Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 совершил первый полет 55 лет назад. пассажирский, дальнемагистральный сверхзвуковой самолет совместного англо-французского производства (консорциум BAC-SNIAS), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолётов, находившихся в коммерческой эксплуатации.
Быстрее звука: проекты сверхзвуковых самолетов будущего
Forwarded from Что мне с этого? Власти уже потратили на поддержку авиационной отрасли почти 1 трлн рублей — в семь раз больше, чем за два года пандемии, однако этого оказалось недостаточно. Отрасли остается рассчитывать на компенсацию за подорожание топлива и очередной транш из Фонда национального благосостояния на выкуп самолетов из зарубежного лизинга, но это возвратные деньги. При этом Минтранс России называл субсидии ключевым фактором по предотвращению роста цен.
Выясняли, почему для этого нужны именно прямоточные двигатели с отсутствием компрессора. Для скоростей порядка 4 Махов ещё может применяться компрессор, который сжимает газ и создаёт на входе барьер, чтобы горячий газ не вырвался вперёд, а истекал назад с большой скоростью в виде горячей струи, создавая реактивную тягу.
На больших скоростях этого не нужно. Воздух, набегающий на летательный аппарат с высокой скоростью, попадает в специально сконструированное воздухозаборное устройство, сильно сжимается и тем самым создаёт необходимую преграду, так что истечение реактивной струи происходит в нужном направлении. При этом, конечно, получается большое сопротивление, но такой ценой мы приобретаем необходимую тягу. Наука полным ходом осваивает эту тему. И можно сказать, что рубеж взят, идёт совершенствование по многим направлениям.
Это было смутное время, когда из-за всеобщей нищеты и дикого капитализма научные учреждения рвали на части и распродавали с молотка. А ведь ваши гигантские аэродинамические трубы, включая самую большую мощностью в 100 мегаватт, лакомый кусочек. Как вам удалось сохранить и сам институт, и его имущество, которое нечистые на руку приватизаторы могли тупо отжать и продать в металлолом? Вы упомянули самую большую, 100-мегаваттную трубу. Но в ЦАГИ аэродинамических труб несколько десятков — разного назначения, разных диапазонов скоростей, разных размеров.
В целом это уникальный комплекс, который служит на благо авиастроения и является предметом нашей национальной безопасности. Экспериментальная стендовая база института — это собственность государства, и никто на неё не может посягнуть. Нам установки просто переданы в управление. По логике вещей, содержать такое сложное хозяйство должно помогать государство. Никакие коммерческие контракты не могут полностью закрыть проблему поддержания в работоспособном состоянии и развития экспериментальной базы.
Но в 90 е до государства было очень трудно достучаться. Только в нулевые появились программы поддержки стендовой базы. Деньги выделялись не очень большие, но хоть что-то. Государство наконец стало поворачиваться к нам лицом. А как удалось сохранить свою базу?
Наверное, чудом. Нам в то время ждать поддержки от государства не приходилось. Люди не получали зарплату по полгода. Специалисты увольнялись, институт сократился по численности работников в три раза. Причём ушли самые активные, которые могли найти себя на стороне и чего-то там добиться.
Мы решили, что нас могут спасти коммерческие контракты. Ведь ЦАГИ не только главный центр авиационной науки страны, но и хорошо известный центр компетенции мирового масштаба. Это крупнейший в мире испытательный центр в своей области. Они хотели получить научный комплекс в целости и сохранности и использовать для своих целей. Что касается 90-х годов прошлого века, то коммерческие контракты нам очень помогли выжить и остаться на плаву.
Эти контракты помогли нам самим понять свою собственную цену. Мы зарабатывали миллионы, когда сто долларов для многих было целым состоянием. А к нулевым и в стране всё начало понемногу налаживаться. Появились государственные программы развития авиастроения, и дело понемногу пошло. Но 90 е были страшными годами.
Такие провалы в поддержке промышленного сектора очень трудно восстанавливать. Вспоминая лихие годы, отчётливо понимаешь, в каком экстремальном режиме приходится сегодня трудиться правительству, чтобы восстановить многие системообразующие отрасли экономики вроде станкостроения, которое практически разрушено. В перечень можно добавить общее и транспортное машиностроение, тяжёлое машиностроение, электронную промышленность… Всё это требует огромных человеческих усилий и капиталовложений. Грех жаловаться. Но провал 90-х ощущается до сих пор.
В технологической сфере нас всё ещё выручает научно-технический задел советского времени. Мы должны наращивать его, занимаясь не только насущными задачами сегодняшнего дня, но и работать на перспективу. Также радуют и значительные капитальные вложения в обновление экспериментальной базы. Мы наконец-то начали создавать новые установки, а не только обслуживать старые! Например, идут широкое внедрение полимерных композиционных материалов в конструкцию воздушных судов, тотальная цифровизация и использование искусственного интеллекта в системах управления и других самолётных системах.
Всё это требует более тщательных моделирования и отработки систем в лабораторных условиях. Опередившие время — Мы много писали о двигателях НК-93. Это были уникальные двигатели с огромной тягой, с уровнем шума, который сейчас никому не доступен. Двигатель был доведён до лётных испытаний на летающей лаборатории Ил-76. И на последней стадии испытаний всё остановилось.
