Второй опытный образец пассажирского самолета Ил-114-300 поднялся в небо.
Академик РАН Сергей Чернышёв: Сверхзвуковые лайнеры скоро вернутся
Быстрее быстрого, скорее скорого: изобретатели создают пассажирский гиперзвуковой самолет. Россия имеет все необходимые наработки для создания нового сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144, сообщил министр транспорта РФ Виталий Савельев в рамках РИА Новости, 15.11.2023. Появление не боевой ракеты, а именно пассажирского гиперзвукового самолета, который будет летать со скоростью не меньше 6 тысяч км/час, ожидается где-то к 2050 году. Изложены основы сверхзвуковой динамики пассажирских самолетов. Генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института имени Николая Жуковского, член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало заявил о том, что в России в период с 2025 по 2030 годы появятся сверхзвуковые пассажирские авиалайнеры.
В небе снова могут появиться сверхзвуковые пассажирские самолеты
Ранее в мире существовали две модели сверхзвуковых пассажирских самолетов: советский Ту-144 и британо-французский "Конкорд" (он развивал скорость в 2,04 Маха, т.е. 2180 км/ч). Кроме того, компания Boeing и АНТК имени А. Туполева в 1999 году успешно завершили программу совместных исследований на Ту-144ЛЛ для создания перспективного пассажирского сверхзвукового самолета. — Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили. Возобновился интерес к сверхзвуковым пассажирским самолетам в России в 2018–2019 годах — обсуждением проекта создания бизнес-джета на базе бомбардировщика Ту-160. Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год. Обычно полет сверхзвукового самолета выглядит так: лайнер обгоняет звуковые волны, которые сам же и создает, и с грохотом о них бьется.
Что не так со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами?
— Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили. Замглавы ЦАГИ им. Жуковского Александр Медведский рассказал о завершении работы над системами управления российского гражданского сверхзвукового самолета «Стриж». Испанский дизайнер Оскар Виньялс поделился концепцией нового пассажирского сверхзвукового самолёта Hyper Sting («Гиперзвуковое жало»). К тому же в условиях соревнования Холодной войны создание сверхзвукового пассажирского самолёта было делом престижа.
Сверхзвуковые пассажирские лайнеры: новая эра или несбыточные мечты?
До настоящего времени единственными пассажирскими сверхзвуковыми самолетами являлись французский Concorde и советский ТУ-144, которые были сняты с производства, вследствие дороговизны билетов и крайне громкого шума, сопровождающего их полет. В компании Lockheed Martin создали макет нового «сверхзвуковика» и испытали его в продувочной камере. Результаты показали, что благодаря новой конструкции корпуса шум от самолета не будет превышать комфортных для человеческих ушей 75 децибел.
Изыскания направлены на разработку методологии формирования компоновок и оценки аэродинамических, летно-технических и экологических характеристик сверхзвуковых гражданских самолетов. Перспективный СПС должен обладать высокими уровнями топливной эффективности и безопасностью, а также низким уровнем звукового удара и шума на взлете и посадке. Стоимость работ с 2017 по 2019 гг. В Минпромторге отметили, что в России отсутствует необходимая для создания перспективного сверхзвукового самолета маршевая силовая установка. В 2016 г. Речь и о военных разработках, но мы изучали, в частности, и вариант использования газогенератора ПД — 14 для сверхзвукового применения. Однако создание двигателя для СПС в целом, конечно, займет приличное количество лет.
Если делать его на базе существующего газогенератора, то это потребует от трех до пяти лет.
Это были самолеты будущего, способные разогнаться более чем до 2 тыс. Но это будущее толком не наступило. Скорость звука не просто красивое сравнение. Если лететь еще быстрее, возникает дополнительное сопротивление воздуха. Необычные субтильные силуэты "Конкорда" и Ту-144 позволяли преодолеть звуковой барьер, но дорогой ценой: несмотря на конструкторские ухищрения, оба самолета расходовали непомерно много топлива, а вмещали лишь чуть больше сотни пассажиров. Билеты стоили соответствующе.
От "Страны Советов" до "Медведя". Лучшие самолеты Туполева Расход топлива — половина беды: "Конкорд" и Ту-144 были настоящей напастью для людей на земле. Чтобы получше в этом разобраться, я отправился в подмосковный город Жуковский — 40 минут на метро и полчаса на электричке — к научному руководителю ЦАГИ и проекта по разработке концепции сверхзвукового пассажирского самолета второго поколения. Волна, идущая от носа корабля, распространяется на огромное расстояние, на это уходит энергия", — заходит издалека академик РАН Сергей Чернышев. Со сверхзвуковыми самолетами получается то же самое, только вместо воды — воздух: ударная волна от летательного аппарата уносит часть энергии двигателя. Там, где ударная волна касается земли, раздается взрыв. На самом деле ничего не взрывается — громкий хлопок обусловлен перепадом давления.
