Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. Громкий хлопок в Ростовской области был связан с переходом самолета на сверхзвуковую скорость. 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.
Сверхзвуковой пассажирский самолет: что это такое, на какой высоте летают
В итоге был разработан самолет, способный достигать скорости свыше 3000 км/час и вести бой на высоте около 20–25 км. Самолет был вооружен. Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза это половина проблемы: новый сверхзвуковой пассажирский самолёт должен быть тихим. Новый российский лайнер со сверхзвуковой скоростью, как он может выглядеть, опыт использования Ту-144 и «Конкорда», дорогие билеты, точка безубыточности.
NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации
В Луганске объяснили звук взрыва переходом самолета на сверхзвуковую скорость. Спустя 45 лет после прекращения эксплуатации Ту-144 на пассажирских авиалиниях, в России вновь на официальном уровне говорят о необходимости создания гражданского сверхзвукового самолета. «При работе ТРД, использующего криогенное топливо, происходит разгон самолета до гиперзвуковой скорости.
В США показали экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59 QueSST
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. 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.
А все газы, как известно, в отличие от жидкостей, сжимаемы.
При сжатии меняются параметры газа, такие, например, как плотность, давление, температура. Из-за этого в сжатом газе уже по-другому могут протекать различные физические процессы, нежели в разреженном. Чем быстрее летит самолет, тем больше он вместе со своими аэродинамическими поверхностями становится похожим на эдакий поршень, в определенном смысле сжимающий воздух перед собой. Утрированно, конечно, но в целом именно так :-. С ростом скорости аэродинамическая картина обтекания летательного аппарата меняется и чем быстрее, тем больше :-. А на сверхзвуке она уже качественно другая.
При этом на первый план выходят новые понятия аэродинамики, которые для малоскоростных самолетов зачастую просто не имеют никакого смысла. Для характеристики скорости полета теперь становится удобным и необходимым использование такого параметра, как число М число Маха, отношение скорости самолета относительно воздуха в данной точке к скорости звука в воздушном потоке в этой точке. Появляется и становится ощутимым очень ощутимым! Становятся знаковыми такие явления, как волновой кризис с критическим числом М , сверхзвуковой барьер, скачки уплотнения и ударные волны. Кроме того ухудшаются управляемость и характеристики устойчивости самолета из-за смещения назад точки приложения аэродинамических сил. При подходе к области околозвуковых скоростей самолет может испытывать сильную тряску это было более характерно для первых самолетов, штурмовавших тогда еще таинственный рубеж скорости звука , схожую по своим проявлениям с еще одним очень неприятным явлением, с которым пришлось столкнуться авиаторам в своем профессиональном развитии.
Это явление называется флаттер тема для очередной статьи :-. Появляется такой неприятный момент, как разогрев воздуха в результате его резкого торможения перед самолетом так называемый кинетический нагрев , а также нагрев в результате вязкостного трения воздуха. До таких температур разогревается обшивка самолета во время длительного сверхзвукового полета. Обо всех упомянутых выше понятиях и явлениях, а также причинах их возникновения мы обязательно поговорим в других статьях более подробно. Но сейчас итак, я думаю, вполне понятно, что сверхзвук — это уже нечто совсем другое, нежели полет на дозвуковой тем более малой скорости. Для того, чтобы ужиться со всеми вновь возникающими эффектами и явлениями на больших скоростях и полностью соответствовать своему предназначению, летательный аппарат тоже должен качественно измениться.
Теперь это должен быть сверхзвуковой самолет, то есть самолет, способный выполнять полет со скоростью, превышающей скорость звука на данном участке воздушного пространства. И для него недостаточно только лишь увеличения мощности двигателя хотя это тоже очень важная и обязательная деталь. Такие самолеты обычно меняются и внешне. В их облике появляются острые углы и кромки, прямые линии, в отличие от «плавных» очертаний дозвуковых самолетов. Сверхзвуковые самолеты имеют стреловидное или треугольное в плане крыло. Сверхзвуковой самолет с треугольным в плане крылом МИГ-21.
Один из вариантов стреловидного — это крыло оживальной формы, имеющее повышенный коэффициент подъемной силы. У него имеется специальный наплыв около фюзеляжа, предназначенный для образования искусственных спиральных вихрей. МИГ-21И с крылом оживальной формы. МИГ-21И - оживальное крыло. Оживальное крыло ТУ-144. Второй вариант — сверхкритическое крыло.
Оно имеет уплощенный профиль с определенным образом изогнутой задней частью, что позволяет отодвинуть возникновение волнового кризиса на большие скорости и может быть выгодным в плане экономичности для скоростных дозвуковых самолетов. Такое крыло применено, в частности, на самолете SuperJet 100. SuperJet 100. Пример сверхкритического крыла. Хорошо виден изгиб профиля задняя часть Профиль крыла , особенно если самолет предназначен для полетов на больших сверхзвуковых скоростях тем более длительных полетов , обычно тонкий с острыми кромками характерный пример — МИГ-25. Управляющие поверхности хвостового оперения из-за ухудшения условий управляемости на сверхзвуке имеют достаточно большую площадь.
Часто стабилизаторы бывают цельно-поворотными, а на некоторых сверхзвуковых самолетах цельноповоротными сделаны и кили. Интересно, что аппарат, впервые в истории авиации достигший сверхзвуковой скорости, не особо-то походил на современный сверхзвуковой самолет. Х-1 был создан чисто для эксперимента по достижению высоких скоростей и явился родоначальником Х-серии экспериментальных самолетов, на которых отрабатывались различные новинки и разработки из области скоростных и высотных полетов. Bell X-1. Первый самолет, преодолевший скорость звука. Ракетный двигатель XLR-11 для самолета Х-1.
Крыло, так же как и оперение этого самолета не имело заметной стреловидности. Стартовать он мог самостоятельно или же из бомболюка специально модернизированного самолета В-29 впоследствии EB-50A. 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».
Еще одна гипотеза касалась помехи в виде французского Dassault Mirage IIIR, который вел видеосъемку советского самолета. Была версия, что пилоты Ту-144 неожиданно увидели вблизи «Мираж» и, опасаясь столкновения, отдали штурвал от себя. Место падения Ту-144 в Гуссенвиле. Изображение: ladepeche. Эксплуатация сопровождалась трудностями: Concorde сначала не разрешали полеты в США из-за производимого шума и большого вреда атмосфере планеты, к тому же для европейского и советского самолета подходило мало аэропортов. Тем не менее лайнеры вошли в гражданскую авиацию. Но Ту-144 суждено было перевозить пассажиров всего семь месяцев, до начала июня 1978 года.
Но первый в истории коммерческий рейс на сверхзвуковом самолете остается за Европой — 21 января 1976 года сразу два лайнера доставили пассажиров к месту назначения на скорости быстрее звука. Полеты на Concorde были вопросом престижа: его выбирали актеры, музыканты, политики, крупные бизнесмены. Сообщается , что самолетом пользовались Элтон Джон, Шон Коннери, Мик Джаггер, а также члены королевской семьи Великобритании и другие видные люди. Изображение: pinimg. Старт коммерческого использования приурочили к 60-летию Октябрьской революции. Билеты, как и в случае с Concorde, стоили дороже, чем на аналогичные рейсы обычными лайнерами. К примеру, перелет на Ту-144 из Москвы в Алма-Аты стоил 68 рублей против 48 рублей на других самолетах.
Несмотря на это, билеты расходились быстро — в СССР тоже хватало желающих переплачивать ради комфорта, любопытства и статуса. Переделанный под летающую лабораторию Ту-144. Изображение: nasa. Но Ту-144 перевозил пассажиров всего семь месяцев, до начала июня 1978 года. Событие, которое перечеркнуло надежды на длительную борьбу с Concorde, произошло 23 мая. В тот день был потерян еще один Ту-144. Для перелета из Парижа в Нью-Йорк Concorde требовалось 3 часа 45 минут, в то время как Boeing 747 — почти 8 часов.
При этом билет на Boeing стоил примерно в десять раз дешевле, а на борт американский лайнер принимал в пять раз больше пассажиров. После контрольной проверки в небе возле российского города Егорьевск экземпляр новой модификации Ту-144Д должен был перейти на пассажирские перевозки. Во время полета приборы показывали возрастающую разницу между количеством топлива в баках и значением израсходованного горючего, но бортинженеры не сообщили об этом командиру воздушного судна. При включении вспомогательной силовой установки произошло воспламенение разлитого топлива. В дальнейшем выяснится, что протекал топливопровод. Экипажу удалось посадить работавший на одном двигателе из четырех самолет в поле. Из восьми человек погибло двое.
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.
Почему сверхзвуковые Concorde и Ту-144 оказались не нужны авиакомпаниям 103 948 03 июня 2017 в 8:00 Автор: Станислав Иванейко. Фото: cntraveller. Пока за космос сражались академик Сергей Королев и конструктор Вернер фон Браун, другие ученые боролись за создание самого-самого лайнера, способного доказать превосходство одной державы над другой. Тогда на первом месте была фраза «надо сделать», а не показатели рентабельности проекта. В результате появились два без пяти минут идеальных самолета, которые были удивительно схожи, но при этом их судьбы разительно отличались. С середины двадцатого века началось активное развитие сверхзвуковой авиации. В 1947 году впервые звуковой барьер преодолел экспериментальный Bell X-1. Инженеры доказали, что такие самолеты реальны. Но одно дело — постройка сверхзвукового истребителя, который несет на борту вооружение и одного-двух человек. А другое — создание крупного лайнера. Изображение: Gearpatrol. Вскоре обе страны поняли, что в одиночку такой проект не потянуть — и в 1962 году решили объединиться. Отсюда и происходит название самолета — Concorde «согласие» с французского. Лайнер должен был перевозить порядка ста пассажиров на сверхзвуковой скорости через Атлантический океан. Следовательно, требовался запас хода около 6 тысяч километров. Отличительная черта Ту-144 — выдвижные крылья в районе кабины пилотов, которые облегчали управление на малых скоростях и позволяли самолету раньше отрываться от полосы по сравнению с Concorde. Советский союз, зная о планах Великобритании и Франции по созданию сверхзвукового лайнера, не мог остаться в стороне. Новая гонка, вдобавок к космической, официально началась. Изображение: academic. Плюс подвижная носовая часть — «клюв» опускался при взлете и посадке, чтобы пилоты могли видеть землю перед ними. Кроме этого, оба самолета получили сложные топливные системы, которые перекачивали горючее для изменения центра тяжести при полетах на обычных и сверхзвуковых скоростях. Дебютный полет Ту-144 совершил 31 декабря 1968-го, в то время как колеса Concorde впервые оторвались от земли на три месяца позже — 2 марта 1969-го. Также Ту-144 стал первым пассажирским самолетом, преодолевшим звуковой барьер в июне того же года. Кабина Concorde. Салоны Concorde обычно были рассчитаны на 90—100 человек, Ту-144 тоже перевозил около ста пассажиров либо меньше. Ту-144 Concorde При этом британо-французский самолет почти вдвое выигрывал по запасу хода примерно 6000 км , что было крайне важно для сверхзвуковых лайнеров: они предназначались для дальних рейсов, чтобы преимущество в скорости полета виделось ощутимым. Позднее появилась модификация Ту-144Д с увеличенной дальностью полета благодаря более совершенным двигателями РД-36-51 вместо прожорливых НК-144 на ранних версиях. Это позволило сравняться по дальности полета с Concorde. Кабина Ту-144. Изображение: wikimedia. Первый инцидент Советским инженерам стоит отдать должное: начав разработку самолета позже западных коллег, они сумели поднять его в воздух раньше. Concorde вновь оказался в догоняющих, записав на свой счет сверхзвуковой полет только в октябре. Правда, дальше удача отвернулась от советского лайнера, в то время как его соперника ждало большое будущее.
Верхом на пуле. Почему сверхзвуковые Concorde и Ту-144 оказались не нужны авиакомпаниям
Пассажирский самолёт Boeing 787-9 «Dreamliner» разогнали до сверхзвуковой скорости. Лайф разбирался, зачем сверхзвуковым пассажирским самолётам дают вторую жизнь и для чего "наследника" Ту-144 проектируют в России. Рассказываем, что случилось со сверхзвуковыми самолётами, когда они снова вернутся в небо и будут ли доступны полеты на них всем желающим.
Жители нескольких районов Подмосковья услышали звуки взрывов. Объясняем, что это было
Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. рынок пассажирского сверхзвука как бы слегка мертв, на нем примерно ноль самолетов, только проекты по конской цене как самолета, так и обслуживания. Компания Venus Aerospace недавно представила концепт гиперзвукового самолета, который передвигается со скоростью 9 Махов (≈11 025 км/ч).
Почему при преодолении звукового барьера слышится хлопок?
Прошу сохранять спокойствие и бдительность. RU Подобные сообщения появились не только в Московской области: громкие звуки напугали жителей Калужской и Тульской областей. Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша. Вечером 10 апреля у Общественной палаты РФ раздался взрыв. Житель Москвы увидел у забора на Миусской площади, 5 задымление и глубокую воронку глубиной 30 сантиметров и диаметром 20 сантиметров.
Полковая, дом 3 строение 1, помещение I, этаж 2, комната 21.
Запредельно упрощенно и весьма некорректно! Однако любой преподаватель газодинамики за такое объяснение отвесит вам полновесного «леща» учебником Абрамовича. Ибо число Маха — это не скорость в классическом понимании — в виде расстояния, пройденного за отрезок времени. Эта безразмерная единица, хотя и плотно привязана к скорости звука в воздухе, учитывает тот факт, что скорость звука — вовсе не постоянная величина! Большинство считает, что скорость звука в воздухе равна 340 метрам в секунду. Но свойства-то воздуха могут быть разными. А значит, различна и скорость распространения звука в нем! В приземном слое она действительно равна тем самым 340 метрам в секунду, но, к примеру, на высотах около десяти километров, скорость из-за разреженности воздуха и низких температур — иная, и составляет уже около 300 метров в секунду. Разница около 13—14 процентов — это весьма немало и имеет существенное значение как для инженеров, проектирующих самолет, так и для пилотов, им управляющих. Иными словами, 1 Мах — это скорость звука при конкретных параметрах высоты и температуры, в которых летит самолет, «здесь и сейчас». Для чего нужно измерение скорости в Махах?
Для сравнения, сам ТА-1, согласно прошлым сообщениям, весит 2,7 тонны, а его размер 8,5 метра. Основные задачи летных испытаний включали выполнение безопасного запуска корабля ТА-1 с воздуха, зажигание двигателя, ускорение, устойчивый набор высоты и управляемую посадку на воду. Но мы рады сообщить, что в дополнение к выполнению всех основных и клиентских задач полета мы достигли высоких сверхзвуковых скоростей, приближающихся к 5 Махам 1 Мах равен скорости звука — прим. Собрано огромное количество данных [в рамках выполнявшихся на заказ замеров]», — сказал генеральный директор компании Закари Кревор.
NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации
Вторым по скорости ультразвуковым самолетом является Orbital Sciences OSC X-34. В итоге был разработан самолет, способный достигать скорости свыше 3000 км/час и вести бой на высоте около 20–25 км. Самолет был вооружен. 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. Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. Когда самолет переходит на сверхзвуковую скорость, происходит динамический звуковой удар, который может восприниматься как звук взрыва.