Было сказано, что эти движки никому не нужны. Вы у себя в Жуковском «продували» этот двигатель? Есть ли у него перспективы? Сейчас в Ульяновске собираются возобновить производство гигантского самолёта Ан-124, которому этот двигатель очень бы пригодился. У него было множество действительно великих задумок, многие из которых были реализованы.
Его двигатели НК-32 или НК-12 совершенно уникальны. Это эффективные и надёжные двигатели. Это просто нереально, винт не может работать на таких скоростях! А у Кузнецова — работает! НК-93 был двигателем технологического прорыва.
Он опередил своё время на многие десятилетия! Двигатель с ультравысокой степенью двухконтурности — есть такой термин в зарубежном авиастроении. Мы называем это винтовентиляторной концепцией. Там вначале стоят винты в качестве первого контура, а потом — традиционный турбореактивный двигатель. Такая конфигурация позволила Николаю Дмитриевичу и коллективу его конструкторского бюро создать невероятно эффективный с точки зрения экономии топлива двигатель.
Да, диапазон тяги по нынешним временам не очень впечатляет. Порядка 18 тонн. При этом у НК-93 очень большой диаметр, почти три метра. Это характерно для современных двигателей. Наша нищета в 90-е, многотемье, неспособность выделить приоритеты привели к тому, что шанс запустить этот двигатель в производство был утерян.
Как и утерян шанс быть первыми в создании суперэкономичного двигателя с ультравысокой степенью двухконтурности. Как бы он нам сейчас пригодился! Он бы как родной встал и на Ан-124, и на пассажирский Ил-96, и на Ту-204. Но с начала этих работ прошло больше 30 лет, огромное время. Технологии проектирования сейчас совсем другие, цифровые.
Другие материалы, другие критические параметры, такие как температура на турбине, это уже пройденный этап. Восстанавливать старую технологию — слишком дорого и по времени, и по усилиям, и по деньгам, это сравнимо с созданием нового двигателя. Притом что у нас полным ходом уже идут другие программы. У него первоначальная тяга была чуть меньше, чем у НК-93, около 16 тонн. Но более поздние его модификации рассчитаны уже на большую тягу.
Кроме того, появился современный двигатель ПД-14 с тягой в 14 тонн, но с возможностью модернизации до 16 тонн. Это всё одноклассники НК-93. А двигатель живёт очень долго. Приведу пример. Двигатель CFM56, американо-французский, который стоит на всех «Боингах-737» и многих «Эрбасах», — ему уже более 40 лет.
Но у него только название старое, а сам двигатель постоянно меняется, в нём постоянно что-то подкручивают, совершенствуют, добавляют. Экономика лучше, шумы меньше — он всё время становится совершеннее. Так и наш ПД-14, первенец в постсоветское время, который соответствует всем современным требованиям. А дальше конструкторы под руководством академика А. Иноземцева доведут его до превосходного состояния.
Ну и наконец, полным ходом идёт разработка двигателя ПД-35 на новой технологической основе. Это наша надежда.
Поначалу это удавалось: туполевцы раньше подняли в воздух испытательный экземпляр, первыми преодолели звуковой барьер. Но после начались проблемы. В 1973 год в авиасалоне в Ле Бурже «Конкорд» продемонстрировал свою летную программу. Ту-144 должен был выступить следом.
После обязательных двух заходов Ту-144 пошел на третий. Самолет резко взмыл вверх, потом так же резко перешел в пикирование. Пилоты стали выводить его в горизонтальный полет, но лайнер развалился в воздухе, не выдержав перегрузки. Официально причины крушения так и не установили. До коммерческой эксплуатации Ту-144 доводили долго. Выяснилось, что самолет потребляет слишком много топлива, и первоначальная идея связать Москву с Дальним Востоком оставалась невыполнимой.
Для самолета попытались создать новые двигатели, но с ними возникли проблемы.
Речь не только об опыте создания и эксплуатации Ту-144 в 70-е годы прошлого века. В последние десятилетия только КБ Туполева предпринимало три попытки подступиться к созданию нового сверхзвукового пассажирского самолета — Ту-344, Ту-444 и бизнес-джета на базе бомбардировщика Ту-160. Погоня за временем Дозвуковые и сверхзвуковые пассажирские лайнеры кардинально отличаются по требованиям к прочности конструкции и аэродинамике. Полет на сверхзвуке требует обтекаемых стреловидных форм планера. Но такому самолету сложнее оторваться от земли — нужна более высокая взлетная скорость и, соответственно, длинная и идеальная взлетно-посадочная полоса. При разгоне у двигателей максимальная тяга и наибольший расход топлива. Тут возникает вопрос экономичности полета.
