Научно-исследовательская фирма
ОАО «Тюменьэкотранс»

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
по проекту «Воздушного транспортно-технологического
комплекса» на основе «Безаэродромного с аэростатической
разгрузкой самолета (БАРС)»

Тюмень, 2008 г.

При разработке технико-экономического обоснования (ТЭО) БАРСа необходимо его рассматривать не только как транспортное средство для перевозки грузов, но одного из главных составляющих так называемого воздушного транспортно-технологического комплекса (ВТТК).

При проведении любого ТЭО необходимо иметь ввиду следующее:

1. Рынок сбыта продукции
2. Затраты для выпуска продукции на рынок
3. Продажную цену продукции
4. Окупаемость по количеству проданных аппаратов или по стоимости указанных услуг
5. Объем инвестиций как итог ТЭО.

Проведем оценку указанных составляющих ТЭО применительно к БАРСу и ВТТК.

1. Рынок сбыта продукции

Продукцией в данном случае являются как сам носитель груза – БАРС при его продаже на рынке, так и услуги от его использования также на рынке.

Рынок сбыта продукции оценивается с помощью маркетингового исследования. Такие исследования (по БАРСу) за последние пять лет проведены (см. Приложение № 1). Также приведенные в приложении к паспорту области применения в составе ВТТК наглядно показывают огромную незаполненную нишу использования БАРСа.

2. Затраты для выпуска продукции на рынок

Основными составляющими затрат для выпуска БАРСа на рынок на первом этапе являются:

• Затраты на разработку проекта БАРСа
• Затраты на проведение НИР и ОКР
• Затраты на изготовление опытной партии
• Затраты на проведение сертификационных работ
• Затраты на строительство здания для сборки БАРСа (при необходимости) и оборудования для технического обслуживания ЛА.

Кроме указанных затрат необходимо иметь ввиду затраты на производство навесного технологического оборудования (НТО), как составляющей ВТТК.

Оценить вышеназванные затраты в первом приближении можно только на основе статистических данных по строительству аэростатических комбинированных летательных аппаратов (АКЛА) и самолетов большой грузоподъемности.

Так, например, стоимость программы создания экспериментального образца американского АКЛА-вертостата фирмы «Пясецки-Эйркрафт» грузоподъемностью 26 тонн в середине 80-х годов прошлого века составила 31,7 млн. долл. США. Стоимость программы создания самого большого в мире транспортного самолета Ан-225 грузоподъемностью 250 тонн составила 4 миллиарда рублей (~ 5 млрд. долл. США по курсу 75 коп за 1 доллар США). И, наконец, стоимость самого большого самолета-«аэробуса» А-380 пассажировместимостью 800 человек составила, включая строительство сборочного цеха, 10 миллиардов евро.

Обращаясь к оценке стоимости выпуска самых больших БАРСов

Ф-30 и Ф-35, их величина будет сравнима со стоимостью программы освоения выпуска самолетов Ан-225 и А-380. Что касается относительно небольших БАРСов Ф-10 и Ф-15, то их стоимость программы создания можно оценить, как показано ниже, по удельной стоимости 1 тонны полезного груза при создании вертостата фирмы «Пясецки-Эйркрафт».

На первом этапе, на взгляд автора проекта, целесообразно освоить выпуск БАРСа Ф-15 грузоподъемностью до 50 тонн. Это позволит, как будет показано ниже, иметь относительно небольшие затраты на выпуск и освоить его производство, например, на Ульяновском авиационном комплексе.

Оценку стоимости программы выпуска опытной партии БАРСа Ф-15 можно произвести по следующей приближенной формуле

С_оп = К_нто • К_ниокр • n_оп • m_п.н • С_уд.ст, где

К_нто = 1,1…1,2 – коэффициент, учитывающий затраты на изготовление НТО (для Ф-15 принимаем К_нто = 1,1);
К_ниокр = 5…10 – коэффициент, учитывающий затраты на НИР и ОКР (для Ф-15 принимаем К_ниокр = 5);
n_оп = 3, 5, 7 – количество аппаратов в опытной партии;
m_п.н = 50 т – полезная нагрузка БАРСа Ф-15;
С_уд.ст – удельная стоимость 1 т полезного груза.

На основании данных по вертостату фирмы «Пясецки-Эйркрафт»

Подставляя эти данные в формулу, получим стоимость программы выпуска опытной партии БАРСа Ф-15 при минимальном количестве аппаратов n_оп=3

С_оп = 1,1 • 5 • 3 • 50 • 1,32 = 1089 млн. долл. США (27,225 млрд. руб. по курсу 25 руб./$).

Полученная сумма является планируемой величиной инвестиционных затрат, в состав которых могут входить:

• государственное финансирование;
• кредиты;
• собственные средства изготовителя;
• средства заказчика, потребителя.

Согласно разработанному план-графику создания БАРСа Ф-15 (Приложение № 2) из опытной партии на продажу через 3 года уйдут 2 экземпляра ЛА по продажной цене.

3. Оценка продажной цены продукции

Продажную цену продукции в зависимости от количества продаваемых аппаратов можно определить в первом приближении по формуле

С_прод = К_прод • m_п.н • С_уд.ст • n_прод, где

К_прод – коэффициент, повышающий продажную цену за счет доставки груза «от двери до двери», и за счет участия непосредственно в технологиях
(К_прод = 1,5…2,0), для Ф-15 принимаем К_прод = 1,5;
n_прод - количество аппаратов, предназначенных для продажи
(n_прод < n_оп - 1), так как один из аппаратов идет на прочностные испытания (см. план-график в Приложении № 2).

Стоимость продаваемой продукции по количеству аппаратов можно определить как

С_прод = 1,5 • 50 • 1,32 • 2 = 198 млн. долл. США (4,95 млрд. руб.).

Полученные средства уйдут на строительство двух новых аппаратов, затраты на изготовление которых составят

С_изгот = 2 • 50 • 1,32 = 132 млн. долл. США

и на погашение части инвестиционных кредитов, т.е

ΔС_инв = С_прод – С_изгот = 198 - 132 = 66 млн. долл. США.

Если принять, что изготовление 2-х новых аппаратов займет полгода, то время погашения кредитных инвестиций произойдет в течение

а с учетом времени изготовления опытной партии (3 года), окупаемость наступит через

tок = tоп + tпогаш = 3 + 8,25 = 11,25 года.

Это невыгодно как производителю, так и инвестору.

Выгодно, как показывают нижеприведенные расчеты, не продавать ЛА, а с их помощью при наличии НТО оказывать высокооплачиваемые услуги, например, тушение глобальных лесных пожаров, ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (землетрясений, наводнений и т.д.), обустройство месторождений (нефтяных, газовых и др.).

4. Окупаемость по стоимости оказанных услуг

Проводится оценка удельных затрат на единицу площади (гектар), с помощью которой можно определить затраты на тушение глобальных лесных пожаров в США (штат Калифорния), Западной Европе (Греция, Испания, Франция), в России (Восточная Сибирь и Дальний Восток), в Китае, Австралии и др.

Затем, после определения полных затрат на тушение выбранного, для примера, глобального лесного пожара, на основании сравнения с ущербом от последствия пожара определяется окупаемость по времени и стоимости.

Расчет затрат на погашение лесного пожара производится при наличии двух БАРСов Ф-15.
Исходные данные для расчета:

1. * Полная взлетная масса m0 = 81 т;
2. * Рабочие скорости полета Vр = 54...108 км/час (15…30 м/с);
3. * Крейсерская скорость полета Vкр = 180 км/час (50 м/с);
4. * Зависимость полезной нагрузки от дальности полета mп.н = f (L) – Приложение № 3;
5. * Удельный километровый расход топлива Секм = 8 кг/км - Приложение № 4;
6. * Ширина (захват) полива, равный размаху крыла 1 ~ 1захв = 70 м;
7. ** Секундный расход воды при поливе горящего леса Qв = 1,0 т/с;
8. ** Удельный расход воды на единицу площади горящего леса на рабочей скорости полета pв = 1…3 кг/м2 (1…3 мм осадков);
9. ** Высота, с которой производится полив, Нп = 50 м;
10. Стоимость топлива (керосина) Суд.топл = 25 руб./кг;
11. Расстояние между пожаром и водоемом, из которого набирается вода для тушения пожара Lподл = 10, 20, 30, 40, 50 км – подлетное расстояние;
12. Экипаж ЛА nэ = 7 человек (как, например, у пожарного самолета Ил-76 ТД);
13. Средняя зарплата в месяц одного члена экипажа Сср.зарп. = 100000 руб;
14. Время амортизации ЛА Там = 10, 20, 30 лет.

*) – данные получены на основании расчета ЛТХ БАРСа Ф-15;
**) – статистические данные авиакомпании «ЮТЕЙР», принимавшие участие при тушении лесных пожаров в Испании с помощью вертолета Ми-8МТ.

Необходимо определить:

• Удельные затраты при поливе 1 га;
• Окупаемость при сравнении удельных затрат и удельного ущерба.

Технология тушения лесного пожара следующая:
на близлежащий водоем от пожара (река, озеро и др.) приводняется БАРС и с помощью шлюзовой системы в центральный грузовой отсек в течение нескольких минут набирается вода. Затем ЛА совершает укороченный взлет, набирает высоту 100…200 м и на крейсерской скорости долетает до пожара.

Здесь, в зависимости от величины площади, занятой пожаром, применяется два способа тушения: по всей площади горения (площадная), если площадь относительно небольшая (до 500 га), или по контуру пожара (контурная), если площадь горения большая (десятки, сотни тысяч га).

Затем аппарат снижается до высоты 50 м и, с выходом на рабочую скорость полета, включается дождевальная система полива, при этом величина рабочей скорости согласуется с интенсивностью горения: чем больше интенсивность горения, тем меньше рабочая скорость и наоборот.

После сброса всей воды ЛА возвращается на водоем за новой порцией воды, и циклы тушения повторяются до полной локализации пожара. При этом второй ЛА может производить тушение с первым ЛА одновременно или в челночном режиме, друг за другом.

4.1. Определение удельных затрат при тушении пожара на единицу площади – гектар

Удельные затраты можно в первом приближении определить по формуле

Ц_экспл - цена эксплуатационных затрат на расчетную дальность (L_р = 1000 км) при полезной нагрузке (вода) m_п.н = 50 тонн;
Ц_з/п - цена зарплаты летного состава при вышеназванном условии;
Ц_ам - амортизационная цена ЛА при вышеназванном условии;
А_пож = 1_захв • L_пож – площадь полива при полном израсходовании заправленного топлива за вычетом навигационного (резервного), здесь
L_пож – расстояние, на которое произошел полив на пожаре при полном израсходовании топлива при ширине захвата полива 1_захв

Определим входящие в формулу величины

Определение Ц_эксп
Определяется по формуле

m^пож_т = Се км • L_пож - масса топлива, непосредственно расходуемого на пожаре (здесь L_пож = L_га • n_га • n_цикл – расстояние, которое аппарат пролетает на пожаре; L_га = А_га/1_захв - расстояние при тушении площади одного га при ширине захвата 1_захв; n_га = m_п.n. / Р_в • А_га - количество политых гектаров при полном израсходовании воды на борту; n_цикл = L_р/2 • L_подл - количество циклов тушения при заданной расчетной дальности L_р и известном подлетном расстоянии L_подл);

m^трансп_т = Се км • L_р - масса топлива, полностью расходуемого на транспортировку воды от водоема к очагу пожара с возвратом обратно к водоему за новой порцией воды на расчетную дальность L_р.

Определение Ц_з/п
Определяется по формуле

– время, затраченное на транспортировку воды к очагу пожара;

– полное время, затраченное на транспортировку воды к очагу пожара.

К = 1,1…1,2 – коэффициент, учитывающий увеличение времени транспортировки за счет забора воды из водоема и снижение крейсерской скорости полета (чем меньше подлетное расстояние, тем больше величина К и наоборот).

Определение Ц_ам
Определяется по формуле

- стоимость продажи одного ЛА.

Подставляя в приведенные формулы и соотношения величины исходных данных, при заданных величинах подлетных расстояний от водоема до пожара Lподл = 10, 20, 30, 40, 50 км и различных амортизационных сроках: Там = 10, 20 и 30 лет, находим зависимости которые представлены в таблице и на графиках (Рис. 1)

Рис. 1. Графики зависимости удельных затрат при тушении пожара Цуд от подлетного расстояния Lподл для различных сроков амортизации

Как видно из таблицы и графиков, удельные затраты при поливе имеют минимальные значения Цуд = 1,22…1,76 тыс. руб./га при подлетном расстоянии 10 км и максимальные - Цуд = 5,70…8,05 тыс. руб./га при подлетном расстоянии 50 км в зависимости от срока амортизации аппарата.

4.2. Определение окупаемости программы выпуска опытной партии БАРСов Ф-15

Чтобы определить окупаемость по стоимости оказанных услуг необходимо, как было отмечено выше, оценить ущерб от последствий пожара на единицу площади - га, т.е. также удельный ущерб, взятый из статистики.
Условие окупаемости стоимости программы выпуска опытной партии БАРСов Ф-15 можно записать в следующем виде

- удельный ущерб, здесь Сущ- цена ущерба от пожара, включая так называемые лесопожарные работы (работы по восстановлению леса), Агор - площадь горения; Ар - расчетная площадь, при которой наступает полная окупаемость стоимости программы;

Цена удельного ущерба может колебаться в широких пределах. Так, например, в США, штат Калифорния, в октябре 2007 года площадь горения леса равнялась 150 тыс. га, ущерб при этом составил 1,85 млрд. долл. США, включая 2200 сгоревших домов и 10 погибших человек, здесь = 308333 руб./га.

В июне 2002 г. в США, штат Колорадо, ущерб от лесного пожара на площади 55 тыс. га, включая также 90 сгоревших домов, составил 20 млн. долл. США, здесь

На основании вышеприведенной формулы, определим расчетную площадь Ар, взяв для примера глобальный лесной пожар в штате Калифорния,

Чтобы локализовать такой пожар, необходимо применить контурный (заградительный) способ тушения, т.е. со стороны распространения огня произвести полив.

Определим условно длину, а затем площадь полива, при этом принимаем форму площади пожара в виде круга. Из соотношения

Из соотношения Lзагр = ¶ • D/2 находим длину заграждения Lзагр = 0,5 • 3,14 • 33985 = 53356 м и площадь заградительной полосы полива: Азагр = Lзагр • 1загр = 53356 • 70 = 373,5•10⁴ м² (373,5 га).

Расчет по вышеприведенной методике показывает, что при подлетном расстоянии Lподл = 50 км (Там = 10 лет) полив производится на 50 га за 5,687 часов одним ЛА, двумя ЛА – 100 га за это же время.
Тогда из соотношения находим

= 23,32 часа, т.е. полив (локализация пожара) осуществляется менее чем за одни сутки. При меньшем подлетном расстоянии время тушения пожара уменьшится до 5…6 часов.

Таким образом, на основании изложенного, локализация глобального пожара в штате Калифорния с помощью 2-х БАРСов Ф-15 позволила бы окупить не только стоимость этих ЛА, но и всю программу выпуска опытной партии с полученной прибыли в размере

= (150000-91743) • (308333-8053) = 17,817 млрд. руб. или 712,68 млн. долл. США (по курсу 25 руб. за 1 долл. США).