Этот перепад составляет всего несколько десятитысячных долей атмосферного давления, но ухом воспринимается как отдаленный раскат грома будто из ниоткуда. Ночью они просыпаются, да и днем из-за внезапности это неприятно", — рассказывает Сергей Чернышев. А были случаи, когда из-за низко летевших Ту-144 и боевых машин лопались стекла, по зданиям шли трещины. Причем звуковой удар возникает не только под пролетающим самолетом — он накрывает землю ковром шириной в десятки километров, который стелется под воздушным судном, пока скорость остается сверхзвуковой. В Америке грохот самолетов будущего так встревожил чиновников, что Федеральное управление гражданской авиации США запретило полеты "Конкордов" над сушей еще до того, как те впервые поднялись в воздух с пассажирами на борту ооновская Международная организация гражданской авиации, или ИКАО, позже приняла резолюцию, где говорится, что сверхзвуковые самолеты не должны создавать " неприемлемые ситуации для людей ". Потенциально популярные маршруты между Восточным и Западным побережьем страны отпали, а поскольку мир в 1970-х был не настолько глобализованным и богатым, как сейчас, франко-британским самолетам оставалось летать над Атлантикой из Нью-Йорка в Париж, Лондон и в обратном направлении. Перевозчики терпели убытки, несмотря на дорогие билеты, в 2000-м один "Конкорд" разбился, погибло больше 100 человек, вскоре для гражданской авиации наступили непростые времена из-за терактов 11 сентября и дорожающей нефти — в 2003 году "Конкорд" совершил последний рейс.
О Ту-144 к тому моменту никто не вспоминал: советский самолет был снят с эксплуатации спустя всего семь месяцев после первого коммерческого полета. Сверхзвуковые самолеты остались только у Министерства обороны и научно-исследовательских институтов. Что общего у самолетов и качелей? Еще пока "Конкорды" летали в небе над Атлантикой, начались разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения. Ими занимаются государственные агентства и институты ЕС, США, Японии, России, корпорации с долгой историей в авиастроении и недавно открытые фирмы. До 2010-х годов об этом слышали разве что специалисты, но чем ближе испытания новых аппаратов, тем сильнее интерес — и тревога — обычных людей. Так как за 50 лет законы физики не изменились, проблемы стоят все те же: звуковой удар и расход горючего.
На определённых стадиях полёта самолёт проходит через неустановившиеся режимы разгон и набор высоты, развороты , где неизбежны аномально высокие уровни удара фокусировка , намного превышающие значения для установившегося полёта в относительно спокойной атмосфере. Этот звук похож на выстрел? Основной количественной характеристикой восприятия в этом случае является громкость звукового удара, которая зависит от множества факторов: изменения избыточного давления, в том числе величины перепада и времени нарастания давления; характеристик отражающих поверхностей в помещении человек или на улице, на асфальте, или на траве и многих других. Также влияют режим полёта скорость, высота, ускорение , распределение по высоте параметров реальной атмосферы плотность, температура, влажность, направление и скорость ветра, турбулентность. Они достаточно длительное время активно обсуждаются на различных площадках, но не могут быть сформированы без наличия фактического материала по характеристикам распространения ударных волн малой интенсивности в реальной атмосфере. Такие данные могут быть получены только в ходе лётных испытаний специализированных демонстраторов технологий СГС, реализующих принципы формирования аэродинамических компоновок с низким звуковым ударом. Учреждение ООН, устанавливающее международные нормы гражданской авиации и координирующее её развитие. Это замкнутый круг?
Необходимо планомерное развитие технологий до высокого уровня готовности, включая создание и испытания близких к натурным демонстраторам технологий. После подтверждения эффективности и реализуемости интегрированного комплекса технологий на таких демонстраторах и валидации расчётных методов проектирования возможна разработка первых нормативных документов. В дальнейшем разработка серийных самолётов тоже должна быть поэтапной. Это число Маха, соответствующее крейсерской скорости полёта. Планер с удлинённой носовой частью — Для сверхзвуковых самолётов, наверное, нужны особые аэродромы? Принципиальное значение для перспективных СГС имеет эффективность интеграции новых технических решений в едином техническом облике. В этом смысле используемые компоновочные решения являются уникальными и нетрадиционными. Например, для снижения звукового удара необходимо разместить воздухозаборники силовой установки на верхней поверхности планера.
Задача обеспечения высоких характеристик потока на входе в двигатель при таком расположении является достаточно сложной, это потребовало большого объёма расчётных и экспериментальных исследований. Для снижения звукового удара также необходимо существенно удлинить носовую часть планера, увеличить стреловидность и угол поперечной V-образности крыла и выполнить множество локальных деформаций нижней поверхности планера.
Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
Погиб весь экипаж и восемь жителей поселка. В результате расследования технических неисправностей самолета обнаружено не было, точная причина падения Ту-144 так и не была установлена. Неутешительные итоги Несмотря на катастрофу, развитие самолета продолжалось. В 1977 году наконец-то был открыт первый пассажирский рейс Ту-144 Москва — Алма-Ата. Полет проходил на высоте 16-17 тыс. Самолет летал один раз в неделю и перевозил 80 человек.
По отзывам пассажиров, они чувствовали себя в полете, как космонавты. В 1976 году началась постройка Ту-144 с новым двигателем РД-36-51А, который должен был обеспечить более длительный сверхзвуковой полет. Происшествие с первой опытной моделью именно этой серии стало решающим в судьбе Ту-144. В мае 1978 года во время испытаний в Подмосковье самолет был вынужден совершить экстренную посадку по причине возгорания одного из двигателей. При этом два члена экипажа погибли.
В том же году было принято решение о приостановке пассажирских перевозок. Программа развития самолета была свернута, производство Ту-144 прекратили в 1981 году. Позже самолеты использовались для грузоперевозок, тренировочных и испытательных полетов. Как показала практика, сверхзвуковые пассажирские перевозки оказались очень затратным делом даже для плановой экономики, которая никогда не скупилась на вложения в промышленность. Ту-144 оказался дорогим и сложным в эксплуатации.
В СССР для него не было подходящей инфраструктуры и достаточного количества маршрутов, а для продаж за границу существовали большие препятствия. Его европейский конкурент «Конкорд», пролетавший до 2003 года, испытывал примерно те же трудности и уступил небо более экономным дозвуковым авиалайнерам. О результатах воплощения программы сверхзвукового пассажирского авиалайнера до сих пор не утихают споры. Одно можно сказать точно: отечественные авиастроители в очередной раз подтвердили свое мировое лидерство, победив в сверхзвуковой гонке. Работы над Ту-144 помогли поднять уровень советского авиапрома и смежных областей.
Опыт разработки был в дальнейшем использован при создании тяжелых сверхзвуковых самолетов Ту-22М и Ту-160. Новейшая история Ту-144 Летом 1991 года в «биографии» Ту-144 произошло еще одно очень важное событие: на встрече в Париже руководители американской компании «Рокуэлл» и ОКБ Туполева подписали протокол о намерении провести совместные исследования по программе СПС-2 сверхзвуковой пассажирский самолет. Выбор в пользу самолета Ту-144 а не «Конкорда» сделали благодаря большей максимальной скорости полета, наличию убираемого переднего горизонтального оперения и, возможно, меньшей стоимости аренды. Первый полет летающей лаборатории Ту-144ЛЛ состоялся 29 ноября 1997 года.
Именно на водороде летают, например, экспериментальные отечественные дроны, разработанные в России. Самолет на водороде создают сейчас в Европе — без вредных выбросов, с более экономичной формой в виде ската. Другое направление развития авиации — скорость. Конструкторы по всему миру пытаются сделать самолеты в два, а то и в шесть раз быстрее обычных. Все это пока не очень близко к воплощению — если двигатели дают нужную скорость, то сжигают слишком много топлива и создают неприемлемый уровень шума.
Стреловидный фюзеляж, крылья как у чайки, воздухозаборники, установленные, в отличие от обычного самолета, сверху, — всё это должно устранить обычно возникающий на такой скорости звуковой эффект, похожий на взрыв. С земли, как заверяют создатели, пролет такого самолета на полной скорости будет восприниматься не громче, чем хлопок дверью автомобиля.
Перед ними стоит задача — найти технические решения, которые после апробации можно использовать для создания коммерческого образца самолета. Его вместимость, по мнению эксперта, будет умеренной, около 20 кресел. Для того, чтобы сверхзвуковые перелеты были востребованными, их стоимость должна превышать цену обычных полетов не более чем в 2-2,5 раза, отметил Пантелеев.
Сейчас такой перелет длится не менее 7,5 часов. По его словам, в настоящее время сверхзвуковые коммерческие перевозки не выполняются ни в одной стране мира. Над российским проектом «Стриж» работают научный центр «Сверхзвук», несколько академических институтов, отраслевых НИИ и крупнейших российских вузов.
Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего
Сверхзвуковые пассажирские самолёты второго поколения: Boom набирает обороты, а Aerion «влетел в трубу». После долгого перерыва в России может быть возрождена сверхзвуковая гражданская авиация, но нужно улучшить двигатели. — Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили. — Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили.
Судьба «суперсоника». Нужен ли России новый сверхзвуковой пассажирский самолет
В свое время эксплуатация Ту-144 создавала определенные сложности, потому что самолет в зоне ответственности авиадиспетчеров появлялся буквально на несколько минут. Сейчас задача усложнилась. В повестке дня обеспечить четырехмерное управление траекторией полета СПС нового поколения. То есть не только в пространстве по трем координатам, но и во времени. Это необходимо, чтобы планировать маршрут полета от точки до точки без дополнительных заходов на посадку и ожидания разрешения приземлиться в районе аэропорта. Только при этом условии двигатели двигатели будут работать на оптимальном режиме. В результате самолет становился на несколько метров длиннее. Вы над этой проблемой работаете? Если посмотреть на зависимость увеличения размеров самолета по отношению к температуре, то он как раз соответствовал температуре 110-120 градусов, когда происходит удлинение металлические конструкций. Мы же сейчас говорим о скорости 1,8 Маха, которая соответствует нагреву до температуры около 60-70 градусов.
Металлические и композитные конструкции будущего СПС, конечно, должны учитывать эффект расширения, но не до уровня Ту-144. Но в последующем, при увеличении скорости, нам придется отвечать на этот вызов.
Об истории создания Ту-144 и его непростой судьбе — в нашем материале. Однако дальнейшее изучение вопроса показало, что пассажирский сверхзвуковой самолет крайне сложно сделать на основе боевого, так как они существенно отличаются по требованиям и условиям использования. В начале 1960-х годов Великобритания и Франция запустили совместный проект по созданию сверхзвукового авиалайнера, получивший название «Конкорд» «Согласие». Чудо-машина должна была переносить около ста пассажиров через Атлантику всего за три часа против прежних шести-восьми на обычных реактивных самолетах.
К 1967 году планировалось построить пять экземпляров. На ближайшие 10 лет создание сверхзвукового авиалайнера становится одним из основных проектов Министерства авиационной промышленности СССР. Работа над самолетом была поручена ОКБ Туполева. Проект возглавил сын выдающегося конструктора Алексей Андреевич Туполев. Красота скорости В разработке Ту-144 советские конструкторы решали ряд сложных научно-технических вопросов, с которыми отечественный авиапром сталкивался впервые. В 1965 году были определены основные конструкторские решения, и модель самолета была продемонстрирована на авиасалоне в Ле Бурже.
В 1966 году утвердили полноразмерный макет авиалайнера. Требования к дальности полета на сверхзвуковых скоростях повлияли на особенности конструкции Ту-144. Планер самолета был выполнен по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом малого удлинения, со сложной передней кромкой и однокилевым оперением. Необычный стремительный облик самолета дополняла яркая черта, отличавшая его от других моделей — опускающаяся носовая часть фюзеляжа, похожая на клюв птицы. Это решение обеспечивало пилотам качественный обзор при взлете и посадке с большим углом атаки, характерным для самолетов подобной конструкции. Сборка самолета Ту-144.
Фото ПАО «Туполев» Львиную долю успеха в преодолении звукового барьера новым самолетом должен был обеспечить двигатель. Его взялось построить ОКБ Н. Специально для Ту-144 был разработан двухконтурный турбовентиляторный двигатель НК-144 с форсажными камерами. В самолете использовались новейшие материалы на основе алюминия, и впервые широко применялся титан. В Ту-144 была задействована самая совершенная по тем временам авионика. Автопилот и бортовая ЭВМ обеспечивали автоматический взлет и посадку в любое время суток.
Пассажирский салон и четырехместная кабина были выполнены по последнему слову дизайна с повышенным уровнем комфорта. Как и многие другие машины Туполева, Ту-144 отличался изяществом и красотой, подтверждая тезис конструктора о том, что «некрасивые самолеты не летают». Спецоперация «Крыло» Создание первых образцов Ту-144 было связано с решением множества уникальных задач.
Такие «скачки», по мнению этой группы учёных и конструкторов, позволят сократить время полёта до минимально возможного, и не нарушить требований относительно шумовых эффектов. Другие же наоборот — полны решимости.
Они считают, что бороться с причиной шума можно уже сейчас. И приложили немало усилий, дабы доказать — сверхзвуковой авиалайнер, летающий тихо — вполне возможно построить в самые ближайшие годы. И ещё немного нескучной физики Итак, при полёте на скорости более чем в 1,2 Маха, планер летательного аппарата образует ударные волны. Наиболее сильны они в хвостовой и носовой зоне, а также некоторых других частях самолёта, как например — на кромках воздухозаборников. Что такое ударная волна?
Это зона, где плотность, давление и температура воздуха испытывают резкие скачки. Возникают они при перемещениях на высоких скоростях, быстрее звуковой. Людям же, которые стоят при этом на земле, не смотря на расстояние, кажется, что происходит некий взрыв. Конечно, речь идёт о тех, кто находится в относительной близости — под тем местом, где летит самолёт. Именно потому и были запрещены полёты сверхзвуковой авиации над городами.
С такими ударными волнами, как раз, и борются представители «второго лагеря» учёных и конструкторов, кои верят в возможность нивеляции этого шума. Если вдаваться в подробности, то причина такового буквально «столкновение» с воздухом на очень большой скорости. На фронте волны резко и сильно повышено давление. В то же время, сразу, после него, наблюдается падение такового, а затем переход к нормальному показателю давления такому, как было до «столкновения». Однако, уже проведена классификация типов волн и найдены потенциально оптимальные решения.
Осталось только закончить работы в этом направлении и внести необходимые коррективы в проекты самолётов, или же создавать таковые с ноля, с учётом данных поправок. В частности, специалисты NASA пришли к осознанию необходимости конструкционных изменений, с целью реформации особенностей полёта в целом. А именно — изменению специфики ударных волн, насколько это возможно при нынешнем технологическом уровне. Что достигается путём реструктуризации волны, за счёт конкретных изменений конструкции. В результате — стандартная волна рассматривается как N-тип, а та, которая возникает при полёте, с учётом предложенных специалистами нововведений, как S-тип.
И при последней, значительно снижается «взрывной» эффект смены давления, и люди, находящиеся внизу, например, в городе, если самолёт пролетает над ним, даже тогда, когда слышат таковой эффект, то только как «отдалённый хлопок дверью автомашины». Форма — тоже важно Кроме того, например, японские авиационные конструкторы, не так давно, в середине 2015, создали беспилотный планер модели D-SEND 2. Его форма спроектирована особым образом, позволяя существенно уменьшить интенсивность и количество ударных волн, возникающих, когда аппарат летит на сверхзвуковой скорости. Эффективность предложенных таким образом, японскими учёными, инноваций, была доказана при испытаниях D-SEND 2. Таковые провели в Швеции, в июле 2015.
Достаточно интересным был ход мероприятия. Планер, который не был оснащён двигателями, подняли на высоту в 30,5 километров. С помощью воздушного шара. Затем его сбросили вниз. За время падения он «разогнался» до скорости в 1,39 Маха.
После проведённых испытаний, японские авиаконструкторы смогли с уверенностью заявить — интенсивность ударных волн, при полёте их детища на скорости, превышающей быстроту распространения звука, — в два раза меньше, чем у «Конкорда». Прежде всего — его носовая часть не осесимметричная. Киль смещён к ней, и при этом, горизонтальное хвостовое оперение установлено как цельноповоротное. Оно также расположено под отрицательным углом к продольной оси. И при этом законцовки оперения располагаются ниже, чем точка крепления.
Крыло, плавно сопряжённое с фюзеляжем, выполнено с нормальной стреловидностью, но ступенчатое. По примерно такой же схеме сейчас, по состоянию на ноябрь 2018, проектируют пассажирский сверхзвуковой AS2. Работают над ним профессионалы из Lockheed Martin. Заказчиком выступает NASA. Планируется, что она будет создаваться с упором на уменьшение интенсивности ударных волн.
Сертификация и… ещё одна сертификация Важно понимать, что некоторые проекты пассажирских сверхзвуковых самолётов будут реализовываться уже в начале 2020-х. При этом, правила, установленные Международной организацией гражданской авиации, в 2006 и 2008, ещё будут действовать. А значит, если до того времени не случится серьёзного технологического прорыва, в области «тихого сверхзвука», то вероятно создание именно самолётов, кои будут переходить на скорость, выше одного Маха, только в зонах, где сие разрешено. И после этого, когда необходимые технологии всё же появятся, при таком сценарии, придётся проводить множество новых испытаний. С целью того, чтобы самолёты могли получить разрешение на полёты над населёнными пунктами.
Но это лишь рассуждения о будущем, сегодня что-либо точно сказать на этот счёт весьма трудно. Вопрос цены Ещё одна проблема, упомянутая ранее- дороговизна. Конечно, на сегодняшний день, уже создано множество двигателей, намного более экономичных, нежели те, которые эксплуатировали ещё двадцать, или тридцать лет назад. В том числе, сейчас проектируются и те, кои могут обеспечить самолёту движение на сверхзвуковой скорости, но при этом не «съедают» столько горючего, сколько Ту-144, или «Конкорд». Каким образом?
Прежде всего — это использование керамических композиционных материалов, что обеспечивают снижение температур, а сие особенно важно в горячих зонах силовых установок. Кроме того — введение ещё одного, третьего, воздушного контура — помимо внешнего и внутреннего. Нивеляция жёсткой сцепки турбины с вентилятором, внутри самолётного двигателя и т. Но тем не менее, даже благодаря всем этим нововведениям, нельзя сказать, что сверхзвуковой полёт, в сегодняшних реалиях — экономичен. Потому, для того, чтобы он стал доступен и привлекателен для широких масс населения, крайне важны работы по усовершенствованию двигателей.
Возможно — актуальным решением станет полная переработка конструкции — считают эксперты. Кстати — снизить стоимость за счёт увеличения количества пассажиров на один рейс, также не удастся. Поскольку те авиамашины, что проектируют на сегодняшний день имеются ввиду, конечно, сверхзвуковые самолёты , рассчитаны на перевозки небольшого числа людей — от восьми, до сорока пяти. Новый двигатель — вариант решения проблемы Из последних новинок, в данной сфере, следует отметить инновационную реактивную, турбовентиляторную силовую установку, созданную в нынешнем, 2018 году, компанией GE Aviation. В октябре она был представлен под названием Affinity.
Этот двигатель планируют установить на упомянутую модель пассажирского AS2. Каких-либо существенных технологических «новинок» в данном типе силовых установок не предусмотрено. Но при этом, в нём соединены особенности реактивных двигателей с большой и малой степенью двухконтурности. Что делает модель весьма интересной, для установки на сверхзвуковом самолёте. Кроме всего прочего, создатели двигателя утверждают, что при испытаниях он докажет свою эргономичность.
Расход топлива силовой установкой будет примерно равен тому, который можно фиксировать у стандартных двигателей авиалайнеров, находящихся ныне в эксплуатации. То есть, это заявка на то, что силовая установка сверхзвукового самолёта будет потреблять приблизительно столько же топлива, сколько и у обычного авиалайнера, не способного разогнаться до скорости выше одного Маха. Как это получится — пока объяснить трудно. Поскольку особенности конструкции двигателя его создатели на настоящий момент не раскрывают. Какими они могут быть — российские сверхзвуковые авиалайнеры?