Сейчас двигатели обычных авиалайнеров сочетают высокую пиковую мощность и низкий крейсерский расход топлива — на этих показателях строится вся экономика отрасли авиаперевозок. Подготовка к испытаниям на прочность сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 в статическом зале Центрального аэрогидродинамического института им. Такие моторы для тяжелых гражданских машин еще предстоит создать. А пока сверхзвуковой полет даже на большинстве военных самолетов возможен только при включении двигателей в форсажный режим, то есть с гарантированно высоким расходом топлива. Сверхзвуковые лайнеры, учитывая российские расстояния, помогут сэкономить пассажирам время. От Москвы до Владивостока по прямой — 6400 км. А при скорости полета 2 тыс.
Ту-144: почему не взлетел "русский Конкорд"
Но энтузиасты ссылаются на опыт реконструкторов, успешно поднимающих в воздух самолеты Второй мировой, которые регулярно можно видеть на авиашоу. Идея заманчивая, ведь Concorde в свое время позволял летать одним днем из Европы в Нью-Йорк и обратно всего 3,5 часа от Лондона , а благодаря большой высоте из иллюминаторов было видно кривизну Земли и почти космическую темноту неба. Космических денег, правда, стоили и билеты, а особого удобства в салоне не было. Как передает автор и ведущий программы «Чудо техники» Сергей Малозёмов, в салоне всего по два кресла с каждой стороны. Такие узкие самолеты летают сейчас только на самых коротких региональных рейсах. В туалете тоже очень-очень-очень тесно, а чтобы выйти безопасно, нужно пригнуться, иначе неминуемо ударишься головой.
А уже в 1976 году среди желающих купить самолет остались только Китай и Иран, кроме того было очевидно, что Соединенное Королевство и Франция не откажутся от покупки в связи существенной неустойкой, которая налагалась по условиям контракта, за односторонний из него выход. Престиж и воплощение мечты — это одно, но в авиации действуют жесткие законы экономики, а авиакомпании и производители следят за каждой копейкой, прежде чем ее потратить. Легко понять, почему для британского и французского правительства финансирование рейсов Concorde только увеличило затраты, связанные с проектированием и производством. Уже в 1983 году власти предложили национальным перевозчикам выкупить парк Concorde. В тот момент только авиакомпании Air France и British Airways выполняли сверхзвуковые полеты. Почему из ста заказов было продано только 20 самолетов? К вышеуказанным причинам можно добавить еще две — влияние конкуренции и печально известную катастрофу советского Ту-144 на Парижском авиасалоне в 1973 году. Авария сверхзвукового самолета оказала негативное влияние на общественное мнение, что привело к потере интереса у потенциальных пассажиров и снижению спроса. Сам Ту-144 был спроектирован и построен очень спешно, чтобы опередить первый полет Concorde. Коммерческие полеты этой машины продолжались всего три года, он совершил в общей сложности 102 рейса, из которых 55 были пассажирскими. В 1978 году без лишнего шума он был снят с эксплуатации из-за высокой аварийности в том году произошла вторая катастрофа во время экспериментального полета и увеличения расходов на техническое обслуживание. Однако Аэрофлот использовал их в течение девяти лет после официального вывода. За более 30 лет службы у него так и не появилось достойных конкурентов, что является еще одной причиной, по которой творение Пьера Сатре и Арчибальда Рассела теперь можно увидеть только в авиационных музеях. Поскольку Boeing и Туполев отказались от проекта полета SST, поэтому не было необходимости модифицировать Concorde, чтобы адаптировать его к условиям и ситуации на авиационном рынке.
Компания стремится к тому, чтобы к 2027 году самолеты типа Concorde начали летать. Уже достигнута договоренность с итальянским аэрокосмическим гигантом Leonardo на изготовление части фюзеляжа для нового лайнера. Испанская компания Aernnova разработает дизайн крыльев, а соотечественник Aciturri согласился поработать над хвостовой частью, объявил Boom на Парижском авиасалоне. Самолет Boom Overture будет перевозить от 65 до 80 пассажиров со скоростью 1,7 Маха, или около 2080 километров в час, на высоте 18 километров.
Из-за этого «Конкорд» переходил на сверхзвуковую скорость только над океаном, а над сушей тратил очень много топлива, потому что конструкция не предусматривала эффективного дозвукового полёта. Что нас ждёт в будущем? Мировая пассажирская авиация надолго отказалась от сверхзвуковых полётов. Но авиаконструкторы не оставляли попытки спроектировать новые модели самолётов: экологичные и экономичные, с низким шумом и минимальным количеством выбросов вредных веществ. Сразу несколько стартапов и крупных компаний, в том числе и российские, разрабатывают сверхзвуковые лайнеры для гражданских полётов. Бизнес-джет AS2 Компания Aerion работает над сверхзвуковыми бизнес-джетами вместимостью 8-11 мест. AS2 будет отличаться значительно низким уровнем звуковой ударной мощности, то есть издавать меньше шума, чем тот же «Конкорд». Это важное преимущество: благодаря своим характеристикам самолёт от компании Aerion сможет летать на сверхзвуковой скорости над городами и укладываться в ограничения по уровню шума. Производство AS2 во Флориде планируют начать уже в 2023 году, и за десять лет построить 300 сверхзвуковых моделей. Компания продала право на покупку 20 самолётов оператору частной авиации NetJets и заключила партнерство с Nasa. Overture: пассажирский самолёт на 65 мест Стартап Boom Supersonic выпустил экспериментальную модель сверхзвукового лайнера XB-1, но она ещё не летала. Первый рейс с одним пилотом на борту должен состояться в ближайшее время. Прототип ХВ-1 помогает в создании полноценного лайнера для гражданской авиации Overture. Создатели не ставили задачу снизить уровень шума, поэтому самолёт будет летать на сверхзвуковой скорости только над океаном, сократив время полёта вдвое. В планах: старт производства в 2022 году, пробные полёты в 2025-м и коммерческий рейс в 2029-м.
