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. 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.
Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
Летящий на сверхзвуковой скорости самолет по-прежнему шумит — но он обгоняет собственный шум, и все издаваемые звуки, всё производимое им возмущение воздуха, собирается позади самолета в конусовидную область. В 2024 году состоится первый полёт пассажирского сверхзвукового самолёта X-59 исследовательской миссии Quesst, разрабатываемого американской военной компанией Lockheed Martin и NASA. Впоследствии при создании сверхзвуковых самолетов инженеры-проектировщики учитывали влияние воздушных потоков на конструкцию самолетов при достижении скорости звука.
Сверхзвуковой пассажирский самолет: что это такое, на какой высоте летают
Гиперзвуковой многоцелевой самолёт от Republic, используемый в том числе в качестве первой ступени для космических аппаратов. Скорость X-59 достигнет 1488 км/ч, но благодаря дизайну не создаст хлопка, характерного для сверхзвуковых полетов. О концепте сверхзвукового самолета Virgin Galactic для перевозки пассажиров было рассказано на официальном сайте компании. Компания Venus Aerospace недавно представила концепт гиперзвукового самолета, который передвигается со скоростью 9 Махов (≈11 025 км/ч). Когда самолет переходит на сверхзвуковую скорость, происходит динамический звуковой удар, который может восприниматься как звук взрыва. Между звуками перехода самолета на сверхзвуковую скорость и взрыва крайне трудно найти разницу.
Сверхзвуковые самолеты возвращаются. Одни этого ждут, другие боятся
По сей день международные правила ограничивают скорость коммерческого транспорта над поверхностью земли менее чем 1 Мах. X-59 предназначен для полета со скоростью 1,4 Маха, но был специально разработан, чтобы не создавать шума. Готов к «акустической проверке» Чтобы ограничить звуковой удар, необходимо предотвратить слияние звуковых волн. Любое значительное изменение формы корпуса самолета - как правило, в носовой и хвостовой частях самолета - может вызвать ударную волну. Поэтому было необходимо изменить форму самолета таким образом, чтобы максимально "сгладить" эти колебания формы. В результате аппарат получился очень длинным и тонким: его длина составляет почти 30,5 метров, а размах крыльев - чуть менее 9 метров. Нос является отличительной особенностью этого самолета: он составляет около одной трети длины. В результате две видеокамеры над и под самолетом и экраны высокой четкости позволяют пилоту видеть то, что находится перед ним нос самолета слишком длинный и обтекаемый для установки традиционного окна кабины.
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». Самый ожидаемый и новый проект в области авиации РФ — это истребитель МиГ-41. Ему предстоит стать новейшей технологией в авиационной промышленности. Ожидается что быстрота полета будет в 4 раза выше скорости звука. В России ведется разработка сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения.
На инновационной перспективной машиной работают инженеры и ученые. Проект реализовывается при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Аэродинамические характеристики будущего летательного аппарата: Низкий уровень шума при взлете и посадке. Незначительный звуковой удар во время крейсерского движения.
Для того чтобы подтвердить теорию, нужно было провести эксперименты; с этой целью требовалось создать аэродинамическую трубу с трансзвуковой скоростью в рабочей части. При работе над трубой ученые наткнулись на существенное физическое ограничение: оказалось, что при обтекании модели крыла трансзвуковым потоком возникающие ударные волны, отражаясь от стенок рабочей части, падают на поверхность модели и существенно меняют структуру течения. Чтобы обойти эту проблему, Христианович разработал теорию «коротких» волн, позволяющую решать задачи взаимодействия ударных волн с различными поверхностями. Оказалось, что полупроницаемые поверхности значительно ослабляют интенсивность отраженных волн — так появилась идея перфорировать стенки рабочей части трансзвуковой аэродинамической трубы. И подобная труба впервые в мире была создана в самом ЦАГИ в 1946 г. Сейчас трубы с перфорацией стенок стали неотъемлемой частью аэродинамических лабораторий всего мира. В дальнейшем задача влияния сжимаемости течения на распределение давления по крылу в короткие сроки была полностью решена Христиановичем и его сотрудниками. Был установлен фундаментальный закон стабилизации: при наступлении критической скорости сначала происходит замедление роста скорости у поверхности профиля по сравнению с ростом скорости набегающего потока. Затем возрастание скорости вообще прекращается, и распределение значений числа Маха по поверхности профиля от его носка до скачка уплотнения остается постоянным, не зависящим от скорости набегающего потока. Это распределение называется предельным распределением чисел Маха, с его помощью вычисляется «предельная кривая давления». И если число Маха у поверхности остается неизменным, то и давление сохраняет постоянное значение, что, собственно, и показано на графике распределения давлений по верхней поверхности профиля. Полученные результаты позволили Христиановичу разработать метод расчета аэродинамических характеристик трансзвуковых профилей, опирающийся на их характеристики в несжимаемом потоке. Используя этот метод, можно было вычислить предельную кривую давления, по которой, в свою очередь, вычислялись аэродинамические характеристики при числе Маха, равном единице, с последующим пересчетом на другие околозвуковые числа Маха. Стоит отметить, что тогда еще не было ЭВМ и все расчеты производились на логарифмических линейках и арифмометрах. Увеличение разрежения на верхней поверхности профиля происходит лишь по причине расширения области сверхзвуковых скоростей при смещении скачка уплотнения к хвосту профиля. Это приводит к замедлению роста, а затем и к падению значений подъемной силы и момента крыла, как можно видеть на графике зависимости коэффициента подъемной силы от числа Маха набегающего потока. 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».