Конечно, сегодня существует множество конкретных проектов сверхзвуковых пассажирских самолётов. Однако, далеко не все близки к реализации. Посмотрим на наиболее перспективные. Итак — особого внимания заслуживают российские авиастроители, унаследовавшие опыт советских мастеров.
Внутренние характеристики сопел. К вопросу о снижении звукового удара. Ученые записки ЦАГИ, 2006, т. Quiet supersonic platform program. AIAA Paper, 2002, no. The flow pattern of a supersonic projectile.
Pure Appl. Structural and aerodynamic considerations for an oblique all wing aircraft. CFD simulations of aerodynamic flows with a pressure-based method. Japan, Yokohama, 2004. Lower bounds for sonic bangs. Lower bounds for sonic bangs in the far field. XVIII, pt. I, pp. Minimum sonic boom shock strengths and overpressures. Nature, 1969, Feb.
Lower bounds for sonic booms in the midfield. AIAA J. Sonic boom minimization including both front and rear shocks. Sonic boom minimization.
Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год
«Мы разрабатываем сверхзвуковые самолеты, которые смогут преодолевать очень большие расстояния, оставляя нулевой углеродный след. Сверхзвуковой пассажирский самолёт Конкорд имел дельтавидное крыло, малое поперечное сечение фюзеляжа и четыре двигателя Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 под крылом. Директор Института теоретической и прикладной механики, заместитель председателя СО РАН Василий Фомин в интервью телеканалу «Россия 24» рассказал, смогут ли новосибирские ученые создать сверхзвуковой пассажирский самолёт.
Что не так со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами?
Экономия времени весьма ощутимая, но опять же вспоминаем про себестоимость такого полета с точки зрения расхода топлива и стоимости обслуживания авиалайнера. Какие неудобства это создаст для компаний и пассажиров Первая эра сверхзвука В истории гражданской авиации уже был период сверхзвука. В 1970—2000-е годы в эксплуатации было два пассажирских — советский Ту-144 и англо-французский «Конкорд», которые развивали такие скорости. Коммерческая эксплуатация Ту-144 на линии Москва — Алма-Ата длилась недолго. С ноября 1977 по 23 мая 1978 года самолет совершил только 55 регулярных пассажирских рейса и перевез 3284 пассажира. Официальной причиной прекращения эксплуатации самолета стала катастрофа опытного образца при испытаниях. Фактически же использование самолета было крайне нерентабельным — стоимости эксплуатации значительно превышала выручку от продажи билетов они стоили 83,6 рубля против 62 рублей на обычном рейсе. Британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетает в аэропорту Хитроу Фото: сommons.
Стоимость билетов на него была в два раза выше, чем на «тихоходы», но даже это не делало его выгодным для авиакомпаний. Уже в 70-е годы после создания Ту-144, в КБ Туполева начали разработку сверхзвукового аэробуса — вместительного Ту-244. Проблему экономичности полета планировалось решить за счет повышения вместимости в два раза — до 300 пассажиров. С учетом применения более экономичных двигателей появлялся шанс вывести самолета на безубыточность. Работы по проекту продолжались до конца 1990-х годов и наработки считались вполне реалистичными. Но, конечно, создание такого самолета — это очень дорогая программа национального масштаба.
Конструкторы могут снизить громкость двигателей, увеличив их в диаметре, но тогда самолет станет тратить еще больше топлива — не вариант. Некоторые проектировщики пытаются скрыть двигатели в корпусе, чтобы тот стал защитным экраном от адского звука.
На дозвуке для подходящей аэродинамики нужно длинное крыло, а с длинным крылом до сверхзвуковой скорости самолет не разгонишь. Большие скорости доступны моделям с короткими крыльями, похожими на наконечник стрелы, а если самолет с такими крыльями летит медленнее сверхзвука, то он жжет непозволительно много керосина. То же касается конструкции носа. Кто первым оседлает неумолимую физику? Его создатели утверждают, что шуметь он будет не больше, чем автострада. X-59 QueSST не является прототипом самолета, который хотят выпускать серийно, — это, по сути, испытатель технологий как таковых. Минувшей осенью в большую игру вступила ЮАР. Миллиардер Привен Редди объявил о создании компании Leap Aerospace, которая должна будет собрать сверхзвуковой пассажирский лайнер EON-01.
На днях своими планами на воскрешение пассажирской сверхзвуковой авиации поделился и Московский авиационный институт. Решить проблему с аэродинамикой и звуком там хотят за счет использования пробионических конструкций — разные элементы будут адаптированы к разным нагрузкам, подобно скелету животных. Дедлайны не озвучиваются, так что Boom Supersonic остается на сегодняшний день единственной компанией, которая обещает запустить СПС в скором времени. До Overture в небо должен подняться его мини-брат — одноместный XB-1. А пока всё, что мы можем наблюдать, — это футуристичные рендеры под героическую музыку. Лишь когда второе поколение сверхзвуковых пассажирских самолетов покажет себя в деле, станет ясно, получилось ли у СЕО Boom Блейка Шолла или еще какого-нибудь мечтателя исправить все ошибки предшественников и сделать 3-в-1 — быстрый, безопасный и не слишком расточительный самолет. И не опередит ли их Илон Маск со своим гиперскоростным метро или какой-нибудь межконтинентальной ракетой?
В этом смысле используемые компоновочные решения являются уникальными и нетрадиционными. Например, для снижения звукового удара необходимо разместить воздухозаборники силовой установки на верхней поверхности планера. Задача обеспечения высоких характеристик потока на входе в двигатель при таком расположении является достаточно сложной, это потребовало большого объёма расчётных и экспериментальных исследований.
Для снижения звукового удара также необходимо существенно удлинить носовую часть планера, увеличить стреловидность и угол поперечной V-образности крыла и выполнить множество локальных деформаций нижней поверхности планера. Жуковского» выиграл госконтракт на создание демонстраторов СГС. Что предстоит сделать? В научных организациях ведутся поисковые и прикладные исследования в обеспечение создания СГС нового поколения. Жуковского», который управляет отечественной прикладной наукой в области авиастроения. Сегодня перед российской воздушной отраслью стоит задача создания новых авиационных решений и разработок для достижения технологического суверенитета страны. Выполнен ряд расчётно-экспериментальных исследований перспективных метало-композитных конструкций, обеспечивающих высокую весовую эффективность и требуемую жёсткость конструкции планера. Полученный научно-технический задел позволяет перейти к созданию крупноразмерного лётного демонстратора комплекса технологий СГС для достижения более высоких уровней готовности технологий. А также на равных участвовать в разработке международных норм на допустимый уровень звукового удара и шума в районе аэропорта в рамках ИКАО. На данный момент разработано техническое предложение на демонстратор комплекса технологий СГС «Стриж».
Для сокращения сроков и стоимости создания и лётных испытаний демонстратора проработана возможность максимального использования существующих серийных двигателей, самолётных систем, узлов и агрегатов с минимальной доработкой. Ожидается, что проект нормативных требований к таким самолётам может быть сформирован не ранее 2027 года, по мере наработки статистических данных при полётах демонстраторов технологий СГС. Первый полёт этого самолёта ожидается в 2023 году, тестовая программа исследований в 2025—2026 годах предполагает большое количество полётов над населёнными территориями для оценки восприятия звукового удара добровольцами. Материалы исследований будут переданы в ИКАО для формирования норм по уровню звукового удара для перспективных сверхзвуковых гражданских самолётов. Соответственно, переход к опытно-конструкторским работам ОКР по серийному СГС нового поколения возможен ближе к 2030 году, после утверждения нормативных требований и подтверждения эффективности и реализуемости всего комплекса разрабатываемых технологий и технических решений.
Спустя год после идеи о создании гражданского сверхзвукового ВС, высказанной российским президентом Владимиром Путиным, Минпромторг отчитался о текущем статусе работ по этой тематике. Глава ведомства Денис Мантуров заявил, что с 2020 по 2022 гг. Последние будут направлены на улучшение аэродинамических характеристик и повышение весовой отдачи перспективного ВС. По словам чиновника, в этот же период необходимо сформировать пакет нормативной документации, «направленной на регулирование процессов оценки соответствия для сверхзвуковых гражданских самолетов». Эти НИР в рамках госпрограммы «Развитие авиапромышленности на 2013—2025 гг. Изыскания направлены на разработку методологии формирования компоновок и оценки аэродинамических, летно-технических и экологических характеристик сверхзвуковых гражданских самолетов. Перспективный СПС должен обладать высокими уровнями топливной эффективности и безопасностью, а также низким уровнем звукового удара и шума на взлете и посадке. Стоимость работ с 2017 по 2019 гг.
Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
Центральный федеральный округ Сверхзвуковые пассажирские самолеты появятся в России в период между 2025 и 2030 годами. Об этом заявил гендиректор Центрального аэрогидродинамического института им. Он добавил, что "демонстраторы появятся раньше — где-то 2021 год, а в 2023-м, наверное, можно будет говорить о прототипе", передает РИА Новости.
Сейчас ученые работают над решением ключевых проблем высокого расхода топлива и высокого аэродинамического удара. Демонстратор же появится к 2028-2029 годам. Также в СибНИА занимаются исследованием технологий для создания региональных самолетов, винтокрылых летательных аппаратов нового поколения, самолетов укороченного взлета и посадки.
