Французские сверхзвуковые самолеты Concorde в течение 27 лет успешно перевозили пассажиров через Атлантику.
Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолётах? Это в 2 раза быстрее обычного
Ту-144 стал первым сверхзвуковым пассажирским самолетом в мире, а свой первый испытательный полет он совершил 31 декабря 1968 года. Первым сверхзвуковым самолетом считается North American F-100 Super Sabre, первый полет которого состоялся в мае 1953 года. Первые сверхзвуковые пассажирские самолёты — советский Ту-144 и франко-британский «Конкорд» — были созданы в конце 1960-х годов. Гражданская сверхзвуковая авиация завершила свою историю 20 лет назад с последним полётом «Конкорда». Конкорд — это пассажирский сверхзвуковой самолет разработанный французскими и английскими инженерами. — Немного уменьшенный в размере сверхзвуковой самолёт, величиной с МиГ-29, но который спроектирован как пассажирский сверхзвуковой самолёт с хорошей аэродинамикой, удовлетворяющий требованиям низкого звукового удара и шума при взлёте и посадке.
Concorde 2.0: сможет ли американский стартап вернуть сверхзвуковой пассажирский рейс?
Еще пока "Конкорды" летали в небе над Атлантикой, начались разработки сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения. Франко-британские сверхзвуковые самолеты «Конкорд» совершали полеты между Европой и США в 1969-2003 годах, они были выведены из строя после катастрофы, произошедшей в 2000 году в парижском аэропорту, а главной причиной прекращения их эксплуатации стало. С их помощью можно повысить топливную эффективность самолета (на 30% по сравнению с «Конкордом») и частично справиться с главным проклятием сверхзвуковой авиации – звуковым ударом, возникающим от ударной волны. В результате в престижной гонке за пассажирский сверхзвук остались два конкурента: советский Ту-144 и европейский Concorde. Признав ненадежность и затратность сверхзвуковых самолетов, вслед за СССР, от них решили отказаться.
Включите сверхзвук
В то время, когда Конкорд начал свою эксплуатацию, на рынке присутствовал и другой сверхзвуковой самолет — советский Ту-144, полеты которого уже проводились. Точку в истории «Конкорда» поставило крушение одного из самолетов AirFrance при взлете из Руасси 25 июля 2000 года, после возгорания одного из его четырех турбореактивных двигателей. «Конкорд» был создан в результате слияния в 1962 году французской и британской программ по созданию сверхзвукового авиатранспорта. Самолет, Самолет, Авиация, Сверхзвуковой самолет, Сверхзвуковой транспорт, Транспортное средство, Ангар, Аэрокосмическая техника, Авиалайнер, Конкорд.
Ту-144 против «Конкорда» (Часть 1)
Чем он меньше, тем менее мощным будет звуковой удар. Ну а второе — это работа по изменению нормативной базы с целью смягчить нормативы по шуму, чтобы допустить полеты гражданских самолетов на сверхзвуке над сушей». Там считают, что полный запрет полета над территорией США следует отменить, приняв взамен разумные ограничения по шуму. В конце концов, звуковой удар не громче некоторых естественных шумов типа раската грома, а нанести серьезный ущерб имуществу например, повыбивать окна в домах может лишь самолет, летящий на сверхзвуке на малой высоте, что бизнес-джетом практиковаться, естественно, не будет. На снижение силы звукового удара будет работать прежде всего небольшой размер самолета. Кроме того, свою роль должны сыграть некоторые конструкторские решения в области аэродинамики.
В XB-1 в том месте, где прилегающие к фюзеляжу консоли крыла имеют наибольшую толщину, сам фюзеляж слегка сужен. По замыслу конструкторов, это должно уменьшить возмущение воздушной среды, вызываемое самолетом. Консоль крыла имеет продолжение в виде узкого ребра, тянущегося практически до носовой части. Такой элемент конструкции призван компенсировать смещение центра давления при переходе на сверхзвук, создавая дополнительную подъемную силу именно в сверхзвуковом режиме. В конструкции использовано треугольное дельтовидное крыло, но задняя кромка не перпендикулярна фюзеляжу, а обладает стреловидностью, что способствует снижению дополнительного лобового сопротивления, возникающего на сверхзвуке, и ослаблению звукового удара.
Использованы детали, напечатанные на 3D-принтере.
А международные авиационные организации сейчас изучают возможность создания новых стандартов шума и выбросов отдельно для сверхзвуковой техники. Кроме того, аэродинамика на сверхзвуковой скорости работает несколько иначе, чем на дозвуковой. Конструкторам приходится решать сложные задачи, чтобы планер такого самолёта вёл себя стабильно и обеспечивал уверенную управляемость как на сверхзвуке, так и на низких скоростях при взлётах и посадках. Меняются и свойства потока, в том числе температура, которая может повредить корпус. Всё это требует дорогих материалов и колоссальных усилий при разработке.
Но человечество не отказалось от мечты о сверхзвуке, и вот какие проекты находятся сейчас в разработке сверхбыстрых лайнеров принципиально нового поколения. Билет планируется продавать по цене бизнес-класса в нынешних самолётах около 5000 долларов по маршруту Лондон-Нью Йорк , но при этом обеспечивать всем пассажирам схожий уровень комфорта. В разработку уже инвестировали 85 миллионов долларов несколько венчурных фондов, а также два авиаоператора: Japan Airlines и Virgin Group. Конкордообразный лайнер планировалось представить рынку к 2023 году сейчас уже перенесли на 2025 , а до этого конструкция будет тестироваться в виде прототипа XB-1 Supersonic уже в следующем году. С его помощью разработчики планируют убедиться в том, что на таких скоростях и высотах 18 км, тогда как «Конкорд» летал на 12 материалы в конструкции много карбона выдерживают все силы и температуры, а аэродинамика планера позволяет ему надёжно управляться. В настоящее время производится сборка действующего XB-1, а первый полёт пройдёт над военными базами в пустынях на юге Калифорнии.
Особенности аэродинамики включают в себя тянущиеся почти к носу фюзеляжа дельтавидные крылья — это позволяет сгенерировать больше подъёмной силы на сверхзвуковых скоростях, а также снизить скорости взлёта и посадки. Сам фюзеляж немного сужается к хвостовой части, это повышает стабильность на «сверхзвуке». Форма крыльев оптимизирована с тем расчётом, чтобы сделать сверхзвуковой хлопок тише. Кстати, шум от ударной волны во время сверхзвукового полёта заявлен в 30! Но если новые шумовые нормы так и не будут приняты, то Boom Airliner будет летать со скоростью 2,2 Маха только над океанами. Но его концепция несколько иная, а ТТХ не такие громкие.
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. Абсолютную безопасность полётов. Пассажир аэротакси должен быть в полной безопасности, и ничто с неба не должно упасть на головы ничего не подозревающих граждан. Сегодня безопасность воздушного транспорта на два порядка выше, чем при поездках на автотранспорте.
И не важно, в чём считать, — в количестве инцидентов или в людях. Авиационный транспорт очень надёжен. На страже его безопасности стоят система поддержания лётной годности, жёсткие правила полётов. И с новым видом городского авиатранспорта всё должно обстоять так же, и никак иначе. Может быть, в этом плане предпочтительнее беспилотный вариант, чтобы исключить человеческий фактор. Они уже или приступили к реальным коммерческим перевозкам людей в городе, или стоят на пороге этого. То колесо отвалится, то кусок обшивки прямо в полёте, то дверь вышибет. Понятно, что всё это из-за аэродинамики и материалов. А кто у «Боинга» за это отвечает? Вот у нас есть ЦАГИ, двери и не отваливаются.
Именно аэродинамические нагрузки являются главным фактором в полёте летательных аппаратов. Хочу заметить, что российская школа авиастроения и западная имеют свои отличия. На Западе, в частности в США, крупные авиастроительные фирмы имеют свои инжиниринговые центры и даже собственные исследовательские центры с аэродинамическими трубами. Если им нужно изучить какие-то новые сложные явления при обтекании летательного аппарата, они обращаются в государственные лаборатории НАСА. У нас в ЦАГИ аэродинамические трубы принадлежат государству, но мы поддерживаем их в работоспособном состоянии и обслуживаем. При этом любая самолётостроительная фирма — не важно, военная или гражданская, — обращаются к нам и в начале пути, когда формируется концепция летательного аппарата, и в конце, когда нужно оптимизировать аэродинамическую компоновку аппарата и выжать из неё все резервы. Это исследовательский центр единый для всех. Такой подход, конечно, менее затратен и более эффективен, нежели западный, с множеством, по сути, схожих центров испытаний при каждой фирме. Замечу также, что у них государственные лаборатории не отвечают за финальный продукт. Если где-то произойдёт катастрофа с американским самолётом, НАСА никогда не является ответчиком.
У нас — другое дело, за свои рекомендации и заключения наука должна отвечать. Задают вопрос — как вы можете сертифицировать то, в чём сами принимали участие? Это неверная постановка вопроса. Изначально мы «продуваем» и всесторонне моделируем разными методами проектируемый летательный аппарат совместно с разработчиком. Далее самолётостроительная компания с большой долей самостоятельности создаёт аппарат. Это их детище. Но на финальном этапе мы проверяем по специально утверждённой программе, что в итоге получилось. Если всё нормально — выдаём заключение, необходимое для получения сертификата воздушного судна. А если есть сомнения — не выдаём. При этом институт и соответствующий руководитель, подписавший положительное заключение, несут ответственность.
Много ли сейчас желающих поступить в Физтех? В прошлом году он был не ниже 93, 5 балла. Уровень ЕГЭ для поступления в Физтех — самый высокий в стране. То есть конкурс высокий, но не явный. Раньше абитуриенты отсеивались по мере сдачи экзамена в вуз, а документы подавали все, кто желал. Отсюда большое количество претендентов. Когда я поступал в МФТИ, он составлял семь человек на место. А сейчас к нам приходят только лучшие по результатам ЕГЭ. Кстати, появилась проблема, связанная не с поступлением, а с выпуском. Многие студенты после окончания Физтеха уходят, например, в банковскую сферу, где широко внедряется искусственный интеллект, «Яндекс», другие организации непромышленной сферы.
Ребята уходят и во всякого рода аналитические центры при крупных корпорациях, занимающихся, например, добычей полезных ископаемых. Там платят больше, чем в традиционных областях экономики, и в результате критически важные для государства направления промышленности, энергетики, транспорта лишаются ценнейших научных кадров. Физтех по сравнению с другими всегда был небольшим вузом. Но он снабжал нашу науку «серым веществом», учёными верхнего уровня, которые привносили новое качество, создавали что-то абсолютно новое. Сейчас с этим возникают проблемы. Мы готовим таких специалистов для себя, а они уходят на сторону. Понимаем, что банально надо больше платить. Нельзя сказать, что ничего в этом направлении не делается. Выделяются всевозможные гранты. Но переломить тенденцию пока не получается.
Надеюсь, что в ближайшие годы ситуацию всё-таки удастся поправить. Это же особый город, там всегда что-то летает. Когда ещё много лет назад я в нём бывал и слышал рёв аэродинамической трубы, то думал, что случилось что-то страшное. А вот прохожие на улице не обращали на этот рёв никакого внимания. Я приехал в него накануне поступления в Физтех. Это, наверное, единственный город в России, где радуются авиационному шуму. Когда на форсаже взлетает истребитель, жители восхищённо смотрят в небо, при этом полгорода знает фамилию того, кто в кабине, а вторая половина догадывается или как-то к этому причастна. Те же мощные аэродинамические трубы моделируют большие скорости, поэтому создают невероятный шум. Но многих он радует, потому что раз шумит, значит, выполняется важная работа. Значит, будет зарплата, будет спрос в магазинах, и так по цепочке.
У нас в городе есть «Клуб Героев России», в котором около тридцати ныне живущих кавалеров Золотой Звезды Героя разных поколений. Например, Виктор Георгиевич Пугачёв. Помните знаменитую «Кобру Пугачёва»? Легендарный человек! Все думают, что это какая-то седая древность, а он наш современник и очень симпатичный человек. Многие герои живут среди нас. Я со многими знаком близко и общаюсь с ними как с обычными людьми. Но я всегда помню, какого великого мужества эти люди, какую великую задачу они решают. Когда новый самолёт встаёт на крыло, существуют тысячи причин, по которым лётчик может погибнуть. А эти люди, бывает, что специально доводят самолёт до самого края его возможностей и даже переходят через этот край, чтобы лётчики в войсках знали, чего можно ожидать от этой машины.
Они сознательно идут на смертельный риск. Это знают все жители нашего города и относятся к ним и с уважением, и с гордостью, потому что такие люди живут среди нас. Это настоящий цвет нации, элита из элит. И государство об этом, к счастью, не забывает.
Вертикальное оперение самолета по конструкции аналогично крылу. Имеет двухсекционный руль направления, с независимым приводом нижней и верхней секции. Расположение двигателей сделано с учетом совпадения среза сопла с задней кромкой крыла.
Двигатель двухвальный, одноконтурный. В каждой из двух компрессорных секций имеется по 7 ступеней, турбины двигателя — одноступенчатые. Компрессор обладает степенью сжатия 11,7:1. Такое высокое сжатие на крейсерских скоростях заставляло последние четыре ступени компрессора работать в экстремальном температурном режиме. Из-за этого возникла необходимость изготовления компрессора из никелевых сплавов, ранее используемых только в лопатках турбин. Двигатель потреблял авиационное топливо марки А1. Для коммерческой авиации стало новинкой использование автоматической электронной аналоговой системы управления двигателями.
Каждый из моторов оснащается двумя идентичными системами управления: основной и резервной. Двигатели «Конкорда» отличались от применяемых на других авиалайнерах за исключением НГК-144А на Ту-144 наличием форсажной камеры. Крейсерский полет не требовал включения форсажа. Это благоприятно отображалось на экономии топлива и дальности полета «Конкорда». Каждый двигатель комплектовался отдельным плоским воздухозаборником с горизонтальным регулируемым клином и прямоугольным сечением. Воздухозаборник оснащался системой слива пограничного слоя и сложной кинематикой дополнительных створок. Сопоставляя эти данные, можно утверждать, что суммарная степень повышения давления компрессора и воздухозаборника составляла 80 к 1.
Воздухозаборники имеют гидравлическую механизацию и электронное, автоматическое, аналоговое управление. Двигатели оснащены системой реверса тяги и регулируемыми соплами. Створки реверсной системы выступают также регулируемыми инжекционными вторичными соплами двигателей. Заднюю часть каждого из пакетов двигателей занимают вертикальные теплошумоотражатели. Они оснащаются законцовками, отклоняемыми внутрь. Во время взлета эти законцовки «сплющивают» выхлопную струю моторов, что немного подавляет уровень шума. Также основные сопла каждого двигателя комплектуются набором из 8 лопатообразных шумоподавителей.
«Конкорд» и Ту-144: почему после них не было «пассажирского сверхзвука»
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. К концу 1968 года Ту-144 был готов к первому полету. Ввиду необычности машины для большей безопасности экипажа в кабине были установлены катапультирующиеся кресла, впервые в опытном пассажирском самолете. С середины декабря Ту-144 находился в предстартовой готовности, но плохая погода не давала ему взлететь. И только в последний день 1968 года самолет «проскочил» в метеоокно и смог подняться в воздух. Уже через 25 секунд после объявления старта Ту-144 оторвался от взлетной полосы. Первый полет продолжался 37 минут. Советский Союз на этом этапе утвердил свой приоритет в освоении сверхзвуковой гражданской авиатехники. Преодолевая предел Маха Следующим шагом стало преодоление звукового порога. В мае следующего года самолет преодолел рубеж в 2 Маха на высоте 16,3 тыс.
В ходе испытаний выяснилось, что опытные двигатели НК-144 не обеспечивали требуемую дальность полета без форсажа. Ту-144 на сверхзвуке смог преодолеть 2920 км, что было значительно меньше заявленных требований. Кроме того, в процессе испытаний были выявлены недостатки конструкции. Тем не менее опытный Ту-144 выполнил свою миссию, доказав возможность сверхзвуковых гражданских перелетов. Ту-144 в Ганновере в апреле 1972 года. Для запуска в серию был выбран Воронежский авиазавод. Увеличивалась прочность конструкции, снижался ее вес. В марте 1972 года взлетел первый серийный Ту-144. Ту-144 испытывался на перевозке грузов и готовился к использованию на пассажирских авиалиниях.
Именно на известном французском авиасалоне произошла первая катастрофа сверхзвукового авиалайнера. Погиб весь экипаж и восемь жителей поселка. В результате расследования технических неисправностей самолета обнаружено не было, точная причина падения Ту-144 так и не была установлена. Неутешительные итоги Несмотря на катастрофу, развитие самолета продолжалось. В 1977 году наконец-то был открыт первый пассажирский рейс Ту-144 Москва — Алма-Ата. Полет проходил на высоте 16-17 тыс.
Всего планируется выкупить два самолета под различные проекты. На борту планируется разместить роскошный ресторан с кухней в стиле "Конкорд", бар и сувенирный магазин. За посещение памятника будет взиматься плата 16 фунтов с человека , а собранные средства пойдут на поддержку этого и других проектов клуба.
Расходы на топливо не покрывали стоимость рейса, так как на борту находилось только около сотни пассажиров. Изначально в игру включался престиж и соревнование с конкурентами, Boeing был тогда на стадии разработки программы SST, которая закончилась только строительством деревянной модели 2707. СССР, в свою очередь, облетал свои Ту-144 «Concordski», как назвали на Западе этот самолет до британцев и французов, но вскоре свернул его производство и эксплуатацию. Однако шум, создаваемый воздушным судном во время взлета с помощью ускорителей и опасность загрязнения окружающей среды, стали причиной того факта, что появлению Concorde радовались не повсюду. Например, Индия и Малайзия полностью закрыли свое воздушное пространство для него, первоначально местные ограничения были введены также в Соединенных Штатах, в результате которых машине приходилось оперировать на второстепенных аэропортах. Только выигрыш в суде позволил снять запрет, введенный для воздушного пространство над Нью-Йорком. Это опровергает распространенную в русскоязычном секторе интернета конспиративную теорию о том, что именно в США придумали как убить программу Concorde, введя ограничения на уровень шума. Таким образом, топливный кризис привел к росту расходов, а запреты на полеты в некоторых странах побудили многие авиакомпании к отмене заказов на Concorde. А в начале своей программы Concorde получил более сотню заказов. А уже в 1976 году среди желающих купить самолет остались только Китай и Иран, кроме того было очевидно, что Соединенное Королевство и Франция не откажутся от покупки в связи существенной неустойкой, которая налагалась по условиям контракта, за односторонний из него выход. Престиж и воплощение мечты — это одно, но в авиации действуют жесткие законы экономики, а авиакомпании и производители следят за каждой копейкой, прежде чем ее потратить. Легко понять, почему для британского и французского правительства финансирование рейсов Concorde только увеличило затраты, связанные с проектированием и производством. Уже в 1983 году власти предложили национальным перевозчикам выкупить парк Concorde. В тот момент только авиакомпании Air France и British Airways выполняли сверхзвуковые полеты.
План создания первого сверхзвукового пассажирского реактивного самолета со времен лайнера Concorde значительно продвинулся вперед после того, как компания, стоящая за этим проектом, подписала ключевые соглашения по проектированию и постройке машины. Компания стремится к тому, чтобы к 2027 году самолеты типа Concorde начали летать. Уже достигнута договоренность с итальянским аэрокосмическим гигантом Leonardo на изготовление части фюзеляжа для нового лайнера. Испанская компания Aernnova разработает дизайн крыльев, а соотечественник Aciturri согласился поработать над хвостовой частью, объявил Boom на Парижском авиасалоне.