Двигатель J58 был вершиной инженерного искусства и почти пределом развития в своём классе. Схема работы воздухозаборников А-12 и двигателя J58 на различных скоростях Использование специальных гиперзвуковых прямоточных двигателей ГПВРД выглядело куда перспективнее. Да, появились бы проблемы с полётами на меньших скоростях, но решить их можно было, например, просто установив дополнительные турбореактивные двигатели. Однако создание ГПВРД, казавшееся на бумаге не самой сложной задачкой, обернулось множеством проблем. Непросто было вообще направить поток воздуха в воздухозаборник двигателя на гиперзвуковых скоростях, ведь это требовало достаточно необычной конструкции фюзеляжа, с серьёзной теплозащитой. Были проблемы и с топливом — при сверхзвуковой скорости потока в двигателе оно должно было успеть прореагировать с воздухом. Подходящих вариантов имелось немного, почти все они были не самыми разумными. Например, пентаборан — одно из опаснейших веществ на земле. Оно не только крайне токсично, но и воспламеняется при почти комнатной температуре. А значит, пришлось бы создавать эффективную систему охлаждения на борту серьёзно нагретого самолёта, и весила бы она слишком много. Проект пассажирского гиперзвукового самолёта от Bell По сути, единственный реальный метод получить работоспособный гиперзвуковой аппарат в то время — это построить ракету с крыльями, которая могла бы летать по прямой, эдакую увеличенную версию Х-15. Именно по этому пути собирались пойти в ЦРУ. Спутники-шпионы в то время были ещё не самого лучшего качества, фотографировали плохо и ждать плёнок с орбиты приходилось долго. Потому в рамках программы Isinglass ЦРУ попыталось создать ракетный разведчик со скоростью 20 М, способный преодолевать даже ПВО, использующую ядерные боеприпасы. Но проект оказался слишком долгим, дорогим и сложным. ЦРУ не устраивал ни срок разработки — минимум десять лет, — ни размах привлечения к разработке сторонних фирм, из-за чего о секретности не могло быть и речи. Реконструкция возможного внешнего вида разведчика Isinglass фото: Джузеппе де Чиара Эпоха «Авроры» Все 70-е годы работы над гиперзвуком не прекращались, но финансирование на них выделялось по остаточному принципу. В 80-е из-за развития технологий снова пошли серьёзные разговоры о постройке гиперзвуковых самолётов. Казалось, что благодаря появлению новых материалов и компьютеров, способных рассчитать сложные формы гиперзвуковых аппаратов, препятствий для гиперзвука почти не осталось. Военные инициировали работы над гиперзвуковым разведчиком, бомбардировщиком и самолётом ПРО. Схожие работы велись и в СССР.
«Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем
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. Самый быстрый перелет между Нью-Йорком и Лондоном на Concorde — сверхзвуковом пассажирском самолете, который эксплуатировался British Airways и Air France до его выхода на пенсию в 2003 году — занял всего 2 часа 53 минуты, что вдвое меньше, чем у дозвукового пассажирского самолета.
Раскрыты характеристики нового российского сверхзвукового пассажирского самолёта У него будет аэродинамическая компоновка с низким уровнем звукового удара Вчера появились данные о том, что отечественный сверхзвуковой пассажирский самолёт будет называться «Стриж» , а сейчас приводим больше подробностей о нём.
Собственно, на картинке ниже представлен облик самолёта и раскрыты его характеристики. Как видно, самолёт проекта стриж то есть серийная версия, а не демонстратор получит пару перспективных двигателей, которые будут расположены сзади и сверху.
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.
То есть, цена полёта на авиалайнере, способном летать со скоростью более 1. Однако, в Boom Technologies сделали ставку на то, что создать «тихий» сверхзвуковой пассажирский лайнер в ближайшей перспективе не получиться. Потому их Boom будет летать на максимальной скорости, кою способен развить, только над водными пространствами.
А находясь над сушей, — переходить на меньшую. При том, что длина Boom составит 52 метра, за раз он сможет перевезти до 45 пассажиров. Согласно планам компании, проектирующей самолёт, первый полёт этой новинки должен произойти в 2025 году.
Что на сегодняшний день известно о ещё одном перспективном проекте — AS2? Он сможет перевезти значительно меньше людей — только от восьми до двенадцати человек за рейс. При этом длина лайнера будет равна 51,8 метра.
Над водой он, как планируется, получит возможность летать со скоростью в 1,4-1,6 Маха, а над сушей — 1,2. Кстати, в последнем случае, благодаря особой форме, самолёт в принципе не будет образовывать ударных волн. Впервые эта модель должна подняться в воздух уже летом 2023.
В октябре того же года — самолёт выполнит свой первый перелёт через Атлантику. Это событие будет приурочено к памятной дате — двадцатилетию, с того дня, как «Конкорды» последний раз летели над Лондоном. При том, испанский S-512 впервые взмоет в небо не позднее, чем в конце 2021 года.
А поставки этой модели заказчикам начнутся с 2023. Максимальная скорость этого самолёта — 1,6 Маха. На его борту возможно расположить 22 пассажира.
Предельная дальность полёта равна 11,5 тысячам км. Клиент — всему голова! Как можно заметить, некоторые компании очень стараются завершить проектирование и приступить к созданию авиамашин — как можно быстрее.
Ради кого они готовы так торопиться? Попробуем объяснить. Итак, в течении 2017 года, к примеру, объём воздушных пассажирских перевозок, составил четыре миллиарда человек.
Причём 650 миллионов из них летали на дальние расстояния, проведя в пути от 3,7 до тринадцати часов. Далее — 72 миллиона из 650, при том, летели первым, или же бизнес-классом. Вот на эти 72 000 000 человек, в среднем, и рассчитывают те компании, которые занимаются созданием сверхзвуковых пассажирских авиамашин.
Логика проста — возможно, что многие из них будут не против заплатить немного больше за билет, с условием того, что полёт пройдёт, примерно, в два раза быстрей. Но, даже не смотря на все перспективы, многие эксперты обоснованно полагают, что активный прогресс сверхзвуковой авиации, созданной для перевозки пассажиров, может начаться уже после 2025 года. В подтверждение такого мнения свидетельствует и факт того, что упомянутая «летучая» лаборатория X-59 впервые поднимется в воздух только в 2021.
А зачем? Исследования и перспективы Основной целью её полётов, которые будут проходить в течении нескольких лет, выступит сбор информации. Дело в том, что эта авиамашина должна пролететь над различными населёнными пунктами на сверхзвуковой скорости.
Жители данных поселений уже выразили своё согласие на проведение испытаний. И после того, как самолёт-лаборатория будет завершать очередной «экспериментальный перелёт», люди, живущие в тех населённых пунктах, над коими она пролетела, должны рассказать о тех «впечатлениях», что они получили за время, когда авиалайнер находился над их головами. А особенно чётко выразить — как воспринимали шум.
Повлиял ли он на их жизнедеятельность и т. Собранные таким образом данные, будут переданы в Федеральное управление гражданской авиации, что в Соединённых Штатах. И после их детального анализа специалистами, возможно, запрет на совершение полётов сверхзвуковых авиалайнеров над населёнными участками суши, будет отменён.
Но в любом случае, случится это никак не раньше 2025 года. А пока мы можем наблюдать за созданием этих инновационных самолётов, кои уже в скором времени ознаменуют своими полётами рождение новой эры сверхзвуковой пассажирской авиации! Навигация по записям.
Раскрыты характеристики нового российского сверхзвукового пассажирского самолёта У него будет аэродинамическая компоновка с низким уровнем звукового удара Вчера появились данные о том, что отечественный сверхзвуковой пассажирский самолёт будет называться «Стриж» , а сейчас приводим больше подробностей о нём. Собственно, на картинке ниже представлен облик самолёта и раскрыты его характеристики. Как видно, самолёт проекта стриж то есть серийная версия, а не демонстратор получит пару перспективных двигателей, которые будут расположены сзади и сверху.
Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
В январе 2018 г. президент России Владимир Путин предложил сделать гражданскую версию сверхзвукового самолёта на базе стратегического ракетоносца Ту-160. Летящий на сверхзвуковой скорости самолет по-прежнему шумит — но он обгоняет собственный шум, и все издаваемые звуки, всё производимое им возмущение воздуха, собирается позади самолета в конусовидную область. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Максимальная скорость самолета составит 1,7 Маха (2083 км/ч). Сверхзвуковыми являются самолеты, способные совершать полет со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе.
Гиперзвук: недостижимая мечта авиации
Вчера появились данные о том, что отечественный сверхзвуковой пассажирский самолёт будет называться «Стриж», а сейчас приводим больше подробностей о нём. Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша.