Российские учёные подготовили техническое предложение на демонстратор перспективного сверхзвукового гражданского самолёта (СГС) «Стриж». Компания Boom провела первый испытательный полет аппарата XB-1, прототипа нового сверхзвукового пассажирского самолета. Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша.
Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
Вчера появились данные о том, что отечественный сверхзвуковой пассажирский самолёт будет называться «Стриж», а сейчас приводим больше подробностей о нём. Учитывая, что судно должно развивать сверхзвуковую скорость, разработчики оптимизировали форму самолёта, чтобы обеспечить низкий уровень шума при взлёте и посадке. Новый российский лайнер со сверхзвуковой скоростью, как он может выглядеть, опыт использования Ту-144 и «Конкорда», дорогие билеты, точка безубыточности. В Луганске объяснили звук взрыва переходом самолета на сверхзвуковую скорость. Сверхзвуковой самолет НАСА X-59, способный преодолеть звуковой барьер "в тишине", скоро поднимется в небо.
В США представили новый сверхзвуковой самолет X-59
Громкий хлопок в Ростовской области был связан с переходом самолета на сверхзвуковую скорость. Когда заходит речь о сверхзвуковых или гиперзвуковых скоростях, вместо привычных большинству людей километров (или миль) в час начинают фигурировать какие-то странные «Махи». Например — «скорость самолета превысила 5,2 Маха». Уже 14 октября 1947 года на экспериментальном самолете Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 была достигнута сверхзвуковая скорость в управляемом полете. Скорость X-59 достигнет 1488 км/ч, но благодаря дизайну не создаст хлопка, характерного для сверхзвуковых полетов.
Хождение за пять Махов
| Сверхзвук 2.0: когда появятся наследники «Конкорда» и Ту-144? | Экс-заместитель начальника по летной подготовке пензенского авиа-спортивного клуба РОСТО (ДОСААФ) Сергей Назаров рассказал о таком явлении, как переход самолета на сверхзвуковую скорость. |
| Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся // АвиаПорт.Новости | Сверхзвуковой самолет летит быстрее звука — на сверхзвуковой скорости. |
| Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего | Гиперзвуковой полет займет диапазон высот 30–35 км, намного выше, чем у сверхзвуковых самолетов. |
Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
Скорость самолета, при которой у его поверхности появляются сверхзвуковые потоки, назвали критической. Это проект сверхзвукового пассажирского самолета с максимальной скоростью почти в 2000 км/ч и низким уровнем воздействия на экологию. В том числе, сейчас проектируются и те, кои могут обеспечить самолёту движение на сверхзвуковой скорости, но при этом не «съедают» столько горючего, сколько Ту-144, или «Конкорд». О концепте сверхзвукового самолета Virgin Galactic для перевозки пассажиров было рассказано на официальном сайте компании. Максимальная скорость самолета достигается в вертикальном пикировании с наибольшей тягой двигателя.
Видео дня: сверхзвуковой самолет нового поколения XB-1 совершил первый полет
Такая конструкция призвана уменьшить шумность на взлётно-посадочных режимах и нивелировать эффект звукового удара, который человеческим ухом воспринимается как хлопок. Правда, подобная компоновка ухудшает путевую устойчивость. Но современные системы управления становятся более чувствительными, и этот недостаток серьёзной роли играть не будет», — пояснил Фомин. Она представляет собой многосвязный силовой каркас, состоящий из пересекающихся друг с другом элементов. Нос бизнес-джета решено сделать полым, что позволит облегчить самолёт. В результате потоки усилий уходили через соседние клетки. Лайнер нового поколения Идею создания сверхзвукового гражданского лайнера высказал президент РФ Владимир Путин в январе 2018 года во время посещения Казанского авиационного завода, на котором производятся модернизированные стратегические бомбардировщики Ту-160, способные проводить полёты на максимальной скорости свыше 2 чисел Маха. На сегодняшний день в России ведутся работы по нескольким типам СГС. ПАО «Туполев» совместно с другими ведущими отечественными предприятиями, включая ЦАГИ, создаёт самолёт вместимостью порядка 30 пассажиров.
