Concorde — сверхзвуковой пассажирский самолет, разработанный Англией и Францией в 60-х годах ХХ века. Нью-Йорк, был вынужден вернуться в понедельник с полпут.
"Конкорд" возвращается в небо
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. Сколько осталось ждать? Чтобы в небе снова появились сверхзвуковые пассажирские самолеты, сначала нужно показать, что они не помешают людям.
Делается это с помощью демонстраторов — экспериментальных летательных аппаратов для проверки технологий в деле. Из-за очень длинного носа в нем даже нет ветровых стекол — о происходящем за бортом пилот узнает благодаря паре 4K-видеокамер. По задумке конструкторов благодаря маленькому размеру и вытянутой форме демонстратор будет производить звуковой удар не громче, чем гул автострады. Какие они получат ответы, трудно предсказать, даже если демонстратор превзойдет ожидания.
Обсуждая сверхзвуковые самолеты, историк авиации Джанет Беднарек сказала сайту BuzzFeed , что любой шум — это проблема. Хотя обычные самолеты становятся все тише, люди все равно жалуются: к хорошему быстро привыкаешь. Также публика наверняка возмутится из-за высокого расхода топлива. В 2018 году аналитики Международного совета по чистому транспорту — той самой некоммерческой организации, которая обнаружила, что Volkswagen занижает количество выбросов в машинах с дизельными двигателями, — смоделировали полет такого аппарата.
Оценка Сергея Чернышева более оптимистичная: расход горючего будет выше всего в 1,5—2 раза. ИКАО постоянно ужесточает требования к двигателям, но для сверхзвуковых самолетов отменили старые нормы, а новые еще не ввели. Впрочем, перевозчики в случае чего могут купить квоты на дополнительную эмиссию вредных газов. Только из-за этого билеты на транспорт будущего подорожают еще сильнее.
Во сколько обойдутся путешествия, неизвестно. Американская компания Boom Supersonic рассчитывает установить цену, сопоставимую с перелетом бизнес-классом.
Но для специалиста в них очень много различий. Наш, кстати, больше в размерах и имел большую пассажировместимость. Отличали его от первых версий «Конкорда» и небольшие высоконесущие крылышки в носовой части фюзеляжа, которые позже европейские коллеги заимствовали для своего самолёта.
Ту-144 вышел на массовые коммерческие полёты, к сожалению, на очень короткое время — менее года. Звуковой удар не успел никого напугать. А вот «Конкорд» летал через Атлантику больше 10 лет. И проблема звукового удара при использовании этого самолёта высветилась в полной мере. Живущее в прибрежных зонах европейского побережья население массово протестовало.
Кому понравятся постоянные взрывы над головой, да ещё если они происходят посреди ночи? В итоге полёты над населёнными районами были запрещены. А в Конгрессе США приняли закон, который запрещал такие полёты над населёнными районами. У них такого самолёта не было, так что запрет ударил исключительно по европейцам. Поэтому французско-британский «Конкорд» над землёй летал на дозвуке и переходил на сверхзвук исключительно над океаном.
Но мечту человека летать быстрее звука не убить. Думаю, ещё при нашей с вами жизни время сверхзвуковых пассажирских лайнеров настанет. Но понятно, что в явлении звукового удара надо было обязательно разобраться, какие у него закономерности, как его можно моделировать и как уменьшить его воздействие на земле. Моя работа была посвящена именно этому. То есть в пять раз быстрее скорости звука.
Диапазон скоростей очень широкий — от дозвуковых и трансзвуковых режимов полёта до сверхзвуковых и гиперзвуковых, от 5 Махов до 20. Моделируются разного рода явления, возникающие на таких скоростях движения. У нас есть ряд аэродинамических труб для проведения исследований и отработки аэротермодинамики современных высокоскоростных летательных аппаратов. Разумеется, это не трубы для полноразмерных моделей. Но в них в полной мере используются законы подобия.
То есть аппарат уменьшается в размерах, но при этом, согласно законам подобия, особенности обтекания соответствуют тому, что будет наблюдаться в полёте. Всё это потом точно пересчитывается, как мы говорим, на натуру. То есть на объект натуральной величины. Это целая наука. В итоге ещё до создания полноразмерного прототипа мы достаточно точно знаем будущие характеристики летательного аппарата.
Можем заранее менять его форму для оптимизации аэродинамики. И когда уже в металле или композите появляется реальный полноразмерный аппарат, он довольно неплохо исследован и даже оптимизирован. Конечно, не конструктивные детали современных летательных аппаратов, потому что это достаточно конфиденциальная тема. Упор делался на основные физические принципы, методы моделирования. Выясняли, почему для этого нужны именно прямоточные двигатели с отсутствием компрессора.
