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.
Хождение за пять Махов
| Над Краснодаром раздался сильный хлопок. Рассказываем, что такое «сверхзвук» | Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. |
| «Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем | Разработка европейского сверхзвукового самолета шла публично: макеты и концепты демонстрировали на выставках, а научные проблемы обсуждали в открытых журналах. |
| Сверхзвуковой самолёт NASA впервые взлетит в небо в 2024 году | 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. |
| «Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем - Новости | Самолет X-59, разработанный в рамках сотрудничества NASA с компанией Lockheed Martin, обещает стать прорывом в области сверхзвуковой авиации. |
Сверхзвуковые пассажирские самолёты – вчера, сегодня, завтра
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. Сопротивление же, напротив, начинает возрастать из-за уменьшения разрежения в передней части профиля и появления зоны разрежения в хвостовой части профиля. Понимание физической природы подобных режимов течения позволили предпринять практические шаги по проектированию крыловых профилей и самих крыльев, у которых эти неблагоприятные эффекты были минимизированы.
Одним из шагов в этом направлении стало использование профилей с меньшей относительной толщиной, а также стреловидных крыльев, вдоль которых происходит обтекание. Сечения участков этих крыльев имеют меньшую толщину, нежели сечения, расположенные перпендикулярно их передней кромке. С точки зрения математики, это выглядит следующим образом: если разложить скорость набегающего потока на составляющие, одна из которых параллельна передней кромке крыла, а другая перпендикулярна к ней, то составляющая, параллельная размаху крыла, не окажет влияния на распределение давления по крылу. Обтекание крыла будет происходить так, словно на него набегает поток со скоростью, меньшей скорости набегающего потока, что благоприятствует влиянию сжимаемости на его аэродинамические характеристики.
Полную теорию обтекания стреловидных крыльев разработал академик В. Экспериментальное подтверждение этой теории представлено на графике зависимости коэффициента сопротивления скользящих крыльев от чисел Маха для различных углов стреловидности. К освоению «трансзвука» В последующие годы появилась возможность моделировать на ЭВМ воздушные течения путем численного решения уравнений газовой динамики и пограничного слоя. Это позволило в ЦАГИ разработать так называемые сверхкритические крыловые профили, использование которых дало возможность увеличить скорость полета при заданной толщине и заданном значении подъемной силы.
Основой для создания подобных профилей явилось понижение возмущений, вносимых в поток верхней поверхностью профиля, что привело к росту Mк. Однако при малой искривленности верхней поверхности сверхкритического профиля уменьшается доля создаваемой ею подъемной силы. Для компенсации этого явления производится «подрезка» хвостового участка нижней поверхности, что является характерной особенностью данного класса крыловых профилей. Именно за счет повышения давления в хвостовом участке нижней поверхности профиля происходит компенсация подъемной силы, которая теряется на средней части верхней поверхности «эффект закрылка».
Низкий уровень скоростей на верхней поверхности сверхкритических профилей приводит при околозвуковом обтекании к образованию местной сверхзвуковой зоны с меньшим ускорением потока, а также смещением замыкающего скачка уплотнения в заднем направлении. Все это уменьшает интенсивность скачка уплотнения перепада давлений на нем и снижает волновое сопротивление. В итоге на сверхкритическом профиле можно реализовать дальнейшее продвижение по скорости полета, т. Важной эксплуатационной характеристикой сверхкритических профилей второго поколения является их независимость от величины подъемной силы.
На графиках распределения коэффициента давления по верхней поверхности различных профилей и зависимости коэффициента их волнового сопротивления от числа Маха показана эволюция распределения коэффициента давления и коэффициента волнового сопротивления при переходе от обычных профилей крыла к сверхкритическим.
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. Именно этот борт Ту-144 рухнет на французский городок.
Снимок сделан незадолго до катастрофы. Изображение: Wikipedia. Первое происшествие случается 3 июня 1973 года.
Во время демонстрационного полета на международном авиасалоне в Ле-Бурже Франция Ту-144 от перегрузок разваливается в воздухе. Чуть меньше двухсот тонн металла упали на маленький город Гуссенвиль: погибли все шесть человек на борту самолета и восемь человек на земле. Этот авиасалон и ранее омрачался катастрофами: в 1961 разбился бомбардировщик, в 1965 — сразу два.
Но столь крупного происшествия еще не было.
