После широкого освоения сверхзвука боевой авиацией пришел черед сверхзвуковых пассажирских самолетов. Сверхзвуковые пассажирские самолёты второго поколения: Boom набирает обороты, а Aerion «влетел в трубу». Скорее всего, через десять лет в небо поднимутся сверхзвуковые пассажирские самолеты (СПС). Разработка облика сверхзвукового пассажирского самолета, создание модели летательного аппарата, проведение расчетных исследований и испытаний в аэродинамических трубах, на аэробаллистических трассах и ракетном треке. К первому сверхзвуковому пассажирскому самолету предъявлялись серьезные требования.
ОАК настроили на проектирование сверхзвукового пассажирского самолета
Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. 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. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ СВЕРХЗВУКОВЫХ ПАССАЖИРСКИХ САМОЛЕТОВ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение». В недалеком будущем ожидается возрождение сверхзвуковой коммерческой авиации (самые известные пассажирские самолеты прошлого – Ту-144 и «Конкорд»).
Авиакомпания United закупит 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов
Возобновился интерес к сверхзвуковым пассажирским самолетам в России в 2018–2019 годах — обсуждением проекта создания бизнес-джета на базе бомбардировщика Ту-160. 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. К первому сверхзвуковому пассажирскому самолету предъявлялись серьезные требования.
Загадочное явление разогнало пассажирские самолеты до скорости звука
Но вышло, как известно, иначе. Потратив миллиарды на опытно-конструкторские разработки, в 1971 году Boeing вообще тихо отказался от своего проекта. Европейцы построили в общей сложности 20 сверхзвуковых самолетов, авиазавод в Воронеже выпустил 16. Но с самого начала и там и тут речь шла исключительно о престиже — с экономической точки зрения проект был провальным. В 2003 году их сняли с эксплуатации. Советский Ту-144 регулярно перевозил пассажиров еще меньшее время - с ноября 1977 года до лета 1978-го. С аэродинамикой не поспоришь Основные причины бесславного завершения первой эры сверхзвуковой пассажирской авиации связаны с аэродинамикой: на скорости близкой к скорости звука возникает ударная волна, которая превращается в звуковую, которая сопровождает самолет на протяжении всего его полета на сверхзвуковой скорости.
По этой причине пассажирским самолетам запрещено летать над сушей на такой скорости. Кроме того, при взлете такой лайнер производят обусловленный его конструкцией огромный шум и потребляет в несколько раз больше горючего, чем обычный самолет. Это уже и тогда считалось серьезным недостатком, а теперь — и подавно. Поэтому сообщение о том, что United Airlines, четвертая по величине авиакомпания в мире, решила купить 15 сверхзвуковых самолетов Overture и оставила за собой возможность дозаказать еще 35, произвело настоящую сенсацию и было воспринято как прорыв к возвращению к эре сверхзвуковой пассажирской авиации. При этом, правда, United Airlines выдвинула существенное условие — будущие самолеты Overture должны отвечать высоким требованиям авиакомпании в том, что касается безопасности, экономичности и экологичности полетов.
Как так вышло, что первый сверхзвуковой «серийник» собрали еще в 40-х, а мы и сейчас летаем на «медленных» самолетах?
Чем крут сверхзвук для пассажирской авиации? Сообщается, что Boom Overture будет летать со скоростью, которая в 1,7 раза превышает скорость звука. Чем выше поднимается самолет, тем ниже скорость звука и тем выше число Маха, то есть сверхзвуковой самолет бороздит небо на числе Маха от 1,2 до 5,0 Boom замахивается на 1,7. В общем, если лететь по прямой от Минска до Парижа на «конкорде», уложишься в 51 минуту! Вот и ответ, почему авиакомпании не оставляют попыток добавить в свое расписание сверхзвуковые перелеты. Расстояния можно преодолевать очень-очень быстро.
Почему перестали летать Concorde и Ту-144? Сверхавиация бурно развивалась с 50-х годов прошлого века. Они летали вне воздушных трасс, используя воздушное пространство выше стандартных 9—12 километров, и значительно сокращали время дальних перелетов. Тем не менее с Ту-144 на регулярных рейсах распрощались уже в 1978-м последний раз в небе он был в 1999-м , а «Конкорд» хоть и дотянул до 2003-го, всё равно ушел в историю. Boeing тоже поглядывал на эту нишу, но свой SST так и не выпустил в свет, просто тихонько закрыл проект в 1971-м. Когда производителя уже в 2000-х вернула к этой затее компания Aerion Supersonic, то дело не дошло даже до бизнес-джета.
Оказалось, что сверхзвуковые самолеты крайне невыгодны для их обладателей. В авиапарке Air France и British Airways «конкорды» были такими имиджевыми лошадками, которые требуют увеличенную порцию овса, но получают ее исключительно для поддержания престижа, без всякой экономической выгоды. Что касается надежности, то катастрофы случались и с Ту-144, и с Concorde, причем оба разбивались под Парижем. Советский самолет рассыпался в воздухе во время показательных выступлений в 1973 году, борт Air France рухнул после взлета 25 июля 2000 года, погибли 113 человек.
Два двигателя и воздухозаборники помещены в хвостовой верхней части самолёта. Такая конструкция призвана уменьшить шумность на взлётно-посадочных режимах и нивелировать эффект звукового удара, который человеческим ухом воспринимается как хлопок. Правда, подобная компоновка ухудшает путевую устойчивость. Но современные системы управления становятся более чувствительными, и этот недостаток серьёзной роли играть не будет», — пояснил Фомин. Она представляет собой многосвязный силовой каркас, состоящий из пересекающихся друг с другом элементов. Нос бизнес-джета решено сделать полым, что позволит облегчить самолёт. В результате потоки усилий уходили через соседние клетки. Лайнер нового поколения Идею создания сверхзвукового гражданского лайнера высказал президент РФ Владимир Путин в январе 2018 года во время посещения Казанского авиационного завода, на котором производятся модернизированные стратегические бомбардировщики Ту-160, способные проводить полёты на максимальной скорости свыше 2 чисел Маха. На сегодняшний день в России ведутся работы по нескольким типам СГС. ПАО «Туполев» совместно с другими ведущими отечественными предприятиями, включая ЦАГИ, создаёт самолёт вместимостью порядка 30 пассажиров. Взлётная масса лайнера составит 70 тонн, скорость — 1,4—1,8 Маха. В сентябре 2018 года заместитель генерального директора по проектированию ПАО «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что в своих научных изысканиях по теме СГС конструкторы компании опираются на опыт разработки военных машин с крылом фиксированной и изменяемой геометрии — Ту-160 и дальнего бомбардировщика Ту-22. При этом, как утверждает Солозобов, цена СГС будет чуть выше дозвукового узкофюзеляжного двухдвигательного самолёта Ту-214.
Экстренная доставка востребована на рынке и позволит протестировать технологию. Затем разработают самолеты для 10-20 пассажиров бизнес-класса. И только к 2040-м годам появится сверхзвуковой самолет большей вместимости с местами экономкласса. Разработкой сверхзвукового транспорта занимаются также в Китае и США.
Гендиректор ФГУП «ЦАГИ» раскрыл детали нового сверхзвукового пассажирского самолета
Демонстратор, надеюсь, появится в 2024-2025 годах. После двух лет испытаний появится задел для создания бизнес-джета. В 2030-м начнется его производство, а к 2035-2040 году Россия может получить сверхзвуковой пассажирский самолет нового поколения.
В самолете использовались новейшие материалы на основе алюминия, и впервые широко применялся титан. В Ту-144 была задействована самая совершенная по тем временам авионика. Автопилот и бортовая ЭВМ обеспечивали автоматический взлет и посадку в любое время суток. Пассажирский салон и четырехместная кабина были выполнены по последнему слову дизайна с повышенным уровнем комфорта. Как и многие другие машины Туполева, Ту-144 отличался изяществом и красотой, подтверждая тезис конструктора о том, что «некрасивые самолеты не летают».
Спецоперация «Крыло» Создание первых образцов Ту-144 было связано с решением множества уникальных задач. Одной из них стала транспортировка готовых крыльев. Опытные модели собирались на заводе ОКБ Туполева в подмосковном Жуковском, а за производство крыльев отвечал Воронежский авиазавод. Изначально планировалось доставить готовые крылья по речному пути, но в начале 1967 года реки уже покрылись льдом. Тогда было решено использовать «летающий кран» Ми-10. Однако специалисты ЦАГИ рассчитали, что подъем таких больших крыльев на вертолете невозможен. Создатели англо-французского «Конкорда», что называется, наступали ОКБ Туполева на пятки, остро стоял вопрос престижа страны, и любые промедления были чреваты проигрышем в этом негласном соревновании.
Сроки сборки Ту-144 поджимали, и было решено рискнуть и проверить теоретические выкладки ЦАГИ на практике. Для этого в ОКБ Миля был собран специальный экипаж, который должен был выполнить «невыполнимое» задание. Выкатка первого серийного Ту-144 из сборочного цеха Воронежского авиационного завода, 1972 г. На Воронежском авиазаводе работали круглые сутки и изготовили макеты крыльев для тестового полета. В хвостовую балку вертолета для устойчивости загрузили более тонны мешков с песком, а все лишнее оборудование, наоборот, сняли. Первые попытки подъема крыльев подтвердили расчеты ЦАГИ: вертикальный взлет с таким грузом был невозможен. Тогда летчик-испытатель КБ Миля В.
Колошенко отважился на взлет с разбегом, который оказался удачным. В полете Ми-10 с крылом сопровождали самолеты Ли-2, Ан-2 и вертолет Ми-4. Из-за плохой погоды и опасности обледенения полет пришлось прервать и экстренно приземлиться в районе Тулы. Вертолет получил небольшие повреждения и через три дня успешно доставил крыло Ту-144 в Жуковский. Все участники этой спецоперации получили благодарности и премии. Первый в небе В декабре 1967 года англо-французский «Конкорд» был впервые показан публике, и руководство СССР потребовало от разработчиков Ту-144 во что бы то ни стало поднять советский самолет в воздух раньше конкурентов.
Его идея в том, что новое транспортное средство взлетает и приземляется, как обычный самолет на реактивных двигателях, но после выхода за пределы контролируемого воздушного пространства разгоняется до скорости свыше 6 тысяч километров в час и летит уже на водородном топливе Фото: destinus.
Если испытание пройдет успешно, то разработчики протестируют транспорт уже на водородном топливе и запустят его в производство. Европейский стартап был основан в 2021 году бывшим владельцем «Техносилы» Михаилом Кокоричем. Его идея в том, что новое транспортное средство взлетает и приземляется, как обычный самолет на реактивных двигателях и на привычных скоростях, но после выхода за пределы контролируемого воздушного пространства оно разгоняется до скорости свыше 6 тысяч километров в час и летит уже на водородном топливе. Новый транспорт сократит время авиаперевозок в четыре раза, утверждает менеджер по развитию бизнеса компании Мартина Лефквист.
Это был один из двух существовавших типов сверхзвуковых пассажирских самолётов.
Ну а создание второго а вернее — хронологически — первого — заслуга авиаконструкторов СССР. Советский аналог «Конкорда» называется Ту-144. Он был спроектирован в 1960-е и первый полёт совершил 31 декабря 1968. За год до британско-французской модели. Других типов сверхзвуковых пассажирских самолётов, вплоть до сего дня, реализовано не было.
И «Конкорд» и Ту-144 летали благодаря турбореактивным двигателям, кои были специально переустроены для того, чтобы долгое время работать в режиме сверхзвуковой скорости. Советский аналог «Конкорда» эксплуатировали значительно меньший срок. Уже в 1977 от него отказались. Самолёт летал в среднем, со скоростью в 2 300 километров в час и за раз мог перевезти до 140 пассажиров. Но при этом, цена билета на такой «сверхзвуковой» рейс была в два-два с половиной, а то и три раза больше, чем на обыкновенный.
Конечно, у советских граждан подобные не пользовались большим спросом. Да и обслуживать Ту-144 было не просто и дорого. Потому, в СССР от них так быстро отказались. И спрос тоже был не велик. Но всё же, несмотря на это, их продолжали эксплуатировать, как в Великобритании, так и во Франции.
Если выполнить перерасчёт стоимости билета на «Конкорд», в 1970-х, по сегодняшнему курсу, то это будет около двух десятков тысяч долларов. За билет в один конец. Можно понять, почему спрос на них был несколько меньше, нежели на перелёты, с помощью самолётов, не достигающих сверхзвуковых скоростей. Так прошло несколько десятилетий. До 2003.
Одной из причин отказа от эксплуатации этой модели стала авиакатастрофа, произошедшая в 2000 году. Тогда, на борту разбившегося «Конкорда» находилось 113 человек. Все они погибли. Позже начался международный кризис в области пассажирских авиационных перевозок. Его причина — теракты, произошедшие 11 сентября 2001 года, на территории Соединённых штатов.
Да ещё, ко всему, заканчивается срок гарантийного обслуживания «Конкордов» авиакомпанией Airbus. Всё это вместе сделало дальнейшую эксплуатацию сверхзвуковых пассажирских самолётов крайне невыгодной. И в 2003 году были поочерёдно списаны все «Конкорды», как во Франции, так и в Великобритании. Надежды После этого ещё оставались надежды на скорое «возвращение» сверхзвуковых пассажирских самолётов. Авиаконструкторы рассуждали о создании особых двигателей, кои позволят экономить топливо, не смотря на скорость полёта.
Говорили о повышении качества и оптимизации основных систем авионики, на таких авиамашинах. Но, в 2006 и 2008 годах вышли новые постановления Международной организации гражданской авиации. В них определялись последние действительны они, кстати, и на данный момент стандарты допустимого авиационного шума при полёте. А сверхзвуковые самолёты, как известно, не имели права летать над населёнными пунктами, именно поэтому. Ведь производили сильные шумовые хлопки также по причинам физических особенностей полёта , когда двигались на максимальных скоростях.
Это стало причиной того, что «планирование» «возрождения» сверхзвуковой пассажирской авиации несколько затормозилось. Однако, на самом деле, после введения данного требования, авиаконструкторы стали думать, как решить такую проблему. Ведь она тоже имела место быть и раньше, просто «запрет» сконцентрировал внимание именно на ней — «проблеме шума». А что же сегодня? Но с момента последнего «запрета» прошло уже десять лет.
И планирование плавно перешло в проектирование. На сегодняшний день созданием пассажирских сверхзвуковых самолётов, занимаются несколько компаний и государственных организаций. Какие именно? Российские: Центральный аэрогидродинамический институт тот самый, который назван в честь Жуковского , компании «Туполев» и «Сухой». У российских авиаконструкторов есть неоценимо важное преимущество.
Опыт советских проектировщиков и создателей Ту-144. Впрочем, об отечественных наработках в этой сфере лучше поговорить отдельно и подробнее, что мы и предлагаем сделать дальше. Но не только россияне создают сверхзвуковой пассажирский самолёт нового поколения. Это также и европейский концерн — Airbus, и французская компания Dassault. В стране восходящего солнца основная организация, проектирующая такой самолёт — это агентство аэрокосмических исследований.
И данный список — отнюдь не полный. При этом важно уточнить, что подавляющая часть профессиональных авиаконструкторов, работающих в данной сфере, разделилась на две группы. Независимо от страны происхождения. Одни считают, что создать «тихий» сверхзвуковой пассажирский самолёт, на сегодняшнем уровне технологического развития человечества, невозможно никоим образом. А потому — единственный выход, — это проектирование «просто быстрого» авиалайнера.
Он, в свою очередь, будет переходить на сверхзвуковую скорость в тех местах, где это разрешено. А пролетая, например, над населёнными пунктами, возвращаться к дозвуковой. Такие «скачки», по мнению этой группы учёных и конструкторов, позволят сократить время полёта до минимально возможного, и не нарушить требований относительно шумовых эффектов. Другие же наоборот — полны решимости. Они считают, что бороться с причиной шума можно уже сейчас.
И приложили немало усилий, дабы доказать — сверхзвуковой авиалайнер, летающий тихо — вполне возможно построить в самые ближайшие годы. И ещё немного нескучной физики Итак, при полёте на скорости более чем в 1,2 Маха, планер летательного аппарата образует ударные волны. Наиболее сильны они в хвостовой и носовой зоне, а также некоторых других частях самолёта, как например — на кромках воздухозаборников. Что такое ударная волна? Это зона, где плотность, давление и температура воздуха испытывают резкие скачки.
Возникают они при перемещениях на высоких скоростях, быстрее звуковой. Людям же, которые стоят при этом на земле, не смотря на расстояние, кажется, что происходит некий взрыв. Конечно, речь идёт о тех, кто находится в относительной близости — под тем местом, где летит самолёт. Именно потому и были запрещены полёты сверхзвуковой авиации над городами. С такими ударными волнами, как раз, и борются представители «второго лагеря» учёных и конструкторов, кои верят в возможность нивеляции этого шума.
Если вдаваться в подробности, то причина такового буквально «столкновение» с воздухом на очень большой скорости. На фронте волны резко и сильно повышено давление. В то же время, сразу, после него, наблюдается падение такового, а затем переход к нормальному показателю давления такому, как было до «столкновения». Однако, уже проведена классификация типов волн и найдены потенциально оптимальные решения. Осталось только закончить работы в этом направлении и внести необходимые коррективы в проекты самолётов, или же создавать таковые с ноля, с учётом данных поправок.
Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего
7 октября 2020 года должна состояться официальная презентация сверхзвукового пассажирского авиалайнера XB-1, способного преодолевать расстояния между различными уголками земного шара в 3 раза быстрее обычных самолётов. Лайф разбирался, зачем сверхзвуковым пассажирским самолётам дают вторую жизнь и для чего "наследника" Ту-144 проектируют в России. Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 совершил первый полет 55 лет назад. «В следующем году планируем начать работу над сверхзвуковым гражданским самолётом, в котором институт намерен активно участвовать в части создания демонстраторов технологии, проверки этих демонстраторов.
Гиперзвуковые пассажирские самолеты будут летать из Нью-Йорка в Лондон всего за 90 минут
Европейский стартап был основан в 2021 году бывшим владельцем «Техносилы» Михаилом Кокоричем. Его идея в том, что новое транспортное средство взлетает и приземляется, как обычный самолет на реактивных двигателях и на привычных скоростях, но после выхода за пределы контролируемого воздушного пространства оно разгоняется до скорости свыше 6 тысяч километров в час и летит уже на водородном топливе. Новый транспорт сократит время авиаперевозок в четыре раза, утверждает менеджер по развитию бизнеса компании Мартина Лефквист. Мы делаем это, используя водород в качестве топлива с высокой энергоемкостью, которого у нас в избытке. Я имею в виду, что его можно сделать из воды.
Ну а в дальнейшем, на основе решений, которые мы сейчас закладываем в бизнес-джеты, я надеюсь, удастся перейти уже к экономическому варианту пассажирской авиации.
Ничего не изменилось? Это будет экспериментальный образец. Он же по параметрам явно ближе к СПС нового поколения. Однако на нем сложнее решать технологические задачи. Самое главное — это было бы существенно дороже.
Стоимость узлов и агрегатов Ту-160 не сравнимо выше, чем у «мига». Мы рассматриваем различные варианты. Основная проблема — создать двигатель со средней степенью двухконтурности, одновременно с проработкой оптимального состава топлива. Думаю, таким может быть биотопливо, возможен последующий переход на водород. Но дело в том, что применение водорода в авиации создаст определенные проблемы.
Речь о «водяном следе» — выделении в большом количестве пара на высоте.
Таким образом, долететь из Лондона до Нью-Йорка можно будет всего за 80 минут. При этом Hyper Sting должен в два раза превышать скорость своего ближайшего аналога — англо-французского «Конкорда», который выведен из эксплуатации в 2003 году. К тому же он был слишком дорогим в эксплуатации», — отмечает Виньялс. Дизайнер признаёт, что на данный момент его концепцию невозможно реализовать: для того чтобы достичь невероятных скоростей, планируется использовать два воздушно-реактивных двигателя, приводимых в действие ядерным реактором холодного синтеза, который пока что существует только в теории.
Другое направление развития авиации — скорость. Конструкторы по всему миру пытаются сделать самолеты в два, а то и в шесть раз быстрее обычных. Все это пока не очень близко к воплощению — если двигатели дают нужную скорость, то сжигают слишком много топлива и создают неприемлемый уровень шума. Стреловидный фюзеляж, крылья как у чайки, воздухозаборники, установленные, в отличие от обычного самолета, сверху, — всё это должно устранить обычно возникающий на такой скорости звуковой эффект, похожий на взрыв. С земли, как заверяют создатели, пролет такого самолета на полной скорости будет восприниматься не громче, чем хлопок дверью автомобиля. Модель уже прошла успешные испытания в аэродинамических трубах. Впрочем, никто не знает, окажется главной в будущем скорость или все-таки экономичность.
Обсуждение (1)
- В России разработают пассажирский сверхзвуковой самолет. Уже есть вариант в 3D
- Загадочное явление разогнало пассажирские самолеты до скорости звука - Hi-Tech
- Публикации
- Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего
- Работа с газом
- Ту-144: почему не взлетел "русский Конкорд"
Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год
Производство сверхзвукового пассажирского самолета AS2 запланировали на 2023 год. Сверхзвуковой пассажирский самолёт Конкорд имел дельтавидное крыло, малое поперечное сечение фюзеляжа и четыре двигателя Rolls-Royce/Snecma Olympus 593 под крылом. В России к 2024 году выпустят прототип сверхзвукового пассажирского самолета. Премьер-министр РФ Михаил Мишустин заявил о необходимости создания российского пассажирского сверхзвукового самолета, который сократит время дальних. Обычно полет сверхзвукового самолета выглядит так: лайнер обгоняет звуковые волны, которые сам же и создает, и с грохотом о них бьется. Появление не боевой ракеты, а именно пассажирского гиперзвукового самолета, который будет летать со скоростью не меньше 6 тысяч км/час, ожидается где-то к 2050 году.
Из Европы в Австралию за четыре часа: Destinus запускает третий прототип сверхзвукового самолета
#Центральный федеральный округ. Сверхзвуковые пассажирские самолеты появятся в России в период между 2025 и 2030 годами. В ходе полета самолеты разогнались до 1200-1290 км/ч. Компания Virgin Galactic, принадлежащая эксцентричному американскому миллиардеру Ричарду Брэнсону, объявила о начале работы над проектом сверхзвукового пассажирского самолета.