Самолет будущего сверхзвуковые. Проекты сверхзвуковых самолетов будущего
Авиаперелеты является обычным явлением в современном обществе. Когда большинство людей представляют себе коммерческий авиалайнер, то им на ум сразу приходит стандартный самолет. Тем не менее, аэрокосмические инженеры по всему миру разрабатывают , которые смогут произвести настоящую революцию в воздушных путешествиях.
1. Aether Airship
Хотя Boeing недавно начал производство 787 модели авиалайнера, инженеры компании уже работают над следующим проектом. На этот раз Boeing планирует сделать что-то радикально отличающееся от своих стандартных конструкций и рассматривает возможность создания пассажирского авиалайнера по схеме . В данный момент NASA совместно с Boeing экспериментируют с самолетами подобной конструкции для использования как в коммерческих, так и в военных целях.
Для проверки аэродинамических возможностей они построили X-48, беспилотный реактивный самолет - «летающее крыло». Во время тестов оказалось, что подобный самолет имеет высокую полезную нагрузку, имеет лучшую управляемость, нежели ожидалось, а также чрезвычайно экономичен. Прототипы пассажирских авиалайнеров ожидаются в течение 20 лет.
3. Reaction Engines A2
Еще один прорывом в аэрокосмической промышленности являются гиперзвуковые авиалайнеры. Конкорд и Ту-144 вошли в историю, как первые коммерческие сверхзвуковые авиалайнеры, а сейчас инженеры надеются разработать авиалайнеры, которые способны развивать скорость свыше 5 Маха. Одним из лидеров в данных разработках сегодня является британская компания Reaction Engines Limited, которая разработала концепцию авиалайнера под названием A2.
Этот футуристический самолет может летать на сверхзвуковых скоростях и быть при этом экологически чистым. В А2 предусмотрено использование двигателей Scimitar - дальнейшей разработки двигателя SABRE. Но в то время как в SABRE используются ракетные двигатели, Scimitar параллельно использует гибридный прямоточный воздушно-реактивный двигатель и обычный воздушно-реактивный двигатель.
При полете на высокой скорости используется гибридный ПВРД, а при взлете и посадке — обычный реактивный двигатель. В качестве топлива в данном проекте используется жидкий водород, который также охлаждает двигатели. Из-за опасений по поводу звуковой ударной волны, A2 будет летать над заселенными регионами только со скоростью звука, а на максимальной скорости А2 сможет долететь из Австралии в Северную Европу всего за пять часов.
4. Bombardier Antipode
Канадская компания Bombardier недавно заявила о разработке Antipode - своей концепции бизнес-самолета будущего. Хотя этот гиперзвуковой авиалайнер сможет перевозить всего 10 человек, он будет летать со скоростью в … 24 Маха. При такой скорости Antipode сможет добраться из Нью — Йорка в Лондон за 11 минут. В концепции Antipode предусмотрено использование гиперзвуковых реактивных двигателей (ГПВРД), которые не имеют движущихся частей, таких как лопасти или компрессоры.
Для того чтобы добраться до скоростей, необходимых для работы ГПВРД (при которой воздух будет поступать на сверхвысоких скоростях в двигатель благодаря самой скорости самолета), Antipode будет использовать ракетные ускорители при взлете с земли. После того, как самолет достигнет крейсерской высоты и скорости, включатся ГПВРД, которые и разгонят лайнер до скорости в 24 Маха.
5. Boeing Pelican
В начале 2000 — х годов Boeing исследовал возможность строительства нового трансокеанского Pelican, в котором использовался экранный эффект. Несмотря на то, в первую очередь самолет предназначался для перевозки грузов, концепция была бы применима также для коммерческих авиалайнеров. Был спроектирован огромный самолет (двухпалубная конструкция длиной 122 м и размахом крыльев 150 метров), который бы летал, как экраноплан, по сути скользя над водой на высоте 6 метров.
Во время полета над сушей Pelican летал бы на обычной для самолетов высоте. Хотя проект был многообещающим, Boeing забросил разработку с начала 2000-х годов по неизвестным причинам.
6. SAX-40
Даже когда самолеты летают на дозвуковых скоростях, их шум двигателей раздражает людей, живущих вокруг аэропортов, и может вызвать неблагоприятные последствия для здоровья. Для борьбы с этой проблемой, группа ученых из Массачусетского технологического института и Кембриджского университета разработала SAX-40 – концепт практически бесшумного самолета. Самолеты производят шум в основном из-за несовершенства аэродинамики, поэтому SAX-40 был сделан очень обтекаемым. Из-за своей необычной формы, подъемная сила SAX-40 больше, чем у обычного самолета.
Именно поэтому у самолета нет закрылков, которые предоставляют дополнительную подъемную силу при взлете и посадке, что соответственно уменьшает шумность двигателей. Воздухозаборники двигателей находятся на верхней части самолета, т.е. фюзеляж выступает в роли естественного препятствия для шума. Для того, чтобы сократить шум выхлопа двигателя, SAX-40 использует систему переменного выхлопа. Благодаря своей конструкции, самолет будет производить всего 63 децибел шума при взлете и посадке. Для сравнения — шум обычного самолета при взлете составляет 100 децибел.
7. SpaceLiner
Германский аэрокосмический центр (GAC) в настоящее время разрабатывает свой собственный дизайн высокоскоростного лайнера. Примечательно то, что GAC, вместо того, чтобы использовать стандартные конструкции, разрабатывает космический самолет или космоплан под названием SpaceLiner. Концепция подразумевает двухступенчатую конструкцию: беспилотную стартовую ступень - криогенный ускоритель и пассажирскую суборбитальную ступень, рассчитанную на 50 пассажиров.
Ускоритель доставляет SpaceLiner на высоту в 80 км, где тот разгоняется до скорости 25 Маха. Это позволило бы подобному аппарату долететь из Австралии в Европу за 90 минут. В конце полета космоплан приземляется, как любой обычный самолет. SpaceLiner также является экологически безопасным, так как он использует жидкий водород и жидкий кислород в качестве ракетного топлива. Начало эксплуатации ожидается в 2050 году.
8. AWWA-QG Progress Eagle
AWWA-QG Progress Eagle является одним из самых сложных концептуальных самолетов, которые разрабатываются в данный момент. Начать стоит с того, что самолет просто огромен - в трехъярусном салоне помещается 800 пассажиров. Из-за своих огромных размеров, Progress Eagle складывает крылья после приземления, чтобы не пришлось проводить реконструкцию современных аэропортов.
Движущей силой у Progress Eagle выступают шесть водородных двигателей, которые также обеспечивают электроэнергией все оборудование. Тем не менее, большая часть электроэнергии будет поступать от панелей солнечных батарей, встроенных в крылья. Эти панели используют специальный квантовый материал для повышения своей эффективности. Введение самолета в эксплуатацию ожидается не раньше 2030 года.
9. Concorde 2
Несмотря на то, что Concorde, первый сверхзвуковой пассажирский самолет, в конце концов был списан, сегодня начали разрабатывать его «наследника». В прошлом году Airbus выиграл тендер на разработку нового самолета под названием Concorde 2. Вторая версия самолета, как и его предшественник, должна произвести настоящую революцию в полетах, став первым гиперзвуковым пассажирским самолетом.
Мало того, что крейсерская скорость авиалайнера будет составлять 4,5 Маха, самолет имеет множество других странных особенностей, например — его двигательная система (Concorde 2 будет использовать три типа двигателей: прямоточный воздушно-реактивный, турбореактивный и ракетный двигатель).
Для взлета самолет будет использовать турбореактивный двигатель. После этого включится ракетный двигатель, который позволит набрать крейсерскую высоту и сверхзвуковую скорость. И, наконец, ПВРД на крыльях разгонят на большой высоте самолет до крейсерской скорости. Несмотря на то, что Concorde 2 будет быстрее, чем первоначальный самолет, у него также будет меньше пассажирских мест - всего 20.
10. Mobula
Концепт авиалайнера Mobula, разработанный Крисом Куком из Университета Ковентри, — один из самых странных, представленных в последнее время По сути, это гибрид круизного лайнера и пассажирского самолета, который способен перевозить более 1000 пассажиров на пяти палубах. Подобно Boeing Pelican, Mobula также является экранопланом. Что примечательно, самолет также умеет плавать.
Уже больше года (он вылетел 9 марта 2015) «завершает» кругосветное путешествие, можно подумать, что развитие пассажирской авиации остановилось или даже идет в обратную сторону. Конечно, Solar Impulse 2 это не будущее авиации, но современные самолеты медленнее сверхзвуковых Конкордов летавших 30 лет назад. Новые модели самолетов в основном отличаются от старых только лишь большей эффективностью расходования топлива. Airbus даже не собирается разрабатывать новый самолет на 2020е годы. Тем не менее, все не так уж безнадежно. Ниже описаны самые перспективные проекты в воздухоплавании, демонстрирующие, что развитие авиации все же продолжается.
Электрические самолеты
Airbus-E-FanAirbus тестирует небольшой, но полностью электрический самолет Airbus-E-Fan. Последним достижением самолета является перелет через Ла-Манш. Пока что эта модель не может использоваться для, сколько-нибудь продолжительных перелетов, даже одним человеком.
Но многие авиапроизводители не сомневаются, что за электрической авиацией будущее. Для начала планируется, как и в автомобилях, сделать гибридный двигатель. Airbus намерен провести испытания «более электрического самолета» в рамках проекта DISPURSAL в 2022 году. Вклад электрического вентиляторного двигателя в общую тягу должен составить 23%.
NASA в 2016 году объявило о начале разработки самолета X-57 Maxwell оснащенного 14 электрическими двигателями. Это будет небольшой четырехместный самолет. По словам инженеров, внедрение электродвигателей значительно сократит эксплуатационные расходы. В какие сроки самолет будет создан агенство не сообщает.
Немецкий стартап Lilium Aviation получил финансирование на создание электрического частного самолета способного взлетать и садится без аэропорта. Для взлета и посадки самолету нужно будет всего 225 метров. Компания уже создала прототип и планирует представить полноразмерную версию в конце 2018 года.
Сверхзвуковые самолеты
Aerion AS2
Aerion AS2 это первый сверхзвуковой самолет за очень долгое время от Airbus. Это частный самолет, рассчитанный на 12 пассажиров. В его разработку будет вложено $4 млрд, а выпуск планируется к 2023.
В начале марта NASA объявила о разработке почти бесшумного сверзвукового самолета QueSST. Главной причиной запрещения сверхзвуковых пассажирских самолетов (помимо экономии топлива) был слишком сильный шум при переходе на сверхзвуковую скорость. NASA разработатала методы, позволяющие избавиться от шума и собирается построить прототип примерно в 2020.
Авиационный стартап Boom поддержанный Virgin Galactic работает над сверхзвуковым самолетом. Стартап собирается использовать новый самолет для перелетов над атлантикой в 2.5 раз быстрее обычных самолетов. Инвестиции в $2 млрд. должны позволить компании построить прототип к концу 2017 года.
По словам его создателей, самолет Skylon сможет добраться в любую точку за 4 часа со скоростью в 5 раз быстрее скорости звука. Чтобы создать его британские инженеры тестируют новый тип двигателя. Они анонсировали первые испытания на 2019. Однако этот проект, несмотря на инвестиции в 60 млн. евро от британского правительства, является самым долгосрочным и труднореализуемым из всех
Новые пассажирские самолеты
Крупнейшие авиапроизводители полагают, что воздухоплавание это уже чудо и, хотя новый самолет появляется раз в 5-10 лет, нет необходимости в каких-то прорывных улучшениях. Подробнее в таблице.Самолет-таблица
| Boeing 737 MAX
|
На Boeing 737 MAX оформлено уже 2500 заказов и он может стать лидером рынка. Его заявленное превосходство над существующим лидером Airbus A320neo в том, что он расходует на 4% меньше топлива. Первые доставки клиентам начнутся в 2017. | ||||||||
| МС-21
|
В новом российском самолете МС-21 будет полностью российский двигатель. Путин заявлял, что он ничем не будет уступать иностранным аналогам. Рогозин сообщил журналистам, что массовое производство начнётся с 2020 года. | ||||||||
| Mitsubishi Regional Jet
|
Япония построит первый в своей истории современный пассажирский реактивный лайнер. Он небольшой и ни на что не претендует. Плановое начало эксплуатации в 2018. | ||||||||
| Comac C919
|
А вот первый за долгое время китайский пассажирский лайнер Comac C919 собирается разрушить дуаполию Boeing и Airbus на рынке. Правда пока 500 заказов на него в основном от китайских же перевозчиков. Дата выхода - 2018 год. | ||||||||
| E2
|
Бразильская компания Embraer даже не собирается создавать новый лайнер, а просто модернизирует текущую модель и называет это втором поколением. Ожидаются новые двигатели и больше экономия топлива. Тем не менее уже заключено контрактов на более 300 поставок этих самолетов. Доставки клиентам - с 2018 года. | ||||||||
| SSJ 100SV (Stretched Version)
|
Удлиненный Сухой Суперджет будет иметь до 120 кресел и выйдет в 2019. По остальным характеристикам он будет почти как текущий суперджет и вероятно будет уступать Boing 737 MAX, а в 2020 ещё выйдет Boing 777X… в общем главное он будет летать и будет удлиненный, Аэрофлот их закупит. | ||||||||
| Bombardier Cseries
|
Самолеты канадской компании Bombardier превзошли ожидания. Производитель обещает, что самолеты будут тратить на 10% меньше топлива чем Boeing 737 MAX и МС-21. Ввод в эксплуатацию ожидается в 2016.
Чемпионом по числу незначительных улучшений будет новый Boeing 777X, планирующийся к выпуску в 2020. В нем будет на 5% сильнее двигатель, на 12% ниже затраты топлива и выбросов CO2, на 17 тонн больше грузоподъемность и на 18% больше сидений.
Бизнес-джет Bombardier Global 8000 на 8 пассажиров будет способен пролететь без дозаправки рекордные 14600 километров со средней скоростью 956 км/ч. Компания планирует начать продажи в 2019 по цене примерно $65 млн. Конкуренцию самолету составят и Gulfstream G600 - новые бизнес-джеты также поступающие в продажу в 2018-2020 год. Стоить самолеты будут от $35 млн. до $55 млн.
Новый частный самолет Cobalt Co50 Valkyrie дешевле конкурентов (600тыс $) и самый быстрый в своем классе, но его главная инновация в дизайне - он выглядит совершенно как самолет Брюса Уэйна. Он может единовременно перевозить до 5 пассажиров Дата выхода - середина 2017.
Частный самолет-амфибия SkiGull будет способен садиться не только на воду, но вообще на любую поверхность (траву, снег, лед). Он совершил первый полет в ноябре 2015 и в ближайшее время начнет продаваться
Другой гидросамолет - двухместный Icon A5 способен взлетать из воды и садится на воду, а также может выходить из штопора и оснащен парашютом для всего самолета. Он признается настолько безопасным, что для разрешения на полеты даже не нужна лицензия пилота, достаточно 20 часов практики Он стоит $250000 и уже производится. В 2016 году были собраны первые 7 машин, но на самолет уже сделано 1850 заказов
Бизнес-джет Cirrus Vision SF50 возможно будет первым массовым персональным реактивным самолетом. Он будет способен перевозит до 7 пассажиров должен быть значительно проще в управлении чем обычный частный самолет. Он также будет иметь парашют для всего самолета. Было построено 4 прототипа и первый самолет был доставлен заказчику в июне 2016 года. Всего же заказано уже более 600 таких машин по цене $2 млн.
Британский одноместный самолет e-Go уникален своей низкой ценой всего $70000. Дешевле чем многие автомобили. Первый покупатель получил самолет в июне 2016 года.
На другом конце ценового спектра шестиместный частный самолет Epic E1000 за $3 млн. Самолет будет способен летать с рекордной для этого класса скоростью до 600 км/ч на расстояние более 3000 километров и при этом может подниматься на высоту до 10 км. Пока что прототип самолета проходит тестирование, однако на него оформлено уже более 60 заказов. VTOLС момента появления вертолета люди хотели создать транспортное средство, которое будет таким же быстрым как самолет, но сможет летать и садиться где угодно как вертолет. Это средство передвижение даже получило рабочее название VTOL (vertical takeoff and landing) или просто самолет с вертикальным взлетом. Упорные, но безуспешные попытки создать это устройство запечатлены в инфографике wheel of misfortune (колесо неудачи).
VTOL должен быть «способен в воздухе на все на что способна птица» и лететь хотя бы в 3 раза быстрее обычного вертолета
Формально ближе всего к созданию VTOL транспорта подошла итальянская компания AgustaWestland с конвертопланом AW609. Он действительно способен вертикально садиться и лететь дальше обычных вертолетов, но по скорости (509 км/ч) все ещё значительно уступает самолетам. Пока что конвертопланы производили только для нужд американских военных. Но AW609 будет гражданским транспортом для бизнесменов и нефтяной индустрии. Сертификация ожидается в 2017 году и уже 70 заказов получено.
DARPA объявила о конкурсе на создание наконец самолета с вертикальным взлетом () и 4 крупные корпорации (Boeing, Aurora Flight Sciences Corp, Sikorsky Aircraft Co и Karem Aircraft) представят свои полноразмерные прототипы для испытаний в феврале 2017го.
Ещё одна попытка это электрический VTOL от стартапа Joby Aviation. Компания говорит, что он будет стоить 200000$ за штуку, но дату выхода не называет.
Альтернативой создания VTOL является просто увеличение скорости вертолета. Этого добивается Sikorsky aircraft. Их новый вертолет S-97 Raider способный летать со скоростью до 450 км/ч. Первый тестовый полет был сделан в мае 2015 года. Изначально эту модель смогут использовать только военные. Вертолеты тоже не остановились в развитии (особенно военные, но здесь о них речь не идет). Перспективные модели в разработке описаны в таблице ниже: Вертолет-таблица
ИтогПодводя итог можно отметить как минимум 3 тренда в развитии авиации. Разработки электрических самолетов, возвращение сверхзвуковых и создание гибрида самолета и вертолета (VTOL). Реализация хотя одной из этих разработок будет большим прорывом для отрасли. Помимо этих революционных изменений, самолеты и вертолеты постепенная улучшаются с выходом новых моделей (большая эффективность топлива, больше композитных материалов, дешевле эксплуатация, больше автоматики и.т.п.),Теги: Добавить метки |
Когда может подняться в небо новый сверхзвуковой пассажирский самолет? Бизнес-джет на базе бомбардировщика Ту-160: реально? Как бесшумно преодолеть звуковой барьер?
Ту‑160 - самый крупный и мощный в истории военной авиации сверхзвуковой самолет и самолет с изменяемой геометрией крыла. Среди летчиков получил прозвище "Белый лебедь". Фото: AP
Есть ли у сверхзвуковых пассажирских машин перспектива? - спросила я не так давно выдающегося российского авиаконструктора Генриха Новожилова.
Конечно, есть. По крайней мере сверхзвуковой бизнес-самолет обязательно появится, - ответил Генрих Васильевич. - Мне не раз доводилось беседовать с американскими бизнесменами. Они четко заявляли: "Если бы такой самолет появился, господин Новожилов, то, как бы дорого он ни стоил, его бы у вас мгновенно купили". Скорость, высота и дальность - три фактора, которые актуальны всегда.
Да, актуальны. Мечта любого бизнесмена: утром перелететь через океан, заключить крупную сделку, а вечером вернуться домой. Современные самолеты летают не быстрее 900 км/ч. А сверхзвуковой бизнес-джет будет иметь крейсерскую скорость около 1900 км в час. Какие перспективы для делового мира!
Вот почему ни Россия, ни Америка, ни Европа никогда не оставляли попыток создать новую сверхзвуковую пассажирскую машину. Но история тех, что уже летали - советского Ту-144 и англо-французского "Конкорда", - научила многому.
В декабре этого года будет полвека, как Ту-144 совершил первый полет. А спустя год лайнер показал, на что конкретно способен: преодолел звуковой барьер. Он набрал скорость в 2,5 тыс. км/ч на высоте 11 км. Это событие вошло в историю. В мире до сих пор нет аналогов пассажирских бортов, которые способны повторить подобный маневр.
"Сто сорок четверка" открыла принципиально новую страницу в мировом самолетостроении. Рассказывают, на одном из совещаний в ЦК КПСС конструктор Андрей Туполев докладывал Хрущеву: машина получается довольно прожорливой. Но тот лишь махнул рукой: ваше дело - утереть нос капиталистам, а керосина у нас - хоть залейся...
Нос - утерли. Керосином - залились.
Впрочем, и европейский конкурент, взлетевший позже, тоже не отличился экономичностью. Так, в 1978 году девять "Конкордов" принесли своим компаниям около 60 млн долларов убытка. И только правительственные субсидии спасли положение. Тем не менее "англо-француз" летал вплоть до ноября 2003 года. А вот Ту-144 списали намного раньше. Почему?
Прежде всего не оправдался хрущевский оптимизм: в мире разразился энергетический кризис и цены на керосин устремились вверх. Сверхзвуковой первенец сразу же окрестили "удавом на шее "Аэрофлота". Огромный расход топлива нокаутировал и проектную дальность полетов: Ту-144 не дотягивал ни до Хабаровска, ни до Петропавловска-Камчатского. Только из Москвы до Алма-Аты.
И если бы только это. 200-тонный "утюг", курсировавший над густонаселенными районами на сверхзвуковой скорости, буквально взорвал все пространство вдоль трассы. Посыпались жалобы: надои у буренок упали, куры перестали нестись, кислотные дожди задавили... Где правда, где ложь - сегодня однозначно не скажешь. Но факт остается фактом: "Конкорд" летал только над океаном.
Наконец, самое важное - катастрофы. Одна - в июне 1973-го на авиасалоне в парижском Ле Бурже, что называется, на виду у планеты всей: экипаж летчика-испытателя Козлова хотел продемонстрировать возможности советского лайнера... Другая - через пять лет. Тогда выполнялся испытательный полет с двигателями новой серии: они как раз должны были вытащить самолет на необходимую дальность.
"Конкорд" тоже не избежал трагедии: самолет разбился в июле 2000 года при вылете из аэропорта Шарль де Голль. По иронии судьбы, он рухнул почти там, где когда-то Ту-144. Погибли 109 человек на борту и четверо на земле. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только год спустя. Но последовала еще череда инцидентов, и на этом сверхзвуковике тоже поставили жирную точку.
31 декабря 1968 года состоялся первый полет Ту‑144, на два месяца раньше "Конкорда". А 5 июня 1969 года на высоте 11 000 метров наш самолет первым в мире вырвался за пределы звукового барьера. Фото: Сергей Михеев/ РГ
Сегодня, на новом витке развития технологий, ученым необходимо найти баланс между противоречивыми факторами: хорошей аэродинамикой нового сверхзвукового самолета, небольшим расходом топлива, а также жесткими ограничениями на шум и звуковой удар.
Насколько реально создать новый пассажирский сверхзвуковик на базе бомбардировщика Ту-160? С точки зрения чисто инженерной - вполне, говорят эксперты. И в истории есть примеры, когда военные самолеты успешно "снимали погоны" и улетали "на гражданку": так, Ту-104 был создан на основе дальнего бомбардировщика Ту-16, а Ту-114 - бомбардировщика Ту-95. В обоих случаях пришлось переделывать фюзеляж - менять схему расположения крыла, расширять диаметр. Фактически это были новые самолеты, и достаточно успешные. Кстати, любопытная деталь: когда Ту-114 впервые прилетел в Нью-Йорк, там в ошарашенном аэропорту не нашлось ни подходящего по высоте трапа, ни тягача...
Схожие работы как минимум потребуются и по конверсии Ту-160. Однако насколько это решение будет экономически эффективно? Все требуется тщательно оценить.
Сколько нужно таких самолетов? Кто и куда на них будет летать? Насколько они будут коммерчески доступны для пассажиров? Как скоро окупятся затраты на разработку?.. Билеты на том же Ту-144 стоили в 1,5 раза дороже обычных, но даже такая высокая стоимость не покрывала эксплуатационных затрат.
Между тем, как утверждают эксперты, первый российский сверхзвуковой административный самолет (бизнес-джет), может быть спроектирован за семь-восемь лет при наличии задела по двигателю. Такой самолет сможет вместить до 50 человек. Общий спрос на внутреннем рынке прогнозируется на уровне 20-30 машин при цене 100-120 млн долларов.
Серийный сверхзвуковой пассажирский самолет нового поколения может появиться около 2030 года
Над проектами сверхзвуковых бизнес-джетов работают конструкторы по обе стороны океана. Все ищут новые компоновочные решения. Кто-то предлагает нетипичный хвост, кто-то - совершенно необычное крыло, кто-то - фюзеляж с изогнутой центральной осью...
Специалисты ЦАГИ разрабатывают проект СДС/СПС ("сверхзвуковой деловой самолет / сверхзвуковой пассажирский самолет"): по задумке, трансатлантические перелеты на расстояние до 8600 км он сможет выполнять с крейсерской скоростью не менее 1900 км/ч. Причем салон сделают трансформируемым - из 80-местного в 20-местный VIP-класса.
А минувшим летом на авиасалоне в Жуковском одной из самых интересных стала модель высокоскоростного гражданского самолета, созданная учеными ЦАГИ в рамках международного проекта HEXAFLY-INT. Этот самолет должен летать со скоростью более 7-8 тыс. км/ч, соответствующей числам Маха 7 или 8.
Но чтобы высокоскоростной гражданский самолет стал реальностью, предстоит решить огромный спектр задач. Они связаны с материалами, водородной силовой установкой, ее интеграцией с планером и получением высокой аэродинамической эффективности самого летательного аппарата.
И что уже совершенно точно: конструктивные особенности проектируемой крылатой машины будут явно нестандартными.
Компетентно
Сергей Чернышев, генеральный директор ЦАГИ, академик РАН:
Уровень звукового удара (резкий перепад давления в ударной волне) от Ту-144 равнялся 100-130 паскалей. Но современные исследования показали: его можно довести до 15-20. Более того, снизить громкость звукового удара до 65 децибел, а это эквивалентно шуму большого города. До сих пор в мире нет официальных нормативов по допустимому уровню звукового удара. И скорее всего он будет определен не раньше 2022 года.
Мы уже предложили облик демонстратора сверхзвукового гражданского самолета будущего. Образец должен показать возможность снижения звукового удара в сверхзвуковом крейсерском полете и шума в районе аэропорта. Рассматриваются несколько вариантов: самолет на 12-16 пассажиров, также на 60-80. Есть вариант совсем маленького делового самолета - на 6-8 пассажиров. Это разные веса. В одном случае машина будет весить примерно 50 тонн, а в другом - 100-120 и т.д. Но стартуем мы именно с первого из обозначенных сверхзвуковых самолетов.
По разным оценкам, уже сегодня есть нереализованная на рынке потребность в быстрых перелетах деловых людей на самолетах с пассажировместимостью 12-16 человек. И, конечно, машина должна летать на расстояние не меньше 7-8 тысяч километров по трансатлантическим маршрутам. Крейсерская скорость будет 1,8-2 Маха, то есть примерно в два раза быстрее скорости звука. Такая скорость является технологическим барьером для использования в конструкции планера обычных алюминиевых материалов. Поэтому мечта ученых - сделать самолет полностью из температурных композитов. И хорошие наработки есть.
Четкие требования к самолету должен определить стартовый заказчик, и тогда на этапах эскизного проектирования и проведения опытно-конструкторских работ возможно некоторое изменение исходного облика самолета, полученного на этапе предварительного проектирования. Но обоснованные принципы снижения звукового удара останутся неизменными.
Недолгая пассажирская эксплуатация сверхзвукового Ту‑144 ограничилась рейсами из Москвы в Алма‑Ату. Фото: Борис Корзин/ Фотохроника ТАСС
Думаю, до летающего прототипа нас отделяет 10-15 лет. В ближайшее время, по нашим планам, должен появиться летающий демонстратор, облик которого прорабатывается. Его главная задача - продемонстрировать основные технологии создания сверхзвукового самолета с низким уровнем звукового удара. Это необходимый этап работы. Серийный сверхзвуковой самолет нового поколения может появиться на горизонте 2030 года.
Олег Смирнов, заслуженный пилот СССР, председатель комиссии по гражданской авиации Общественного совета Ространснадзора:
Сделать на базе Ту-160 пассажирский сверхзвуковик? Для наших инженеров - совершенно реально. Не проблема. Тем более что машина эта очень хорошая, с замечательными аэродинамическими качествами, хорошим крылом, фюзеляжем. Однако сегодня любой пассажирский самолет должен прежде всего соответствовать международным требованиям летной и технической годности. Несовпадений, если сравнивать бомбардировщик и пассажирский самолет, - более 50 процентов. Например, когда некоторые говорят, что при переделке надо "раздуть фюзеляж", надо понимать: сам Ту-160 весит более 100 тонн. "Раздуть" - это еще добавить вес. А значит - увеличить расход топлива, уменьшить скорость и высоту, сделать аппарат по своим эксплуатационным расходам абсолютно непривлекательным для любой авиакомпании.
Чтобы создать сверхзвуковой самолет для деловой авиации, нужны новая авионика, новые авиадвигатели, новые материалы, новые виды топлива. На Ту-144 керосин, что называется, лился рекой. Сегодня подобное невозможно. А главное - на такой самолет должен быть массовый спрос. Одна-две машины по заказу от миллионеров финансовой проблемы не решат. Авиакомпании должны будут брать его в лизинг и "отрабатывать" стоимость. На ком? Естественно, на пассажирах. С точки зрения экономики, проект станет провальным.
Сергей Мельниченко, генеральный директор МКАА "Безопасность полетов":
За почти 35 лет, прошедших с начала серийного выпуска Ту-160, технологии ушли вперед, и это придется учитывать при глубокой модернизации существующего самолета. Самолетостроители говорят, что намного проще и дешевле создать новый самолет в соответствии с новой концепцией, чем перестраивать старый.
Другой вопрос: если Ту-160 будет перестроен именно под бизнес-джет, заинтересуются ли им все-таки арабские шейхи? Однако есть несколько "но". Самолету нужно будет получить международный сертификат (а за его выдачей стоят Евросоюз и США), что очень проблематично. Кроме того, понадобятся новые экономичные двигатели, которых у нас нет. Те, которые имеются, топливо не потребляют, а пьют.
Если же самолет переоборудуют под перевозку эконом-пассажиров (что маловероятно), то вопрос - а куда летать и кого возить? Мы за прошлый год только-только подобрались к цифре 100 млн перевезенных пассажиров. В СССР эти показатели были куда выше. Количество аэродромов уменьшилось в несколько раз. Далеко не все, кто хотел бы слетать в европейскую часть страны с Камчатки и Приморья, могут себе это позволить. Билеты на "пьющий топливо самолет" будут дороже, чем на "боинги" и "эрбасы".
Если самолет планируется перестроить сугубо под интересы руководителей крупных компаний, то так, скорее всего, и будет. Но тогда этот вопрос касается сугубо их, а не российской экономики и людей. Хотя и в этом случае сложно представить, что полеты будут выполняться только в Сибирь или на Дальний Восток. Проблема с шумами на местности. А если обновленный самолет не пустят на Сардинию, то кому он нужен?
Основатель компании Virgin Galactic Ричард Брэнсон заявил о готовности запустить в небо десяток , эра которых, по словам бизнесмена, возвращается. Ранее о развитии сверхзвуковой пассажирской авиации заявили в NASA. Несмотря на многолетнюю «постановку на паузу» массового производства сверхзвуковых самолетов, тема эта продолжала обсуждаться и конструкторы не прекращали работу над проектами.
Screemr
Когда речь заходит о путешествиях будущего, пассажиры в первую очередь мечтают о том, чтобы добраться до пункта назначения как можно быстрее. Именно в скорости заключается концепция проекта сверхзвукового пассажирского лайнера Screemr, представленного в 2015 году канадским инженером Шарлем Бомбардье и дизайнером Рэем Мэттисоном. Имя основателя компании Bombardier достаточно известно. Что касается его напарника, то дизайнер Рэй Мэттисон уже успел поработать в компании Cirrus Aircraft and Exodus Machines, ему также принадлежит концепт гибрида самолета с мотоциклом «Икар» (Icarus wingless aircraft).
Скорость самолета Screemr должна превышать скорость звука в 10 раз, и перелет, к примеру, из Лондона в Нью-Йорк займет всего полчаса. По замыслу авторов проекта, Screemr будет запускаться с помощью электромагнитной пушки и лететь на жидкостном ракетном двигателе (керосине или жидком кислороде). В итоге он должен разогнаться до 12,4 тыс. км/ч. Предполагается, что салон Screemr сможет вместить до 75 пассажиров, кроме того, ожидается, что такой самолет будет осуществлять трансконтинентальные рейсы.
Lapcat
Lapcat был разработан дизайнерами из Reaction Engines, а финансово его поддержала британская аэрокосмическая компания BAE Systems. По замыслу разработчиков, Lapcat должен набирать скорость до 5 Мах, то есть, около 6 тыс. км/ч, что в два с половиной раза превышает скорость «Конкорда». Таким образом, долететь, допустим, из Лондона в Сидней можно будет всего за четыре часа (время полета на обычном самолете составит 20 часов). В летательном аппарате предполагается использование концептуального двигателя «Ятаган», эксплуатирующего термодинамические свойства жидкого водорода.
«Конкорд-2»
Проект сверхзвукового пассажирского лайнера «Конкорд-2» (Concorde 2), способного лететь со скоростью 4,5 Мах, год назад представила авиастроительная компания Airbus. Из Лондона в Нью-Йорк самолет должен долететь всего за час, а из Токио в Лос-Анджелес – за три часа. По замыслу разработчиков, «Конкорд-2» взлетает вертикально и летит по специально выделенным воздушным коридорам на высоте примерно 30,5 км. На канале YouTube даже было размещено видео, схематически демонстрирующее возможности самолета. Описаны они были, как «самые высокие американские горки с крутыми подъемом и спуском, а также высокой скоростью».
В патенте, полученном Airbus, описываются три разных типа двигателя: прямоточный воздушно-реактивный, сдвоенный турбореактивный и ракетный. Планируется, что они будут задействованы на разных этапах пути самолета до места назначения. При этом, по заверению инженеров, в отличие от первого «Конкорда» звуковой хлопок (классическая преграда на пути развития сверхзвукового авиатранспорта) у «Конкорда-2» будет тише. Правда и количество пассажиров, которое сможет принять на борт новый самолет, ограничено всего двумя десятками, а это значит, что перелет будет очень дорогим.
Antipode
Это еще один концепт, представленный неугомонным Шарлем Бомбардье в конце января текущего года. Если ранее сверхзвуковые проекты ограничивали себя рамками реалий, то технические характеристики выглядят совершенно фантастическими. Его максимальная скорость составляет 24 Мах, что в 12 раз превышает скорость «Конкорда». Поэтому житель Нью-Йорка сможет долететь на таком самолете до Лондона за 11 минут, до Шанхая – за 24 минуты, а до Сиднея – за 32 минуты. Почти телепортация.
Участвующий в проекте Бомбардье инженер Джозеф Хазелтайн предложил использовать инновационное аэродинамическое явление под названием «режим длительного проникновения» (long penetration mode – LPM): особые насадки на носу самолета втягивают в себя воздух, охлаждая им корпус воздушного судна. Это решило бы проблему перегрева самолета при такой скорости. Взлетать Antipode сможет с любого аэродрома при помощи многоразовых ракет-ускорителей. Они крепятся к крыльям самолета и, когда он набирает нужные скорость и высоту, сбрасываются и возвращаются обратно на базу. Серьезным минусом проекта является вместимость самолета – салон рассчитан всего на 10 пассажиров. Поэтому целесообразнее будет использовать его в дорогостоящих бизнес-путешествиях или в качестве военного самолета.
Проекты сверхзвуковых самолетов будущего
Президент России Владимир Путин, наблюдая в Казани за первым полетом бомбардировщика Ту-160 новой постройки, предложил авиастроителям подумать над созданием сверхзвукового пассажирского самолета. Портал iz.ru вспоминает историю таких самолетов, уже находившихся в эксплуатации в СССР, Франции и Великобритании. За авиацией будущее, за боевой авиацией, с целью обеспечения обороноспособности страны, и за гражданской авиацией тоже. Но нам, мы сейчас обсуждали, надо подумать и над гражданской версией подобных самолетов. При такой огромной территории, как у нас, из Москвы до Нью-Йорка ненамного дольше лететь, чем до Владивостока. Поэтому уверен, что это будет востребовано, - заявил глава государства, комментируя возобновление серийного выпуска бомбардировщика Ту-160 на Казанском Первое, что нужно отметить: обсуждать высказанное предложение прямолинейно, в варианте создания сверхзвукового пассажирского самолета непосредственно на базе многорежимного бомбардировщика-ракетоносца с изменяемой геометрией крыла, довольно сложная задача. Это не только дорогое решение из-за неоправданной в гражданской авиации сложности конструкции. Крейсерская скорость у Ту-160 дозвуковая - 850 км/ч, что, к слову, на 30–60 км/ч ниже, чем у обычных современных широкофюзеляжников, что ставит под сомнение даже такую узкую гипотетическую нишу, как бизнес-джет для миллиардеров. Напомним также, что крейсерская скорость обоих сверхзвуковиков, находившихся в коммерческой эксплуатации (Ту-144 и Concorde), превышала 2 числа Маха и составляла около 2200 км/ч. «Конечно, речь не идет о создании самолета на базе Ту-160. Сейчас в мире прорабатывается несколько проектов сверхзвуковых бизнес-джетов, некоторые из них исследовались с участием российских научных центров», - цитируют в связи с этим «Ведомости» топ-менеджера одного из предприятий авиапромышленности. Вопрос о возобновлении программы принципиально нового сверхзвукового пассажирского самолета - самостоятельная комплексная тема для обсуждения специалистами по проектированию и эксплуатации авиатехники. В том случае, если под самолет будет найдена достаточно емкая рыночная ниша, окупающая затраты на его создание и расходы на обслуживание, вопрос перейдет во вторую стадию, а именно - поиска в России конструкторского коллектива, способного решить поставленную задачу. На данный момент в стране реализуются две программы принципиально новых самолетов (Superjet и МС-21), а также отрасль встраивается в китайский проект широкофюзеляжного авиалайнера CR929. По сути, все они выстроены вокруг «Гражданских самолетов Сухого» и «Иркута» (Инженерного центра им. А.С. Яковлева), которые в рамках предложенной модели реформирования Объединенной авиастроительной корпорации будут объединены в централизованную компанию, занимающуюся коммерческими самолетами. А пока попробуем вспомнить, как сложилась судьба предыдущих сверхзвуковых авиалайнеров. Первый–второй
Проектирование сверхзвуковых пассажирских самолетов в мире начали с конца 1950-х годов. Советский Союз, сконцентрировав ресурсы, сделал машину первым - всего за пять лет, прошедших с момента постановления о начале разработки, до первого полета, состоявшегося «под елочку» 31 декабря 1968 года. Машина была предельно инновационной для отечественного авиапрома (тем более гражданского), на нее внедрили массу новшеств. Здесь и убирающееся в фюзеляж переднее горизонтальное оперение (использовалось на взлете и посадке), и поднимаемый нос, закрывающий на большой скорости остекление пилотской кабины, и интереснейшие образцы бортовой аппаратуры. Самолет активно продвигали на внешние рынки, однако «за рубеж» его так и не выпустили. Плохую рекламу машине сделала и авиакатастрофа в июне 1973 года во время показательного полета на авиасалоне в Ле-Бурже. Пришлось искать ей место только внутри СССР. Однако даже с новыми двигателями (в версии Ту-144Д) машина, которую по техзаданию рассчитывали для беспосадочного рейса Москва–Хабаровск, могла выполнять его лишь с минимальной загрузкой. В итоге пассажирское сообщение по этому маршруту так и не началось, а два самолета вывели на линию Москва–Алма-Ата. Стоимость билета на рейс составляла 82 рубля. Для сравнения: авиарейс на дозвуковой машине по тому же маршруту обходился в 62 рубля, а за сходную цену (83 рубля) можно было улететь обычным самолетом из Москвы в Иркутск. Пассажирские рейсы Ту-144 велись всего лишь с ноября 1977-го по май 1978-го. «Аэрофлот» всеми силами пытался отделаться от дорогой и капризной машины, которая полностью не удовлетворяла его требованиям. Воспользовавшись катастрофой опытного самолета Ту-144Д, произошедшей под Егорьевском 23 мая 1978 года, регулярное сверхзвуковое пассажирское сообщение в СССР остановили в пользу Ил-62. Некоторое время использовались для срочной доставки небольших грузов на Дальний Восток. Окончательно программу Ту-144 закрыли в 1983-м после запуска в серийное производство первых отечественных широкофюзеляжников Ил-86. Согласия нет Ту-144 стал первым взлетевшим пассажирским сверхзвуковиком, но в коммерческую эксплуатацию раньше встал британо-французский Concorde, чей первый полет состоялся в марте 1969-го. Поскольку разработка была совместной франко-британской (Concorde и переводится как «согласие»), то машину получили авиакомпании British Airways и Air France (по семь штук). Первые рейсы Concorde выполнил в январе 1976 года, это были маршруты Лондон–Бахрейн и Париж–Рио-де-Жанейро (с промежуточной посадкой в Дакаре). В дальнейшем самолет использовали для полетов в США: в аэропорт имени Даллеса (в пригороде Вашингтона), но главным образом - в Нью-Йорк. Также самолеты летали из Лондона на Барбадос, в Торонто, в Майами и в Сингапур, а из Парижа - в Нью-Йорк, Мехико, Каракас. Самолеты обходились дорого и не могли конкурировать с экономичными трансатлантическими «тяжеловозами», такими как Boeing 747. Concorde действительно пересекал Атлантику вдвое быстрее: 3,5 часа вместо 7. Зато потреблял вдвое больше топлива, чем 747-е (и втрое - чем более новые Boeing 777), при этом имел вчетверо меньшую пассажировместимость и требовал специального обслуживания, на котором к тому же нельзя было сэкономить из-за малого числа машин в серии. В результате ключевой показатель - расход топлива на 100 км полета в пересчете на одного пассажира - достигал 17 л при аналогичном показателе у широкофюзеляжных конкурентов в пределах 2,5–3,5. Даже оптимистический проектный показатель общей стоимости эксплуатации в пересчете на одного пассажира еще в 1972 году оценивался вдвое выше, чем у современных ему 747-х. Запчасти тоже выпускались малыми сериями, практически под заказ, и вставали эксплуатанту в неимоверные накладные расходы. При этом самолет не возил побочные грузы (кроме совсем уж малогабаритных), что дополнительно снижало возможность заработать на трансатлантическом рейсе. Дорогая стильная машина, символ ушедшей в прошлое эпохи, держалась только за счет высоких цен на билеты. Широко распространенное мнение об убыточности неверно: операционную прибыль она приносила, потому что желающих с большими деньгами хватало на то, чтобы оплачивать статусный перелет. Машины на основной линии Нью-Йорк–Лондон уходили в среднем с 70–80 пассажирами на борту из 100 мест, при этом рейс окупался уже при 35 проданных билетах. В конце периода эксплуатации пресса писала, что British Airways извлекала из своих «конкордов» до $30–50 млн в год, Air France значительно меньше - до $3 млн. Основные сложности компаний состояли в том, что они тратили огромные усилия на поддержание парка, который к тому же частично достался им за счет господдержки. Британцы из своих семи получили два самолета за символическую цену 1 фунт, а французы забрали три за 1 франк каждый. Кроме того, до середины 1980-х правительства активно субсидировали авиакомпании, финансируя до 80% их расходов на эксплуатацию машин. Перспектив для расширения бизнеса не было, самолет оставался узким нишевым предложением для очень богатых людей, элементом престижного потребления. Весной 2003-го обе авиакомпании приняли совместное решение о прекращении использования самолетов, последние рейсы состоялись в ноябре того же года. Сильный удар по сверхзвуковым машинам нанесла катастрофа 2000 года под Парижем, где разбился французский «конкорд» со 109 пассажирами и членами экипажа. В числе причин также называли общий кризис рынка авиаперевозок после 11 сентября 2001 года и растущую стоимость обслуживания. Кроме того, машины продолжали летать в техническом облике конца 1970-х, а проект по модернизации их бортового оборудования (в частности, электроники пилотских кабин) требовал существенных денег и усилий по организации выпуска малых партий изделий. В итоге авиакомпании решили, что извлекут больше прибыли из бизнес-классов обычных авиалайнеров. Константин Богданов
авиазаводе.
