Ровно десять лет назад, 26 ноября 2003 года, сверхзвуковой пассажирский самолет Concorde совершил финальный полет. За 27 лет эксплуатации он перевез более 3 млн человек.
Развивая скорость до 2440 км/ч, Concorde преодолевал расстояние между Лондоном и Нью-Йорком за 3 часа 20 минут – вдвое быстрее, чем обычный самолет. Билет «туда-обратно» стоил $10 500. Всего было построено 20 самолетов, шесть из них выполняли испытательные полеты; по семь лайнеров было у British Airways и Air France.
История создания Concorde начинается в 1950-х годах. Несколько стран – США, Франция, Великобритания и СССР – пришли к идее создать сверхзвуковой пассажирский самолет. Американцы выбыли из «гонки за скорость», сопоставив расходы и перспективы развития проекта. Советский Союз продолжил изыскания, разработав Ту-144 (коммерческая эксплуатация которого продлилась всего 7 месяцев).
Франция и Великобритания объединились и в итоге создали Concorde (в переводе «согласие»). В 1962 году, когда программа только стартовала, расходы на нее оценивались в £150-170 млн. Спустя 12 лет стала известна реальная цифра: с момента разработки самолета и до коммерческого запуска потрачено порядка £1 млрд. Все средства выделяли правительства Франции и Великобритании. Разработчики объяснили многократное удорожание проекта инфляцией, обесцениванием валют и техническими проблемами. Последние были самые затратные: ведь раньше никто не строил самолет, перевозящий 100 человек в два раза быстрее скорости звука.
Первый полет уникального лайнера состоялся 2 марта 1969 года, а с января 1976 года началась его коммерческая эксплуатация в British Airways и Air France. Сначала Concorde летал из Лондона в Бахрейн, из Парижа в Рио-де-Жанейро. Через год – после сложных переговоров с властями США – были открыты маршруты в Вашингтон и Нью-Йорк. Именно рейсы из Европы в Нью-Йорк стали основными. Полеты в Азию (а именно в Японию) оказались невозможны из-за Советского Союза, который запретил сверхзвуковому самолету летать по Транссибирскому маршруту.
Экономический кризис 1980-х годов вынудил британское правительство задуматься над будущим Concorde: самолеты приносили убытки и летали почти пустыми. В конце концов, British Airways выкупила у государства самолеты и запчасти к нему. Авиакомпания взяла на себя все расходы по поддержанию программы – около £50 млн в год на первом этапе и сотни миллионов в последующие 20 лет эксплуатации. В годы повышенного спроса на перелеты первым классом каждый британский Concorde в среднем приносил £30-50 млн операционной прибыли в год. British Airways сообщала о выручке £1,75 млрд при стоимости эксплуатации £1 млрд. Доходы Air France были на порядок ниже.
В обеих авиакомпаниях сверхзвуковые лайнеры были «рекламными локомотивами»: на них летали политики, крупные бизнесмены и звезды шоу-бизнеса; полеты всегда вызывали интерес прессы, а контур Concorde стал дорогим и узнаваемым брендом. За 27 лет самолет побывал в 150 аэропортах по всему миру, в том числе в Шереметьево, Пулково и даже на Байконуре.
После катастрофы французского Concorde 25 июля 2000 года и теракта 11 сентября 2001 года произошел резкий спад авиаперевозок. Авиаконцерн Airbus заявил, что прекращает производство запчастей, а British Airways и Air France сообщили, что прекратят эксплуатацию Concorde в 2003 году.
24 октября 2003 года сверхзвуковой лайнер совершил последний коммерческий рейс из Нью-Йорка в Лондон, а 26 ноября состоялся его последний полет в Бристоль — именно там когда-то и был построен первый самолет.
Сверхзвуковой самолёт
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 22 января 2019 года; проверки требуют 48 правок.
Сверхзвуковой самолёт — самолёт, способный совершать полёт со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе (полёт с числом Маха M = 1,0—5).
Минимальная скорость равна 1250 км/ч.
Максимальная скорость равна 6125 км/ч.
F-100 — первый в США серийный сверхзвуковой истребитель (1953)
Сверхзвуковой истребитель-перехватчик Су-27 (1977)
Сверхзвуковой дальний бомбардировщик Ту-22М3 (1969)
Теоретические проблемыПравить
Поэтому достижение скорости звука и эффективный стабильный полёт на около- и сверхзвуковых скоростях были невозможны за счёт простого увеличения мощности двигателей — потребовались новые конструктивные решения. Как следствие, изменился внешний облик самолёта: появились характерные прямые линии, острые углы, в отличие от «гладких» форм дозвуковых самолётов.
Проблему создания эффективного сверхзвукового самолёта нельзя считать разрешённой до сих пор. Создателям приходится идти на компромисс между требованием увеличения скорости и сохранением приемлемых взлётно-посадочных характеристик. Таким образом, завоевание авиацией новых рубежей по скорости и высотности связано не только с использованием более совершенной или принципиально новой двигательной установки и новой конструктивной компоновки самолётов, но также с изменениями их геометрии в полёте. Такие изменения, улучшая характеристики самолёта на больших скоростях, не должны ухудшать их качества на малых скоростях, и наоборот. В последнее время создатели отказываются от уменьшения площади крыла и относительной толщины их профилей, а также увеличения угла стреловидности крыла у самолётов с изменяемой геометрией, возвращаясь к крыльям малой стреловидности и большой относительной толщины, если уже достигнуты удовлетворительные величины максимальной скорости и практического потолка. В таком случае считается важным, чтобы сверхзвуковой самолёт имел хорошие лётные данные на малых скоростях и малое сопротивление при больших скоростях, особенно на малых высотах.
ИсторияПравить
После появления в 1940-х годах реактивных самолётов-истребителей перед авиаконструкторами встала задача дальнейшего увеличения их скорости. Более высокая скорость расширяла боевые возможности как истребителей, так и бомбардировщиков.
Исследования настоящих проектов сверхзвуковых самолётов начаты в середине Второй мировой войны. Лётные пилотируемые испытания начаты Чаком Йегером, американским лётчиком-испытателем, 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 достигшего сверхзвуковой скорости в управляемом полёте.
В 1950—1960-е годы произошло бурное развитие сверхзвуковой авиации. Решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности на сверхзвуковых скоростях. Рост скорости полёта сопровождался увеличением потолка свыше 20 км. В эти годы начато серийное производство сверхзвуковых самолётов самого разного назначения:
Первый серийный истребитель, который достигал скорость звука, советский реактивный самолёт МиГ-17 (1949)
Первый серийный разведчик, рассчитанный на длительный полёт на скорости M=3 — Lockheed A-12 (1962)
- Первый серийный разведчик, рассчитанный на длительный полёт на скорости M=3 — Lockheed A-12 (первый полёт в 1962 году, на вооружении с 1963 года).
- Первые серийные пассажирские самолёты Ту-144, коммерчески эксплуатировавшийся с 1975 по 1978 год (первый полёт 31 декабря 1968 года), и Aérospatiale-BAC Concorde, коммерчески эксплуатировавшийся с 1976 по 2003 год (первый полёт 2 марта 1969 года, на 2 месяца позже Ту-144).
Уже используются боевые «стелс»-самолёты, со сниженной заметностью.
Несмотря на то что большинство боевых самолетов способны развивать сверхзвуковую скорость, многие из них не рассчитаны на крейсерский сверхзвуковой полёт и лишь некоторые могут достичь этой скорости в горизонтальном полете без включения форсажного режима работы двигателей.
Пассажирские сверхзвуковые самолётыПравить
Известны всего два серийно выпускавшихся пассажирских сверхзвуковых самолёта, выполнявших регулярные рейсы: советский самолёт Ту-144 (первый полёт 31 декабря 1968 года) , бывший в эксплуатации с 1975 по 1978 год, и англо-французский Конкорд (Concorde) (первый полёт 2 марта 1969 года), совершавший трансатлантические и чартерные рейсы с 1976 по 2003 год. Они значительно сокращали время дальних перелётов, использовали незагруженное воздушное пространство (≈18 км) выше обычной высоты 9—12 км, где совершали полёты вне воздушных трасс.
Наиболее существенными недостатками коммерческих сверхзвуковых самолётов оказались:
- Звуковой удар;
- Высокий удельный расход топлива;
- Шумность над аэродромом;
- Сложность использования.
Американцы приступили к проекту сверхзвуковой пассажирского самолета Boeing 2707 несколько позже, чем англофранцузские и советские специалисты. Разработка была прекращена в 1971 году.
Также, разрабатывались ранее и существуют современные проекты гиперзвуковых (в том числе суборбитальных) пассажирских авиалайнеров (например, ZEHST, SpaceLiner).
- На дозвуковых скоростях лобовое сопротивление воздушной среды прямо пропорционально квадрату скорости воздушного потока, а на сверхзвуковых — прямо пропорционально 3—5-й её степени.
- Илья Крамник. Иллюзия возможностей: зачем нужен сверхзвуковой пассажирский самолет. Сумеет ли новая разработка отечественного авиапрома укрепить его положение на рынке // Известия, 19 февраля 2019
- Vladimir Karnozov. TsAGI Plans ICAO Chapter 14-compliant SSBJ . Aviation International News. Дата обращения: 30 июня 2021. Архивировано 9 июля 2021 года.
Конкорд (англ. ) — англо-французский сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолётов, находившихся в коммерческой эксплуатации.
25 июля 2000 года один самолёт был потерян в катастрофе при вылете из парижского аэропорта Шарль де Голль, погибло 113 человек. Эта катастрофа, а также сокращение рынка авиаперевозок после 11 сентября 2001 года, стали основными причинами прекращения эксплуатации «Конкордов» на коммерческих авиалиниях.
История создания
Начало работ по созданию сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров относится к концу 50-х годов двадцатого столетия, эта задача стала рассматриваться авиастроителями практически сразу после преодоления звукового барьера и появления сверхзвуковых бомбардировщиков. Наиболее интенсивные исследования шли в США, в СССР, а также в Великобритании и Франции.
В 1956 году в Великобритании был учреждён правительственный Комитет по Сверхзвуковому Транспорту (Supersonic Transport Advisory Committee, STAC), ставивший перед собой задачу «инициировать целевую совместную исследовательскую программу, направленную на осуществление возможности создания первого поколения сверхзвукового воздушного транспорта». Основным разработчиком по этой программе стала компания Bristol Aeroplane Company, действовавшая в партнёрстве с двигателестроительной компанией Bristol Siddeley, разработка финансировалась английским правительством. Финальной целью программы было создание скоростного пассажирского самолёта, который был бы способен перевозить не менее 100 пассажиров через Атлантику с максимально возможной скоростью. К 1962 году был спроектирован самолёт, получивший название BAC.233, имевший дельтовидное крыло, четыре двигателя в спаренных подкрыльевых мотогондолах, отклоняемый носовой обтекатель и пассажировместимость 110 человек.
Во Франции существовала похожая программа, которую вела компания Sud Aviation в партнёрстве со SNECMA и Dassault, эта программа также имела правительственную поддержку. В отличие от англичан, французы начали свои работы несколько позже, и имели более скромные цели — их концепция предусматривала создание сверхзвукового авиалайнера меньшей пассажировместимости и средней дальности, предназначенного в основном для эксплуатации на европейских авиалиниях. Рабочее название программы Super Caravelle, финальный дизайн этой программы был достаточно близким к английскому, незначительно отличаясь размерами, взлётным весом, пассажровместимостью и отсутствием отклоняемого носового обтекателя. Кроме того, французский дизайн предполагал использование крыла оживальной формы.
Стремительно растущая стоимость разработки и требования правительства заставили BAC искать зарубежных партнёров. В 1961 году BAC предложила Sud Aviation объединить усилия по разработке сверхзвуковых авиалайнеров, что встретило существенные возражения, в основном по причине несовпадения конечных целей английской и французской программ. Тем не менее, переговоры были продолжены на правительственном уровне, и в 1962 году, через два месяца после представления английской программы на авиасалоне Фарнборо, было подписано соглашение о совместной разработке сверхзвукового самолёта. Несмотря на то что французская сторона изначально хотела сохранить разработку самолёта средней дальности, из соображений сокращения затрат для совместной программы были выбраны цели, более близкие к английским требованиям, то есть сохранение пассажировместимости на уровне 100 человек и трансатлантической дальности.
К моменту подписания соглашения обе компании влились в крупные государственные объединения, и в результате в альянс по созданию нового самолёта вошли компании British Aircraft Corp. (будущая British Aerospace, на данный момент часть BAE Systems) и Aerospatiale (вошедшая позже в
Работы по самолёту были разделены между партнёрами примерно в соотношении 60:40, с преимуществом французской стороны. Это было вызвано тем, что на самолёте должны были использоваться английские двигатели Bristol Siddeley Olympus, французская SNECMA выполняла только незначительную часть работ по двигателю. С самого начала совместной работы возникли существенные сложности, вызванные наличием языкового барьера между разработчиками, а также различием стандартов (в том числе единиц измерения), принятых в Великобритании и Франции. В результате разработчиками использовался преимущественно английский язык (многие из инженеров Sud Aviation владели им в достаточной степени), а при работе над проектом каждая сторона использовала привычную систему измерения, места сопряжения между конструкциями французской и английской разработки получали обозначения в обеих системах.
Начиная с 1962 года шли активные совместные работы по проектированию будущего самолёта, в процессе которых было рассмотрено множество компоновочных схем, соответствующих начальным требованиям программы. В результате многочисленных исследований остановились на схеме «бесхвостка» с тонким крылом оживальной формы, четыре двигателя размещались в двух отдельных гондолах, размещённых примерно на полуразмахе консолей крыла, что приблизительно соответствовало изначальному дизайну английской и французской программ (примерно такая же схема была выбрана разработчиками Ту-144). Работы по проектированию закончились к 1966 году, несмотря на это работы по постройке прототипов были начаты партнёрами ещё в феврале 1965 года.
Строительство прототипов велось одновременно во французской Тулузе (там строился прототип № 001) и в английском Бристоле (№ 002). Прототип № 001 был закончен в начале 1969 года, и 2 марта 1969 года совершил первый полёт с заводского аэродрома в Тулузе под управлением лётчика-испытателя Sud Aviation Андрэ Турка. Во время первых лётных испытаний на прототипе отсутствовало некоторое оборудование, необходимое для полёта на сверхзвуковой скорости, в частности не были установлены важные компоненты управляемых воздухозаборников. В июне 1969 года был облётан и английский прототип № 002.
В мае 1969 «Конкорд» № 001 был представлен на авиасалоне в Ле Бурже. 1 октября 1969 года прототип № 001 впервые превысил скорость звука, удерживая скорость в 1,05 Маха в течение 9 минут. К началу 1970 года первый этап испытаний был завершен, и оба прототипа были направлены на доработку. В течение 1970 года на прототипы было установлено все необходимое оборудование, а также была продолжена программа лётных испытаний, завершившаяся в июне 1971 года, и в целом подтвердившая соответствие самолёта изначальным требованиям.
17 декабря 1971 года в Бристоле в воздух поднялся «Конкорд» № 101 (G-AXDN), первый предсерийный самолёт имевший весьма существенные отличия от прототипов. В частности, № 101 имел другую переднюю кромку крыла, более мощные двигатели, удлиненный фюзеляж и больший на 14 тонн взлётный вес. 10 января 1973 года взлетел «Конкорд» № 102, французский предсерийный самолёт. Программа предсерийных испытаний продолжалась до конца 1974 года, в процессе этих испытаний самолёты были доведены до окончательной конфигурации, а максимальная разрешённая скорость выросла до 2,23 Маха.
Производство
Производство «Конкорда» было разделено между французской и английской сторонами, и примерно соответствовало распределению при проектировании.
Распределение производства выглядело следующим образом:
- Sud Aviation (фр.) — центральная честь фюзеляжа, основная часть крыла, кромка крыла, внутренние элевоны, гидравлические системы, система управления, навигационная система, автопилот, радиооборудование, установки кондиционирования и наддува.
- BAC (анг.) — передняя часть фюзеляжа вместе с опускаемым носовым обтекателем, хвостовая часть фюзеляжа с вертикальным оперением, внешние элевоны, воздухозаборники двигателей, электрические системы, кислородное оборудование, топливная система, системы управления двигателями и их контрольное оборудование, противопожарная система, воздуховоды системы кондиционирования и наддува, антиобледенительные системы.
- Rolls-Royce (анг.) — двигатели.
- SNECMA (фр.) — форсажные камеры, сопла двигателей и система реверса тяги.
- Dassault (фр.) — законцовки крыла.
- Hispano-Suisa (фр.) — основные стойки шасси.
- Messier (фр.) — носовая стойка шасси.
Окончательная сборка «Конкордов» производилась одновременно на двух заводах, в Тулузе и в Филтоне (пригород Бристоля).
Первый серийный самолёт (№ 201, F-WTSB) поднялся в воздух 6 декабря 1973 года в Тулузе, за ним 14 февраля 1974 года последовал первый английский серийный «Конкорд» (№ 202, G-BBDG). Всего, не считая прототипов и предсерийных самолётов, было произведено 16 серийных «Конкордов», из которых два первых, № 201 и 202, не передавались в коммерческую эксплуатацию, а служили для тестирования и сертификации. В общей сложности вместе с прототипами было построено 20 самолётов (по 10 на каждом из заводов) и некоторое количество комплектов запасных частей к ним, после чего производство было свернуто. Последний самолёт, с заводским номером № 216 (G-BOAF), покинул завод в Филтоне 9 июня 1980 года.
Изначально предполагалось иметь следующую схему нумерации:
- Прототипы получали номера 001 и 002.
- Предсерийные самолёты получали номера 01 и 02.
- Серийные самолёты нумеровались 1, 2, 3, 4, 5 и т. д.
Но ещё до момента выпуска первых серийных самолётов система нумерации была изменена из-за внедрения в производство и поддержку компьютерной системы, требовавшей трёхзначного номера для обозначения самолёта. Из-за того, что с номерами предсерийных машин возникли проблемы, систему нумерации изменили следующим образом:
- Прототипы сохранили свои номера 001 и 002.
- Предсерийные самолёты получили номера 101 и 102.
- Серийные самолёты нумеровались 201, 202, 203 и т. д.
Из-за того, что предсерийные «Конкорды» к этому моменту уже были выпущены, в некоторых источниках они фигурируют под своими старыми номерами 01 и 02.
Конструкция самолёта
Для «Конкорда» выбрана аэродинамическая схема «бесхвостка» с низкорасположенным треугольным крылом оживальной формы. Самолёт оптимизирован для выполнения длительного крейсерского полёта на сверхзвуковой скорости.
Основным конструкционным материалом стал алюминиевый сплав RR58. Кроме этого в конструкции самолёта использована сталь, титан, никелевые сплавы.
Фюзеляж «Конкорда» полумонококовой конструкции, в поперечном сечении напоминает неправильный овал с расширенной верхней частью. Материал изготовления фюзеляжа — жаропрочные алюминиевые сплавы. Длина фюзеляжа различалась для прототипов, предсерийных и серийных самолётов, и составляла 56,24, 58,84 и 61,66 метров, соответственно. Максимальная ширина фюзеляжа 2,90 м.
Фюзеляж состоит из передней секции с кабиной экипажа и остеклением, средней секции, выполненной вместе с центральной частью крыла, и хвостовой секции конической формы, конструктивно выполненной вместе с килем самолёта. Передняя и средняя секция фюзеляжа заняты герметичной кабиной, хвостовая секция фюзеляжа содержит багажное отделение, балансировочный топливный бак, а также отсек, занятый системой кондиционирования и кислородной системой.
В процессе выполнения полёта фюзеляж мог удлиняться примерно на 24 см, в связи с тепловым расширением конструкции.
В носовой части фюзеляжа расположен обтекатель в виде конуса, который мог отклоняться вниз, обеспечивая пилотам обзор на взлёте, посадке и рулении. В обтекатель встроено подвижное дополнительное остекление, прикрывавшее основное остекление кабины пилотов в режиме сверхзвукового полёта.
Положение обтекателя и дополнительного остекления регулировалось из кабины пилотов следующим образом:
- Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление поднято. Основная полётная конфигурация, для полётов на скорости более 0,8 M.
- Обтекатель находится в верхнем положении, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация могла применяться для полёта на скорости не выше 0,8 M.
- Обтекатель опущен на 5 градусов, дополнительным остекление опущено. Эта конфигурация является основной для наземных операций, рулежки и взлёта.
- Обтекатель опущен на максимальный угол 12,5°, дополнительное остекление опущено. Эта конфигурация применялась для захода на посадку, поскольку большой угол атаки самолёта в посадочной конфигурации не давал возможность экипажу наблюдать ВПП при меньшем отклонении обтекателя.
Механизмы управления обтекателем и дополнительным остеклением гидравлические, с приводом от одной из основных и резервной гидросистем.
Крыло треугольное, оживальной формы, с непрерывно меняющимся по размаху крыла углом стреловидности. У корня крыла этот угол составляет 80 %, ближе к законцовкам около 60 %. Относительное удлинение крыла 1,85, относительная толщина профилей крыла от 3 % до 2,15 %. Крыло имеет ярко выраженную геометрическую крутку законцовок.
Конструкция крыла многолонжеронная, кессонная. Основной материал — жаростойкие алюминиевые сплавы. В конструкции крыла применены монолитные фрезерованные панели большой размерности. Толщина обшивки 1,5 мм.
Особенностью производства «Конкорда» стало то, что вместо изготовления отдельно фюзеляжа и отдельно крыла с центропланом, изготавливался набор поперечных секций, каждая из которых включала часть крыла и соответствующую ей часть фюзеляжа, после чего секции стыковывались вместе. Такой подход позволял облегчить конструкцию.
Механизация крыла состоит из 6 элевонов относительно большого размера, общая площадь элевонов 32 м². Другой механизации крыла не предусматривалось.
Самолёт имеет только вертикальное оперение, конструктивно аналогичное крылу. Руль направления двухсекционный, с независимым приводом верхней и нижней секции.
Двигательная установка состоит из четырёх ТРДФ SNECMA Olympus 593, установленных попарно в подкрыльевых гондолах, расположенных примерно на полуразмахе консолей крыла. Двигатели расположены таким образом, что срез сопла двигателя совпадает с задней кромкой крыла.
Двигатель Olympus 593 — сильно модифицированная версия ТРД Bristol Siddeley Olympus 301, применявшегося на бомбардировщиках Avro Vulcan. Двигатель одноконтурный, двухвальный, каждая из двух секций компрессора имеет по 7 ступеней, турбины одноступенчатые. Степень сжатия компрессора 11,7:1. Из-за высокой степени сжатия на крейсерской скорости последние 4 ступени компрессора работали в очень жёстком температурном режиме, что привело к необходимости изготовления их из никелевого сплава, применявшегося ранее только для лопаток турбин. Двигатель использовал обычное авиационное топливо A1.
Новинкой для коммерческой авиации стала автоматическая электронная аналоговая система управления двигателями. Каждый двигатель имеет две идентичные системы управления, основную, и резервную.
Особенностью двигателей «Конкорда», отличавшей из от других двигателей авиалайнеров (кроме НК-144А, применявшегося на Ту-144), стало наличие форсажной камеры. Форсаж давал относительно небольшой прирост тяги, около 10 %, и использовался только на взлёте, а также для преодоления звукового барьера и разгона до 1,7 М. В крейсерском полёте форсаж двигателей не использовался, что благоприятным образом сказывалось на топливной экономичности «Конкорда» и дальности сверхзвукового полёта.
Схема работы воздухозаборников «Конкорда»
Для каждого двигателя имеется отдельный плоский воздухозаборник прямоугольного сечения с регулируемым горизонтальным клином. Воздухозаборник имеет систему слива пограничного слоя, и весьма сложную кинематику дополнительных створок. На крейсеркой скорости 2,0 М поступающий в воздухозаборники воздух тормозился в системе создаваемых скачков уплотнения до скорости около 0,45 М, его давление при этом повышалось примерно в 7 раз. Таким образом, общая степень компрессии воздухозаборника и компрессора двигателя приблизительно 80:1. Механизация воздухозаборника гидравлическая, управление автоматическое, электронное, аналоговое.
Двигатели оборудованы регулируемыми соплами и системой реверсирования тяги ковшового типа, которая позволяла давать обратную тягу около 40 % от номинальной. Створки системы реверса служат также вторичными регулируемыми инжекционными соплами двигателей. В задней части каждого пакета из двух двигателей установлены специальные вертикальные теплошумоотражатели. Эти отражатели оснащены отклоняемые внутрь законцовками, «сплющивавшими» с боков выхлопную струю двигателей на взлёте, что также служило целям шумоподавления. Кроме этого, в основном сопле каждого двигателя установлено по 8 лопатообразных шумоподавителей, которые вводились в реактивную струю при пролёте густозаселённых районов на дозвуковой скорости. Механизация регулируемого сопла, системы реверса и шумоподавления пневматическая, с электронным управлением.
Двигатели «Конкордов» имели следующие характеристики:
- Olympus 593 — первоначальный вариант, был установлен на прототипы № 001 и 002. Тяга в бесфорсажном режиме 89 кН, форсированная тяга 136 кН.
- Olympus 593-22R — более мощный вариант двигателя, сменивший предыдущий на предсерийных 01 и 02. Тяга в бесфорсажном режиме 154 кН, форсированная тяга 165 кН.
- Olympus 593—610-14-28 — устанавливался на серийные самолёты. Тяга в бесфорсажном режиме 142 кН, форсированная тяга 169 кН. Одно из основных отличий от предыдущих вариантов — камера сгорания с предварительным испарением топлива, что позволило повысить эффективность сгорания топлива и снизить дымность.
Двигатель номер 4 (крайний с правой стороны) имел несколько отличающиеся от остальных двигателей режимы на малых скоростях. Это было вызвано тем, что вихревые потоки, генерируемые носком крыла в его корневой части, затягивались в воздухозаборник, имея при этом направление вращения, противоположное направлению вращения компрессора двигателя. Так как это явление вызывало повышенную вибрацию двигателя на малых скоростях движения самолёта, режим 4-го двигателя был ограничен 88 % N1 на скоростях ниже 60 узлов, ограничение устанавливалось бортинженером и автоматически отменялось при наборе скорости. На крайний левый двигатель вихревые потоки не оказывали заметного влияния, поскольку направление их вращения совпадало с направлением вращения компрессора.
Из соображений снижения полётного веса «Конкорд» не был оборудован вспомогательной силовой установкой (ВСУ). Это не создавало существенных проблем, поскольку эксплуатация самолёта происходила с хорошо оборудованных аэродромов, на которых всегда было доступно внешнее электрическое и воздушное снабжение.
Пуск двигателей пневматический, на земле двигатели запускались от наземного источника воздуха высокого давления, в полёте двигатели могли перезапускаться путём отбора ВВД от работающих двигателей.
«Конкорд» в посадочной кофигурации. Хорошо видны все три стойки шасси, а также выдвижные посадочные фары. Светлые элементы в районе колёс основных стоек — водоотражатели, на передней стойке водоотражатель находится с задней стороны, и потому не виден
Шасси «Конкорда» трёхстоечное, с носовой опорой. В связи с тем, что на взлёте и на посадке самолёт выходил на весьма большие углы атаки, стойки шасси имеют необычно большую высоту, около 3,5 м. Это привело к тому, что двери «Конкорда» находились примерно на той же высоте, что и двери намного более крупного Boeing 747.
Основные стойки шасси имеют по две пары колёс, расположенных друг за другом, и убираются поворотом внутрь к фюзеляжу. Передняя стойка имеет два колеса и убирается поворотом вперёд. Передняя стойка снабжена гидравлическим механизмом разворота для управления самолётом на земле. К стойкам шасси крепятся композитные водоотражатели, служащие для предотвращения попадания воды, поднимаемой колёсами, в воздухозаборники двигателей. Механизмы уборки стоек шасси гидравлические, причём уборка шасси происходит от одной основной гидросистемы, а для выпуска может быть использована резервная.
Дополнительная хвостовая стойка шасси
Тормозная система самолёта дисковая, с гидравлическим приводом от двух независимых гидравлических систем. Система управления тормозами электронная (en:brake-by-wire), аналоговая, с антиблокировочной функцией, «Конкорд» стал первым в мире авиалайнером, имеющим подобную систему. Пакеты карбоновых тормозных дисков основных стоек шасси охлаждаются при помощи электровентиляторов, встроенных в ступицы колёс.
Колея основных стоек шасси 7,72 м, давление в пневматических шинах колёс передней стойки 1,23 МПа, а в основных 1,26 МПа.
Для предотвращения повреждения хвостовой части фюзеляжа при взлёте и посадке, на «Конкордах» установлена дополнительная наклонная хвостовая стойка шасси с двумя небольшими пневматиками. Стойка убирается в фюзеляжный отсек поворотом назад.
Топливная система «Конкорда» достаточно сложна, и помимо своей основной функции служит также для перебалансировки самолёта при переходе звукового барьера. Топливная система включает в себя 17 топливных баков общей ёмкостью 119280 литров, располагающихся в кессонах крыла и в нижней части фюзеляжа. Кроме основных баков, в топливную систему включён балансировочный бак, расположенный в одной из секций хвостовой части фюзеляжа, сразу за хвостовым багажным отделением. Кроме него, в качестве балансировочных используются 4 бака в корневой части крыла. Всего в балансировочных баках могло находится 33 тонны топлива.
При достижении околозвуковой скорости, и перед дальнейшим разгоном, насосы топливной системы перемещали около 20 тонн топлива из передних балансировочных баков в хвостовой балансировочный бак. Это позволяло сместить центр тяжести самолёта приблизительно на 2 метра назад, что было необходимо для сверхзвукового полёта. После торможения до околозвуковой скорости производилась обратная операция. Кроме того, незначительное перемещение топлива в основных баках использовалось для общей продольной и поперечной балансировки самолёта, на всех полётных режимах. Основные помпы подачи топлива в двигатели имели механический привод, помпы перекачки топлива между балансировочными баками гидравлические, вспомогательные помпы основных баков и помпы сброса топлива электрические. Управлением топливной системой «Конкорда» занимался бортинженер, что являлось его основной задачей в течение всего полёта.
Топливная система самолёта использовалась также для отвода в поступающее в двигатели топливо излишков тепла от различных систем, таких как система кондиционирования, гидравлические системы и системы смазки двигателей. Самолёт оборудован системой сброса топлива в процессе полёта, с выходными патрубками в хвостовом обтекателе фюзеляжа.
«Конкорд» оборудован тремя независимыми гидравлическими системами, двумя основными и резервной:
- «Зелёная» гидравлическая система левого борта, подключена к гидравлическим помпам 1 и 2 двигателей.
- «Синяя» гидравлическая система правого борта, подключена к гидравлическим помпам 3 и 4 двигателей.
- «Жёлтая» резервная гидравлическая система, подключена к гидравлическим помпам 2 и 4 двигателей.
Рабочее давление гидравлических систем 4000 psi (27,5 МПа). Все гидравлические системы имели электрические вспомогательные помпы для создания давления на земле при подключённом внешнем питании. В нижней части левой консоли крыла размещена выдвижная вспомогательная турбина (RAT), которая использовалась для создания давления в «Зелёной» или «Жёлтой» гидравлических системах в случае отказа всех двигателей во время полёта. Турбина могла быть использована только на дозвуковой скорости.
«Конкорд» имеет две независимых электрических системы правого и левого борта, каждая из которых состоит из подсистемы переменного тока 200 В/400 Гц, питаемой двумя 60 кВА генераторами двигателей, и 28-вольтовой подсистемы постоянного тока, питаемой двумя выпрямителями с максимальным током 150 А. В подсистемы постоянного тока включены аккумуляторные батареи. При наземных операциях подключалось внешнее электропитание. В случае отказа основных генераторов мог использоваться резервный генератор переменного тока с гидравлическим приводом от «Зелёной» гидравлической системы.
Управление по тангажу и крену осуществляется отклонением шести элевонов, по три на каждой консоли крыла. Управление рысканьем отклонением двух секций руля направления.
«Конкорд» стал первым авиалайнером, имевшим электродистанционную систему управления (ЭДСУ, или fly-by-wire). В отличие от современных авиалайнеров, ЭДСУ была аналоговой.
Отклонение штурвальных колонок и педалей формирует электрические сигналы, поступающие в контроллеры ЭДСУ. Контроллеры преобразуют эти сигналы в сигналы управления, поступающие на гидравлические исполнительные устройства привода элевонов и руля направления. Передача осуществляется по двум независимым каналам, «Зелёному» и «Синему», каждый из которых имеет собственный набор контроллеров и отдельные цепи питания.
Кроме этого, имеется независимая механическая система, связывающая органы управления с исполнительными устройствами посредством тяг и тросов. В механическую систему встроены сервоприводы, служащие одновременно для системы стабилизации, и в качестве сервоприводов автопилота. При работе автопилота сервоприводы через механическую систему вызывают отклонение органов управления, что в свою очередь приводит к выработке управляющих сигналов. Для удобства пилотов реализована система гидравлических загружателей по каждому из каналов управления, загружатели работали в зависимости от скорости самолёта. Загружатели также использовались для триммирования.
Управляющие поверхности объединены в три группы: внешние и центральные элевоны, внутренние элевоны, обе секции руля направления. Для каждой из групп может быть выбран собственный канал управления, «Зелёный», «Синий» или механический. Исполнительные устройства, сервоприводы и нагружатели работают от двух независимых гидравлических систем, а также могут использовать резервную гидравлическую систему. Для осуществления управления по тангажу элевоны отклоняются синхронно, для управления по крену — дифференцированно. При управлении по электрическим каналам смешивание сигналов тангажа и крена происходит электрическим путём, в случае использования механической системы — механическим.
Система наддува и кондиционирования состояла из четырёх отдельных независимых блоков кондиционирования воздуха. Особенностями данной системы были более высокое, чем в дозвуковых авиалайнерах разница внутреннего и внешнего давления (0,75 кг/см²), а также наличие дополнительного теплообменника, использовавшего для охлаждения воздуха поступающее в двигатели топливо. При нахождении самолёта на стоянке подключалось внешнее воздушное питание воздухом высокого давления и кондиционированным воздухом.
Кабина пилотов серийного «Конкорда»
Для своего времени «Конкорд» имел весьма совершенную авионику, высокую степень автоматизации и широкий набор приборного оборудования. Это позволяло управлять самолётом экипажу их трёх человек (КВС, второй пилот и бортинженер).
Основное приборное оборудование:
- Три независимых инерциальных навигационных системы (ИНС), каждая из которых имеет отдельную гиростабилизированную платформу и цифровой вычислитель. ИНС может сохранять в памяти маршрут из 10 пунктов, автоматически переключаться между пунктами маршрута по мере их прохождения, рассчитывать курс на перехват ЛЗП, определять и отображать скорость и направление ветра, угол сноса, и множество других навигационных параметров. Управление ИНС осуществляется при помощи двух пультов управления с цифровой индикацией.
- Два независимых автопилота, имеющих большое количество режимов.
- Два автомата тяги, работающих совместно с автопилотами.
- Два приёмника VOR/ILS
- Один приёмник ADF
- Два комплекта DME
- Погодный радар с двумя дисплеями
- Две радиостанции УКВ диапазона
- Система SELCAL
- Два транспондера УВД
- Различное контрольное оборудование, включающее в себя стрелочные и линейные аналоговые приборы.
Авионика «Конкорда» позволяла осуществлять самолётовождение в сложных погодных условиях, выполнять трансатлантические перелёты, осуществлять автоматический заход на посадку и автоматическую посадку по категории IIIa ИКАО. Автопилот мог контролировать самолёт от набора высоты до касания ВПП. В процессе выполнения крейсерского полёта на скорости 2 Маха, «Конкорд» не следовал на определённой высоте (эшелоне), как обычные авиалайнеры. Поскольку на высоте полёта «Конкорда» не было никакого воздушного движения, использовался более выгодный режим полёта — постоянный набор высоты по мере облегчения самолёта из-за выработки топлива. Полёт а этом режиме осуществлялся полностью автоматически.
Один из вариантов салона «Конкорда»
Гермокабина «Конкорда» занимает порядка 85 % общего объёма фюзеляжа. В кабине размещено два пассажирских салона, передний и задний, задний салон немного длиннее переднего. Максимальная ширина салонов около 260 см, что примерно соответствовало ширине салонов наиболее популярных пассажирских лайнеров, современных «Конкорду», таких как Boeing 707. Расположение пассажирских кресел по схеме 2+2, с одним центральным проходом.
Изначально предполагалась следующие варианты конфигурации салонов:
- 108 пассажиров в одноклассной конфигурации первого класса
- 124 пассажира в одноклассной конфигурации стандартного класса
- 144 пассажира в одноклассной конфигурации туристического класса
Также возможно было использовать сочетание разных классов на одном самолёте. Максимальное количество пассажиров, на перевозку которого был сертифицирован «Конкорд», составляло 128, но в реальности такая конфигурация салонов никогда не использовалась. Выпускаемые «Конкорды» имели салоны одноклассной компоновки на 108 человек, впоследствии салоны несколько раз модернизировались авиакомпаниями. На момент вывода из эксплуатации «Конкорды» British Airways имели двухклассную компоновку салона на 100 мест, а «Конкорды» Air France двухклассную на 92 места.
В передней части гермокабины, непосредственно за кабиной экипажа и отсеками оборудования находится тамбур основного входа, от переднего салона его отделяет отсек с небольшим гардеробом и туалетом. Между салонами располагается тамбур второго входа, а также ещё два туалета, размещённые по бортам кабины. Заднюю часть кабины занимает отсек с кухонным блоком, служащий также тамбуром запасного выхода. Так как средний выход вёл на крыло самолёта, для посадки и высадки пассажиров использовался передний выход.
Размер иллюминаторов 10×16 см, шаг около 50 см. В передней части каждого из салонов было установлено большое информационное табло, показывающее в реальном времени скорость и высоту полёта самолёта.
В целом, несмотря на то, что по своей конструкции и характеристикам «Конкорд» почти ничем не напоминал современные ему дозвуковые узкофюзеляжные авиалайнеры, его внутренняя конфигурация и оснащение практически не отличались от общепринятых на момент его появления. Удобство размещения пассажиров и предоставляемые в полёте услуги делали сверзхвуковые перелёты ничуть не менее комфортабельными, чем обычные.