С максимальным количеством пассажиров он сможет пролететь до 11 тыс. Речь тогда шла о сверзвуковом бизнес-джете совсем небольшой вместимости. Специалисты тогда рассказывали: минимум на сверхзвуке он должен лететь от пяти часов, для чего нужен принципиально новый двигатель. Двигатель, так же как и аэродинамическая форма самолета, должен соответствовать компромиссу: с одной стороны, иметь хорошую экономику, то есть низкий расход топлива, с другой - пониженный уровень шума. Самолет будет иметь необычный вытянутый корпус. О чем это говорит? О том, что в принципе на таких скоростях в традиционных решениях очень сложно решить проблему прочности. Кроме того, на сверхзвуке конструкция начинает нагреваться. Происходит ее удлинение. Для алюминиевых конструкций при скорости свыше двух Махов оно может достигать 30 см. Это тоже необходимо учитывать. Проблема комплексная. Она связана с применением оптимальных материалов, оптимальных конструкций, включая бионические, и таких же оптимальных технологий. Остекления в кабине пилота не будет. Все внешние источники информации - телевизионные, инфракрасные, радиоэлектронные и т. Поэтому говорят о "темной кабине", где картинка перед пилотами будет создаваться при помощи систем искусственного зрения. Или дополненной реальности. Очень много вопросов, связанных именно с интеллектуализацией кабины пилотов. Сверхзвуковой самолет должен быть оснащен техническим оборудованием, которое может видеть лучше, чем человек. По словам специалистов, информационное поле кабины - одна из важнейших критических технологий. На какие инновационные материалы делают основную ставку наши ученые и конструкторы? По словам генерального директора ЦАГИ, члена-корреспондента РАН Кирилла Сыпало, ставка даже не на материалы, а на синергию материалов, технологий и конструкций, которые обеспечат заданные качества. Это отдельная новелла в области авиационных материалов.
Ту-144 совершил свой первый пассажирский рейс 1 ноября 1977 года. Полёт был приурочен к 60-й годовщине Октябрьской революции. На первом пассажирском полёте командир экипажа докладывал о готовности к вылету непосредственно министрам. А ещё на первом полёте случился казус с трапом. Для Ту-144 были сделаны специальные трапы на аккумуляторах, с эскалатором, крышей, специальным освещением. Перед первым полётом трап пришлось неоднократно продемонстрировать в работе высокому начальству. В итоге аккумуляторы сели, и трап пришлось оттаскивать от самолёта трактором под звуки скрежета опущенных опор по бетонке. Трапы впоследствии доработали, но сверху поступил эмоциональный приказ : "Выбросить эти трапы было указано место так, чтобы они никогда не появлялись у самолета Ту-144". Встреча на аэродроме Пассажирские перевозки выполнялись на двух самолётах бортовые номера 77109 и 77110. Для пассажирских перевозок были запрещены полёты ночью и использование мокрых ВПП. Все рейсы выполнялись только лётчиками-испытателями КБ Туполева в качестве командира воздушного судна. Вторыми пилотами были специально подготовленные пилоты "Аэрофлота". В обслуживании самолётов принимали участие инженеры из конструкторского бюро. Стоимость билета составляла 68 рублей на дозвуковом самолёте долететь можно было за 48 рублей. Каждый полёт превращался в специальную операцию на министерском уровне. Все стояли на ушах. У Ту-144 на данном маршруте не было резерва топлива. В случае закрытия по погодным условиям основного аэропорта в Алма-Ате оставался резервный в Ташкенте. Если закрывался и в Ташкенте, сажать самолёт было некуда. Диспетчеры каждые 10-15 минут отслеживали погодные условия в обеих столицах республик. Одним из поводов прекращения пассажирской эксплуатации стала катастрофа модернизированного Ту-144Д под Егорьевском. Во время испытательного полёта 23 мая 1978 года произошло разрушение топливопровода и возгорание топлива в районе третьего двигателя. На двух работающих двигателях, с задымлением в кабине экипаж посадил машину на поле. При посадке произошло разрушение самолёта, два бортинженера оказались зажаты деформировавшимися конструкциями и погибли. После этой катастрофы и были прекращены пассажирские рейсы. Всего на Ту-144 было выполнено 55 рейсов и перевезено 3284 пассажира. Планер самолёта оказался хуже расчётного и имел очень низкий ресурс — около 500 часов. Но главной проблемой оказалась экономичность. При проектировании ставилась задача доставлять 100 пассажиров на расстояние в 4500 км. На рейсах Москва — Алма-Ата Ту-144 перевозил 80 пассажиров на дальность 3260 км. Это оказался предел его дальности с двигателями НК-144А. Но помимо плохой экономичности НК-144А имели и очень низкий ресурс, быстро выгорая. Разбившийся под Егорьевском Ту-144Д был оснащён новыми двигателями РД-36-51А, которые должны были увеличить дальность до 6500 км с 120 пассажирами. Для сравнения, Concorde эксплуатировался с 1976 по 2003 годы. За 27 лет было перевезено около 3 миллионов пассажиров. Concorde имели реальную дальность в 6500 км с 9 тоннами полезной нагрузки. В то же время в минусы Concorde записывают то, что он имел меньшую, чем у Ту-144, скорость. Concorde взлетает Говоря о Ту-144, конечно, нельзя не упомянуть и катастрофу 3 июня 1973 года под Парижем. Ту-144С на авиасалоне в Ле-Бурже выполнял показательный полёт на глазах у сотен тысяч зрителей. Внезапно самолёт перешёл в пике, через несколько секунд рассыпался в воздухе и упал на жилые дома. Погибли все 6 человек, находившихся на борту, и 8 человек на земле. Часть чёрных ящиков самолёта была выключена, часть полностью уничтожена. Истинные причины катастрофы так и остались неизвестны. На основании изучения обломков был сделан вывод, что все системы самолёта были исправны. Рассматривалась версия, что причиной катастрофы стало стечение нескольких факторов.