Как летал Сверхзвуковой ПАССАЖИРСКИЙ авиалайнер Конкорд
Созданный в СССР сверхзвуковой самолет Ту-144, во многом сходный с «Конкордом», впервые поднялся в воздух на два месяца раньше, но на пассажирских рейсах использовался лишь несколько месяцев в 1977–1978 гг. Сегодня все сохранившиеся «Конкорды» и Ту-144. Компания уже запатентовала сверхзвуковой самолет со скоростью полета около 5 471 км/час. Конкорд и ТУ-144 – почему мир отказался от сверхзвуковых я мы поговорим о легендарных сверхзвуковых самолетах, которые как удивили весь мир.
20 лет катастрофе «Конкорда»: как закончился пассажирский «сверхзвук»
Почему авиаперевозчики отказали от сверхзвуковых самолетов, и как скоро у «Конкорда» появится преемник? Сверхзвуковые самолеты требовали "сверхзвуковой инфраструктуры", чтобы выиграть небо. Господин Левитин напомнил, что в СССР существовал и функционировал гражданский сверхзвуковой самолет Ту-144. «Конкорд» был крайне требовательным самолетом к качеству взлетно-посадочной полосы. Сверхзвуковые самолеты требовали "сверхзвуковой инфраструктуры", чтобы выиграть небо.
Маршруты Конкорда: Куда летал сверхзвуковой лайнер?
В США приступили к строительству завода по выпуску сверхзвуковых самолетов Concorde. Последние новости по теме Конкорд: "Конкорд" досрочно погасил кредит ВЭБа на 3,37 млрд рублей и сменил владельца. Ровно десять лет назад, 26 ноября 2003 года, сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde совершил финальный полет. Еще пока "Конкорды" летали в небе над Атлантикой, начались разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения. Знаменитый сверхзвуковой самолет «Конкорд», эксплуатацию которого прекратили семь лет назад, снова поднимется в небо Европы. — Но повторю еще раз — пассажирский сверхзвуковой самолет второго поколения имеет все шансы появиться. Пресс-служба компании «Конкорд», публикующая новости о петербургском предпринимателе Евгении Пригожине и комментирующая связанные с ним события, более 10 дней не размещает.
Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолётах? Это в 2 раза быстрее обычного
Однако сложность задач не означает, что их невозможно решить. Поэтому в США, да и у нас тоже, делаются достаточно серьезные шаги по созданию пока еще сверхзвуковых прототипов. Но с прицелом на коммерческие продукты. Дело в цене билета — Но нужен ли вообще «пассажирский сверхзвук»? Понятно, что каких-то драматических проблем с точки зрения безопасности того же «Конкорда» не было. Да, воздушное судно потерпело катастрофу.
Но результаты расследования позволили вскрыть причину, и были предприняты довольно серьезные меры, чтобы «Конкорд» стал безопаснее. И он мог бы летать и дальше. Но возникли другие проблемы. Экологические и экономические. Основной вызов — это уровень шума, который возникает, когда самолет преодолевает скорость звука.
Но Ту-144 перевозил пассажиров всего семь месяцев, до начала июня 1978 года. Событие, которое перечеркнуло надежды на длительную борьбу с Concorde, произошло 23 мая. В тот день был потерян еще один Ту-144. Для перелета из Парижа в Нью-Йорк Concorde требовалось 3 часа 45 минут, в то время как Boeing 747 — почти 8 часов. При этом билет на Boeing стоил примерно в десять раз дешевле, а на борт американский лайнер принимал в пять раз больше пассажиров.
После контрольной проверки в небе возле российского города Егорьевск экземпляр новой модификации Ту-144Д должен был перейти на пассажирские перевозки. Во время полета приборы показывали возрастающую разницу между количеством топлива в баках и значением израсходованного горючего, но бортинженеры не сообщили об этом командиру воздушного судна. При включении вспомогательной силовой установки произошло воспламенение разлитого топлива. В дальнейшем выяснится, что протекал топливопровод. Экипажу удалось посадить работавший на одном двигателе из четырех самолет в поле.
Из восьми человек погибло двое. Салон Ту-144. Изображение: volh. Также есть сведения о разрушении двигателя в еще одном экземпляре самолета. Это позволяет сделать предположение о «сырости» новых модификаций.
В дальнейшем Ту-144 приспособили под летающие лаборатории, пассажиров самолет больше не перевозил. Теория хаоса против Concorde Совсем другое будущее было у Concorde. Самолет, несмотря на высокую стоимость и сложность обслуживания, продолжали эксплуатировать British Airways и Air France. Изначально планы были более масштабными: заявки на приобретение лайнеров подали 16 авиакомпаний, всего планировалось построить более 70 моделей. Но постепенно заказчики отказывались от покупок: разработка Concorde затягивалась, топливо дорожало, а массовым этот самолет не мог стать при всем желании — слишком дорог в эксплуатации.
Некоторые пассажиры отмечали, что салон Concorde тесен, но на популярности лайнера это не сказалось. Изображение: everystockphoto. Concorde до последнего противостоял современным лайнерам, которые расходовали значительно меньше топлива, обходились дешевле и тоже довольно быстро доставляли пассажиров до пунктов назначения — правда, все равно медленнее сверхзвукового лайнера. Музей техники в Зинхайме Германия хранит и Concorde, и Ту-144. Изображение: airlinereporter.
С другой стороны, комфорт и уровень сервиса соответствовал такой цене: первым пассажирам Concorde предлагали икру, стейки, лобстеры и шампанское Dom Perignon 1969 года. Большие затраты на Concorde до поры до времени не останавливали авиакомпании от использования сверхзвукового самолета. Как и в случае с Ту-144, крест на эксплуатации Concorde поставило авиационное происшествие. На протяжении 24 лет самолету удавалось обходиться без серьезных инцидентов. Случившаяся 25 июля 2000 года катастрофа — «эффект бабочки» в чистом виде.
Механик Джон Тейлор, некачественно прикрепивший пластину к двигателю пассажирского McDonnell Douglas DC-10-30 авиакомпании Continental Airlines, и представить не мог, что станет виновником падения Concorde и гибели 113 человек. Место крушения рейса 4590 Air France. При взлете у Concorde со 109 людьми на борту лопнула одна из покрышек на левой стойке шасси.
Все изображения новинки: 7фотографий Листайте галерею и удивляйтесь самолетам будущего. Фото: The Sun Напомним, «Конкорд» — один из первых сверхзвуковых пассажирских самолетов. Его перестали эксплуатировать в 2003 году. Вот так выглядел Конкорд. На его основе был разработан Hyper Sting.
Этот тип самолетов пытались спасти. Нужно было укрепить покрышки шасси, обложить топливные баки пуленепробиваемым кевларом высокопрочный полимерный материал , улучшить электропроводку на стойках шасси. Но все это дорого стоило, а принципиально переделать конструкцию например, перенести стойки шасси назад или сделать увеличить толщину фюзеляжа было невозможно. Это был бы уже другой самолет, которому выйти на сверхзвуковую скорость, скорее всего, не удалось бы. Поэтому в ноябре 2003 проект закрыли. Британско-французский консорциум начал работать над своим проектом раньше, но правительство СССР поставило перед конструктором Андреем Туполевым задачу: во что бы то ни стало опередить конкурентов. Поначалу это удавалось: туполевцы раньше подняли в воздух испытательный экземпляр, первыми преодолели звуковой барьер. Но после начались проблемы. В 1973 год в авиасалоне в Ле Бурже «Конкорд» продемонстрировал свою летную программу. Ту-144 должен был выступить следом. После обязательных двух заходов Ту-144 пошел на третий.
Верхом на пуле. Почему сверхзвуковые Concorde и Ту-144 оказались не нужны авиакомпаниям
В итоге то, что взлетело в небо 22 марта 2024 года, пока не имеет почти ничего общего с будущим серийным самолетом. Но то, что демонстратор взлетел, — это уже большой шаг. К тому же не надо забывать, что новый сверхзвуковой самолет разрабатывается частной компанией. И ей периодически нужно показывать инвесторам результат своей работы. Перспективы есть — В ближайшие три года сверхзвуковой пассажирский самолет, конечно, не появится. Но если смотреть на горизонт семь лет, то такая вероятность существует. Очевидно, что при разработке нового и не имеющего аналогов летательного аппарата его создатели столкнутся с рядом ранее не встречавшихся технологических проблем.
Это может повлиять на сроки создания летательного аппарата. Кроме того, сегодня достаточно строгие требования к летательным аппаратам с точки зрения безопасности, с точки зрения экологии. И выпустить на рынок продукт, который не удовлетворяет сертификационным требованиям, не получится. И не получится скорректировать сертификационные требования в сторону упрощения именно для сверхзвуковых пассажирских самолетов.
От планеров обычных современных самолетов японский D-SEND 2 отличается не осесимметричным расположением носовой части.
Киль аппарата смещен к носовой части, а горизонтальное хвостовое оперение выполнено цельноповоротным и имеет отрицательный угол установки по отношению к продольной оси планера, то есть законцовки оперения находятся ниже точки крепления, а не выше, как обычно. Крыло планера имеет нормальную стреловидность, но выполнено ступенчатым: оно плавно сопрягается с фюзеляжем, а часть его передней кромки расположена к фюзеляжу под острым углом, но ближе к задней кромке этот угол резко увеличивается. Некоторые из проектов быстрых пассажирских самолетов планируется завершить в первой половине 2020-х годов, однако авиационные правила к тому времени пересмотрены все же еще не будут. Это означает, что новые самолеты первое время будут выполнять сверхзвуковые полеты только над водой. Дело в том, что для снятия ограничения на сверхзвуковые полеты над населенной частью суши разработчикам придется провести множество испытаний и представить их результаты на рассмотрение авиационных властей, включая Федеральное управление гражданской авиации США и Европейское агентство по безопасности полетов.
