Самолёт способен развивать максимальную скорость в 2,5 Маха. РИА Новости, 21.10.2019. Максимальная скорость самолета достигается в вертикальном пикировании с наибольшей тягой двигателя.
Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. В Луганске объяснили звук взрыва переходом самолета на сверхзвуковую скорость. Например, европейский проект сверхзвукового/гиперзвукового (гиперзвуковыми называются самолеты, которые развивают скорость в районе 5 числа Маха) лайнера Zero Emission HyperSonic Transport (ZEHST) будет использовать два типа двигателей.
«Новый Конкорд»: сверхзвуковой самолет с максимальной скоростью 2700 км/ч уже готов к испытаниям
Диапазон скоростей очень широкий — от дозвуковых и трансзвуковых режимов полёта до сверхзвуковых и гиперзвуковых, от 5 Махов до 20. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. «При работе ТРД, использующего криогенное топливо, происходит разгон самолета до гиперзвуковой скорости. Как заметили в компании, максимальная скорость XB-1 составляла не больше 440 км/ч. Новый сверхзвуковой самолет способен достигать скорости 1488 километров в час со сниженным уровнем шума.
Новый гиперзвуковой самолет впервые испытан в полете и почти в пять раз превысил скорость звука
| Громкий хлопок в Ростове губернатор объяснил переходом самолета на сверхзвуковой режим - Ведомости | Новый российский лайнер со сверхзвуковой скоростью, как он может выглядеть, опыт использования Ту-144 и «Конкорда», дорогие билеты, точка безубыточности. |
| «Это удар, близкий к разрыву снаряда». Военный летчик — о сверхзвуковых полетах над Ростовом | Экс-заместитель начальника по летной подготовке пензенского авиа-спортивного клуба РОСТО (ДОСААФ) Сергей Назаров рассказал о таком явлении, как переход самолета на сверхзвуковую скорость. |
| Ведущий России 1 спросил, как диспетчер свяжется с самолётом на сверхзвуке | Губернатор Ростовской области Василий Голубев рассказал, что звуки были вызваны переходом самолета на сверхзвуковую скорость. |
Ведущий «России 1» пытался понять, как летчики слышат диспетчера, когда самолёт на сверхзвуке
Погоня за временем Дозвуковые и сверхзвуковые пассажирские лайнеры кардинально отличаются по требованиям к прочности конструкции и аэродинамике. Полет на сверхзвуке требует обтекаемых стреловидных форм планера. Но такому самолету сложнее оторваться от земли — нужна более высокая взлетная скорость и, соответственно, длинная и идеальная взлетно-посадочная полоса. При разгоне у двигателей максимальная тяга и наибольший расход топлива. Тут возникает вопрос экономичности полета. Сейчас двигатели обычных авиалайнеров сочетают высокую пиковую мощность и низкий крейсерский расход топлива — на этих показателях строится вся экономика отрасли авиаперевозок. Подготовка к испытаниям на прочность сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 в статическом зале Центрального аэрогидродинамического института им.
Такие моторы для тяжелых гражданских машин еще предстоит создать. А пока сверхзвуковой полет даже на большинстве военных самолетов возможен только при включении двигателей в форсажный режим, то есть с гарантированно высоким расходом топлива. Сверхзвуковые лайнеры, учитывая российские расстояния, помогут сэкономить пассажирам время. От Москвы до Владивостока по прямой — 6400 км. А при скорости полета 2 тыс. Экономия времени весьма ощутимая, но опять же вспоминаем про себестоимость такого полета с точки зрения расхода топлива и стоимости обслуживания авиалайнера.
Какие неудобства это создаст для компаний и пассажиров Первая эра сверхзвука В истории гражданской авиации уже был период сверхзвука.
К примеру, было установлено, какое конкретно сопло нужно для такого двигателя. Кроме того, даже проводились эксперименты, связанные с шумоглушащим соплом, модели которого исследовались и в Европе, и в ЦАГИ. В основу российской конфигурации СПС была взята идея снижения уровня звукового удара. Дело в том, что эта идея является основной критической технологией для СПС любой конфигурации. Без этого ни один самолет не будет допущен к полету, как бы хороши ни были его остальные параметры. Говорят, что иногда от его звукового удара лопались стекла в домах, хотя о проблемах со здоровьем людей информации не было. Разработанные российскими учеными новые технологии снижения звукового удара были направлены как раз на то, чтобы сильный звуковой удар на земле превратить в несколько небольших скачков меньшей интенсивности. И снова «Чайка» Это достигается выбором конфигурации летательного аппарата, в частности крылом типа «чайка».
Кроме того, крыло сдвинуто назад относительно носа самолета, а нос и часть фюзеляжа перед крылом имеют удлиненную форму. Американцы даже предлагают использовать на носу штангу, которая позволяет отодвинуть еще дальше вперед точку формирования головной ударной волны. Кстати, с точки зрения силовой установки здесь немаловажную роль играет размещение двигательной установки над или под фюзеляжем. В большинстве проектов они в основном, надкрыльевые. Это связано и со снижением шума, и уменьшением звукового удара, поскольку звуковые волны будут в первую очередь отражаться от планера СПС. Как идут работы по созданию СПС в России? В России сейчас изучаются три концепции самолета: легкий, средний и магистральный СПС. И одна из задач, которую решают в последние два года, — это унификация двигателей для этих двух вариантов, чтобы можно было поставить на самолете бизнес-класса два двигателя, а на большом самолете — четыре. Эксперименты показали, что в принципе такой двигатель может быть создан.
Есть ли в России наработки по двигателям для СПС нового поколения? Такие двигатели для СПС уже есть. В чем его ноу-хау?
Этот самолёт построен на шасси истребителя F-16, его предельная взлётная масса — 14,7 тонн. Миссия Quesst преследует две цели: спроектировать и построить исследовательский самолёт NASA X-59 с технологией, позволяющей снизить громкость звукового удара до мягкого стука для людей на земле, и осуществить полёт X-59 над отдельными населёнными пунктами США для сбора данных о реакции людей на звук, возникающий при сверхзвуковом полёте, и предоставления этих данных американским и международным регулирующим органам», — сказано в сообщении NASA.
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.
Полученные результаты позволили Христиановичу разработать метод расчета аэродинамических характеристик трансзвуковых профилей, опирающийся на их характеристики в несжимаемом потоке. Используя этот метод, можно было вычислить предельную кривую давления, по которой, в свою очередь, вычислялись аэродинамические характеристики при числе Маха, равном единице, с последующим пересчетом на другие околозвуковые числа Маха. Стоит отметить, что тогда еще не было ЭВМ и все расчеты производились на логарифмических линейках и арифмометрах. Увеличение разрежения на верхней поверхности профиля происходит лишь по причине расширения области сверхзвуковых скоростей при смещении скачка уплотнения к хвосту профиля. Это приводит к замедлению роста, а затем и к падению значений подъемной силы и момента крыла, как можно видеть на графике зависимости коэффициента подъемной силы от числа Маха набегающего потока.
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
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.
Еще один ребенок времен «холодной войны». Все это он делает при помощи своих шести мощнейших двигателей. Такая скорость была дана самолету, чтобы уходить не только от советских перехватчиков, но и из зоны поражения ядерного взрыва. А все потому, что это стратегический бомбардировщик с запасом хода в 6900 км.
Bell X-2 Starbuster Во имя науки. Еще один американский самолет - на сей раз не военный, а экспериментальный. Разгоняется до 3911. Первый полет машины прошел еще в 1954 году. Программа была свернута после инцидента на испытаниях. МиГ-25 Большой такой.
Перехватчик американских разведчиков. Именно так позиционировался в свое время МиГ-25. Максимальная скорость этой машины в 3. По иронии судьбы, ни одного разведчика за все время 25-ый так и не перехватил, зато прекрасно показал себя в нескольких вооруженных конфликтах.
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.
Громкие звуки — результат перехода самолетов на гиперзвуковой режим, — написал Ханин в своем Telegram-канале. 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.
Сверхзвуковые пассажирские самолёты – вчера, сегодня, завтра
Собственно, на картинке ниже представлен облик самолёта и раскрыты его характеристики. Как видно, самолёт проекта стриж то есть серийная версия, а не демонстратор получит пару перспективных двигателей, которые будут расположены сзади и сверху. Планер будет из металлокомпозита, аэродинамическая компоновка — с низким уровнем звукового удара.
Но продлилось все это недолго — с 1975 по 1978 год. Тоже не обошлось без громких ЧП. Первое из них произошло еще в 1973 году, Ту-144 рухнул на дома во время показательного полета на авиасалоне в Ле Бурже правда, в последующие годы он там дважды летал уже успешно. Второе случилось в 1978 году в Подмосковье — с опытным образцом новой модификации погибли пилоты. После него от самолета на пассажирских линиях отказались. Помимо проблем с безопасностью, к суперсамолетам был еще длинный ряд претензий. В частности, к их запредельной шумности. Когда лайнер преодолевает сверхзвуковой барьер, с земли это воспринимается как очень громкий хлопок.
А еще эти самолеты жрали слишком много авиакеросина и вообще оказались крайне дорогими и категорически не рентабельными. Над тем, как сделать полеты быстрее звука достаточно безопасными и для пассажиров, и для окружающей среды, сейчас работают и в нашем ЦАГИ, и за рубежом. Благо опыт накоплен, а современные технологии позволяют на многое взглянуть уже по-другому. Но главная проблема так и остается — с дороговизной. В лучшем случае разница будет двукратной. Но возможно, и большей. А для большинства пассажиров увеличение стоимости полета раза в три едва ли приемлемо, - говорит Олег Пантелеев. Как рассказывает журналистам гендиректор ЦАГИ Кирилл Сыпало, в связи с пандемией и общим кризисом в авиаотрасли большее внимание стало уделяться бизнес-авиации. И вот тут-то у сверхзвука очень хорошие перспективы. Небольшие самолеты и создавать проще, и с их окупаемостью меньше проблем.
Та самая группа пассажиров, для которой время — деньги и которая готова заплатить за скорость, и должна дать жизнь новому классу самолетов — пассажирским сверхзвуковым бизнес-джетам, - утверждает в свою очередь Пантелеев.
Они физически ощутят это как налет, будет сильный удар до контузии. По словам авиационного эксперта Романа Гусарова, такую тактику использовали американские летчики, когда атаковали сербские города в 1999 году: не бомбили, а просто пролетали над городом, переходя звуковой барьер, так что все дома вокруг оставались без стекол. На высоте, скорее всего, 4 или 6 километров по боковому уклонению и по высоте. В этом случае может быть такое ощущение. Наверное, он проходил между двумя городами, из-за чего удар получился равномерным. Вы знаете, что такое сверхзвук по приборам? Я летал на скорости более 1200 километров в час. Так вот, 1230 километров в час на высоте 300 метров — это дозвуковой режим работы. Но остается — в зависимости от атмосферного давления — условие, когда и на этой скорости может создаваться ударная волна не совсем сверхзвукового потока, но около этого, тоже достаточно ощутимая — это раз.
Второе — если я возьму 1260 километров в час... Чувствуете разницу? Всего 30 километров в час, это даже на приборе не так заметно, но уже будет сверхзвуковой удар. Понимаете, в чем дело? Пилот мог где-то отвлечься или поторопиться при разгоне. Может, нужно было выйти на заданную цель или на поворотный пункт маршрута, где нужно было встретиться с кем-то еще с целью выполнения боевой задачи. Специально этого не делают. Но, может быть, он шел на перехват воздушной цели. Не исключено, что какого-то беспилотника, который был уже очень близко.
В натуральную величину длина «Стрижа» составит 38 м. Самолёт должен развивать скорость в 1,8 Маха примерно 1,9—2,2 тыс. Машина сможет вместить двух лётчиков и шестерых пассажиров. Прежде всего, такой самолёт подойдёт для рейсов через Атлантику или на другой континент. Он сможет летать в два раза быстрее современных дозвуковых машин. Два двигателя и воздухозаборники помещены в хвостовой верхней части самолёта. 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.
NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации
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». Обычно крейсерская скорость пассажирского самолета составляет примерно 925 км/ч. Самолет должен был быть способным летать на крейсерской скорости от 2300 до 2700 км/ч на расстояние до 4500 километров, при этом перевозя на борту до 100 пассажиров. Рассказываем, что случилось со сверхзвуковыми самолётами, когда они снова вернутся в небо и будут ли доступны полеты на них всем желающим.