Меню

Первый сверхзвуковой самолет пассажирский: Как в СССР изобрели сверхзвуковой пассажирский самолёт и почему из этого ничего не вышло

Category: Разное

Содержание

Ушли на второй круг. Ученые оценили попытки создать сверхзвуковой самолет

https://ria.ru/20191021/1559937684.html

Ушли на второй круг. Ученые оценили попытки создать сверхзвуковой самолет

Ушли на второй круг. Ученые оценили попытки создать сверхзвуковой самолет

На авиасалоне МАКС-2019 российские инженеры представили макет сверхзвукового пассажирского лайнера нового поколения. Технические решения, которые в нем будут… РИА Новости, 21.10.2019

2019-10-21T08:00

2019-10-21T08:00

2019-10-21T08:00

риа наука

мс-21

ту-144

цаги имени н. е. жуковского

российская академия наук

наса

министерство промышленности и торговли рф (минпромторг россии)

авиация

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn21.img.ria.ru/images/155989/60/1559896016_49:60:1023:608_1400x0_80_0_0_e65211070be92b047210d49a8c75ed82.jpg

МОСКВА, 21 окт — РИА Новости, Татьяна Пичугина. На авиасалоне МАКС-2019 российские инженеры представили макет сверхзвукового пассажирского лайнера нового поколения. Технические решения, которые в нем будут реализованы, позволят создать летательный аппарат, полностью отвечающий нынешним жестким требованиям к экономичности, экологичности и комфорту.Сверхзвуковая авиация снова в тренде»В СССР работы над пассажирским сверхзвуковым самолетом развернулись в начале 1960-х, и уже 31 декабря 1968 года в воздух поднялся первый Ту-144. Минуло полвека, срок большой. С тех пор мир технологически сильно изменился», — рассказывает академик Сергей Чернышев, научный руководитель Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ), профессор МФТИ, один из ведущих специалистов в области звукового удара.У Ту-144 были хорошие летные характеристики, он опережал звук в 2,2 раза. Однако большой расход топлива и сложно решаемые технические проблемы значительно ограничивали его применение. Немаловажен оказался и экономический фактор. «Топливо для него было очень дорогим, специального состава. Требовалось налаживать соответствующую наземную инфраструктуру. Это стало одним из препятствий для внедрения самолета», — продолжает академик Чернышев.Еще одна проблема, не принципиальная в те годы, но первостепенная в наши дни, — высокий уровень шума при взлете и по достижении скорости звука. С ней столкнулся и французский «Конкорд», совершавший рейсы из Лондона до 2003 года. Сейчас эксплуатировать такие самолеты нереально: они просто не вписываются в национальные и международные авиационные нормы.Дозвуковые лайнеры, напротив, успешно эксплуатируются по всему миру: их много, они безопасны, инфраструктура прекрасно развита, улететь можно практически в любую точку планеты, билеты обычно недорогие. Но скорость уже не устраивает глобализованный мир.Перелет из Москвы, скажем, в Токио занимает десять часов, а с учетом проезда в аэропорт и обратно, паспортного контроля, ожидания багажа — весь световой день. По нынешним меркам это непозволительная трата времени. Вот почему в обществе снова зреет запрос на сверхзвуковую авиацию, в первую очередь среди бизнесменов и у крупных корпораций. Это чувствуют инвесторы, готовые вкладываться в подобные проекты. Вот ученые и инженеры из России, США, Японии, ЕС и взялись за разработку самолетов нового поколения.Двигатели — ключевое звеноРазработчикам предстоит создать принципиально новые двигатели. На дозвуковые самолеты сейчас устанавливают двухконтурные силовые агрегаты с соплом большего диаметра, чтобы снизить скорость вытекающей реактивной струи, а значит, и уровень шума. Преодолеть скорость звука с ними не получится: большие двигатели увеличивают сопротивление воздуха.»Поэтому «бочку» нужно уменьшить, тем самым уменьшив степень двухконтурности. Струя станет более скоростной, но повысится шум. Здесь одно улучшаешь, другое ухудшаешь. Простое решение — подвесить двигатели под крыло, как у дозвуковых самолетов, не годится. В нашей модели они располагаются над планером самолета. Во-первых, сам он немного экранирует их шум, во-вторых, струя вытекает на его поверхность, увлекает за собой холодный окружающий воздух, эффективный поперечный размер струи увеличивается, а скорость уменьшается, то есть мы можем ее притормозить, получив при этом хорошую тягу с двигателя. Такого больше ни у кого нет, это новая концепция», — объясняет ученый.Хорошо бы, конечно, продолжает он, сделать двигатель переменного цикла. На взлете у него большой поперечный размер, чтобы меньше шуметь, в полете поперечник уменьшается, снижая сопротивление воздуха и позволяя разогнаться, а на дозвуке снова увеличивается. Но это пока слабопроработанная концепция, в реальности придется искать компромисс между размерами двигателя и его расположением на планере самолета.Военные самолеты тут не могут служить образцом. Они летают в режиме сверхзвука очень ограниченное время, и ресурс двигателей небольшой. Примерно через тысячу часов их отправляют на капремонт. Пассажирский же лайнер должен в каждом рейсе на три-четыре часа включать сверхзвуковую скорость. Ресурс быстро исчерпается, и любая, даже самая крупная гражданская авиакомпания разорится на капремонтах.»Сейчас ни у кого нет нужного двигателя, да и проблема его размещения на планере не изучена до конца. Но прогресс есть. Современные модели раза в два экономичнее, чем те, что были пятьдесят лет назад, у них более горячие камеры сгорания, более высокая температура на турбинах за счет применения новых жаропрочных материалов. У нас скоро поступит в эксплуатацию двигатель ПД-14, базовый для нашего среднемагистрального самолета МС-21. Вот его горячую часть вполне можно взять за основу для сверхзвукового двигателя», — отмечает Сергей Чернышев.Скелет как у птицыСамолет летит в атмосфере, толкая перед собой и увлекая за собой огромную массу вещества. Чем выше скорость, тем сильнее сопротивление воздушной среды. Представьте, что человек с берега забегает в воду: сначала легко, а потом ноги вязнут, словно на них гири. Так же и с самолетом при переходе на сверхзвуковую скорость. Один из способов решить проблему — увеличить высоту полета до 15 или даже 18 километров. Там атмосфера менее плотная.Чем быстрее движется самолет, тем сильнее нагревается его корпус, особенно заостренные части — носовая, передние кромки крыла, кромки воздухозаборника. Ту-144 с числом Маха крейсерского полета 2,2 нагревался до 120-150 градусов. Чуть выше — и алюминиевый сплав, из которого сделан корпус, потек бы.Сейчас есть жаропрочные композитные материалы, в том числе полимерные на основе углеволокна. Они легче алюминия, а модуль прочности выше, чем у стали.»Здесь важна конструктивно-силовая схема. Сегодня авиастроители всего мира используют концепцию «blackmetal» или «black aluminum» — когда скелет фюзеляжа выполнен из композитов по традиционной схеме с продольными стрингерами и поперечными шпангоутами. В новых сверхзвуковых самолетах она не годится, мы предлагаем сеточную конструкцию, причем с неравномерной ячейкой сетки: где нагрузка больше, например на крыле, там сетка гуще, в носовой части, где нагрузка меньше, — сетка редкая. Это бионическая силовая конструкция летательного аппарата, то есть как в природе. Как скелеты у птиц, человека», — подчеркивает академик Чернышев. В беспилотном режимеУ сверхзвукового самолета должна быть иная аэродинамическая компоновка, чтобы обеспечить высокую скорость, устойчивость полета, посадку на обычные полосы. Традиционный подход, использовавшийся в Ту-144 и «Конкорде», — треугольное крыло большой стреловидности, для уменьшения лобового сопротивления воздуха и снижения звукового удара. «В нашей модели крыло сделано в виде двойного поперечного V. Это снижает сопротивление, звуковой удар и улучшает аэродинамику», — говорит ученый.Журавлиный нос Ту-144 стал его визитной карточкой. В полете он прямой, а при посадке опускается вниз, чтобы не загораживать пилотам обзор. Для управления им добавляли гидравлические приводы, а это лишний вес. Инженеры ЦАГИ предлагают убить сразу двух зайцев — сделать цельный фюзеляж без окон, их не будет даже в кабине пилотов. Вместо них — жидкокристаллические экраны, на которые выводится картинка с внешних камер. Таким образом проблема обзора при посадке решается сама собой.»В салоне по бокам и на потолке ЖК-экраны. Пассажиры видят, что происходит за бортом благодаря цифровому зрению самолета, чувствуют себя комфортно. Пилоты ведут по приборам, которые сейчас куда совершеннее, чем органы чувств человека. Труба корпуса без вырезов — более прочная, за счет этого мы уменьшим толщину стенок и снизим вес конструкции», — уточняет он. Не исключено, что сверхзвуковой самолет вообще станет беспилотным. Современный уровень автоматики это позволяет. Летчиков уже критикуют за то, что они превратились в операторов ЭВМ, но это отражает технологический тренд: вскоре самолетом будет управлять только автоматика, а на борту останется один пилот-контролер.Как образуются ударные волныЛетящий самолет генерирует в атмосфере ударные волны. Но если огромные пассажирские лайнеры неслышно пролетают у нас над головами на большой высоте, то летящий на той же высоте сверхзвуковой легкий истребитель бесшумным никак не покажется.Дело в том, что ударные волны движутся впереди дозвукового самолета, расходятся от носа во все стороны и быстрее рассеиваются с высотой.На сверхзвуковой скорости самолет обгоняет созданное им возмущение среды, ударная волна огибает его и формирует позади воронку — конус Маха. Подходя к земле, она создает скачок давления — звуковой удар.Перепад давления достигает ста паскалей для самолетов массой до 150 тонн. Это безопасно для здоровья, но дискомфортно для уха. Действует и фактор внезапности — люди просто пугаются. Регулярные же звуковые удары способны со временем повредить наземные сооружения. По этой причине, к примеру, над США летать на сверхзвуке запрещено. В Европе авиакомпаниям также предписано избегать звукового удара.Бытует мнение, что он происходит один раз при переходе самолета на сверхзвук. В реальности лайнер формирует коридор до земли на всем протяжении полета шириной десятки и сотни километров, в зависимости от числа Маха и высоты.Есть еще интересный эффект. Отраженная от поверхности звуковая волна достигает верхних слоев атмосферы — стратосферы или мезосферы, отражается, направляется вниз и возвращается к земле, создавая вторичный звуковой удар — порой в сотнях километров перед самолетом или сбоку от трассы полета.Это явление объяснили советские ученые еще в 1940-х годах, изучая распространение ударных волн от взрыва снарядов. Интенсивность вторичного звукового удара ниже, но он протяжнее, ощущается как раскат грома. И это было проблемой при эксплуатации «Конкордов».»Жители Европы жаловались на шум приближающегося самолета, хотя вроде бы он тормозил задолго до приближения к населенным районам и не должен был создавать звукового удара. Кроме первичного звукового удара, обусловленного пересечением конусом Маха поверхности океана (при приближении к земле конус исчезал, так как самолет замедлялся до дозвуковой скорости), создавался вторичный удар, устилающий, как ковром, значительные территории», — уточняет Сергей Чернышев. Борьба со звуковым ударомСовершенно избавиться от звукового удара при сверхзвуке невозможно — законы физики неумолимы. Остается подавлять его активными или пассивными способами. Тут многое зависит от массы и размеров самолета, высоты и скорости полета. Например, ударная волна от небольшого легкого аппарата с числом Маха 1,1 на высоте десять километров может не достигать земли. Совсем другое дело — пассажирский лайнер с числом Маха 2,2.»Во времена Ту-144 проблема звукового удара так остро не стояла. Самолет летал только в Алма-Ату, а «Конкорд» при подлете к Европе или США переходил на дозвуковую скорость», — рассказывает РИА Новости Татьяна Киселева, кандидат физико-математических наук, сотрудник лаборатории № 5 Института теоретической и прикладной механики имени С. А. Христиановича СО РАН, где исследуют звуковой удар.Один из вариантов — ограничить скорость полета, например до числа Маха 1,6. Этим путем идут в ЦАГИ и NASA.»Когда инженеры определились с параметрами полета, позволяющими минимизировать звуковой удар, можно заняться корректировкой формы летательного аппарата. Чем он длиннее и чем меньше диаметр корпуса, тем по большей поверхности самолета распределяются возмущения и меньше ударные волны», — излагает исследовательница общие правила.Отдельная задача, которой занимаются в ИТПМ СО РАН, — как исследовать сами ударные волны, когда расчетная область занимает не две-три длины лайнера, а целый коридор высотой 15-18, шириной — десятки-сотни и длиной — тысячи километров. Для этого нужны огромные вычислительные и экспериментальные ресурсы.Ученые действуют по двум направлениям. Смотрят, как в аэродинамической трубе поток огибает самолет, формируются скачки давления в ближнем поле, и затем численно моделируют распространение их до земли. Кроме того, изучают, как на перераспределение давления по поверхности самолета влияют форма крыла, носа, оперения и других элементов. «Допустим, на крыле есть излом или у него определенная стреловидность. Мы исследуем, как оно будет обтекаться, как генерируются ударные волны, в какую сторону уходят, как взаимодействуют с другими частями самолета, в каком виде доходят до поверхности земли», — продолжает Киселева.Изменение формы различных частей планера самолета, расположения двигателей, — это пассивные способы борьбы со звуковым ударом. А можно активно воздействовать на набегающий поток.»К примеру, мы фокусировали излучение мощного лазера в определенную область в потоке, получали плазму и таким образом локально заменяли набегающий на крыло или нос самолета воздух. В принципе, это возможно, но не на данном этапе развития лазерной техники, когда она слишком громоздка, чтобы брать ее на борт. Другой вариант— охладить поток выдувом в нос самолета жидкого азота. В этом случае придется брать на борт его запас, чтобы использовать на всем протяжении полета, а это лишний вес», — рассуждает ученый.В общем, победить звуковой удар сейчас нельзя, можно только ослабить его до какой-то величины. Главный вопрос — до какой.Драйверы сверхзуковой авиации»Требования по авиационному шуму за последние полвека сильно изменились. Раньше аэропорты строили вдали от городов, но мегаполисы разрастаются. Самолеты мешают людям, это вызывает обеспокоенность во всем мире, так что ограничения будут только ужесточаться», — говорит академик Чернышев.Норм по шуму специально для сверхзвуковых гражданских самолетов не существует. Сейчас есть только глава 14 Приложения 16 к конвенции Международной организации гражданской авиации (ICAO) «Авиационный шум». Тем не менее этим занимаются. Специалисты ЦАГИ участвуют в работе ICAO и проекте ЕС. В Европе эта проблема особенно сложна из-за высокой плотности населения, необходимости согласовывать нормы со множеством стран.»Если мы скажем людям: «Давай будем летать на сверхзвуке, но шуметь чуть-чуть побольше», нас не поймут. Все согласны только на уровень, зафиксированный в главе 14. Через пять лет его снизят еще на семь децибел. Это постоянная гонка, потому что человечество хочет комфорта и не желает терпеть шум у себя в доме», — отмечает академик. Никто не будет строить новые аэропорты вдали от городов специально для сверхзвуковых лайнеров. Даже отдельная полоса — это слишком затратно. Самолет должен вписываться в общепринятые рамки практически по всем параметрам: уровню шума, длине полосы, толщине покрытия, составу топлива, обслуживанию. Одна из причин, по которой 600-местный лайнер А-380 компании Airbus так и не получил широкого распространения, — необходимость двухэтажного причала для пассажиров. Из-за этого не каждый аэропорт готов его принять.»Самолету также нужна очень хорошая аэродинамика. Иначе он будет садиться с большой скоростью и не успеет затормозить на стандартной взлетно-посадочной полосе. Никаких парашютов для торможения не должно быть», — добавляет ученый.Инженеры ЦАГИ скептически относятся к заявлениям компании Boom Airliner, разрабатывающей самолет Overture и его демонстратор XB-1 Baby Boom.»Крейсерскую скорость 2,2 Маха очень трудно обеспечить. Нужны компактные двигатели, а значит, возникает проблема шума при взлете. Компоновка, пассажиров больше пятидесяти — это большой вес. Вряд ли они впишутся в требования по шуму. Не исключено, что это лишь рекламный ход для привлечения инвестиций», — говорит Сергей Чернышев.Проект Aerion с прямым стреловидным крылом более перспективен.»Такое крыло лучше на дозвуке, и Aerion мог бы летать над населенными территориями. Но здесь опять палка о двух концах: сделать самолет эффективным в обоих режимах нереально, слишком противоречивые требования. К тому же крейсерская скорость с числом Маха 1,4 дает небольшой выигрыш по времени, притом что предстоит решить множество технических проблем», — комментирует академик.NASA заявляет для своего демонстратора X-59 скорость с числом Маха 1,6 — это в два раза больше крейсерской скорости дозвуковых самолетов. Скакнуть сразу на 2,2 Маха, как это было с Ту-144, и при этом вписаться в современные экологические требования — это практически исключено.»Двигатели должны создавать сумасшедшую тягу, чтобы самолет разрывал воздушное пространство, преодолевал сопротивление. Он будет нагреваться, генерировать ударные волны огромной энергии. Удивляюсь, что некоторые пытаются идти по этому пути», — говорит ученый.Российская школа сверхзвуковой авиации лидирует в мире. Ее представители прекрасно понимают, какой технологический вызов брошен, поэтому считают, что эксплуатация сверхзвуковых самолетов начнется не ранее 2030 года.Прежде всего нужен демонстратор — уменьшенная копия реального самолета. Таким была «сотка», или «изделие 100» для Ту-144. Прототип обычно рассчитан на одного-двух пилотов, а может, будет беспилотным — так собираются сделать в Японии. Задача — показать правильность технических решений по аэродинамике, управлению, работе двигателей, материалам, визуализации, отработать взлет и посадку, просчитать траекторию.»Сейчас мы на этапе создания технологического демонстратора, нас поддерживает Минпромторг. Рассчитываем, что к концу 2023 года у нас уже будет все необходимое для запуска «летающей лаборатории». Одновременно разворачиваем работы над прототипом реального самолета. В планах до 2050 года — проект гиперзвукового пассажирского аппарата на жидком водороде с числом Маха 5″, — заключает Сергей Чернышев.

https://ria.ru/20181120/1533162920.html

https://ria.ru/20190522/1553632826.html

https://ria.ru/20170720/1498825762.html

https://ria.ru/20131231/987461353.html

https://ria.ru/20181121/1533252641.html

https://ria.ru/20190716/1556569652.html

https://ria.ru/20170726/1499199404.html

https://ria.ru/20190513/1553198432.html

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

Россия, Москва, Зубовский бульвар, 4

7 495 645-6601

https://xn--c1acbl2abdlkab1og. xn--p1ai/awards/

Сверхзвуковой самолет: история развития

Сверхзвуковая скорость – это скорость, при которой объект движется быстрее звука. Скорость при полете сверхзвукового самолета измеряется в Махах – скорость самолета в определенной точке пространства относительно скорости звука в этой же точке. Сейчас подобными скоростями передвижения удивить довольно сложно, а еще каких-то 80 лет назад об этом только мечтали.

Немецкий Ме-262 готовится к первому вылету

С чего все началось

В сороковых годах ХХ века во время Второй Мировой Войны над решением этого вопроса активно работали немецкие конструкторы, надеясь с помощью подобных летательных аппаратов переломить ход войны. Как мы знаем, у них этого не получилось, война закончилась. Однако в 1945 г., ближе к ее завершению, немецкий пилот Л. Гофман, испытывая первый в мире реактивный истребитель Me-262, на высоте 7200 м смог развить скорость около 980 км/ч.

Первым, кто воплотил мечту всех летчиков о преодолении сверхзвукового барьера, стал американский пилот-испытатель Чак Йегер. В 1947 году этот пилот первым в истории сумел преодолеть скорость звука на пилотируемом аппарате. Он управлял прототипным летательным аппаратом Bell X-1 с ракетным двигателем. Кстати, захваченные во время войны немецкие ученые и их разработки, довольно сильно способствовали появлению этого аппарата, как и, собственно, всему дальнейшему развитию летных технологий.

Чак Йегер перед установкой рекорда

В Советском Союзе достигли скорости звука 26 декабря 1948 г. Это был экспериментальный самолет ЛА-176, на высоте полета 9060 м, который пилотировали И.Е. Федоров и О.В. Соколовский. Примерно через месяц на данном самолете, но уже с более совершенным двигателем, была не только достигнута, но и превышена скорость звука на 7000 м. Проект ЛА-176 был весьма перспективным, но из-за трагической гибели О.В. Соколовского, управлявшего этим аппаратом, разработки были закрыты.

В дальнейшем развитие данной отрасли несколько замедлилось, так как возникло значительное количество физических сложностей, связанных с управлением летательным аппаратом на сверхзвуковых скоростях. На высоких скоростях начинает проявляться такое свойство воздуха, как сжимаемость, аэродинамическая обтекаемость становится совершенно иной. Появляется волновое сопротивление, и такое неприятное для любого летчика явление, как флаттер – самолет начинает сильно нагреваться.

Столкнувшись с этими проблемами, конструкторы начали искать кардинальное решение, способное преодолеть сложности. Таким решением оказался полный пересмотр конструкции летательных аппаратов, предназначенных для сверхзвуковых полетов. Те обтекаемые формы авиалайнеров, которые мы сейчас наблюдаем, – результат многолетних научных изысканий.

Дальнейшее развитие

На тот момент, когда только окончилась Вторая Мировая, и началась корейская и вьетнамская войны, развитие отрасли могло происходить только через военные технологии. Именно поэтому первыми серийными самолетами, способными летать быстрее скорости звука, стали Советский Миг-19 (NATO Farmer) и американский F-100 Super Sabre. Рекорд скорости был за американским самолетом – 1215 км/ч (установлен 29 октября 1953 г. ), но уже в конце 1954 г. Миг-19 смогли разогнать до 1450 км/ч.

Советский Миг-19

Интересный факт. Хоть СССР и Соединенные Штаты Америки не вели официальных боевых действий, но реальные многократные боестолкновения во время Корейской и Вьетнамской войн, показали неоспоримое преимущество Советской техники. К примеру, наши Миг-19 были значительно легче, обладали двигателями с лучшими динамическими характеристиками и, как следствие, с более быстрой скороподъемностью. Радиус возможного боевого применения самолета был на 200 км больше у Миг-19. Именно поэтому американцы очень хотели заполучить неповрежденный образец и даже объявили награду за выполнение такой задачи. И она была реализована.

Уже после окончания Корейской войны 1 самолет Миг-19 был угнан с авиабазы офицером ВВС Кореи Но Гым Соком. За что американцы выплатили ему положенные 100000 долларов в качестве награды, за доставку неповрежденного самолета.

Интересный факт. Первой женщиной-пилотом, достигшим скорости звука, является американка Жаклин Кохран. Она достигла скорости 1270 км/ч, пилотируя самолет F-86 Sabre.

Развитие гражданской авиации

В 60х годах прошлого века после появления опробованных во время войн технических наработок, авиация начала бурно развиваться. Нашлись решения для существующих проблем сверхзвуковых скоростей, и тогда началось создание первых сверхзвуковых пассажирских самолетов.

Первый в истории полет гражданского авиалайнера со скоростью, превышающей скорость звука, произошел 21 августа 1961 г. на самолете Douglas DC-8. На момент полета на самолете не было пассажиров, кроме пилотов, был размещен балласт для соответствия полной загрузки лайнера в данных экспериментальных условиях. Была достигнута скорость 1262 км/ч при спуске с высоты 15877 м до 12300 м.

Интересный факт. Boeing 747 SP-09 Китайских авиалиний (China Airlines) 19 февраля 1985 г., совершая перелет из тайваньского Тайпея в Лос-Анжелес, вошел в неуправляемое пике. Причиной тому послужили неисправности двигателя и последующие неквалифицированные действия персонала. Во время пикирования с высоты 12500 м до 2900 м, где экипаж и смог стабилизировать самолет, была превышена скорость звука. При этом не рассчитанный на подобные перегрузки лайнер получил серьезные повреждения хвостовой части. Однако при всем этом, серьезно пострадали всего 2 человека на борту. Самолет сел в Сан-Франциско, был отремонтирован и в дальнейшем снова осуществлял пассажирские перелеты.

Поврежденный в пике хвост Boeing 747 SP-09

Однако действительно настоящих сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС), способных осуществлять регулярные перелеты со скоростями выше скорости звука, было сконструировано и построено все два типа:

  • Советский авиалайнер Ту-144;
  • Англо-французский самолет Aérospatiale-BAC Concorde.

Только эти два летательных аппарата были в состоянии поддерживать крейсерскую сверхзвуковую скорость (англ. supercruise). На тот момент они превосходили даже большинство боевых самолетов, конструкция этих лайнеров была уникальна для своего времени. Существовало всего несколько типов самолетов, способных летать в режиме суперкруиза, на сегодняшний день большинство современных военных машин оснащены такими возможностями.

Авиация СССР

Советский Ту-144 был построен несколько раньше европейского аналога, поэтому можно считать его первым в мире пассажирским сверхзвуковым лайнером. Внешний вид этих самолетов, как Ту-144, так и Конкорда, и сейчас не оставит равнодушным ни одного человека. Вряд ли в истории авиастроения были более красивые машины.

Советский Ту-144 на взлете

У Ту-144 привлекательные характеристики, за исключением дальности практического применения: выше крейсерская и меньше посадочная скорости, более высокий потолок полета, но и история нашего лайнера значительно трагичнее.

Важно! Ту-144 не только первый летающий, но и первый разбившийся пассажирский сверхзвуковой лайнер. Катастрофа на авиасалоне в Ле-Бурже 3 июня 1973 г., в которой погибло 14 человек, стала первым шагом к завершению полетов Ту-144. Однозначные причины так и не были установлены, а итоговая версия катастрофы вызывает множество вопросов.

Вторая катастрофа под Егорьевском в Московской области 23 мая 1978 г., где в полете произошло возгорание, и при посадке погибли 2 члена экипажа, стала окончательной точкой в решении о прекращении эксплуатации этих самолетов. Несмотря на то, что после анализа было установлено, что возгорание произошло в результате наличия недоработки в топливной системе нового, тестируемого двигателя, а сам самолет показал прекрасную управляемость и надежность конструкции, когда горящий смог произвести посадку, машины сняли с рейсов и вывели из коммерческой эксплуатации.

Как вышло за рубежом

Европейский Конкорд, в свою очередь, отлетал гораздо дольше с 1976 г. по 2003 г. Однако из-за нерентабельности (самолет так и не смогли вывести на минимальную окупаемость), эксплуатацию также в итоге свернули. Во многом это произошло из-за авиакатастрофы в Париже 25 июля 2000 г.: при взлете из аэропорта Шарль Де Голль загорелся двигатель, и самолет рухнул на землю (погибло 113 человек, в том числе 4 на земле), а также террористическим атакам 11 сентября 2001 г. Несмотря на то, что это была единственная катастрофа самолета за 37 лет эксплуатации, а теракты не имели непосредственного отношения к Конкорду, общее снижение потока пассажиров уменьшило и без того отсутствующую рентабельность полетов и привело к тому, что последний рейс данный самолет совершил по маршруту Хитроу – Филтон 26 ноября 2003 г.

Европейский Конкорд осуществляет взлет

Интересный факт. Билет на рейс Конкорда в 70е годы стоил не меньше 1500 долларов в один конец, ближе к концу девяностых цена выросла до 4000 долларов. Билет за место на последнем рейсе этого лайнера стоил уже 10000 долларов.

Сверхзвуковая авиация на данный момент

На сегодняшний день решений, подобным Ту-144 и Конкорд, не предвидится. Но, если вы тот человек, которому неважна стоимость билетов, – есть ряд наработок в сфере бизнес перелетов и маломестных воздушных средств.

Концепт X1

Наиболее перспективная разработка – самолет XB-1 Baby Boom американской компании Boom technology из Колорадо. Это маленький самолет, длиной около 20 м и размахом крыльев в 5,2 м. Он оборудован 3мя двигателями, разработанными в пятидесятых годах для крылатых ракет.

Вместительность планируется сделать около 45 человек, при дальности перелета 1800 км на скорости до 2х махов. На данный момент это пока разработка, но первый полет прототипа планируется произвести уже в 2018 г., а сам самолет должен пройти сертификацию к 2023му году. Создатели планируют использовать разработку как в качестве бизнес-джета для частных перевозок, так и на регулярных рейсах малой вместительности. Планируемая стоимость для перелета на данной машине будет составлять около 5000 долларов, что достаточно много, но при этом сопоставимо со стоимостью перелета в бизнес классе.

Однако если смотреть на всю отрасль гражданских авиаперевозок в целом, то с сегодняшним уровнем развития технологий, выглядит все не очень перспективно. Крупные компании больше озабочены получением выгоды и рентабельностью проектов, чем новыми разработками в области сверхзвуковых полетов. Причина в том, что за всю историю авиации не было в достаточной степени успешных реализаций задач подобного рода, сколько ни пробовали достичь целей, все они в той или иной степени провалились.

В целом те конструкторы, которые занимаются текущими проектами, – это скорее энтузиасты, с оптимизмом смотрящие в будущее, которые, конечно, рассчитывают получать прибыли, но достаточно реалистично смотрят на итоги, да и большая часть проектов пока существует только на бумаге, и аналитики достаточно скептично смотрят на возможность их реализации.

Один из немногих действительно крупных проектов – это запатентованный в прошлом году компанией Airbus сверхзвуковой самолет Concorde-2. Конструктивно он будет представлять собой летательный аппарат с тремя типами двигателей:

  • Турбовентиляторные реактивные двигатели. Будут устанавливаться в передней части самолета;
  • Гиперзвуковые воздушно-реактивные двигатели. Будут монтироваться под крыльями лайнера;
  • Ракетные двигатели. Установлены в хвостовой части фюзеляжа.

Концепт Конкорд-2

Эта конструктивная особенность предполагает работу различных двигателей на определенных этапах полета (взлет, посадка, движение на крейсерской скорости).

Учитывая одну из основных проблем гражданских авиаперевозок – шум (стандарты организации воздушного движения в большинстве стран выставляют ограничение на уровень шума, если аэропорт расположен близко к жилым зонам, это накладывает ограничения на возможность ночных полетов), компания Airbus для проекта Concorde-2 разработала специальную технологию, позволяющую производить вертикальный взлет. Это позволит практически избежать попадания ударных волн на поверхность земли, что в свою очередь, обеспечит отсутствие дискомфорта для людей внизу. Также благодаря подобной конструкции и технологии полет авиалайнера будет проходить на высоте около 30-35000 м (на данный момент гражданская авиация летает максимум на 12000 м), что будет способствовать снижению шума не только при взлете, но и на протяжении всего полета, так как с такой высоты ударные звуковые волны не смогут достичь поверхности.

Будущее сверхзвуковых полетов

Не все так печально, как может показаться на первый взгляд. Кроме гражданской авиации существует и всегда будет существовать военная отрасль. Боевые потребности государства как раньше двигали развитие авиации, так и продолжат это делать. Армии всех государств нуждаются во все более совершенных летательных аппаратах. Из года в год эта потребность только возрастает, что влечет за собой создание новых конструкторских и технологических решений.

Рано или поздно развитие выйдет на такой уровень, когда использование военных технологий, возможно, станет рентабельным и в мирных целях.

Видео

Boeing 2707. Самолёт, который почти съел Сиэтл

1960-70-е годы были временем, которое характеризовалось бурным развитием сверхзвуковой авиации. К тому моменту были успешно решены основные проблемы управляемости и устойчивости самолетов, их аэродинамической эффективности и безопасности при сверхзвуковом полете. В первую очередь это касалось разработок военной авиации, но примерно в это же время начали появляться многочисленные проекты сверхзвуковых пассажирских лайнеров. Из них лишь советский Ту-144 (совершил первый полет 31 декабря 1968 года) и англо-французский «Конкорд» (первый полет — 2 марта 1969 года) выпускались серийно.
При этом советский сверхзвуковой пассажирский лайнер Ту-144 находился в эксплуатации лишь с 1975 по 1978 гг., а вот «Конкорду» повезло гораздо больше, он активно эксплуатировался с 1976 по 2003 гг., перевезя по воздуху миллионы пассажиров. В то же время огромному количеству сверхзвуковых пассажирских самолетов так и не удалось выйти из стадии проекта. Так произошло и с американским Boeing 2707, проект которого был остановлен на стадии производства двух опытных экземпляров.

Concorde и Ту-144

Стоит отметить, что создание сверхзвуковых самолетов было связано с вполне определенными трудностями. Полет на сверхзвуковой скорости, в отличие от полетов на дозвуковых скоростях протекает в условиях другой аэродинамики, так как при достижении летательным аппаратом скорости звука аэродинамика обтекания качественно меняется, по этой причине очень существенно возрастает аэродинамическое сопротивление, помимо этого растет кинетический нагрев конструкции от трения набегающего на большой скорости воздушного потока. При этом смещается аэродинамический фокус, что затем ведет к утрате управляемости и устойчивости летательного аппарата. В ходе полета на сверхзвуковой скорости проявилось и такое явление, как «волновое сопротивление». Именно с этим были связаны задержки в создании подобных самолетов. Достижение эффективного полета на околозвуковых или сверхзвуковых скоростях нельзя было обеспечить лишь за счет наращивания мощности самолетных двигателей. От авиаконструкторов требовались новые конструктивные решения. Вследствие этого менялся и внешний облик летательных аппаратов: начали появляться острые углы, характерные прямые линии, в отличие от «гладких» форм, которые были присущи дозвуковым самолетам.

Разработка сверхзвукового пассажирского самолета велась компанией Boeing на протяжении нескольких лет. Работы шли в рамках программы по созданию американского сверхзвукового пассажирского лайнера (National Supersonic Transport). Данная программа была объявлена еще 5 июня 1963 года президентом США Джоном Кеннеди. Планировалось, что новый лайнер получит крейсерскую скорость полета на уровне 2,7 Маха (около 2900 км/ч) при дальности полета до 6740 км. Пассажировместимость нового лайнера должна была составить до 277 человек (в дальнейшем была увеличена до 300 человек). 1 сентября 1966 года компания Boeing представила на конкурс FAA Model 733-390 с пассажировместимостью до 300 человек.

Boeing-2707-300

Вскоре самолет получил новое обозначение, под которым вошел в историю — Boeing-2707-100. В названии лайнера отражалась его крейсерская скорость М=2,7. Также подчеркивалась новая ступень развития пассажирских лайнеров в сравнении с очень популярным Boeing-707. Данный самолет сумел в конкурентной борьбе обойти проекты компаний Lockheed и North American. 31 декабря 1966 года после практически 14 лет различных исследований, проектирования и жесткой конкурентной борьбы, компания Boeing и ее самолет Boeing-2707-100 были выбраны федеральным правительством США для строительства опытного образца. Двигатели для пассажирского самолета должна была выпустить компания General Electric. Пассажирский самолет Boeing 2707 проектировался как широкофюзеляжный лайнер. Отличительной характеристикой проекта, среди прочих, являлось крыло изменяемой геометрии. Подобное решение никогда ранее не применялось в самолетах гражданской авиации (впрочем, уже в ходе работ над сверхзвуковым пассажирским лайнером американские инженеры отказались от такого крыла).

Первоначально компоновка салона нового лайнера, который был представлен компанией «Боинг» на конкурс, была аналогична дозвуковым «узкофюзеляжным» самолетам — по 3 кресла в ряд по обе стороны от единственного прохода в салоне. В таком варианте самолет мог переправить через океан в Европу 277 пассажиров (30 летели в 1-м классе, остальные в туристском классе). Однако достаточно быстро фюзеляж самолета расширили на 30 см — до 5 метров. Это позволило перейти к новой схеме размещения кресел — схема 2-3-2, которая предполагала уже наличие двух проходов (в передней части фюзеляжа), а далее 3-3. В первом классе кресла размещались по схеме 2-2. При этом в туристском классе стандартный шаг кресел составлял 86 см, в первом классе — 101 см. Общая пассажировместимость самолета выросла до 300 человек или 350 в полностью туристском варианте. Для развлечения пассажиров лайнера во время перелета в салоне планировалось установить телевизоры. Дизайн пассажирских кресел разрабатывали специалисты компании Boeing, они должны были быть удобными даже для пассажиров с ростом под два метра.

Первый вариант сверхзвукового лайнера, получивший название Boeing 2707-100, имел в переднем положение крыло со стреловидностью 30°, затем ее уменьшили до 20°. После взлета стреловидность вырастала до 30°, а на околозвуковых скоростях полета — до 42°. В этом режиме самолет должен был быть настолько же экономически эффективен, как и Boeing 707. При полете на сверхзвуковой скорости крылья отклонялись назад уже на 72°, образуя вместе с хвостовым оперением лайнера очень большую несущую поверхность общей площадью порядка 9000 квадратных футов. При этом процесс полного перемещения крыльев из переднего в крайнее заднее положение выполнялся всего лишь за одну минуту, обратное перемещение занимало две минуты. Достигнутая конструкторами высокая степень механизации крыла в сочетании с малой стреловидностью на взлетно-посадочных режимах полета позволяла успешно эксплуатировать самолет с тех же самых аэродромов, что и популярный Боинг 707. А снижение потребной тяги двигателей позволяло снизить уровень их шума.

По аналогии с британо-французским «Конкордом» носовая часть американского лайнера имела изменяемую геометрию, это было нужно пилотам для улучшения обзора во время посадки самолета. Носовая часть сверхзвукового лайнера отклонялась вниз во время взлета и посадки и имела два шарнира. Ее передняя часть всегда оставалась в горизонтальном положении, улучшая работу метеолокатора. Промежуточное положение носовой части лайнера устанавливалось при выполнении полета на дозвуковой скорости. Если нижняя точка фюзеляжа пассажирского самолета при поднятой носовой части располагалась на высоте 2,67 метра, то при ее опускании высота падала до 1,22 метра.

Помимо «международной» версии, американские конструкторы рассматривали вариант с созданием «внутреннего» сверхзвукового пассажирского самолета. За счет снижения запаса топлива его взлетный вес планировалось уменьшить до 260 тонн. Благодаря этому на самолет можно было установить бесфорсажные двигатели и уменьшить избыточное давление звукового удара. Самолет для внутренних авиалиний собирались строить после полной доводки международной версии лайнера.

В конце 1967 компания Boeing внесла в конструкцию своего перспективного самолета ряд изменений, так появилась модель Boeing 2707-200. Так как изменение геометрии крыла не полностью компенсировало смещение фокуса подъемной силы при полете, выполняемом со сверхзвуковой скоростью, на самолете было дополнительно установлено неподвижное переднее горизонтальное оперение (ПГО) с управляющими поверхностями, расположенными на задней кромке. Фюзеляж лайнера был удлинен на 3,6 метра, что позволяло разместить внутри дополнительные 15 пассажирских кресел.

Однако все эти решения увеличили и вес конструкции самолета, а также сопротивление, что привело к росту требуемого запаса топлива. Для некоторой компенсации роста массы лайнера была упрощена конструкция носовой отклоняемой части фюзеляжа, ее решили сделать одношарнирной со сдвижным щитком (решение аналогичное европейскому «Конкорду»). Затем были проведенные лабораторные испытания некоторых узлов и агрегатов лайнера, к примеру, соединения подвижных частей крыла с центропланом, однако уже в 1968 году компания полностью отказалась от первоначальной идеи с крылом изменяемой стреловидности, перейдя к пассажирскому лайнеру классической схемы с треугольным крылом. Окончательный вариант сверхзвукового лайнера получил обозначение Boeing-2707-300.

Стремясь уменьшить стремительно увеличивающийся взлетный вес самолета, в октябре 1968 года инженеры компании Boeing окончательно отказались от крыла с изменяемой геометрией. Окончательный вариант самолета отличался наличием дельтовидного крыла с переменной стреловидностью по передней кромке. При этом горизонтальное оперение сверхзвукового лайнера было уменьшено и сдвинуто назад, переднее горизонтальное оперение исчезло. Двигатели были перемещены под крыло самолета. При этом фюзеляж остался практически неизменным, лишь носовая отклоняемая часть стала проще — односекционной. Помимо решения инженеров о переходе к классическому неподвижному крылу, пассажировместимость лайнера была сокращена до 273 человек в туристском варианте (с салоном первого класса). Вместе с увеличившимся запасом топлива это должно было дать прибавку в дальности полета на 300 миль.

Судьба проекта

В середине 1960-х годов мощности авиационного гиганта Boeing были довольно сильно загружены разработкой самого большого в мире пассажирского самолета Boeing-747. При этом программа создания сверхзвукового пассажирского лайнера сталкивалось с большим количество трудностей, не только технического характера. Очевидное отставание американцев от других государств, которые создали собственные сверхзвуковые пассажирские самолеты — советский Ту-144 и совместный англо-французский «Конкорд» — лишали американскую программу возможности установления политического приоритета. Помимо этого на программу создания самолета накладывались дорогостоящая лунная программы и продолжавшаяся война во Вьетнаме. Все это сыграло негативную роль. В 1971 году Сенат США принимает решение отказаться от дальнейшего финансирования программы создания сверхзвукового пассажирского самолета. Разработка нового летательного аппарата была полностью остановлена на стадии строительства второго прототипа самолета.

Помимо этого, начиная еще с 1967 года, в США достаточно широко развивалось экологическое общественное движение, направленное против сверхзвуковой пассажирской авиации. Утверждалось, что полеты таких самолетов уничтожат озоновый слой, а мощный акустический удар, который возникает при сверхзвуковом полете, считался недопустимым для густонаселенных территорий. В итоге под давлением общественного мнения, а позднее и конгрессменов, президент США Никсон, вынужден был создать комиссию из 12 человек, которая занялась вопросом финансирования программы создания сверхзвуковой пассажирской авиации, в рамках которой и разрабатывался Boeing 2707. В результате комиссия отвергла необходимость строительства подобных самолетов как по экономическим, так и по экологическим причинам.

К моменту окончательного сворачивания программы постройки сверхзвукового пассажирского лайнера компания Boeing успела получить 115 заказов на будущий авиалайнер от 25 разных компаний-авиаперевозчиков (при этом по расчетам, программа могла окупиться при заказе от 300 самолетов). В том числе по причине потери этих крупных контрактов, компания Boeing вынуждена была сократить более 60 тысяч своих работников. Своеобразным итогом столь массового сокращения сотрудников (главным образом в Сиэтле, где располагались главные производственные площадки компании), стала саркастическая оценка программы создания сверхзвукового пассажирского авиалайнера Boeing 2707: «Самолет, который почти съел Сиэтл».

Полностью работы над самолетом Boeing 2707 были прекращены 20 мая 1971 года после постановления американского сената от 24 марта того же года. Постановление прекращало дальнейшее государственное финансирование программы. К этому моменту на программу уже было израсходовано от 700 до 800 миллионов долларов государственных средств. Boeing еще пытался продолжить процесс постройки самолетов за счет собственных финансовых ресурсов, однако это проект уже не спасло. Частными лицами США (вплоть до обычных школьников) на продолжение работ также было собрано более одного миллиона долларов, но этого было недостаточно. Закрытие программы американского сверхзвукового пассажирского самолета совпало по времени со спадом в аэрокосмической промышленности, а также назревающим нефтяным кризисом.

В настоящее время один из полноразмерных макетов сверхзвукового пассажирского самолета Boeing 2707 можно увидеть в экспозиции американского музея Hiller Aviation Museum, расположенного в городе Сан-Карлос (штат Калифорния), находится между Сан-Франциско и Сан-Хосе.

Летно-технические характеристики Boeing 2707-300:
Габаритные размеры: длина — 97 м, высота — 15,2 м, размах крыла — 43,3 м.
Максимальная взлетная масса — 340 000 кг.
Силовая установка — 4 ТРДФ GE4 тягой 4х24300 кгс.
Крейсерская скорость полета — 2900 км/ч (на высоте 21 км).
Высота полета — 18-21 км.
Дальность полета — до 6800 км.
Вместимость — до 293 пассажиров (1-классный салон).

Источники информации:
http://testpilot.ru/usa/boeing/2707/b2707.htm
http://testpilot.ru/usa/boeing/2707/b2707_3.htm
http://avia-museum.narod.ru/usa/boeing_sst.html
http://alex-anpilogov.livejournal.com/90476.html
Материалы из открытых источников

Ту-144 — Википедия

Ту-144 (по кодификации НАТО: Charger) — советский сверхзвуковой пассажирский самолёт, разработанный КБ Туполева в 1960-е годы.

Является первым и одним из двух в мире (наряду с британско-французским «Конкордом») типов сверхзвуковых авиалайнеров, которые использовались в гражданской авиации для коммерческих перевозок.

История создания

Ту-144 в испытательном полёте в феврале 1969 г. Первый опытный экземпляр «крылышек» — переднего горизонтального оперения — не имел.

Ту-144 в Ганновере в апреле 1972 года
Ту-144 в Ле-Бурже в июне 1975 года
Ту-144 в Ле-Бурже в июне 1977 года

1950-е годы ознаменовали собой быстрое развитие реактивной авиации, в том числе и пассажирской. В это же время началось освоение авиационной техники, способной преодолевать звуковой барьер. Уже в 1947 году американский самолёт-прототип Bell X-1 впервые в мировой истории преодолел этот барьер. А с 1954 года началось производство сверхзвуковых истребителей: американского F-100 и советского МиГ-19. Стал подниматься вопрос о перевозке пассажиров на самолётах, способных развивать сверхзвуковую скорость и создание самолётов такого типа. Такие перевозки открывали большие возможности: сокращалось время перелёта на дальние расстояния, самолёт не нуждался в промежуточных посадках для дозаправки. В конце 50-х первыми в эту работу включились англичане (проект Bristol 223), а также французы (проект Super-Caravelle). В итоге в 1962 году обеим странам для успешного создания и производства подобного самолёта пришлось объединить усилия. Так был создан проект сверхзвукового пассажирского самолёта «Конкорд» (Согласие).
Советские специалисты уже знали о национальных британском и французском проектах сверхзвуковых пассажирских самолётов. Их макеты неоднократно экспонировались на международных авиационных салонах.

Работы по созданию сверхзвукового пассажирского авиалайнера в СССР начались в ОКБ Туполева в начале 60-х. Туполевское ОКБ было выбрано как одно из самых опытных в создании пассажирских самолётов, особенно реактивных. За плечами туполевцев уже были такие машины как Ту-104, Ту-114, Ту-124, готовились к производству новые модели Ту-124А (будущий Ту-134) и Ту-154. К тому же в ОКБ имелся немалый задел в освоении сверхзвуковых бомбардировщиков Ту-22. 16 июля 1963 года вышло Постановление Совета Министров СССР № 798—271. Правительственное задание предусматривало создание сверхзвукового лайнера с крейсерской скоростью полета 2300—2700 км/ч, практической дальностью 4000-4500 километров со 80-100 пассажирами на борту, либо 6000-6500 километров с дополнительными топливными баками и 50 пассажирами на борту.
Строительство первого опытного образца началось в 1965 году, также вместе с ним строился и второй экземпляр для статических испытаний.

Первый полёт Ту-144 состоялся 31 декабря 1968 года (его выполнил испытатель ОКБ А. Н. Туполева Эдуард Елян[1]), то есть на два месяца раньше «Конкорда». Ту-144 также является вторым в истории пассажирским авиалайнером, преодолевшим звуковой барьер, это произошло 5 июня 1969 года на высоте 11 000 метров (первым был американский турбореактивный лайнер Douglas DC-8, достигший 21 августа 1961 года скорости 1,012 Маха, в ходе управляемого пике с высоты 12 496 м.)

Следующий символический рубеж в 2 Маха самолёт преодолел 25 мая 1970 года, совершив полёт на высоте 16300 м со скоростью 2150 км/ч.

Самолёт сочетал огромное количество передовых разработок и конструкторских решений. Например, убирающееся на время полёта переднее горизонтальное оперение (ПГО), которое позволяло существенно увеличить маневренность и уменьшить скорость при посадке. Ту-144 мог садиться и взлетать в 18 аэропортах СССР, в то время как «Конкорду», взлётно-посадочная скорость которого была на 15 % выше, для каждого аэропорта требовался отдельный сертификат на посадку[2].

При проектировании была проведена колоссальная работа. В частности, проведено моделирование крыла при натурных испытаниях на специально подготовленном для этого истребителе МиГ-21И (летающая лаборатория для изучения крыла самолёта Ту-144)[3].

Производство самолёта было развернуто на Воронежском заводе № 64. К моменту отказа от эксплуатации было построено 16 самолётов Ту-144, которые совершили в общей сложности 2556 вылетов и налетали 4110 часов[4]. Постройка ещё четырёх самолётов так и не была закончена.

Общие особенности конструкции

Многие конструктивные решения по Ту-144 принимались на основе опыта проектирования и постройки самолётов типа Ту-22, М-50 (КБ Мясищева), нереализованным проекте «135», а также беспилотным самолётам разработки «отдела К». В то же время в новом самолёте во многом были использованы самые передовые на то время научно-технические решения. Проектирование самолёта велось «отделом К» ОКБ-156.

Самолёт представляет собой низкоплан, выполненный по схеме бесхвостка, с четырьмя маршевыми двухконтурными турбореактивными двигателями в нижней части фюзеляжа и вспомогательной силовой установкой. Носовая часть фюзеляжа выполнена отклоняемой на взлёте и посадке. Шасси трёхопорное, с выпускаемой предохранительной хвостовой пятой.

С целью повышения надёжности на самолёте применялось четырёхкратное резервирование всех основных систем самолёта: электрической, гидравлической и системы управления полётом.

Нормальный взлётный вес самолёта — 180 тонн, нормальный посадочный — 120 тонн.

Самолёт не имел таких элементов конструкции крыла, как закрылки и предкрылки, но имел убираемое в полёте переднее горизонтальное оперение, на жаргоне именуемое «усы». При переходе на сверхзвуковой режим осуществлялась сложная процедура перекачки топлива в задний центровочный бак для компенсации смещения центра давления воздуха и возникающего при этом момента на пикирование. В полёте на сверхзвуковой скорости рекомендовалось лишний раз не менять установившийся режим двигателей, а для стабилизации числа «М» пользоваться элевонами, при этом менялась высота полёта. Самолёт не имел реверса тяги двигателей, но имел мощные дисковые тормоза с принудительным воздушным охлаждением. Гашение скорости при приземлении, по усмотрению командира экипажа, осуществлялось выпуском тормозного парашюта.

Высокие температурные нагрузки при сверхзвуковом полёте породили необходимость использования не использующихся в обычной авиации материалов. Самолет требовалось заправлять особым видом топлива ТС-6, применяемом для сверхзвуковой авиации, в двигателях использовалось синтетическое масло, хвостовая часть фюзеляжа обшивалась тонкими листами нержавеющей стали, элементы мотогондол делались из титана, для иллюминаторов применялось специальное термостойкое фторсодержащее оргстекло.

Первые самолёты достаточно сильно различались по конструкции и по составу оборудования с последующими построенными.

Планер

Всего было построено 9 серий, включая одну опытную машину нулевой серии, одну опытную первой серии, два планера для статических испытаний первой серии и 16 серийных самолётов.

Планер выполнен из теплостойкого алюминиевого сплава АКЧ-1 и, частично, из сплавов ВАД-23 и ОТЧ-1. Остекление иллюминаторов — из теплостойкого фторакрилатного оргстекла типа Э-2.

Фюзеляж круглого в плане сечения конструктивно делится на три части: носовую, центральную и хвостовую. Силовой набор — из шпангоутов, балок и стрингеров. Носовая часть фюзеляжа посредством электропривода (сдвоенного электромотора) отклоняется на 11° при взлёте и на 17° при посадке, освобождая при этом переднее остекление кабины пилотов, что обеспечивало нормальный обзор вперёд. Также имеется резервный привод носа от аварийного баллона с азотом под давлением 150 кг/см2.

В центральной части расположена пассажирская кабина, которая вместе с носовой частью образует единый гермоотсек. Пассажирская кабина разделена на три пассажирских салона. Правый ряд имел блоки по три кресла, левый — по два, в хвостовой части третьего салона несколько рядов имели блоки по два кресла слева и справа. В первом салоне устанавливались сдвоенные кресла повышенной комфортности. На левом борту фюзеляжа были установлены две эксплуатационные двери для прохода в салоны. Также имелись служебные двери: две в хвостовой части фюзеляжа слева и справа, и по одной справа в середине и впереди. Для аварийного выхода на крыло имелось по люку справа и слева, также на некоторых машинах имелся слева внизу люк аварийного покидания для экипажа.

Хвостовую часть фюзеляжа занимает топливный кессон-бак и отсек тормозного парашюта.

Кабина на опытных машинах выполнена на четырёх членов лётного экипажа: командира, второго пилота, бортинженера и инженера-экспериментатора. На серийных машинах планировался экипаж из трёх человек, но из-за технических проблем с навигационно-пилотажным комплексом дополнительно ввели штурмана. Все члены экипажа могут штатно экипироваться противоперегрузочными костюмами ВКК-6М. При полётах на высотах до 12 км ВКК могут не применяться, но для каждого члена экипажа предусмотрена кислородная маска КМ-32.

Крыло многолонжеронной конструкции образовывалось из симметричных профилей и имело сложную крутку в двух направлениях: в продольном и поперечном. Первоначально это было треугольное крыло оживальной формы с углом стреловидности по передней кромке 78° — для передней наплывной части и 55° — для задней базовой части. По всей задней кромке имелись четырёхсекционные элевоны. Центральная часть крыла и элевоны изготовлялись из титановых сплавов, остальная обшивка крыла — из сплошных цельнофрезерованных плит, изготовленных из алюминиевых сплавов. В дальнейшем, по результатам испытаний машины «044», крыло было полностью переделано, изменился его профиль и площадь, стреловидность наплывной части по передней кромке уменьшили до 76 градусов, а базовой увеличили до 57 градусов, увеличили коническую крутку законцовок. Теперь крыло обеспечивало самобалансировку на крейсерском полётном режиме с минимальными потерями качества, с учетом оптимизации по полетным деформациям крыла.

Площадь крыла составляет 503 м2, размах — 28 м. Углы отклонения элевонов по тангажу ±22°, по крену — ±19°.

По результатам испытаний первой машины диаметр фюзеляжа был увеличен на 50 мм (до 3300 мм), добавлены две вставки в фюзеляж — спереди 2610 мм, в хвостовой части — 870 мм. В передней части фюзеляжа было установлено многощелевое выдвижное крыло, предназначенное для повышения общей подъемной силы на взлете и посадке.

Хвостовое оперение с двухсекционным рулём направления. Кессон киля использовался в качестве балансировочного топливного бака. Площадь киля без учёт

Сверхзвуковой самолёт — Википедия

Сверхзвуковой самолёт — самолёт, способный совершать полёт со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе (полёт с числом Маха M = 1,2—5).

F-100 — первый в США строившийся серийно сверхзвуковой истребитель
Сверхзвуковой истребитель-перехватчик Су-27
Сверхзвуковой дальний бомбардировщик Ту-22М3
Американский стратегический разведчик SR-71

История

После появления в 1940-х годах реактивных самолётов-истребителей перед авиаконструкторами встала задача дальнейшего увеличения их скорости. Более высокая скорость расширяла боевые возможности как истребителей, так и бомбардировщиков.

Начало сверхзвуковой эре положил полёт Чака Йегера, американского лётчика-испытателя, 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 достигшего сверхзвуковой скорости в управляемом полёте.

Развитие

Первый сверхзвуковой истребитель — МиГ-19 (первый полёт в конце 1952 года, поступил в серийное производство в 1954 году). 

60—70-е годы XX века ознаменовались бурным развитием сверхзвуковой авиации. Были решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности. Большая скорость полёта также позволила увеличить потолок свыше 20 км, что было актуально для разведчиков и бомбардировщиков (в то время, до появления зенитно-ракетных комплексов, способных поражать цели на больших высотах, основным принципом применения бомбардировщиков был полёт к цели на максимально возможной высоте и скорости). В эти годы были построены и запущены в серийное производство сверхзвуковые самолёты самого различного назначения: истребители (тактические и перехватчики), бомбардировщики, истребители-бомбардировщики, разведчики (первый сверхзвуковой всепогодный перехватчик — Convair F-102 Delta Dagger; первый сверхзвуковой дальний бомбардировщик — Convair B-58 Hustler).

В наши дни появляются новые самолёты, в том числе выполненные по технологии снижения заметности «Стелс».

Сравнительные схемы Ту-144 и «Конкорда»

Пассажирские сверхзвуковые самолёты

Известны всего два серийно выпускавшихся пассажирских сверхзвуковых самолёта, выполнявших регулярные рейсы: советский самолёт Ту-144, совершивший первый полёт 31 декабря 1968 года и бывший в эксплуатации с 1975 по 1978 год и выполнивший двумя месяцами позже — 2 марта 1969 года — свой первый полёт англо-французский «Конкорд», совершавший трансатлантические рейсы с 1976 по 2003 год. Их эксплуатация позволяла не только значительно сократить время перелёта на дальних рейсах, но и использовать незагруженное воздушное пространство на больших высотах (≈18 км), в то время как основное используемое лайнерами воздушное пространство (высоты 9—12 км) уже в те годы было сильно загруженным. Также сверхзвуковые самолёты совершали полёты по спрямлённым маршрутам (вне воздушных трасс).

Несмотря на неосуществление нескольких других бывших и существующих проектов пассажирских сверхзвуковых и околозвуковых самолётов (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Ту-244, Ту-344, Ту-444, SSBJ и др.) и вывод из эксплуатации самолётов двух реализованных проектов, разрабатывались ранее и существуют современные проекты гиперзвуковых (в том числе суборбитальных) пассажирских авиалайнеров (напр., ZEHST, SpaceLiner) и военно-транспортных (десантных) самолётов быстрого реагирования.
На разрабатываемый пассажирский бизнес-джет Aerion AS2 в ноябре 2015 был сделан твердый заказ на 20 единиц суммарной стоимость 2,4 миллиарда долларов с началом поставок в 2023 году.[1]

Теоретические проблемы

Полёт на сверхзвуковой скорости, в отличие от дозвукового, протекает в условиях иной аэродинамики, поскольку при достижении воздушным судном скорости звука качественно меняется аэродинамика обтекания, из-за чего резко возрастает аэродинамическое сопротивление[2], также растёт кинетический нагрев конструкции от трения набегающего на большой скорости воздушного потока, смещается аэродинамический фокус, что ведёт к утрате устойчивости и управляемости самолёта. Кроме того, проявилось такое неизвестное до создания первых сверхзвуковых самолётов явление, как «волновое сопротивление».

Поэтому достижение скорости звука и эффективный стабильный полёт на около- и сверхзвуковых скоростях были невозможны за счёт простого увеличения мощности двигателей — потребовались новые конструктивные решения. Как следствие, изменился внешний облик самолёта: появились характерные прямые линии, острые углы, в отличие от «гладких» форм дозвуковых самолётов.

Следует отметить, что проблему создания эффективного сверхзвукового самолёта нельзя считать разрешённой до сих пор. Создателям приходится идти на компромисс между требованием увеличения скорости и сохранением приемлемых взлётно-посадочных характеристик. Таким образом, завоевание авиацией новых рубежей по скорости и высотности связано не только с использованием более совершенной или принципиально новой двигательной установки и новой конструктивной компоновки самолётов, но также с изменениями их геометрии в полёте. Такие изменения, улучшая характеристики самолёта на больших скоростях, не должны ухудшать их качества на малых скоростях, и наоборот. В последнее время создатели отказываются от уменьшения площади крыла и относительной толщины их профилей, а также увеличения угла стреловидности крыла у самолётов с изменяемой геометрией, возвращаясь к крыльям малой стреловидности и большой относительной толщины, если уже достигнуты удовлетворительные величины максимальной скорости и практического потолка. В таком случае считается важным, чтобы сверхзвуковой самолёт имел хорошие лётные данные на малых скоростях и малое сопротивление при больших скоростях, особенно на малых высотах.

См. также

Примечания

  1. ↑ Flexjet Order For 20 Supersonic Jets Boosts Aerion. Aviation Week. Проверено 17 ноября 2015.
  2. ↑ На дозвуковых скоростях лобовое сопротивление воздушной среды прямо пропорционально квадрату скорости воздушного потока, а на сверхзвуковых 

скорости полета, военные и пассажирские модели, первые истребители в СССР и России

Первым выдающимся достижением в развитии сверхбыстрых скоростей считается тестовый полет летчика-испытателя компании «Messerschmitt» Л. Гофмана, сумевшего разогнать реактивный сверхзвуковой самолет ME-262 до 981 км/час на высоте более 7 км. Однако после этого рекорда показатели максимальной скорости еще долго оставались на прежнем уровне. Гиперзвуковой полет отличается от обычного иной аэродинамической картиной, позволяющей летательному аппарату передвигаться в условиях разреженного воздуха.

Что происходит с самолетом?

Переходя в область сверхзвуковой скорости, самолеты сталкиваются с сильной тряской, волновым сопротивлением, ударными волнами, скачками уплотнения и необходимостью преодолеть гиперзвуковой барьер. Еще одним малоприятным моментом является флаттер — дрожание, проявляющее себя в момент достижения определенных показателей скорости движения. В результате возникающего резонанса повышается риск деформации отдельных частей самолета, который может привести к его крушению.

Полет на сверхзвуковой скорости

Для коренных преобразований в сфере авиации инженерам потребовалось учесть возникающие явления и эффекты, присущие высоким скоростям, а также внести ряд качественных изменений в конструкции существующих лайнеров. Для этого гиперзвуковые самолеты были оснащены треугольными или стреловидными крыльями, оборудованными специальными наплывами для образования спирального искусственного вихря. Изменению подверглись стабилизаторы, получившие цельно-поворотную конструкцию и другие элементы.

С чего все началось?

Первый сверхзвуковой самолет в мире был запущен в серийное производство в 1958 году американской корпорацией «McDonellDouglas». Процесс создания прототипа реактивного судна занял несколько лет, и был инициирован по заказу ВВС США. Проектирование планера Douglas C-8 было нацелено на создание универсального самолета, соответствующего актуальным коммерческим стандартам безопасности и надежности. Особое внимание инженеры уделяли конструктивным особенностям крыльев, обладающих стреловидной формой и заметным сужением.

А Вы знали, что сверхзвуковой самолет должен обладать крылом особой формы?

ДаНет

Первым сверхзвуковым самолетом, поступившим в серийное производство в Советском Союзе, стал МИГ-19, применявшийся для нужд противовоздушной обороны СССР. Истребитель был разработан на базе опытного самолета СМ-1 в 1952 году. На испытаниях в 1954 году МИГ-19 сумел развить скорость свыше 1649 км/час. После применения ракетного ускорителя показатели максимальной скорости увеличились до 1929 км/час.

Первый сверхзвуковой самолет в СССР

Первый гиперзвуковой советский пассажирский лайнер был выпущен в конструкторском бюро Туполева в 60-х годах и назывался ТУ-144. Перед создателями модели стояла задача разработать самолет, предназначенный для перевозки пассажиров и способный развивать скорость выше звуковой. Первый ТУ-144 сошел с конвейера почти на 3 месяца раньше выхода британско-французского сверхзвукового лайнера «Concorde». Преодолеть звуковой барьер ему удалось на испытаниях летом 1969 года на высоте 11 км. Число маха во время следующего тестирования в 1970 году составило 2, что эквивалентно скорости 2151 км/час.

ТУ-144

Развитие гражданской авиации

На развитие гражданской авиации серьезное влияние оказали технические достижения, полученные в результате военных разработок 60-х годов. Инженеры разных стран сумели искоренить главные проблемы, мешавшие преодолеть звуковой барьер, и спроектировали первые сверхзвуковые самолеты для нужд гражданского населения. Первый пассажирский авиалайнер, предназначенный для транспортировки пассажиров — упомянутый выше Douglas C-8, развивший скорость свыше 1261 км/час на испытаниях, проходивших на высоте 15800 метров.

Первый вылет «Конкорда» состоялся весной 1969 года. В отличие от пассажирского лайнера ТУ-144, до двухтысячного года данная модель ни единого раза не фигурировала в сводках прессы, посвященных авиакатастрофам. Летом 2000 года произошла первая авария с участием «Конкорда», который рухнул на крышу отеля сразу после вылета из главного аэровокзала Франции «Шарль Де Голль». ТУ-144 принадлежат не только лавры пионера в задаче покорения скорости звука, но и печальная слава, закрепившаяся за лайнером после катастрофы на знаменитой выставке «LeBourje», а также возгорания в 1978 году на одном из аэродромов Московской области.

«Конкорд»

Проверка установила, что возгорание произошло по причине ряда недоработок топливной системы обновленных двигателей. Пилоты ТУ-144 смогли посадить загоревшееся судно, однако дальнейшие рейсы коммерческого плана на нем были окончательно завершены. «Concorde» служил задачам пассажирской авиации намного дольше, но после катастрофы, произошедшей в двухтысячном году, пассажиропоток стал настолько мизерным, что спустя 3 года этот гиперзвуковой лайнер был убран из коммерческой эксплуатации.

Достижения зарубежом

Эра сверхзвуковых «Конкордов» завершилась в 2003 году, когда лайнеры французско-британского производства были окончательно выведены из коммерческой эксплуатации. Бурное развитие зарубежной авиации началось в 60-х годах, когда конструкторские бюро разных стран работали над созданием продвинутых бомбардировщиков, истребителей и самолетов, предназначенных для разведывательных задач.

Со скоростью звука и даже выше способен передвигаться легендарный истребитель пятого поколения F-22 «Raptor», использующий продвинутые технологии «stealth» (понижения заметности) и изготовленный из композитных полимерных и радиопоглощающих материалов. F-22 оснащается парой турбореактивных двухконтурных двигателей, обладающих высокой бесфорсажной тягой, которая позволяет истребителю передвигаться на гиперзвуковой скорости без задействования форсажа.

«Raptor» использует интегрированные системы связи, распознающие «своих» и «чужих» посредством радиолокационных датчиков. Самолеты вооружены 20-миллиметровыми пушками, корректируемыми снарядами, а также ракетами класса «воздух-воздух». Недостатком F-22 считается низкий объем топливных баков, делающий его зависимым от дозаправки в условиях воздушного пространства.

Сверхзвуковая авиация на данный момент

На текущий момент авиация не располагает полноценными аналогами «Конкордов» и ТУ-144, поскольку эти самолеты не соответствуют высоким требованиям безопасности и требуют слишком больших материальных затрат на заправку топливной смесью и содержание. Самой перспективной разработкой считается «Baby Boom XB-1», способный развивать скорость до 2,5 маха (2336 км/час). Лайнер отличается скромными габаритами: размах его крыльев составляет 5 метров, длина — 20 метров. XB-1 выполнен из легких композитных материалов и оснащается широкими задними кромками.

Baby Boom XB-1

Инженеры-конструкторы из России по специальному указу президента разработали гиперзвуковой бомбардировщик ТУ-160, оснащенный цельноповоротным килем и стабилизаторами, флаперонами, интерцепторами, а также стреловидным или треугольным крылом в зависимости от модификации. Самолет экипирован четырьмя двухконтурными трехвальными двигателями и топливной системой из 13 резервуаров, заполняющихся азотированным авиационным топливом. ТУ-160 был задуман в качестве ракетоносца, предназначенного для транспортировки аэробаллистических гиперзвуковых ракет.

ТУ-160

Крыло оживальной формы позволяет снизить аэродинамический нагрев центральных элементов космических кораблей и баллистических ракет, а также уменьшить сопротивление воздуха и повысить показатели дальности полета ракет, пуль и снарядов.

Технические характеристики

Скорость полета гиперзвукового судна превышает отметку в 1192 км/час, а сам лайнер должен обладать хорошими летными данными и малым сопротивлением, позволяющим ему передвигаться в воздушном пространстве. Если средняя скорость современного пассажирского самолета составляет порядка 820 км/час, то аналогичные показатели гиперзвукового летательного аппарата превышают 2110 км/час.

На какой высоте летают гиперзвуковые лайнеры? Самолеты подобного класса способны передвигаться в воздушном пространстве на высоте более 15 тысяч метров. К примеру, пассажирский лайнер «Конкорд» при перелетах поднимался на высоту 18 тысяч метров над землей, максимальная высота полета сверхзвукового самолета превышает 20 тысяч километров. NASA не так давно анонсировала запуск в серийное производство военных истребителей X-59 «Quesst», разработкой которых занимаются инженеры корпорации «Lockheed». На базе данного прототипа будут созданы и пассажирские лайнеры, способные передвигаться на высоте до 17 тысяч метров со скоростью свыше 1500 км/час.

Будущее сверхзвуковых полетов

Генеральный директор корпорации Boeing сказал, что в ближайшее десятилетие гиперзвуковые самолеты выйдут на новый виток своего развития, однако вопрос об экономичности скоростных рейсов на текущий момент до конца не решен. Совсем недавно компания «Боинг» представила проект пассажирского самолета, способного превышать скорость звука в несколько раз. Сотрудники американской «Boom Technology» обещают в ближайшие годы выпустить в серийное производство лайнер, который сократит продолжительность любого трансконтинентального рейса в 2,5 раза.

AS-2

«Aerion Supersonic» из США анонсирует появление джетов бизнес-класса AS-2, оснащенных тремя двигателями и предназначенных для перевозки состоятельных пассажиров.

Бум! Сверхзвуковой пассажирский самолет появится к 2020 году

Ричард Брэнсон из Virgin Galactic только что начал сотрудничать со стартапом Boom Technology для создания сверхзвукового самолета, сообщает Boom Technology. По заявлению Boom Technology, этот самолет будет летать в небе быстрее, чем реактивный самолет Concorde или любой другой коммерческий самолет.

Самолеты, летящие со скоростью выше скорости звука, были впервые разработаны в середине 20 века. Но нормативные требования и технические проблемы остановили инновации и расширение концепции, отмечает Boom Technology, штаб-квартира которой находится в Денвере.Авиационный стартап заявил, что стремится изменить это, создав современный сверхзвуковой пассажирский самолет, который летит со скоростью 2,2 Маха. Это в два раза больше скорости звука, или 1451 миль в час (2335 км / ч). Concorde, ныне списанный сверхзвуковой пассажирский самолет, летал со скоростью примерно до 1350 миль в час (2180 км / ч).

Boom также стремится установить новый рекорд скорости для гражданских самолетов, согласно сообщению в блоге Блейка Шолля, генерального директора и основателя Boom. [Сверхзвуковой! 11 самых быстрых военных самолетов]

На скорости 2 Маха.2, пассажиры могли путешествовать между Нью-Йорком и Лондоном за 3 часа 15 минут, сообщила компания. Сверхзвуковой самолет может лететь между Сан-Франциско и Токио за 5,5 часов или между Сиднеем и Лос-Анджелесом за 6 часов 45 минут.

«Создать сверхзвуковой самолет непросто, но это важно», — написал Шолль, описывая мотивацию стартапа. «Хотя нам нравятся сложные инженерные и технические задачи, на самом деле нас движет огромная выгода для людей от более быстрых путешествий.«

Последнее значительное улучшение скорости коммерческих авиаперевозок произошло в конце 1950-х — начале 1960-х годов, с появлением коммерческих самолетов, — сказал Шолль. — Такие самолеты, по его словам, сделали возможным« отпуск на Гавайях », сократив 15 — до 16 — час полета до 5-6 часов.

Сверхзвуковые коммерческие перевозки могут иметь аналогичный эффект, делая самые дальние регионы планеты более доступными, сказал Шолль.

«Представьте себе путешествие через Атлантический [океан], ведя дела [в Европа] и быть дома, чтобы уложить детей в постель, — писал Шолль, — или сэкономить целых два дня на обычном маршруте туда и обратно в Азию.… Когда время больше не ограничено, где вы поедете в отпуск? Где вы будете вести бизнес? »

Boom недавно привлек 33 миллиона долларов нового финансирования для разработки первого сверхзвукового пассажирского самолета. Компания сначала построит« Baby Boom », прототип будущего полноразмерного самолета Boom, Air Transport Об этом сообщает World (ATW). Первый испытательный полет

Baby Boom запланирован на 2018 год, сообщил Шолль на конференции Wings of Change Международной ассоциации воздушного транспорта (IATA) на этой неделе, сообщает ATW.Полноразмерная стрела, которая сможет перевозить до 55 пассажиров в конфигурации бизнес-класса, должна пройти испытания в 2020 году и пройти сертификацию Федерального управления гражданской авиации к 2023 году, сообщает ATW.

Оригинальная статья о Live Science.

Как возвращаются сверхзвуковые амбиции авиаперевозчиков — RT World News

Спустя пятнадцать лет после того, как сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» был в последний раз приземлился, гонка за преодоление звукового барьера набирает новый импульс.

По мере того как НАСА раскрывает планы испытаний своего X-самолета, тихого сверхзвукового самолета, а коммерческие авиалайнеры стремятся к возрождению сверхскоростных пассажирских реактивных путешествий, RT оглядывается на взлеты, падения и возвращения сверхзвуковых транспортных средств.

Гонка холодной войны за создание первого в мире сверхзвукового реактивного самолета

В 1960-е годы несколько стран стремились разработать сверхзвуковые авиалайнеры — проекты в США, Советском Союзе и совместные усилия правительств Франции и Великобритании, которые в конечном итоге привело к созданию Конкорда.

Советский Союз первым совершил сверхзвуковой полет на советском Туполеве Ту-144 в июне 1969 года — на три месяца раньше, чем «Конкорд». Однако самолет разбился на Парижском авиасалоне в 1973 году, что в сочетании с неконтролируемыми расходами на техническое обслуживание привело к его прекращению после всего 55 регулярных пассажирских рейсов. Производство Ту-144 официально закончилось в 1982 году.

49 лет назад Первый полет Туполев Ту-144 советский сверхзвуковой транспортный самолет, за два месяца до Конкорда.Позже он был оснащен двумя небольшими выдвижными поверхностями, названными Mustache canard, сразу за кабиной, что увеличивало подъемную силу на низких скоростях. Первый сверхзвуковой пассажирский самолет. pic.twitter.com/FNer16SS2e

— FAST Museum ✈ (@FASTmuseum) 31 декабря 2017 г.

Flight of Concorde

Между тем, Concorde совершил полет в октябре 1969 года с максимальной скоростью, более чем в два раза превышающей скорость звук. Он был введен в эксплуатацию в 1976 году и продолжал летать в течение следующих 27 лет, доставляя пассажиров из Лондона в Нью-Йорк менее чем за 3 с половиной часа.

Проект был разработан в соответствии с англо-французским соглашением, общая стоимость программы оценивается в 1,3 миллиарда долларов. Стандартная стоимость билета в одну сторону из Лондона в Нью-Йорк составляла 4350 фунтов стерлингов и до 8 292 фунтов стерлингов в оба конца. В июле 2000 года самолет Air France Concorde разбился вскоре после взлета, в результате чего погибли 113 человек. Авария снизила спрос на сверхзвуковые полеты. В 2003 году «Конкорд» совершил последний полет, поставив на паузу коммерческие сверхзвуковые путешествия.

Самый быстрый самолет в мире — SR-71 Blackbird

SR-71 Blackbird является рекордсменом среди самых быстрых пилотируемых самолетов всех времен.Разведывательный самолет «Локхид», эксплуатируемый ВВС США, был способен развивать скорость более 3 Маха. Число Маха — это отношение скорости самолета к скорости звука. Полеты со скоростью выше 1 Маха и до 5 Маха считаются сверхзвуковыми.

Всего было построено 32 таких самолета, которые находились в эксплуатации с 1964 по 1998 год. Высокие эксплуатационные расходы привели к досрочной отставке Blackbird.

Однако, по словам Lockheed Martin, гиперзвуковой преемник находится на стадии разработки.Под гиперзвуковыми скоростями обычно понимается скорость более 5 Маха. SR-72 предназначен для достижения скорости 6 Маха и рассматривается как беспилотный самолет.

Доступные перезагрузки?

С 1973 года Федеральное управление гражданской авиации (FAA) запретило гражданским самолетам летать над землей со скоростью, превышающей скорость звука, однако эти юридические ограничения в настоящее время подлежат пересмотру.

Это связано с тем, что американский стартап Boom Supersonic стремится стать жизнеспособным преемником Concorde, надеясь на коммерческое внедрение к 2023 году.Компания разрабатывает 55-местный самолет, который, как она утверждает, сможет летать более чем вдвое из Сан-Франциско в Вашингтон, округ Колумбия, всего до двух с половиной часов.

Ранее в этом году Китай объявил о планах гиперзвукового полета, который, по утверждениям исследователей, может добраться до любой точки мира менее чем за три часа. Гиперзвуковой проект был разработан для китайских военных, но в будущем может быть использован для пассажиров.

ПОДРОБНЕЕ: Вернуть биплан? Китайские исследователи присматриваются к старой конструкции для гиперзвукового полета

Понравилась эта история? Поделись с другом!

Первым летным демонстратором станет восстановленный МиГ-29 — RT Россия и бывший Советский Союз

Первый полет того, что в конечном итоге станет российским сверхзвуковым бизнес-джетом, может произойти через три-четыре года, но демонстратором станет перестроенный истребитель МиГ-29, который будет испытывать корпус будущего самолета.

Сверхзвуковые пассажирские полеты были обычным явлением несколько десятилетий назад, но в конечном итоге и российский Ту-144, и британско-французский Concorde вымерли, частично из-за проблем с безопасностью, а частично из-за того, что они были слишком дорогими и слишком громкими для наземных перевозок. Несколько компаний сейчас пытаются вернуться, включая Spike Aerospace, Boom Supersonic и Lockheed Martin. В России несколько ведущих авиационных лабораторий и производителей объединились в начале этого года для достижения той же цели.

Также на RT.com
Сыны Конкорда: НАСА исследует «тихий» звуковой удар и перспективы сверхзвукового пассажирского самолета

Один из участников российской программы, ЦАГИ, может поднять свой первый демонстратор в воздух уже в 2022 или 2023 годах, заявил в интервью ее руководитель Кирилл Сыпало.

«Скорее всего, это будет МиГ-29 со штатными двигателями РД-33 и другим оборудованием. Конечно, это не будет настоящий сверхзвуковой бизнес-джет. Это будет прототип, который поможет нам окончательно определить, как будет выглядеть самолет », — сказал он.

ЦАГИ — ведущий московский исследователь аэродинамики. В течение нескольких лет он работал над созданием корпуса, уменьшающего звуковой удар. Громкий рев является результатом перекрывающихся ударных волн, производимых быстроходным самолетом, и в современном мире будет намного выше нормативных требований, но конструкторы надеются снизить его до разумного уровня, создавая ударные волны друг против друга.

Последняя модель, которую они предлагают, была показана в августе на подмосковном авиасалоне МАКС. Летающий демонстратор поможет ЦАГИ развить то, что они уже сделали с испытаниями в аэродинамической трубе.В настоящее время они нацелены на производство 38-метрового самолета, который может летать со скоростью 1,8 Маха с дальностью полета от 6000 до 8000 км, но это может быть изменено, поскольку они ищут оптимальное сочетание эксплуатационных затрат и скорости. высоты и формы тела для удержания струи вполне достаточно.

Планер будет иметь несколько функций, которые помогут сдержать звуковой удар. У него будет крыло необычной конфигурации, называемое «крыло чайки», с загнутыми вверх внутренними частями и загнутыми в горизонтальном направлении кончиками и немного назад на концах.Сверху были размещены воздухозаборники, являющиеся основным источником шума в сверхзвуковом самолете.

Также на rt.com
Взрыв из прошлого: Путин хочет, чтобы российские гражданские авиаперевозки снова стали сверхзвуковыми

Однако решение проблемы шума будет лишь частью того, что необходимо. Пассажирскому самолету также понадобится совершенно новый двигатель, разработанный с учетом экономии топлива. В России есть двигатели, которые могут толкать самолет на сверхзвуковой скорости, но все они созданы военными и являются монстрами, пожирающими керосин.Sypalo считает, что сверхзвуковой бизнес-джет мог бы стать коммерчески успешным, если бы его вдвое меньшее время полета было бы и цена билета примерно на 20% выше, чем у современного бизнес-класса.

«Мы надеемся, что работа над двигателем будет проводиться параллельно с нашей работой над демонстратором», — сказал он. «Обычно на проектирование двигателя уходит пять-семь лет, поэтому, если работа начнется сейчас, ее можно будет сделать где-то в 2025 или 2026 году».

Думаете, вашим друзьям будет интересно? Поделись этой историей!

Boeing SST — сверхзвуковой пассажирский самолет

Боинг 2707 возник в связи с призывом президента Кеннеди в июне 1963 г.
сверхзвуковой транспорт (ССТ) для конкуренции с англо-французским
Конкорд .В отличие от «Конкорда» и советского Ту-144 , американский SST должен был быть
сделан в основном из титана, что делает его способным развивать скорость 3 Маха. В 1966 году компания Boeing
с изменяемой геометрией (поворотное крыло) Модель 2707 была выбрана из предложений от
Локхид и Северная Америка. Boeing построил впечатляющий полномасштабный макет
и предполагаемые будущие продажи 700–1000 SST. Технические проблемы
SST со скоростью 3 Маха были лучше, чем его более медленные и мелкие соперники.

От идеи с изменяемой геометрией отказались в 1968 году, и появилась меньшая версия с неподвижным крылом.
запланировано, с испытательными полетами, запланированными на 1970 год, и коммерческой службой в 1974 году.Было начато производство двух прототипов, но в 1971 году программа SST была отменена.
Поводом для этого послужили рост цен на нефть и экологические проблемы.

ФАКТЫ И ЦИФРЫ

Кабина натурного макета имела
зал на 277 мест — 30 первого класса и
247 туристических в семиместной планировке.

Англо-французская и советская
SST были способны только на 2 Маха
потому что скорости выше 2,7 Маха
требовал гораздо большего использования
тяжелые и дорогие стальные сплавы
и титан, чтобы выдержать
фрикционный нагрев.

Модель 2707 должна была иметь 18-колесную ходовую часть,
с основными колесами, сгруппированными в четыре тележки с
четыре колеса каждое, расположенные так, чтобы
вес и не перенапрягать взлетно-посадочную полосу.

Версия с поворотным крылом могла
взмахнуть крыльями между 20
и 72 градуса. Минимум
стреловидность дала лучший взлет и
посадочные характеристики.

2 30612

2 9012 9014 PERFORMANCE

ЭКИПАЖ 3
ПАССАЖИРЫ 277
ДВИГАТЕЛЬ 90 -122

4 x 28690 кг Дженерал Электрик GE4 / J5P с форсажным двигателем

2 30142

2 30612

675004 фунта
РАЗМЕРЫ
Размах крыла 54.97 м 180 футов 4 дюйма
Длина 93,27 м 306 футов 0 дюймов
Высота 14,10 м 46 футов 3 дюйма
2900 км / ч 1802 миль / ч
Иван Биговский , 04.06.2020 17:59

Cheep yankie copi ov TU144

ответить

Джо Сноу , эл. Почта , 04.06.2017 22:57

Проблема с SST в том, что они ограничены в маршрутах, по которым могут летать. Только трансокеанские полеты, пока не будет решена проблема звукового удара. В ближайшее время вы не увидите SST, летящего из Нью-Йорка в Лос-Анджелес.

ответить

srs , электронная почта , 16.01.2017 21:14

так что последнее, что у DB Cooper были эти тяжелые металлы на своем галстуке, которые связывают его с этим ремеслом. ПОЗВОНИТЕ В ФБР, если вы работали над проектом Boeing SST !!

ответ

Дон , эл. Почта , 29.02.2016 14:32

Вы можете владеть этой восстановленной исторической моделью дисплея 60 дюймов.

Найдите Boeing SST на Ebay.:)

ответить

Forrest , 15.02.2015 06:41

«Orville , 17.11.2009
Я был членом испытательной группы SST в аэродинамической трубе Boeing High Speed ​​рядом с Филадельфией, штат Пенсильвания ».

Когда Орвилл был в Филадельфии, я работал в сверхзвуковой аэродинамической трубе Boeing в Boeing Field, Сиэтл. Мы тестировали системы контроля производителя для впуска двигателя.Окончательная конфигурация впускного патрубка (пандус против шипа) никогда не определялась, хотя модели и макеты могут также отображаться. Ушел в отставку из Боинга по программе F-22.

ответить

Тони Мартино , электронная почта , 12.07.2014 19:33

Я спроектировал роликовый стенд для двигателей P&W SST. Есть ли какие-нибудь фотографии?

ответ

Тим , эл. Почта , 22.09.2013 21:40

Продолжение предыдущего поста, если самолет в музее Хиллера — это самолет из музея SST во Флориде. что случилось с остальной частью макета, т.е. с хвостовой частью крыла и остальной частью фюзеляжа

ответить

Тим , электронная почта , 22.09.2013 21:37

Мне интересно, На выставке представлен макет из музея SST в Киссимми, Флорида. Я хотел бы знать, как я рос, играя в этот макет в детстве

ответить

Пол Саймон , эл. Почта , 09.03.2013 16:27

Нам нужен самолет, который может долететь из Нью-Йорка в Лос-Анджелес не более чем за 3 1/2 часа. Сегодня, имея все современные технологии, мы сможем сделать это очень легко. Чем быстрее мы проедем по стране, тем больше будет воздушного пространства. Я дважды летал на «Конкорде», и он мне очень понравился. Когда я пришел на встречу, я не спал, не хотел спать и не менял часовых поясов. Еще нам нужен скоростной поезд

ответить

Ларри Торольд , эл. Почта , 03.08.2012 23:06

Когда я служил в ВВС, мне не раз приходилось иметь TDY в районе Вашингтона Боинга … однажды, блуждая по комнате, я обнаружил небольшую деревянную дверь, которая вела в камеру содержания SST, и мальчик, что за днем я бродил по множеству «стопок» серийных титановых стержней и оборудования, включая горстку двигателей GE, святая корова, вы могли встать внутри капота и дотянуться до неба, не касаясь верхней части капота … они были огромный !!! Я отважился посмотреть на полноразмерную (левую) модель в комнате и был поражен размерами салона (сиденья были 2х2, если я правильно помню и в форме осы), а боевое отделение было очень удобным и хорошо продуманным.Я потянул за ручку «перестановки носа», и, к моему удивлению, вся передняя часть упала в положение взлета / посадки, до чертиков напугала меня … трансзвуковой дизайн крыла поразил меня … это было очень запоминающимся день для меня, и я никогда не забуду, что думал, что Boeing был на правильном пути « в день » разработки SST только для того, чтобы быть политически подавленным, я обнаружил, что это правда много раз в течение следующих нескольких десятилетий в рамках моих летных испытаний Boeing Military Flight Test карьера на авиабазе Эдвардс после выхода на пенсию…LT

ответить

TC , электронная почта , 02.07.2012 05:35

У меня есть два предмета Lockheed. Я пытаюсь выяснить, будет ли в них интерес. они все еще считались засекреченными.

Сверхзвуковой транспортный SST, том A-IV Структурный отчет
и
Большая записная книжка с пометкой «Разработка сверхзвукового транспортного средства, этап II-A, том VI-A» Конструкция планера

В обоих есть сотни страниц, заполненных диаграммами, результатами испытаний и т. Д.Любая информация об этом будет оценена. Спасибо.

ответить

Уильям С. Вон , электронная почта , 21.05.2012 04:39

В начале 70-х я был в ФАА. в OK City, когда я наткнулся на макет 2707 (ха-ха — он был огромен, и его очень трудно пропустить). Он был открыт, так что я просто прошел по кабине и продолжил немного «клюшить» в кабине. Я предполагаю, что это был макет, который позже оказался в церкви во Флориде на какое-то время.

ответить

Юджин Шульте , электронная почта , 26.11.2011 01:27

Чарльз: Я читал ваш отчет о SST.
Я был инженером по материалам и технологическим процессам и работал над SST в Сиэтле.
Я подготовил первые технические требования к технологическому процессу композитов Боинг для бора, а затем углерода.
Мы намеревались использовать борные однонаправленные нити, прикрепленные к заглушкам лонжеронов балок перекрытия.
Я также занимался подготовкой к склеиванию титана и сверлением материала.
У всех нас была попытка разработать изоляционный материал, чтобы топливо не закипало на большой скорости.

Помню весь разговор. Наверное, хорошо, что проект был заброшен, но благодаря этим усилиям мы многому научились.

Я хочу, чтобы местный художник сделал для меня карандашный набросок 2707. У меня все еще есть булавка на лацкане.

Если вы можете прислать фотографии, которые мы можем использовать для эскиза, мы будем очень признательны.

Также были бы интересны модели

Спасибо за помощь в этом вопросе.

Юджин Шульте
Паркс Колледж Университета Сент-Луиса

940 393 1626
Возраст 77

Ответ

Говард Сайдер , электронная почта , 09.09.2011 23:37

Я был дизайн инженер по SST, работающий над конструкцией отвисшего носа. Это был очень интересный проект, и когда он был отменен, я подумал, что это правильное решение, но по совершенно неправильным причинам.

ответ

Майк , эл. Почта , 27.08.2011 05:46

Замечательно написать.

Могу я использовать изображение в сочинении в колледже?

ответить

Майк Шофилд , электронная почта , 17.06.2011 18:17

Я забыл сделать его более интересным, 65 000 ibf на форсажной камере, x 4.

ответ

Майк Скофилд , эл. Почта , 17.06.2011 18:04

Возможно, я никогда не увижу макет SST, так как мои военные дни закончились. Однако вас, ребята, может заинтересовать тот факт, что на предприятии Пола Гарбера в Сьютленде, штат Мэриленд, был один из GE4 / J5 для SST, все 8 этапов.Он был готов и стоял на стенде двигателя, готовый к установке на самолет, которого никогда не было. Вы можете проверить его местонахождение, Смитсоновский институт в Даллесе / Ричарде Хейзи, или как там он называется, был открыт в течение нескольких лет, и многие из них переносятся туда. Объект Suitland — это место, где все самолеты восстанавливаются перед выставкой в ​​Смитсоновском институте, и для входа вам нужна запись. Экскурсии обычно проходят по ср. Есть сокровищница

Сверхзвуковой транспорт — Infogalactic: ядро ​​планетарных знаний

Туполев Ту-144 стал первым СПС, поступившим на вооружение, и первым покинувшим его.Из соображений безопасности до завершения обслуживания было выполнено всего 55 пассажирских рейсов. Небольшое количество грузовых и испытательных полетов также было выполнено после его вывода из эксплуатации.

Сверхзвуковой транспортный самолет ( SST ) — гражданский сверхзвуковой самолет, предназначенный для перевозки пассажиров на скоростях, превышающих скорость звука. На сегодняшний день единственными SST, которые можно увидеть в регулярной эксплуатации, были Concorde и Ту-144. Последний пассажирский рейс Ту-144 состоялся в июне 1978 года, а последний — в 1999 году НАСА.Последний коммерческий рейс Concorde был в октябре 2003 года, а рейс на пароме 26 ноября 2003 года стал его последней операцией в воздухе. После постоянного прекращения полетов Concorde в коммерческой эксплуатации не осталось SST.

Сверхзвуковые авиалайнеры были объектом многочисленных недавних и текущих проектных исследований. К недостаткам и проблемам конструкции относятся чрезмерное генерирование шума (при взлете и из-за звуковых ударов во время полета), высокие затраты на разработку, дорогие строительные материалы, большой вес и повышенная стоимость места по сравнению с дозвуковыми авиалайнерами.Несмотря на эти проблемы, Concorde успешно работала на нишевом рынке более 27 лет. [1]

История

На протяжении 1950-х годов SST выглядело возможным с технической точки зрения, но не было ясно, можно ли сделать его экономически жизнеспособным. Подъемная сила создается с использованием различных средств на сверхзвуковых скоростях, и эти методы значительно менее эффективны, чем дозвуковые методы, с примерно половиной отношения подъемной силы к сопротивлению. Это означает, что для любой заданной требуемой подъемной силы самолет должен будет обеспечить примерно вдвое большую тягу, что приведет к значительно большему расходу топлива.Этот эффект проявляется на скоростях, близких к скорости звука, поскольку самолет использует вдвое большую тягу, чтобы двигаться примерно с той же скоростью. Относительный эффект для уменьшается по мере того, как самолет разгоняется до более высоких скоростей. Компенсация этого увеличения расхода топлива способствовала значительному увеличению вылетов самолетов, по крайней мере, на средних и дальних рейсах, когда самолет проводит значительное количество времени в крейсерском режиме. Конструкции SST летают по крайней мере в три раза быстрее, чем были возможны существующие дозвуковые транспортные средства, и, таким образом, смогут заменить до трех самолетов, находящихся в эксплуатации, и тем самым снизить затраты с точки зрения рабочей силы и технического обслуживания.

Серьезная работа над проектами SST началась в середине 1950-х годов, когда первое поколение сверхзвуковых истребителей поступало на вооружение. В Великобритании и Франции субсидируемые государством программы SST быстро обосновались на треугольном крыле в большинстве исследований, включая Sud Aviation Super-Caravelle и Bristol 223, хотя Армстронг-Уитворт предложил более радикальную конструкцию — Mach 1.2 M-Wing. Avro Canada предложила TWA несколько проектов, которые включали двухстворчатое крыло Маха 1,6 и треугольное крыло Маха 1,2 с раздельным оперением и четырьмя конфигурациями подкрылового двигателя.Команда Avro переехала в Великобританию, где его дизайн лег в основу дизайна Hawker Siddeley. [2] К началу 1960-х годов конструкция достигла такой степени, что было дано добро на производство, но затраты были настолько высоки, что Bristol Airplane Company и Sud Aviation в конечном итоге объединили свои усилия в 1962 году для производства Concorde.

В начале 1960-х различные руководители аэрокосмических компаний США говорили общественности и Конгрессу США об отсутствии технических причин, по которым нельзя было бы производить SST.В апреле 1960 года Берт Си Монсмит, вице-президент Lockheed, заявил различным журналам, что SST, изготовленный из стали, весом 250 000 фунтов, может быть разработан за 160 миллионов долларов, а серийные партии из 200 или более проданы примерно за 9 миллионов долларов. [3] Но именно англо-французская разработка Concorde вызвала панику в промышленности США, где считалось, что Concorde скоро заменит все другие конструкции дальнего радиуса действия, особенно после того, как Pan Am сняла опционы на покупку Конкорд.Вскоре Конгресс финансировал проект SST, выбрав существующие конструкции Lockheed L-2000 и Boeing 2707, чтобы создать еще более совершенную, более крупную, быструю и дальнобойную конструкцию. Конструкция Боинга 2707 была в конечном итоге выбрана для продолжения работы с целью переправить около 300 пассажиров и иметь крейсерскую скорость около 3 махов. Советский Союз намеревался произвести Ту-144 собственной конструкции, который западная пресса прозвала «Конкордски».

SST считался особенно опасным из-за его звукового удара и потенциальной возможности выхлопа его двигателя повредить озоновый слой.Обе проблемы повлияли на мнение законодателей, и в конечном итоге Конгресс прекратил финансирование программы SST США в 1971 году, и все наземные коммерческие сверхзвуковые полеты были запрещены. Советник президента Рассел Трейн предупредил, что флот из 500 SST, летающих на высоте 65000 футов в течение нескольких лет, может повысить содержание воды в стратосфере на целых 50-100%. По словам Трейна, это может привести к увеличению тепла на уровне земли и препятствовать образованию озона. [4] Позже в оксидах азота в выхлопных газах была обнаружена дополнительная угроза для озона — угроза, которая в 1974 году, казалось бы, была подтверждена Массачусетским технологическим институтом. [5] Более поздний анализ, проведенный в 1995 г. Дэвидом В. Фейи, ученым-атмосферником из Национального управления океанических и атмосферных исследований, и другими, показал, что падение содержания озона будет не более чем на 1-2%, если флот состоит из 500 человек. сверхзвуковой самолет. [6] [7] Фэи выразил мнение, что это не будет фатальным препятствием для усовершенствованной разработки SST — в то время как «большой знак осторожности … [он] не должен быть препятствием для продвинутой разработки SST». [8]

Тем не менее, в середине 1970-х годов Concorde был уже готов к эксплуатации.Политический протест США был настолько высок, что Нью-Йорк запретил самолет. Это разрушило экономические перспективы самолета — он строился с учетом маршрута Лондон – Нью-Йорк. Самолет был разрешен в Вашингтон, округ Колумбия, и услуга была настолько популярна, что жители Нью-Йорка вскоре стали жаловаться на то, что у них его не было. Это было незадолго до того, как «Конкорд» прилетел в аэропорт JFK.

Наряду с изменяющимися политическими соображениями, летающая общественность продолжала проявлять интерес к скоростным пересечениям океана.Это положило начало дополнительным проектным исследованиям в США под названием «AST» (Advanced Supersonic Transport). SCV Lockheed был новой разработкой для этой категории, в то время как Boeing продолжила исследования, взяв за основу модель 2707.

К этому времени экономическая теория прошлых концепций SST потеряла смысл. Первоначально планировалось, что SST будут конкурировать с самолетами дальнего действия, вмещающими от 80 до 100 пассажиров, такими как Boeing 707, но с более новыми самолетами, такими как Boeing 747, несущими в четыре раза больше, преимущества концепции SST в скорости и топливе были смывается огромным размером.

Другая проблема заключалась в том, что широкий диапазон скоростей, в которых работает SST, затрудняет улучшение двигателей. В то время как дозвуковые двигатели добились больших успехов в повышении эффективности в течение 1960-х годов с введением турбовентиляторного двигателя с постоянно увеличивающимся коэффициентом двухконтурности, концепцию вентилятора трудно использовать на сверхзвуковых скоростях, где «правильный» байпас составляет около 0,45, [9 ] в отличие от 2,0 или выше для дозвуковых конструкций. По обеим этим причинам разработки SST были обречены на более высокие эксплуатационные расходы, а программы AST исчезли к началу 1980-х годов.

Concorde продавался только British Airways и Air France с субсидированными закупками, которые должны были вернуть 80% прибыли правительству. На практике почти на протяжении всего срока действия делить прибыль не было. После приватизации Concorde меры по снижению затрат (в частности, закрытие металлургического полигона для испытаний крыла, на котором было выполнено достаточно температурных циклов для проверки самолета до 2010 года) и повышение цен на билеты привели к значительной прибыли.

С тех пор, как «Конкорд» перестал летать, выяснилось, что за все время существования «Конкорда» самолет действительно приносил прибыль, по крайней мере, для British Airways.Операционные расходы Concorde за почти 28 лет работы составили примерно 1 миллиард фунтов стерлингов, а выручка — 1,75 миллиарда фунтов стерлингов. [10]

Последние регулярные пассажирские рейсы приземлились в лондонском аэропорту Хитроу в пятницу, 24 октября 2003 г., сразу после 16:00: рейс 002 из Нью-Йорка, второй рейс из Эдинбурга, Шотландия, и третий, вылетевший из Хитроу по кольцевой дороге. полет над Бискайским заливом.

К концу ХХ века такие проекты, как Туполев Ту-244, Туполев Ту-344, Тихий сверхзвуковой транспорт САИ, Сухой-Гольфстрим С-21, Скоростной гражданский транспорт и др.не было реализовано.

Реализованные сверхзвуковые авиалайнеры

Конкорд

Основная статья: Истории самолетов Concorde

Всего было построено 20 «Конкордов», в том числе два прототипа, два предсерийных самолета и 16 серийных самолетов. Из шестнадцати самолетов два не поступили в коммерческую эксплуатацию, а восемь находились в эксплуатации по состоянию на апрель 2003 года. Все эти самолеты, кроме двух, что составляет удивительно высокий процент для любого коммерческого парка, сохранены; два, которые не сохранились, — это F-BVFD (cn 211), припаркованный в качестве источника запасных частей в 1982 году и списанный в 1994 году, и F-BTSC (cn 203), разбившийся в Париже 25 июля 2000 года.

Туполев Ту-144

Всего построено шестнадцать летных аппаратов Туполев Ту-144; семнадцатый Ту-144 (рег. 77116) так и не был достроен. Параллельно с разработкой прототипа 68001 имелся как минимум один планер для наземных испытаний для статических испытаний.

Вызовы сверхзвукового пассажирского полета

Аэродинамика

Для всех транспортных средств, движущихся по воздуху, сила сопротивления пропорциональна коэффициенту лобового сопротивления ( C d ), квадрату воздушной скорости и плотности воздуха.Поскольку сопротивление быстро увеличивается с увеличением скорости, ключевым приоритетом конструкции сверхзвуковых самолетов является минимизация этой силы за счет снижения коэффициента лобового сопротивления. Это приводит к очень обтекаемым формам SST. В некоторой степени сверхзвуковые самолеты также управляют сопротивлением, летая на большей высоте, чем дозвуковые самолеты, где плотность воздуха ниже.

Качественное изменение коэффициента Cd в зависимости от числа Маха для самолета

По мере приближения скорости к скорости звука появляется дополнительное явление волнового сопротивления.Это мощная форма сопротивления, которая начинается на околозвуковой скорости (около 0,88 Маха). В районе 1 Маха максимальный коэффициент лобового сопротивления в четыре раза больше, чем у дозвукового. Выше околозвукового диапазона коэффициент снова резко падает, хотя остается на 20% выше на 2,5 Маха, чем на дозвуковых скоростях. Сверхзвуковой самолет должен иметь значительно большую мощность, чем требуется дозвуковому самолету, чтобы преодолеть это волновое сопротивление, и хотя крейсерские характеристики выше околозвуковой скорости более эффективны, они все же менее эффективны, чем дозвуковые полеты.

Другая проблема сверхзвукового полета — это отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению (L / D) крыльев. На сверхзвуковых скоростях аэродинамические поверхности создают подъемную силу совершенно иным образом, чем на дозвуковых скоростях, и неизменно менее эффективны. По этой причине были проведены значительные исследования по разработке форм крыла в плане для длительного сверхзвукового полета. При примерно 2 Маха типичная конструкция крыла сокращает его отношение L / D вдвое (например, Concorde имеет отношение 7,14, тогда как дозвуковой Boeing 747 имеет отношение L / D 17). [11] Поскольку конструкция самолета должна обеспечивать подъемную силу, достаточную для преодоления собственного веса, уменьшение его отношения L / D на сверхзвуковых скоростях требует дополнительной тяги для поддержания его воздушной скорости и высоты.

Двигатели

Конструкция реактивного двигателя значительно отличается от сверхзвукового к дозвуковому самолету. Реактивные двигатели, как класс, могут обеспечить повышенную топливную эффективность на сверхзвуковых скоростях, хотя их удельный расход топлива больше на более высоких скоростях. Поскольку их скорость относительно земли больше, это снижение эффективности меньше, чем пропорционально скорости, пока не будет значительно выше 2 Маха, а потребление на единицу расстояния ниже.

Когда «Конкорд» разрабатывался компанией Aérospatiale – BAC, реактивные двигатели с большим байпасом («турбовентиляторные») еще не применялись на дозвуковых самолетах. Если бы Concorde поступил на вооружение против более ранних моделей, таких как Boeing 707 или de Havilland Comet, он был бы намного более конкурентоспособным. Когда в 1960-х годах эти реактивные двигатели с большим байпасом стали использоваться на коммерческой основе, дозвуковые реактивные двигатели сразу же стали намного эффективнее, приближаясь к эффективности турбореактивных двигателей на сверхзвуковых скоростях.Одно из главных преимуществ SST исчезло.

Турбореактивные двухконтурные двигатели повышают эффективность за счет увеличения количества разгоняемого ими холодного воздуха низкого давления, используя часть энергии, обычно используемой для ускорения горячего воздуха в классическом турбореактивном двигателе без байпаса. Конечным выражением этой конструкции является турбовинтовой двигатель, в котором почти вся реактивная тяга используется для питания очень большого вентилятора — пропеллера. Кривая эффективности конструкции вентилятора означает, что количество байпаса, которое максимизирует общий КПД двигателя, является функцией скорости движения, которая уменьшается от гребных винтов к вентиляторам до полного отсутствия байпаса с увеличением скорости.Кроме того, большая лобовая площадь, занимаемая вентилятором низкого давления в передней части двигателя, увеличивает сопротивление, особенно на сверхзвуковых скоростях, и означает, что коэффициенты двухконтурности гораздо более ограничены, чем на дозвуковых самолетах. [12]

Например, ранний Ту-144С был оснащен двухконтурным двухконтурным двухконтурным двухконтурным двигателем, который в сверхзвуковом полете был намного менее эффективен, чем ТРД Конкорда. На более позднем Ту-144Д были установлены турбореактивные двигатели сопоставимой эффективности. Эти ограничения означали, что конструкции SST не могли использовать преимущества резкого улучшения экономии топлива, которое двигатели с большим байпасом принесли на рынок дозвуковых двигателей, но они уже были более эффективными, чем их дозвуковые аналоги с ТРДД.

Структурные вопросы

Для сверхзвуковых скоростей требуется более узкое крыло и фюзеляж, а также более высокие нагрузки и температуры. Это приводит к проблемам с аэроупругостью, которые требуют более тяжелых конструкций для минимизации нежелательного изгиба. SST также требуют гораздо более прочной (и, следовательно, более тяжелой) конструкции, потому что их фюзеляж должен иметь большее давление, чем дозвуковые самолеты, которые не работают на больших высотах, необходимых для сверхзвукового полета.Все вместе эти факторы означают, что вес пустого места на одно место у Concorde более чем в три раза больше, чем у Boeing 747.

Тем не менее, Concorde и TU-144 были изготовлены из обычного алюминия (Hiduminium в случае Concorde) и (дюралюминия), тогда как более современные материалы, такие как углеродное волокно и кевлар, намного прочнее на растяжение для своего веса (важно иметь дело с давления наддува), а также более жесткие. Поскольку вес конструкции на сиденье намного выше в конструкции SST, любые улучшения приведут к большему процентному улучшению, чем такие же изменения в дозвуковом самолете.

Высокие затраты

Concorde Сравнение топливной эффективности
Самолет Concorde [13] Боинг 747-400 [14]
пассажирских миль / британский галлон 17 109
пассажирских миль / галлон США 14 91
литров на пассажира 100 км 16,6 3,1

Более высокие затраты на топливо и меньшая пассажировместимость из-за аэродинамических требований к узкому фюзеляжу делают SST более дорогостоящим видом коммерческого гражданского транспорта по сравнению с дозвуковыми самолетами.Например, Boeing 747 может перевозить в три раза больше пассажиров, чем Concorde, при использовании примерно того же количества топлива.

Тем не менее, затраты на топливо не составляют основную часть стоимости большинства пассажирских билетов на дозвуковые самолеты. [ требуется цитата ] Для трансатлантического бизнес-рынка, для которого использовались самолеты SST, Concorde действительно был очень успешным и смог выдержать более высокую цену на билеты. Теперь, когда коммерческие самолеты SST перестали летать, стало ясно, что Concorde принесла British Airways существенную прибыль. [10]

Взлетный шум

Одной из проблем, связанных с эксплуатацией «Конкорда» и Ту-144, был высокий уровень шума двигателя, связанный с очень высокими скоростями струи при взлете и, что еще более важно, при полетах над населенными пунктами вблизи аэропорта. Двигателям SST требуется довольно высокая удельная тяга (полезная тяга / воздушный поток) во время сверхзвукового крейсерского полета, чтобы минимизировать площадь поперечного сечения двигателя и, следовательно, сопротивление гондолы. К сожалению, это означает высокую скорость струи, из-за которой двигатели шумят, что вызывает проблемы, особенно на малых скоростях / высотах и ​​при взлете. [15]

Таким образом, будущая SST могла бы выиграть от двигателя с регулируемым циклом, в котором удельная тяга (и, следовательно, реактивная скорость и шум) низкие при взлете, но повышаются во время сверхзвукового крейсерского полета. Переход между двумя режимами может происходить в какой-то момент во время набора высоты и обратно во время снижения (для минимизации шума реактивной струи при заходе на посадку). Трудность состоит в том, чтобы разработать конфигурацию двигателя с переменным циклом, которая удовлетворяла бы требованиям к малой площади поперечного сечения во время сверхзвукового крейсерского полета.

Звуковая штанга

Звуковой удар не считался серьезной проблемой из-за большой высоты, на которой летали самолеты, но эксперименты в середине 1960-х годов, такие как скандальные испытания звукового удара в Оклахома-Сити и исследования североамериканского XB-70 Valkyrie ВВС США. доказано обратное. [16]

Раздражения, создаваемого звуковым ударом, можно избежать, дождавшись, пока самолет будет на большой высоте над водой, прежде чем достигнет сверхзвуковой скорости; это была техника, используемая Конкордом.2 часто вызывают жалобы. [17]

Если можно уменьшить интенсивность стрелы, это может сделать даже очень большие конструкции сверхзвуковых самолетов приемлемыми для наземных полетов ( см. звуковой удар). Исследования показывают, что изменения носового конуса и хвоста могут снизить интенсивность звукового удара ниже уровня, необходимого для возникновения жалоб. Во время первоначальных работ по SST в 1960-х годах было высказано предположение, что тщательная форма фюзеляжа самолета может снизить интенсивность ударных волн звукового удара, достигающих земли.Одна конструкция заставляла ударные волны мешать друг другу, что значительно уменьшало звуковой удар. В то время это было трудно протестировать, но с тех пор растущие возможности автоматизированного проектирования значительно упростили это. В 2003 году был запущен демонстрационный самолет Shaped Sonic Boom, который подтвердил надежность конструкции и продемонстрировал способность уменьшить стрелу примерно наполовину. Даже удлинение машины (без значительного увеличения веса) может снизить интенсивность стрелы. [16]

Необходимо управлять воздушным судном в широком диапазоне скоростей

Аэродинамический дизайн сверхзвукового самолета должен изменяться вместе с его скоростью для достижения оптимальных характеристик. Таким образом, SST в идеале изменяет форму во время полета для поддержания оптимальных характеристик как на дозвуковых, так и на сверхзвуковых скоростях. Такая конструкция привнесла бы сложность, которая увеличила бы потребности в обслуживании, эксплуатационные расходы и проблемы безопасности.

На практике все сверхзвуковые транспортные средства использовали по существу одинаковую форму для дозвукового и сверхзвукового полета, и был выбран компромисс в характеристиках, часто в ущерб низкой скорости полета.Например, Concorde имел очень высокое лобовое сопротивление (отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению около 4) на низкой скорости, но большую часть полета он летел на высокой скорости. Конструкторы Concorde были вынуждены потратить огромные 5000 часов на оптимизацию формы транспортного средства при испытаниях в аэродинамической трубе, чтобы максимизировать общие характеристики на всем плане полета.

Boeing 2707 имел поворотные крылья для повышения эффективности на низких скоростях, но увеличенное пространство, необходимое для такой функции, привело к проблемам с пропускной способностью, которые в конечном итоге оказались непреодолимыми.

North American Aviation применила необычный подход к решению этой проблемы с XB-70 Valkyrie. Опустив внешние панели крыльев на высокие числа Маха, они смогли воспользоваться подъемной силой сжатия на днище самолета. Это улучшило соотношение L / D примерно на 30%.

Температура кожи

Когда сверхзвуковой самолет летит, он адиабатически сжимает воздух перед ним. Это вызывает повышение температуры воздуха, что приводит к нагреву самолета.

Обычные дозвуковые самолеты традиционно изготавливаются из алюминия. Однако алюминий, будучи легким и прочным, не может выдерживать температуры намного выше 127 ° C; выше 127 ° C алюминий постепенно теряет форму и ослабевает. [ необходима ссылка ] Для самолетов, которые летают со скоростью 3 Маха, использовались такие материалы, как нержавеющая сталь (XB-70 Valkyrie) или титан (SR-71, Sukhoi T-4), что привело к значительному увеличению затрат, так как Свойства этих материалов значительно усложняют производство самолетов.

Плохой диапазон

Дальность сверхзвукового самолета можно оценить с помощью уравнения дальности Бреге.

Высокая взлетная масса, приходящаяся на одного пассажира, затрудняет получение хорошей топливной фракции. Эта проблема, наряду с проблемой, связанной со сверхзвуковой подъемной силой и аэродинамическим сопротивлением, значительно ограничивает диапазон сверхзвуковых транспортных средств. Поскольку маршруты на дальние расстояния не были приемлемым вариантом, авиакомпании были мало заинтересованы в покупке самолетов. [ необходима ссылка ]

Желательность использования ССТ для авиакомпаний

Авиакомпании покупают самолеты, чтобы заработать деньги, и хотят получить как можно большую отдачу от своих активов.

Airlines потенциально ценят очень быстрые самолеты, потому что они позволяют самолету совершать больше рейсов в день, обеспечивая более высокую рентабельность инвестиций. Однако высокий уровень шума Concorde вокруг аэропортов, проблемы с часовыми поясами и недостаточная скорость означали, что в день можно было совершить только один обратный рейс, поэтому дополнительная скорость была не преимуществом для авиакомпании, кроме как функцией продажи ее клиентам. [18] Американские SST должны были летать со скоростью 3 Маха, частично по этой причине.Однако с учетом времени разгона и замедления трансатлантическое путешествие не будет в 3 раза быстрее.

Поскольку SST производят звуковые удары со сверхзвуковой скоростью, им редко разрешается летать на сверхзвуке над сушей, и вместо этого они должны летать на сверхзвуке над морем. Поскольку они неэффективны на дозвуковых скоростях по сравнению с дозвуковыми самолетами, дальность полета ухудшается, а количество маршрутов, по которым самолет может летать без остановок, сокращается. Это также снижает привлекательность таких самолетов для большинства авиакомпаний.

У сверхзвуковых самолетов расход топлива на одного пассажира выше, чем у дозвуковых самолетов; это делает цену билета более чувствительной к цене на нефть.

Инвестиции в научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по разработке нового SST можно рассматривать как попытку преодолеть ограничение скорости воздушного транспорта. Как правило, помимо стремления к технологическим достижениям, основной движущей силой таких усилий является конкуренция со стороны других видов транспорта. Конкуренция между различными поставщиками услуг в рамках одного вида транспорта обычно не приводит к таким технологическим инвестициям для увеличения скорости.Вместо этого поставщики услуг предпочитают конкурировать по качеству и стоимости услуг. Примером этого явления является высокоскоростной железнодорожный транспорт. Ограничение скорости железнодорожного транспорта было настолько жестким, что позволило ему эффективно конкурировать с автомобильным и воздушным транспортом. Но это достижение было сделано не для того, чтобы разные железнодорожные компании могли конкурировать между собой. Это явление также снижает желательность использования SST для авиакомпаний, поскольку на очень больших расстояниях (несколько тысяч километров) конкуренция между различными видами транспорта больше похожа на скачки на лошадях: у воздушного транспорта нет серьезного конкурента.Единственная конкуренция — между авиакомпаниями, и они скорее заплатят за снижение затрат и повышение качества обслуживания, чем за дорогостоящее увеличение скорости.

В разработке

Стремление к сверхзвуковому самолету второго поколения осталось в рамках некоторых элементов авиационной промышленности, [19] [20] , и несколько концепций возникли быстро после выхода Concorde на пенсию.

В ноябре 2003 года EADS — материнская компания Airbus — объявила, что рассматривает возможность сотрудничества с японскими компаниями для разработки сверхзвукового полета

для пассажирских самолетов. The Engineer

Будет ли спрос на сверхзвуковые полеты достаточным, чтобы оправдать инвестиции авиакомпаний в эту технологию?

Коммерческий сверхзвуковой полет возвращается с 12-местным бизнес-джетом Aerion AS2, оснащенным новым двигателем Affinity от GE Aviation.

GE прогнозирует, что электростанция выйдет за рамки требований, предъявляемых к шуму при сверхзвуковом переходе, а также будет иметь хорошую экономию топлива.

Тем не менее, все еще существуют знаки вопроса о том, существует ли достаточный коммерческий спрос на сверхзвуковые полеты, чтобы услуги стали реальностью, что побуждает нас задаться вопросом, считают ли инженеры-читатели, что полеты со скоростью выше скорости звука все еще достаточно заманчивы для авиакомпаний, чтобы вкладывать в них большие суммы новый самолет.

По мнению 41 процента респондентов, сверхзвуковой полет может быть прибыльным, после чего четверть голосов считает, что это слишком дорого, чтобы приносить прибыль.Пятая часть респондентов согласились с тем, что сверхзвуковой полет будет слишком загрязняющим и вредным для окружающей среды, за ними следуют девять процентов, которые считают, что телеконференции сделали деловые поездки устаревшими. Остальные пять процентов не выбрали ничего из вышеперечисленного.

Экидж отметил в комментариях, что AS2, рассчитанный на 12 пассажиров, является личным самолетом для сверхбогатых.

«Они тратят миллиарды на плавучие дома для вечеринок, так почему бы не купить очень быстрый самолет?» — спросил Экидж.
«Ожидаю ли я, что BA купит один и предложит услугу через Атлантику? … Нет ».

Ян Дункан указал, что новая цель МГЭИК по глобальному потеплению на 1,5 градуса Цельсия сделает этот вид транспорта невозможным, если не будет найден водород (или какой-либо другой углеродно-нейтральный раствор).

Джон Фулчер согласился, сказав: «Я за прогресс, но это ужасно. Разве усиление парникового эффекта не имеет значения для тех, кто достаточно богат, чтобы самодовольно отстраняться от глобального потепления? Или заработать на этом деньги. Путешествие на таких скоростях ничем не отличается от вождения автомобиля — у вас есть время, и он может быть более эффективным на больших высотах — подъем туда требует энергии — и загрязнение стратосферы хуже — когда-то там, — говорится там гораздо дольше.”

Как вы думаете? Поддерживайте диалог, используя комментарии ниже. Раздел комментариев будет модерироваться, чтобы гарантировать, что он остается правильным и конструктивным.

НАЖМИТЕ ДЛЯ НОВОСТЕЙ

.

< NEXT Онлайн регистрация на уральские авиалинии чартер: Регистрация на рейс | Правила авиакомпании «Уральские авиалинии» Онлайн регистрация на уральские авиалинии чартер: Регистрация на рейс | Правила авиакомпании «Уральские авиалинии»

PREV > Самый большой пассажирский самолет в мире боинг: крупнейший пассажирский и грузовой авиалайнеры, их вместимость и грузоподъемность, фото и технические параметры. Самый большой пассажирский самолет в мире боинг: крупнейший пассажирский и грузовой авиалайнеры, их вместимость и грузоподъемность, фото и технические параметры.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *