Компания «Бум Суперсоник» планирует выпуск сверхзвукового самолета под названием «Увертюра», который сможет перевозить от шестидесяти пяти до восьмидесяти человек со скоростью, вдвое превышающей скорость современных пассажирских самолетов. Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 совершил первый полет 55 лет назад. 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. Американский стартап Boom Supersonic провел первый тестовый полет сверхзвукового пассажирского самолета Overture. Министр транспорта заявил о готовности возродить сверхзвуковой самолёт Ту-144.
Сверхзвуковые пассажирские самолеты появятся в России до 2030 года
| Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"? | Компания Boom провела первый испытательный полет аппарата XB-1, прототипа нового сверхзвукового пассажирского самолета. |
| Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего // Новости НТВ | Замглавы ЦАГИ им. Жуковского Александр Медведский рассказал о завершении работы над системами управления российского гражданского сверхзвукового самолета «Стриж». |
| Вы точно человек? | Построят ли в России сверхзвуковой пассажирский самолет на базе бомбардировщика. |
Кирилл Сыпало: "К 2040 году Россия может получить новый сверхзвуковой пассажирский самолет"
Для создания такого лайнера на новой технологической базе в стране есть наработки. Речь не только об опыте создания и эксплуатации Ту-144 в 70-е годы прошлого века. В последние десятилетия только КБ Туполева предпринимало три попытки подступиться к созданию нового сверхзвукового пассажирского самолета — Ту-344, Ту-444 и бизнес-джета на базе бомбардировщика Ту-160. Погоня за временем Дозвуковые и сверхзвуковые пассажирские лайнеры кардинально отличаются по требованиям к прочности конструкции и аэродинамике. Полет на сверхзвуке требует обтекаемых стреловидных форм планера. Но такому самолету сложнее оторваться от земли — нужна более высокая взлетная скорость и, соответственно, длинная и идеальная взлетно-посадочная полоса. При разгоне у двигателей максимальная тяга и наибольший расход топлива.
Тут возникает вопрос экономичности полета. Сейчас двигатели обычных авиалайнеров сочетают высокую пиковую мощность и низкий крейсерский расход топлива — на этих показателях строится вся экономика отрасли авиаперевозок. Подготовка к испытаниям на прочность сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 в статическом зале Центрального аэрогидродинамического института им. Такие моторы для тяжелых гражданских машин еще предстоит создать. А пока сверхзвуковой полет даже на большинстве военных самолетов возможен только при включении двигателей в форсажный режим, то есть с гарантированно высоким расходом топлива. Сверхзвуковые лайнеры, учитывая российские расстояния, помогут сэкономить пассажирам время.
От Москвы до Владивостока по прямой — 6400 км.
На фото модель сверхзвукового самолета компании Lockheed Martin 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, поскольку это одно из самых больших неудобств для пассажиров, хотя и стоимость билета тоже очень велика. Концепт сверхзвукового самолета компании Boeing К сожалению на данном этапе, нет законорегулирующего уровня шума для самолетов, выполняющих пассажирские перевозки. Сейчас инженерам просто не на что ровняться, хотя они и стараются построить аэродинамичные самолеты, звуковой удар и уровень шума которых значительно бы уступал тем, что наблюдался у Конкордов.
По словам чиновника, в этот же период необходимо сформировать пакет нормативной документации, «направленной на регулирование процессов оценки соответствия для сверхзвуковых гражданских самолетов». Эти НИР в рамках госпрограммы «Развитие авиапромышленности на 2013—2025 гг. Изыскания направлены на разработку методологии формирования компоновок и оценки аэродинамических, летно-технических и экологических характеристик сверхзвуковых гражданских самолетов. Перспективный СПС должен обладать высокими уровнями топливной эффективности и безопасностью, а также низким уровнем звукового удара и шума на взлете и посадке. Стоимость работ с 2017 по 2019 гг. В Минпромторге отметили, что в России отсутствует необходимая для создания перспективного сверхзвукового самолета маршевая силовая установка. В 2016 г. Речь и о военных разработках, но мы изучали, в частности, и вариант использования газогенератора ПД — 14 для сверхзвукового применения.
На фото модель сверхзвукового самолета компании Lockheed Martin 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, поскольку это одно из самых больших неудобств для пассажиров, хотя и стоимость билета тоже очень велика. Концепт сверхзвукового самолета компании Boeing К сожалению на данном этапе, нет законорегулирующего уровня шума для самолетов, выполняющих пассажирские перевозки. Сейчас инженерам просто не на что ровняться, хотя они и стараются построить аэродинамичные самолеты, звуковой удар и уровень шума которых значительно бы уступал тем, что наблюдался у Конкордов.
Прототип сверхзвукового пассажирского самолёта Boom Supersonic впервые взлетел
В России к 2024 году выпустят прототип сверхзвукового пассажирского самолета. 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. На этом фоне сообщение о проектировании на основе сверхзвукового стратегического бомбардировщика Ту-160 гражданского пассажирского самолёта звучат не то, чтобы нелепостью – бредом.
Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
Первый тестовый полет X-59 должен состояться позднее, но - в текущем году. 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.
Сверхзвуковой пассажирский самолет сможет преодолевать расстояние от Москвы до Хабаровска за 4-5 часов 17. Сейчас такой перелет длится не менее 7,5 часов. По его словам, в настоящее время сверхзвуковые коммерческие перевозки не выполняются ни в одной стране мира.
Но для специалиста в них очень много различий. Наш, кстати, больше в размерах и имел большую пассажировместимость. Отличали его от первых версий «Конкорда» и небольшие высоконесущие крылышки в носовой части фюзеляжа, которые позже европейские коллеги заимствовали для своего самолёта. Ту-144 вышел на массовые коммерческие полёты, к сожалению, на очень короткое время — менее года.
Звуковой удар не успел никого напугать. А вот «Конкорд» летал через Атлантику больше 10 лет. И проблема звукового удара при использовании этого самолёта высветилась в полной мере. Живущее в прибрежных зонах европейского побережья население массово протестовало.
Кому понравятся постоянные взрывы над головой, да ещё если они происходят посреди ночи? В итоге полёты над населёнными районами были запрещены. А в Конгрессе США приняли закон, который запрещал такие полёты над населёнными районами. У них такого самолёта не было, так что запрет ударил исключительно по европейцам.
Поэтому французско-британский «Конкорд» над землёй летал на дозвуке и переходил на сверхзвук исключительно над океаном. Но мечту человека летать быстрее звука не убить. Думаю, ещё при нашей с вами жизни время сверхзвуковых пассажирских лайнеров настанет. Но понятно, что в явлении звукового удара надо было обязательно разобраться, какие у него закономерности, как его можно моделировать и как уменьшить его воздействие на земле.
Моя работа была посвящена именно этому. То есть в пять раз быстрее скорости звука. Диапазон скоростей очень широкий — от дозвуковых и трансзвуковых режимов полёта до сверхзвуковых и гиперзвуковых, от 5 Махов до 20. Моделируются разного рода явления, возникающие на таких скоростях движения.
У нас есть ряд аэродинамических труб для проведения исследований и отработки аэротермодинамики современных высокоскоростных летательных аппаратов. Разумеется, это не трубы для полноразмерных моделей. Но в них в полной мере используются законы подобия. То есть аппарат уменьшается в размерах, но при этом, согласно законам подобия, особенности обтекания соответствуют тому, что будет наблюдаться в полёте.
Всё это потом точно пересчитывается, как мы говорим, на натуру. То есть на объект натуральной величины. Это целая наука. В итоге ещё до создания полноразмерного прототипа мы достаточно точно знаем будущие характеристики летательного аппарата.
Можем заранее менять его форму для оптимизации аэродинамики. И когда уже в металле или композите появляется реальный полноразмерный аппарат, он довольно неплохо исследован и даже оптимизирован. Конечно, не конструктивные детали современных летательных аппаратов, потому что это достаточно конфиденциальная тема. Упор делался на основные физические принципы, методы моделирования.
Выясняли, почему для этого нужны именно прямоточные двигатели с отсутствием компрессора. Для скоростей порядка 4 Махов ещё может применяться компрессор, который сжимает газ и создаёт на входе барьер, чтобы горячий газ не вырвался вперёд, а истекал назад с большой скоростью в виде горячей струи, создавая реактивную тягу. На больших скоростях этого не нужно. Воздух, набегающий на летательный аппарат с высокой скоростью, попадает в специально сконструированное воздухозаборное устройство, сильно сжимается и тем самым создаёт необходимую преграду, так что истечение реактивной струи происходит в нужном направлении.
При этом, конечно, получается большое сопротивление, но такой ценой мы приобретаем необходимую тягу. Наука полным ходом осваивает эту тему. И можно сказать, что рубеж взят, идёт совершенствование по многим направлениям. Это было смутное время, когда из-за всеобщей нищеты и дикого капитализма научные учреждения рвали на части и распродавали с молотка.
А ведь ваши гигантские аэродинамические трубы, включая самую большую мощностью в 100 мегаватт, лакомый кусочек. Как вам удалось сохранить и сам институт, и его имущество, которое нечистые на руку приватизаторы могли тупо отжать и продать в металлолом? Вы упомянули самую большую, 100-мегаваттную трубу. Но в ЦАГИ аэродинамических труб несколько десятков — разного назначения, разных диапазонов скоростей, разных размеров.
В целом это уникальный комплекс, который служит на благо авиастроения и является предметом нашей национальной безопасности. Экспериментальная стендовая база института — это собственность государства, и никто на неё не может посягнуть. Нам установки просто переданы в управление. По логике вещей, содержать такое сложное хозяйство должно помогать государство.
Никакие коммерческие контракты не могут полностью закрыть проблему поддержания в работоспособном состоянии и развития экспериментальной базы. Но в 90 е до государства было очень трудно достучаться. Только в нулевые появились программы поддержки стендовой базы. Деньги выделялись не очень большие, но хоть что-то.
Государство наконец стало поворачиваться к нам лицом. А как удалось сохранить свою базу? Наверное, чудом. Нам в то время ждать поддержки от государства не приходилось.
Люди не получали зарплату по полгода. Специалисты увольнялись, институт сократился по численности работников в три раза. Причём ушли самые активные, которые могли найти себя на стороне и чего-то там добиться. Мы решили, что нас могут спасти коммерческие контракты.
Ведь ЦАГИ не только главный центр авиационной науки страны, но и хорошо известный центр компетенции мирового масштаба. Это крупнейший в мире испытательный центр в своей области. Они хотели получить научный комплекс в целости и сохранности и использовать для своих целей. Что касается 90-х годов прошлого века, то коммерческие контракты нам очень помогли выжить и остаться на плаву.
Эти контракты помогли нам самим понять свою собственную цену. Мы зарабатывали миллионы, когда сто долларов для многих было целым состоянием. А к нулевым и в стране всё начало понемногу налаживаться. Появились государственные программы развития авиастроения, и дело понемногу пошло.
Но 90 е были страшными годами. Такие провалы в поддержке промышленного сектора очень трудно восстанавливать. Вспоминая лихие годы, отчётливо понимаешь, в каком экстремальном режиме приходится сегодня трудиться правительству, чтобы восстановить многие системообразующие отрасли экономики вроде станкостроения, которое практически разрушено. В перечень можно добавить общее и транспортное машиностроение, тяжёлое машиностроение, электронную промышленность… Всё это требует огромных человеческих усилий и капиталовложений.
Грех жаловаться. Но провал 90-х ощущается до сих пор. В технологической сфере нас всё ещё выручает научно-технический задел советского времени. Мы должны наращивать его, занимаясь не только насущными задачами сегодняшнего дня, но и работать на перспективу.
Также радуют и значительные капитальные вложения в обновление экспериментальной базы. Мы наконец-то начали создавать новые установки, а не только обслуживать старые! Например, идут широкое внедрение полимерных композиционных материалов в конструкцию воздушных судов, тотальная цифровизация и использование искусственного интеллекта в системах управления и других самолётных системах. Всё это требует более тщательных моделирования и отработки систем в лабораторных условиях.
Опередившие время — Мы много писали о двигателях НК-93. Это были уникальные двигатели с огромной тягой, с уровнем шума, который сейчас никому не доступен. Двигатель был доведён до лётных испытаний на летающей лаборатории Ил-76. И на последней стадии испытаний всё остановилось.
Было сказано, что эти движки никому не нужны. Вы у себя в Жуковском «продували» этот двигатель? Есть ли у него перспективы? Сейчас в Ульяновске собираются возобновить производство гигантского самолёта Ан-124, которому этот двигатель очень бы пригодился.
У него было множество действительно великих задумок, многие из которых были реализованы. Его двигатели НК-32 или НК-12 совершенно уникальны. Это эффективные и надёжные двигатели. Это просто нереально, винт не может работать на таких скоростях!
А у Кузнецова — работает! НК-93 был двигателем технологического прорыва.
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. Работы возглавил Национальный исследовательский центр «Институт имени Н. Жуковского», в который и входит ЦАГИ.
Полным ходом идёт отработка всех базовых технологий, а также разработка лётного демонстратора. Многие технологические решения будут проверяться и отрабатываться именно на летающем демонстраторе. Работа финансируется по линии Министерства промышленности и торговли РФ.
По текущим планам лётный демонстратор должен подняться в воздух в 2028 году, а прототип сверхзвукового пассажирского самолёта — после 2035-го. Пока речь идёт о крейсерской скорости в 1,8 Маха. Объясню почему.
При полёте на большой скорости металл нагревается и начинает терять свои свойства, также он подвергается температурному расширению. Предельная скорость для авиационного алюминия не должна превышать 2,2 Маха. Именно с такой максимальной скоростью летал Ту-144.
При этом самолёт в полёте становился длиннее. А как же стыки, окна, двери? Конструкторы заложили всё это в конструкцию самолёта, чтобы он оставался герметичным.
А для самолёта нового поколения ключевой характеристикой является эффективность. Он должен быть эффективен во всём — с точки зрения аэродинамики, экологии, иметь малый удельный вес, то есть в конструкцию сразу напрашиваются полимерные композиционные материалы. Причём не простой заменой металла на композит по той же конструктивной схеме — продольные стрингеры, поперечные шпангоуты и т.
Речь идёт о сеточных конструкциях, которые пришли из ракетостроения. Причём у сетки ячейки неравномерные — где больше нагрузка, там более густая сеть. Создание так называемых бионических силовых конструкций планера самолёта — это новая задача для авиационной науки.
Если помните Ту-144, его нос отклонялся вниз на взлёте и посадке только для того, чтобы лётчик мог видеть внекабинную обстановку. Тогда не было видеокамер, которые можно было бы для этого использовать. Сейчас другое время, предлагается использовать так называемое «техническое зрение», которое, конечно, будет многократно резервировано.
Если отказал один канал, включается другой, который вообще работает на других принципах. Пилот будет лететь в виртуальной кабине. Причём он будет, скорее всего, один, а не двое, как раньше, рядом с ним будет находиться «виртуальный лётчик», то есть искусственный интеллект ИИ.
По сути, именно ИИ будет управлять самолётом, а человек только контролировать процесс. И это только одна из задач, которые встают перед нами. Им очень интересно, что мы делаем.
Но поскольку контакты с нами им обрезали, то ещё неизвестно, кто от этих санкций больше страдает. Революция дронов — Сейчас происходит настоящая революция дронов. Многие предрекают широкое использование в этом секторе искусственного интеллекта.
Вы занимаетесь в ЦАГИ этими летательными аппаратами? В плане городской мобильной среды есть несколько подходов. Во Франции считают, что это будут некие дороги в небе, где дроны и другие летательные аппараты будут перемещаться по неким заранее заданным маршрутам.
В Южной Корее совсем другой подход. Мы изучаем все концепции. Главная проблема в задаче обустроить авиационную городскую мобильность — это обеспечить её безопасность.
Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
Если создание пассажирского сверхзвукового самолета было слишком дорогим для США, то для Советского Союза цена в случаях, когда речь шла о престиже, не имела значения. Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год. Изложены основы сверхзвуковой динамики пассажирских самолетов. Американская авиакомпания United Airlines (UA) заключила контракт на закупку 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов Overture. Прототип российского сверхзвукового пассажирского самолета планируется запустить в 2024 году. Главы научных лабораторий НЦМУ «Сверхзвук» представили отчет о проделанной работе и обозначили направления дальнейшей деятельности.
Академик РАН Сергей Чернышёв: Сверхзвуковые лайнеры скоро вернутся
| Авиакомпания United закупит 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов | Примерная конфигурация пассажирского сверхзвука остается загадкой, ее можно только предполагать. |
| Прототип сверхзвукового пассажирского самолёта Boom Supersonic впервые взлетел | Евгений Барсук сказал, что работа института над проектом займет два-три года. Российские учёные планируют в 2023 году начать работу над моделью нового пассажирского сверхзвукового самолёта. |
| Bombardier обещает в 2025 году запустить сверхзвуковой бизнес-джет | Инфо24 поговорил с авиаэкспертами и выяснил, нужен ли все-таки России новый сверхзвуковой пассажирский самолет. |
Что не так со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами?
Стартапы хотят последовать примеру «Конкорда» и Ту-144, разработав пассажирские самолеты со сверхзвуковой скоростью. Стартапы хотят последовать примеру «Конкорда» и Ту-144, разработав пассажирские самолеты со сверхзвуковой скоростью. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. «В следующем году планируем начать работу над сверхзвуковым гражданским самолётом, в котором институт намерен активно участвовать в части создания демонстраторов технологии, проверки этих демонстраторов.
Новое поколение авиации: когда снова полетим на "сверхзвуке"?
Об этом написало издание Aviation Week. До настоящего времени единственными пассажирскими сверхзвуковыми самолетами являлись французский Concorde и советский ТУ-144, которые были сняты с производства, вследствие дороговизны билетов и крайне громкого шума, сопровождающего их полет. В компании Lockheed Martin создали макет нового «сверхзвуковика» и испытали его в продувочной камере.
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. 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.
В числе тем других научных сообщений — выбор параметров СПС нового поколения, оптимизация аэродинамической формы фюзеляжа и крыла высокоскоростного авиалайнера, рекомендации при формировании внешнего облика СГС с низким уровнем звукового удара, методы моделирования звукового удара в неоднородной атмосфере. С анализом экспериментальных данных по состоянию атмосферы в регионах Центральной Азии выступил приглашенный ученый из Физико-технического института имени С. Умарова Национальной академии наук Таджикистана профессор Сабур Абдуллаев. На секции «Аэроакустика и вибрации» модератор — начальник отделения аэроакустики и экологии летательных аппаратов ФАУ «ЦАГИ», доктор физико-математических наук Виктор Копьев были представлены доклады, посвященные проблемам шума перспективного сверхзвукового самолета на местности и в салоне и вопросам вибрационных и акустических нагрузок для высокоскоростных течений. Выступление, открывшее заседание, — «Новая концепция СПС, удовлетворяющего нормам по шуму на местности», — было посвящено инновационному методу снижения шума СПС на местности.
Также ученые рассмотрели такие вопросы, как проблемы снижения шума вентилятора двигателя сверхзвукового пассажирского самолета с помощью звукопоглощающих конструкций и эффекта экранирования, исследования аэроакустических свойств сверхзвуковой струи на расчетном режиме истечения с помощью методов численного моделирования и др. Исследованиям вибрации элементов конструкции планера был посвящен доклад академика В. Шахматова и профессора А.
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. СЗС второго поколения должен быть оптимально настроен для длительного, протяженного крейсерского полёта со сверхзвуковой скоростью, и чтобы такие самолёты получили путевку в жизнь, необходимо принять нормы по низкому звуковому удару. Наряду с Boom Supersonic над созданием гражданского сверхзвукового самолёта работает еще одна американская компания — Aerion Supersonic. И вторая новость связана с ней. Aerion прилетел, не взлетая Компания Aerion разрабатывала бизнес-джеты AS2 с 2014 года, а его первый полёт был запланирован на 2024 год. Ожидалось, что разработка будет стоить 4 миллиарда долларов для 300 самолётов за 10 лет стоимостью по 120 миллионов долларов каждый.
В мае 2014 года Aerion заключила партнерское соглашение с Airbus, инвестировала более 100 миллионов долларов в технологическое развитие и начала модернизировать свой предыдущий Aerion SBJ с большей кабиной, большей дальностью полёта и тремя двигателями. Aerion намеревалась профинансировать 3 миллиарда долларов на разработку, снизив риски для партнеров по отрасли. В декабре 2017 года Aerion и Lockheed Martin объявили, что планируют совместную разработку без Airbus. Первый полёт был запланирован на 2023 год для трансатлантического перелёта из Нью-Йорка в Лондон в ноябре месяце, к 20-летию последнего рейса Конкорда.