Американская авиакомпания United Airlines (UA) заключила контракт на закупку 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов Overture. Прототип российского сверхзвукового пассажирского самолета планируется запустить в 2024 году. Главы научных лабораторий НЦМУ «Сверхзвук» представили отчет о проделанной работе и обозначили направления дальнейшей деятельности. Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим.
В России разработают пассажирский сверхзвуковой самолет. Уже есть вариант в 3D
— Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили. Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год. Это был первый сверхзвуковой пассажирский самолет во всем мире. Позитивно на создание сверхзвукового самолета смотрит и ведущий эксперт НИИ экономики авиационной промышленности Олег Пантелеев. Он опередил не только звук, но и весь мир – иностранный сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетел на несколько месяцев позже. Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год.
Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
— Эксплуатация сверхзвуковых пассажирских самолётов началась 55 лет назад, но из-за проблем с безопасностью полёты прекратили. Например, перспективный сверхзвуковой пассажирский самолет стартапа Boom Technologies получит три турбовентиляторных двигателя семейства JT8D компании Pratt & Whitney или J79 компании GE Aviation. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ СВЕРХЗВУКОВЫХ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение». О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам.
Работа с газом
- Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"? - Российская газета
- Первый сверхзвуковой пассажирский самолет ТУ-144 и аэропорт Домодедово
- Сверхзвуковые пассажирские самолеты возвращаются
- Сверхзвуковой самолет: от Парижа до Нью-Йорка за 4 часа
ОАК настроили на проектирование сверхзвукового пассажирского самолета
Как напоминает "Би-би-си", сверхзвуковые пассажирские перелеты были прекращены в 2003 году, после того как Air France и British Airways отказались от "Конкордов". Производить новый лайнер Overture будет компания из Денвера под названием Boom, но тестовые полеты пока только планируются. Отмечается, что прежде чем исполнять контракт, Boom должна выполнить требования авиакомпании по безопасности. Сверхзвуковой полет предполагает, что самолет движется быстрее скорости звука.
Вот как это произошло. Самолет Virgin Atlantic Источник: Virgin. Самолеты с пассажирами на борту ускоряются до феноменальных значений. Пилоты не могут это контролировать. Известно как минимум о пяти случаях ускорения, пишет Daily Mail.
Пока на дозвуковых скоростях.
Однако третий прототип должен уже выйти на сверхзвук и начать «пробовать» водород. Новый аппарат предполагается намного больше и тяжелее предыдущих: длиной 11—12 м и массой около 2 т, с баком для хранения 1,5 кубометра жидкого водорода около 100 кг. Для полета будет использоваться турбореактивный двигатель GE CJ610, дополненный форсажной камерой собственной конструкции. Самолет сможет функционировать в разных режимах: как гибридном, с работой двигателя на керосине, а форсажной камеры — на водороде, так и полностью водородном. Так что если первые прототипы позволили отработать аэродинамику, то на Destinus 3 начнутся испытания многих внутренних элементов будущего гиперзвукового лайнера, включая систему хранения и распределения водорода. Это будет первый беспилотный сверхзвуковой самолет в Европе сейчас такие есть только в США и первый сверхзвуковой самолет на водороде за всю историю авиации. Если все получится, то в дальней — но пока еще очень дальней — перспективе мы придем и к пассажирским самолетам. Даже обычный пассажирский лайнер разрабатывается 10 лет. Всем известная компания SpaceX только сейчас, через два десятилетия после начала работы, проводит испытания корабля Starship, который изначально заявлялся ее главной целью.
Так же, видимо, будет и с нами. В будущем обязательно появится пассажирский гиперзвуковой летательный аппарат на водороде, но мы должны двигаться к нему не спеша, решая задачи с горизонтом в один-два года.
Коммерческая эксплуатация Ту-144 на линии Москва — Алма-Ата длилась недолго. С ноября 1977 по 23 мая 1978 года самолет совершил только 55 регулярных пассажирских рейса и перевез 3284 пассажира. Официальной причиной прекращения эксплуатации самолета стала катастрофа опытного образца при испытаниях.
Фактически же использование самолета было крайне нерентабельным — стоимости эксплуатации значительно превышала выручку от продажи билетов они стоили 83,6 рубля против 62 рублей на обычном рейсе. Британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетает в аэропорту Хитроу Фото: сommons. Стоимость билетов на него была в два раза выше, чем на «тихоходы», но даже это не делало его выгодным для авиакомпаний. Уже в 70-е годы после создания Ту-144, в КБ Туполева начали разработку сверхзвукового аэробуса — вместительного Ту-244. Проблему экономичности полета планировалось решить за счет повышения вместимости в два раза — до 300 пассажиров.
С учетом применения более экономичных двигателей появлялся шанс вывести самолета на безубыточность. Работы по проекту продолжались до конца 1990-х годов и наработки считались вполне реалистичными. Но, конечно, создание такого самолета — это очень дорогая программа национального масштаба. Характеристики и описание самого перспективного истребителя Су-75 Ниша бизнес-авиации Вероятной нишей пассажирского сверхзвука могут стать бизнес-джеты — самолеты для перелетов топ-менеджеров и бизнесменов, которые готовы платить и в два, и в три раза дороже за скорость доставки. И вот тут в последние годы было много разных вариантов.
Дальний сверхзвуковой ракетоносец-бомбардировщик Ту-22М3 во время взлета Фото: сommons.
Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолётах? Это в 2 раза быстрее обычного
Есть и еще кое-что — оглушительный шум на взлёте и посадке. Свист от самолётов первого поколения буквально разрывал воздух. Громкость двигателей можно снизить, увеличив диаметр, но вместе с габаритами вырастет сопротивление воздуха — самолёт будет потреблять больше топлива или вообще окажется не в состоянии преодолеть звуковой барьер. Чтобы новые самолёты соответствовали нынешним правилам, они должны быть тише СЗС первого поколения более чем в 16 раз.
Для этого инженеры ищут новые технические решения, например, пытаются упрятать двигатели в конструкции самолёта, чтобы звук экранировался корпусом и не распространялся вниз к земле, но при этом не нарушать звукоизоляцию салона. К концу эксперимента в адрес FAA поступило около 10 тысяч жалоб на повреждение зданий. Более того, жители подали коллективный иск против Правительства США, который оно проиграло.
Из-за этого и других факторов США отменили программу сверхзвукового транспорта. В 1973 году FAA запретило гражданские сверхзвуковые полёты над территорией страны. Для Concorde и Ту-144 сделали исключение, но лишь для полётов с пунктом назначения на восточном побережье США со стороны Нью-Йорка , чтобы минимизировать шум над населёнными пунктами.
Звуковой удар рассматривается как импульсный шум, громкость которого можно измерить в децибелах. В крупном городе типа Москвы, Токио, Парижа фоновый шум днём соответствует уровню 65—67 дБ. Логично предположить, что этот порог и есть допустимый уровень шума, ведь пролетающий самолёт никто просто не заметит.
Шум захлопывающейся двери автомобиля тоже импульсный и примерно соответствует 60—65 дБ. Многие эксперты считают, что днём звуковой удар с эквивалентной громкостью 65 дБ приемлем. Безусловно, ночью требования должны быть жёстче.
Но даже если самолёт с такими характеристиками удастся создать, этого может быть недостаточно. Технические данные показывают, что при разгоне уровень звукового удара окажется сопоставим с тем, что был у «Конкорда» на крейсерской скорости. Такой уровень шума привел к запрету полётов на сверхзвуковых скоростях над населённой местностью.
И даже уменьшенный звуковой удар в крейсерском полёте может доставлять людям неудобства. Но сделать самолёт, который эффективен и на дозвуке, и на сверхзвуке, просто невозможно с точки зрения физики.
Создатели англо-французского «Конкорда», что называется, наступали ОКБ Туполева на пятки, остро стоял вопрос престижа страны, и любые промедления были чреваты проигрышем в этом негласном соревновании.
Сроки сборки Ту-144 поджимали, и было решено рискнуть и проверить теоретические выкладки ЦАГИ на практике. Для этого в ОКБ Миля был собран специальный экипаж, который должен был выполнить «невыполнимое» задание. Выкатка первого серийного Ту-144 из сборочного цеха Воронежского авиационного завода, 1972 г.
На Воронежском авиазаводе работали круглые сутки и изготовили макеты крыльев для тестового полета. В хвостовую балку вертолета для устойчивости загрузили более тонны мешков с песком, а все лишнее оборудование, наоборот, сняли. Первые попытки подъема крыльев подтвердили расчеты ЦАГИ: вертикальный взлет с таким грузом был невозможен.
Тогда летчик-испытатель КБ Миля В. Колошенко отважился на взлет с разбегом, который оказался удачным. В полете Ми-10 с крылом сопровождали самолеты Ли-2, Ан-2 и вертолет Ми-4.
Из-за плохой погоды и опасности обледенения полет пришлось прервать и экстренно приземлиться в районе Тулы. Вертолет получил небольшие повреждения и через три дня успешно доставил крыло Ту-144 в Жуковский. Все участники этой спецоперации получили благодарности и премии.
Первый в небе В декабре 1967 года англо-французский «Конкорд» был впервые показан публике, и руководство СССР потребовало от разработчиков Ту-144 во что бы то ни стало поднять советский самолет в воздух раньше конкурентов. К концу 1968 года Ту-144 был готов к первому полету. Ввиду необычности машины для большей безопасности экипажа в кабине были установлены катапультирующиеся кресла, впервые в опытном пассажирском самолете.
С середины декабря Ту-144 находился в предстартовой готовности, но плохая погода не давала ему взлететь. И только в последний день 1968 года самолет «проскочил» в метеоокно и смог подняться в воздух. Уже через 25 секунд после объявления старта Ту-144 оторвался от взлетной полосы.
Первый полет продолжался 37 минут. Советский Союз на этом этапе утвердил свой приоритет в освоении сверхзвуковой гражданской авиатехники. Преодолевая предел Маха Следующим шагом стало преодоление звукового порога.
В мае следующего года самолет преодолел рубеж в 2 Маха на высоте 16,3 тыс. В ходе испытаний выяснилось, что опытные двигатели НК-144 не обеспечивали требуемую дальность полета без форсажа. Ту-144 на сверхзвуке смог преодолеть 2920 км, что было значительно меньше заявленных требований.
Все они погибли. Позже начался международный кризис в области пассажирских авиационных перевозок. Его причина — теракты, произошедшие 11 сентября 2001 года, на территории Соединённых штатов. Да ещё, ко всему, заканчивается срок гарантийного обслуживания «Конкордов» авиакомпанией Airbus.
Всё это вместе сделало дальнейшую эксплуатацию сверхзвуковых пассажирских самолётов крайне невыгодной. И в 2003 году были поочерёдно списаны все «Конкорды», как во Франции, так и в Великобритании. Надежды После этого ещё оставались надежды на скорое «возвращение» сверхзвуковых пассажирских самолётов. Авиаконструкторы рассуждали о создании особых двигателей, кои позволят экономить топливо, не смотря на скорость полёта.
Говорили о повышении качества и оптимизации основных систем авионики, на таких авиамашинах. Но, в 2006 и 2008 годах вышли новые постановления Международной организации гражданской авиации. В них определялись последние действительны они, кстати, и на данный момент стандарты допустимого авиационного шума при полёте. А сверхзвуковые самолёты, как известно, не имели права летать над населёнными пунктами, именно поэтому.
Ведь производили сильные шумовые хлопки также по причинам физических особенностей полёта , когда двигались на максимальных скоростях. Это стало причиной того, что «планирование» «возрождения» сверхзвуковой пассажирской авиации несколько затормозилось. Однако, на самом деле, после введения данного требования, авиаконструкторы стали думать, как решить такую проблему. Ведь она тоже имела место быть и раньше, просто «запрет» сконцентрировал внимание именно на ней — «проблеме шума».
А что же сегодня? Но с момента последнего «запрета» прошло уже десять лет. И планирование плавно перешло в проектирование. На сегодняшний день созданием пассажирских сверхзвуковых самолётов, занимаются несколько компаний и государственных организаций.
Какие именно? Российские: Центральный аэрогидродинамический институт тот самый, который назван в честь Жуковского , компании «Туполев» и «Сухой». У российских авиаконструкторов есть неоценимо важное преимущество. Опыт советских проектировщиков и создателей Ту-144.
Впрочем, об отечественных наработках в этой сфере лучше поговорить отдельно и подробнее, что мы и предлагаем сделать дальше. Но не только россияне создают сверхзвуковой пассажирский самолёт нового поколения. Это также и европейский концерн — Airbus, и французская компания Dassault. В стране восходящего солнца основная организация, проектирующая такой самолёт — это агентство аэрокосмических исследований.
И данный список — отнюдь не полный. При этом важно уточнить, что подавляющая часть профессиональных авиаконструкторов, работающих в данной сфере, разделилась на две группы. Независимо от страны происхождения. Одни считают, что создать «тихий» сверхзвуковой пассажирский самолёт, на сегодняшнем уровне технологического развития человечества, невозможно никоим образом.
А потому — единственный выход, — это проектирование «просто быстрого» авиалайнера. Он, в свою очередь, будет переходить на сверхзвуковую скорость в тех местах, где это разрешено. А пролетая, например, над населёнными пунктами, возвращаться к дозвуковой. Такие «скачки», по мнению этой группы учёных и конструкторов, позволят сократить время полёта до минимально возможного, и не нарушить требований относительно шумовых эффектов.
Другие же наоборот — полны решимости. Они считают, что бороться с причиной шума можно уже сейчас. И приложили немало усилий, дабы доказать — сверхзвуковой авиалайнер, летающий тихо — вполне возможно построить в самые ближайшие годы. И ещё немного нескучной физики Итак, при полёте на скорости более чем в 1,2 Маха, планер летательного аппарата образует ударные волны.
Наиболее сильны они в хвостовой и носовой зоне, а также некоторых других частях самолёта, как например — на кромках воздухозаборников. Что такое ударная волна? Это зона, где плотность, давление и температура воздуха испытывают резкие скачки. Возникают они при перемещениях на высоких скоростях, быстрее звуковой.
Людям же, которые стоят при этом на земле, не смотря на расстояние, кажется, что происходит некий взрыв. Конечно, речь идёт о тех, кто находится в относительной близости — под тем местом, где летит самолёт. Именно потому и были запрещены полёты сверхзвуковой авиации над городами. С такими ударными волнами, как раз, и борются представители «второго лагеря» учёных и конструкторов, кои верят в возможность нивеляции этого шума.
Если вдаваться в подробности, то причина такового буквально «столкновение» с воздухом на очень большой скорости. На фронте волны резко и сильно повышено давление. В то же время, сразу, после него, наблюдается падение такового, а затем переход к нормальному показателю давления такому, как было до «столкновения». Однако, уже проведена классификация типов волн и найдены потенциально оптимальные решения.
Осталось только закончить работы в этом направлении и внести необходимые коррективы в проекты самолётов, или же создавать таковые с ноля, с учётом данных поправок. В частности, специалисты NASA пришли к осознанию необходимости конструкционных изменений, с целью реформации особенностей полёта в целом. А именно — изменению специфики ударных волн, насколько это возможно при нынешнем технологическом уровне. Что достигается путём реструктуризации волны, за счёт конкретных изменений конструкции.
В результате — стандартная волна рассматривается как N-тип, а та, которая возникает при полёте, с учётом предложенных специалистами нововведений, как S-тип. И при последней, значительно снижается «взрывной» эффект смены давления, и люди, находящиеся внизу, например, в городе, если самолёт пролетает над ним, даже тогда, когда слышат таковой эффект, то только как «отдалённый хлопок дверью автомашины». Форма — тоже важно Кроме того, например, японские авиационные конструкторы, не так давно, в середине 2015, создали беспилотный планер модели D-SEND 2. Его форма спроектирована особым образом, позволяя существенно уменьшить интенсивность и количество ударных волн, возникающих, когда аппарат летит на сверхзвуковой скорости.
Эффективность предложенных таким образом, японскими учёными, инноваций, была доказана при испытаниях D-SEND 2. Таковые провели в Швеции, в июле 2015. Достаточно интересным был ход мероприятия. Планер, который не был оснащён двигателями, подняли на высоту в 30,5 километров.
С помощью воздушного шара. Затем его сбросили вниз. За время падения он «разогнался» до скорости в 1,39 Маха. После проведённых испытаний, японские авиаконструкторы смогли с уверенностью заявить — интенсивность ударных волн, при полёте их детища на скорости, превышающей быстроту распространения звука, — в два раза меньше, чем у «Конкорда».
Прежде всего — его носовая часть не осесимметричная. Киль смещён к ней, и при этом, горизонтальное хвостовое оперение установлено как цельноповоротное. Оно также расположено под отрицательным углом к продольной оси. И при этом законцовки оперения располагаются ниже, чем точка крепления.
Крыло, плавно сопряжённое с фюзеляжем, выполнено с нормальной стреловидностью, но ступенчатое. По примерно такой же схеме сейчас, по состоянию на ноябрь 2018, проектируют пассажирский сверхзвуковой AS2. Работают над ним профессионалы из Lockheed Martin. Заказчиком выступает NASA.
Так как за 50 лет законы физики не изменились, проблемы стоят все те же: звуковой удар и расход горючего. Есть и еще кое-что — оглушительный шум на взлете и посадке. Реактивные струи из двигателей буквально разрывали воздух. Громкость двигателей можно снизить, увеличив диаметр, но вместе с габаритами вырастет сопротивление воздуха — самолет будет потреблять больше топлива или вообще окажется не в состоянии преодолеть звуковой барьер. Что изменилось, в отличие от законов природы, так это требования ИКАО к шуму на взлете и посадке. Чтобы новые самолеты соответствовали нынешним правилам той самой 14-й главе, о которой говорил в Сочи Виктор Копьев , они должны быть тише СПС первого поколения более чем в 16 раз. Для этого инженеры ищут новые технические решения, например, пытаются упрятать двигатели в конструкции самолета, чтобы звук экранировался корпусом и не распространялся вниз к земле. Для звукового удара таких норм еще нет. По словам Сергея Чернышева, в Комитете по защите окружающей среды от воздействия авиации КАЕП ИКАО даже не договорились, как его измерять: по скачку давления, по спектру звуковых частот или еще как-то. В последние десять лет звуковой удар рассматривается как импульсный шум, громкость которого можно измерить в децибелах.
Логично предположить, что этот порог и есть допустимый уровень шума, ведь пролетающий самолет никто просто не заметит. Шум захлопывающейся двери автомобиля тоже импульсный и примерно соответствует 60—65 дБ. Многие эксперты считают, что днем звуковой удар с эквивалентной громкостью 65 дБ приемлем. Безусловно, ночью требования должны быть жестче", — объясняет Сергей Чернышев. Но даже если самолет с такими характеристиками удастся создать, этого может быть недостаточно. На октябрьской конференции ИКАО представитель Австрии высказал мнение европейских стран : "Технические данные показывают, что при разгоне уровень звукового удара окажется сопоставим с тем, что был у "Конкорда" на крейсерской скорости. Такой уровень шума привел к запрету полетов на сверхзвуковых скоростях над населенной местностью". И даже уменьшенный звуковой удар в крейсерском полете, по мнению авторов доклада, доставит людям неудобства. Споры об этом не утихают до сих пор. Внук Туполева о знаменитом авиаконструкторе "Конкордам" над сушей приходилось сбрасывать скорость.
На дозвуке для хорошей аэродинамики требуется длинное крыло, но с таким крылом самолет невозможно разогнать до сверхзвуковой скорости — возникнет огромное сопротивление, и самолет словно упрется в стену, — говорит Сергей Чернышев. СПС второго поколения должен быть оптимально настроен для длительного, протяженного крейсерского полета со сверхзвуковой скоростью, и чтобы такие самолеты получили путевку в жизнь, необходимо принять нормы по низкому звуковому удару". Проектировать сверхзвуковой пассажирский самолет — все равно что качаться на качелях. Длинные крылья улучшают аэродинамику на низких скоростях, но не позволяют преодолеть звуковой барьер. Двигатели с большим поперечным сечением позволяют уменьшить шум, одновременно повышая сопротивление и расход топлива. Для минимального звукового удара на земле носовая часть фюзеляжа должна быть затуплена, но это приводит к росту сопротивления воздуха и расхода горючего. Тем не менее по всему миру разрабатывают несколько сверхзвуковых аппаратов, а пара американских компаний уже принимает предзаказы перевозчиков.
Гендиректор ФГУП «ЦАГИ» раскрыл детали нового сверхзвукового пассажирского самолета
| Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолетах? | Заседание было посвящено обсуждению перспектив проекта создания сверхзвукового пассажирского самолета, прежде всего, с точки зрения требований и возможных конструктивно-технологических решений разработки (создания) двигателей для самолета данного класса. |
| Вы точно человек? | Стартапы хотят последовать примеру «Конкорда» и Ту-144, разработав пассажирские самолеты со сверхзвуковой скоростью. |
Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолётах? Это в 2 раза быстрее обычного
Директор Института теоретической и прикладной механики, заместитель председателя СО РАН Василий Фомин в интервью телеканалу «Россия 24» рассказал, смогут ли новосибирские ученые создать сверхзвуковой пассажирский самолёт. Американская авиакомпания United Airlines (UA) заключила контракт на закупку 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов Overture. Возобновился интерес к сверхзвуковым пассажирским самолетам в России в 2018–2019 годах — обсуждением проекта создания бизнес-джета на базе бомбардировщика Ту-160.