После долгого перерыва в России может быть возрождена сверхзвуковая гражданская авиация, но нужно улучшить двигатели. Пролет сверхзвукового пассажирского самолета. 588588 открытий. 11 репост. В ближайшем будущем некоторые авиастроительные компании совместно с NASA сверхзвуковые планируют вернуть в эксплуатацию пассажирские самолеты, построив совершенно другие модифицированные модели с максимально низким уровнем шума. Канадский производитель самолетов Bombardier анонсировал запуск сверхзвукового бизнес-джета Global 8000 с 2025 года. Он опередил не только звук, но и весь мир – иностранный сверхзвуковой пассажирский самолет «Конкорд» взлетел на несколько месяцев позже.
Прототип сверхзвукового пассажирского самолёта Boom Supersonic впервые взлетел
А двигатель живёт очень долго. Приведу пример. Двигатель CFM56, американо-французский, который стоит на всех «Боингах-737» и многих «Эрбасах», — ему уже более 40 лет. Но у него только название старое, а сам двигатель постоянно меняется, в нём постоянно что-то подкручивают, совершенствуют, добавляют. Экономика лучше, шумы меньше — он всё время становится совершеннее. Так и наш ПД-14, первенец в постсоветское время, который соответствует всем современным требованиям. А дальше конструкторы под руководством академика А. Иноземцева доведут его до превосходного состояния.
Ну и наконец, полным ходом идёт разработка двигателя ПД-35 на новой технологической основе. Это наша надежда. Пока некоторые характеристики чуть не дотягивают до заданных, но в процессе доводки, я уверен, они превысят все пожелания. Это двигатель с тягой 35 и с вариацией свыше 40 тонн! Поэтому возвращаться к НК-93, когда новые двигатели уже на подходе, не очень рационально. Жаль, что было упущено время для его запуска. Что называется, родился не вовремя.
Вы наверняка подобные машины «продували». Скажите, почему такие самолёты не пошли в производство? Нам нужно было пощупать это своими руками. Кто-то скажет, что это слишком дорогое удовольствие, чтобы удовлетворить наше любопытство. Но самолётостроение — это вообще очень дорогая отрасль, которую далеко не каждая страна может себе позволить. Теоретические выигрыши от такой конструкции очевидны. Если у вас крыло обратной стреловидности, то за счёт схода с конца крыла ослабленного вихревого жгута значительно уменьшается индуктивное сопротивление.
Но было понятно, что главная проблема будет на стыке аэродинамики и прочности. При увеличении нагрузки это крыло имеет свойство дивергентности. То есть оно как бы закручивается и может потерять устойчивость и попросту развалиться. Это и исследовалось в полёте. Смотрели, насколько это реально и фатально. В истории с «Беркутом» я принимал участие ещё молодым специалистом. Главным конструктором «Беркута» был нынешний академик Михаил Асланович Погосян.
Это его родная, что называется, машина. Он работал с большой группой «цаговских» учёных. Некоторых уже нет с нами. Но многие до сих пор работают. Идея Погосяна заключалась в том, чтобы сделать крыло из композита, слои которого выложить таким образом, чтобы противодействовать дивергенции. И это получилось. Дивергенция на этом крыле наступала с запозданием.
В этом плане наш самолёт сильно отличался от американского аналога. Когда кто-то не слишком умный заявляет, что, мол, мы «содрали» всё с американского образца, это довольно обидно. Попробуй позаимствуй, когда перед тобой сложнейший механизм, в котором переплетаются в единый клубок проблемы аэродинамики, материаловедения, нелинейной механики, аэроупругости! Самолёт был создан трудом нашей отечественной самолётостроительной школы. И академик Погосян с решением сложной задачи блестяще справился. Хотя тогда он академиком ещё не был. А может, даже и доктором наук ещё не был, не помню точно.
Но был просто молодым талантливым учёным-конструктором. Наш самолёт оказался более технологически продвинутым, нежели американский. Так что своё любопытство мы удовлетворили. Была получена масса полезных данных, которые потом пригодились при проектировании также композитного самолёта Су-57, который сегодня уже стоит у нас на вооружении. Так что ничего зря не пропало, всё пошло в дело. Хотелось бы, чтобы и в наше время такие прорывные работы проводились. Без шума, без пыли — Говоря о науке, всегда хочется заглянуть в будущее.
Тем более что любая фантастика норовит превратиться в реальность. В моём детстве самолёт, пролетавший над нами на огромной высоте, ревел страшно. А сейчас их почти не слышно. Как удалось справиться с шумом? Конечно, главным источником шума на современном турбореактивном самолёте является реактивная струя, истекающая из двигателя. Но это не единственный источник шума. Шумит не только двигатель, но и сам планер.
Если уменьшенную в размерах модель самолёта поместить в поток воздуха аэродинамической трубы, то свистящий шум будет таков, будто на нём установлен двигатель. Это шумит турбулентный пограничный слой. Такой шум внутри салона самолёта гасят различной звукоизоляцией, а звукопоглощающие панели, установленные на самолёте или в двигателе, и воздействуют на внешний шум. Есть и другой способ, когда в противофазе генерируется волна. Но это возможно, только когда есть один тон с превалирующей частотой. Эта технология запатентована в ЦАГИ одним из наших учёных. Когда при посадке выпускается шасси, двигатели уже задросселированы и не являются главным источником шума, а вот планер и особенно выпущенные шасси становятся очень мощным источником звука.
Именно в этой фазе полёта самолёт обычно проходит над населёнными пунктами, над головами людей. Так вот шум от шасси имеет ярко выраженную частоту и легко определяется. Эффект ослабления шума был очень заметным. Результат оценили не только у нас, но и в мировом научном сообществе. Изобретение запатентовано, и приоритет технологии принадлежит России. Гравитация же — это тоже волна. Но реально в эксперименте их обнаружили всего лет 10 назад, а то и меньше.
Эйнштейн назвал это рябью в пространстве-времени, её очень трудно обнаружить. Амплитуда ряби мизерная, сравнима с размером протона. Поэтому уловить гравитационные волны очень сложно. Такие открытия актуальны для глобальных астрономических исследований, где электромагнитные волны уже не улавливаются и какую-то информацию о происходящем в других галактиках, например структуру далёкой галактики, можно получить с помощью наблюдений за гравитационными волнами. А вот для нашей бренной жизни на Земле явления с масштабом размера протона вряд ли применимы. Тем более что длина гравитационной волны может составлять до полмиллиона километров, в десятки раз больше самой Земли. Потому их так долго не могли определить.
Эти вещи будоражат ум и прорываются в кино, становятся частью виртуального мира фантастики. Не так давно возникла идея на базе стратегического бомбардировщика Ту-160 создать бизнесджет. Есть ли перспектива создания гиперзвуковых гражданских летательных аппаратов? Ракетоносец Ту-160 имеет сверхзвуковую крейсерскую скорость. Идея вместо огромного бомбового отсека сделать пассажирский салон со всеми удобствами была, и воплотить её технически можно. Но к пассажирским самолётам предъявляются особые требования — к уровню комфорта, шума, в том числе и внутреннего, звукового удара, вибрации, эмиссии и многому другому. То, что допустимо для военного самолёта, часто недопустимо для пассажирского.
Поэтому просто взять военный самолёт, поставить в нём пассажирские кресла и запустить на авиалинии не получится. Что касается нового поколения сверхзвуковых лайнеров, то работы в этом направлении у нас идут. При этом Россия, хотя и не слишком богата в финансовом плане, богата в другом — интеллектом. И работы над сверхзвуковым пассажирским самолётом у нас никогда не прерывались. Да, в известное время они схлопнулись, и занималась этим маленькая группа учёных. Я сам к этой группе принадлежу, поэтому знаю, о чём говорю. Мы работали, и работали не за деньги, а за интерес.
Были отработаны инструменты исследований, изучены основные особенности сверхзвукового обтекания самолёта, включая вопросы образования звукового удара, и др. Наработанный научно-технический задел нам очень пригодился и пошёл в дело при выполнении нескольких работ по линии Минпромторга, направленных на создание сверхзвукового пассажирского самолёта нового поколения.
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов Изложены основы сверхзвуковой динамики пассажирских самолетов. Даны основные сведения о конструкциях и технических характеристиках, рассмотрены типовые параметры сверхзвуковых пассажирских самолетов и освещены основные вопросы их проектирования. Представлены облики перспективных сверхзвуковых самолетов, обладающих конкурентным преимуществом за счет лучших технико-экономических, эксплуатационных и экологических показателей.
Рассмотрены ключевые направления в обеспечении разработки отечественных сверхзвуковых пассажирских самолетов СПС следующего поколения, включающего в себя передовые научно-технические решения. Постулируется, что приемлемые экологические характеристики СПС нового поколения необходимы в связи с существенным ужесточением национальных и международных требований к экологическим характеристикам самолетов гражданской авиации, а именно в контексте проблемы минимизации вредного воздействия СПС на окружающую среду. Рассмотрены пути обеспечения допустимого уровня звукового удара при полете на сверхзвуковой крейсерской скорости, соблюдение норм по шуму в районе аэропорта и вредных эмиссий в атмосферу, что требует поиска новых технических решений, комплексного анализа и выбора наиболее рациональных вариантов аэродинамической схемы планера СПС и его силовой установки. Проанализированы научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы, выполняемые по сверхзвуковой тематике в Российской Федерации и за рубежом. Рассмотрена экономическая эффективность эксплуатации самолетов гражданского назначения с перспективой полета на сверхзвуковой скорости.
Показаны сложности при проектировании сверхзвукового пассажирского самолета. Отмечены противоречия, возникающие при проектировании, а именно, что выбор правильной модели для авиационной промышленности играет важную роль и в большинстве случаев становится основой для принятия подхода к решению той или иной задачи. Литература [1] Эра сверхзвуковых пассажирских самолетов. Авиация России как на ладони — последние события, технологии и история авиации. Новости Online.
Сверхзвуковой самолет нового поколения родом из Японии. Экспертная система продукционного типа для создания базы знаний о конструкциях летательных аппаратов. Экспертная система для создания базы знаний о летательных аппаратах. Системы управления полным жизненным циклом высокотехнологичной продукции в машиностроении: новые источники роста: II Всероссийская научно-практическая конференция Москва, 23 апреля 2019 г. Баумана, 2019, с.
Математическое моделирование оценки надежности объектов сложных технических систем. Сетецентрические управляющие системы и боевые операции.
При этом Hyper Sting должен в два раза превышать скорость своего ближайшего аналога — англо-французского «Конкорда», который выведен из эксплуатации в 2003 году. К тому же он был слишком дорогим в эксплуатации», — отмечает Виньялс.
Дизайнер признаёт, что на данный момент его концепцию невозможно реализовать: для того чтобы достичь невероятных скоростей, планируется использовать два воздушно-реактивных двигателя, приводимых в действие ядерным реактором холодного синтеза, который пока что существует только в теории. Но Виньялс настроен оптимистически и считает, что в будущем эту проблему решат.
Stealthtransit Понятно, что водород не самая простая в обращении жидкость. Это влияет на конструкцию летательного аппарата, меняя привычное соотношение объема фюзеляжа к объему топлива на борту. В ноябре 2022 года Eiger — второй прототип будущего аппарата — совершил несколько успешных полетов. Пока на дозвуковых скоростях. Однако третий прототип должен уже выйти на сверхзвук и начать «пробовать» водород. Новый аппарат предполагается намного больше и тяжелее предыдущих: длиной 11—12 м и массой около 2 т, с баком для хранения 1,5 кубометра жидкого водорода около 100 кг.
