Новый сверхзвуковой самолет способен достигать скорости 1488 километров в час со сниженным уровнем шума.
Критерии гиперзвукового самолета
- Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
- В США представили экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59
- Как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
- Сверхзвук 2.0: когда появятся наследники «Конкорда» и Ту-144?
- Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
Пензенский эксперт о переходе самолета на сверхзвук: «Для населения это не страшно»
НАСА недавно поделилось парой изображений , на которых X-59 находится на так называемой «линии полета» — пространстве между ангаром и взлетно-посадочной полосой на заводе Lockheed Martin, Калифорния. Затем НАСА передаст свои выводы американским и международным регулирующим органам, что может открыть возможность коммерческих сверхзвуковых полетов над сушей. При такой скорости время полета между пунктами назначения, конечно, резко сократится.
После подтверждения эффективности и реализуемости интегрированного комплекса технологий на таких демонстраторах и валидации расчётных методов проектирования возможна разработка первых нормативных документов. В дальнейшем разработка серийных самолётов тоже должна быть поэтапной. Это число Маха, соответствующее крейсерской скорости полёта. Планер с удлинённой носовой частью — Для сверхзвуковых самолётов, наверное, нужны особые аэродромы? Принципиальное значение для перспективных СГС имеет эффективность интеграции новых технических решений в едином техническом облике. В этом смысле используемые компоновочные решения являются уникальными и нетрадиционными.
Например, для снижения звукового удара необходимо разместить воздухозаборники силовой установки на верхней поверхности планера. Задача обеспечения высоких характеристик потока на входе в двигатель при таком расположении является достаточно сложной, это потребовало большого объёма расчётных и экспериментальных исследований. Для снижения звукового удара также необходимо существенно удлинить носовую часть планера, увеличить стреловидность и угол поперечной V-образности крыла и выполнить множество локальных деформаций нижней поверхности планера. Жуковского» выиграл госконтракт на создание демонстраторов СГС. 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».
Увеличивалась прочность конструкции, снижался ее вес. В марте 1972 года взлетел первый серийный Ту-144. Ту-144 испытывался на перевозке грузов и готовился к использованию на пассажирских авиалиниях. Именно на известном французском авиасалоне произошла первая катастрофа сверхзвукового авиалайнера. Погиб весь экипаж и восемь жителей поселка. В результате расследования технических неисправностей самолета обнаружено не было, точная причина падения Ту-144 так и не была установлена. Неутешительные итоги Несмотря на катастрофу, развитие самолета продолжалось. В 1977 году наконец-то был открыт первый пассажирский рейс Ту-144 Москва — Алма-Ата. Полет проходил на высоте 16-17 тыс. Самолет летал один раз в неделю и перевозил 80 человек. По отзывам пассажиров, они чувствовали себя в полете, как космонавты. В 1976 году началась постройка Ту-144 с новым двигателем РД-36-51А, который должен был обеспечить более длительный сверхзвуковой полет. Происшествие с первой опытной моделью именно этой серии стало решающим в судьбе Ту-144. В мае 1978 года во время испытаний в Подмосковье самолет был вынужден совершить экстренную посадку по причине возгорания одного из двигателей. При этом два члена экипажа погибли. В том же году было принято решение о приостановке пассажирских перевозок. Программа развития самолета была свернута, производство Ту-144 прекратили в 1981 году. Позже самолеты использовались для грузоперевозок, тренировочных и испытательных полетов. Как показала практика, сверхзвуковые пассажирские перевозки оказались очень затратным делом даже для плановой экономики, которая никогда не скупилась на вложения в промышленность. Ту-144 оказался дорогим и сложным в эксплуатации. В СССР для него не было подходящей инфраструктуры и достаточного количества маршрутов, а для продаж за границу существовали большие препятствия. Его европейский конкурент «Конкорд», пролетавший до 2003 года, испытывал примерно те же трудности и уступил небо более экономным дозвуковым авиалайнерам. О результатах воплощения программы сверхзвукового пассажирского авиалайнера до сих пор не утихают споры. Одно можно сказать точно: отечественные авиастроители в очередной раз подтвердили свое мировое лидерство, победив в сверхзвуковой гонке. Работы над Ту-144 помогли поднять уровень советского авиапрома и смежных областей.
Ими занимаются государственные агентства и институты ЕС, США, Японии, России, корпорации с долгой историей в авиастроении и недавно открытые фирмы. До 2010-х годов об этом слышали разве что специалисты, но чем ближе испытания новых аппаратов, тем сильнее интерес - и тревога - обычных людей. Так как за 50 лет законы физики не изменились, проблемы стоят все те же: звуковой удар и расход горючего. Есть и еще кое-что - оглушительный шум на взлете и посадке. Реактивные струи из двигателей буквально разрывали воздух. Громкость двигателей можно снизить, увеличив диаметр, но вместе с габаритами вырастет сопротивление воздуха - самолет будет потреблять больше топлива или вообще окажется не в состоянии преодолеть звуковой барьер. Что изменилось, в отличие от законов природы, так это требования ИКАО к шуму на взлете и посадке. Чтобы новые самолеты соответствовали нынешним правилам той самой 14-й главе, о которой говорил в Сочи Виктор Копьев , они должны быть тише СПС первого поколения более чем в 16 раз. Для этого инженеры ищут новые технические решения, например, пытаются упрятать двигатели в конструкции самолета, чтобы звук экранировался корпусом и не распространялся вниз к земле. Для звукового удара таких норм еще нет. По словам Сергея Чернышева, в Комитете по защите окружающей среды от воздействия авиации КАЕП ИКАО даже не договорились, как его измерять: по скачку давления, по спектру звуковых частот или еще как-то. В последние десять лет звуковой удар рассматривается как импульсный шум, громкость которого можно измерить в децибелах. Логично предположить, что этот порог и есть допустимый уровень шума, ведь пролетающий самолет никто просто не заметит. Шум захлопывающейся двери автомобиля тоже импульсный и примерно соответствует 60-65 дБ. Многие эксперты считают, что днем звуковой удар с эквивалентной громкостью 65 дБ приемлем. Безусловно, ночью требования должны быть жестче", - объясняет Сергей Чернышев. Но даже если самолет с такими характеристиками удастся создать, этого может быть недостаточно. На октябрьской конференции ИКАО представитель Австрии высказал мнение европейских стран: "Технические данные показывают, что при разоне уровень звукового удара окажется сопоставим с тем, что был у "Конкорда" на крейсерской скорости. Такой уровень шума привел к запрету полетов на сверхзвуковых скоростях над населенной местностью". И даже уменьшенный звуковой удар в крейсерском полете, по мнению авторов доклада, доставит людям неудобства. Споры об этом не утихают до сих пор. На дозвуке для хорошей аэродинамики требуется длинное крыло, но с таким крылом самолет невозможно разогнать до сверхзвуковой скорости - возникнет огромное сопротивление, и самолет словно упрется в стену, - говорит Сергей Чернышев. СПС второго поколения должен быть оптимально настроен для длительного, протяженного крейсерского полета со сверхзвуковой скоростью, и чтобы такие самолеты получили путевку в жизнь, необходимо принять нормы по низкому звуковому удару". Проектировать сверхзвуковой пассажирский самолет - все равно что качаться на качелях. Длинные крылья улучшают аэродинамику на низких скоростях, но не позволяют преодолеть звуковой барьер. Двигатели с большим поперечным сечением позволяют уменьшить шум, одновременно повышая сопротивление и расход топлива. Для минимального звукового удара на земле носовая часть фюзеляжа должна быть затуплена, но это приводит к росту сопротивления воздуха и расхода горючего. Тем не менее по всему миру разрабатывают несколько сверхзвуковых аппаратов, а пара американских компаний уже принимает предзаказы перевозчиков. Сколько осталось ждать? Чтобы в небе снова появились сверхзвуковые пассажирские самолеты, сначала нужно показать, что они не помешают людям.
Публикации
- Сверхзвуковые самолеты: история создания этого летательного аппарата
- Почему сверхзвуковые Concorde и Ту-144 больше не летают
- Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
- Красота скорости
- Готов к «акустической проверке»
- Метан продолжает появляться на Марсе. НАСА приближается к разгадке
Сверхзвуковые пассажирские самолёты – вчера, сегодня, завтра
Скорость самолета, при которой у его поверхности появляются сверхзвуковые потоки, назвали критической. Предполагается, что самолет Overture на сверхзвуковой скорости будет летать только над океанами, где уровень шума не беспокоит население. О концепте сверхзвукового самолета Virgin Galactic для перевозки пассажиров было рассказано на официальном сайте компании. Главная особенность этого самолёта в том, что благодаря хитрой аэродинамике он будет производить очень мало шума даже при полёте на максимальной скорости, и это должно убедить авиационные ведомства в возможности сверхзвуковых полётов над обитаемыми.
ЦАГИ представил модель сверхзвукового пассажирского самолёта
- Звуковой удар похож на взрыв. Эксперт объяснил процесс перехода самолета на сверхзвук | 360°
- Ту-144: опережая звук и весь мир
- Скорость звука и число Маха
- Почему при преодолении звукового барьера слышится хлопок?
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
Сегодня в 00:00 по московскому времени NASA и Lockheed Martin впервые показали экспериментальный сверхзвуковой самолёт проекта X-59. В январе 2018 г. президент России Владимир Путин предложил сделать гражданскую версию сверхзвукового самолёта на базе стратегического ракетоносца Ту-160. Когда самолет переходит на сверхзвуковую скорость, происходит динамический звуковой удар, который может восприниматься как звук взрыва. Сегодня в 00:00 по московскому времени NASA и Lockheed Martin впервые показали экспериментальный сверхзвуковой самолёт проекта X-59. Сверхзвуковой пассажирский самолет NASA стоимостью 247,5 миллиона долларов будет запущен в 2021 году. Возможно, решить эти проблемы удастся, перейдя от сверхзвуковых скоростей сразу к гиперзвуковым, на уровень 5–6 М – более 6000 км/ч.
В США представили новый сверхзвуковой самолет X-59
Разработчики отмечают, что X-59 является не прототипом, а экспериментальным самолетом, применение которого позволит собрать данные для разработки будущих поколений сверхзвуковых пассажирских лайнеров. X-59 от NASA поможет изменить то, как мы путешествуем, и быстрее преодолевать разделяющие нас расстояния", - заявила на презентации самолета замглавы космического ведомства Памела Мелрой. NASA планирует в скором времени приступить к тестированию систем и запуску двигателей самолета в автономном режиме, а также пробному рулению. Ожидается, что в 2024 году будет совершен первый тестовый вылет X-59 на скорости ниже скорости звука.
А сверхзвуковые самолеты, хоть и летают в воздушном пространстве вот уже 65 лет, но до сих пор представляются чем-то особенным, интересным и заслуживающим повышенного внимания. Говоря с другой стороны, это вполне справедливо. Ведь полеты на сверхзвуке — это, можно сказать, отдельная, закрытая неким барьером область движения.
Однако, у людей неискушенных вполне может возникнуть вопрос: «А чего, собственно, такого выдающегося в этом сверхзвуке? Дайте ему движок помощнее и все будет в порядке! Скорость всегда была пределом мечтаний и первоначально эти устремления довольно успешно претворялись в жизнь. Уже в 1945 году летчик-испытатель фирмы Мессершмитт Л. Messerschmitt Me 262. Однако, далее скорость расти не хотела.
Даже при пологом пикировании. Более того проявились проблемы с управляемостью. Хотя, казалось бы, на первый взгляд преград в достижении цели нет…. Однако, на самом деле все далеко не так просто. Ведь полет на сверхзвуке отличается от дозвукового не только величиной скорости и не столько ею. Отличие здесь качественное.
И ничего здесь, в принципе, неожиданного нет. Воздух — это газ. 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.
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.
Например, для снижения звукового удара необходимо разместить воздухозаборники силовой установки на верхней поверхности планера. Задача обеспечения высоких характеристик потока на входе в двигатель при таком расположении является достаточно сложной, это потребовало большого объёма расчётных и экспериментальных исследований. Для снижения звукового удара также необходимо существенно удлинить носовую часть планера, увеличить стреловидность и угол поперечной V-образности крыла и выполнить множество локальных деформаций нижней поверхности планера. Жуковского» выиграл госконтракт на создание демонстраторов СГС. 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.
«Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем
Обеспечение крейсерской сверхзвуковой скорости, соответствующей числу М = 1,8–2*, позволяет совершать однодневные полёты на расстояние до 7000–8000 км, что может существенно повысить эффективность решения государственных и бизнес-задач. Ожидается, что самолет будет летать со скоростью, в 1,4 раза превышающей скорость звука, а его конструкция, форма и технологии позволят X-59 достигать таких скоростей, создавая при этом более тихий звуковой удар. 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. Сверхзвуковой самолет летит быстрее звука — на сверхзвуковой скорости. Теперь это должен быть сверхзвуковой самолет, то есть самолет, способный выполнять полет со скоростью, превышающей скорость звука на данном участке воздушного пространства.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
Гиперзвуковой многоцелевой самолёт от Republic, используемый в том числе в качестве первой ступени для космических аппаратов. Полностью автономный дрон станет взлетать с обычных взлетно-посадочных полос аэропортов и подниматься на высоту более 50 км, где будет разгоняться уже до гиперзвуковой скорости. Исследовательский самолёт NASA X-59 предназначен для демонстрации способности летать пассажирскому лайнеру на сверхзвуковой скорости (выше 1 Маха). Грохот в небе, от которого задрожали стекла и взвыли автомобильные сигнализации в Ростове и Батайске, — это следствие пролета над городами военного самолета на сверхзвуковой скорости.