Для скоростей порядка 4 Махов ещё может применяться компрессор, который сжимает газ и создаёт на входе барьер, чтобы горячий газ не вырвался вперёд, а истекал назад с большой скоростью в виде горячей струи, создавая реактивную тягу. На больших скоростях этого не нужно. Воздух, набегающий на летательный аппарат с высокой скоростью, попадает в специально сконструированное воздухозаборное устройство, сильно сжимается и тем самым создаёт необходимую преграду, так что истечение реактивной струи происходит в нужном направлении. При этом, конечно, получается большое сопротивление, но такой ценой мы приобретаем необходимую тягу. Наука полным ходом осваивает эту тему.
И можно сказать, что рубеж взят, идёт совершенствование по многим направлениям. Это было смутное время, когда из-за всеобщей нищеты и дикого капитализма научные учреждения рвали на части и распродавали с молотка. А ведь ваши гигантские аэродинамические трубы, включая самую большую мощностью в 100 мегаватт, лакомый кусочек. Как вам удалось сохранить и сам институт, и его имущество, которое нечистые на руку приватизаторы могли тупо отжать и продать в металлолом? Вы упомянули самую большую, 100-мегаваттную трубу.
Но в ЦАГИ аэродинамических труб несколько десятков — разного назначения, разных диапазонов скоростей, разных размеров. В целом это уникальный комплекс, который служит на благо авиастроения и является предметом нашей национальной безопасности. Экспериментальная стендовая база института — это собственность государства, и никто на неё не может посягнуть. Нам установки просто переданы в управление. По логике вещей, содержать такое сложное хозяйство должно помогать государство.
Никакие коммерческие контракты не могут полностью закрыть проблему поддержания в работоспособном состоянии и развития экспериментальной базы. Но в 90 е до государства было очень трудно достучаться. Только в нулевые появились программы поддержки стендовой базы. Деньги выделялись не очень большие, но хоть что-то. Государство наконец стало поворачиваться к нам лицом.
А как удалось сохранить свою базу? Наверное, чудом. Нам в то время ждать поддержки от государства не приходилось. Люди не получали зарплату по полгода. Специалисты увольнялись, институт сократился по численности работников в три раза.
Причём ушли самые активные, которые могли найти себя на стороне и чего-то там добиться. Мы решили, что нас могут спасти коммерческие контракты. Ведь ЦАГИ не только главный центр авиационной науки страны, но и хорошо известный центр компетенции мирового масштаба. Это крупнейший в мире испытательный центр в своей области. Они хотели получить научный комплекс в целости и сохранности и использовать для своих целей.
Что касается 90-х годов прошлого века, то коммерческие контракты нам очень помогли выжить и остаться на плаву. Эти контракты помогли нам самим понять свою собственную цену. Мы зарабатывали миллионы, когда сто долларов для многих было целым состоянием. А к нулевым и в стране всё начало понемногу налаживаться. Появились государственные программы развития авиастроения, и дело понемногу пошло.
Но 90 е были страшными годами. Такие провалы в поддержке промышленного сектора очень трудно восстанавливать. Вспоминая лихие годы, отчётливо понимаешь, в каком экстремальном режиме приходится сегодня трудиться правительству, чтобы восстановить многие системообразующие отрасли экономики вроде станкостроения, которое практически разрушено. В перечень можно добавить общее и транспортное машиностроение, тяжёлое машиностроение, электронную промышленность… Всё это требует огромных человеческих усилий и капиталовложений. Грех жаловаться.
Но провал 90-х ощущается до сих пор. В технологической сфере нас всё ещё выручает научно-технический задел советского времени. Мы должны наращивать его, занимаясь не только насущными задачами сегодняшнего дня, но и работать на перспективу. Также радуют и значительные капитальные вложения в обновление экспериментальной базы. Мы наконец-то начали создавать новые установки, а не только обслуживать старые!
Например, идут широкое внедрение полимерных композиционных материалов в конструкцию воздушных судов, тотальная цифровизация и использование искусственного интеллекта в системах управления и других самолётных системах. Всё это требует более тщательных моделирования и отработки систем в лабораторных условиях. Опередившие время — Мы много писали о двигателях НК-93. Это были уникальные двигатели с огромной тягой, с уровнем шума, который сейчас никому не доступен. Двигатель был доведён до лётных испытаний на летающей лаборатории Ил-76.
И на последней стадии испытаний всё остановилось. Было сказано, что эти движки никому не нужны. Вы у себя в Жуковском «продували» этот двигатель? Есть ли у него перспективы? Сейчас в Ульяновске собираются возобновить производство гигантского самолёта Ан-124, которому этот двигатель очень бы пригодился.
У него было множество действительно великих задумок, многие из которых были реализованы. Его двигатели НК-32 или НК-12 совершенно уникальны. Это эффективные и надёжные двигатели. Это просто нереально, винт не может работать на таких скоростях! А у Кузнецова — работает!
НК-93 был двигателем технологического прорыва.
Самолет позволит летать не только быстро, но и комфортно. В салоне будут два ряда по три кресла, как в Airbus A320.
Всего поместится 170 пассажиров. Длина самолета составляет 99 метров. Все изображения новинки: 7фотографий Листайте галерею и удивляйтесь самолетам будущего.
В июле 2015 года разработчики испытали планер на ракетном полигоне «Эсрейндж» в Швеции и отметили существенное уменьшение количества ударных волн, образующихся на поверхности нового планера. Во время испытания D-SEND 2, не оснащенный двигателями, сбросили с воздушного шара с высоты 30,5 тысячи метров. Во время падения планер длиной 7,9 метра набрал скорость в 1,39 числа Маха и пролетел мимо расположенных на разной высоте привязных аэростатов, оборудованных микрофонами. При этом исследователи замеряли не только интенсивность и число ударных волн, но и анализировали влияния состояния атмосферы на раннее их возникновение. По оценке японского агентства, звуковой удар от летательных аппаратов, сопоставимых по размерам со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами Concorde и выполненных по схеме D-SEND 2, при полете на сверхзвуковой скорости будет вдвое менее интенсивным, чем раньше. От планеров обычных современных самолетов японский D-SEND 2 отличается не осесимметричным расположением носовой части. Киль аппарата смещен к носовой части, а горизонтальное хвостовое оперение выполнено цельноповоротным и имеет отрицательный угол установки по отношению к продольной оси планера, то есть законцовки оперения находятся ниже точки крепления, а не выше, как обычно. Крыло планера имеет нормальную стреловидность, но выполнено ступенчатым: оно плавно сопрягается с фюзеляжем, а часть его передней кромки расположена к фюзеляжу под острым углом, но ближе к задней кромке этот угол резко увеличивается. Некоторые из проектов быстрых пассажирских самолетов планируется завершить в первой половине 2020-х годов, однако авиационные правила к тому времени пересмотрены все же еще не будут. Это означает, что новые самолеты первое время будут выполнять сверхзвуковые полеты только над водой.
Дело в том, что для снятия ограничения на сверхзвуковые полеты над населенной частью суши разработчикам придется провести множество испытаний и представить их результаты на рассмотрение авиационных властей, включая Федеральное управление гражданской авиации США и Европейское агентство по безопасности полетов. Новые двигатели Еще одним серьезным препятствием на пути создания серийного пассажирского сверхзвукового самолета являются двигатели. Конструкторы уже сегодня нашли множество способов сделать турбореактивные двигатели экономичнее, чем они были десять-двадцать лет назад. Это и использование редукторов, убирающих жесткую сцепку вентилятора и турбины в двигателе, и применение керамических композиционных материалов, позволяющих оптимизировать температурный баланс в горячей зоне силовой установки, и даже введение дополнительного — третьего — воздушного контура вдобавок к уже существующим двум, внутреннему и внешнему. В области создания экономичных дозвуковых двигателей конструкторы уже достигли потрясающих результатов, а ведущиеся новые разработки обещают и вовсе существенную экономию. Подробнее о перспективных исследованиях вы можете почитать в нашем материале «Турбина всему голова». Но, несмотря на все эти разработки, сверхзвуковой полет экономичным назвать пока еще сложно. В крейсерском полете удельный расход топлива этими двигателями составляет около 740 граммов на килограмм-силы в час. При этом двигатель J79 может быть оснащен форсажной камерой, при использовании которой расход топлива увеличивается до двух килограммов на килограмм-силы в час. Такой расход сопоставим с расходом топлива двигателями, например, истребителя Су-27, задачи которого существенно отличаются от перевозки пассажиров.
Для сравнения, удельный расход топлива единственных в мире серийных турбовинтовентиляторных двигателей Д-27, установленных на украинском транспортнике Ан-70, составляет всего 140 граммов на килограмм-силы в час. Американский двигатель CFM56, «классика» лайнеров Boeing и Airbus, имеет удельный расход топлива в 545 граммов на килограмм-силы в час. Это означает, что без серьезной переработки конструкции реактивных авиационных двигателей сверхзвуковые полеты не станут достаточно дешевыми, чтобы получить широкое распространение, и будут востребованы разве что в деловой авиации — большой расход топлива ведет к росту цен на билеты. Снизить высокую стоимость сверхзвуковых авиаперевозок объемами тоже не получится — проектируемые сегодня самолеты рассчитаны на перевозку от 8 до 45 пассажиров. Обычные же самолеты вмещают больше сотни человек. Тем не менее, в начале октября текущего года GE Aviation представила проект нового турбовентиляторного реактивного двигателя Affinity. Эти силовые установки планируется монтировать на перспективный сверхзвуковой пассажирский самолет AS2 компании Aerion. Новая силовая установка конструктивно объединяет в себе особенности реактивных двигателей с малой степенью двухконтурности для боевых самолетов и силовых установок с большой степенью двухконтурности для пассажирских самолетов. При этом каких-либо новых и прорывных технологий в Affinity нет. Новый двигатель GE Aviation относит к силовым установкам со средней степенью двухконтурности.
Основу двигателя составляет модифицированный газогенератор турбовентиляторного двигателя CFM56, который, в свою очередь, конструктивно основан на газогенераторе от F101, силовой установки для сверхзвуковых бомбардировщиков B-1B Lancer. Силовая установка получит модернизированную электронно-цифровую систему управления двигателем с полной ответственностью. Какие-либо подробности о конструкции перспективного двигателя разработчики не раскрыли. Тем не менее, в GE Aviation ожидают, что удельный расход топлива двигателями Affinity будет не намного выше или даже сопоставим с расходом топлива современными турбовентиляторными двигателями обычных дозвуковых пассажирских самолетов.
Ту-144: опережая звук и весь мир
Пресс-служба компании «Конкорд», публикующая новости о петербургском предпринимателе Евгении Пригожине и комментирующая связанные с ним события, более 10 дней не размещает. 25 июля 2000 года под Парижем потерпел катастрофу сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд». авиация, гражданская авиация, самолеты, сверхзвуковой самолет, илон маск, технологии, бизнес, промышленность Прошло уже более полувека с начала эксплуатации Ту-144 и «Конкорда», а сверхзвуковых пассажирских самолетов нового поколения так и не появилось. Еще пока "Конкорды" летали в небе над Атлантикой, начались разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения. — Но повторю еще раз — пассажирский сверхзвуковой самолет второго поколения имеет все шансы появиться. Ту-144 и «Конкорд» — стали первыми и последними в мире сверхзвуковыми пассажирскими самолетами.
Сверхзвуковой самолет на полке: LEGO выпустила набор с «Конкордом»
Капитан Марти отпускает тормоза, и Конкорд начинает разгон. Отметка V1 является своего рода точкой невозврата. То есть после прохождения этой скорости прервать взлёт будет уже нельзя, иначе есть риск выкатиться за пределы полосы. К тому же разбег проходит штатно и нет никаких оснований для прекращения взлёта. Одна из шин Конкорда взрывается и самолёт начинает тянуть влево. Экипаж реагирует мгновенно и пытается выровнять самолёт. Куски разрушенной шины отлетают в крыло и насквозь пробивают топливный бак. Из него хлещет топливо и начинается пожар. Титановая деталь и повреждённая шина Диспетчер, наблюдавший взлёт Конкорда, немедленно связывается с экипажем: Диспетчер: «4590, вы горите… Шлейф пламени позади вас! Я его отключил».
Второй пилот: «Скорость! Сейчас у самолёта работают только два правых двигателя, которые с трудом набирают заветную скорость. До конца полосы оставались считанные метры, поэтому у экипажа не было иного выбора, как поднять горящий Конкорд в воздух. Объятый пламенем самолёт не может набирать высоту, поэтому бортинженер отдаёт приказ: «Убрать шасси! Второй пилот отвечает отказом. Он прав, ведь по инструкции, если шасси повреждены, их убирать нельзя. Однако, если шасси всё же уберутся, есть шанс увеличить скорость и тем самым высоту. Командир отдаёт чёткий приказ: «Убрать шасси! Второй пилот поднимает рычаг, но шасси не убрались.
Экипаж изо всех сил пытается сохранить нынешнюю скорость и немного опускает нос вниз. Звучит сигнализация об опасном сближении с землёй. Диспетчер пытается связаться с пилотами, но тем не до переговоров. Очевидцы снимают последний полёт сверхзвукового лайнера. Всё левое крыло охвачено пламенем и, не выдержав высоких температур, начало плавиться. Огонь постепенно разрушает все элементы крыла. Пилоты из последних сил тянут штурвал на себя. Экипаж планирует сесть в Ле-Бурже, но командир, понимая, что у них ничего не получится, говорит: «Нет, слишком поздно...
Проект возглавил сын выдающегося конструктора Алексей Андреевич Туполев. Красота скорости В разработке Ту-144 советские конструкторы решали ряд сложных научно-технических вопросов, с которыми отечественный авиапром сталкивался впервые. В 1965 году были определены основные конструкторские решения, и модель самолета была продемонстрирована на авиасалоне в Ле Бурже. В 1966 году утвердили полноразмерный макет авиалайнера. Требования к дальности полета на сверхзвуковых скоростях повлияли на особенности конструкции Ту-144. Планер самолета был выполнен по схеме «бесхвостка» с треугольным крылом малого удлинения, со сложной передней кромкой и однокилевым оперением. Необычный стремительный облик самолета дополняла яркая черта, отличавшая его от других моделей — опускающаяся носовая часть фюзеляжа, похожая на клюв птицы. Это решение обеспечивало пилотам качественный обзор при взлете и посадке с большим углом атаки, характерным для самолетов подобной конструкции. Сборка самолета Ту-144. Фото ПАО «Туполев» Львиную долю успеха в преодолении звукового барьера новым самолетом должен был обеспечить двигатель. Его взялось построить ОКБ Н. Специально для Ту-144 был разработан двухконтурный турбовентиляторный двигатель НК-144 с форсажными камерами. В самолете использовались новейшие материалы на основе алюминия, и впервые широко применялся титан. В Ту-144 была задействована самая совершенная по тем временам авионика. Автопилот и бортовая ЭВМ обеспечивали автоматический взлет и посадку в любое время суток. Пассажирский салон и четырехместная кабина были выполнены по последнему слову дизайна с повышенным уровнем комфорта. Как и многие другие машины Туполева, Ту-144 отличался изяществом и красотой, подтверждая тезис конструктора о том, что «некрасивые самолеты не летают». Спецоперация «Крыло» Создание первых образцов Ту-144 было связано с решением множества уникальных задач. Одной из них стала транспортировка готовых крыльев. Опытные модели собирались на заводе ОКБ Туполева в подмосковном Жуковском, а за производство крыльев отвечал Воронежский авиазавод. Изначально планировалось доставить готовые крылья по речному пути, но в начале 1967 года реки уже покрылись льдом. Тогда было решено использовать «летающий кран» Ми-10. Однако специалисты ЦАГИ рассчитали, что подъем таких больших крыльев на вертолете невозможен. 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.
Топливо воспламенилось, на одном из двигателей сработала пожарная сигнализация, его пришлось отключить. Разбег в тот момент уже нельзя было заканчивать. Позже, уже после взлета, отключился и еще один двигатель на той же стороне. Из-за горячих газов он не смог работать в нормальном режиме. Самолет начал крениться влево, потерял управление и рухнул на небольшой отель в трех километрах от аэропорта. В авиакатастрофе погибли 113 человек — все находившиеся на борту и четыре человека на земле. Вины «Конкорда» нет, но нет и самого «Конкорда» Несмотря на то, что причиной катастрофы стало по большому счету трагическое стечение обстоятельств, все полеты «Конкордов» были запрещены. Таких самолетов на тот момент было 13 — в основном в Париже и Лондоне, один — в Нью-Йорке. Все лайнеры тщательно проверили на дефекты и, не обнаружив их, сняли ограничения — 5 сентября 2001 года. Регулярные перевозки возобновились в ноябре 2001 года, но последовал ряд инцидентов, в том числе — отказ одной из секций руля и утечка топлива. Авиакатастрофа 2000 года, указанные инциденты, события 11 сентября 2001 года в Нью-Йорке и радикальные изменения в авиаотрасли , а также общая дороговизна перелетов на «Конкордах» поставили крест на развитии сверхзвукового авиасообщения. Последний полет «Конкорда» состоялся 26 ноября 2003 года. На данный момент 18 из 20 построенных самолетов за исключением разбившегося самолета и использованного на запчасти хранятся в аэропортах, музеях и экспозициях.
Серьезная птица. Важные отличия крылись и в шасси двух самолетов. И здесь советский Ту-144 серьезно обыгрывал французского коллегу. В это же время 144-ый можно было сажать едва ли не на грунтовое покрытие. Помимо этого, советский самолет был проще с технической точки зрения меньше стоил в обслуживании и легче ремонтировался. При этом экипаж «европейца» составлял всего 3 человека, против 4 человек в советском экипаже. Первые в своем роде. В конечном итоге будет правильным признать, что британо-французский коллектив инженеров смог создать более успешный сверхзвуковой лайнер для эксплуатации в условиях капиталистического рынка. В первую очередь потому, что полеты «Конкорда» были бы дешевле, чем полеты советского Ту-144. Однако, все это оказалось неважно, так как к 1980-ым годам оба уникальных самолета станут не более, чем «игрушками на службе престижа» у двух систем.
История самого известного самолета в мире и почему Конкорд больше не летает
Рассказываем, что случилось со сверхзвуковыми самолётами, когда они снова вернутся в небо и будут ли доступны полеты на них всем желающим. Британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетает в аэропорту Хитроу. Создание сверхзвукового делового самолета планируется в два этапа. Ту-144 и «Конкорд» — стали первыми и последними в мире сверхзвуковыми пассажирскими самолетами. Ту-144 стал первым сверхзвуковым пассажирским самолетом в мире, а свой первый испытательный полет он совершил 31 декабря 1968 года. Британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетает в аэропорту Хитроу.
Ту-144: опережая звук и весь мир
Ровно десять лет назад, 26 ноября 2003 года, сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde совершил финальный полет. Ровно десять лет назад, 26 ноября 2003 года, сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde совершил финальный полет. Первые сверхзвуковые пассажирские самолёты — советский Ту-144 и франко-британский «Конкорд» — были созданы в конце 1960-х годов. Нью-Йорк, был вынужден вернуться в понедельник с полпут. Группа энтузиастов "The Concorde Club" смогла собрать 40 млн фунтов на выкуп списанных сверхзвуковых самолетов "Конкорд" для того, чтобы возобновить и.
"Конкорд" возвращается в небо
Помимо «Конкорда», есть лишь один пример построенного сверхзвукового пассажирского самолета — это советский Ту-144. В этом коротком документальном фильме расскажем о создании сверхзвукового авиалайнера Конкорд Concorde. Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 совершил первый полет 55 лет назад.
Как «Конкорд» прошел путь от главного изобретения авиапрома до полного забвения
Именно рейсы из Европы в Нью-Йорк стали основными. Полеты в Азию а именно в Японию оказались невозможны из-за Советского Союза, который запретил сверхзвуковому самолету летать по Транссибирскому маршруту. Экономический кризис 1980-х годов вынудил британское правительство задуматься над будущим Concorde: самолеты приносили убытки и летали почти пустыми. В конце концов, British Airways выкупила у государства самолеты и запчасти к нему.
Доходы Air France были на порядок ниже. В обеих авиакомпаниях сверхзвуковые лайнеры были "рекламными локомотивами": на них летали политики, крупные бизнесмены и звезды шоу-бизнеса; полеты всегда вызывали интерес прессы, а контур Concorde стал дорогим и узнаваемым брендом. За 27 лет самолет побывал в 150 аэропортах по всему миру, в том числе в Шереметьево, Пулково и даже на Байконуре.
В июле 2015 года разработчики испытали планер на ракетном полигоне «Эсрейндж» в Швеции и отметили существенное уменьшение количества ударных волн, образующихся на поверхности нового планера. Во время испытания D-SEND 2, не оснащенный двигателями, сбросили с воздушного шара с высоты 30,5 тысячи метров. Во время падения планер длиной 7,9 метра набрал скорость в 1,39 числа Маха и пролетел мимо расположенных на разной высоте привязных аэростатов, оборудованных микрофонами. При этом исследователи замеряли не только интенсивность и число ударных волн, но и анализировали влияния состояния атмосферы на раннее их возникновение. По оценке японского агентства, звуковой удар от летательных аппаратов, сопоставимых по размерам со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами Concorde и выполненных по схеме D-SEND 2, при полете на сверхзвуковой скорости будет вдвое менее интенсивным, чем раньше. От планеров обычных современных самолетов японский D-SEND 2 отличается не осесимметричным расположением носовой части.
Киль аппарата смещен к носовой части, а горизонтальное хвостовое оперение выполнено цельноповоротным и имеет отрицательный угол установки по отношению к продольной оси планера, то есть законцовки оперения находятся ниже точки крепления, а не выше, как обычно. Крыло планера имеет нормальную стреловидность, но выполнено ступенчатым: оно плавно сопрягается с фюзеляжем, а часть его передней кромки расположена к фюзеляжу под острым углом, но ближе к задней кромке этот угол резко увеличивается. Некоторые из проектов быстрых пассажирских самолетов планируется завершить в первой половине 2020-х годов, однако авиационные правила к тому времени пересмотрены все же еще не будут. Это означает, что новые самолеты первое время будут выполнять сверхзвуковые полеты только над водой. Дело в том, что для снятия ограничения на сверхзвуковые полеты над населенной частью суши разработчикам придется провести множество испытаний и представить их результаты на рассмотрение авиационных властей, включая Федеральное управление гражданской авиации США и Европейское агентство по безопасности полетов. Новые двигатели Еще одним серьезным препятствием на пути создания серийного пассажирского сверхзвукового самолета являются двигатели.
Конструкторы уже сегодня нашли множество способов сделать турбореактивные двигатели экономичнее, чем они были десять-двадцать лет назад. Это и использование редукторов, убирающих жесткую сцепку вентилятора и турбины в двигателе, и применение керамических композиционных материалов, позволяющих оптимизировать температурный баланс в горячей зоне силовой установки, и даже введение дополнительного — третьего — воздушного контура вдобавок к уже существующим двум, внутреннему и внешнему. В области создания экономичных дозвуковых двигателей конструкторы уже достигли потрясающих результатов, а ведущиеся новые разработки обещают и вовсе существенную экономию. Подробнее о перспективных исследованиях вы можете почитать в нашем материале «Турбина всему голова». Но, несмотря на все эти разработки, сверхзвуковой полет экономичным назвать пока еще сложно. В крейсерском полете удельный расход топлива этими двигателями составляет около 740 граммов на килограмм-силы в час.
При этом двигатель J79 может быть оснащен форсажной камерой, при использовании которой расход топлива увеличивается до двух килограммов на килограмм-силы в час. Такой расход сопоставим с расходом топлива двигателями, например, истребителя Су-27, задачи которого существенно отличаются от перевозки пассажиров. Для сравнения, удельный расход топлива единственных в мире серийных турбовинтовентиляторных двигателей Д-27, установленных на украинском транспортнике Ан-70, составляет всего 140 граммов на килограмм-силы в час. Американский двигатель CFM56, «классика» лайнеров Boeing и Airbus, имеет удельный расход топлива в 545 граммов на килограмм-силы в час. Это означает, что без серьезной переработки конструкции реактивных авиационных двигателей сверхзвуковые полеты не станут достаточно дешевыми, чтобы получить широкое распространение, и будут востребованы разве что в деловой авиации — большой расход топлива ведет к росту цен на билеты. Снизить высокую стоимость сверхзвуковых авиаперевозок объемами тоже не получится — проектируемые сегодня самолеты рассчитаны на перевозку от 8 до 45 пассажиров.