Для полета будет использоваться турбореактивный двигатель GE CJ610, дополненный форсажной камерой собственной конструкции. Самолет сможет функционировать в разных режимах: как гибридном, с работой двигателя на керосине, а форсажной камеры — на водороде, так и полностью водородном. Так что если первые прототипы позволили отработать аэродинамику, то на Destinus 3 начнутся испытания многих внутренних элементов будущего гиперзвукового лайнера, включая систему хранения и распределения водорода. Это будет первый беспилотный сверхзвуковой самолет в Европе сейчас такие есть только в США и первый сверхзвуковой самолет на водороде за всю историю авиации. Если все получится, то в дальней — но пока еще очень дальней — перспективе мы придем и к пассажирским самолетам. Даже обычный пассажирский лайнер разрабатывается 10 лет.
В России появится сверхзвуковой пассажирский самолет
Генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института имени Николая Жуковского, член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало заявил о том, что в России в период с 2025 по 2030 годы появятся сверхзвуковые пассажирские авиалайнеры. Говорили, что летные испытания российского демонстратора сверхзвукового пассажирского самолета начнутся уже в 2023 году. Разработка облика сверхзвукового пассажирского самолета, создание модели летательного аппарата, проведение расчетных исследований и испытаний в аэродинамических трубах, на аэробаллистических трассах и ракетном треке. Американская авиакомпания United Airlines (UA) заключила контракт на закупку 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов Overture. В ходе полета самолеты разогнались до 1200-1290 км/ч.
Электросамолет, на который хотят делать ставку
- Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
- Как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
- Добро пожаловать!
- Кирилл Сыпало: "К 2040 году Россия может получить новый сверхзвуковой пассажирский самолет"
- В России разработают пассажирский сверхзвуковой самолет. Уже есть вариант в 3D
Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год
По иронии судьбы, рухнул почти там, где когда-то Ту-144. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только год спустя. Но последовала еще череда инцидентов, и на этом сверхзвуковике тоже поставили жирную точку. Высокий уровень звукового удара у сверхзвуковых самолетов первого поколения и стал одним из главных факторов запрета их полетов над населенными районами в Европе и США. Кстати, международные нормы уровня звукового удара ИКАО не приняла до сих пор. Но, как говорят, работа близится к завершению. Новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. И это, пожалуй, самый большой вызов для современной мировой гражданской авиации До какого минимума можно снизить звуковой удар? А если использовать для оценки звукового удара громкость, то ее приемлемый уровень может составить около 65 децибелл. Такой уровень сравним с шумом большого города". Поэтому сегодня важно создать самолет, который, с одной стороны, будет эффективен, а с другой - экологически безопасен.
Кстати, вес для сверхзвукового самолета так же важен, как и для космического корабля. На 1 кг веса приходится 5-6 кг тяги! В России разрабатываемый сверхзвуковой гражданский джет получил название "Стриж". По последним данным, его пассажировместимость составит до 20-25 человек. С максимальным количеством пассажиров он сможет пролететь до 11 тыс. Речь тогда шла о сверзвуковом бизнес-джете совсем небольшой вместимости. Специалисты тогда рассказывали: минимум на сверхзвуке он должен лететь от пяти часов, для чего нужен принципиально новый двигатель. Двигатель, так же как и аэродинамическая форма самолета, должен соответствовать компромиссу: с одной стороны, иметь хорошую экономику, то есть низкий расход топлива, с другой - пониженный уровень шума. Самолет будет иметь необычный вытянутый корпус. О чем это говорит?
О том, что в принципе на таких скоростях в традиционных решениях очень сложно решить проблему прочности. Кроме того, на сверхзвуке конструкция начинает нагреваться.
Другой вопрос — а что дальше? В будущем возможен переход к электрореактивным двигателям с какими-то фантазийными схемами. В создании демонстратора, например, активно участвуют конструкторские бюро. Это важно, чтобы в дальнейшем обеспечить максимально комфортный переход от научных исследований к реальным конструкциям. В частности, систему управления воздушным движением. В свое время эксплуатация Ту-144 создавала определенные сложности, потому что самолет в зоне ответственности авиадиспетчеров появлялся буквально на несколько минут.
Сейчас задача усложнилась. В повестке дня обеспечить четырехмерное управление траекторией полета СПС нового поколения. То есть не только в пространстве по трем координатам, но и во времени. Это необходимо, чтобы планировать маршрут полета от точки до точки без дополнительных заходов на посадку и ожидания разрешения приземлиться в районе аэропорта. Только при этом условии двигатели двигатели будут работать на оптимальном режиме. В результате самолет становился на несколько метров длиннее.
Что известно о самолете? В обоих случаях «Звездочет» гипотетически способен долететь из Токио в Лос-Анджелес примерно за час.
Гиперзвуковые самолеты такого типа могут взлетать бы из обычного аэропорта на дозвуковых скоростях, а затем устремляться к краю космического пространства на высоту 52 000 м в гиперзвуковом режиме. Предлагаемые размеры самолета — 30,5 м в ширину и 46 м в длину, когда построен реальный физический макет. Venus Aerospace У самолета футуристическая форма с игольчатым носом и она радикально отличается от большинства пассажирских самолетов. Команда планирует сохранить окна в дизайне, так как вид с высоты будет захватывающим, объяснил Дагглби в интервью Flying. Он заявил: «Думаем, что существующие оконные технологии позволят нам это сделать».
Что предстоит сделать? В научных организациях ведутся поисковые и прикладные исследования в обеспечение создания СГС нового поколения. Жуковского», который управляет отечественной прикладной наукой в области авиастроения. Сегодня перед российской воздушной отраслью стоит задача создания новых авиационных решений и разработок для достижения технологического суверенитета страны. Выполнен ряд расчётно-экспериментальных исследований перспективных метало-композитных конструкций, обеспечивающих высокую весовую эффективность и требуемую жёсткость конструкции планера. Полученный научно-технический задел позволяет перейти к созданию крупноразмерного лётного демонстратора комплекса технологий СГС для достижения более высоких уровней готовности технологий. А также на равных участвовать в разработке международных норм на допустимый уровень звукового удара и шума в районе аэропорта в рамках ИКАО. На данный момент разработано техническое предложение на демонстратор комплекса технологий СГС «Стриж». Для сокращения сроков и стоимости создания и лётных испытаний демонстратора проработана возможность максимального использования существующих серийных двигателей, самолётных систем, узлов и агрегатов с минимальной доработкой. Ожидается, что проект нормативных требований к таким самолётам может быть сформирован не ранее 2027 года, по мере наработки статистических данных при полётах демонстраторов технологий СГС. Первый полёт этого самолёта ожидается в 2023 году, тестовая программа исследований в 2025—2026 годах предполагает большое количество полётов над населёнными территориями для оценки восприятия звукового удара добровольцами. Материалы исследований будут переданы в ИКАО для формирования норм по уровню звукового удара для перспективных сверхзвуковых гражданских самолётов. Соответственно, переход к опытно-конструкторским работам ОКР по серийному СГС нового поколения возможен ближе к 2030 году, после утверждения нормативных требований и подтверждения эффективности и реализуемости всего комплекса разрабатываемых технологий и технических решений. Самолёт «Конкорд» генерировал шум, равный 105—110 PLdB. Он был похож на звук выстрела; в зданиях, над которыми пролетал «Конкорд», вибрировали оконные стёкла. Звуковой удар на уровне 70—90 PLdB сопоставим с хлопком дверцы автомобиля. Это когда полёт на сверхзвуке реализуется только над водной поверхностью проект BOOM Overture, США либо выполняется над населённой сушей на скорости, соответствующей числу Маха меньше 1,2. В таком случае, при благоприятном состоянии атмосферы, ударные волны отражаются от более тёплого приземного слоя атмосферы и не достигают поверхности земли проект Aerion AS2, США, закрыт в 2021 году.
Россия готовится возродить сверхзвуковой самолёт Ту-144
Каким будет новый российский сверхзвуковой пассажирский самолет, сколько он будет вмещать пассажиров и есть ли для него двигатель? На этой неделе авиационный стартап Boom Supersonic отправил в первый испытательный полёт прототип сверхзвукового самолёта XB-1. В мире существовало не так много сверхзвуковых пассажирских самолетов, работавших на регулярных рейсах. Компания Boom провела первый испытательный полет аппарата XB-1, прототипа нового сверхзвукового пассажирского самолета.
В России разработают пассажирский сверхзвуковой самолет. Уже есть вариант в 3D
Премьер-министр РФ Михаил Мишустин заявил о необходимости создания российского пассажирского сверхзвукового самолета, который сократит время дальних. Например, перспективный сверхзвуковой пассажирский самолет стартапа Boom Technologies получит три турбовентиляторных двигателя семейства JT8D компании Pratt & Whitney или J79 компании GE Aviation. На этом фоне сообщение о проектировании на основе сверхзвукового стратегического бомбардировщика Ту-160 гражданского пассажирского самолёта звучат не то, чтобы нелепостью – бредом. Последние два года в России ведутся активные работы по созданию сверхзвукового пассажирского самолета (СПС) нового поколения. Российские конструкторы на протяжении двух лет работают над проектом сверхзвукового пассажирского самолета.
Гиперзвуковые пассажирские самолеты будут летать из Нью-Йорка в Лондон всего за 90 минут
Стоимость всех работ по созданию серийного самолета в компании оценили в 105 млрд рублей. Инфо24 поговорил с авиаэкспертами и выяснил, нужен ли все-таки России новый сверхзвуковой пассажирский самолет. Плачевный опыт В истории мирового самолетостроения было два сверхзвуковых пассажирских лайнера: франко-британский Concorde и советский Ту-144. При этом стоимость полета, например, из Европы в США достигала 7 тысяч долларов. Рейсы пользовались популярностью у бизнесменов.
Он показывает, что мы на пути к цели, а это привлечёт ещё большее финансирование. На этом построены все частные аэрокосмические предприятия вроде той же SpaceX», — прокомментировал он. А кроме финансирования компании придётся решать и другие проблемы.
Современные правила воздушных перевозок запрещают сверхзвуковые перелёты над большей частью суши. Впрочем, экспериментальные разработки в области снижения звукового давления вроде X-59 QuessT Quiet SuperSonic Technology могут подтолкнуть законодателей пересмотреть их. Никуда не делась и давняя проблема сверхзвуковых самолётов — повышенное потребление топлива при довольно скромной вместимости. Так, Overture за раз сможет перевезти через Атлантику всего 64 пассажира против 853 у Airbus A380. И это не только экономическая, но и экологическая проблема.
Сверхзвуковой полет предполагает, что самолет движется быстрее скорости звука. Благодаря этой скорости трансатлантический перелет, например, из Лондона в Нью-Йорк, может быть осуществлен вдвое быстрее. Компания Boom утверждает, что их будущий лайнер сможет выполнить подобный рейс за 3,5 часа. Как отмечает "Би-би-си", основные проблемы сверхзвуковых самолетов - это шум, расход топлива и загрязнение.
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. Об этом свидетельствуют предварительные результаты стоимостного проектирования, которое провели в ПАО «Туполев». В сентябре прошлого года министр промышленности и торговли России Денис Мантуров в интервью газете «Ведомости» сообщил, что ведомство намерено поддержать проект компактного сверхзвукового джета на 16—19 мест. Он рассказал, что на исследования по вопросу создания СГС в 2017—2019 годах было направлено 1,4 млрд рублей. В середине апреля 2020 года Минпромторг объявил тендер на формирование концепции сверхзвуковой гражданской машины под шифром СГС-Т1. Работы должны завершиться к 15 декабря 2021 года.
Разработчик получит 213 млн в 2020 году и почти 505 млн в 2021 году. Ожидается, что эти деньги позволят нивелировать дефицит знаний и технологий в сфере гражданского сверхзвука.