авиалинии США наняли 268 730 сотрудников, что составляет 34% от общего числа сотрудников отрасли.
Почти все коммерческие грузовые самолеты, которые сейчас находятся в парке, являются производными или преобразованиями пассажирских самолетов. Однако есть три других метода развития грузовых самолетов. [17]
.jpg/1280px-Frola_91927_1259322186_(5777864292).jpg)
Многие типы могут быть преобразованы из авиалайнера в грузовой, путем установки грузовой двери на главной палубе с ее системами управления; модернизации балок пола для грузовых грузов и замены пассажирского оборудования и мебели на новую обшивку, потолки, освещение, полы, стоки и дымовые детекторы . Специализированные инженерные команды соперничают с Airbus и Boeing , давая самолету еще 15–20 лет жизни. Aeronautical Engineers Inc преобразует Boeing 737-300 /400/800, McDonnell Douglas MD-80 и Bombardier CRJ200 . Israel Aerospace Industries ' Bedek Aviation преобразует 737-300/400/700/800 примерно за 90 дней, 767-200 /300 примерно за четыре месяца и 747-400 за пять месяцев, и рассматривает Boeing 777 , Airbus A330 и A321 . [18] Компания Voyageur Aviation, расположенная в Норт-Бей, Онтарио, переоборудует DHC-8-100 в грузовой самолет DHC-8-100 Package Freighter Conversion. [19]
Стоимость переоборудования A300B4 -200F в 1996 году составила 5 млн долларов, A300 -600F - 8 млн долларов в 2001 году, McDonnell Douglas MD-11 F - 9 млн долларов в 1994 году, B767 -300ERF - 13 млн долларов в 2007 году, Boeing 747-400 PSF - 22 млн долларов в 2006 году, A330 -300 P2F оценивался в 20 млн долларов в 2016 году, а Boeing 777 -200ER BCF - в 40 млн долларов в 2017 году. Избежав установки двери на главной палубе и полагаясь на более легкие лифты между палубами, LCF Conversions хочет переоборудовать A330/ A340 или B777 за 6,5–7,5 млн долларов. [20] В середине 2000-х годов стоимость пассажирских самолетов 747-400 составляла 30–50 миллионов долларов до переоборудования в 25 миллионов долларов, стоимость Boeing 757 до переоборудования составляла 15 миллионов долларов, а к 2018 году она упала до менее 10 миллионов долларов, а стоимость 737 Classic составляла 5 миллионов долларов, а к 2018 году — до 2–3 миллионов долларов для Boeing 737-400 . [21]
Производные грузовые самолеты имеют большую часть своих затрат на разработку уже амортизированных, и время выполнения заказа до производства короче, чем у всех новых самолетов. Переделанные грузовые самолеты используют старые технологии; их прямые эксплуатационные расходы выше, чем те, которые могли бы быть достигнуты с помощью современных технологий. Поскольку они не были разработаны специально для авиаперевозок, погрузка и разгрузка не оптимизированы; самолет может быть герметизирован больше, чем необходимо, и могут быть ненужные устройства для безопасности пассажиров.
Специализированный коммерческий грузовой самолет — это самолет, который изначально проектировался как грузовой, без ограничений, вызванных пассажирскими или военными требованиями. На протяжении многих лет шел 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 исследования систем грузовых/логистических воздушных перевозок (CLASS). При сопоставимой полезной нагрузке, как утверждается, специализированный грузовой самолет обеспечивает 20-процентное снижение стоимости поездки и 15-процентное снижение цены самолета по сравнению с другими грузовыми самолетами. Однако эти результаты чрезвычайно чувствительны к предположениям о расходах на топливо и рабочую силу и, в частности, к росту спроса на услуги по грузовым авиаперевозкам. Кроме того, он игнорирует конкурентную ситуацию, обусловленную более низкими капитальными затратами на будущие производные грузовые воздушные суда.
Главное преимущество специализированного воздушного грузового самолета заключается в том, что он может быть спроектирован специально для спроса на воздушные грузоперевозки, обеспечивая тип загрузки и разгрузки, напольного покрытия, конфигурации фюзеляжа и герметизации, которые оптимизированы для его миссии. Более того, он может в полной мере использовать результаты ACEE NASA, с потенциалом значительного снижения эксплуатационных расходов и потребления топлива. Такие высокие накладные расходы повышают цену самолета и его прямые эксплуатационные расходы (из-за амортизации и расходов 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 включили некоторые из технологий снижения затрат.
Одним из преимуществ совместной разработки является то, что расходы на разработку будут разделены между гражданским и военным секторами, а количество самолетов, требуемых военными, может быть уменьшено за счет количества гражданских резервных самолетов, закупленных авиаперевозчиками и доступных военным в случае чрезвычайной ситуации. Есть некоторые возможные недостатки, такие как ограничения, налагаемые совместной разработкой, наказания, которые будут нести как гражданские, так и военные самолеты, и сложность в обнаружении организационной структуры, которая разрешает их компромисс. Некоторые характеристики, соответствующие военному самолету, должны быть отклонены, поскольку они не подходят для гражданского грузового самолета. Более того, каждый самолет должен будет нести определенный вес, который он не нес бы, если бы был разработан независимо. Этот дополнительный вес снижает полезную нагрузку и прибыльность коммерческой версии. Это может быть компенсировано либо трансфертным платежом при приобретении, либо компенсационной выплатой эксплуатационного штрафа. Самое главное, неясно, будет ли адекватный рынок для гражданской версии или будет ли она конкурентоспособной по стоимости с производными пассажирских самолетов.
Быстрый спрос на доставку и рост электронной коммерции стимулируют развитие беспилотных транспортных средств в 2020 году: [22]
Карпинтерия, Калифорния - стартап Dorsal Aircraft хочет сделать легкие стандартные контейнеры ISO частью своей беспилотной грузовой конструкции, где крыло, двигатели и хвост прикреплены к фюзеляжу с дорсальным хребтом . Соединяющиеся алюминиевые контейнеры длиной 1,5–15,2 метра (5–50 футов) несут полетные грузы, стремясь снизить расходы на международные авиаперевозки на 60%, и планирует переоборудовать C-130 H с помощью Wagner Aeronautical из Сан-Диего, имеющей опыт в переоборудовании пассажирских самолетов в грузовые. [23]
Пекинская компания Beihang UAS Technology разработала свой высотный БПЛА большой дальности BZK-005 для транспортировки грузов, способный перевозить 1,2 т (2600 фунтов) на расстояние более 1200 км (650 морских миль) на высоте 5000 м (16000 футов). Garuda Indonesia первоначально испытает три из них с сентября 2019 года, перед эксплуатацией в четвертом квартале. Garuda планирует до 100 грузовых БПЛА для соединения отдаленных регионов с ограниченными аэропортами в Малуку , Папуа и Сулавеси . [24]
