Сверхзвуковой авиалайнер

Современные самолеты способны летать очень быстро. Под «быстро» я понимаю не скорости в 10 раз быстрее автомобиля, а действительно БЫСТРО. Даже без форсажного режима современные истребители с легкостью преодолевают скорость звука. Пассажирская авиация уже давно летала на сверхзвуковых скоростях. Это было возможно, но дорого, поэтому (в том числе) полеты и прекратились около 20 лет назад. Все это хорошо, но если покопаться в истории и архивных документах, можно найти несколько самолетов, которые летали не просто на сверхзвуке, а на гиперзвуке, то есть в несколько раз быстрее скорости звука. Как такое вообще возможно, что с ними случилось и существуют ли они сейчас? В конце концов, в наше время скорость важна во всем, особенно в бою. Кроме этого, важна оперативная доставка груза и пассажиров в любую точку планеты. Так что там с самым быстрым самолетом в мире?

Такая конструкция вряд ли полетит со скорость в несколько тысяч километров в час. Для этого нужны другие характеристики.

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.

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

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.

Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны

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.

Знаменитый «Конкорд» мог долететь из Лондона до Сидней за 17 часов, три минуты и 45 секунд; Boeing 747 делает это за 22 часа.

Concorde был самым известным членом эксклюзивного клуба на двоих; другим гражданским авиалайнером, способным превышать скорость звука был советский «Туполев» — Ту-144 — он летал до 1999 года. Вариант этого «Туполева» использовался в экспериментах NASA, американской и российской аэрокосмической промышленности, в совместной исследовательской программе по окончании холодной войны.

Конец самолетов «Конкорд» и «Туполев» оставил сверхзвуковой рынок пустым. Но сейчас, спустя 12 лет после того, как «Конкорд» осуществил свой последний полет, на бумаге рассматриваются проекты еще более быстрых самолетов.

Вместе с прощальным реверансом «Конкорда» в 2003 году, ушла в отпуск и эпоха сверхзвуковых авиаперелетов

Один из таких проектов — Lapcat II, спроектированный европейцами самолет, способный набирать скорость в восемь раз быстрее звуковой (8500 км/ч). Он сможет доставить пассажиров из Брюсселя в Сидней за 2 часа 55 минут.

На конференции AIAA, посвященной сверхзвуковым космическим самолетам, в Глазго в Шотландии в июле, в документе, представленном разработчикам Lapcat-II, было заявлено, что первые испытания проекта показали, что самолет будет «чище» экологически, чем современные самолеты, таким же безопасным, а стоить будет не дороже современных дальнорейсовых летательных аппаратов.

Йохан Стилант, главный инженер Европейского космического агентства и координатор Lapcat-II, и его коллеги испытывал два прототипа. Один — самолет в 5 махов, Lapcat-A2, оснащенный ПВРД на охлажденном воздухе; второй — многообещающий проект ESA, в 8 махов, тоже оснащенный ПВРД (прямоточным воздушно-реактивным двигателем).

ПВРД — это двигатель, пропускающий воздух, без крупных движущихся частей. Во время прямого движения, двигатель сжимает входящий воздух, проходящий с высокой скоростью, и отправляет в камеру сгорания. Похожим образом работают новейшие современные ракеты. ПВРД может обеспечить очень высокую скорость движения самолета. Но чем его кормить? Выбор топлива крайне важен, особенно в свете того, что будущий сверхзвуковой флот будет изо всех сил снижать процент выбросов вредных отходов в атмосферу. С этой целью был выбран водород, а не топливо на основе углеводородов.

Более того, жидкое водородное топливо не особо горюче в середине полета. Хотя водород может воспламениться, риски взрыва или пожара ниже, если сравнивать с современным керосиновым авиатопливом. NASA использовало такое же топливо для питания космических шаттлов.

«Если будет утечка, водород такой легкий, что устремится вверх; соответственно, не образуется лужи с водородом на земле, как в случае с керосином. Водороду, как и керосину, нужен воспламенитель или источник тепла для инициации горения, так что спонтанно он не загорится», — говорит Стилант.

Команда Lapcat-II не одинока в этой области. Они делятся идеями и концептами с исследователями по всему Тихому океану. В Азии Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) также работает над сверхзвуковым лайнером под названием Hytex, предназначенным для пересечения Тихого океана в течение двух часов на скорости 5 махов.

Как Lapcat-II, так и JAXA являются частью проекта передачи знаний о сверхзвуковой сфере между Европой и Японией — проект называется Hikari.

Агентства вроде NASA также исследуют возможности сверхзвукового движения

Турбореактивный двигатель Hytex был успешно испытан в экспериментальном полете, в котором была смоделирована скорость до 1,8 махов. Hytex использует жидкий водород как в качестве топлива, так и охлаждающей жидкости для воздушных путешествий на сверхзвуковых скоростях.

«Мы закончили испытания эскизного проекта Hytex в аэродинамической трубе. Расход топлива составляет одну пятую от расхода ракетных двигателей», — говорит Хидеюки Тагучи, глава по исследованиям сверхзвуковых самолетов в JAXA.

Эффективная доставка водорода — один из главных факторов, влияющих на высокие эксплуатационные расходы. Если водород можно будет получить из природного газа, а не из электролиза воды, стоимость авиабилетов на гиперзвуковой поездку может упасть примерно до половины цены билета бизнес-класса.

Исходя из текущих прогнозов, цена билета будет примерно в три раза дороже, чем в среднем для текущих дозвуковых билетов бизнес-класса. Оценки показывают стоимость в 5000 евро за место в полете из Брюсселя в Сидней в один конец.

Большим вопросом остается создание водорода.

«Ветряные турбины могут накапливать энергию, производя водород, — говорит Стилант. — Это уже было установлено сетью бельгийских супермаркетов, погрузчики которых работали на водороде, произведенном местным ветропарком».

Даже если авиалайнеры на водородном топливе не выделяли бы накапливающиеся парниковые газы вроде диоксида углерода, оксидов серы или сажи, как современные дозвуковые самолеты, есть и другая проблема. Водяной пар, произведенный сгоранием водорода, остается в стратосфере в течение долгого времени и может стать существенным вкладом в глобальное потепление.

Советский «Ту-144» был единственным самолетом, перевозившим пассажиров быстрее скорости звука»

И этот эффект может стать хуже, чем тот, что оказывает современный флот самолетов дальнего следования — водный пар будет оставаться в воздухе все дольше. «Мы до сих пор не выяснили, как водяной пар распадается со временем, — говорит Стилант. — Предыдущие исследования показали, что время жизни водяного пара уменьшается в геометрической прогрессии, от 30 лет на высоте 25 километров до менее года на высоте 32-34 километров».

Lapcat-II также планирует пускать свой вариант авиалайнера на 8 махов на высоте 33 километров, минимизируя тем самым влияние на окружающую среду. Альтернативным топливом может стать сжиженный природный газ, какой-нибудь переохлажденный жидкий метан; хранить газ в жидком состоянии куда проще, чем в газообразном.

«Если бы существовал рынок реактивных двигателей малого бизнеса, все было бы проще», — говорит Стилант.

Гонка за небеса

Другие компании уже работают над тем, чтобы сделать бизнес сверзвуковой авиации реальностью. Airbus запатентовала дельта-крылый сверзхвуковой проект на 4,5 маха, который можно будет использовать для создания самолетов бизнес-класса. Также компания работает с американским стартапом Aerion над созданием доступного флота сверхзвуковых самолетов для богатых клиентов.

Spike Aerospace, другая американская компания, планирует запустить аналогичный бизнес сверхзвуковых пассажирских самолетов с внутренними видеоэкранами, соединенными с внешними камерами, которые будут вместо окон. У Lockheed Martin есть коммерческий самолет, N+2, который будет летать на 1,7 маха.

Есть одна проблема с быстрыми полетами — тот самый «бум», когда вы разрываете звуковой барьер. Европейские сверхзвуковые самолеты будут летать над Северным полюсом и пересекать Берингов пролив, избегая населенных земель. Звуковой взрыв порождает 160 децибел шума, который доходит до земли и может повредить слух человека. Старенький «Конкорд» производил 135 децибел шума на Земле — намного больше, чем среднестатистический авиалайнер.

Еще одна проблема в том, что когда сверхзвуковой самолет изменяет свою скорость, совершает маневр или поворачивает, рождается «супербум». На земле этот «супербум» в два-три раза громче, чем на высоте самолета. Поскольку европейский сверхзвуковой самолет будет летать выше, его ударные волны на земле будут рассеиваться и производить меньшую ударную волну.

NASA работает с Lockheed Martin и Boeing с целью разработки самолетов, которые будут разрывать звуковой барьер тише. С 2020 по 2025 год может вполне стать возможным появлением самолета, который сможет преодолевать звуковой барьер над населенной землей, не вызывая особого диссонанса.

В Европе, группа Стиланта испытывает свой проект на 300 мест, хотя пока и в масштабе 1:120 на скорости в 8 махов в аэродинамической трубе. Они доказали, что этот проект может вырабатывать положительную тягу. Хотя проект потребляет в два раза больше топлива в секунду, чем самолет на 4 маха, он и путь его проходит за половину времени — поэтому потребление топлива на временном отрезке будет практически таким же.

Справиться с теплом будет довольно трудно. Все, что движется на 5 махах и выше, должно столкнуться с температурой поверхности до 1000 градусов по Цельсию. Алюминий и титан будут плавиться как масло на такой скорости. Поэтому должны использоваться керамические панели.

В ходе испытаний, тепла, которое накапливается на 8 маха, будет на 30% меньше, чем на 5 махах. Этот «тепловой парадокс» стал приятным сюрпризом для команды Стиланта, которая представила свои результаты на конференции в Глазго в июле. «Тепловая защита для 8 махов будет меньше, чем для 5 махов. И если у нас будет самолет полегче, у нас будет низкий расход топлива и меньшие по размеру баки, что сделает самолет еще меньше», — говорит Стилант.

JAXA изучило потенциальный рынок сверхзвуковых самолетов, путешествующих на 5 махах, и выяснило, что самолет на 100 пассажиров, совершающий два рейса в день, вполне возможен условиях нынешнего рынка. Эти пассажиры будут представлены в основном любителями билетов первого класса.

К 2030 году сверхзвуковая авиационная промышленность будет задействовать свыше 500 000 человек и будет обходиться в 3,5 миллиарда евро в год, согласно исследованию Airbus и Японской корпорации по развитию самолетов.

«По оценкам, стоимость билета из Токио в Лос-Анджелес будет такой же, как сейчас стоимость билетов первого класса», — говорит представитель компании. 10% пассажиров текущего рынка будут готовы платить за экономию времени.

Испытания самолета Airbus и Aerion начнутся в 2019 году. Европейский самолет A2 на 5 махов должен быть построен за 20 лет. Аппарат на 8 махов от Европейского космического агентства может стать коммерчески устойчивым предприятием к середине 21 века.

«Конкорды» и «Туполевы», проложившие путь для сверхзвуковых воздушных путешествий в 70-х годах ныне пылятся в музеях. Но их дело не будет забыто, и очень скоро высоко над нашими головами снова залетают и загремят сверхзвуковые самолеты.

У России есть технические возможности для его создания, но решать будет рынок

Ректор Московского авиационного института (МАИ) Михаил Погосян, сообщил, что первый прототип нового российского сверхзвукового пассажирского самолёта может появиться в течение 2035–2040 годов.

Эскизное изображение перспективного российского пассажирского сверхзвукового самолёта, ЦАГИ

«Если мы говорим о бизнес-авиации, то потребность в таких самолётах составляет примерно 600 штук. Такого рода прорывные проекты появляются на фоне бурного развития экономики. Здесь больше ограничений связано не с технологиями. Самыми критическими частями являются: силовая установка самолёта, экономика полёта и расход топлива», — рассказал ректор МАИ.

В свою очередь генеральный директор Ассоциации «Аэропорт» гражданской авиации, член Общественного совета при Федеральном агентстве воздушного транспорта Виктор Горбачёв сказал, что у России есть все компетенции для создания сверхзвуковых гражданских самолётов.

«Более 50 лет назад был создан Ту-144, который в 1968 году совершил первый полёт. Это был первый сверхзвуковой пассажирский самолёт во всём мире. Сейчас технологии ушли вперед, разрабатываются новые материалы, схемы, проектируются новые двигатели. Понятно, что о появлении полноценного сверхзвукового пассажирского самолёта в ближайшие годы речи не идёт. Сначала технология, на мой взгляд, пройдёт апробацию на тех, для кого «время — деньги». Это будет частный и правительственные секторы, для которых максимально важно в короткие сроки добраться в нужную точку», — рассказал он.

12 апреля 2023 в 07:32

Фирма основана 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, но после выхода за пределы контролируемого воздушного пространства разгоняется до скорости свыше 6 тысяч километров в час и летит уже на водородном топливе

Швейцарская компания Destinus запустит в полет уже третий прототип сверхзвукового самолета до конца года. 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.

«Мы разрабатываем сверхзвуковые самолеты, которые смогут преодолевать очень большие расстояния, оставляя нулевой углеродный след. 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. Что касается шума от таких транспортных средств, то мы составляем маршруты так, чтобы они проходили над незаселенными территориями — над пустынями и океанами. Таким образом, с помощью наших самолетов вы сможете добраться до любого места на Земле примерно за четыре часа. Это изменит все: наш образ жизни, стиль работы и даже отношение друг к другу».

Согласно планам компании, первым делом будет создан гиперзвуковой самолет для перевозки небольших грузов, весом до тонны. 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.

Добавить BFM.ru в ваши источники новостей?

Для работы проектов iXBT.com нужны файлы cookie и сервисы аналитики.
Продолжая посещать сайты проектов вы соглашаетесь с нашей
Политикой в отношении файлов cookie

В мире существовало не так много сверхзвуковых пассажирских самолётов работающих на регулярных рейсах. Это советский Ту-144 и европейски Конкорд.

Ту-144 совершил свой последний пассажирский полёт 1 июня 1978 года, а Конкорд 26 ноября 2003 года, что стало фактической датой завершения эпохи сверхзвуковых пассажирских самолётов.

Вопрос заключается в том: почему закончилась эпоха сверхзвуковых пассажирских самолётов?

Сверхзвуковые самолёты имели не столь большую дальность полёта, она составляла от 6 до 7 тысяч километров при скорости полёта в 2.200-2.300 километров в час. Таким образом, эксплуатирование данных самолётов было актуально только между крупными административными центрами, расположенными на расстоянии до 6-7 тысячи километров.

Характеристика Ту-144 и Конкорд

Чтобы вы понимали, Boeing 747-100 (первая модификация) выпущенный в 1969 году имел дальность полёта 9.800 километров, при скорости 955 километров в час.  А Ил-86 выпущенный в 1976 году имел дальность полёта от 3-5 тысяч километров в зависимости от нагрузки, при крейсерской скорости 900 километров в час.

Данные широкофюзеляжные самолёты были стабильными в плане эксплуатации и расходов, что делало их более эффективными, чем сверхзвуковые.

Однозначно, данный пункты не относятся к сверхзвуковым самолётам в принципе. На 100 километров сверхзвуковые самолёты потребляли на 13-14 литров больше, чем широкофюзеляжные самолёты. Соответственно, цена билета на такие самолёты была выше, чем на обычные.

Кроме этого, комфортным полёт явно удавалось назвать из-за высокого уровня шума сверхзвуковых двигателей, особенно при наборе высоты.

Если цена билета и дальность полёта компенсируется скоростью этого полёта, то определённые конструктивные проблемы, нет.

Ту-144 и Конкорд имели достаточно сложную систему управления в широком диапазоне скоростей. Это предполагало изменение аэродинамической конструкции во время полёта, что приводило к увеличению эксплуатационных расходов и частому технического обслуживанию. Кроме этого, сверхзвуковые самолёты имели высокую температуру нагрева оболочки во время полёта, что отрицательно сказывалось на алюминии, который постепенно терял свои свойства.

Ту-144 и Конкорд были узкофюзеляжными самолётами, которые обладали достаточно тяжёлыми конструкциями для предотвращения и минимизации изгиба самолёта при сверхзвуковой скорости, из-за этого их топливная и пассажирская эффективность была значительно ниже, чем у Boeing 747 и Ил-86.

Прекращение эксплотации Ту-144 в основном была связана с некотырыми проблемами двигателя НК-144 и нерентабельность проекта в целом. Стоимость билетов не покрывала даже незначительной части эксплуатационных расходов. Эту же учесть ждала и Конкорд.

Таким образом, из-за высоких эксплуатационных расходов и низкой топливной и пассажирской эффективности свехзвуковые самолёты проиграли более надёжным широкофюзеляжным самолётам, коэффициент полезного дейсвия которых оказался выше.

Авиакомпании могли извлечь больше прибыли, при значительно меньших рисках.  Капитал и рентабельность сделали своё дело.

В данный момент некоторые компании разрабатывают перспективные прототипы для использования самолётов в виде бизнес-джетов. Соответственно данные самолёты будут иметь ограниченное количество пассажиров (10-40 человек) и скорость до 2 Махов.

Концепция Boeing, предпологает 40 пассажиров.

Таким образом, сверхзвуковые самолёты могут занять определённую нишу исключительно в премиальном сегменте.

Сейчас на главной

Многие люди часто спрашивают, почему мы сейчас не летаем на сверхзвуковой скорости в гражданской авиации. Однозначного ответа на этот отчасти риторический вопрос нет, так как к такому положению дел привело слишком много факторов. Возможно, со временем сверхзвук вернется в жизнь простых путешественников, но пока говорить о нем рано. Даже несмотря на существование образцов, которые реально летали больше полувека назад, сейчас все так, как есть. Все это очень сложно, но в то же время интересно. В этой статье мы поговорим о том, что из себя представлял самолет, который все знали. Если кто-то еще путается в названиях и может не вспомнить, под каким номером модели выпускался сверхзвуковой пассажирский ТУ, то «Конкорд» вспомнят все.

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.

Когда появился Конкорд

Первый проект по созданию сверхзвукового пассажирского самолета Великобритания и Франция вынашивали еще в 1956 году. Позже именно они объединили свои усилия и наработки, чтобы создать тот самый самолет мечты. В отличии от нынешнего Dreamliner (Boeing 787), название которого тоже переводится, как «самолет мечты», Concorde действительно был шедевром и прорывом.

На фоне Конкорда Boeing-787 вовсе не «самолет мечты».

Все части самолета собирались во Франции или в Великобритании, кроме стоек шасси. Их доверили Испании

Первый полет он совершил 2 марта 1969 года, а уже в мае того же года был представлен на международном авиасалоне в Ле-Бурже. Самолет разрабатывался двумя странами, исторические отношения между которыми сложно назвать гладкими. Наверное, именно поэтому он получил свое название, которое в переводе с французского означает «Согласие».

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.

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.

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.

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.

Почему самолеты не летают быстрее

Учитывая все сказанное и то, что сверхзвуковой авиации уже больше полувека, многие спрашивают, почему самолеты не могут летать быстрее. Даже не говоря о сверхзвуковых самолетах, неужели нельзя просто взять и заставить обычный самолет лететь быстрее?

Можно, и они способны преодолевать те самые 800-900 километров в час, которые часто становятся крейсерской скоростью обычных лайнеров. Вот только делать это нет смысла. Расходы вырастут значительно, а время в пути сократится буквально на 10 минут. Особенно, если перелет не дальний.

Про Конкорд даже писали книги, но он оказался не тем, что нужно людям.

Все из-за того, что самолет не летит на максимальной скорости начиная с самого отрыва от полосы. Скорость он набирает постепенно по мере взлета и набора высоты. Только на эшелоне скорость подбирается к той, которая и является максимальной в этом полете. Перед посадкой она тоже постепенно начинает сбрасываться. В итоге полет с большей скоростью можно сравнить со стоянием в пробке в течение 10 километров, в середине которой есть небольшой свободный кусок. Не так важно, будешь ты там ехать со скоростью 90 или 100 километров в час.

В некоторых рейсах, впрочем, самолеты переваливают за 1 000 километров в час и даже поднимаются на более высокие эшелоны, вплоть до 12 000 метров, но это скорее исключение, чем правило. Обычно полеты реактивных пассажирских самолетов проходят на высоте 10 000 — 11 000 метров и на скорости 850-900 километров в час.

Почему больше нет сверхзвуковых пассажирских самолетов

ТУ-144 хоть и был во многом лучше Конкорда, но он очень быстро ”отсеялся”. Про это я расскажу в отдельной статье. Проект Boeing по организации сверхзвуковых пассажирских перевозок так и не достиг своей реализации. Конкорд просто стал никому не нужен.

Boeing тоже пыталась, но не смогла.

На самом деле, спрос на него может и был бы, но авиакомпании все больше теряли терпение от того, сколько денег они тратили на перевозки, часто просто не окупая их. В итоге, к окончанию истории самого известного пассажирского сверхзвукового самолета привело трагическое обстоятельство.

Крушение Конкорда в 2000 году

Единственная на сегодняшний день (маловероятно, что они снова начнут летать) авария Конкорда произошла 25 июля 2000 года — 20 лет назад. В результате инцидента самолет загорелся и упал на отель, который находился рядом с аэропортом.

Так выглядела единственная катастрофа Конкорда.

Следствие установило, что авария произошла из-за куска колеса, который остался на полосе после взлета DC-10. Этот кусок пробил крыло Конкорда, которые шел на взлет и в результате этого вспыхнул пожар, самолет ”потерял” два двигателя и уже не мог обеспечить себе достаточной тяги во взлетном режиме. Хотя, она бы все равно не спасла, учитывая возгорание.

За столько лет работы была только одна катастрофа с участием Конкорда и то это не было конструктивным просчетом, а стечением обстоятельств

В результате крушения погибло 100 пассажиров, 9 членов экипажа и 4 человека на земле. Авария еще больше подкосила и без того туманное будущее самолета и к 2003 году эксплуатация этого воздушного судна окончательно прекратилась.

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.

Работа над демонстрационной моделью начнётся уже в следующем году

Сибирский научно-исследовательский институт авиации (СибНИА) имени С.А. Чаплыгина планирует в 2023 году начать работу над демонстрационной моделью нового пассажирского сверхзвукового самолёта. Об этом сообщил директор института Владимир Барсук на пресс-конференции ТАСС. По его словам, в следующем году планируется работа над созданием отечественного сверхзвукового гражданского самолёта, в которой институт тоже будет принимать участие. СибНИА будет отвечать за создание демонстраторов технологии и их испытания.

Владимир Барсук также рассказал, что «в этом году его оформляли, сейчас приняли решение, в следующем году будем заключать контракт». Он упомянул, что в новом российском сверхзвуковом самолёте будет использоваться новый фюзеляж и новое крыло. Планируется создать крыло с пониженным звуковым ударом — современные исследования позволили скомпоновать самолёт таким образом, что звуковой удар будет существенно снижен. Глава СибНИА уточнил, что институт будет заниматься лётными испытаниями, а лётную лабораторию планируется развернуть на базе лёгкого самолёта Миг-29. Работа по проекту у института займёт два-три года, отмечает Евгений Барсук.

В январе 2022 года премьер-министр РФ Михаил Мишустин заявлял, что российские власти намерены поставить задачу по созданию отечественного сверхзвукового пассажирского самолёта. Такой самолёт позволит сократить время перелёта, в частности на Дальний Восток. Помощник президента страны Игорь Левитин в мае этого года также упоминал, что в России возможно построить гражданский сверхзвуковой самолёт. У России уже был такой авиалайнер — Ту-144, он эксплуатировался с 1975 по 1978 годы, но затем, после ряда лётных происшествий, полёты были прекращены.

14 декабря 2022 в 13:42