Взлётная масса лайнера составит 70 тонн, скорость — 1,4—1,8 Маха. В сентябре 2018 года заместитель генерального директора по проектированию ПАО «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что в своих научных изысканиях по теме СГС конструкторы компании опираются на опыт разработки военных машин с крылом фиксированной и изменяемой геометрии — Ту-160 и дальнего бомбардировщика Ту-22. При этом, как утверждает Солозобов, цена СГС будет чуть выше дозвукового узкофюзеляжного двухдвигательного самолёта Ту-214. Об этом свидетельствуют предварительные результаты стоимостного проектирования, которое провели в ПАО «Туполев».
Свой самолет он назвал «Glamorous Glennis» в честь своей жены :-. Charles Yeager у самолета Х-1. Это был полет под номером 50. После совершения 80-ти исследовательских полетов этот самолет был помещен в музей Смитсоновского института. Здесь старый хроникальный ролик тех лет. В Советском Союзе скорость звука была впервые достигнута 26 декабря 1948 года на экспериментальном самолете ЛА-176 на высоте 9060 м.
В течение последующих двух месяцев летчики, участвовавшие в установлении рекорда, О. Соколовский и И. Федоров, еще шесть раз достигали скорости звука. Полеты осуществлялись методом спуска с высоты 10000 м с разгоном и последующим выходом в горизонтальный полет на высоте 6000 м так называемый метод «с прижимом». В полете ЛА-176. В январе на Ла-176 были установлен более мощный двигатель ВК-1 вместо ранее стоявшего РД-45 и с этим двигателем 25 января 1949 года на высоте 7000 м была достигнута и официально зафиксирована! ЛА-176 по внешнему виду был, вобщем-то, типичным сверхзвуковым самолетом со стреловидным крылом и тонким профилем. Однако потерянная из-за нелепой случайности экспериментальная машина срыв фонаря на взлете и неправильные действия летчика О. Соколовского, закончившиеся катастрофой и его гибелью , поставила крест на дальнейшей разработке этого проекта. Первыми серийно выпускавшимися сверхзвуковыми самолетами стали практически одновременно появившиеся американский F-100 Super Sabre и советский Миг-19 наименование по классификации НАТО — Farmer.
North American F-100, 1953 год. Истребитель МИГ-19 аэродром Кубинка. МИГ-19 вообще обладал рядом преимуществ по сравнению со своим американским аналогом если так можно его назвать :-. Он был легче, обладал значительно большей очень высокой по тем временам скороподъемностью, большей, как я уже сказал, максимальной скоростью, лучшей маневренностью и большим на 200 км боевым радиусом. Этот самолет выпускался в различных модификациях и в качестве истребителя-перехватчика в войсках ПВО страны в начале 60-х годов успешно выполнял реальные боевые задачи. МИГ-19 в китайском варианте J-6 на авиашоу в 2006 году. Хочу обязательно заметить, что в гонке за сверхзвуком участвовали и женщины. Весной 1953 года известная американская летчица-рекордсменка Jacqueline Cochran стала первой в мире женщиной, преодолевшей звуковой барьер. Это было сделано в пикировании на предшественнике F-100, самолете F-86 Sabre том самом, чьи собратья являлись противниками наших МИГ-15 в Корейской войне 1950-53 годов. North American F-86F Sabre , 1953 год.
Легендарный МИГ-15, правда уже не наш :-. Тоже кандидат на сверхзвук. Немного отвлекаясь упомяну об интересном факте. Похоже тот самый угнанный... Эти, хоть и первые, но уже достаточно смелые шаги стали началом эры бурного развития сверхзвуковой авиации. В течение 60-х-70-х годов авиационной наукой были решены многие проблемы, связанные со сверхзвуком и осложнявшие эксплуатацию самолетов на больших скоростях. Появилось много моделей сверхзвуковых самолетов различного назначения, от истребителя и истребителя-бомбардировщика до бомбардировщика и разведчика. Большая скорость и высота полета была наиболее актуальна для истребителей-перехватчиков, а также для самолетов-разведчиков и бомбардировщиков, основной принцип применения которых был полет к цели на максимально возможной высоте и скорости для преодоления ПВО противника. Сверхзвуковые самолеты создаются и по сей день. Практически любой вновь создаваемый военный самолет в наши дни обладает возможностью сверхзвукового полета.
Современный сверхзвуковой самолет. Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик-ракетоносец ТУ-22М3. Исключительный самолет. Перехватчик МИГ-31. Потомок МИГ-25. Не обошла эта «мода» и гражданскую авиацию. Первый в истории полет гражданского лайнера на сверхзвуковой скорости состоялся 21 августа 1961 года. Это был самолет Douglas DC-8. Хотя самолет был гражданский, но обычных пассажиров на нем не было :- , был только балласт, соответствующий полной загрузке. Это было сделано потому что полет был экспериментальный и проводился для сбора данных с целью проверки работы вновь установленной передней кромки крыла с пониженным сопротивлением.
McDonnell Douglas DC-8, первый гражданский самолет, вышедший на сверхзвк. Был в истории гражданской авиации еще один заслуживающий внимание случай, когда самолет, не предназначенный для полетов на сверхзвуке, тем не менее стал на некоторое время сверхзвуковым :-. Это произошло 19 февраля 1985 года. Самолет Boeing 747SP-09 китайской авиакомпании China Airlines, совершавший рейс из Тайпея Тайвань в Лос-Анджелес в 550 км к северо-западу от Сан-Франциско из-за отказа одного из двигателей и дальнейших некорректных действий экипажа перешел в неуправляемое пикирование с высоты 12500 м. Экипаж смог вывести самолет в горизонтальный полет только на высоте 2900 м. По заключению специалистов в пикировании была превышена скорость звука. При этом вертикальная перегрузка достигла величины 5,1g. Большой пассажирский самолет совсем не рассчитан на такие нагрузки совсем не то, что я на днях увидел в уже довольно старом американском боевике «Турбулентность» :-. Поэтому он и получил повреждения конструкции, в частности хвостового оперения.
Подъемная сила возникает за счет специального крыла, но что влияет на продолжительность полета?
Здесь вступают в действие аэродинамические свойства летательного аппарата. Чем сильнее сопротивление, тем выше расход топлива. При одинаковом резерве горючего, у машины с большим сопротивлением значительно снижается дальность полета. Аэродинамика На аэродинамические качества влияет чистота поверхности и обледенения корпуса. Это значит, что любое загрязнение увеличивает сопротивление, снижает эффективность при движении сверхзвукового самолета. КБ вместе с Туполевым пытались решить технические проблемы аэродинамики. Для этого для крыла была сделана обшивка из алюминия, а элероны задней кромки выполнялись из титановых сплавов. Двигатели Установленная под крылом реактивная установка, не обеспечивала заданного расстояния перелетов. Ту-144 был способен куда больше, чем возить людей из Москвы в Алма-Ату и обратно. Но на то были не способны двигатели НК-144, поскольку они ограничивали радиус использования.
Проблему попытались решить турбореактивными РД-36. Последовала очередная модернизация всего авиалайнера. Так как разработчики столкнулись с совсем другим температурным режимом, пришлось использовать большое количество титана, что в свою очередь спровоцировало серьезные изменения в плане. Структурные проблемы Состояние сверхзвуковых самолетов показывало, что над ними еще предстоит много работать, так как в процессе летных испытаний обнаруживалось множество сложностей с силовыми установками. Обнаружилось также, что взлетно-посадочные характеристики были не из лучших: требовалось обеспечить плавный взлет и посадку. От мелких модификаций приходили к более масштабным изменениям, поэтому все проблемы решались параллельно с эксплуатацией. Высокие затраты Еще одним препятствием стали внушительные затраты на эксплуатацию Ту. Пассажирский билет стоил 82 рубля, в то время как на Ил цена составляла 48 рублей. И даже при таких ценах Ту не окупал своих расходов и являлся убыточными. К тому же для самолетопроизводства требовались иные материалы, двигатели и даже дизайн.
Взлетный шум За высокую скорость приходилось жертвовать деньгами и испытывать дискомфорт. Если тесноту салона компенсировал высочайший сервис, то как только сверхзвуковой самолет взлетал, он издавал шум, создающий угрозу человеческим ушам, а корпус подвергался значительным перегрузкам. Разгон у лайнера стремителен, как у ракеты.