Новые двигатели Еще одним серьезным препятствием на пути создания серийного пассажирского сверхзвукового самолета являются двигатели. Конструкторы уже сегодня нашли множество способов сделать турбореактивные двигатели экономичнее, чем они были десять-двадцать лет назад. Это и использование редукторов, убирающих жесткую сцепку вентилятора и турбины в двигателе, и применение керамических композиционных материалов, позволяющих оптимизировать температурный баланс в горячей зоне силовой установки, и даже введение дополнительного — третьего — воздушного контура вдобавок к уже существующим двум, внутреннему и внешнему. В области создания экономичных дозвуковых двигателей конструкторы уже достигли потрясающих результатов, а ведущиеся новые разработки обещают и вовсе существенную экономию. Подробнее о перспективных исследованиях вы можете почитать в нашем материале «Турбина всему голова».
Но, несмотря на все эти разработки, сверхзвуковой полет экономичным назвать пока еще сложно. В крейсерском полете удельный расход топлива этими двигателями составляет около 740 граммов на килограмм-силы в час. При этом двигатель J79 может быть оснащен форсажной камерой, при использовании которой расход топлива увеличивается до двух килограммов на килограмм-силы в час. Такой расход сопоставим с расходом топлива двигателями, например, истребителя Су-27, задачи которого существенно отличаются от перевозки пассажиров. Для сравнения, удельный расход топлива единственных в мире серийных турбовинтовентиляторных двигателей Д-27, установленных на украинском транспортнике Ан-70, составляет всего 140 граммов на килограмм-силы в час.
Американский двигатель CFM56, «классика» лайнеров Boeing и Airbus, имеет удельный расход топлива в 545 граммов на килограмм-силы в час. Это означает, что без серьезной переработки конструкции реактивных авиационных двигателей сверхзвуковые полеты не станут достаточно дешевыми, чтобы получить широкое распространение, и будут востребованы разве что в деловой авиации — большой расход топлива ведет к росту цен на билеты. Снизить высокую стоимость сверхзвуковых авиаперевозок объемами тоже не получится — проектируемые сегодня самолеты рассчитаны на перевозку от 8 до 45 пассажиров. Обычные же самолеты вмещают больше сотни человек. Тем не менее, в начале октября текущего года GE Aviation представила проект нового турбовентиляторного реактивного двигателя Affinity.
Эти силовые установки планируется монтировать на перспективный сверхзвуковой пассажирский самолет AS2 компании Aerion. Новая силовая установка конструктивно объединяет в себе особенности реактивных двигателей с малой степенью двухконтурности для боевых самолетов и силовых установок с большой степенью двухконтурности для пассажирских самолетов. При этом каких-либо новых и прорывных технологий в Affinity нет. Новый двигатель GE Aviation относит к силовым установкам со средней степенью двухконтурности. Основу двигателя составляет модифицированный газогенератор турбовентиляторного двигателя CFM56, который, в свою очередь, конструктивно основан на газогенераторе от F101, силовой установки для сверхзвуковых бомбардировщиков B-1B Lancer.
Силовая установка получит модернизированную электронно-цифровую систему управления двигателем с полной ответственностью. Какие-либо подробности о конструкции перспективного двигателя разработчики не раскрыли. Тем не менее, в GE Aviation ожидают, что удельный расход топлива двигателями Affinity будет не намного выше или даже сопоставим с расходом топлива современными турбовентиляторными двигателями обычных дозвуковых пассажирских самолетов. Каким образом этого удастся добиться для сверхзвукового полета, не ясно. Проекты Несмотря на множество проектов сверхзвуковых пассажирских самолетов в мире включая даже нереализуемый проект переделки стратегического бомбардировщика Ту-160 в пассажирский сверхзвуковой лайнер, предложенный президентом России Владимиром Путиным , наиболее близкими к летным испытаниям и мелкосерийному производству можно считать AS2 американского стартапа Aerion, S-512 испанского Spike Aerospace и Boom американского Boom Technologies.
Планируется, что первый будет выполнять полеты на скорости 1,5 числа Маха, второй — 1,6 числа Маха, а третий — 2,2 числа Маха. Самолет X-59, создаваемый Lockheed Martin по заказу NASA, будет демонстратором технологий и летающей лабораторией, запускать его в серию не планируется. В Boom Technologies уже заявили, что постараются сделать перелеты на cверхзвуковых самолетах очень дешевыми.
С тех пор несколько компаний разрабатывало высокоскоростные самолёты нового поколения, но, по мнению издания, ближе всех к реализации проекта подошла Boom Supersonic. Дальность полёта Overture должна достигать 7 866 км. Этого достаточно для открытия до 600 потенциально осуществимых и прибыльных для Boom маршрутов. Например, Лондон — Майами 7 121 км или Сеул — Гонолулу 7 366 км. Большая часть полётов будет проходить над водой: над сушей звуковой удар, создаваемый при преодолении звукового барьера, был бы неприемлем. Overture будет не только немного медленнее Concorde, но и меньше.
