Когда самолет станет сверхзвуковым и самым быстрым самолетом в мире и его конкурентами. Как быстро они летают

Содержание
  1. Зачем нужно число Маха
  2. Число М некоторых сверхзвуковых самолетов
  3. А вот гиперзвуковые летательные аппараты
  4. Сверхзвуковой скоростной режим
  5. Су-27
  6. General Dynamics
  7. Макдоннел-Дуглас «Игл»
  8. Миг-31
  9. XB-70
  10. Белл Х-2
  11. МиГ-25
  12. Локхид
  13. Блэкберд
  14. Норт Американ X-15
  15. Вот как «Конкорд» переходил звуковой барьер
  16. Салон сверхзвукового самолета
  17. Сверхзвуковой высотный бомбардировщик Валькирия
  18. 5 наиболее быстрых пассажирских лайнеров
  19. Что происходит с самолетом во время преодоления звукового барьера?
  20. Отечественные воздушные лайнеры
  21. Кто делал Конкорд
  22. Первый сверхзвуковой самолет
  23. От дозвука до гиперзвука
  24. Первый сверхзвуковой самолет в СССР
  25. Самолеты летящие со сверхзвуковой скоростью
  26. С какой скоростью летают самые быстрые самолеты
  27. General Dynamics F-111 — быстрый бомбардировщик
  28. McDonnell Douglas F-15 ”Eagle” — самый известный истребитель
  29. МиГ-31 — двухместный истребитель
  30. МиГ-25 — сверхзвуковой перехватчик
  31. SR-71 ”Blackbird” — черная птица
  32. North American X-15 — может ли самолет улететь в космос
  33. Orbital Sciences Corporation Х-34 — рекорд скорости на самолете
  34. Boeing X-43 — самый быстрый самолет в мире
  35. Скорость звука и число Маха
  36. Где сейчас Конкорды
  37. Наиболее быстрые военные авиалайнеры на вооружении
  38. Для чего нужно измерение скорости в Махах?
  39. Величина сверхзвуковой скорости полета
  40. Сколько стоил полет на Конкорде
  41. На какой высоте и с какой скоростью летал Конкорд
  42. Чем Конкорд отличается от сверхзвукового ТУ-144
  43. Достижения зарубежом
  44. Зачем у сверхзвукового самолёта опускается нос
  45. Российский пассажирский сверхзвуковой самолет
  46. Рекорд скорости истребителя
  47. Развитие гражданской авиации
  48. Что происходит с самолетом?
  49. Ультразвуковой Boeing X-43

Зачем нужно число Маха

Так вот, число Маха в авиации представляет собой отношение скорости летательного аппарата к скорости звука на той высоте на которой он сейчас летит. Так удобнее, ведь на разной высоте скорость звука будет разной и чтобы понимать достигает ли самолет скорости звука, его скорость измеряют в числах М.

Один мах, это просто — 1 мах, а не «км/ч». Нельзя просто ответить на вопрос  «сколько 1 мах в километрах в час», нужно всегда уточнять, о какой высоте идет речь.

Если еще проще, число М показывает сколько скоростей звука в скорости самолета сейчас на конкретной высоте (при определенных условиях среды). Если число Маха больше единицы, очевидно, мы имеем дело со сверхзвуковой скоростью. Поэтому чаще всего вы будете встречать пояснение для какой высоты указано конкретное число Маха.

Например, для Боинга 777 крейсерской скоростью считается 0,84 М (это дозвуковой летательный аппарат). То есть на высоте 10 000 метров при стандартных условиях, принимая скорость звука за 1076 км/ч умножаем ее на 0,84 и получаем — 904 км/ч. По документации крейсерская скорость Boeing 777 составляет как раз 905 км/ч.

Что касается сверхзвуковых летательных аппаратов, то, по определению, их скорости должны быть больше скорости звука, то есть больше 1 М. Например у Су-27 это 2,35 М, что примерно 2 528 км/ч на высоте 10 км (скорость звука 295 м/с, а это 1062 км/ч).

Число М некоторых сверхзвуковых самолетов

  • Су-27 — 2,35 М
  • Су-30 — 2,0 М
  • Миг-31 — 2,82 М
  • Eurofighter — 2,0 М
  • F-15 — 2,5 М
  • F-16 — 2,0 М
  • F-22 — 2,25 М
  • SR-71 — 3,3 М (3 529 км/ч)

А вот гиперзвуковые летательные аппараты

  • Эксперементальный гиперзвуковой X-43A — 7,5 М (12 144 км/ч)
  • Эксперементальная ракета X-51 — 9,8М  (12 144 км/ч)

sr_71-3396018

SR-71 — самый быстрый серийный самолет

Еще одно замечание, число Маха в авиации, это качественная величина, а не количественная. То есть это не скорость в чистом виде, а критерий который показывает насколько скорость объекта выше скорости звука. Зачем? Затем, что дозвуковые, трансзвуковые, сверхзвуковые или гиперзвуковые скорости очень сильно отличаются по сути.

Пилоту (и инженеру тоже) важно знать какой у него сейчас режим обтекания самолета (дозвуковой, трансзвуковой или сверхзвуковой). Например, во многих указателях скорости есть отдельный циферблат, показывающий значение числа Маха в дополнению к приборной скорости.

На картинке в начале этого повествования изображен трансзвуковой режим. Это значит, что сам самолет еще не превысил скорость звука, а на некоторых его участках (на фото это очень хорошо видно по белым «клиньям») скорость обтекания уже достигла скорости звука.

Поэтому и образовались скачки уплотнения которые хорошо видны благодаря образованию конденсата позади них. Вот почему, число Маха так важно.

Сверхзвуковой скоростной режим

C момента появления 1-ых судов прошло много времени. Были значительно раздвинуты границы их производства начиная с пассажирских лайнеров и заканчивая военными беспилотниками. По высоте и скорости практически отсутствуют ограничения. Экспериментальные модели движутся так молниеносно, что после их запуска в серию удастся попасть в любую точку Земли за пару часов.

В статье будет рассмотрен далеко не полный перечень. Некоторые судна являются военной разработкой, поэтому засекречены. Другие — были созданы на чертежах, но до конструирования дело так и не дошло. Третьи — начали конструироваться, но затем проект закрыли, поэтому работы так и остались незаконченными. Однако в любом случае остается достаточно большой список авиалайнеров, которые поражают своей суперскоростью.

Су-27

su27-2102026

Является разработкой бывшего СССР. Тогда разгон до 2,35 Маха считался чем-то неимоверным. Если переводить его в привычную единицу измерения, получается, что аппарат ускоряется до 2876,4 км/ч. Это очень быстрый самолет, оборудованный 2-мя мощнейшими моторами и системой электродистанционного управления. Последняя впервые была использована в СССР на боевых судах именно на этой модели. Задачей разработки являлось взятия господства в небе, ей необходимо было составить конкуренцию Макдоннел-Дуглас «Игл».

Оснащена авиапушкой 30 калибра, десятью точками для подвеса авиаракет «воздух-воздух» (сокращенно «В-В»). Они предназначаются для поражения врага на близких и средних расстояниях. Это мощная боевая машина. Хотя она разработана несколько десятков лет назад, и сейчас занимает лидирующие позиции среди других моделей. Су-27 постоянно модифицируется. Становится серьезным противником в небе.

General Dynamics

d_d-9433266

Это один из самых быстрых летательных аппаратов (авиалайнеров) в мире, принадлежащих к группе бомбардировщиков тактического назначения. Осуществляет разгон до 2,5 Махов (сокращенно М).

Это воздушное судно уже не используется. Оно списано в 1998 году. GD был оснащен 9 точками подвеса и двумя внутренними отсеками для боеприпасов. Благодаря данным характеристикам он мог переносить до 14,3 т бомб, в т. ч. ядерных, нести «В-В». На него возможно поставить авиапушку.

Бомбардировщика также называли Муравьедом. Он стал 1-ой разработкой, запущенной в массовое производство с возможностью изменения угла наклона крыла. Это давало аппарату преимущества в небе.

Макдоннел-Дуглас «Игл»

eagle_hero-2386954

Это один из самых быстрых американских самолетов из категории перехватчиков. Состоит на авиавооружении Соединенных Штатах Америки. Модель принадлежит к 4-ому поколению, оснащена 2 двигателями, может перемещать боеприпасы с большим весом. При полной загруженности (до 18 т) разгоняется до 3065 км/ч.

1-ый полет McDonnell Douglas был совершен еще в 1976 г. Однако и сейчас это воздушное судно имеет большое значение для вооружения США. Его не собираются списывать до 2025 г. Америка поставляет данную модель и своим государствам-союзникам.

Изначально она разрабатывалась с целью завоевания превосходства. Но потом была выпущена модифицированная версия — F-15E Страйк Игл, которая принадлежит к категории истребителей-бомбардиров. Воздушное судно возможно оснастить ракетами Спэрроу, Саайдуайндер, запасными баками для топлива, бомбами. Имеется 11 точек подвеса. Вооружено пушкой Вулкан. По официальным данным, на его счету более сотни побед во время боев.

Миг-31

mig31-1729618

Российская разработка оснащена 2 двигателями. Это позволяет летательному аппарату разгоняться до большой скорости как на существенной, так и на небольшой высоте. Она достигает 2,83 Маха. Модель перестала выпускаться в 1994 г.

Судно оснащено радиолокационными системами. Всего 4 таких истребителей-перехватчиков могут контролировать линию фронта протяженностью 900 километров. Информация о точном количестве выпущенных военных аппаратов в официальных источниках отсутствует. Предполагается, что было собрано несколько сотен.

  • авиапушкой 23 калибра;
  • 4 авиаракетами R-33 или 6 R-37;
  • вооружением «В-В», либо боеприпасами для высокоскоростных целей.

Это давало существенное превосходство в небе.

XB-70

xb70-4479948

Разработка времен «холодной войны». Оборудован 6 мощнейшими двигателями. Максимальная скорость полета самолета — 3 М при массе 240 т в загруженном состоянии. Из-за такого разгона некоторые участки корпуса нагревались до +330 градусов, что требовало заправки специальным топливом.

Сверхскорость была необходима, чтобы уходить от перехватчиков врага, для избежания влияния ядерного взрыва — аппарат предназначался для сброса бомб, после чего ему нужно было быстро покинуть зону поражения.

Благодаря огромным размерам, воздушное судно могло лететь на дальность до 6900 км (внутрь вражеской территории), возвращаться на базу без очередной заправки в небе. На борту возможно было разместить 14 боеприпасов. 1-ый запуск совершен в 1964 г. Сконструировано два судна.

Белл Х-2

bellx2-5713910

Модель не засекречена, фото этого одного из самых быстрых самолетов в мире можно найти в свободном доступе в интернете. Это испытательная разработка, сконструированная с целью изучения полетных условий при очень большом разгоне.

Запуск был в 1954 г. Однако уже через пару лет проект закрыли. На данной модели изучалось то, как поведет себя воздушное судно при движении со скоростным режимом более 2 М. На нем удалось разогнаться до 3911,9 км/ч. После этого пилот совершил неожиданный маневр и лишился контроля над машиной. В результате проект закрыли.

МиГ-25

sam-9673566

Самый быстрый отечественный самолет в мире, который принадлежит к категории перехватчиков. Был сконструирован для перехватывания судов-разведчиков.

Мог разгоняться до 3916,8 км/ч. Попадал в место назначения на высоте до 25 км. Однако ни одна машина данной модели не подбила вражеский объект, для которого предназначалась. Зато хорошо показала себя в вооруженных конфликтных ситуациях, в т. ч. Иран-Ирак. Судно оснащено 4-мя авиаракетами «В-В».

С момента начала производства выпущено 1100 экземпляров.

Локхид

l_1329_jetstar-7281234

Эта модель прослужила образцом для создания «Черного дрозда». Конструированием обоих аппаратов занимался инженер К. Джонсон. Локхид был оснащен 3 авиаракетами «В-В».

Программа существовала недолго. В 1998 г. выпуск прекратили. Это было связано с большими расходами на содержание и обслуживание, не слишком высокой надежностью. Последнее доказывает тот факт, что во время эксплуатации было потеряно 12 единиц летательной техники из 32. Однако в любом случае эта модель внесла существенный вклад в авиационную историю.

Блэкберд

blek-7520750

Стояла на авиавооружении не только США, но и NASA. «Черный дрозд» (как еще называется этот самый скоростной самолет в мире) применялся для стратегической разведывательной деятельности.

1-ый запуск произошел в 1964 г. Собрано 32 экземпляра. Их применяли для шпионажных действий против Советского Союза, Кубы и остальных противников. Это 1-ое судно, на которое была установлена система Stealth. Однако основной защитой была его сверхскорость, позволяющая легко уходить от врага.

У этой модели есть недостатки. Она сильно перегревается при движении. Для ее заправки требуется использование особого топлива для избежания опасных ситуаций во время эксплуатации. Заправляется «Черный дрозд» в небе.

Норт Американ X-15

x15-5846647

Многие задаются вопросом, какое название имеет самый быстрый (высокоскоростной) самолет в мире. Именно эта модель лидирует по праву. Однако она является экспериментальной, то есть не состоит на авиавооружении. Сконструирована для решения исследовательских задач.

Управляется одним пилотом, кабина одноместная. Оснащен реактивно-ракетным двигателем. Старт осуществляется с борта стратегического бомбардировщика. Модель уже на испытаниях смогла подняться на высоту 107 км, разогнаться 6,7 М, совершить суборбитальный перелет, после которого приземлилась самостоятельно.

Первый запуск произошел 8 июня 1959 г. Из-за конструктивных особенностей аппарат не мог взлететь сам. Поэтому его закрепляли на внешнем подвесе («брюхе») носителя В-52. Садился он сам при помощи шасси.

Вот как «Конкорд» переходил звуковой барьер

750_0_a043ef55015454d513d650559060bc79-8225383

«Конкорд», он же «Concorde» в оригинальном написании – единственный оставшийся в начале XXI сверхзвуковой пассажирский реактивный самолет. Да, он, как и разнообразные реактивные штурмовики, истребители-перехватчики и бомбардировщики по типу ТУ-22М3, мог развивать скорость превышающую скорость звука.

Именно эта особенность, в итоге и привела к завершению истории сверхпрестижной серии самолетов, а не авария над Парижем в 2000 году, как считают многие. Он был слишком прожорлив, вмещал слишком небольшое количество пассажиров, а маршруты, по которым были проложены полетные трассы были чрезвычайно ограничены. И знаете почему? Из-за очень мощного хлопка при переходе через звуковой барьер.

1550243879_gr-2457370

Используя свои четыре форсажных реактивных двигателя (да, там применялся точно такой же форсаж как на военных истребителе или бомбардировщике), он мог комфортно летать на скоростях более Мах 2 (свыше 2.100 км/ч), на высоте порядка 18 км над уровнем моря.

Да, такой экстремально быстрый метод передвижения был просто великолепен для пассажиров, летящих из Нью-Йорка в Лондон или обратно. 3 часа и Атлантика преодолена! В обычном самолете этот путь занимает в два раза дольше – порядка 6-7 часов. Но помимо всех других вышеназванных неприятных явлений, сверхзвуковой лайнер имел еще один нюанс – чрезвычайно громкое преодоление звукового барьера – многочисленные ударные волны, генерируемые позади него, в момент перехода звукового барьера.

То, как «Конкорд» переходил этот барьер мало кто слышал, учитывая, что международные правила полетов самолетов такого класса обязывали прокладывать маршрут исключительно над водами Атлантики и других океанов, смотря по какому маршруту следовали лайнеры, чтобы момент перехода на сверхзвук не был слышен никому на земле.

Единственный шанс запечатлеть хлопок на видео – оказаться в лодке посреди Атлантического океана. Например, как эти люди (приглушите звук в наушниках или колонках, прежде чем посмотреть видеоролик, самолет был действительно громким):

Очень интересный БА-БАХ!

А вот как барьер преодолевают другие самолеты:

Салон сверхзвукового самолета

Изначально предполагалось три варианты компоновки салона Конкорда — от 108 до 144 пассажиров. В итоге сертификацию он получил на перевозку 128 пассажиров, но такая компоновка никогда не использовалась. Все самолеты изначально вмещали 108 человек, но эксплуатировавшие их British Airways и Air France привели салон к тому, что в нем было ровно 100 человек.

Вот так скромно выглядел салон Конкорда.

Больше в него было не уместить, так как его ширина составляла всего 2,62 метра. Это даже меньше, чем у ТУ-134. В итоге слева и справа от прохода в каждом ряду было всего по два кресла. При этом гермокабина Конкорда занимала 85% его общего объема.

Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны

Сверхзвуковой высотный бомбардировщик Валькирия

Без затруднений преодолевает звуковой барьер высотный бомбардировщик «Валькирия» XB-70, развивающий скорость свыше трех махов (3673 км/час) и поднимающийся на высоту свыше 20 тысяч метров. Для передвижения на гиперзвуковой скорости конструкторы были вынуждены снизить взлетную массу, а также перевести самолет на пентаборан (бороводородную топливную смесь), обладающую повышенной энергией сгорания. Бомбардировщик представляет собой «бесхвостку», выполненную из высокопрочной инструментальной стали.

valkiriya-xb-70-680x510-1167436

5 наиболее быстрых пассажирских лайнеров

ТОП-5 таких воздушных судов:

  • Цессна Ситейшн X+. Это турбовентиляторный двухмоторный авиалайнер. Производится в Уичито (Канзас). Предназначается для частных полетов с существенной дальностью (более 6000 км). Его используют для перелетов крупные бизнесмены, государственные деятели и коммерческие компании. В зависимости от модификации вмещает 8-11 человек. Внутренний интерьер разрабатывается индивидуально по пожеланиям владельца. Самая большая скорость самолета, какая возможна — 1050 км/ч, это один из наиболее востребованных пассажирских авиалайнеров в мире.
  • Airbus А380. Очень габаритное судно, которое способно вместить 853 пассажира при одноклассовой конфигурации. Разгоняется до 1000-1040 км/ч.
  • Фалькон 7X. Небольшой летательный аппарат, который вмещает 19 человек. Может осуществлять разгон до 1030 км/ч. Сочетает в себе отличную маневренность благодаря малым габаритам и эффективность следования на дальние дистанции.
  • Boeing 747. Это судно долгое время было лидером в пассажирских авиаперевозках. Разгоняется до 988 км/ч.
  • Boeing 787. Вмещает 250-330 пассажиров. 1-ый рейс с людьми на борту был совершен в 2011 г. Разгоняется до 954 км/ч.

Пассажирские самолеты, конечно, не сравнятся с самой большой (максимальной) скоростью в воздухе сверхзвуковых боевых и экспериментальных аппаратов. Однако показатели в любом случае очень хорошие — все-таки у таких судов несколько иное предназначение.

Что происходит с самолетом во время преодоления звукового барьера?

Что происходит с летательным аппаратом при достижении скорости звука? Начинается образование ударных волн, которые появляются в хвостовой части самолета, в задней и фронтальной кромке, а также на острие фюзеляжа. Скачок уплотнения обладает очень малой толщиной, а фронт ударной волны отличается кардинальными изменениями, происходящими со свойствами потока. Его скоростные показатели снижаются по отношению к телу, и скорость приобретает свойства дозвуковой. Кинетическая энергия частично преображается в газовую (внутреннюю).

Хлопок сверхзвукового самолета представляет собой «звуковой удар», который возникает из-за скачков давления воздуха. Хлопок появляется в результате прохождения основной волны и воспринимается слушателем каждый раз, когда самолет пролетает над его головой.

Масштаб подобных изменений прямо пропорционален скорости гиперзвукового потока. Число маха в данном случае превышает 5, а температурные показатели серьезно повышаются, что выступает причиной ряда проблем для летательных аппаратов, передвигающихся на сверхзвуковых скоростях. Повреждение термозащитных оболочек спровоцировало крушение многоразового космического транспортного корабля NASA под названием «Columbia» в 2003 году. Шаттл входил в земную атмосферу для совершения посадки и был поврежден ударной волной высокой силы.

Отечественные воздушные лайнеры

Наиболее высокоскоростным летательным аппаратом в нашей стране считается Миг-25. По скорости он превосходит остальные модели. Отдельное внимание хочется уделить турбовинтовому Ту-95. Он способен нести крылатые авиаракеты Х-101. Разгоняется выше сверхскорости звука, имеет невысокий расход топлива, невидим для систем слежения. Относится к категории серийных бомбардировщиков. На вооружении РФ в настоящее время 60 единиц модели.

Также стоит отметить и гражданские суда РФ:

Наиболее быстрый — Сухой Суперджет 100. Модель можно назвать отечественной, т. к. она разработана и сконструирована именно в России. Предназначается для перевозки 87-108 (в зависимости от конфигурации) пассажиров на дальность 3050 или 4600 км.

Пассажирских ультразвуковых летательных аппаратов, которые активно эксплуатируются, пока нет. Но ведутся работы по их созданию. Такие проекты не соответствуют экологическим требованиям, либо экономически невыгодны (производство чистого топлива, безопасного для окружающей среды требует существенных финансовых вложений).

Авиация активно развивается и с момента появления первых воздушных судов сильно продвинулась вперед. Мы разобрали, с какой максимальной скоростью (км/ч) летают самый быстрые самолеты в мире. Цифры действительно поражают. Если авиационная промышленность будет развиваться такими же темпами, в скором времени можно будет облететь весь земной шар всего за пару-тройку часов.

Кто делал Конкорд

Примерно в середине сороковых годов мировые лидеры того времени, такие, как США, СССР, Германия (еще нацистская), Великобритания и Франция получили технологии, способные приводить в действие летательные аппараты при помощи реактивной тяги, а не винтов. Такие технологии помогли создать принципиально новое поколение военных самолетов, которые имели полное преимущество в воздухе над винтовыми аналогами за счет своей скорости и маневренности.

Все это привело к массовому переходу на реактивную тягу не только в военной, но и в гражданской авиации. В итоге все самолеты начали летать быстрее, а спустя всего 10 лет, примерно в середине пятидесятых, начали появляться первые самолеты, которые могли летать быстрее скорости звука. Опять же, ими сначала были небольшие самолеты для нужд армии, но державы того времени не упускали возможности создать гражданский самолет, который сможет лететь, обгоняя звуковые волны.

Скорость звука в воздухе (или другом газе) сильно зависит от его плотности, температуры, взвеси и других параметров. Принято считать, что скорость звука в воздухе составляет примерно 331 метр в секунду или примерно 1190 километров в час.

Первый сверхзвуковой самолет

Первым сверхзвуковым самолетом считается North American F-100 Super Sabre, первый полет которого состоялся в мае 1953 года. Уже осенью того же года он поступил на вооружение американской армии.

North American F-100 Super Sabre. Первый сверхзвуковой самолет в мире.

Скорость Super Sabre составляла примерно 1,3 Маха. Число Маха представляет собой отношение скорости самолета к скорости звука в данных условиях среды. Проще говоря, на этой же высоте. То есть число Маха может меняться в зависимости от высоты и одно и то же количество километров в час будет на разной высоте соответствовать разному числу Маха.

Если не усложнять, то 1,3 Маха это примерно 1550 километров в час. Современные образцы летают на скоростях до 3 500 километров в час, а рекорды на специальных моделях переваливают за 10 000 километров в час.

Чем отличаются крылатые и баллистические ракеты и какие они ещё бывают?

От дозвука до гиперзвука

Скорость звука в воздухе давно принята за некую эталонную точку отсчета для самых разных научных и практических измерений. Впервые об этой величине как о достаточно стабильной упоминал еще Аристотель. Он использовал ее для сравнения и характеристики движения тел. Первым же человеком в истории, преодолевшим звуковой барьер, стал в 1947 году американский летчик-испытатель Чарльз Йегер на экспериментальном самолете Bell Х-1. Первый советский пилот, капитан Олег Соколовский, разогнался до скорости звука годом позже — на Ла-176, также экспериментальном.

Правда, сверхзвуковые полеты середины ХХ века были весьма условными по нынешним понятиям. Ла-176 достигал скорости звука лишь в пологом пикировании, а Bell Х-1 для этого и вовсе поднимался в небо не собственными силами, а с помощью самолета-носителя, дабы не потратить все топливо на взлете.

Сверхзвуковым принято называть диапазон от 1 до 5 скоростей звука, ну а 5 «звуковых» скоростей и далее — это тот самый «гиперзвук», о котором сегодня так много говорят. Правда, пока он упоминается чаще всего применительно к ракетному оружию, ибо пилотируемые и беспилотные самолеты, перемещающиеся на таких скоростях, в массе своей представляет штучные тестовые модели.

3539b2578e0c4b2d96a7a7999e8fe19c-5827044

Первый сверхзвуковой самолет в СССР

Первый гиперзвуковой советский пассажирский лайнер был выпущен в конструкторском бюро Туполева в 60-х годах и назывался ТУ-144. Перед создателями модели стояла задача разработать самолет, предназначенный для перевозки пассажиров и способный развивать скорость выше звуковой. Первый ТУ-144 сошел с конвейера почти на 3 месяца раньше выхода британско-французского сверхзвукового лайнера «Concorde». Преодолеть звуковой барьер ему удалось на испытаниях летом 1969 года на высоте 11 км. Число маха во время следующего тестирования в 1970 году составило 2, что эквивалентно скорости 2151 км/час.

tu-144-680x516-3050167

Самолеты летящие со сверхзвуковой скоростью

С “хлопком” происходит недоразумение, вызванное неверным пониманием термина “звуковой барьер”. Этот “хлопок” правильно называть “звуковым ударом”.

8_1-5444693

4_9-9401578

Самолет, движущийся со сверхзвуковой скоростью, создает в окружающем воздухе ударные волны, скачки воздушного давления. Упрощенно эти волны можно представить себе в виде сопровождающего полет самолета конуса, с вершиной, как бы привязанной к носовой части фюзеляжа, а образующими, направленными против движения самолета и распространяющимися довольно далеко, например до поверхности земли.
Когда граница этого воображаемого конуса, обозначающая фронт основной звуковой волны, достигает уха человека, то резкий скачок давления воспринимается на слух как хлопок. Звуковой удар, как привязанный, сопровождает весь полет самолета, при условии что самолет движется достаточно быстро, пусть и с постоянной скоростью. Хлопком же кажется проход основной волны звукового удара над фиксированной точкой поверхности земли, где, например, находится слушатель.
Другими словами, если бы сверхзвуковой самолет с постоянной, но сверхзвуковой скоростью принялся летать над слушателем туда-сюда, то хлопок слышался бы каждый раз, спустя некоторое время после пролета самолета над слушателем на достаточно близком расстоянии.

4_8-1136100

4_7-1105687

4_6-1950046

5_5-6021367

5_4-2661083

5_3-6822805

11_2-6615795

4_10-3438486

https://youtube.com/watch?v=zCAO2Y-iGxA%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1

https://youtube.com/watch?v=Ts73vPboBZQ%3Fwmode%3Dtransparent%26fs%3D1

С какой скоростью летают самые быстрые самолеты

На самом деле в список, который мы сегодня будем обсуждать входят не все самолеты, которые могут развивать огромную скорость. Все из-за того, что часть из них секретные, а другая часто существовала только на бумаге, или ее образцы нельзя считать законченными изделиями.

Несмотря на это, я расскажу о достаточном количестве самолетов, которые просто поражают воображение и вызывают большой интерес с точки зрения технологий. Как водится, расположим их в порядке увеличения скорости, чтобы это действительно было похоже на рейтинг.

Гонка за скоростью уже давно прекратилась. Пусть современные самолеты вроде СУ-57 и F-35 могу разгоняться до нескольких скоростей звука, но сейчас важнее радиолокационная невидимость. А несколько тысяч километров в час — пустая трата топлива.

General Dynamics F-111 — быстрый бомбардировщик

Этот самолет нельзя назвать чем-то выдающимся с точки зрения скорости. Он едва превосходил по этому показателю пассажирские Concorde (про который я уже писал большую развернутую статью) и ТУ-144, которые могли развивать скорость примерно 2200-2400 километров час.

General Dynamics F-111. При своей относительно классической конструкции от выглядит очень необычно.

Тем не менее, Aardvark, как еще называли F-111, мог достигать в полете скорости, в два раза превышающей скорость звука. Его максималка составляла 2 645 километров в час. По тем временам это было неплохой скоростью, которая позволяла с успехом проводить многие военные операции.

Скорость звука (распространения звуковой волны) сильно зависит от среды, в которой она измеряется. Чем плотнее среда, тем выше скорость звука. То есть на большой высоте и при разряженном воздухе она ниже, чем у поверхности земли. Для простоты принято считать, что скорость звука составляет примерно 330 метров в секунду (примерно 1200 километров в час). Все это очень примерно, но для понимания масштаба величин этого достаточно

Первые образцы поступили на вооружение 4480-й тактической истребительной эскадрильи США в октябре 1967 года. За время службы было потеряно только по официальным данным более 10 самолетов.

Изменяемая стреловидность крыла позволяет сверхзвуковым самолетам быть эффективными на любой скорости.

В 1996 году их вывели их состава ВВС США, а за это время они успели поучаствовать в некоторых операциях войны во Вьетнаме, в операции ”Каньон Эльдорадо” (атака на резиденцию Каддафи в Ливии), в операции ”Буря в пустыне в Ираке, и других военных действиях.

McDonnell Douglas F-15 ”Eagle” — самый известный истребитель

Этот самолет считается ярким представителем своего времени и истребителей четвертого поколения. Такие самолеты называют всепогодными тактическими истребителями, способными завоевать превосходство в воздухе.

Самолет поступил на вооружение американской армии в далеком 1976 году и за время службы успел поучаствовать в десятках операций в Персидском заливе, Ближнем востоке и даже в Югославии. Послужной список машины огромен, а сколько раз эти самолеты поднимались в воздух для выполнения секретных боевых задач или перехвата неопознанных воздушных целей, вообще не сосчитать.

Этот самолет висел на плакатах в комнате многих мальчишек лет 15 назад. У меня тоже.

Всего было создано аж 22 модификации этого самолета, предназначенных для разных задач. Максимальная скорость самолета составляет 2650 километров в час.

МиГ-31 — двухместный истребитель

Этот самолет изначально проектировался, как сверхзвуковой истребитель-перехватчик для полетов в любую погоду. В итоге им он и получился. Это самолет дальнего радиуса действия, у которого есть несколько модификаций под разные условия использования.

История самого известного самолета в мире и почему Конкорд больше не летает

Примечательно, что именно этот самолет сал первым в СССР боевым самолетом четвертого поколения. Спектр его применения очень высок. Он способен перехватывать любые воздушные цели на больших, средних, малых и предельно малых высотах. Даже тепловые ловушки и искусственно созданные радиолокационные помехи не должны быть для него проблемой.

Не хотелось бы встретить такую машину в воздухе.

Экипаж составляет два человека. Эта машина способна разгоняться до 3000 километров в час, что не оставляет шансов самолету противника. Конечно, если он не идет дальше в нашем списке.

МиГ-25 — сверхзвуковой перехватчик

Решение о проектировании МиГ 25 было принято на основании того, что у Советского Союза не было самолета, который смог бы летать на очень большой высоте и с очень большой скоростью. Тем более, из-за океана поступили разведданные о том, что американцы готовят новые средства нападения — сверхзвуковой бомбардировщик ”Валькирия”, ракету ”Навахо” и самолет-разведчик A12. Забегая вперед, оказалось, что ”Валькирия” слишком дорогая и от нее отказались, ”Навахо” просто оказалась неудачной, а А-12 позднее сменил индекс на SR-71, но тоже особо не добился славы. Впрочем, к нему мы еще вернемся в этой статье.

Этот самолет навсегда останется в истории авиации. При том, что летает до сих пор.

МиГ-25 приняли на вооружение в 1972 году в модификации Миг-25П (П-перехватчик). Под крыльями у него были 4 ракеты Р-40 класса воздух-воздух. Чуть позже появился МиГ-25Р (Р-разведчик). Он не имел никакого вооружения, кроме двух мощных камер для съемки местности. Еще позже появилась модификация МиГ-29РБ (разведчик, бомбардировщик). Он, кроме разведки, мог нести на себе бомбы для сбрасывания на территорию противника. Допускалась даже доставка ядерных бомб.

Модификация МиГ-25Р не имела вооружения. Вместо этого у нее были мощные камеры.

Характеристики самолета не предполагали выполнение на нем фигур высшего пилотажа, но летчики все равно делали это, и руководство их даже поощряло. Сделан, в отличии от других самолетов, он был не из алюминия, а из стали. Только так можно было эффективно противостоять нагреву при трении о воздух на максимальной скорости. Вообще машина могла подниматься на 22 500 метров и преодолевать до 2 000 километров. Всего было выпущено около 1 000 Миг-25 разных модификаций. Его максимальная скорость составляла 3 300 километров в час.

SR-71 ”Blackbird” — черная птица

Этот самолет формально послужил причиной создания МиГ-25, но сам по себе был не менее интересным. Это стратегический сверхзвуковой самолет-разведчик ВВС США. Для своего времени он летал чертовски быстро — более 3 700 километров в час.

Чем вам не самолет «Людей Х»?

Сухая масса самолета составляет 27 тонн, а максимальная взлетная — 77 тонн. Это не удивительно, читывая, сколько топлива ему приходилось брать на борт. Он летал очень быстро и даже несколько раз нарушал границы СССР. Командование думало, что такие действия окажутся безнаказанными. В результате одного из таких пролетов его сбили и полеты прекратились. Никто не хотел отдавать такой самолет, пусть и в разрушенном виде, противнику. Это была слишком ценная информация и очень большие риски за возможность сфотографировать территорию страны около границы.

North American X-15 — может ли самолет улететь в космос

Этот самолет разгонялся до фантастических 7 300 километров в час, но его нельзя назвать серийным. Это был экспериментальный самолет. Такой тип машин еще называется ”ракетоплан”. В его конструкции используются уже не самолетные реактивные двигатели, а ракетные.

Больше похоже на ракету, но это все еще самолет.

X-15 создавался не для военных действий или разведки, а для изучения поведения техники на гиперзвуковой скорости. А также он помогал проводить исследования по выводу крылатых аппаратов в верхние слои атмосферы и входу обратно. До сих пор это единственный самолет, который совершил суборбитальный космический полет с пилотами и вернулся обратно. Вообще, потолком этой ”штуковины” являлась высота 107 000 метров. Именно на такую высоту в 1963 году дважды и поднимался North American X-15, пилотируемый Джозефом Уокером — летчиком-испытателем NASA и неофициальным астронавтом.

3700 километров в час. Virgin Galactic показала концепт сверхзвукового пассажирского самолета

Orbital Sciences Corporation Х-34 — рекорд скорости на самолете

Продолжаем идти по нарастающей и еще один самолет, который больше похож на ракету, но формально является именно самолетом, так как придерживается его принципов управления и имеет несущие крылья. Этот самолет уже не имел на борту пилотов, в воздух поднимался ”под брюхом” самолета-носителя. Зато во время испытаний в 2004 году он разогнался до 11 000 километров в час над Тихим океаном.

11 000 километров в час? Засекай!

Изначально планировалось, что аппарат сможет набрать 12 200 километров час, но не получилось. Что касается конструкции, то самолет сам по себе не очень большой и имеет длину всего 17,78 метра, а размах крыльев 8,85 метра. За движение отвечает твердотопливный двигатель, на производство которого потратили четверть миллиарда долларов, а на испытания — 7 лет.

Самолет не может подниматься слишком высоко, хотя 75 километров — это уже более чем внушительная цифра.

Virgin Orbit не смогла запустить ракету с самолета — что с ней стало?

Boeing X-43 — самый быстрый самолет в мире

Этот самолет лишь ненамного превзошел результаты предыдущего аппарата, но победитель должен быть только один. Boeing X-43 развил скорость, которая примерно в 9,5 раз выше скорости звука — 11 230 километров в час. Проект обошелся также в четверть миллиарда долларов, но его реализация заняла 10 лет.

Boeing X-43 тоже является беспилотником и при этом он не очень большой. Размах крыльев всего 1,5 метра, а длина лишь 3,6 метра. Говорить о практическом применении такого самолета не приходится. Он тоже создавался, как летающая лаборатория.

Интересно, что в его конструкции нет трущихся деталей. Топливом для него является смесь кислорода и водорода, которая в своем выхлопе дает просто водяной пар. Самолет должен был показать, что такие скорости возможны, а еще, что возможно использования альтернативных видов топлива.

Также он должен был показать, что времена, когда самолет может долететь до любой точки мира за 2-3 часа, уже почти наступили.

Какой самолет из нашего списка вам больше всего понравился? Мой любимчик МиГ-25. Особенно мне нравится его угловатый строгий внешний вид. Про него я готов даже написать отдельную статью и может быть когда-то это сделаю, а пока выскажите свое мнение в комментариях или в нашем Telegram-чате.

Скорость звука и число Маха

Когда заходит речь о сверхзвуковых или гиперзвуковых скоростях, вместо привычных большинству людей километров (или миль) в час начинают фигурировать какие-то странные «Махи». Например — «скорость самолета превысила 5,2 Маха». Что же это за единица измерения и как ее воспринимать?

Так называемое «число Маха» названо в честь Эрнста Маха, австрийского физика. Будучи одним из основоположников газовой механики и окончив жизнь в эпоху первых летающих «этажерок», «небесных тихоходов», он и подумать не мог, что уже в конце 1940-х гг. реактивные истребители вплотную приблизятся к звуковому барьеру, и единица скорости, названная его именем, войдет в повседневный обиход авиаторов.

Запредельно упрощенно (и весьма некорректно!) можно сказать, что единица числа Маха — это скорость звука. Иными словами, 1 Мах условно равен 340 метрам в секунду или 1224 км/ч. Соответственно, 2 Маха — условно 680 метров в секунду или 2448 км/ч, и далее соответственно. Однако любой преподаватель газодинамики за такое объяснение отвесит вам полновесного «леща» учебником Абрамовича. Ибо число Маха — это не скорость в классическом понимании — в виде расстояния, пройденного за отрезок времени. Эта безразмерная единица, хотя и плотно привязана к скорости звука в воздухе, учитывает тот факт, что скорость звука — вовсе не постоянная величина!

Большинство считает, что скорость звука в воздухе равна 340 метрам в секунду. Но свойства-то воздуха могут быть разными. А значит, различна и скорость распространения звука в нем! В приземном слое она действительно равна тем самым 340 метрам в секунду, но, к примеру, на высотах около десяти километров, скорость из-за разреженности воздуха и низких температур — иная, и составляет уже около 300 метров в секунду.

Чтобы преодолеть звуковой барьер непосредственно над землей, самолету нужно достичь скорости 1224 км/ч, а на высоте десяти тысяч метров для этого достаточно скорости 1076 км/ч — на 148 км/ч меньше. Разница около 13–14 процентов — это весьма немало и имеет существенное значение как для инженеров, проектирующих самолет, так и для пилотов, им управляющих. Иными словами, 1 Мах — это скорость звука при конкретных параметрах высоты и температуры, в которых летит самолет, «здесь и сейчас».

Где сейчас Конкорды

Конкорд был культовым самолетом, который за 23 года эксплуатации перевез по всему мире около 4 миллионов пассажиров и бесславно уйти на пенсию он просто не мог. Последний рейс для многих был, что называется, ”со слезами на глазах”. Теперь эти самолеты можно найти только в музеях и на постаментах.

Даже сейчас мало кто может зайти в кабину Конкорда, а она была интересной для своего времени.

Всего было выпущено 20 Конкордов и все они, за исключением двух, находятся в музеях или на специальных площадках. Не получится посмотреть только на борт, с заводским номером 211, который разобрали на запчасти для других Конкордов и борт 203, который разбился в Париже.

Что касается заводских номеров, то те, что начинаются на ”0”, являются прототипами. На ”1” начинаются предсерийные образцы. Если в начале номера стоит ”2”, например, 203, то это серийно выпускавшиеся машины

Примерно две трети самолетов эксплуатировались до 2003 года. Сейчас самый ”молодой” самолет находится в Имперском военном музее (Дасфорд, Великобритания). Его налет составляет всего 632 часа (с 1971 по 1977 год). Самый ”повидавший” борт стоит в Музее Моря, Воздуха и Космоса Интерпид (Нью-Йорк, США). Налет этого самолета составил 23 397 часов в период 1976 по 2003 год.

Один из самых известных выставленных Конкордов сейчас встречает путешественников в аэропорту Шарля Де Голля в Париже. А самый первый Конкорд, выпущенный 2 марта 1969 года под номером 001, налетал всего 812 часов и стоит в Аэрокосмическом музее в Ле Бурже, Франция.

Наиболее быстрые военные авиалайнеры на вооружении

В российской авиации используются следующие летательные аппараты:

  • Су-27, 34, 35;
  • Миг-31 и 29.

Скоростные американские разработки:

Рекорд скорости истребителя поставили F-15 и Миг-31. Многие государства закупают военные летательные аппараты именно в Российской Федерации, в Китае и Америке. Перечисленные суда являются самыми востребованными при импорте. Однако при выборе ориентируются не только на сверхскорость, но и на иные характеристики.

В Китае, Америке и России активно ведутся новые разработки. В США разработан истребитель пятого поколения Раптор. Выпущено 187 экземпляров. В Российской Федерации большие надежды возлагают на Су-57, который должен будет прийти на замену устаревшим моделям.

Для чего нужно измерение скорости в Махах?

Слово «MACH» или буква «М» значатся на особых индикаторах скорости в пилотских кабинах — этими приборами часто дополняют измерители приборной скорости и на летном жаргоне их именуют «махометрами». Лимб «махометра» размечен в условных единицах — условно говоря, если его стрелка встанет на цифру 1, то самолет летит со скоростью звука в данный момент времени и на данной высоте. Если полет, предположим, проходит низко над землей, то фактическая скорость при 1 Махе будет равняться 1224 км/ч, если на высоте десяти тысяч метров — 1076 км/ч.

Но возникает естественный вопрос — для чего пилоту необходимы данные скорости с «махометра»? Дело в том, что момент перехода через звуковой барьер связан с резкими изменениями аэродинамического баланса самолета и требует повышенного внимания в управлении. И этот момент как раз точно индицирует «махометр».

В дальнейшем, после «перехода через единицу» этот прибор также необходим для оценки реальной ситуации, что называется, «онлайн», ибо за звуковым пределом машина ведет себя совсем не так, как до него. Ну, и наконец, индикация реальной скорости в Махах нужна для отслеживания числа М, обозначенного создателями самолета, как конструктивный предел его прочности.

Впрочем, «махометр» имеется не в каждом самолете. Собственно, принято считать, что для летающих машин, не превышающих скоростей около 400 км/ч и высот около 2–3 тысяч километров конвертация скорости в число М неактуальна — самолет в своем штатном дозвуковом диапазоне рабочих скоростей ведет себя достаточно линейно и предсказуемо.

Величина сверхзвуковой скорости полета

Пока самолет передвигается с небольшой скоростью (до 420 км/час) на высоте до 3 тысяч метров, вычислить точные параметры полета довольно просто. Однако в случае преодоления звукового барьера самолетом падает не только температура за бортом, но и плотность воздушной среды. Когда приборы демонстрируют эквивалентные показания скорости на высоте 2 тысячи метров и 10 тысяч метров, в условиях разреженного воздуха реальная скорость будет больше.

velichina-sverhzvuka-5706826

Величина сверхзвуковой скорости полета

На скорости звука воздушное пространство перестает быть однородным и сильно затрудняет передвижение низкоскоростных летательных аппаратов. Создается среда, в которой возникают скачки уплотнения и изменение характера обтекания самолета, что создает предпосылки для волнового кризиса. Скачок уплотнения увеличивает энтропию газа, которая уменьшается в процессе прохождения звукового барьера.

Сколько стоил полет на Конкорде

Несмотря на первоначальный успех модели и ее революционность, вскоре выяснилось, что с экономической точки зрения она совершенно невыгодна. Летал самолет в основном по маршруту из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Время в пути занимало всего три часа, но за это время самолет выжигал до 8 тонн топлива на одну тонну полезной нагрузки. Если грубо, то для доставки к месту назначения 10 человек с одним чемоданом каждый, требовалось 8 тонн топлива.

8 тонн топлива для доставки одной тонны полезной нагрузки — та ее экономичность.

При этом самолет требовал более дорогого и долгого обслуживания. Конкорд работал в более сложных условиях, чем обычные лайнеры, и кроме обычного обслуживания, надо было еще проверять прочность конструкции, иногда даже с использованием рентгеновского оборудования. Все это приводило к долгим простоям и даже на земле самолет требовал на свое содержание очень много денег. Не говоря уже о закупочной стоимости самого борта, которая тоже была намного выше, чем у обычного реактивного самолета.

Высокой стоимость была только в начале, когда выяснилось, что самолеты очень сложные для получения с них прибыли, они отдавались за символическую цену. Французские авиакомпании покупали их за один франк, английские — за 1 фунт. Но они брали на себя обязательство эксплуатировать самолеты и продавать их только по такой же символической цене

В разное время полет на Конкорде стоил по-разному, но можно усредненно говорить о цене в 10-11 тысяч долларов. Столько стоил билет из Парижа в Нью-Йорк и обратно. Даже сейчас сумма кажется очень большой. Тогда это было целое состояние и далеко не все могли себе позволить регулярно летать по делам на таком самолете. Многие пассажиры брали на него билет просто как на аттракцион.

Полетали бы на этом красавце за 10+ тысяч долларов?

Когда Конкорд совершал свой последний рейс, цены на него на аукционах поднимались до 60 тысяч долларов.

На какой высоте и с какой скоростью летал Конкорд

Возможность перелететь через Атлантику всего за три часа достигалась за счет того, что самолет разгонялся до скорости примерно 2 200 километров в час. Делал он это на высоте 18 000 — 18 500 метров. Благодаря полетам на такой большой высоте Конкорд мог себе позволит не петлять по воздушным коридорам, теряя на этом время, а двигаться по максимально короткой прямой.

За время длительного полета на большой скорости температура носовой части самолета могла подниматься до 130 градусов Цельсия, а на кончиках крыла доходить до 100 градусов

Движение с такой большой скоростью было бы не возможно при сохранении традиционной аэродинамической схемы. Так как сопротивление воздуха пропорционально квадрату скорости, конструкция должна быть намного более прочной. При увеличении скорости почти в три раза, сопротивление увеличивается примерно в девять раз. Также аэродинамика должна быть не в форме капли, чтобы воздух ее обтекал, а в форме клина, чтобы буквально прокалывать воздух, не создавая перед носом зону повышенного давления.

Именно такая форма планера позволяет преодолевать скорость звука.

Крылья тоже должны быть более компактными, так как на такой скорости подъемной силы и так хватает. В итоге они были сделаны в форме треугольников, смещенных назад. Если говорить больше с технической стороны, то такая схема самолета называется «бесхвостка» и сделана она с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы (промежуточная между конусом и эллипсоидом). Так получилось сделать их более обтекаемыми и более прочными, но был и один серьезный минус такой компоновки.

Если не вдаваться в тонкости сложной топливной системы Конкорда, можно только сказать, что она состояла из 17 баков общим объемом 119 280 литров. При переходе на сверхзвук через балансировочные камеры топливо перемещалось между баками. Потом скорость увеличивалась и топливо снова перемещалось. Уже после этого самолет набирал максимальную скорость.

Чем Конкорд отличается от сверхзвукового ТУ-144

Если говорить о Конкорде и ТУ-144 с точки зрения сравнения, то между ними больше общего, чем разного. В первую очередь оба самолета могут летать на сверхзвуковой скорости, а ”максималка” отличается буквально на пару сотен километров в час (ТУ-144 чуть быстрее). Также оба самолета сделаны по одной аэродинамической схеме и простой человек даже не отличит один самолет от другого, если на борту не будет написано British Airways, Air France или Аэрофлот. Первые два названия будут нанесены на Конкорды, а последнее — на ТУ-144.

Самые большие отличия заключаются только в конструкции передней части. Оба самолета имеют откидной нос, но у ТУ-144 более развитая аэродинамика с точки зрения подвижных элементов. Для того, чтобы ему было проще сохранять баланс при посадке, сразу за кабиной у него были маленькие крылышки. Они откидывались при посадке и не только генерировали дополнительную подъемную силу, но и направляли воздух под крыло.

На этом фото хорошо видны крылышки, которые открываются у ТУ-144 при посадке.

Все это касается технических отличий, но было еще одно главное отличие. Судьба Конкорда сложилась куда более успешно. В первую очередь, из-за того, что он летал в капиталистических странах, где рыночная экономика решала, кто готов заплатить за билет большие деньги. В СССР перелеты на огромные расстояния были важны, но каждый билет субсидировался государством и это было накладно.

Кроме этого, Конкорд летал над океаном и там уровень шума при переходе на сверхзвук не ставил острых вопросов. Куда сложнее было, когда ТУ-144 ”громыхал” над крупными городами.

А еще у в ТУ-144 была катастрофа в самом начале пути, когда он разбился во время демонстрационного полета. Первая катастрофа Конкорда состоялась только в 2000 году и это привело к тому, что его судьба закончилась всего через три года, хотя катастрофа даже не была связана с техническими неполадками или недочетами.

Достижения зарубежом

Эра сверхзвуковых «Конкордов» завершилась в 2003 году, когда лайнеры французско-британского производства были окончательно выведены из коммерческой эксплуатации. Бурное развитие зарубежной авиации началось в 60-х годах, когда конструкторские бюро разных стран работали над созданием продвинутых бомбардировщиков, истребителей и самолетов, предназначенных для разведывательных задач.

Со скоростью звука и даже выше способен передвигаться легендарный истребитель пятого поколения F-22 «Raptor», использующий продвинутые технологии «stealth» (понижения заметности) и изготовленный из композитных полимерных и радиопоглощающих материалов. F-22 оснащается парой турбореактивных двухконтурных двигателей, обладающих высокой бесфорсажной тягой, которая позволяет истребителю передвигаться на гиперзвуковой скорости без задействования форсажа.

f-22-raptor-1-680x510-6133646

«Raptor» использует интегрированные системы связи, распознающие «своих» и «чужих» посредством радиолокационных датчиков. Самолеты вооружены 20-миллиметровыми пушками, корректируемыми снарядами, а также ракетами класса «воздух-воздух». Недостатком F-22 считается низкий объем топливных баков, делающий его зависимым от дозаправки в условиях воздушного пространства.

Зачем у сверхзвукового самолёта опускается нос

Конструкция носовой части пассажирских сверхзвуковых самолетов сделана такой не для красоты. Опускающийся нос выполняет очень важную функцию. Только благодаря ему получается посадить самолет.

В том числе из-за недостаточной подъемной силы крыла такого самолета на небольшой скорости, перед посадкой приходилось очень высоко задирать нос. В том случае пилоты просто не могли визуально контролировать подлет к полосе. Садиться вслепую тоже было плохой идеей и поэтому приходилось выкручиваться из положения.

Заход на посадку должен был быть именно таким.

При рулежке и взлете носовой обтекатель опускался всего на пять градусов. Этого было достаточно. При посадке и заходе на посадку он отклонялся на 12,5 градусов. Еще было дополнительное остекление. Оно поднималось в основной полетной конфигурации при числах Маха больше 0,8.

Откидной нос помогал сделать так, чтобы носовой обтекатель не перекрывал обзор пилотам. Кроме этого, можно было сделать так, чтобы они смотрели на полосу через более вертикально расположенные стекла. Из-за этого было меньше искажений и безопасность становилась намного выше.

В итоге нос опускался, когда он был не нужен. Аэродинамика самолета в этом варианте оставляла желать лучшего, но все исправлялось, когда нос был поднят. Он придавал конструкции нужную форму и делал обводы кабины более обтекаемыми.

Интересно, что для обеспечения безопасной посадки при таком большом угле атаки как у Конкорда, он был сделан выше (высота стоек составляла 3,5 метра) и пришлось немного менять схему обслуживания в аэропорту. В шутку самолет даже называли цаплей.

Вот поэтому его называли цаплей.

Российский пассажирский сверхзвуковой самолет

Первый пассажирский самолет, который преодолел звуковой барьер, — ТУ-144, созданный инженерами из конструкторского бюро Туполева. Для преодоления звукового барьера лайнер был выполнен в форме бесхвостового низкоплана, оснащенного дополнительными силовыми установками. ТУ-144 был лишен привычных для летательных средств предыдущего поколения закрылков и предкрылков, а переход на гиперзвуковой режим осуществлялся благодаря сложной процедуре перераспределения топлива в задние центровочные баки.

Рекорд скорости истребителя

OSC Х-34 — это беспилотное воздушное судно. В небо поднимается под «брюхом» носителя. Летательный аппарат больше напоминает ракету, но официально является именно авиалайнером — придерживается аналогичных принципов управления, имеет несущие крылья.

Отличается крупными размерами — длина 17,78 м, размах 8,85 м. Оснащен мотором, функционирующим от твердого топлива. На разработку модели ушло целых 7 лет. Было потрачено 250 млн долларов.

Изначально планировалось, что он сможет ускоряться до 12200 км/ч. Однако ожидаемого разгона добиться не удалось. Наибольшая скорость самолета составила 11000 километров в час.

Летательное судно не может подниматься на слишком большую высоту. Хотя 75 км тоже является отличным результатом.

Развитие гражданской авиации

На развитие гражданской авиации серьезное влияние оказали технические достижения, полученные в результате военных разработок 60-х годов. Инженеры разных стран сумели искоренить главные проблемы, мешавшие преодолеть звуковой барьер, и спроектировали первые сверхзвуковые самолеты для нужд гражданского населения. Первый пассажирский авиалайнер, предназначенный для транспортировки пассажиров — упомянутый выше Douglas C-8, развивший скорость свыше 1261 км/час на испытаниях, проходивших на высоте 15800 метров.

Первый вылет «Конкорда» состоялся весной 1969 года. В отличие от пассажирского лайнера ТУ-144, до двухтысячного года данная модель ни единого раза не фигурировала в сводках прессы, посвященных авиакатастрофам. Летом 2000 года произошла первая авария с участием «Конкорда», который рухнул на крышу отеля сразу после вылета из главного аэровокзала Франции «Шарль Де Голль». ТУ-144 принадлежат не только лавры пионера в задаче покорения скорости звука, но и печальная слава, закрепившаяся за лайнером после катастрофы на знаменитой выставке «LeBourje», а также возгорания в 1978 году на одном из аэродромов Московской области.

lajner-konkord-680x347-3748079

Проверка установила, что возгорание произошло по причине ряда недоработок топливной системы обновленных двигателей. Пилоты ТУ-144 смогли посадить загоревшееся судно, однако дальнейшие рейсы коммерческого плана на нем были окончательно завершены. «Concorde» служил задачам пассажирской авиации намного дольше, но после катастрофы, произошедшей в двухтысячном году, пассажиропоток стал настолько мизерным, что спустя 3 года этот гиперзвуковой лайнер был убран из коммерческой эксплуатации.

Что происходит с самолетом?

Переходя в область сверхзвуковой скорости, самолеты сталкиваются с сильной тряской, волновым сопротивлением, ударными волнами, скачками уплотнения и необходимостью преодолеть гиперзвуковой барьер. Еще одним малоприятным моментом является флаттер — дрожание, проявляющее себя в момент достижения определенных показателей скорости движения. В результате возникающего резонанса повышается риск деформации отдельных частей самолета, который может привести к его крушению.

sverhzvukovoy_samolet_01-680x338-7307270

Полет на сверхзвуковой скорости

Для коренных преобразований в сфере авиации инженерам потребовалось учесть возникающие явления и эффекты, присущие высоким скоростям, а также внести ряд качественных изменений в конструкции существующих лайнеров. Для этого гиперзвуковые самолеты были оснащены треугольными или стреловидными крыльями, оборудованными специальными наплывами для образования спирального искусственного вихря. Изменению подверглись стабилизаторы, получившие цельно-поворотную конструкцию и другие элементы.

Ультразвуковой Boeing X-43

boeing43-2650477

На разработку этой экспериментальной модели ушло 10 лет. Как и в предыдущем случае на нее было потрачено четверть миллиарда долларов. Относится к беспилотному типу. Имеет достаточно небольшие габариты — в длину 3,6 м, размах крыльев составляет 1,5 м. На вооружении не состоит. Изначально создавался для проведения экспериментов.

Самая высокая скорость самолета в мире — 11230 км/ч. Это практически в 10 р. выше сверхскорости звука. В конструкции отсутствуют перетирающиеся элементы. В качестве топлива используется кислородно-водородная смесь. Благодаря этому при выхлопе выходит только водяной пар. Эта разработка доказывает, что такая сверхскорость возможна. Также показывает, что можно использовать альтернативные топливные источники, не загрязняющие окружающую среду. Этот летательный аппарат способен долететь до любой точки назначения на земном шаре всего за 2-3 ч.

Оцените статью
RusPilot.com