В 1950—1960-е годы произошло бурное развитие сверхзвуковой авиации. Решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности на сверхзвуковых скоростях. Рост скорости полёта сопровождался увеличением потолка свыше 20 км.
В эти годы начато серийное производство сверхзвуковых самолётов самого разного назначения: Первый серийный истребитель, который достигал скорость звука, советский реактивный самолёт МиГ-17 1949 Первым из серийных истребителей, который достигал скорость звука, был советский реактивный истребитель МиГ-17 , разработанный ОКБ Микояна и Гуревича в конце 1940-х годов.
Теоретически охлаждение внешних частей аппараты могло быть каким угодно. Избыточное тепло, в свою очередь, предполагалось задействовать с целью повышения эффективности работы двигателя самолета.
При этом данная технология позволяла бы генерировать вследствие реакции топлива и виды свободный водород. В данный момент доступные широкой публике сведения о продолжении разработки «Аякса» отсутствуют, однако исследователи считают весьма перспективным внедрение советских концепций в практику. Он представляет собой гиперзвуковой управляемый планер, размещаемый на баллистической ракете.
МБР запускает летательный аппарат в космос, откуда машина резко пикирует вниз, развивая гиперзвуковую скорость. Китайский аппарат может монтироваться на разных МБР, обладающих дальностью от 2 до 12 тыс. Установлено, что в ходе тестов аппарат WU-14 смог развить скорость, превышающую 12 тыс.
Вместе с тем многие исследователи считают, что китайскую разработку не вполне правомерно относить к классу самолетов. Так, распространена версия, по которой аппарат следует классифицировать именно как боеголовку. Причем весьма эффективную.
При полете вниз с отмеченной скоростью даже самые современные системы ПРО не смогут гарантировать перехвата соответствующей цели. Можно отметить, что разработками гиперзвуковых аппаратов, задействуемых в военных целях, занимаются также Россия и США. При этом российская концепция, по которой предполагается создавать машины соответствующего типа, значительно отличается, как свидетельствуют данные в некоторых СМИ, от технологических принципов, реализуемых американцами и китайцами.
Так, разработчики из РФ концентрируют усилия в области создания летательных аппаратов, оснащенных прямоточным двигателем, способных запускаться с земли. Россия планирует сотрудничество в этом направлении с Индией. Гиперзвуковые аппараты, создаваемые по российской концепции, как считают некоторые аналитики, характеризуются меньшей стоимостью и более широкой областью применения.
Вместе с тем гиперзвуковой самолет России, о котором мы сказали выше Ю-71 , предполагает, как считают некоторые аналитики, как раз-таки размещения на МБР. Если этот тезис окажется верным, то можно будет говорить о том, что инженеры из РФ работают сразу по двум популярным концептуальным направлениям в строительстве гиперзвуковых летательных аппаратов. Резюме Итак, вероятно, самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире, если говорить о летательных аппаратах безотносительно их классификации, это все же китайский аппарат WU-14.
Хотя нужно понимать, что реальные сведения о нем, в том числе касающиеся испытаний, могут быть засекречены. Это вполне соответствует принципам китайских разработчиков, которые часто во что бы то ни стало стремятся сохранить свои военные технологии в тайне. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс.
Его «догоняет» американская разработка X-43A — многие эксперты считают самым скоростным именно его. Теоретически гиперзвуковой самолет X-43A, а также китайский WU-14 может догнать разработка от Orbical Science, рассчитанная на скорость более 12 тыс. Характеристики российского самолета Ю-71 пока что не известны широкой публике.
Вполне возможно, что они будут приближены к параметрам китайского летательного аппарата. Российские инженеры также ведут разработки по гиперзвуковому самолету, способному взлетать не на базе МБР, а самостоятельно. Гиперзвуковые самолеты, безотносительно их возможной классификации, рассматриваются в первую очередь как носители вооружений, скорее всего, ядерных.
Однако в работах исследователей из различных стран мира встречаются тезисы о том, что «гиперзвук», подобно атомным технологиям, вполне может быть мирным. Дело за появлением доступных и надежных решений, позволяющих организовать серийное производство машин соответствующего типа. Использование подобных аппаратов возможно в самом широком спектре отраслей хозяйственного развития.
Вы точно человек?