Самолеты получили прозвище "сын Конкорда" в честь последнего сверхзвукового пассажирского реактивного самолета, который был разработан совместно Великобританией и Францией. Последнее путешествие "Конкорда" состоялось в 2003 году. Англо-французский проект был отложен в долгий ящик после авиакатастрофы со смертельным исходом в аэропорту Шарля де Голля в июле 2000 года, в результате которой погибли 113 человек.
Создаваемый сверхзвуковой лайнер обогнал по количеству заказов «Конкорд»
Это была единственная катастрофа «Конкорда» в истории. Однако в совокупности с экономическими и техническими проблемами она привела к прекращению эксплуатации пассажирских сверхзвуковых самолётов. Первые сверхзвуковые пассажирские самолёты — советский Ту-144 и франко-британский «Конкорд» — были созданы в конце 1960-х годов. Они оказались достаточно дороги в эксплуатации.
Причина заключалась в том же — мало заказов, ибо американский «Боинг-727» не давал никому хода. Авиакомпании не решались покупать «Конкорды» до тех пор, пока Америка не снимет запрет на их посадку. Судебный процесс, возбужденный французами, доказал вздорность обвинений, будто «Конкорд» производит больше шума, чем «Боинг».
Последний рейс Но американцы не сложили оружия. А 25 июля 2000 года из-за попавшего на взлетную полосу постороннего металлического предмета, повредившего шасси сверхзвукового авиалайнера, произошла катастрофа, унесшая 113 жизней. Эта трагедия «сломила» Запад. Признав ненадежность и затратность сверхзвуковых самолетов, вслед за СССР, от них решили отказаться. Последний рейс «Конкорда» состоялся 24 октября 2003 года. Производство и эксплуатация сверхзвуковых самолетов были очень дороги, неэкономичны и ненадежны по словам летчиков, практически в каждом полете возникали нештатные ситуации.
Инженерам еще на стадии разработки пришлось столкнуться с рядом проблем, так как сверхзвуковые полеты сопряжены со множеством трудностей, которые не возникают при полетах на дозвуковой скорости. Во-первых, для сверхзвуковых полетов для снижения сопротивления воздуха предпочтение отдается коротким крыльям. Но они очень плохо проявляют себя при взлете и посадке. Тогда применили дельтовидные — треугольные — крылья, которые при сильном наклоне обеспечивали хорошую подъемную силу на низких скоростях. А выразительный нос самолета позволил пилотам видеть взлетную полосу. Во-вторых, тяга.
Для трансатлантических полетов на сверхзвуковой скорости нужны супермощные двигатели, но при этом они должны быть компактными, чтобы снизить сопротивление воздуха. Для решения этой проблемы использовали механические впускные клапаны, замедлявшие поток входящего в двигатель воздуха. Форсажные камеры горения придавали двигателям дополнительную мощность для взлета и перехода на сверхзвуковые скорости.
Характерная стреловидная форма самолета помогала ему преодолевать звуковой барьер, а опускающийся нос служил для увеличения обзора из кабины пилотов.
Считается, что форма и конструкция "Конкорда" была принята в КБ Туполева за основу при создании Ту-144. Технические характеристики лайнеров были примерно равны - достоинства одного вполне компенсировались преимуществами другого. Ресурс европейского СПС был больше, чем у советского самолета - 45 тысяч часов против 30 у "Ту". Максимальная скорость 2179 километров в час у Ту-144 - 2430 , крейсерская - 2146 2300.
Первый полет французский "Конкорд" совершил 2 марта 1969 года, затем 9 апреля взлетел английский. Ту-144, как говорилось выше, совершил первый полет за три месяца до этого - 31 декабря 1968 года. Регулярные полеты Первый коммерческий полет "Конкорды" совершили 21 января 1976 года. Сначала они летали по маршруту Париж - Рио-де-Жанейро и Лондон - Бахрейн, но с 24 мая 1976 обе страны открыли рейсы в Вашингтон.
Эффектный сверхзвуковой самолет, несмотря на довольно высокую стоимость, заинтересовал многие авиакомпании, однако в процессе создания цена "Конкорда" значительно возросла, и они довольно быстро сняли свои заказы. Еще одной проблемой эксплуатации СПС стали протесты экологических организаций - "Конкорд", практический потолок которого составлял 18288 метров, разрушал озоновый слой, а его двигатели превышали все допустимые уровни шума, не говоря уже о мощном "акустическом ударе" во время перехода звукового барьера. Несколько стран закрыли свои воздушные пространства для полетов этих самолетов. Всего в эксплуатации находились пять самолетов British Airways и четыре самолета Air France.
Поначалу правительства Великобритании и Франции компенсировали высокую стоимость билетов на СПС, удерживая ее на уровне 1500 долларов в один конец, но в 80-х лайнеры стали выполнять только чартерные рейсы.
Вот программа CPO каждого автопроизводителя Шолль сказал, что люди в авиации часто спрашивают его: «Как вы можете сделать это так быстро? Virgin Atlantic и Japanese Airlines поддержали зарегистрированные заявления о намерениях приобрести 30 самолетов на общую сумму 6 миллиардов долларов. Boom сосредоточится на трансокеанских маршрутах, чтобы максимизировать скорость и сэкономить время, не сталкиваясь с проблемой ограничения скорости на суше, как это сделал Concorde, и он будет летать со скоростью 2. Это максимальная скорость, которую может развить самолет, прежде чем тепло станет слишком сильным для существующих сертифицированных материалов. В сложной отрасли стратегия является прагматичной: «как можно быстрее сделать высокоскоростные путешествия доступными для как можно большего числа людей, используя только технологии, которые доказали свою безопасность, надежность и эффективность». Сорвать низко висящие плоды и идти вперед.
И поэтому мы черпаем огромное вдохновение из Concorde, и нам в основном нужно делать то же, что и они, но делать это немного эффективнее». Boom имеет тесные связи с командой Concorde. В 2018 году Boom провел мероприятие в Бруклендсе в Суррее, Англия, на котором Шолль в рамках церемонии опустил знаменитый нос Concorde. А в марте этого года, на праздновании 50-летия, представители Boom присоединились к бывшим выпускникам Concorde, чтобы помочь сделать это событие больше, чем просто праздник ностальгии. Пилоты и инженеры «Конкорда» даже приехали в Денвер на вечеринку по запуску с спортивными сумками, полными технической документации, которую они сказали, что «забудут в нашем офисе». Эта альтернатива резине может изменить способ производства шин «Итак, у нас есть доступ к кое-чему, чего вы не найдете ни в одной книге», — говорит Шолль. По его словам, главный урок, который нужно усвоить, очевиден.
Это самое главное», — говорит Шолль. В переводе это около 5000 долларов. А это десятки миллионов человек ежегодно. А во-вторых, в самолете нужно поставить правильное количество мест. Таким образом, на 55 мест у нас примерно такой же размер, как в салоне бизнес-класса в Airbus или Boeing». Пятьдесят пять мест также близко соответствуют тому, что BA сообщает как среднюю полезную нагрузку 100-местного Concorde. Сегодня отраслевые стандарты составляют около 80 процентов коэффициента нагрузки для дозвуковых самолетов.
Мы разработали Overture таким образом, чтобы обеспечить одинаковые коэффициенты нагрузки на многих и многих маршрутах. И это ключевая часть того, чтобы экономика работала на авиакомпании, что необходимо для того, чтобы все это стало действительно практичным». Для этого, конечно же, Boom должен заставить сам самолет не только работать, но и быть более эффективным. В технологическом отношении с тех пор, как Concorde был на чертежной доске, нужно использовать 60 лет прогресса, особенно в аэродинамике, материалах и силовой установке. Что касается аэродинамики, Concorde пришлось тестировать все в аэродинамической трубе, на подготовку каждой отдельной установки уходили месяцы. Boom использует компьютерную симуляцию. Затем идут материалы, используемые для создания этого ремесла.
Сделать это из алюминия, из которого сделан Concorde, было бы очень и очень сложно», — объясняет он. Они прочные, легкие и выдерживают высокие температуры для высокоскоростного полета лучше, чем металл, лучше, чем алюминий». И, наконец, технология двигателя. Конкорд использовал форсажную камеру при взлете, когда сжигалось дополнительное топливо, чтобы добавить тяги, чтобы его знаменитые треугольные крылья оторвались от земли. Overture будет использовать современные турбовентиляторные двигатели, хотя они потребуют модификации для полета на сверхзвуке, и Boom еще не объявил, кто будет их поставлять. Это не ново, но тогда этого не было. Они значительно тише, значительно экономичнее, и поэтому, когда Overture пролетит над нами, он будет не громче, чем некоторые из самолетов, которые летают сегодня», — прогнозирует он.
Cadillac CTS-V 2016 года: подробное описание четырехдверного Corvette Что касается звукового удара, по оценкам фирмы, он будет в 30 раз тише, чем Concorde, хотя это не входит в их первоначальные планы. Одной из самых технических частей освоения сверхзвукового полета являются воздухозаборники самолета. Воздух, поступающий в двигатели, также движется со сверхзвуковой скоростью, поэтому инженеры должны найти способ замедлить его, прежде чем он попадет в двигатели. Команде Concorde понадобилось от 10 до 12 лет разработки, чтобы получить правильный вход. В Boom двум парням понадобилось девять месяцев, и они превзошли производительность Concorde. Услышав обоснование и чувство уверенности в команде, удивительно, что никто этого еще не делал. Большинство новых предприятий в Силиконовой долине можно было начать всего за несколько сотен тысяч долларов.
Boom займет порядка 10 лет с момента основания компании до полета первого пассажира. И это потребует миллиард долларов инвестиций. И это не для слабонервных». Это самое фундаментальное операционное различие между Boom и Concorde: это частное предприятие по сравнению со сложным двухнациональным государственным проектом. Шолль ясно, на чьей стороне он предпочел бы быть. В результате у нас было 50 лет застоя, и пришло время вернуть предпринимательство».