Оценка транспортной эффективности

Транспортная эффективность БАРСов грузоподъемностью 50…400 тонн оказывается значительно выше, как показывает сравнительная оценка,  транспортной эффективности самолетов-аналогов той же грузоподъемности.

И связано это в первую очередь со следующими преимуществами:

• Наличием аэростатической разгрузки;
• Меньшей энерговооруженностью;
• Меньшими аэропортовыми затратами, так как БАРС способен совершать взлет и посадку вне аэродрома.

На основе методики, изложенной в монографии «БАРС (Основы проектирования и особенности конструкции), том 2, 2007 г.», получены летно-технические характеристики (ЛТХ) БАРСов грузоподъемностью 20…400 тонн.
Для примера с использованием ЛТХ проведены расчеты транспортной эффективности (по весовой отдаче и удельной производительности) БАРСов Ф-15, Ф-25 и Ф-35 соответственно грузоподъемностью 50, 150 и 400 тонн и для сравнения грузовых самолетов-аналогов Ан-12, Ан-22 и Ан-225, взлетные массы которых примерно равны взлетным массам БАРСов. ЛТХ этих ЛА даны в приложениях № 4…№ 6. Как видно из сравнительных диаграмм (Приложение № 7), полученных на основе ЛТХ, транспортная эффективность БАРСов по весовой отдаче в 2,0…3,5 раза выше транспортной эффективности самолетов-аналогов.

По удельной производительности, полученной также на основе ЛТХ, и с учетом вышеуказанных преимуществ, транспортная эффективность БАРСов может оказаться в 2,0…7,0 раза выше транспортной эффективности самолетов-аналогов (см. Приложение № 7). При этом принято для БАРСов уменьшение затрат на 1 т·км за счет снижения аэропортовых расходов примерно в 2 раза.

Таким образом, на основании проведенного технико-экономического обоснования по технологической и транспортной эффективности можно сделать следующий вывод:

• Затраты на изготовление опытной партии БАРСов можно окупить в течении суток при тушении одного глобального лесного пожара и получать 10…15 рублей прибыли с одного вложенного рубля на производство и эксплуатацию БАРСов.
• Принимая во внимание, что ежегодные убытки от лесных пожаров на Земле (по данным лесной охраны РФ) составляют 16 млрд. долл. США (480 млрд. руб.), то использование БАРСов только в качестве пожарных ЛА позволило бы России получать доходы при тушении глобальных лесных пожаров в размере 300…400 млрд. рублей ежегодно.
• Трудно переоценить использование БАРСов в предупреждении и ликвидации последствий засухи, если учесть, что через каждые 3-4 года 30 регионов России на площади 12 млн. га, в том числе Ставропольский и краснодарский края, Самарская и Оренбургская области, страдают от засухи с убытками 7…9 млрд. рублей.
• Высокая транспортная эффективность БАРСов в составе ВТК позволит приступить, например, к освоению 20 законсервированных из-за их труднодоступности крупных нефтегазовых месторождений в Западной Сибири, а также, не дожидаясь создания транспортной инфраструктуры, к освоению минеральных месторождений Приполярного Урала.

 

Приложение № 1

Маркетинговые исследования, проведенные по проектам самолетов безаэродромного базирования и эксплуатации «БЭЛЛА» и «Фиалка» за 2002...2007 г.г.

Подготовил А.И.Филимонов

Приложение № 2

Приложение № 3

Зависимость целевой нагрузки mц.н от дальности полета L

Приложение № 4

Сравнительные данные: Фиалка-15

Приложение № 5

Сравнительные данные: Фиалка-25

Приложение № 6

Сравнительные данные: Фиалка-35

Приложение № 7

© ОАО "ТЮМЕНЬЭКОТРАНС", 2003