Обычные же самолеты вмещают больше сотни человек. Тем не менее, в начале октября текущего года GE Aviation представила проект нового турбовентиляторного реактивного двигателя Affinity. Эти силовые установки планируется монтировать на перспективный сверхзвуковой пассажирский самолет AS2 компании Aerion. Новая силовая установка конструктивно объединяет в себе особенности реактивных двигателей с малой степенью двухконтурности для боевых самолетов и силовых установок с большой степенью двухконтурности для пассажирских самолетов. При этом каких-либо новых и прорывных технологий в Affinity нет. Новый двигатель GE Aviation относит к силовым установкам со средней степенью двухконтурности.
Основу двигателя составляет модифицированный газогенератор турбовентиляторного двигателя CFM56, который, в свою очередь, конструктивно основан на газогенераторе от F101, силовой установки для сверхзвуковых бомбардировщиков B-1B Lancer. Силовая установка получит модернизированную электронно-цифровую систему управления двигателем с полной ответственностью. Какие-либо подробности о конструкции перспективного двигателя разработчики не раскрыли. Тем не менее, в GE Aviation ожидают, что удельный расход топлива двигателями Affinity будет не намного выше или даже сопоставим с расходом топлива современными турбовентиляторными двигателями обычных дозвуковых пассажирских самолетов.
Идея гражданского сверхзвука по-прежнему манит человечество, поскольку позволит вдвое сократить продолжительность перелётов. Например, пересечь Атлантику за 3,5 часа, а Тихий океан — за 6-7. Для начала немного о том, с чего всё началось и почему вскоре забуксовало. Разница возникает из-за того, что чем дальше от земной поверхности, тем медленнее распространяется звук. Поэтому для измерения скорости звука существует понятие числа Маха от фамилии учёного — Mach , где 1 Мах — это когда скорость, с которой самолёт рассекает воздух, равна скорости распространения на этой высоте и в этой среде звука. Впервые скорость звука преодолели на американском истребителе в 1957 году.
Первые они же последние серийные на сегодняшний день пассажирские разработки появились почти одновременно: сначала на испытаниях полетел отечественный Ту-144 31 декабря 1968, Concorde — 2 марта 1969 , а начало коммерческих перевозок взял на себя франко-британский Concorde 1976 — 2003. Ту-144 продержался в небе всего ничего: с 1975 по 1978 год, да и то первые два года он перевозил только грузы. Считается, что советский самолёт погубила низкая надёжность конструкции и отсутствие рынка, то есть маршрутов с соответствующей инфраструктурой. Французская машина летала 27 лет, но всё равно перелёт стоил дороже обычных рейсов в несколько раз из-за огромного по меркам традиционных лайнеров расхода топлива. При этом самолёт был слишком большим — при таких ценах не получалось полной загрузки рейсов, к которой стремится каждый авиаперевозчик. Добили каждый из суперсамолётов 70-х громкие катастрофы, в которых отметились и «Тушка» 1973 и 1978 , и «Конкорд» — в 2000. Ещё одна проблема сверхзвука — это шум, который создают такие самолёты. Когда летательный аппарат движется быстрее звука, он создаёт в атмосфере постоянную ударную волну, которая на земле слышна громким хлопком вроде взрыва. Это причиняет дискомфорт людям и животным на обитаемых территориях. Поэтому сверхзвуковые полёты над территорией Америки и ряда других стран запрещены с 1973 года, но в октябре прошлого года Трамп дал предписание регулирующему органу рассмотреть возможность снятия запрета.
А международные авиационные организации сейчас изучают возможность создания новых стандартов шума и выбросов отдельно для сверхзвуковой техники.
При том, что среднее время полета - 6 часов 13 минут. Скорость воздушного судна British Airways достигала 1327 километров в час, причиной чему стал сильный попутный ветер, вызванный ураганом «Киара». Получается, что лайнер двигался со скоростью почти на 100 километров в час больше скорости звука. Однако в реальности он звукового барьера не преодолел.
Путевая скорость самолета — это его скорость относительно земной поверхности, а воздушная скорость— это скорость его движения относительно воздушного потока, в котором он находится.
Возвращение «Конкорда»: новый виток сверхзвуковых пассажирских самолётов
Проведённые ранее исследования показывают, что предельно допустимой величиной перепада избыточного давления в приходящей на землю волне без учёта отражения является величина 40—45 Паскалей. Звуковой удар большей интенсивности приводит к осыпанию штукатурки, дребезжанию стёкол, негативно воздействует на физиологические функции человека. В условиях реальной атмосферы значение интенсивности звукового удара подвержено случайным отклонениям от номинала. На определённых стадиях полёта самолёт проходит через неустановившиеся режимы разгон и набор высоты, развороты , где неизбежны аномально высокие уровни удара фокусировка , намного превышающие значения для установившегося полёта в относительно спокойной атмосфере. Этот звук похож на выстрел? Основной количественной характеристикой восприятия в этом случае является громкость звукового удара, которая зависит от множества факторов: изменения избыточного давления, в том числе величины перепада и времени нарастания давления; характеристик отражающих поверхностей в помещении человек или на улице, на асфальте, или на траве и многих других. Также влияют режим полёта скорость, высота, ускорение , распределение по высоте параметров реальной атмосферы плотность, температура, влажность, направление и скорость ветра, турбулентность. Они достаточно длительное время активно обсуждаются на различных площадках, но не могут быть сформированы без наличия фактического материала по характеристикам распространения ударных волн малой интенсивности в реальной атмосфере. Такие данные могут быть получены только в ходе лётных испытаний специализированных демонстраторов технологий СГС, реализующих принципы формирования аэродинамических компоновок с низким звуковым ударом.
Учреждение ООН, устанавливающее международные нормы гражданской авиации и координирующее её развитие. Это замкнутый круг? Необходимо планомерное развитие технологий до высокого уровня готовности, включая создание и испытания близких к натурным демонстраторам технологий. После подтверждения эффективности и реализуемости интегрированного комплекса технологий на таких демонстраторах и валидации расчётных методов проектирования возможна разработка первых нормативных документов. В дальнейшем разработка серийных самолётов тоже должна быть поэтапной. Это число Маха, соответствующее крейсерской скорости полёта. Планер с удлинённой носовой частью — Для сверхзвуковых самолётов, наверное, нужны особые аэродромы? Принципиальное значение для перспективных СГС имеет эффективность интеграции новых технических решений в едином техническом облике.
В этом смысле используемые компоновочные решения являются уникальными и нетрадиционными.
Инсайдеры отрасли считают, что передовые технологии могут проложить путь к возвращению к сверхбыстрым сверхзвуковым воздушным перевозкам. Как сообщает Flight Global, компания уже прикрепила крылья корабля к фюзеляжу, построила его вертикальный стабилизатор и завершила испытания шасси. 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.
Конструкторам «Конкорда» пришлось решить множество сложнейших задач. Например, из-за того, что турбореактивный двигатель не может работать со сверхзвуковым потоком воздуха, воздухозаборники в нужной степени тормозили его на всём диапазоне скоростей. Огромной проблемой стал нагрев фюзеляжа до очень высоких температур, и это даже стало одним из основных параметров полёта, за которым следили экипаж и автопилот. А из-за теплового расширения материалов самолёт «удлинялся» на целых 24 сантиметра.
А по особой дельтавидной треугольной, если попроще форме крыла любой обыватель узнает «Конкорд» из сотен других моделей. Однако уже через пару лет резко компании изменили мнение о «Конкорде» сразу по нескольким причинам.
А в начале своей программы Concorde получил более сотню заказов.
А уже в 1976 году среди желающих купить самолет остались только Китай и Иран, кроме того было очевидно, что Соединенное Королевство и Франция не откажутся от покупки в связи существенной неустойкой, которая налагалась по условиям контракта, за односторонний из него выход. Престиж и воплощение мечты — это одно, но в авиации действуют жесткие законы экономики, а авиакомпании и производители следят за каждой копейкой, прежде чем ее потратить. Легко понять, почему для британского и французского правительства финансирование рейсов Concorde только увеличило затраты, связанные с проектированием и производством.
Уже в 1983 году власти предложили национальным перевозчикам выкупить парк Concorde. В тот момент только авиакомпании Air France и British Airways выполняли сверхзвуковые полеты. Почему из ста заказов было продано только 20 самолетов?
К вышеуказанным причинам можно добавить еще две — влияние конкуренции и печально известную катастрофу советского Ту-144 на Парижском авиасалоне в 1973 году. Авария сверхзвукового самолета оказала негативное влияние на общественное мнение, что привело к потере интереса у потенциальных пассажиров и снижению спроса. Сам Ту-144 был спроектирован и построен очень спешно, чтобы опередить первый полет Concorde.
Коммерческие полеты этой машины продолжались всего три года, он совершил в общей сложности 102 рейса, из которых 55 были пассажирскими. В 1978 году без лишнего шума он был снят с эксплуатации из-за высокой аварийности в том году произошла вторая катастрофа во время экспериментального полета и увеличения расходов на техническое обслуживание. Однако Аэрофлот использовал их в течение девяти лет после официального вывода.
За более 30 лет службы у него так и не появилось достойных конкурентов, что является еще одной причиной, по которой творение Пьера Сатре и Арчибальда Рассела теперь можно увидеть только в авиационных музеях.