Лайф разбирался, зачем сверхзвуковым пассажирским самолётам дают вторую жизнь и для чего "наследника" Ту-144 проектируют в России.
В США представили экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59
Цель состоит в том, чтобы убедиться, что потолок в 75 дБ является приемлемым для общественности - непременное условие для возвращения пассажирских перевозок на сверхзвуковых скоростях. Собранные данные затем будут представлены Международной организации гражданской авиации, которая отвечает за регулирование авиационного шума. Если меры НАСА по борьбе с шумом окажутся эффективными, правила могут быть изменены на международной встрече в 2028 году. X-59 может проложить путь для нового поколения сверхзвуковых авиалайнеров. При скорости 1,4 Маха полет из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк займет всего 2,5 часа по сравнению с 5 часами при стандартной скорости. И в отличие от Concorde, который был предназначен для довольно богатой клиентуры, Никол считает, что сверхзвуковые самолеты могут быстро стать доступными для широкой публики. По словам Дэвида Ричардсона, руководителя программы X-59 компании Lockheed Martin, полеты для широкой публики могут состояться уже в 2035 году.
Добиться такого результата стало возможным благодаря максимально обтекаемой конструкции. В 1973 году Федеральное управление авиацией ввело запрет для летательных аппаратов невоенного назначения на сверхзвуковые полеты над сушей, а также вдоль береговой линии. Этому способствовало общественное давление, поскольку американцев беспокоили полеты сверхзвуковых самолетов и сопровождающие их громкие хлопки. 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.
Сразу скажем, X-59 - не пассажирский самолет, а экспериментальная машина для испытания нового типа фюзеляжа. Как подчеркивается, 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. Более того, уровень шума снижен до 70-75 децибел по сравнению с двигателем обычного самолета, шум которого достигает около 140 децибел. Длина X-59 - 30 м, размах крыльев - 9 м, а взлетная масса - 14,7 тонны. Он должен развивать скорость более 1,5 тыс. А расчеты показывают: сверхзвуковой бизнес-джет может преодолевать за час 1900 км.
И даже больше: какие перспективы для делового мира! Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. И это, пожалуй, самый большой вызов для современной мировой гражданской авиации. Вообще у пассажирского сверхзвука очень непростая судьба. Первый в мире такой самолет - советский Ту-144 взлетел с ВПП аэродрома Жуковского ровно 55 лет назад - 31 декабря 1968 года. Спустя год лайнер показал, на что конкретно способен: преодолел звуковой барьер.
Он набрал скорость в 2,5 тыс. Это событие вошло в историю. В мире до сих пор нет аналогов пассажирских бортов, которые способны повторить подобный маневр. Советский сверхзвуковик открыл принципиально новую страницу в мировом самолетостроении. Но тот лишь махнул рукой: ваше дело - утереть нос капиталистам, а керосина у нас - хоть залейся... Впрочем, и европейский конкурент - "Конкорд", взлетевший позже - тоже не отличился экономичностью.
Так, в 1978 году девять "Конкордов" принесли своим компаниям около 60 млн долларов убытка. И только правительственные субсидии спасли положение. Тем не менее "англо-француз" летал вплоть до ноября 2003 года. А вот Ту-144 списали намного раньше. Прежде всего не оправдался хрущевский оптимизм: в мире разразился энергетический кризис, и цены на керосин устремились вверх.
Громкость двигателей можно снизить, увеличив диаметр, но вместе с габаритами вырастет сопротивление воздуха — самолёт будет потреблять больше топлива или вообще окажется не в состоянии преодолеть звуковой барьер. Чтобы новые самолёты соответствовали нынешним правилам, они должны быть тише СЗС первого поколения более чем в 16 раз. Для этого инженеры ищут новые технические решения, например, пытаются упрятать двигатели в конструкции самолёта, чтобы звук экранировался корпусом и не распространялся вниз к земле, но при этом не нарушать звукоизоляцию салона. К концу эксперимента в адрес FAA поступило около 10 тысяч жалоб на повреждение зданий. Более того, жители подали коллективный иск против Правительства США, который оно проиграло. Из-за этого и других факторов США отменили программу сверхзвукового транспорта. В 1973 году FAA запретило гражданские сверхзвуковые полёты над территорией страны. Для Concorde и Ту-144 сделали исключение, но лишь для полётов с пунктом назначения на восточном побережье США со стороны Нью-Йорка , чтобы минимизировать шум над населёнными пунктами. Звуковой удар рассматривается как импульсный шум, громкость которого можно измерить в децибелах. В крупном городе типа Москвы, Токио, Парижа фоновый шум днём соответствует уровню 65—67 дБ. Логично предположить, что этот порог и есть допустимый уровень шума, ведь пролетающий самолёт никто просто не заметит. Шум захлопывающейся двери автомобиля тоже импульсный и примерно соответствует 60—65 дБ. Многие эксперты считают, что днём звуковой удар с эквивалентной громкостью 65 дБ приемлем. Безусловно, ночью требования должны быть жёстче. Но даже если самолёт с такими характеристиками удастся создать, этого может быть недостаточно. Технические данные показывают, что при разгоне уровень звукового удара окажется сопоставим с тем, что был у «Конкорда» на крейсерской скорости. Такой уровень шума привел к запрету полётов на сверхзвуковых скоростях над населённой местностью. И даже уменьшенный звуковой удар в крейсерском полёте может доставлять людям неудобства. Но сделать самолёт, который эффективен и на дозвуке, и на сверхзвуке, просто невозможно с точки зрения физики. На дозвуке для хорошей аэродинамики требуется длинное крыло, но с таким крылом самолёт невозможно разогнать до сверхзвуковой скорости — возникнет огромное сопротивление, и самолёт словно упрется в «стену». Для преодоления звукового барьера нужно короткое крыло с большим углом стреловидности , но на дозвуке такой самолёт неэффективен из-за высокого расхода топлива.
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
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. Другим направлением использования сверхкритических профилей, получившим широкое распространение в практике современного и перспективного самолетостроения, является возможность повышения относительной толщины профиля крыла при сохранении величины.
Топливо, используемое во время полета, заливается в баки, расположенные в крыльях, поэтому толщина крыльев является очень важным конструктивным параметром. Использование сверхкритических профилей в компоновке стреловидных крыльев на сегодняшний день можно назвать одним из основных направлений совершенствования аэродинамики пассажирских и транспортных самолетов. Христиановича СО РАН были спроектированы серии крыловых профилей, характеризующихся максимальным критическим числом Маха полета. Характерной особенностью таких профилей является достаточно протяженный участок верхней поверхности профиля, вдоль которого поток движется со скоростью звука, т. Это позволяет сместить замыкающий скачок уплотнения на заднюю кромку крыла, в результате чего волновое сопротивление максимально понижается. Следует отметить, что задачи аэродинамического проектирования требуют комплексного подхода. Так, задачи обтекания должны решаться точно и быстро, при том что проблема оптимизации требует многократного решения этих задач для различных конфигураций. Методы оптимизации должны позволять получать решение с учетом аэродинамических и геометрических ограничений за вполне обозримое время. Эти особенности потребовали разработки новых методов.
Чарльз Чак Йегер , американский лётчик-испытатель 14. Лётные пилотируемые испытания начаты Чаком Йегером , американским лётчиком-испытателем, 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 достигшего сверхзвуковой скорости в управляемом полёте. В 1950—1960-е годы произошло бурное развитие сверхзвуковой авиации. Решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности на сверхзвуковых скоростях.
Длина фюзеляжа X-59 — более 29 м, размах крыльев составляет 9 м. Этот самолёт построен на шасси истребителя F-16, его предельная взлётная масса — 14,7 тонн.
Сообщения об этом появились в местных Telegram-каналах. RU рассказали, что сообщений о взрыве к ним не поступало, и пообещали уточнить информацию. Глава городского округа Кашира Николай Ханин поспешил успокоить жителей. По его словам, это переход самолетов на гиперзвуковую скорость. Учитывая нынешнюю ситуацию, разделяю вашу обеспокоенность относительно услышанного, но спешу успокоить: нет никаких поводов для паники.
Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
«При работе ТРД, использующего криогенное топливо, происходит разгон самолета до гиперзвуковой скорости. О концепте сверхзвукового самолета Virgin Galactic для перевозки пассажиров было рассказано на официальном сайте компании. Учитывая, что судно должно развивать сверхзвуковую скорость, разработчики оптимизировали форму самолёта, чтобы обеспечить низкий уровень шума при взлёте и посадке. Уже 14 октября 1947 года на экспериментальном самолете Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 была достигнута сверхзвуковая скорость в управляемом полете.
Пензенский эксперт о переходе самолета на сверхзвук: «Для населения это не страшно»
Европа категорически против сверхзвукового самолета, который не удовлетворяет 14-й главе по шуму. Сверхзвуковой самолет НАСА X-59, способный преодолеть звуковой барьер "в тишине", скоро поднимется в небо. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. 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. Главная цель разработчиков амбициозных проектов по запуску сверхзвуковых самолетов состояла в том, чтобы понять, как машине нового поколения перевозить до 300 пассажиров на скорости 2500 км/час. Компания Venus Aerospace недавно представила концепт гиперзвукового самолета, который передвигается со скоростью 9 Махов (≈11 025 км/ч).
Сверхзвуковой самолёт NASA впервые взлетит в небо в 2024 году
«Новый Конкорд»: сверхзвуковой самолет с максимальной скоростью 2700 км/ч уже готов к испытаниям 1. Исследовательский самолёт NASA X-59 предназначен для демонстрации способности летать пассажирскому лайнеру на сверхзвуковой скорости (выше 1 Маха). Гиперзвуковой многоцелевой самолёт от Republic, используемый в том числе в качестве первой ступени для космических аппаратов.