Проект сверхзвукового пассажирского самолёта «Фанстрим». Сверхзвуковые самолеты пассажирские


Сверхзвуковые пассажирские самолеты: катастрофы - Korrespondent.net

Сверхбыстрые пассажирские самолеты за полвека так и не смогли завоевать небо.

В США показали прототип сверхзвукового пассажирского самолета XB-1 Supersonic Demonstrator, способный долететь в Лондон из Нью-Йорка за три с половиной часа.

Разработчики самолета, получившего прозвище Baby Boom, обещают первые сверхзвуковые полеты в следующем году, а пассажирские перевозки - в 2020.

Корреспондент.net вспоминает неудачную историю коммерческого использования сверхзвуковых пассажирских самолетов.

 

Первые и единственные

Работы над сверхзвуковыми пассажирскими самолетами начались в шестидесятых годах прошлого века сразу в нескольких странах.

Британцы и французы, работающие каждый над своим проектом, решили объединиться в 1962 году. Их самолет получил название Concorde, что с французского переводится как "согласие".

Американцы работали, как это обычно у них бывает, сразу над несколькими проектами - Boeing 2707 и Lockheed L-2000, но до производства они так и не дошли.

Макет Boeing 2707

СССР удалось создать удачный сверхзвуковой самолет Ту-144. Его начали проектировать позже Конкорда, но взлетел он на пару месяцев раньше.

Выходит, что за полвека человечеству удалось создать только два рабочих сверхзвуковых лайнера. Расммотри их подробней.

 

Конкорд

Создан в результате слияния в 1962 году двух национальных программ разработки сверхзвукового пассажирского авиатранспорта. Основными разработчиками выступили французская Sud Aviation и британская BAC.

Getty

Всего было изготовлено 20 самолетов. Первый полет прототипа состоялся в 1969 году, ввод в коммерческую эксплуатацию произошел в 1976 году.

Конкорды летали под авиакомпаниями British Airways и Air France, у которых было по семь самолетов. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более трех миллионов пассажиров.

Характеристики

Экипаж - три человека (командир, пилот, бортинженер), пассажиров - максимум 128.

Длина - 56 метров, размах крыла - 25 метров, высота 12 метров.

Масса пустого - 78,7 тысяч килограмм, максимальная взлетная - 187,7 тысяч.

Максимальная скорость - 2 330 км/ч 

Конец карьеры

25 июля 2000 года авиакомпании Air France выполнял рейс из Парижа в Нью-Йорк, но во время разгона у самолета загорелся левый двигатель.

Getty

Экипаж поднял горящий самолет в воздух, чтобы потом совершить вынужденную посадку, но лайнер через две минуты после взлета рухнул на здание гостиницы в трех километрах от аэропорта имени Шарля-де-Голля.

Погибли все находившиеся на борту 109 человек (100 пассажиров и 9 членов экипажа), а также четыре человека на земле.

Позже выяснилось, что причиной катастрофы была случайность - небольшая титановая пластина от другого самолета. Когда Конкорд разгонялся, зацепил эту деталь колесом, покрышка лопнула и ее фрагменты пробили бензобак, что и стало причиной пожара.

Это первая и единственная катастрофа Конкорда за 27 лет эксплуатации.

В 2003 году полеты прекратила Air France, а затем и British Airways в связи с повышением цены на топливо.

 

Ту-144

Работы по созданию сверхзвукового пассажирского авиалайнера в Советском Союзе начались в ОКБ Туполева в начале 60-х прошлого века.

Первый полет состоялся 31 декабря 1968 года, на два месяца раньше Конкорда. Ту-144 также является первым в истории пассажирским авиалайнером, преодолевшим звуковой барьер.

 

Всего было построено 16 самолетов, которые совершили в общей сложности 2556 вылетов и налетали 4110 часов.

Из-за форсирования сроков Ту-144 вышел немного "сырым". Но считалось, что аэродинамика е него лучше, чем у заморского Конкорда.

Катастрофа

Советский гиперзвуковой самолет потерпел крушение также в Париже. В 1973 году Ту-144 разбился во время показательного полета на авиасалоне в Ле Бурже. Погибли все шесть человек экипажа и восемь человек на земле.

Причины катастрофы были засекречены. Считается, что крушение произошло из-за слишком резкого маневра, который экипаж должен был совершить во избежание столкновения с неожиданно появившимся французским Миражом, с которго велась фотосъемка, нарушение системы управления, либо же недопустимость для конструкций планера самолета маневра, который экипаж попытался совершить.

Рейсы

На регулярные рейсы Ту-144 впервые поставили в 1977 году. Тогда из Москвы в Алма-Ату он летал за два часа.

Но полетав семь месяцев с ним вновь произошла катастрофа - в Подмосковье во время тестового полета Ту-144 рухнул. После этого прорамму решили закрыть.

korrespondent.net

Проект Ту-244 – пассажирский сверхзвуковой самолёт XXI века

Подробности Категория: Разработки и открытия Опубликовано: 30.12.2017
  1. Введение
  2. Задачи проекта
  3. Преимущества
  4. Недостатки
  5. Технические характеристики
  6. Конструкция 

Разработка сверхзвукового пассажирского самолёта второго поколения, сокращённо СПС-2, входит в завершающую фазу. К 2025 году ожидается первый полёт Ту-244. Новый русский коммерческий лайнер будет конструктивно отличаться от советского Ту-144 по характеристикам, дальностью полёта, комфортабельностью, вместительностью, размерами, мощью двигателей, авионикой. Сверхзвуковая его скорость 2 Маха, останется такой же, как и у предшественника Ту-144ЛЛ «Москва», это по-прежнему лучший в мире показатель в тяжёлом гражданском самолётостроении. На высоте его полёта 20 км маршруты свободны.

Ограничением для авиаконструкторов и разработчиков может стать длина взлётно-посадочной полосы 1-го класса, требуется не менее 3км. Такие бетонные полосы есть не во всех аэропортах мира и страны. Никаких иллюзий не может быть на тот счёт, что лучший самолёт не будет востребован странами Запада, которым интереснее продавать свои европейские Airbus и американские Boeing, летающие со скоростью 700 – 900 км/ч, в 2,5-3 раза медленнее. Рассчитывать придётся только на потребности России и БРИКС, а так же на богатых заказчиков, способных позволить себе такие самолеты.

Ту-144

Ту-144

Задачи проекта

У первой модели Ту-244 ожидается увидеть проверенные двигатели НК-32, такие же, как у стратегического бомбардировщика Ту-160М2 в модернизации 16.11.2017. Самая первая разработка СПС-2 начата слишком рано, в 1973 году, благодаря наработкам советских военных конструкторов 1950-х, опередивших время на 50 лет. Тогда ещё не было настолько качественных композитных материалов, чтобы применять их в большом количестве, и силовые установки обладали недостаточной тягой. В 1960-х стояли двигатели с 20-ти тонной тягой, в 1970-х с 25-тонной, а теперь уже применяются 32-тонные. 

Перед авиаконструкторами поставлены 2 основные задачи: 

Дальность полёта – 9 200 км.

Снижение расхода топлива для данного класса техники.

Первую и вторую задачи можно решить по примеру Ту-160 и Ту-22М3, применить изменяемую стреловидность крыла, сделав самолёт многорежимным. Можно проанализировать закрытые проекты Т-4 и Т-4МС Чернякова, изучить разработки Мясищева по модификациям М-50, гениальных и фантастичных тогда, более пригодных сегодня. В КБ Туполева всё для этого есть, здесь собраны материалы всех ведущих КБ СССР, занимавшихся тяжёлой стратегической авиацией, на базе которых и созданы лучшие в мире военные «дальники» Ту-22М3М и Ту-160М2.

 Ту-160

Ту-160

Преимущества реактивных самолётов

Преимущество реактивного самолёта – скорость. Это гарантирует комфортабельность полёту и сокращает расстояние во времени. Провести в кресле втрое меньше часов – это хорошее самочувствие пассажиров, например, рейса Владивосток – Калининград. Экономится бизнес-время. Пользуясь услугами авиалайнера Ту-244 можно провести в отпуске на 1 день больше, и, по прилёту без утомления сразу выйти на работу. Немаловажно получать и моральное удовлетворение наших граждан от престижности Ту-244, испытать гордость за Россию. Выпуск гражданских реактивных самолётов от ВПК РФ – значимей самоокупаемости оборонных предприятий страны, это коммерческая направленность, рабочие места, гарантия стабильности и накопление прибыли в жёстких условиях рынка. 

class="eliadunit">

Недостатки сверхскоростных пассажирских лайнеров

В КБ Туполева в 1960-х заметили, что создание гражданского сверхзвукового пассажирского лайнера по военным принципам не получится из-за требований к комфорту и безопасности. Начали изучать в этом плане опыт США, Франции и Англии, что считалось лучшим, то, по замыслу главного конструктора Алексея Андреевича Туполева, шло в работу. К недостаткам первых Ту-144 и «Конкорда» стоит отнести большой расход топлива, громкость работы двигателя, звуковые удары, количество вредных выбросов в атмосферу.

Главный недостаток Ту-244 – коммерческие, военные и политические институты Запада, ведь их «Конкорды» отлетали в 2003-м, а новых в планах нет, потому что наши пути самолётостроения расходятся. Объяснение этому: во первых стратегическая сверхзвуковая авиация не нужна НАТО, т.к. в основе их мощи стоит авианесущий океанский флот, а ядерные авиабомбы и ракеты достаточно доставлять самолётами с радиусом действия в 1,5 км (истребителями) с военных баз, раскиданных по миру, именно поэтому военные проекты подобного класса на западе не очень востребованы. Так же достаточно высокая себестоимость полета резко сужает потенциальный сегмент рынка для этих самолетов, поэтому о массовости не может быть речи. Однако одновременный заказ для военных и пассажирских перевозок, это именно то, что может дать серьезный толчок сверхзвуковой пассажирской авиации.

Конкорд

Каким будет Ту-244 по лётно-техническим характеристикам

Проектирование затянулось, Ту-144 в комплектации 1968-го достиг своих первых конструкторских характеристик к середине 1970-х. Работы по его усовершенствованию с 1992-го – начало проекта Ту-244, с тех пор прошло уже 25 лет, чтобы закончить начатое понадобится ещё 10. Наглядно видно, что привлечение США, Англии и Франции к развитию программы Ту-244 с распадом ССССР ни к чему хорошему не привели, как и во всех подобных случаях по бывшему СССР. Только сбор научных данных от Ту-144ЛЛ для военно-космической программы НАСА и торможение наших предприятий в развитии.

На сегодня много вариантов проектов Ту-244. Точно никто не скажет, каким будет сам самолёт. По неофициальным источникам распространяется неоднозначная информация. Описанные ниже характеристики – условные, составлены на базе нынешних возможностей. Характеристики: длина 88,7 м; размах крыльев 54,77 м, площадь 1 200 кв.м., а удлинение 2,5 м; стреловидность крыла по кромке – у центроплана 75 град., – у консоли 35 градусов; ширина фюзеляжа 3,9 м, высота 4,1 м, багажное отделение на 32 кв.м.; взлётная масса 350 т, включая топливо 178 т; двигатели НК-32 – 4 единицы; крейсерская скорость 2,05 М; дальность 10 тыс. км.; макс. высота 20 км.

 макет ту-244

Макет Ту-244

Конструкция Ту-244

Представим трапециевидное крыло и сложную деформацию его средней трапеции. Управление элеронами в балансировке, по крену и тангажу. У передней кромки носки отклоняются механически. В конструкции крыла происходит деление на части, переднюю, среднюю и консоли. Средняя и консольная части с многолонжеронной и многонервюрной силовыми схемами, в передней же нервюр нет. В вертикальном оперении то же самое, что и в конструкции крыла и направляющий двухсекционный руль.

Фюзеляж с гермокабиной, носовым и хвостовым отсеками – размерность будет выбираться под заказ из расчёта количества пассажирских кресел. На 250 и 320 пассажиров подойдёт диаметр фюзеляжа от 3,9 до 4,1 м. салон поделится на классы, 1-й, 2-й и 3-й. По комфортабельности Ту-244 будет на уровне последней модификации Ту-204-го. Самолёт оборудуют грузовым отсеком. Пилотов четверо, их кресла с катапультами (по-русски), выстреливаются вверх. На борту заново всё автоматизировано и подчинено центральному программному управлению. 

Ту-244 может лишиться отклоняемого носа, аналогичного в Ту-144ЛЛ, из-за развития новейшего оптико-электронного оборудования и возможностей отклонения векторов управляемой тяги в современных силовых отечественных установках. В местах максимальной нагрузки может использоваться титановый сплав ВТ-64, в области колеса. Носовая стойка может останется прежней, точно появятся 3 новые основные опоры для бетонной полосы, рассчитанные на высокие нагрузки. Навигационно-пилотажное оборудование будет соответствовать метеорологическому минимуму по международной классификации IIIA ICAO.

 Макет Ту-244

class="eliadunit">
Добавить комментарий

tehnorussia.su

Сверхзвуковой самолет: история развития

Сверхзвуковая скорость – это скорость, при которой объект движется быстрее звука. Скорость при полете сверхзвукового самолета измеряется в Махах – скорость самолета в определенной точке пространства относительно скорости звука в этой же точке. Сейчас подобными скоростями передвижения удивить довольно сложно, а еще каких-то 80 лет назад об этом только мечтали.

Немецкий Ме-262 готовится к первому вылету

Немецкий Ме-262 готовится к первому вылету

С чего все началось

В сороковых годах ХХ века во время Второй Мировой Войны над решением этого вопроса активно работали немецкие конструкторы, надеясь с помощью подобных летательных аппаратов переломить ход войны. Как мы знаем, у них этого не получилось, война закончилась. Однако в 1945 г., ближе к ее завершению, немецкий пилот Л. Гофман, испытывая первый в мире реактивный истребитель Me-262, на высоте 7200 м смог развить скорость около 980 км/ч.

Первым, кто воплотил мечту всех летчиков о преодолении сверхзвукового барьера, стал американский пилот-испытатель Чак Йегер. В 1947 году этот пилот первым в истории сумел преодолеть скорость звука на пилотируемом аппарате. Он управлял прототипным летательным аппаратом Bell X-1 с ракетным двигателем. Кстати, захваченные во время войны немецкие ученые и их разработки, довольно сильно способствовали появлению этого аппарата, как и, собственно, всему дальнейшему развитию летных технологий.

Чак Йегер перед установкой рекорда

Чак Йегер перед установкой рекорда

В Советском Союзе достигли скорости звука 26 декабря 1948 г. Это был экспериментальный самолет ЛА-176, на высоте полета 9060 м, который пилотировали И.Е. Федоров и О.В. Соколовский. Примерно через месяц на данном самолете, но уже с более совершенным двигателем, была не только достигнута, но и превышена скорость звука на 7000 м. Проект ЛА-176 был весьма перспективным, но из-за трагической гибели О.В. Соколовского, управлявшего этим аппаратом, разработки были закрыты.

В дальнейшем развитие данной отрасли несколько замедлилось, так как возникло значительное количество физических сложностей, связанных с управлением летательным аппаратом на сверхзвуковых скоростях. На высоких скоростях начинает проявляться такое свойство воздуха, как сжимаемость, аэродинамическая обтекаемость становится совершенно иной. Появляется волновое сопротивление, и такое неприятное для любого летчика явление, как флаттер – самолет начинает сильно нагреваться.

Столкнувшись с этими проблемами, конструкторы начали искать кардинальное решение, способное преодолеть сложности. Таким решением оказался полный пересмотр конструкции летательных аппаратов, предназначенных для сверхзвуковых полетов. Те обтекаемые формы авиалайнеров, которые мы сейчас наблюдаем, – результат многолетних научных изысканий.

Дальнейшее развитие

На тот момент, когда только окончилась Вторая Мировая, и началась корейская и вьетнамская войны, развитие отрасли могло происходить только через военные технологии. Именно поэтому первыми серийными самолетами, способными летать быстрее скорости звука, стали Советский Миг-19 (NATO Farmer) и американский F-100 Super Sabre. Рекорд скорости был за американским самолетом – 1215 км/ч (установлен 29 октября 1953 г.), но уже в конце 1954 г. Миг-19 смогли разогнать до 1450 км/ч.

Советский Миг-19

Советский Миг-19

Интересный факт. Хоть СССР и Соединенные Штаты Америки не вели официальных боевых действий, но реальные многократные боестолкновения во время Корейской и Вьетнамской войн, показали неоспоримое преимущество Советской техники. К примеру, наши Миг-19 были значительно легче, обладали двигателями с лучшими динамическими характеристиками и, как следствие, с более быстрой скороподъемностью. Радиус возможного боевого применения самолета был на 200 км больше у Миг-19. Именно поэтому американцы очень хотели заполучить неповрежденный образец и даже объявили награду за выполнение такой задачи. И она была реализована.

Уже после окончания Корейской войны 1 самолет Миг-19 был угнан с авиабазы офицером ВВС Кореи Но Гым Соком. За что американцы выплатили ему положенные 100000 долларов в качестве награды, за доставку неповрежденного самолета.

Интересный факт. Первой женщиной-пилотом, достигшим скорости звука, является американка Жаклин Кохран. Она достигла скорости 1270 км/ч, пилотируя самолет F-86 Sabre.

Развитие гражданской авиации

В 60х годах прошлого века после появления опробованных во время войн технических наработок, авиация начала бурно развиваться. Нашлись решения для существующих проблем сверхзвуковых скоростей, и тогда началось создание первых сверхзвуковых пассажирских самолетов.

Первый в истории полет гражданского авиалайнера со скоростью, превышающей скорость звука, произошел 21 августа 1961 г. на самолете Douglas DC-8. На момент полета на самолете не было пассажиров, кроме пилотов, был размещен балласт для соответствия полной загрузки лайнера в данных экспериментальных условиях. Была достигнута скорость 1262 км/ч при спуске с высоты 15877 м до 12300 м.

Интересный факт. Boeing 747 SP-09 Китайских авиалиний (China Airlines) 19 февраля 1985 г., совершая перелет из тайваньского Тайпея в Лос-Анжелес, вошел в неуправляемое пике. Причиной тому послужили неисправности двигателя и последующие неквалифицированные действия персонала. Во время пикирования с высоты 12500 м до 2900 м, где экипаж и смог стабилизировать самолет, была превышена скорость звука. При этом не рассчитанный на подобные перегрузки лайнер получил серьезные повреждения хвостовой части. Однако при всем этом, серьезно пострадали всего 2 человека на борту. Самолет сел в Сан-Франциско, был отремонтирован и в дальнейшем снова осуществлял пассажирские перелеты.

Поврежденный в пике хвост Boeing 747 SP-09

Поврежденный в пике хвост Boeing 747 SP-09

Однако действительно настоящих сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС), способных осуществлять регулярные перелеты со скоростями выше скорости звука, было сконструировано и построено все два типа:

  • Советский авиалайнер Ту-144;
  • Англо-французский самолет Aérospatiale-BAC Concorde.

Только эти два летательных аппарата были в состоянии поддерживать крейсерскую сверхзвуковую скорость (англ. supercruise). На тот момент они превосходили даже большинство боевых самолетов, конструкция этих лайнеров была уникальна для своего времени. Существовало всего несколько типов самолетов, способных летать в режиме суперкруиза, на сегодняшний день большинство современных военных машин оснащены такими возможностями.

Авиация СССР

Советский Ту-144 был построен несколько раньше европейского аналога, поэтому можно считать его первым в мире пассажирским сверхзвуковым лайнером. Внешний вид этих самолетов, как Ту-144, так и Конкорда, и сейчас не оставит равнодушным ни одного человека. Вряд ли в истории авиастроения были более красивые машины.

Советский Ту-144 на взлете

Советский Ту-144 на взлете

У Ту-144 привлекательные характеристики, за исключением дальности практического применения: выше крейсерская и меньше посадочная скорости, более высокий потолок полета, но и история нашего лайнера значительно трагичнее.

Важно! Ту-144 не только первый летающий, но и первый разбившийся пассажирский сверхзвуковой лайнер. Катастрофа на авиасалоне в Ле-Бурже 3 июня 1973 г., в которой погибло 14 человек, стала первым шагом к завершению полетов Ту-144. Однозначные причины так и не были установлены, а итоговая версия катастрофы вызывает множество вопросов.

Вторая катастрофа под Егорьевском в Московской области 23 мая 1978 г., где в полете произошло возгорание, и при посадке погибли 2 члена экипажа, стала окончательной точкой в решении о прекращении эксплуатации этих самолетов. Несмотря на то, что после анализа было установлено, что возгорание произошло в результате наличия недоработки в топливной системе нового, тестируемого двигателя, а сам самолет показал прекрасную управляемость и надежность конструкции, когда горящий смог произвести посадку, машины сняли с рейсов и вывели из коммерческой эксплуатации.

Как вышло за рубежом

Европейский Конкорд, в свою очередь, отлетал гораздо дольше с 1976 г. по 2003 г. Однако из-за нерентабельности (самолет так и не смогли вывести на минимальную окупаемость), эксплуатацию также в итоге свернули. Во многом это произошло из-за авиакатастрофы в Париже 25 июля 2000 г.: при взлете из аэропорта Шарль Де Голль загорелся двигатель, и самолет рухнул на землю (погибло 113 человек, в том числе 4 на земле), а также террористическим атакам 11 сентября 2001 г. Несмотря на то, что это была единственная катастрофа самолета за 37 лет эксплуатации, а теракты не имели непосредственного отношения к Конкорду, общее снижение потока пассажиров уменьшило и без того отсутствующую рентабельность полетов и привело к тому, что последний рейс данный самолет совершил по маршруту Хитроу – Филтон 26 ноября 2003 г.

Европейский Конкорд осуществляет взлет

Европейский Конкорд осуществляет взлет

Интересный факт. Билет на рейс Конкорда в 70е годы стоил не меньше 1500 долларов в один конец, ближе к концу девяностых цена выросла до 4000 долларов. Билет за место на последнем рейсе этого лайнера стоил уже 10000 долларов.

Сверхзвуковая авиация на данный момент

На сегодняшний день решений, подобным Ту-144 и Конкорд, не предвидится. Но, если вы тот человек, которому неважна стоимость билетов, – есть ряд наработок в сфере бизнес перелетов и маломестных воздушных средств.

Концепт X1

Концепт X1

Наиболее перспективная разработка – самолет XB-1 Baby Boom американской компании Boom technology из Колорадо. Это маленький самолет, длиной около 20 м и размахом крыльев в 5,2 м. Он оборудован 3мя двигателями, разработанными в пятидесятых годах для крылатых ракет.

Вместительность планируется сделать около 45 человек, при дальности перелета 1800 км на скорости до 2х махов. На данный момент это пока разработка, но первый полет прототипа планируется произвести уже в 2018 г., а сам самолет должен пройти сертификацию к 2023му году. Создатели планируют использовать разработку как в качестве бизнес-джета для частных перевозок, так и на регулярных рейсах малой вместительности. Планируемая стоимость для перелета на данной машине будет составлять около 5000 долларов, что достаточно много, но при этом сопоставимо со стоимостью перелета в бизнес классе.

Однако если смотреть на всю отрасль гражданских авиаперевозок в целом, то с сегодняшним уровнем развития технологий, выглядит все не очень перспективно. Крупные компании больше озабочены получением выгоды и рентабельностью проектов, чем новыми разработками в области сверхзвуковых полетов. Причина в том, что за всю историю авиации не было в достаточной степени успешных реализаций задач подобного рода, сколько ни пробовали достичь целей, все они в той или иной степени провалились.

В целом те конструкторы, которые занимаются текущими проектами, – это скорее энтузиасты, с оптимизмом смотрящие в будущее, которые, конечно, рассчитывают получать прибыли, но достаточно реалистично смотрят на итоги, да и большая часть проектов пока существует только на бумаге, и аналитики достаточно скептично смотрят на возможность их реализации.

Один из немногих действительно крупных проектов – это запатентованный в прошлом году компанией Airbus сверхзвуковой самолет Concorde-2. Конструктивно он будет представлять собой летательный аппарат с тремя типами двигателей:

  • Турбовентиляторные реактивные двигатели. Будут устанавливаться в передней части самолета;
  • Гиперзвуковые воздушно-реактивные двигатели. Будут монтироваться под крыльями лайнера;
  • Ракетные двигатели. Установлены в хвостовой части фюзеляжа.
Концепт Конкорд-2

Концепт Конкорд-2

Эта конструктивная особенность предполагает работу различных двигателей на определенных этапах полета (взлет, посадка, движение на крейсерской скорости).

Учитывая одну из основных проблем гражданских авиаперевозок – шум (стандарты организации воздушного движения в большинстве стран выставляют ограничение на уровень шума, если аэропорт расположен близко к жилым зонам, это накладывает ограничения на возможность ночных полетов), компания Airbus для проекта Concorde-2 разработала специальную технологию, позволяющую производить вертикальный взлет. Это позволит практически избежать попадания ударных волн на поверхность земли, что в свою очередь, обеспечит отсутствие дискомфорта для людей внизу. Также благодаря подобной конструкции и технологии полет авиалайнера будет проходить на высоте около 30-35000 м (на данный момент гражданская авиация летает максимум на 12000 м), что будет способствовать снижению шума не только при взлете, но и на протяжении всего полета, так как с такой высоты ударные звуковые волны не смогут достичь поверхности.

Будущее сверхзвуковых полетов

Не все так печально, как может показаться на первый взгляд. Кроме гражданской авиации существует и всегда будет существовать военная отрасль. Боевые потребности государства как раньше двигали развитие авиации, так и продолжат это делать. Армии всех государств нуждаются во все более совершенных летательных аппаратах. Из года в год эта потребность только возрастает, что влечет за собой создание новых конструкторских и технологических решений.

Рано или поздно развитие выйдет на такой уровень, когда использование военных технологий, возможно, станет рентабельным и в мирных целях.

Видео

aviationtoday.ru

Возвращение «Конкорда»: новый виток сверхзвуковых пассажирских самолётов

Когда закончилась эпоха Ту-144 и «Конкордов», в среде авиационных экспертов было принято высказываться о возрождении гражданского сверхзвука крайне скептически. Дескать, без радикального технологического прорыва об окупаемом коммерческом транспорте нечего и думать. Но времена меняются, а новое поколение пассажирских сверхзвуковых самолетов уже приходит к нам «в металле». Ну или в карбоне, если угодно…

Олег Макаров

15 июня 2017 12:00

В Бланьяке, пригороде Тулузы, где когда-то становились на крыло «Конкорды», а теперь одна из этих прекрасных птиц нашла последнее пристанище в музее концерна Airbus, рассказывают такую историю. Когда решение об отставке «Конкордов» (последний полет состоялся в 2003 году) было принято, но трансокеанские рейсы еще продолжались, среди пассажиров сверхзвукового лайнера был проведен опрос. В нем завсегдатаев «Конкорда» спрашивали, сколько стоит билет на рейс.

Странный вопрос, не правда ли? Однако дело было в том, что на сверхзвуке через Атлантику летали в основном бизнесмены, которые сами себе билетов не покупали — командировку оплачивали их фирмы. В те времена билет в один конец стоил примерно $4000, но большинство состоятельных пассажиров ответили, что, по их мнению, билет стоит $7000. Иными словами, эти люди сочли бы такую цену справедливой. И если бы цену на перелет подняли до $7000, «Конкорды» могли бы оставаться рентабельными даже в условиях подорожания топлива. Однако решение было уже принято, и вскоре величественные остроносые лайнеры раздали по музеям, а пассажирская сверхзвуковая авиация ушла в историю.

Маленький первопроходец

Возродится ли она? В формате больших лайнеров типа Ту-144 или «Конкорда» пока близких перспектив не просматривается. Но для людей состоятельных, которых не особо интересует цена на билет, есть хорошие новости. В наши дни наблюдается всплеск интереса к созданию сверхзвуковых бизнес-джетов, самолетов малой вместительности для небольшого количества пассажиров.

Spike S-512 Spike S-512 Бизнес-джет, проектируемый американской компанией Spike Aerospace из Бостона (США). С крейсерской скоростью 1,8 М он доставит 18 пассажиров из Лондона в Нью-Йорк за три-четыре часа. В самолете не будет традиционных иллюминаторов — их заменят видеопанели, на которые будет транслироваться изображение с установленных снаружи камер. Сертификацию предполагается завершить к 2023 году.

Дальше всех продвинулась молодая компания Boom Technology из города Денвер, штат Колорадо. Осенью прошлого года она представила самолет XB-1 Baby Boom, похожий своим видом и размерами на истребитель. Его длина чуть больше 20 м, размах крыльев — 5,2 м, максимальная взлетная масса — 6100 кг. Самолет оснащен тремя турбореактивными двигателями General Electric J85−21 с тягой 1588 кгс каждый. Двигатель был разработан еще в 1950-х для крылатой ракеты воздушного базирования ADM-20 Quail. Машина сможет лететь на крейсерской скорости 2,2 М и имеет дальность порядка 1800 км. XB-1 — еще не бизнес-джет, а демонстратор технологий, благодаря которым основатели стартапа надеются вывести на рынок сверхзвуковой лайнер вместимостью 45 пассажиров. Именно такое количество мест специалисты Boom Technology считают оптимальным с коммерческой точки зрения. Демонстратор ХB-1 должен совершить первый полет в следующем году, а бизнес-джет, который также будет выполнен по трехмоторной схеме, как планируется, закончит сертификацию в 2023-м. Самолет предполагается выпускать как в версии частного бизнес-джета, так и лайнера малой вместительности, который сможет совершать регулярные рейсы. Да, билеты будут недешевыми, за трансокеанский перелет (например, между Лондоном и Нью-Йорком) придется заплатить порядка $5000, однако это сопоставимо с ценой за место первого класса на той же дистанции, если речь идет о дозвуковом лайнере.

www.popmech.ru

Сверхзвуковой пассажирский - Мастерок.жж.рф

После того, как канули в лету «Конкорды» и Ту-144 на поле сверхзвуковой авиации никого не осталось. Непонятно, то ли не нужны такие самолеты (нерентабельны), то ли наша цивилизация еще не достигла такого технического совершенства и надежности в этом направлении.

Постепенно начинают появляться небольшие частные проекты.

Американская компания «Aerion Corporation» из небольшого городка Рено, штат Невада, начала принимать заказы на создание частного сверхзвукового самолета «AS2 Aerion», который создается при поддержке компании Airbus

Не понятно еще что из этого получится, но вот подробности …

 

Производитель заявляет, что его запатентованная технология ламинарного потока, снижает аэродинамическое сопротивление над крыльями до 80%, что позволяет силовой установке на три двигателя, преодолевать расстояния достаточно быстро. Например, из Парижа в Вашингтон, самолет долетит всего за три часа, а из Сингапура в Сан-Франциско, буквально за шесть часов. Сверхзвуковые полеты над территорией США запрещены, но это не касается полетов над океаном. Корпус самолета изголовлен в основном из углепластика и по шву «сшит» титановым сплавом. Без дозаправки, самолет сможет пролететь до 5400 миль. Выпуск первого самолета планируется на 2021-й год.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Какие проекты сверхзвуковых самолетов не нашли свое воплощение в реальности ? Ну вот например из самых серьезных:

 

 

Sukhoi Supersonic Business Jet (SSBJ, С-21) — проект сверхзвукового пассажирского самолёта бизнес-класса, разрабатываемого ОКБ Сухого. В поисках финансирования ОАО Сухой сотрудничала по данному проекту с компаниями Gulfstream Aerospace, Dassault Aviation, а также рядом китайских компаний.

Разработка С-21 и его более крупной модификации С-51 была начата в 1981 году по инициативе главного конструктора ОКБ Сухого на тот момент Михаила Петровича Симонова. Проект возглавил заместитель главного конструктора Михаил Асланович Погосян.

Анализ коммерческой эксплуатации самолётов Ту-144 и Конкорд показал, что с ростом цен на авиатопливо сверхзвуковые самолёты не могут конкурировать с более экономичными дозвуковыми лайнерами в сегменте массовых перевозок. Количество пассажиров, готовых существенно переплачивать за скорость движения, невелико и определяется, в основном, представителями крупного бизнеса и высшими чиновниками. При этом приоритетными маршрутами движения являются авиалинии, соединяющие мировые столицы. Это определило концепцию самолёта, как предназначенного для перевозки 8-10 пассажиров на дальность 7-10 тысяч километров (для обеспечения беспосадочного перелёта между городами на одном континенте и с одной дозаправкой при полёте из любой в любую столицу мира). Важным также стало уменьшение длины пробега, чтобы самолёт могли принимать все международные аэропорты мира.

В ходе работы над самолётом прорабатывались различные варианты компоновки — с 2, 3 или 4 двигателями. Развал Советского Союза привёл к прекращению финансирования программы со стороны государства. ОКБ Сухого начало поиск независимых инвесторов на проект. В частности, в начале 1990-х работы велись в сотрудничестве с американской компанией Gulfstream Aerospace — при этом прорабатывался вариант с 2-мя английскими двигателями, получивший обозначение S-21G. Однако в 1992 году американская сторона вышла из проекта, опасаясь неподъёмных расходов. Проект был приостановлен.

В 1993 году инвесторы на проект были найдены в России и проект был возобновлён. Полученные от инвесторов 25 миллионов долларов США позволили достичь стадии завершения проектирования. Были проведены наземные испытания двигателей, а также испытания моделей самолёта в аэродинамических трубах.

В 1999 году проект самолёта был представлен на авиасалоне Ле-Бурже, тогда же Михаил Петрович Симонов заявил, что для завершения всех работ по самолёту и начала выпуска серийных лайнеров потребуется ещё около 1 миллиарда долларов. При своевременном и полном финансировании самолёт мог впервые подняться в воздух в 2002 году, а стоимость единицы составила бы около 50 миллионов долларов. Рассматривалась возможность продолжения совместной работы над проектом с французской компанией Dassault Aviation, однако контракт не состоялся.

В 2000 году ОКБ Сухого пробовало найти инвесторов на данный проект в Китае.

В настоящее время инвестиции для завершения разработки и создания самолётов не найдены. В принятой в конце 2012 года государственной программе «Развитие авиационной промышленности на 2013 — 2025 годы» упоминания о самолёте отсутствуют

 

 

ZEHST (сокращение от Zero Emission HyperSonic Transport — англ. Высокоскоростной транспорт с нулевым уровнем выбросов) — проект сверхзвукового-гиперзвукового пассажирскогоавиалайнера, реализуемый под руководством европейского авиакосмического агентства EADS.

Впервые проект был представлен 18 июня 2011 года на авиасалоне в Ле Бурже. По проекту предполагается, что самолёт будет вмещать 50—100 пассажиров и развивать скорость до 5029 км/ч. Высота полёта должна составить до 32 км.[1]

Реактивная система самолёта будет состоять из двух турбореактивных двигателей, применяющихся на участке взлёта и разгона до 0,8М, затем ракетные разгонные блоки разгонят самолёт до 2,5М, после чего два расположенных под крыльями прямоточных двигателя доведут скорость до 4М.

 

 

 

Ту-444 — проект российского сверхзвукового пассажирского самолёта деловой авиации разработки ОАО «Туполев». Пришёл на смену проекту Ту-344 и конкурент проекту ОКБ Сухого SSBJ. В принятой в конце 2012 года государственной программе «Развитие авиационной промышленности на 2013—2025 годы» упоминания о проекте отсутствуют

Проектировка Ту-444 началась в начале 2000-х годов, в 2004 году началась эскизная проработка проекта. Разработке предшествовали просчет наиболее выгодных технических характеристик для самолета такого класса. Так, было установлено, что дальности в 7500 километров хватает для покрытия основных деловых центров мира, а оптимальной является длина разбега в 1800 метров. Потенциальный рынок оценивался в 400-700 самолетов, первый полет по плану должен был состояться в 2015

Тем не менее, несмотря на применение в проекте старых разработок ряда ОКБ, в том числе непосредственно Туполева(например, Ту-144, предполагалось использовать двигатели АЛ-Ф-31), выяснилась потребность в ряде технических инноваций, которые оказались невозможны без существенных финансовых инвестиций, которые привлечь не удалось. Несмотря на проработку к 2008 году эскизного проекта, проект «заглох».

 

Ну и еще немного авиационной тематики для вас:  давайте вспомним Эффект Полякова или  как сбивали американцев, а вот такой Экраноплан «Буревестник-24» проходит опытную эксплуатацию в Якутии. А вы знаете, что существует Город, где у каждого есть самолет и вот так летали «На честном слове и на одном крыле». Вот еще «Летающее крыло» Третьего Рейха и необычный Самолет с косым крылом Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия - http://infoglaz.ru/?p=70826

masterok.livejournal.com

Boeing 2707. Самолёт, который почти съел Сиэтл » Военное обозрение

1960-70-е годы были временем, которое характеризовалось бурным развитием сверхзвуковой авиации. К тому моменту были успешно решены основные проблемы управляемости и устойчивости самолетов, их аэродинамической эффективности и безопасности при сверхзвуковом полете. В первую очередь это касалось разработок военной авиации, но примерно в это же время начали появляться многочисленные проекты сверхзвуковых пассажирских лайнеров. Из них лишь советский Ту-144 (совершил первый полет 31 декабря 1968 года) и англо-французский «Конкорд» (первый полет — 2 марта 1969 года) выпускались серийно.

При этом советский сверхзвуковой пассажирский лайнер Ту-144 находился в эксплуатации лишь с 1975 по 1978 гг., а вот «Конкорду» повезло гораздо больше, он активно эксплуатировался с 1976 по 2003 гг., перевезя по воздуху миллионы пассажиров. В то же время огромному количеству сверхзвуковых пассажирских самолетов так и не удалось выйти из стадии проекта. Так произошло и с американским Boeing 2707, проект которого был остановлен на стадии производства двух опытных экземпляров.

Concorde и Ту-144

Стоит отметить, что создание сверхзвуковых самолетов было связано с вполне определенными трудностями. Полет на сверхзвуковой скорости, в отличие от полетов на дозвуковых скоростях протекает в условиях другой аэродинамики, так как при достижении летательным аппаратом скорости звука аэродинамика обтекания качественно меняется, по этой причине очень существенно возрастает аэродинамическое сопротивление, помимо этого растет кинетический нагрев конструкции от трения набегающего на большой скорости воздушного потока. При этом смещается аэродинамический фокус, что затем ведет к утрате управляемости и устойчивости летательного аппарата. В ходе полета на сверхзвуковой скорости проявилось и такое явление, как «волновое сопротивление». Именно с этим были связаны задержки в создании подобных самолетов. Достижение эффективного полета на околозвуковых или сверхзвуковых скоростях нельзя было обеспечить лишь за счет наращивания мощности самолетных двигателей. От авиаконструкторов требовались новые конструктивные решения. Вследствие этого менялся и внешний облик летательных аппаратов: начали появляться острые углы, характерные прямые линии, в отличие от «гладких» форм, которые были присущи дозвуковым самолетам.

Разработка сверхзвукового пассажирского самолета велась компанией Boeing на протяжении нескольких лет. Работы шли в рамках программы по созданию американского сверхзвукового пассажирского лайнера (National Supersonic Transport). Данная программа была объявлена еще 5 июня 1963 года президентом США Джоном Кеннеди. Планировалось, что новый лайнер получит крейсерскую скорость полета на уровне 2,7 Маха (около 2900 км/ч) при дальности полета до 6740 км. Пассажировместимость нового лайнера должна была составить до 277 человек (в дальнейшем была увеличена до 300 человек). 1 сентября 1966 года компания Boeing представила на конкурс FAA Model 733-390 с пассажировместимостью до 300 человек.

Boeing-2707-300

Вскоре самолет получил новое обозначение, под которым вошел в историю — Boeing-2707-100. В названии лайнера отражалась его крейсерская скорость М=2,7. Также подчеркивалась новая ступень развития пассажирских лайнеров в сравнении с очень популярным Boeing-707. Данный самолет сумел в конкурентной борьбе обойти проекты компаний Lockheed и North American. 31 декабря 1966 года после практически 14 лет различных исследований, проектирования и жесткой конкурентной борьбы, компания Boeing и ее самолет Boeing-2707-100 были выбраны федеральным правительством США для строительства опытного образца. Двигатели для пассажирского самолета должна была выпустить компания General Electric. Пассажирский самолет Boeing 2707 проектировался как широкофюзеляжный лайнер. Отличительной характеристикой проекта, среди прочих, являлось крыло изменяемой геометрии. Подобное решение никогда ранее не применялось в самолетах гражданской авиации (впрочем, уже в ходе работ над сверхзвуковым пассажирским лайнером американские инженеры отказались от такого крыла).

Первоначально компоновка салона нового лайнера, который был представлен компанией «Боинг» на конкурс, была аналогична дозвуковым «узкофюзеляжным» самолетам — по 3 кресла в ряд по обе стороны от единственного прохода в салоне. В таком варианте самолет мог переправить через океан в Европу 277 пассажиров (30 летели в 1-м классе, остальные в туристском классе). Однако достаточно быстро фюзеляж самолета расширили на 30 см — до 5 метров. Это позволило перейти к новой схеме размещения кресел — схема 2-3-2, которая предполагала уже наличие двух проходов (в передней части фюзеляжа), а далее 3-3. В первом классе кресла размещались по схеме 2-2. При этом в туристском классе стандартный шаг кресел составлял 86 см, в первом классе — 101 см. Общая пассажировместимость самолета выросла до 300 человек или 350 в полностью туристском варианте. Для развлечения пассажиров лайнера во время перелета в салоне планировалось установить телевизоры. Дизайн пассажирских кресел разрабатывали специалисты компании Boeing, они должны были быть удобными даже для пассажиров с ростом под два метра.

Первый вариант сверхзвукового лайнера, получивший название Boeing 2707-100, имел в переднем положение крыло со стреловидностью 30°, затем ее уменьшили до 20°. После взлета стреловидность вырастала до 30°, а на околозвуковых скоростях полета — до 42°. В этом режиме самолет должен был быть настолько же экономически эффективен, как и Boeing 707. При полете на сверхзвуковой скорости крылья отклонялись назад уже на 72°, образуя вместе с хвостовым оперением лайнера очень большую несущую поверхность общей площадью порядка 9000 квадратных футов. При этом процесс полного перемещения крыльев из переднего в крайнее заднее положение выполнялся всего лишь за одну минуту, обратное перемещение занимало две минуты. Достигнутая конструкторами высокая степень механизации крыла в сочетании с малой стреловидностью на взлетно-посадочных режимах полета позволяла успешно эксплуатировать самолет с тех же самых аэродромов, что и популярный Боинг 707. А снижение потребной тяги двигателей позволяло снизить уровень их шума.

По аналогии с британо-французским «Конкордом» носовая часть американского лайнера имела изменяемую геометрию, это было нужно пилотам для улучшения обзора во время посадки самолета. Носовая часть сверхзвукового лайнера отклонялась вниз во время взлета и посадки и имела два шарнира. Ее передняя часть всегда оставалась в горизонтальном положении, улучшая работу метеолокатора. Промежуточное положение носовой части лайнера устанавливалось при выполнении полета на дозвуковой скорости. Если нижняя точка фюзеляжа пассажирского самолета при поднятой носовой части располагалась на высоте 2,67 метра, то при ее опускании высота падала до 1,22 метра.

Помимо «международной» версии, американские конструкторы рассматривали вариант с созданием «внутреннего» сверхзвукового пассажирского самолета. За счет снижения запаса топлива его взлетный вес планировалось уменьшить до 260 тонн. Благодаря этому на самолет можно было установить бесфорсажные двигатели и уменьшить избыточное давление звукового удара. Самолет для внутренних авиалиний собирались строить после полной доводки международной версии лайнера.

В конце 1967 компания Boeing внесла в конструкцию своего перспективного самолета ряд изменений, так появилась модель Boeing 2707-200. Так как изменение геометрии крыла не полностью компенсировало смещение фокуса подъемной силы при полете, выполняемом со сверхзвуковой скоростью, на самолете было дополнительно установлено неподвижное переднее горизонтальное оперение (ПГО) с управляющими поверхностями, расположенными на задней кромке. Фюзеляж лайнера был удлинен на 3,6 метра, что позволяло разместить внутри дополнительные 15 пассажирских кресел.

Однако все эти решения увеличили и вес конструкции самолета, а также сопротивление, что привело к росту требуемого запаса топлива. Для некоторой компенсации роста массы лайнера была упрощена конструкция носовой отклоняемой части фюзеляжа, ее решили сделать одношарнирной со сдвижным щитком (решение аналогичное европейскому «Конкорду»). Затем были проведенные лабораторные испытания некоторых узлов и агрегатов лайнера, к примеру, соединения подвижных частей крыла с центропланом, однако уже в 1968 году компания полностью отказалась от первоначальной идеи с крылом изменяемой стреловидности, перейдя к пассажирскому лайнеру классической схемы с треугольным крылом. Окончательный вариант сверхзвукового лайнера получил обозначение Boeing-2707-300.

Стремясь уменьшить стремительно увеличивающийся взлетный вес самолета, в октябре 1968 года инженеры компании Boeing окончательно отказались от крыла с изменяемой геометрией. Окончательный вариант самолета отличался наличием дельтовидного крыла с переменной стреловидностью по передней кромке. При этом горизонтальное оперение сверхзвукового лайнера было уменьшено и сдвинуто назад, переднее горизонтальное оперение исчезло. Двигатели были перемещены под крыло самолета. При этом фюзеляж остался практически неизменным, лишь носовая отклоняемая часть стала проще — односекционной. Помимо решения инженеров о переходе к классическому неподвижному крылу, пассажировместимость лайнера была сокращена до 273 человек в туристском варианте (с салоном первого класса). Вместе с увеличившимся запасом топлива это должно было дать прибавку в дальности полета на 300 миль.

Судьба проекта

В середине 1960-х годов мощности авиационного гиганта Boeing были довольно сильно загружены разработкой самого большого в мире пассажирского самолета Boeing-747. При этом программа создания сверхзвукового пассажирского лайнера сталкивалось с большим количество трудностей, не только технического характера. Очевидное отставание американцев от других государств, которые создали собственные сверхзвуковые пассажирские самолеты — советский Ту-144 и совместный англо-французский «Конкорд» — лишали американскую программу возможности установления политического приоритета. Помимо этого на программу создания самолета накладывались дорогостоящая лунная программы и продолжавшаяся война во Вьетнаме. Все это сыграло негативную роль. В 1971 году Сенат США принимает решение отказаться от дальнейшего финансирования программы создания сверхзвукового пассажирского самолета. Разработка нового летательного аппарата была полностью остановлена на стадии строительства второго прототипа самолета.

Помимо этого, начиная еще с 1967 года, в США достаточно широко развивалось экологическое общественное движение, направленное против сверхзвуковой пассажирской авиации. Утверждалось, что полеты таких самолетов уничтожат озоновый слой, а мощный акустический удар, который возникает при сверхзвуковом полете, считался недопустимым для густонаселенных территорий. В итоге под давлением общественного мнения, а позднее и конгрессменов, президент США Никсон, вынужден был создать комиссию из 12 человек, которая занялась вопросом финансирования программы создания сверхзвуковой пассажирской авиации, в рамках которой и разрабатывался Boeing 2707. В результате комиссия отвергла необходимость строительства подобных самолетов как по экономическим, так и по экологическим причинам.

К моменту окончательного сворачивания программы постройки сверхзвукового пассажирского лайнера компания Boeing успела получить 115 заказов на будущий авиалайнер от 25 разных компаний-авиаперевозчиков (при этом по расчетам, программа могла окупиться при заказе от 300 самолетов). В том числе по причине потери этих крупных контрактов, компания Boeing вынуждена была сократить более 60 тысяч своих работников. Своеобразным итогом столь массового сокращения сотрудников (главным образом в Сиэтле, где располагались главные производственные площадки компании), стала саркастическая оценка программы создания сверхзвукового пассажирского авиалайнера Boeing 2707: «Самолет, который почти съел Сиэтл».

Полностью работы над самолетом Boeing 2707 были прекращены 20 мая 1971 года после постановления американского сената от 24 марта того же года. Постановление прекращало дальнейшее государственное финансирование программы. К этому моменту на программу уже было израсходовано от 700 до 800 миллионов долларов государственных средств. Boeing еще пытался продолжить процесс постройки самолетов за счет собственных финансовых ресурсов, однако это проект уже не спасло. Частными лицами США (вплоть до обычных школьников) на продолжение работ также было собрано более одного миллиона долларов, но этого было недостаточно. Закрытие программы американского сверхзвукового пассажирского самолета совпало по времени со спадом в аэрокосмической промышленности, а также назревающим нефтяным кризисом.

В настоящее время один из полноразмерных макетов сверхзвукового пассажирского самолета Boeing 2707 можно увидеть в экспозиции американского музея Hiller Aviation Museum, расположенного в городе Сан-Карлос (штат Калифорния), находится между Сан-Франциско и Сан-Хосе.

Летно-технические характеристики Boeing 2707-300:Габаритные размеры: длина — 97 м, высота — 15,2 м, размах крыла — 43,3 м.Максимальная взлетная масса — 340 000 кг.Силовая установка — 4 ТРДФ GE4 тягой 4х24300 кгс.Крейсерская скорость полета — 2900 км/ч (на высоте 21 км).Высота полета — 18-21 км.Дальность полета — до 6800 км.Вместимость — до 293 пассажиров (1-классный салон).

Источники информации:http://testpilot.ru/usa/boeing/2707/b2707.htmhttp://testpilot.ru/usa/boeing/2707/b2707_3.htmhttp://avia-museum.narod.ru/usa/boeing_sst.htmlhttp://alex-anpilogov.livejournal.com/90476.htmlМатериалы из открытых источников

topwar.ru

Проект сверхзвукового пассажирского самолёта «Фанстрим».

Мне казалось что серьёзные проекты в области авиации уже почти как 100 лет не являются прерогативой мелких компаний и энтузиастов. Однако же нет. Именно у нас в стране родился проект сверхзвукового пассажирского самолёта. Об этой машине были опубликованы две статьи в журнале «Двигатель». Я попробую как бы из двух сделать одну, возможно несколько коряво, но прошу меня простить, этот проект стоит самого пристального внимания.

Проект сверхзвукового пассажирского самолёта «Фанстрим».

 

Самолеты давно уже перешагнули звуковой барьер. Казалось бы, драматические события, связанные с преодолением этой ступени, остались позади. Истребители и бомбардировщики могут достаточно долго выполнять полет на "сверхзвуке". Отечественный Ту-144 и англо-французский "Конкорд" вписали славную страницу в историю пассажирской авиации. Но сегодня нет больше сверхзвуковых пассажирских рейсов через океан, как нет и вообще никаких других сверхзвуковых пассажирских самолетов (СПС). А желающие полетать быстрее "собственного визга" имеются, то есть многие люди готовы платить за такие полеты.

 Общеизвестно, что "Конкорд" сняли с линий после катастрофы, Ту-144 также сняли из соображений безопасности. Значит, дело в надежности? Но "Конкорд" летал более 20 лет, а законсервированный Ту-144 удалось оживить после многолетнего "отдыха". Значит, проблемы безопасности, конечно же, есть, и они требуют самого внимательного отношения, самого тщательного и комплексного подхода, но не они не являются самыми главными. Экономика, то есть бизнес, важнее. Сделать полеты СПС рентабельными, коммерчески оправданными - вот в чем задача! Она оказалась сложной, и на сегодняшний день на практике нерешенной. Ведущие мировые фирмы бьются над ней, проекты предлагают. Однако что-то не сходится, и дальше картинок дело не двигается. А можно ли вообще сделать сверхзвуковые перелеты массовыми и недорогими?

 На этот вопрос приходится давать отрицательный ответ. "Дешево и мило" пока не получается. Но если так, то, может быть, стоит подумать об "игрушке для богатых"? Такие проекты известны, и они вполне могут быть реализованы на современном техническом уровне. Например, интересны отечественные разработки сверхзвуковых самолетов бизнес-класса, например, Ту-444 или С-21 ОКБ Сухого. Если так, то путь решения найден. Казалось бы, дело за малым - найти покупателей. Интересно, что и покупатели есть, они присматриваются, но что-то не спешат заключать контракты. Что их не устраивает? Попробуем разобраться.

 Чего им надо? Потенциальные клиенты - публика избалованная, она привыкла к комфорту. Обычные дозвуковые административные самолеты широко представлены на рынке, и рынок этот постоянно расширяется. Предположим, что покупатели взяли бы самолет с уже привычными для "Гольфстримов", "Бомбардье", "Фальконов" и им подобным характеристиками, но чтобы скорость была выше вдвое или втрое. Однако сверхзвуковой полет и объективно, и субъективно воспринимается как "экстрим". Значит, убедить покупателя в его безопасности и реально сделать полет таким - уже половина успеха. Попробуем сформулировать перечень требований к такому СПС: комфорт в салоне по сложившимся стандартам, с высоким (до 2 м) потолком и спальными местами; повышенная надежность; система спасения и аварийного покидания, работающая на всех режимах полета; скорость не менее 2000 км/ч; длина ВПП не более 1200 м; дальность не менее 7000 км.

 Есть еще требования, предъявляемые к пассажирским самолетам со стороны экологов, они, главным образом, связаны с ограничением уровня шума. С шумом двигателей на взлете бороться можно, однако в нашем случае с ним придется смириться. Шум от ударной волны также пытаются уменьшить, совершенствуя аэродинамику, однако и эта проблема остается. Придется организовывать полеты над океаном или по специальным маршрутам над сушей, в других случаях придется лететь на "дозвуке", но тоже быстрее других. В конце концов, владельцы дорогих "спортивных" автомобилей в городе ездят "как все" - по правилам! Тяга некоторых богатых людей к эксклюзиву и экстриму дает хорошие шансы на успех.

 Что можно предложить? А предложить можно весьма дорогой и совершенно уникальный аттракцион под названием "сверхзвуковой пассажирский самолет" для нерегулярных перелетов и иных удовольствий! Те технические проблемы, которые пока не решены, примем как данность, и попробуем найти приемлемые компромиссы.

 Чтобы обеспечить необходимую дальность полета, условимся, что будем летать на всех участках полета на бесфорсажном режиме. Форсаж сохраним для особых случаев. Наиболее подходящие двигатели - из семейства АЛ-31Ф. Они отлично зарекомендовали себя в эксплуатации, и их характеристики вполне соответствуют нашим требованиям. Ставка делается на существующие ТРДФ, так как проектирование самолетов под несуществующие моторы загубило не один замечательный проект. Четыре двигателя дают необходимую тягу на сверхзвуковом режиме полета и обеспечивают очень короткий взлет. Приемлемая дистанция при пробеге получается благодаря относительно низкой аэродинамической нагрузке на крыло (при штатной посадке с небольшим остатком топлива), а также реверсивно-тормозными устройствами. Для посадки с полной массой предусмотрено применение тормозного парашюта.

 Герметичная пассажирская кабина полностью изолирована от остального самолета и в аварийной ситуации может отделяться от него на всех скоростях и высотах полета, в том числе и на режимах взлета и посадки. Спуск кабины и приземление (приводнение) обеспечиваются парашютной системой и пиротехническими устройствами, сходными с применяемыми для десантирования военной техники. Кроме того, пассажирские кресла и кресла пилотов снабжены индивидуальными спасательными парашютами, а кабина имеет аварийные сбрасываемые люки в пассажирском салоне и кабине пилотов. В остальном конструкция самолета и его "начинка" основаны на использовании опыта постройки современных истребителей-бомбардировщиков, таких, например, как Су-34, и не представляет существенной новизны. Топливо размещается в крыльевых и фюзеляжных баках.

 Предлагаемый СПС "Фанстрим" (FanStream) предназначен, как видно, для частных и корпоративных владельцев, склонных к неординарным путешествиям. При полетах в Европе и Америке самолет может базироваться на военных и специальных аэродромах, где ограничения по шуму не слишком жесткие.

 

А еще самолет "Фанстрим" может практически без каких-либо переделок совершить стратосферный "прыжок" на высоту до 50 км, при этом у пассажира будет до двух минут невесомости, впечатляющий вид из иллюминатора на черное "космическое" небо и голубую Землю. Вот здесь-то и пригодится форсажный режим двигателей. Как известно, модернизированный двигатель АЛ-31ФМ3 обеспечивает максимальную тягу на форсаже, равную 15000 кгс! Небольшая продолжительность полета (до 1 часа), неполная заправка топливом и быстрая подготовка к следующему вылету способны сделать такие рейсы вполне рентабельными: их сможет себе позволить и человек со средними доходами.

 И еще одна игрушка. О так называемых суборбитальных полетах давно говорят, и уже кое-что сделано ("Скай Берд"), есть и другие проекты "дешевого" космоса. Суборбитальным называют полеты с подъемом на высоту до 100 км и приблизительно пятиминутной продолжительности состояния невесомости. Установка на самолет "Фанстрим" дополнительного кислородно-керосинового ракетного двигателя тягой от 10 до 40 тонн позволит решить и эту задачу. Емкость с жидким кислородом можно разместить на месте фюзеляжных баков в гаргроте. Такие полеты могут быть достаточно частыми и производиться с аэродромов, обеспечивающих заправку самолета жидким кислородом и ремонт (замену) ракетного двигателя. Частоту рейсов рационально планировать на уровне 50 полетов в год.

Предварительно проект "Фанстрим" оценивается в $1 млрд при парке, включающем 10…12 самолетов. Время выхода в первый рейс - через 4…5 лет. Ежегодный налет одного составит до 1000 ч. Срок службы (ресурс) по планеру - 20 лет. Замена или ремонт двигателей - через 1000 ч. Билет для полета через Атлантику обойдется в $30 тыс., стратосферный прыжок $50 тыс., суборбитальный полет $200 тыс. Не исключено также использование "Фанстрима" для запуска небольших спутников.

 Гарантией успеха может служить то обстоятельство, что проект базируется в основном на проверенных технических решениях. Здесь могут быть использованы существующие технологии и готовые агрегаты, в первую очередь двигатели. Применение одного типа самолета для различных целей, безусловно, привлекательно в экономическом плане.

 

Обеспечение безопасности полётов самолёта «Фанстрим».

 

Странный вопрос - конечно же ДА! А на авиационном транспорте? Тем более, ведь вопросы безопасности - это необъятная тема для дискуссий, постоянная головная боль конструкторов, менеджеров, эксплуатантов и предмет для волнений многих пассажиров… И хороший бизнес для страховых компаний. Впрочем, большинство пассажиров просто не думает о возможности несчастья, садясь в самолет. А кто думает - тот не летает! И все же, стоит самолету коснуться полосы - все пассажиры испытывают чувство облегчения. Любопытно, какие чувства испытывает пилот?

 Как известно, безопасность гражданских самолетов обеспечивается разными способами, но почти все они связаны с повышением надежности. Спасение пассажиров в нештатных (аварийных) случаях предусматривается только на земле, для чего воздушные суда снабжены спасательными жилетами, выходами основными и аварийными, привязными ремнями. На случай аварии в полете имеются только кислородные маски (если произойдет разгерметизация или задымление салона), да система пожаротушения. В отличие от гражданских, военные самолеты оборудуются системами аварийного покидания, то есть реальными системами спасения членов экипажа!

 

Понятно, что спасти всех пассажиров гражданского самолета технически почти невозможно из-за непомерной массы такой системы. Известны только экзотические решения для бизнес-джетов (BJ). А нужны ли и возможны ли технические спасательные системы для сверхзвуковых бизнес-джетов (SSBJ), если последние все-таки появятся?

Что говорит статистика?

 

Известно, что в ходе выполнения гражданских пассажирских перевозок погибает в среднем один из 500 тысяч пассажиров. Создатели авиационной техники давно и убедительно доказали, что воздушный транспорт - один из наиболее безопасных. Это действительно так. Правда ценой очень больших затрат, как умственных так и финансовых, да порой еще и ценой жизни испытателей и нервов конструкторов.

 

Что касается налета на одну потерю в ВВС, то эта информация, как правило, закрытая. Однако известно, что, например, в истребительно-бомбардировочной авиации при возникновении угрозы катастрофы в конце минувшего века благодаря наличию систем спасения (катапульты, парашютных систем и т.п.) удавалось сохранить жизнь экипажей в 70…90 % случаев.

Отечественный гражданский сверхзвуковой лайнер Ту-144 перевез приблизительно 3,5 тыс. пассажиров, а англо-французский "Конкорд" - 1,5 млн. При этом в результате катастроф погибло немногим более 120 человек. Напрашивается вывод: пассажирская сверхзвуковая авиация менее безопасна, чем дозвуковая… Однако это утверждение нетрудно оспорить, поскольку объем пассажироперевозок на сверхзвуковых лайнерах недостаточен в смысле репрезентативности (не будь известной катастрофы "Конкорда", унесшей более сотни жизней, и статистика для "сверхзвуковиков" выглядела бы намного привлекательнее. Причинами же двух чрезвычайных происшествий с Ту-144 стал, по-видимому, в основном "человеческий фактор", да и произошли они не на сверхзвуке. И все же, принять дополнительные меры безопасности для экипажей и пассажиров SSBJ необходимо!

 

Что думает пассажир?

 

Поскольку дозвуковых самолетов много, их аварии не вызывают такой бури эмоций и трансляций по телевидению и публикаций в других СМИ. Садясь в сверхзвуковую машину, пассажир склонен требовать больших гарантий. Так что на этом рынке при продаже самолета или услуг по перелетам придется ориентироваться не только на реальное качество продукта, но и на психологию покупателя. На рынке - как на рынке! Так что, предлагая сверхзвуковые полеты, следует постараться обеспечить максимально возможные гарантии безопасности. В рассматриваемом случае именно благодаря системе спасения такие гарантии получаются уникальными и беспрецедентными! Ни один серийный пассажирский самолет до сих пор не имеет системы спасения экипажа и пассажиров. И если предусмотреть в конструкции предлагаемого нами варианта SSBJ комплексную спасательную систему, то это может стать существенным преимуществом проекта.

 

Как спасти пассажиров и экипаж "Фанстрима"?

Схема работы системы спасения

 

Принципиальная возможность спасти людей "Фанстрима" имеется. Требования в идеальном варианте звучит так: "Система должна успешно функционировать при всех режимах, высотах и скоростях полета, включая H = 0 и V = 0". Задачка не простая: на сегодня этой формуле в полной мере удовлетворяют далеко не все системы спасения. Разве что знаменитое катапультное кресло К-36 - заслуженный предмет гордости ОАО НПП "Звезда" (да и всей отечественной авиации).

 Применительно к пассажирскому "сверхзвуковику" следует применить некую комбинированную систему: спасать необходимо всех участников полета во всех случаях применения, включая сверхзвуковой, "прыжок" и суборбитальный полет. В принципе, прочная герметизированная кабина позволяет обеспечить выполнение этого требования. Основные проблемы, вероятно, возникнут при полете на малых высотах и скоростях. Отделяемая кабина для двух пилотов успешно применялась на бомбардировщике F-111A (США), более крупная была предусмотрена на первых "Шаттлах", а схожие парашютные системы применяются для десантирования военной техники и приземления спускаемых аппаратов космических кораблей.

 

Система спасения состоит из…

 

Собственно пассажирской кабины-капсулы, соединенной разрывными болтами с фюзеляжем самолета по фланцу. Кабина вместе с частью наплыва крыла, трапом, носовым обтекателем и передней стойкой шасси должна отделяться от опасных частей самолета (двигателей и топливных баков). По сути, отделяется вся передняя часть самолета. Под двойным полом кабины находится необходимое оборудование для работы системы жизнеобеспечения, включая аккумуляторы и баллоны со сжатым воздухом. Кабина оборудована системами связи и навигации, радиомаяком, запасом продуктов и питьевой воды. Иллюминаторы являются аварийными выходами, а в амортизированные пассажирские кресла "вложены" индивидуальные парашюты и спасательные жилеты, радио и световые маяки и спутниковые телефоны. В кормовой части кабины снаружи под верхним "козырьком" закреплен контейнер с парашютом и реактивными тормозными двигателями. Сам контейнер имеет реактивные ускорители для его принудительного катапультирования вверх через сбрасываемый люк в "козырьке". Стропы парашютной системы соединены с кабиной по двум поясам - носовому (за кабиной пилотов) и кормовому. Носовые стропы уложены вдоль фюзеляжа в соответствующих пазах и закрыты легкосбрасываемыми панелями. Там же под "козырьком" находятся телескопические штанги со стабилизирующими парашютами.

 На "сверхзвуке" и в ближнем космосе

 

 

Отделяемая

кабина

"Фанстрима"

 

В случае обнаружения непредвиденных обстоятельств, дефектов, сбоев в работе систем или неуправляемых маневров любой из пилотов, приняв решение об аварийном отделении, нажимает на кнопку и запускает систему спасения. Предполагается, что все пассажиры находятся на своих местах и пристегнуты к креслам и индивидуальным парашютам. Кресла пассажиров разворачиваются "спиной" к направлению полета и принимают заданное положение спинки. Срабатывают разрывные болты и освобождают кабину. С этого момента кабина совершает полет отдельно от самолета. После этапа свободного планирования выдвигаются штанги со стабилизирующими парашютами, и кабина после уменьшения скорости до установленного значения стабилизируется в нормальном положении с оптимальным углом атаки. На высоте 4 км при скорости около 400 км/ч автоматически приводится в действие парашютная система. Парашютный контейнер вылетает вверх через люк в козырьке за счет тяги прикрепленных к нему катапультных ускорителей, вытаскивая за собой стропы из пазов внешней обшивки кабины. Стропы, натянувшись, вытягивают из движущего вверх контейнера устройство с тормозными двигателями. Двигаясь дальше, контейнер освобождает купол основного парашюта. На основном парашюте кабина опускается на землю (воду). Перед контактом с поверхностью срабатывают реактивные "тормоза" и вертикальная скорость снижается практически до нуля. При контакте с поверхностью энергия удара поглощается благодаря расчетной деформации кабины, а кресла гасят все, что осталось и еще снижают перегрузку, воздействующую на пассажиров.

 

На малых высотах и скоростях

 

На высоте менее 4 км и при скорости менее 400 км/ч парашютная система срабатывает сразу после стабилизации кабины. А на высотах менее 50 м, когда основной купол раскрыться полностью не успевает, но и вертикальная скорость кабины невелика, работают только реактивные тормоза. При наличии некоторой горизонтальной скорости такая система и в этом случае "унесет" кабину от аварийного самолета и смягчит удар о поверхность.

 После приземления (приводнения) экипаж и пассажиры могут покинуть кабину через основную заднюю дверь, через кабину пилотов (открыв или сбросив фонарь), а также через аварийные выходы иллюминаторов. При аварийной посадке на воду кабина сохраняет герметичность и нормальное положение, обеспеченное низким расположением центра тяжести, а также выпуском передней стойки шасси, если это получится. Запасов электроэнергии, продуктов и питьевой воды должно хватить на 7-10 дней, чего достаточно для обнаружения и спасения людей.

 

А зачем же парашюты у пассажиров?

 

При штатной работе системы спасения индивидуальные парашюты не пригодятся, однако могут возникнуть ситуации, когда ими стоит воспользоваться. Это можно сделать непосредственно из самолета, если он летит на "дозвуке" и небольшой высоте, выпустив трап и открыв заднюю дверь. В этом случае кабину может покинуть один из пассажиров, если его, например, перестали устраивать соседи! Так же можно поступить и на этапе спуска на основном парашюте, если он получил серьезные повреждения и не обеспечит мягкую посадку. В любом случае индивидуальный парашют будет способствовать тому, чтобы большее число пассажиров вообще купило билет на этот самолет!

Самолет "Фанстрим" может совершить посадку на одном двигателе, а в некоторых случаях (при небольшом остатке топлива) и без двигателя. Наряду с высокой степенью надежности самолета в целом, предусмотренная система спасения действительно позволяет обеспечить безопасность как при "обычных" сверхзвуковых дальних перелетах, так и при уникальных не совсем обычных суборбитальных полетах.

 Важным свойством системы является то, что она должна работать по разным программам в зависимости от параметров полета, обеспечивать без переделок все виды полетов, сохраняя конструктивное единство. Важно отметить и еще раз подчеркнуть, что система спасения "Фанстрима" практически не содержит новых элементов или принципов; она базируется на отечественном и зарубежном опыте и может быть создана при участии соответствующих предприятий. В то же время не будет лишним сообщить, что именно практическая отработка системы спасения может стать основной экспериментальной частью проекта "Фанстрим".

Таким образом, на нашем "экстремальном" самолете благодаря применению традиционных путей повышения безопасности - высокого качества, надежности элементов и дублирования систем, диагностики и высококлассного обслуживания - с одной стороны и внедрению высокоэффективной всережимной и многоступенчатой системы спасения с другой стороны возникает возможность обеспечения самой высокой степени безопасности, приблизившись к уровню гражданской авиации сегодняшнего дня.

 

Заключение (не эпилог)!

 

Поиск компромисса - процесс сложный и каждый автор решает его несколько по-своему. Проект "Фанстрим" - это попытка вывести на рынок совершенно новое транспортное средство при жестких технических, юридических и коммерческих ограничениях и других проблемах сверхзвуковых гражданских перевозок. Можно надеяться, что реализация этого проекта станет мостиком к будущим регулярным дальним сверхскоростным перелетам, доступным для широкого круга людей.

 

Источники:

Первая статья.

Вторая статья.

alternathistory.com