Разработка самолета началась в 2019 году на заводе Skunk Works корпорации Lockheed Martin в Палмдейле, штат Калифорния. X-59 - не пассажирский самолет, а экспериментальная машина для испытания нового типа фюзеляжа. Обычные сверхзвуковые самолеты при преодолении звукового барьера создают так называемый "звуковой удар". Благодаря особой форме крыльев и передовым техническим характеристикам X-59 достигается значительное снижение уровня шума по сравнению с бывшим британо-французским сверхзвуковым пассажирским самолетом Concord и советским Ту-144.
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. Работник электромонтажной компании Виталий рассказал корреспонденту, что под землей мог находиться кабель с высоким напряжением. Сегодня, 13 апреля, неизвестный беспилотник заметили над подмосковной ТЭЦ в Электростали. Мы рассказывали, кто его запустил.
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. На сегодняшний день в России ведутся работы по нескольким типам СГС. ПАО «Туполев» совместно с другими ведущими отечественными предприятиями, включая ЦАГИ, создаёт самолёт вместимостью порядка 30 пассажиров. Взлётная масса лайнера составит 70 тонн, скорость — 1,4—1,8 Маха.
В сентябре 2018 года заместитель генерального директора по проектированию ПАО «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что в своих научных изысканиях по теме СГС конструкторы компании опираются на опыт разработки военных машин с крылом фиксированной и изменяемой геометрии — Ту-160 и дальнего бомбардировщика Ту-22. При этом, как утверждает Солозобов, цена СГС будет чуть выше дозвукового узкофюзеляжного двухдвигательного самолёта Ту-214.
И при последней, значительно снижается «взрывной» эффект смены давления, и люди, находящиеся внизу, например, в городе, если самолёт пролетает над ним, даже тогда, когда слышат таковой эффект, то только как «отдалённый хлопок дверью автомашины».
Форма — тоже важно Кроме того, например, японские авиационные конструкторы, не так давно, в середине 2015, создали беспилотный планер модели D-SEND 2. Его форма спроектирована особым образом, позволяя существенно уменьшить интенсивность и количество ударных волн, возникающих, когда аппарат летит на сверхзвуковой скорости. Эффективность предложенных таким образом, японскими учёными, инноваций, была доказана при испытаниях D-SEND 2.
Таковые провели в Швеции, в июле 2015. Достаточно интересным был ход мероприятия. Планер, который не был оснащён двигателями, подняли на высоту в 30,5 километров.
С помощью воздушного шара. Затем его сбросили вниз. За время падения он «разогнался» до скорости в 1,39 Маха.
После проведённых испытаний, японские авиаконструкторы смогли с уверенностью заявить — интенсивность ударных волн, при полёте их детища на скорости, превышающей быстроту распространения звука, — в два раза меньше, чем у «Конкорда». Прежде всего — его носовая часть не осесимметричная. Киль смещён к ней, и при этом, горизонтальное хвостовое оперение установлено как цельноповоротное.
Оно также расположено под отрицательным углом к продольной оси. И при этом законцовки оперения располагаются ниже, чем точка крепления. Крыло, плавно сопряжённое с фюзеляжем, выполнено с нормальной стреловидностью, но ступенчатое.
По примерно такой же схеме сейчас, по состоянию на ноябрь 2018, проектируют пассажирский сверхзвуковой AS2. Работают над ним профессионалы из Lockheed Martin. Заказчиком выступает NASA.
Планируется, что она будет создаваться с упором на уменьшение интенсивности ударных волн. Сертификация и… ещё одна сертификация Важно понимать, что некоторые проекты пассажирских сверхзвуковых самолётов будут реализовываться уже в начале 2020-х. При этом, правила, установленные Международной организацией гражданской авиации, в 2006 и 2008, ещё будут действовать.
А значит, если до того времени не случится серьёзного технологического прорыва, в области «тихого сверхзвука», то вероятно создание именно самолётов, кои будут переходить на скорость, выше одного Маха, только в зонах, где сие разрешено. И после этого, когда необходимые технологии всё же появятся, при таком сценарии, придётся проводить множество новых испытаний. С целью того, чтобы самолёты могли получить разрешение на полёты над населёнными пунктами.
Но это лишь рассуждения о будущем, сегодня что-либо точно сказать на этот счёт весьма трудно. Вопрос цены Ещё одна проблема, упомянутая ранее- дороговизна. Конечно, на сегодняшний день, уже создано множество двигателей, намного более экономичных, нежели те, которые эксплуатировали ещё двадцать, или тридцать лет назад.
В том числе, сейчас проектируются и те, кои могут обеспечить самолёту движение на сверхзвуковой скорости, но при этом не «съедают» столько горючего, сколько Ту-144, или «Конкорд». Каким образом? Прежде всего — это использование керамических композиционных материалов, что обеспечивают снижение температур, а сие особенно важно в горячих зонах силовых установок.
Кроме того — введение ещё одного, третьего, воздушного контура — помимо внешнего и внутреннего. Нивеляция жёсткой сцепки турбины с вентилятором, внутри самолётного двигателя и т. Но тем не менее, даже благодаря всем этим нововведениям, нельзя сказать, что сверхзвуковой полёт, в сегодняшних реалиях — экономичен.
Потому, для того, чтобы он стал доступен и привлекателен для широких масс населения, крайне важны работы по усовершенствованию двигателей. Возможно — актуальным решением станет полная переработка конструкции — считают эксперты. Кстати — снизить стоимость за счёт увеличения количества пассажиров на один рейс, также не удастся.
Поскольку те авиамашины, что проектируют на сегодняшний день имеются ввиду, конечно, сверхзвуковые самолёты , рассчитаны на перевозки небольшого числа людей — от восьми, до сорока пяти. Новый двигатель — вариант решения проблемы Из последних новинок, в данной сфере, следует отметить инновационную реактивную, турбовентиляторную силовую установку, созданную в нынешнем, 2018 году, компанией GE Aviation. В октябре она был представлен под названием Affinity.
Этот двигатель планируют установить на упомянутую модель пассажирского AS2. Каких-либо существенных технологических «новинок» в данном типе силовых установок не предусмотрено. Но при этом, в нём соединены особенности реактивных двигателей с большой и малой степенью двухконтурности.
Что делает модель весьма интересной, для установки на сверхзвуковом самолёте. Кроме всего прочего, создатели двигателя утверждают, что при испытаниях он докажет свою эргономичность. Расход топлива силовой установкой будет примерно равен тому, который можно фиксировать у стандартных двигателей авиалайнеров, находящихся ныне в эксплуатации.
То есть, это заявка на то, что силовая установка сверхзвукового самолёта будет потреблять приблизительно столько же топлива, сколько и у обычного авиалайнера, не способного разогнаться до скорости выше одного Маха. Как это получится — пока объяснить трудно. Поскольку особенности конструкции двигателя его создатели на настоящий момент не раскрывают.
Какими они могут быть — российские сверхзвуковые авиалайнеры? Конечно, сегодня существует множество конкретных проектов сверхзвуковых пассажирских самолётов. Однако, далеко не все близки к реализации.
Посмотрим на наиболее перспективные. Итак — особого внимания заслуживают российские авиастроители, унаследовавшие опыт советских мастеров. Как упоминалось ранее, сегодня, в стенах ЦАГИ имени Жуковского, по словам его сотрудников, уже почти закончено создание концепции сверхзвукового пассажирского самолёта нового поколения.
В официальном описании модели, предоставленном пресс-службой института, упоминается, что это «лёгкая, административная» авиамашина, «с низким уровнем звукового удара». Проектированием занимаются специалисты, сотрудники данного учреждения. Также, в сообщении пресс-службы ЦАГИ упомянуто, что благодаря особой компоновке корпуса самолёта и специальному соплу, на коем установлена система шумоглушения, данная модель будет демонстрировать последние достижения технологического развития российского авиастроения.
Кстати, важно упомянуть, что среди наиболее перспективных проектов ЦАГИ, помимо описанного — новая конфигурация пассажирских авиалайнеров, именуемая «летающее крыло». Она реализует несколько особенно актуальных улучшений. А конкретно — даёт возможность, улучшить аэродинамику, снизить потребление топлива и т.
Но для не сверхзвуковых авиамашин. Кроме всего прочего, данный институт уже неоднократно представлял готовые проекты, которые привлекали внимание авиалюбителей со всего мира. Таковая была представлена на выставке «Гидроавиасалон-2018».
Далее, важно упомянуть о предложенном президентом России варианте создания сверхзвукового пассажирского самолёта, на основе стратегического бомбардировщика — Ту-160. Но таковой пока не был реализован. Американский AS2 способный развить скорость до 1,5 Маха.
Испанский S-512 предел скорости — 1,6 Маха. И также, находящийся на стадии проектирования в США, Boom, от компании Boom Technologies ну а он сможет летать с максимальной скоростью в 2,2 Маха. Но он будет представлять собой летающую научную лабораторию, а не пассажирский самолёт.
Да и запускать оный в серийное производство пока никто не планировал. Интересны планы компании Boom Technologies. Сотрудники данной фирмы заявляют, что будут стараться добиться максимального удешевления стоимости полёта на создаваемых предприятием сверхзвуковых авиалайнерах.
Например, цену за перелёт из Лондона в Нью-Йорк они могут приблизительно назвать. Это около 5000 долларов США. Для сравнения, столько стоит билет на рейс из английской столицы в «Новый» Йорк, на обычном, или «дозвуковом» самолёте, в бизнес-классе.
Жители нескольких районов Подмосковья услышали звуки взрывов. Объясняем, что это было
| Telegram: Contact @news161ru | В Луганске объяснили звук взрыва переходом самолета на сверхзвуковую скорость. |
| Видео дня: сверхзвуковой самолет нового поколения XB-1 совершил первый полет - Hi-Tech | Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша. |
| NASA представило экспериментальный "малошумный" сверхзвуковой самолет X-59 | Между звуками перехода самолета на сверхзвуковую скорость и взрыва крайне трудно найти разницу. |
NASA представило экспериментальный "малошумный" сверхзвуковой самолет X-59
Как заметили в компании, максимальная скорость XB-1 составляла не больше 440 км/ч. Спустя 12 лет серийные сверхзвуковые истребители МиГ-19 уже охотились за американскими самолетами-шпионами, а еще ни один гражданский самолет не попытался превысить скорость звука. Этот экспериментальный самолет должен показать принципиальную способность пассажирского лайнера летать на сверхзвуковой скорости М = 1,42 (1510 км/ч), т. е. доказать приемлемость такого транспорта. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч. Диапазон скоростей очень широкий — от дозвуковых и трансзвуковых режимов полёта до сверхзвуковых и гиперзвуковых, от 5 Махов до 20. Россия ведет разработку гиперзвукового гражданского авиалайнера, через два года запланирован полет самолета-демонстратора, но машине нужен новый экономичный двигатель, разработка которого пока не ведется, сказал газете ВЗГЛЯД авиаэксперт Роман Гусаров.
Сверхзвук 2.0: когда появятся наследники «Конкорда» и Ту-144?
| Почему при преодолении звукового барьера слышится хлопок? | Возможно, решить эти проблемы удастся, перейдя от сверхзвуковых скоростей сразу к гиперзвуковым, на уровень 5–6 М – более 6000 км/ч. |
| 9 самых быстрых и мощных действующих истребителей | Как заметили в компании, максимальная скорость XB-1 составляла не больше 440 км/ч. |
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
«При работе ТРД, использующего криогенное топливо, происходит разгон самолета до гиперзвуковой скорости. Самолёт способен развивать максимальную скорость в 2,5 Маха. Как заметили в компании, максимальная скорость XB-1 составляла не больше 440 км/ч. Разработка европейского сверхзвукового самолета шла публично: макеты и концепты демонстрировали на выставках, а научные проблемы обсуждали в открытых журналах.
Сверхзвуковой самолёт NASA впервые взлетит в небо в 2024 году
Спустя 45 лет после прекращения эксплуатации Ту-144 на пассажирских авиалиниях, в России вновь на официальном уровне говорят о необходимости создания гражданского сверхзвукового самолета. Учитывая, что судно должно развивать сверхзвуковую скорость, разработчики оптимизировали форму самолёта, чтобы обеспечить низкий уровень шума при взлёте и посадке. Гиперзвуковой полет займет диапазон высот 30–35 км, намного выше, чем у сверхзвуковых самолетов.
«Это удар, близкий к разрыву снаряда». Военный летчик — о сверхзвуковых полетах над Ростовом
Небольшая дальность полета Проблема расхода топлива оказалась куда сложнее. Емкость баков была не бесконечной. При таком расходе дальность полета едва дотягивала до 3000 км. Баки при модернизации увеличивали, но и этого было недостаточно. Инженеры модернизировали моторы до версии НК-144А, что незначительно улучшило показатели, поскольку эта модель развивала максимальную тягу до 18 тонн сил — рекорд для того времени. Но бесфорсажный режим давал лишь около 15 тон сил. В итоге, лайнер так и не вышел на экономичный крейсерский полет.
Решением стало разработать новый бесфорсажный двигатель. Таким стал РД-36. Невостребованность сверхзвуковых авиалайнеров у авиакомпаний Летом 1973 года над парижским небом разбился Ту-144. Это был сокрушительный удар по проекту и престижу всех отечественных и зарубежных гиперзвуковых машин. Авиакомпании сделали вывод, что такие лайнеры трудно управляемы, ненадежны и опасны для путешествий. Высокий расход топлива, выбросы в атмосферу и звуковые удары дополняли отрицательный темп на продвижение этих лайнеров.
Несмотря на то, что серийные самолеты уже летали, рейсы имели множество ограничений. Некоторое время пассажирские перелеты были отменены в СССР. Ту-144 перевозил лишь грузы и почту. Экологические последствия Большинство представителей современной авиаиндустрии делают ставки на водород. Благодаря своей энергоемкости, он обгоняет электрические батареи в гонке за экологичные полеты. Все эти изменения предназначены для того, чтобы авиация перешла на экологически чистый уровень, чего не скажешь о сверхзвуковых самолетах: из-за сжигания дополнительного топлива и увеличения максимальной тяги скорость увеличения отработавших газов возросла вдвое.
У супер транспорта возникала еще одна проблема — экологический шум. Гиперзвуковой воздушный транспорт На сегодняшний день продолжается модернизацию российской и американской авиации. Державы давно конкурируют в развитии гиперзвуковых технологий. Американцы пытаются сконструировать ракеты, оружие и прямоточный воздушный двигатель. У Российской Федерации уже в наличии ракетные гиперзвуковые комплексы «Кинжал».
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.
Стреловидный фюзеляж, крылья как у чайки, воздухозаборники, установленные, в отличие от обычного самолета, сверху, — всё это должно устранить обычно возникающий на такой скорости звуковой эффект, похожий на взрыв. С земли, как заверяют создатели, пролет такого самолета на полной скорости будет восприниматься не громче, чем хлопок дверью автомобиля. Модель уже прошла успешные испытания в аэродинамических трубах. Впрочем, никто не знает, окажется главной в будущем скорость или все-таки экономичность. Новейшие технологии позволят перевозить еще больше пассажиров, чем сейчас. Другие интересные разработки касаются комфорта — в частности, предлагается делать в грузовых отсеках спальные места, чтобы и в экономе можно было вытянуться в долгой дороге. Правда, без иллюминатора.
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. Представим ситуацию, что сопредельное государство, Украина например, запустило в это время «Стриж» ТУ-141 — наш старый беспилотник.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
На сверхзвуковом лайнере за это время я добрался бы до Владивостока и, может, даже успел бы искупаться в Тихом океане. Пока настолько быстрые путешествия невозможны, но лет через десять наверняка для кого-то станут обычным делом. Если, конечно, эксперты и регуляторы из разных стран не передерутся. Почему Ту-144 и "Конкорд" ушли в историю? Сверхзвуковой пассажирский транспорт когда-то уже существовал. Их было ни с чем не перепутать: узкий вытянутый фюзеляж с заостренным носом, по бокам - длинные дельтовидные крылья, как оперение стрелы, снизу - еле заметные двигатели угловатой формы, чем-то напоминающие старые камеры видеонаблюдения. Это были самолеты будущего, способные разогнаться более чем до 2 тыс. Но это будущее толком не наступило. Скорость звука не просто красивое сравнение.
Если лететь еще быстрее, возникает дополнительное сопротивление воздуха. Необычные субтильные силуэты "Конкорда" и Ту-144 позволяли преодолеть звуковой барьер, но дорогой ценой: несмотря на конструкторские ухищрения, оба самолета расходовали непомерно много топлива, а вмещали лишь чуть больше сотни пассажиров. Билеты стоили соответствующе. Места в последних рейсах "Конкорда" между Лондоном и Нью-Йорком стоили 4350 в одну сторону с поправкой на инфляцию по нынешнему курсу это около 540 тыс. Расход топлива - половина беды: "Конкорд" и Ту-144 были настоящей напастью для людей на земле. Чтобы получше в этом разобраться, я отправился в подмосковный город Жуковский - 40 минут на метро и полчаса на электричке - к научному руководителю ЦАГИ и проекта по разработке концепции сверхзвукового пассажирского самолета второго поколения. Волна, идущая от носа корабля, распространяется на огромное расстояние, на это уходит энергия", - заходит издалека академик РАН Сергей Чернышев. Со сверхзвуковыми самолетами получается то же самое, только вместо воды - воздух: ударная волна от летательного аппарата уносит часть энергии двигателя.
Там, где ударная волна касается земли, раздается взрыв. На самом деле ничего не взрывается - громкий хлопок обусловлен перепадом давления. Этот перепад составляет всего несколько десятитысячных долей атмосферного давления, но ухом воспринимается как отдаленный раскат грома будто из ниоткуда. Ночью они просыпаются, да и днем из-за внезапности это неприятно", - рассказывает Сергей Чернышев. А были случаи, когда из-за низко летевших Ту-144 и боевых машин лопались стекла, по зданиям шли трещины. Причем звуковой удар возникает не только под пролетающим самолетом - он накрывает землю ковром шириной в десятки километров, который стелется под воздушным судном, пока скорость остается сверхзвуковой. В Америке грохот самолетов будущего так встревожил чиновников, что Федеральное управление гражданской авиации США запретило полеты "Конкордов" над сушей еще до того, как те впервые поднялись в воздух с пассажирами на борту ооновская Международная организация гражданской авиации, или ИКАО, позже приняла резолюцию, где говорится, что сверхзвуковые самолеты не должны создавать "неприемлемые ситуации для людей". Потенциально популярные маршруты между Восточным и Западным побережьем страны отпали, а поскольку мир в 1970-х был не настолько глобализованным и богатым, как сейчас, франко-британским самолетам оставалось летать над Атлантикой из Нью-Йорка в Париж, Лондон и в обратном направлении.
Перевозчики терпели убытки, несмотря на дорогие билеты, в 2000-м один "Конкорд" разбился, погибло больше 100 человек, вскоре для гражданской авиации наступили непростые времена из-за терактов 11 сентября и дорожающей нефти - в 2003 году "Конкорд" совершил последний рейс. О Ту-144 к тому моменту никто не вспоминал: советский самолет был снят с эксплуатации спустя всего семь месяцев после первого коммерческого полета. Сверхзвуковые самолеты остались только у Министерства обороны и научно-исследовательских институтов. Что общего у самолетов и качелей? Еще пока "Конкорды" летали в небе над Атлантикой, начались разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения.
Эксперт объяснил, как образуется сверхзвук; фото из личного архива Ивана Нечаева Читать Телеканал Краснодар: Вечером 19 декабря в разных районах Краснодара был слышен сильный шум. Почему самолет издает такой шум? Самолет как будто просто врезается в стенку и пытается ее проломить. То есть при увеличении скорости увеличивается плотность воздуха. Самолету нужно это преодолеть, так и происходит «хлопок». С данным эффектом многие сталкивались в жизни — это хлыст. Когда пастух взмахивает кнутом, на кончике хлыста образуется этот эффект перехода на сверхзвуковую скорость, и мы слышим хлопок.
Комментирует главный редактор журнала «Авиасоюз» Илья Вайсберг: — Были англо-французский самолет «Конкорд» и советские Ту-144. Обратите внимание, что такая сильная авиационная держава как США не участвовала в этом. А почему не участвовала? Потому что у них был запрет на полет сверхзвуковых пассажирских самолетов над территорией США. У нас сейчас есть даже программа СПС — сверхзвуковой пассажирский самолет. Если он и появится, то, скорее всего, это будет самолет только бизнес-класса, дорогой для обычных пассажиров. И там могут появиться законодательные ограничения на регулярные полеты. Поэтому вопрос перспективы сверхзвуковых пассажирских самолетов неоднозначный.
Команда работает над тремя основными технологиями: ракетным двигателем нового поколения с нулевым уровнем выбросов, уникальной конструкцией самолета и передовым охлаждением, которые позволят космическому самолету взлетать с существующих космодромов и объектов инфраструктуры. Что ждет самолет в будущем? Venus уже разработала и построила двигатель для демонстрации технологии и провела основные испытания в гиперзвуковых аэродинамических трубах и силовых лабораториях по всей стране. Компания надеется начать испытания дозвуковых и сверхзвуковых моделей в следующем году. Если и когда Stargazer оторвется от земли, обещание доставить пассажира через весь земной шар на абсурдных скоростях будет заманчивым для людей, которые могут себе это позволить. Тем не менее, после крушения самолета «Конкорд» в июле 2000 года публика по понятным причинам беспокоится о безопасности сверхзвуковых транспортных средств, отмечает Gizmodo. Погибло больше 100 человек.