Максимальная скорость самолета достигается в вертикальном пикировании с наибольшей тягой двигателя. Полностью автономный дрон станет взлетать с обычных взлетно-посадочных полос аэропортов и подниматься на высоту более 50 км, где будет разгоняться уже до гиперзвуковой скорости. Скорость X-59 достигнет 1488 км/ч, но благодаря дизайну не создаст хлопка, характерного для сверхзвуковых полетов.
Что известно о самолете?
- Как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
- Добро пожаловать!
- Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
- Сверхзвуковой самолёт — Википедия
- Пензенский эксперт о переходе самолета на сверхзвук: «Для населения это не страшно»
Новый гиперзвуковой самолет впервые испытан в полете и почти в пять раз превысил скорость звука
Кроме этого, оба самолета получили сложные топливные системы, которые перекачивали горючее для изменения центра тяжести при полетах на обычных и сверхзвуковых скоростях. Главная цель разработчиков амбициозных проектов по запуску сверхзвуковых самолетов состояла в том, чтобы понять, как машине нового поколения перевозить до 300 пассажиров на скорости 2500 км/час. Предполагается, что самолет Overture на сверхзвуковой скорости будет летать только над океанами, где уровень шума не беспокоит население. Гиперзвуковой многоцелевой самолёт от Republic, используемый в том числе в качестве первой ступени для космических аппаратов. Гиперзвуковой полет займет диапазон высот 30–35 км, намного выше, чем у сверхзвуковых самолетов. Возможно, решить эти проблемы удастся, перейдя от сверхзвуковых скоростей сразу к гиперзвуковым, на уровень 5–6 М – более 6000 км/ч.
Верхом на пуле. Почему сверхзвуковые Concorde и Ту-144 оказались не нужны авиакомпаниям
В настоящее время производится сборка действующего XB-1, а первый полёт пройдёт над военными базами в пустынях на юге Калифорнии. Особенности аэродинамики включают в себя тянущиеся почти к носу фюзеляжа дельтавидные крылья — это позволяет сгенерировать больше подъёмной силы на сверхзвуковых скоростях, а также снизить скорости взлёта и посадки. Сам фюзеляж немного сужается к хвостовой части, это повышает стабильность на «сверхзвуке». Форма крыльев оптимизирована с тем расчётом, чтобы сделать сверхзвуковой хлопок тише. Кстати, шум от ударной волны во время сверхзвукового полёта заявлен в 30! Но если новые шумовые нормы так и не будут приняты, то Boom Airliner будет летать со скоростью 2,2 Маха только над океанами. Но его концепция несколько иная, а ТТХ не такие громкие. Также разработчики рассчитывают, что смогут получить одобрения авиационных ведомств на полёты со скоростью 1,1 — 1,2 Маха, где при некоторых атмосферных условиях на такой скорости можно двигаться без сверхзвукового хлопка. Первые полёты ожидаются в 2023 году, а сертификация для гражданского использования — к 2025. У компании уже есть заказ на 20 единиц техники ценой 120 миллионов долларов за самолёт.
Aerion AS2 также имеет турбореактивные двигатели General Electric тоже три мотора — для снижения шума , а в аэродинамике интересна форма крыльев и Т-образный хвост. Spike S-512 Компания Spike Aerospace из Бостона создаёт нечто среднее по формату между двумя вышеупомянутыми самолётами. Главная особенность этого самолёта в том, что благодаря хитрой аэродинамике он будет производить очень мало шума даже при полёте на максимальной скорости, и это должно убедить авиационные ведомства в возможности сверхзвуковых полётов над обитаемыми территориями. Ещё один вариант — картинка, которая будет формировать нужную атмосферу: фотографии или видео мегаполиса, северного сияния, звёздного неба или джунглей — аналогичную концепцию взяли на вооружение разработчики беспилотных автомобилей и вовсю демонстрируют в своих прототипах. Тестовые полёты запланированы на 2021 год, а сертификация и начало поставок — на 2023. Там тоже решили исследовать возможности возобновления сверхзвуковых полётов и, как и большинство участников рынка, сосредоточились на уменьшении шума. Форма планера самолёта X-59 QueSST напоминает ту, что несколько лет назад нарисовали японцы в рамках исследовательского проекта D-SEND, и уровень шума заявлен примерно такой же низкий — 75 дБ в воздухе и 60 дБ на земле.
По данным НАСА, это примерно так же громко, как хлопанье дверью автомобиля на улице. Цель: добиться изменений в нормативно-правовой базе X-59 - это просто технологический демонстратор не прототип. В своем нынешнем виде он не может перевозить пассажиров. После подтверждения характеристик и "бесшумности" X-59 в 2024 году планируется провести серию испытательных полетов над полудюжиной населенных пунктов США, отобранных для обеспечения разнообразных географических и атмосферных условий. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что потолок в 75 дБ является приемлемым для общественности - непременное условие для возвращения пассажирских перевозок на сверхзвуковых скоростях. Собранные данные затем будут представлены Международной организации гражданской авиации, которая отвечает за регулирование авиационного шума. Если меры НАСА по борьбе с шумом окажутся эффективными, правила могут быть изменены на международной встрече в 2028 году. X-59 может проложить путь для нового поколения сверхзвуковых авиалайнеров.
До 2010-х годов об этом слышали разве что специалисты, но чем ближе испытания новых аппаратов, тем сильнее интерес - и тревога - обычных людей. Так как за 50 лет законы физики не изменились, проблемы стоят все те же: звуковой удар и расход горючего. 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 разоне 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. 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.
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. Кроме того, в процессе испытаний были выявлены недостатки конструкции.
Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
Разработка европейского сверхзвукового самолета шла публично: макеты и концепты демонстрировали на выставках, а научные проблемы обсуждали в открытых журналах. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. Полностью автономный дрон станет взлетать с обычных взлетно-посадочных полос аэропортов и подниматься на высоту более 50 км, где будет разгоняться уже до гиперзвуковой скорости. «Ключевое преимущество сверхзвукового самолета заключается в скорости полета, что позволяет существенно сократить время в пути. Обеспечение крейсерской сверхзвуковой скорости, соответствующей числу М = 1,8–2*, позволяет совершать однодневные полёты на расстояние до 7000–8000 км, что может существенно повысить эффективность решения государственных и бизнес-задач.
NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации
рынок пассажирского сверхзвука как бы слегка мертв, на нем примерно ноль самолетов, только проекты по конской цене как самолета, так и обслуживания. Максимальная скорость самолета достигается в вертикальном пикировании с наибольшей тягой двигателя. Европа категорически против сверхзвукового самолета, который не удовлетворяет 14-й главе по шуму. Гиперзвуковой многоцелевой самолёт от Republic, используемый в том числе в качестве первой ступени для космических аппаратов. В NASA рассчитывают, что испытания нового самолета позволят в будущем отменить действующий в США и некоторых других странах запрет на полеты над сушей коммерческой сверхзвуковой авиации, введенный 50 лет назад.
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. Рассказываем, что случилось со сверхзвуковыми самолётами, когда они снова вернутся в небо и будут ли доступны полеты на них всем желающим. Новый гиперзвуковой самолет впервые испытан в полете и почти в пять раз превысил скорость звука. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч.
Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
Салон Ту-144. Изображение: volh. Также есть сведения о разрушении двигателя в еще одном экземпляре самолета. Это позволяет сделать предположение о «сырости» новых модификаций. В дальнейшем Ту-144 приспособили под летающие лаборатории, пассажиров самолет больше не перевозил. Теория хаоса против Concorde Совсем другое будущее было у Concorde. Самолет, несмотря на высокую стоимость и сложность обслуживания, продолжали эксплуатировать British Airways и Air France. Изначально планы были более масштабными: заявки на приобретение лайнеров подали 16 авиакомпаний, всего планировалось построить более 70 моделей. Но постепенно заказчики отказывались от покупок: разработка Concorde затягивалась, топливо дорожало, а массовым этот самолет не мог стать при всем желании — слишком дорог в эксплуатации.
Некоторые пассажиры отмечали, что салон Concorde тесен, но на популярности лайнера это не сказалось. Изображение: everystockphoto. Concorde до последнего противостоял современным лайнерам, которые расходовали значительно меньше топлива, обходились дешевле и тоже довольно быстро доставляли пассажиров до пунктов назначения — правда, все равно медленнее сверхзвукового лайнера. Музей техники в Зинхайме Германия хранит и Concorde, и Ту-144. Изображение: airlinereporter. С другой стороны, комфорт и уровень сервиса соответствовал такой цене: первым пассажирам Concorde предлагали икру, стейки, лобстеры и шампанское Dom Perignon 1969 года. Большие затраты на Concorde до поры до времени не останавливали авиакомпании от использования сверхзвукового самолета. Как и в случае с Ту-144, крест на эксплуатации Concorde поставило авиационное происшествие.
На протяжении 24 лет самолету удавалось обходиться без серьезных инцидентов. Случившаяся 25 июля 2000 года катастрофа — «эффект бабочки» в чистом виде. Механик Джон Тейлор, некачественно прикрепивший пластину к двигателю пассажирского McDonnell Douglas DC-10-30 авиакомпании Continental Airlines, и представить не мог, что станет виновником падения Concorde и гибели 113 человек. Место крушения рейса 4590 Air France. При взлете у Concorde со 109 людьми на борту лопнула одна из покрышек на левой стойке шасси. Разорвавшиеся куски резины повредили пятый топливный бак всего их 17 общей емкостью 119 тысяч литров и проводку. Горючее мгновенно воспламенилось, экипаж выключил один двигатель из-за пожарной сигнализации. Штатная система пожаротушения Concorde не справилась с таким возгоранием.
Изображение: roblox. Concorde не мог затормозить — он в любом случае должен был подниматься в воздух. Почти сразу после взлета еще один двигатель отказал, не выдержав работы в задымлении. Лайнер начал заваливаться на левый бок и плашмя упал на отель неподалеку. Погибли четыре человека на земле и все находившиеся на борту Concorde. После осмотра взлетно-посадочной полосы следователи нашли части покрышки самолета и титановую пластину. Выяснилось, что элемент не относится к Concorde. Он оторвался от DC-10-30, который взлетал с этой полосы за четыре минуты до сверхзвукового лайнера.
В этом помогли три двигателя General Electric J85-15, создающих максимальную тягу 12 300 фунтов. Как только аэродинамические характеристики и летная годность самолета будут подтверждены, XB-1 будет увеличивать скорость. Его максимум — 2,2 Маха.
Инновации для XB-1 включают систему обзора дополненной реальности, аэродинамику, оптимизированную с помощью цифровых технологий, конструкцию из углеродного композита и сверхзвуковые воздухозаборники, которые замедляют поступающий воздух до дозвуковой скорости, позволяя самолету приводиться в движение обычными реактивными двигателями.
Сопротивление крыльев бесконечного размаха складывается из сопротивления трения и лобового сопротивления, возникающего из-за неполного восстановления давления в хвостовой части крыла. У крыла конечного размаха появляется еще и так называемое, индуктивное сопротивление, непосредственно связанное с наличием подъемной силы. Однако этих классических представлений оказалось недостаточно, чтобы объяснить явления, которые наблюдаются при скорости полета, превышающей критическую. Невыясненной осталась и физическая причина совпадения момента роста сопротивления и появления у поверхности крыла сверхзвуковой скорости. К тому моменту, когда проблемы, возникающие при критических скоростях, были осознаны, в мире уже велись исследования, связанные с учетом влияния сжимаемости уменьшение плотности газа при увеличении скорости течения на распределение давления по поверхности крыла. Так, одним из авторитетных специалистов по аэродинамике того времени, немецким физиком Л. 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.
С чего все началось Первые сверхбыстрые самолёты в мире использовались для исследовательских и военных целей: это были разведчики-бомбардировщики, перехватчики, истребители, перехватчики-бомбардировщики. В 60-ых годах XX века появились два сверхзвуковых самолёта для регулярных пассажирских рейсов. Использование таких самолётов позволяло не только уменьшить время перелёта на дальние расстояния, но и использовать незанятые воздушные линии на высотах около 20 км. Высоты 9-12 км, которые использовали другие пассажирские лайнеры, были сильно загруженными. Самолёты будущего были запоминающимися: узкий вытянутый корпус с заострённым носом, длинные крылья, снизу — еле заметные двигатели угловатой формы. Почему Ту-144 и «Конкорд» перестали летать Можно назвать три основные причины, по которым сверхзвуковые самолёты больше не используются в гражданской авиации. Самолёт взорвался во время демонстрационного полёта и упал на жилые районы городка Гуссенвиль. Расследование продолжалось больше года, но точную причину так и не смогли определить. Комиссия установила, что все системы лайнера были работоспособны. Второй несчастный случай произошёл под Егорьевском в Московской области 23 мая 1978 года. Во время контрольного полёта на борту произошел пожар, и при посадке погибли 2 члена экипажа. Причиной стали недоработки топливной системы новых двигателей, а сам самолёт продемонстрировал хорошую управляемость и маневренность. Пилоты Ту-144 смогли посадить загоревшееся судно. После катастроф в Ле-Бурже и Подмосковье интерес государства к сверхзвуковым самолетам поугас. Коммерческих рейсов на них больше не было.
В США представили новый сверхзвуковой самолет X-59
Летящий на сверхзвуковой скорости самолет по-прежнему шумит — но он обгоняет собственный шум, и все издаваемые звуки, всё производимое им возмущение воздуха, собирается позади самолета в конусовидную область. Российские учёные подготовили техническое предложение на демонстратор перспективного сверхзвукового гражданского самолёта (СГС) «Стриж». 7. При полете на сверхзвуковой скорости самолет сильно нагревается от трения воздуха и не успевает охлаждаться, а температура фюзеляжа доходит до 120-130 градусов Цельсия. В итоге был разработан самолет, способный достигать скорости свыше 3000 км/час и вести бой на высоте около 20–25 км. Самолет был вооружен. Ожидается, что самолет будет летать со скоростью, в 1,4 раза превышающей скорость звука, а его конструкция, форма и технологии позволят X-59 достигать таких скоростей, создавая при этом более тихий звуковой удар. Вторым по скорости ультразвуковым самолетом является Orbital Sciences OSC X-34.