Когда корабль летит на дозвуковой скорости, он создает продольные звуковые волны, которые распространяются во всех направлениях. Но когда самолет летит на сверхзвуковой скорости, он движется быстрее, чем звуковые волны, которые он генерирует; молекулы воздуха не могут отклониться от своей траектории достаточно быстро, поэтому волны давления объединяются и создают большую ударную волну, которая движется к земле, где она встречается с человеческим ухом и производит хорошо известный "взрыв". Этот взрыв иногда может превышать 100 децибел около 105 дБ для Concorde! Этот разрушительный шум, который вредит как людям, так и животным, является одной из причин, почему коммерческие сверхзвуковые полеты не были столь успешными, как ожидалось - напомним, что Concorde, эксплуатируемый только двумя авиакомпаниями, использовался в основном для трансатлантических перелетов, чтобы не слишком сильно влиять на людей. По сей день международные правила ограничивают скорость коммерческого транспорта над поверхностью земли менее чем 1 Мах. X-59 предназначен для полета со скоростью 1,4 Маха, но был специально разработан, чтобы не создавать шума.
Готов к «акустической проверке» Чтобы ограничить звуковой удар, необходимо предотвратить слияние звуковых волн. Любое значительное изменение формы корпуса самолета - как правило, в носовой и хвостовой частях самолета - может вызвать ударную волну.
Видео дня: сверхзвуковой самолет нового поколения XB-1 совершил первый полет
Venus Aerospace У самолета футуристическая форма с игольчатым носом и она радикально отличается от большинства пассажирских самолетов. Команда планирует сохранить окна в дизайне, так как вид с высоты будет захватывающим, объяснил Дагглби в интервью Flying. Он заявил: «Думаем, что существующие оконные технологии позволят нам это сделать». Он не стал раскрывать, на каком топливе будет работать космический самолет, но сказал, что самодет не оставит углеродного следа. Одна из проблем, с которой столкнулись разработчики — определить звуковой отпечаток. Там они получили доступ к информации об звуковом ударе в рамках программы «Спейс шаттл». Испытания показали, что на высоте и скорости полета Stargazer самолет люди не услышат.
Считается, что XB-1 имеет максимальную скорость Маха 2. Преемник Конкорда, прототип XB-1 пройдет испытания в следующем месяце. Испытания пройдут в Калифорнийском воздушно-космическом порту Мохаве в 2021 году. Вот что сообщили представители компании: «С XB-1 мы демонстрируем, что мы готовы вернуть сверхзвуковые самолеты. Мы гарантируем, что сверхзвуковое будущее безопасно, экологически и экономически устойчиво.
Прандтлем был введен множительный поправочный коэффициент, с помощью которого можно было пересчитать давление и подъемную силу профиля с учетом соответствующих данных по обтеканию его несжимаемым газом. Однако эксперименты показали, что при скоростях потока, превышающих критическую, теория Прандтля оказалась неверна. Обтекание крыла воздухом и распределение давления в потоке в докритическом режиме существенно отличается от режима, устанавливающегося при скоростях свыше критической. В качестве примера можно привести графики, на которых демонстрируются типичные примеры докритического и сверхкритического обтеканий. Скачки уплотнения возникают всякий раз, когда частицы сверхзвукового потока газа сталкиваются с поверхностью тел или меняют направление движения на конечный угол на очень малых расстояниях, сравнимых с длиной свободного пробега молекул газа. На рисунках самолетов, проходящих сверхзвуковой барьер, хорошо видны замыкающие скачки уплотнения, возникающие при полете на сверхкритической скорости, которые зависят от формы крыльев. Когда молекула воздуха попадает в узкий слой, в котором происходит скачок уплотнения, то в результате неупругого взаимодействия молекул друг с другом часть кинетической энергии переходит в тепловую. Так как после прохождения скачка уплотнения кинетическая энергия газа уменьшается, то уменьшается и его полное давление.
В термодинамике такой процесс называется необратимым. В качестве меры необратимости используется энтропия S. В скачке уплотнения энтропия газа увеличивается. Приращение энтропии равно отношению количества кинетической энергии, перешедшей в результате неупругого взаимодействия частиц в тепловую энергию, к абсолютной температуре газа. Таким образом, полное давление газа при прохождении скачка уплотнения уменьшается. Это обстоятельство использовалось в дальнейшем для объяснения причины увеличения сопротивления профилей при их обтекании трансзвуковой скоростью набегающего потока. Скачки уплотнения ответственны также и за явление «звукового удара», которое наблюдается при полете сверхзвуковых самолетов. ЦАГИ и решение проблемы В 1940 г.
Жуковского — крупнейшем государственном научном авиационном центре России — под руководством академика С. Христиановича было вычислено сопротивление, вызванное наличием скачков уплотнения при переходе обтекающего потока из сверхзвукового режима в дозвуковой: оно получило название волнового сопротивления. Оказалось, что скачок уплотнения приводит к падению давления в хвостовой части профиля, что вызывает рост сопротивления обтекаемого тела. Для того чтобы подтвердить теорию, нужно было провести эксперименты; с этой целью требовалось создать аэродинамическую трубу с трансзвуковой скоростью в рабочей части. При работе над трубой ученые наткнулись на существенное физическое ограничение: оказалось, что при обтекании модели крыла трансзвуковым потоком возникающие ударные волны, отражаясь от стенок рабочей части, падают на поверхность модели и существенно меняют структуру течения. Чтобы обойти эту проблему, Христианович разработал теорию «коротких» волн, позволяющую решать задачи взаимодействия ударных волн с различными поверхностями. Оказалось, что полупроницаемые поверхности значительно ослабляют интенсивность отраженных волн — так появилась идея перфорировать стенки рабочей части трансзвуковой аэродинамической трубы. И подобная труба впервые в мире была создана в самом ЦАГИ в 1946 г.
Сейчас трубы с перфорацией стенок стали неотъемлемой частью аэродинамических лабораторий всего мира. В дальнейшем задача влияния сжимаемости течения на распределение давления по крылу в короткие сроки была полностью решена Христиановичем и его сотрудниками. Был установлен фундаментальный закон стабилизации: при наступлении критической скорости сначала происходит замедление роста скорости у поверхности профиля по сравнению с ростом скорости набегающего потока. Затем возрастание скорости вообще прекращается, и распределение значений числа Маха по поверхности профиля от его носка до скачка уплотнения остается постоянным, не зависящим от скорости набегающего потока. Это распределение называется предельным распределением чисел Маха, с его помощью вычисляется «предельная кривая давления». И если число Маха у поверхности остается неизменным, то и давление сохраняет постоянное значение, что, собственно, и показано на графике распределения давлений по верхней поверхности профиля.
Список самых быстрых в мире истребителей, всё ещё находящихся в эксплуатации, постоянно меняется. Вооруженные силы регулярно обновляют свою технику, чтобы поддерживать арсенал в актуальном состоянии. Портал Hotcars собрал 9 самых быстрых истребителей, которые до сих пор находятся на вооружении нескольких стран, в основном США, России и Китая. Википедия Чэнду J-10 — 2. Самолёт разработан китайской компанией Chengdu Aircraft Industry Group, однако он оснащён российским двигателем Сатурн АЛ-31ФН, благодаря которому развивает скорость 2. На экспорт истребитель идёт под обозначением F-10, а в некоторых странах больше известен как «Стремительный дракон». Кроме армии Китая, этот истребитель использует ещё и армия Пакистана. Он был создан на основе советского МиГ-29М. Существует 2 версии истребителя — для одного пилота и для двух. Самолёт оснащён двумя турбовентиляторными двигателями Климова РД-33МК, которые соединены с передовой системой слежения. Самолёт находится на вооружении РФ с 2019 года.
Хождение за пять Махов
Как бы ни разгонялся обычный самолет, он не сможет длительное время лететь на сверхзвуковой скорости. Пассажирский самолёт Boeing 787-9 «Dreamliner» разогнали до сверхзвуковой скорости. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу.