El desarrollo de un avión de pasajeros supersónico de segunda generación, abreviado como SPS-2, entra en su fase final. El primer vuelo del Tu-244 se espera para 2025. El nuevo avión comercial ruso será estructuralmente diferente del Tu-144 soviético en términos de características, autonomía de vuelo, comodidad, amplitud, tamaño, potencia del motor y aviónica. Su velocidad supersónica de Mach 2 seguirá siendo la misma que la de su predecesor Tu-144LL Moskva, lo que sigue siendo el mejor indicador del mundo en la construcción de aviones civiles pesados. A una altitud de 20 km, las rutas son gratuitas.

Una limitación para los diseñadores y desarrolladores de aviones puede ser la longitud de la pista de primera clase; se requieren al menos 3 km. No todos los aeropuertos del mundo y del país tienen franjas de hormigón de este tipo. No podemos hacernos ilusiones de que los mejores aviones no tendrán demanda en los países occidentales, que están más interesados ​​en vender sus Airbus europeos y Boeing americanos, que vuelan a una velocidad de 700 a 900 km/h, entre 2,5 y 3 veces más lento. Tendrá que depender únicamente de las necesidades de Rusia y los BRICS, así como de los clientes adinerados que puedan permitirse dichos aviones.

Objetivos del proyecto

Se espera que el primer modelo Tu-244 cuente con motores NK-32 probados, los mismos que los del bombardero estratégico Tu-160M2 actualizado el 16 de noviembre de 2017. El primer desarrollo del SPS-2 comenzó demasiado pronto, en 1973, gracias a los avances de los diseñadores militares soviéticos de la década de 1950, que se adelantaron 50 años a su tiempo. En aquella época aún no existían materiales compuestos de alta calidad para su uso en grandes cantidades y las centrales eléctricas no tenían suficiente tracción. En los años 60 existían motores con un empuje de 20 toneladas, en los años 70 con 25 toneladas y ahora se utilizan motores de 32 toneladas.

Los diseñadores de aviones tienen 2 tareas principales:

Alcance de vuelo: 9.200 km.

Reducido consumo de combustible para esta clase de equipos.

El primer y segundo problema se pueden resolver siguiendo el ejemplo del Tu-160 y el Tu-22M3, utilizando un barrido de ala variable, lo que hace que el avión sea multimodo. Se pueden analizar los proyectos cerrados T-4 y T-4MS de Chernyakov, estudiar los desarrollos de Myasishchev sobre modificaciones del M-50, ingeniosos y fantásticos entonces, más adecuados hoy. Para ello, la Oficina de Diseño de Tupolev tiene todo lo necesario: aquí se recogen materiales de todas las oficinas de diseño más importantes de la URSS que se ocupan del armamento pesado. aviación estratégica, a partir del cual se crearon los mejores aviones militares de largo alcance del mundo, el Tu-22M3M y el Tu-160M2.

Ventajas de los aviones a reacción.

Ventaja Aeroplano- velocidad. Esto garantiza un vuelo cómodo y reduce la distancia en el tiempo. Pasar tres veces menos horas en un asiento significa que los pasajeros se sienten bien, por ejemplo en el vuelo Vladivostok – Kaliningrado. Se ahorra tiempo de negocios. Utilizando los servicios del avión Tu-244, puede pasar 1 día más de vacaciones y, al llegar, ponerse inmediatamente a trabajar sin fatigarse. También es importante que nuestros ciudadanos obtengan satisfacción moral del prestigio del Tu-244 y sientan orgullo por Rusia. Liberación de civiles avion a reacción del complejo militar-industrial de la Federación de Rusia: más importante que la autosuficiencia de las empresas de defensa del país es la orientación comercial, el empleo, una garantía de estabilidad y la acumulación de beneficios en condiciones de mercado difíciles.

Desventajas de los aviones de pasajeros de alta velocidad

En la Oficina de Diseño de Tupolev en los años 1960 se dieron cuenta de que la creación de un supersónico civil avión de pasajeros Según los principios militares, no funcionará debido a los requisitos de comodidad y seguridad. Comenzamos a estudiar la experiencia de Estados Unidos, Francia e Inglaterra a este respecto; lo que se consideraba mejor, luego, según el plan del diseñador jefe Alexei Andreevich Tupolev, se puso en marcha. Las desventajas de los primeros Tu-144 y Concorde incluyen el alto consumo de combustible, el ruido del motor, los estruendos y la cantidad de emisiones nocivas a la atmósfera.

La principal desventaja del Tu-244 son las instituciones comerciales, militares y políticas de Occidente, porque sus Concordes despegaron en 2003 y no hay nuevos planes, porque nuestros caminos en la fabricación de aviones divergen. Explicación de esto: en primer lugar, la OTAN no necesita aviación supersónica estratégica, porque Su poder se basa en una flota oceánica de transporte de aviones, y es suficiente para lanzar bombas nucleares y misiles con aviones con un alcance de 1,5 km (caza) desde bases militares repartidas por todo el mundo, razón por la cual los proyectos militares de este La clase social no tiene una gran demanda en Occidente. Además, el coste bastante elevado del vuelo reduce drásticamente el segmento de mercado potencial para estos aviones, por lo que la producción en masa está fuera de discusión. Sin embargo, una orden simultánea para militares y transporte de pasajeros, esto es exactamente lo que puede dar un gran impulso a la aviación supersónica de pasajeros.

¿Cómo será el Tu-244 en términos de características de vuelo?

El diseño se retrasó, el Tu-144 en la configuración de 1968 alcanzó sus primeras características de diseño a mediados de los años 1970. Se está trabajando en su mejora desde 1992, cuando comenzó el proyecto Tu-244, desde entonces han pasado 25 años, se necesitarán otros 10 para terminar lo que empezamos. Se ve claramente que la participación de los EE.UU., Inglaterra y Francia en el desarrollo del programa Tu-244 con el colapso de la URSS no lo hizo, lo que no condujo a nada bueno, como en todos los casos similares en la antigua URSS. Sólo la recopilación de datos científicos del Tu-144LL para el programa espacial militar de la NASA y la inhibición de nuestras empresas en el desarrollo.

Hoy en día existen muchas variantes de los proyectos Tu-244. Nadie puede decir con certeza cómo será el avión. Fuentes no oficiales difunden información ambigua. Las características que se describen a continuación son condicionales y se compilan en función de las capacidades actuales. Características: longitud 88,7 m; envergadura 54,77 m, superficie 1.200 m2 y relación de aspecto 2,5 m; barrido del ala a lo largo del borde: 75 grados en la sección central, 35 grados en la consola; ancho del fuselaje 3,9 m, altura 4,1 m, maletero 32 m2; peso de despegue 350 toneladas, incluido el combustible 178 toneladas; Motores NK-32 – 4 unidades; velocidad de crucero 2,05 M; alcance 10 mil km; Máx. altitud 20 kilómetros.

Diseño del Tu-244

Imaginemos un ala trapezoidal y la compleja deformación de su trapecio medio. Control de alerones en trimado, balanceo y cabeceo. En el borde de ataque, los dedos se desvían mecánicamente. La estructura del ala se divide en partes: delantera, central y consola. Las partes central y de la consola tienen circuitos de potencia de múltiples vigas y múltiples nervaduras, pero en la parte delantera no hay nervaduras. La cola vertical es la misma que la estructura del ala y la guía del timón de dos secciones.

Fuselaje con cabina presurizada, compartimentos delantero y trasero: el tamaño se seleccionará bajo pedido en función del número de asientos para pasajeros. Para 250 y 320 pasajeros es adecuado un diámetro de fuselaje de 3,9 a 4,1 m. La cabina se dividirá en clases 1ª, 2ª y 3ª. En términos de comodidad, el Tu-244 estará al nivel de la última modificación del Tu-204. El avión está equipado con un compartimento de carga. Hay cuatro pilotos, sus asientos con catapultas (en ruso), disparadas hacia arriba. Todo a bordo está recientemente automatizado y subordinado al control central del programa.

El Tu-244 puede perder su morro deflectable, similar al Tu-144LL, debido al desarrollo de los últimos equipos óptico-electrónicos y la capacidad de desviar vectores de empuje controlados en las modernas centrales eléctricas domésticas. En zonas de carga máxima, se puede utilizar la aleación de titanio VT-64 en la zona de las ruedas. El puntal de proa puede seguir siendo el mismo, pero definitivamente habrá 3 nuevos soportes principales para la tira de hormigón, diseñados para cargas elevadas. Los equipos de navegación y vuelo cumplirán con el mínimo meteorológico según la clasificación internacional IIIA OACI.

La exploración del cielo ha sido un sueño inalcanzable para la humanidad durante muchos siglos. Después de que finalmente se conquistaron las extensiones, los aviones se volvieron cada vez más sofisticados y duraderos. Un logro significativo en este campo fue la invención de aviones supersónicos militares y avión de pasajeros. Uno de estos aviones fue el Tu-244, cuyas características y características consideraremos más a fondo. Desafortunadamente, este proyecto no llegó a producirse en masa, como la mayoría de desarrollos similares. Actualmente se están buscando fondos para reanudar el desarrollo de este proyecto o de un avión similar.

¿Cómo comenzó todo?

La aviación comenzó a desarrollarse rápidamente después de la Segunda Guerra Mundial. Se desarrollaron varios proyectos de aviones con motores a reacción, que supuestamente sustituirían a las unidades de propulsión convencionales. Lo importante en la creación de aviones supersónicos no fue alcanzar la velocidad del sonido, sino superar esta barrera, ya que las leyes aerodinámicas cambian a tales velocidades.

Tecnologías similares comenzaron a utilizarse en masa en los años cincuenta del siglo pasado. Entre las modificaciones en serie se encuentran los MiG domésticos, los cazas norteamericanos, los Delta Daggers, los Concordes franceses y muchos otros. En la aviación de pasajeros, la introducción de velocidades supersónicas fue mucho más lenta. El Tu-244 es un avión que no sólo podría competir en esta industria, sino convertirse en líder mundial en ella.

Desarrollo y creación

El primer avión civil experimental capaz de romper la barrera del sonido apareció en la segunda mitad de los años sesenta del siglo XX. Desde entonces hasta ahora, sólo se han producido en masa dos modelos: el Tu-144 y el Concorde francés. Los aviones de pasajeros eran aviones típicos para vuelos ultralargos. El funcionamiento de estas máquinas dejó de ser relevante en el año dos mil tres. Actualmente, los aviones supersónicos no se utilizan para transportar pasajeros.

Hubo intentos de crear nuevas modificaciones de los aviones civiles, pero la mayoría de ellas permanecieron en desarrollo o fueron cerradas por completo. Entre estos proyectos a largo plazo se encuentra el avión de pasajeros supersónico Tu-244.

Se suponía que reemplazaría a su predecesor y tendría características mejoradas tomadas de prototipos: el Concorde y algunos aviones estadounidenses. El proyecto fue desarrollado íntegramente por la oficina de diseño de Tupolev; en 1973, el avión en desarrollo recibió el nombre de Tu-244.

Objetivo

El principal objetivo del proyecto en desarrollo era la creación de un avión a reacción supersónico capaz de transportar pasajeros de forma segura, rápida y a largas distancias. Además, el aparato tenía que ser claramente superior en todos los aspectos a los aviones a reacción convencionales. Los diseñadores pusieron especial énfasis en la velocidad.

En otros aspectos Avión supersónico inferiores a sus hermanos. En primer lugar, el transporte no era económicamente rentable. En segundo lugar, la seguridad de los vuelos era menor. Por cierto, la producción en serie y el uso en aviación Civil el predecesor del Tu-244 fue descontinuado precisamente por la segunda razón. Durante el primer año de funcionamiento, el Tu-144 sufrió varios accidentes que provocaron la muerte de la tripulación. Se suponía que el nuevo proyecto eliminaría las deficiencias.

Tu-244 (avión): características técnicas

Se suponía que el modelo final del avión en cuestión tendría los siguientes indicadores tácticos y técnicos:

  1. La tripulación que pilota el avión incluye tres pilotos.
  2. La capacidad de pasajeros varió de 250 a 300 personas.
  3. La velocidad de crucero estimada es de 2.175 kilómetros por hora, el doble de la barrera del sonido.
  4. Centrales eléctricas: cuatro motores con ventiladores de turbina.
  5. La autonomía de vuelo es de siete a nueve mil quinientos kilómetros.
  6. La capacidad de carga es de trescientas toneladas.
  7. Longitud / altura - 88 / 15 metros.
  8. Superficie de trabajo: 965 m2. metro.
  9. La envergadura es de cuarenta y cinco metros.

Si comparamos el indicador de velocidad, el avión de pasajeros Tu-244 proyectado, cuya historia es bastante interesante, se ha vuelto un poco más lento que sus competidores directos. Sin embargo, debido a esto, los diseñadores querían aumentar la capacidad y aumentar los beneficios económicos de operar la máquina.

Perspectivas de futuro

El desarrollo de un nuevo proyecto, cuyo resultado se suponía que sería un avión de pasajeros supersónico Tu-244, se prolongó durante muchos años. Se realizaron muchos cambios y mejoras en el diseño. Sin embargo, incluso después del colapso de la URSS, la Oficina de Diseño de Tupolev continuó trabajando en dirección dada. En 1993 incluso se presentó información detallada sobre el proyecto.

Sin embargo, la crisis económica de los años noventa tuvo un impacto negativo en este ámbito. No hubo ningún mensaje oficial sobre el cierre de los desarrollos, ni acciones activas. El proyecto estuvo a punto de congelarse. Al trabajo se suman especialistas de Estados Unidos, con quienes las negociaciones se prolongan desde hace mucho tiempo. Para continuar con la investigación, dos aviones de la serie ciento cuarenta y cuatro se convirtieron en laboratorios de vuelo.

¿Que sigue?

El supersónico Tu-244 (el avión cuya foto se presenta a continuación) desapareció inesperadamente de la documentación de diseño como objeto de investigación. Fue adoptado en dos mil doce y suponía que las primeras cien unidades de aviones de pasajeros entrarían en servicio a más tardar en 2025. Este salto en la documentación generó una serie de preguntas y malentendidos. Además, varios otros desarrollos interesantes y prometedores han desaparecido de este programa.

Esta perspectiva se vio de forma negativa. Los hechos indicaron que el proyecto fue congelado o cerrado por completo. Sin embargo, no hubo confirmación ni negación oficial al respecto. Dada la inestabilidad de la economía, se pueden hacer muchas suposiciones en una configuración subjetiva, pero los hechos hablan por sí solos.

Las realidades de hoy: Tu-244 (avión)

Historia de la creación de este avión fue dicho anteriormente. ¿Cómo van las cosas ahora? Teniendo en cuenta todo lo dicho, se puede suponer que el proyecto en cuestión al menos está en el aire, si no completamente cubierto. No hay una presentación oficial de una declaración sobre el destino del desarrollo, así como los motivos de la reducción y suspensión del proyecto. Es muy posible que el principal problema sea la financiación insuficiente, la insuficiencia económica o la obsolescencia. Alternativamente, estos tres factores juntos pueden estar presentes.

No hace mucho (2014) se filtró en los medios información sobre la posible reanudación del proyecto Tu-244. Sin embargo versión oficial Una vez más, no se tomó ninguna medida sobre este tema. En aras de la objetividad, vale la pena señalar que los desarrollos extranjeros de aviones supersónicos de pasajeros también están lejos de estar completos, muchos de ellos están cerrados o son objeto de grandes dudas. Me gustaría creer que esta grandiosa máquina se construirá en un futuro próximo según todos los estándares modernos.

Un poco sobre el predecesor.

El desarrollo del TU-144 por decisión del Consejo de Ministros de la Unión Soviética comenzó en mil novecientos sesenta y nueve. Construcción de un supersónico. Aeronave civil comenzó en MMZ "Experiencia". La autonomía de vuelo estimada del avión debería ser de tres mil quinientos kilómetros. Para mejorar la aerodinámica, el avión recibió una forma de ala modificada y un área mayor.

La longitud del fuselaje está diseñada para acomodar el alojamiento interno de ciento cincuenta pasajeros. Se colocaron dos pares de motores debajo de cada ala. El avión a reacción realizó su primer vuelo en 1971. El programa de pruebas de fábrica incluía unos doscientos treinta vuelos.

Características comparativas

El supersónico Tu-244 es un avión cuyas dimensiones son algo mayores que las de su antecesor. Tiene parámetros distintivos en otros significados tácticos y técnicos. A modo de comparación, consideremos el rendimiento del avión Tu-144:

  • tripulación - cuatro personas;
  • capacidad: cien pasajeros y medio;
  • longitud / altura - 67 / 12,5 metros;
  • empuje con postquemador: 17.500 kg/s;
  • peso máximo: ciento ochenta toneladas;
  • la velocidad de crucero es de 2.200 kilómetros por hora;
  • techo práctico - dieciocho mil metros;
  • alcance máximo: seis mil quinientos kilómetros.

La principal diferencia externa entre el nuevo avión (Tu-244) y su predecesor debía ser un cambio en el diseño del morro curvo.

La característica fundamental del proyecto número doscientos cuarenta y cuatro de su prototipo bajo el símbolo “144” es la ausencia de un morro que se desvíe hacia abajo. El acristalamiento de la cabina está mínimamente equipado. Esta solución está diseñada para proporcionar la visibilidad necesaria durante el vuelo, y el despegue y el aterrizaje, independientemente de las condiciones climáticas, están controlados por una unidad de óptica de visión electrónica.

Vale la pena señalar que los requisitos medioambientales modernos para los aviones civiles impiden significativamente la creación de un avión supersónico de esta clase, ya que su funcionamiento a priori resulta económicamente perjudicial. Se han llevado a cabo avances para crear un avión supersónico de clase ejecutiva capaz de romper la barrera supersónica. Sin embargo, el proyecto Tu-444 también fue suspendido. Sus ventajas sobre sus competidores son su coste relativamente bajo en comparación con el avión Tu-244, así como la solución a los problemas técnicos relacionados con los requisitos medioambientales de los aviones modernos. Como referencia: el avión supersónico en cuestión fue presentado al público en general en Francia (1993, salón aeronáutico de Le Bourget).

Finalmente

Si se hubieran finalizado e implementado todas las iniciativas soviéticas en materia de aviación, es muy posible que esta industria hubiera dado un gran salto adelante. Sin embargo, los problemas económicos, políticos y de otra índole ralentizan significativamente este proceso. Uno de los representantes más destacados en el mundo de la aviación civil supersónica sería el avión de pasajeros Tu-244. Desafortunadamente, por varias razones, el proyecto todavía está en desarrollo o en estado "suspendido". Me gustaría esperar que haya personas que financien el proyecto, lo que en última instancia conducirá a la creación no sólo del avión de pasajeros más rápido, sino también del transporte del futuro, caracterizado por su eficiencia, capacidad y seguridad.

El 31 de diciembre de 1968, el primer avión de pasajeros supersónico del mundo, el Tu-144, realizó un vuelo de prueba. Tres años más tarde, en el verano de 1971, causó una increíble impresión a los organizadores e invitados de la Exposición Internacional de Aviación de París. Para demostrar las capacidades del “pájaro soviético”, los desarrolladores enviaron el avión desde Moscú a las 9 de la mañana y al mismo tiempo, a las 9 de la mañana, aterrizó en la capital de Bulgaria.

Diseño del avión supersónico Tu - 144.

El Tu-144 es un avión supersónico soviético desarrollado por la Oficina de Diseño Tupolev en los años 1960. Junto con el Concorde, es uno de los dos aviones supersónicos que alguna vez han sido utilizados por las aerolíneas para el transporte comercial.
En los años 60, en los círculos de la aviación de EE.UU., Gran Bretaña, Francia y Rusia se discutieron activamente proyectos para crear un avión supersónico de pasajeros con una velocidad máxima de 2500-3000 km/h y un alcance de vuelo de al menos 6-8 mil km. URSS. En noviembre de 1962, Francia y Gran Bretaña firmaron un acuerdo sobre el desarrollo y construcción conjuntos del Concorde (Concord).

Creadores de un avión supersónico.

En la Unión Soviética, la oficina de diseño del académico Andrei Tupolev participó en la creación de un avión supersónico. En una reunión preliminar de la Oficina de Diseño en enero de 1963, Tupolev declaró:
“Al reflexionar sobre el futuro del transporte aéreo de personas de un continente a otro, se llega a una conclusión clara: los aviones supersónicos son indudablemente necesarios y no tengo ninguna duda de que se pondrán en práctica...”
El hijo del académico, Alexey Tupolev, fue designado diseñador principal del proyecto. Más de mil especialistas de otras organizaciones trabajaron estrechamente con su oficina de diseño. La creación estuvo precedida por un extenso trabajo teórico y experimental, que incluyó numerosas pruebas en túneles de viento y en condiciones naturales durante vuelos analógicos.

Concorde y Tu-144.

Los desarrolladores tuvieron que devanarse los sesos para encontrar el diseño óptimo para la máquina. La velocidad del avión diseñado es de fundamental importancia: 2.500 o 3.000 km/h. Los estadounidenses, al enterarse de que el Concorde está diseñado para alcanzar una velocidad de 2.500 km/h, anunciaron que apenas seis meses después lanzarían al mercado su avión de pasajeros Boeing 2707, fabricado en acero y titanio. Sólo estos materiales podían resistir el calentamiento de la estructura en contacto con una corriente de aire a velocidades de 3.000 km/h o más sin consecuencias destructivas. Sin embargo, las estructuras sólidas de acero y titanio aún deben someterse a serias pruebas tecnológicas y operativas. Esto llevará mucho tiempo y Tupolev decide construir un avión supersónico de duraluminio, diseñado para alcanzar una velocidad de 2500 km/h. Posteriormente, el proyecto americano Boeing se cerró por completo.
En junio de 1965, el modelo se mostró en el Salón Aeronáutico anual de París. El Concorde y el Tu-144 resultaron sorprendentemente similares entre sí. Los diseñadores soviéticos dijeron: nada sorprendente: la forma general está determinada por las leyes de la aerodinámica y los requisitos para un determinado tipo de máquina.

Forma de ala de avión supersónico.

Pero ¿cuál debería ser la forma del ala? Nos decidimos por un ala delta delgada con el borde delantero en forma de letra “8”. El diseño sin cola, inevitable en un diseño de avión de carga de este tipo, hizo que el avión supersónico fuera estable y bien controlable en todos los modos de vuelo. Cuatro motores estaban ubicados debajo del fuselaje, más cerca del eje. El combustible se coloca en tanques de alas artesonadas. Los tanques de compensación, ubicados en la parte trasera del fuselaje y en las alas, están diseñados para cambiar la posición del centro de gravedad durante la transición de velocidades de vuelo subsónicas a supersónicas. La nariz se hizo afilada y suave. Pero, ¿cómo pueden los pilotos tener visibilidad hacia adelante en este caso? Encontraron una solución: la "nariz arqueada". El fuselaje tenía una sección transversal circular y un cono de nariz de cabina que se inclinaba hacia abajo en un ángulo de 12 grados durante el despegue y 17 grados durante el aterrizaje.

Un avión supersónico surca el cielo.

El primer avión supersónico despegó el último día de 1968. El coche fue pilotado por el piloto de pruebas E. Elyan. Como avión de pasajeros, fue el primero del mundo en superar la velocidad del sonido a principios de junio de 1969, a una altitud de 11 kilómetros. El avión supersónico alcanzó la segunda velocidad del sonido (2 M) a mediados de 1970, a una altitud de 16,3 kilómetros. El avión supersónico incorpora muchas innovaciones técnicas y de diseño. Aquí me gustaría señalar una solución como la cola horizontal delantera. Al utilizar PGO, se mejoró la maniobrabilidad del vuelo y se redujo la velocidad durante el aterrizaje. Los aviones supersónicos nacionales podrían operarse desde dos docenas de aeropuertos, mientras que el Concorde franco-inglés, que tiene una alta velocidad de aterrizaje, sólo podría aterrizar en un aeropuerto certificado. Los diseñadores de Tupolev Design Bureau hicieron un trabajo colosal. Tomemos, por ejemplo, las pruebas a gran escala de un ala. Tuvieron lugar en un laboratorio de vuelo: el MiG-21I, modificado específicamente para probar el diseño y equipamiento del ala del futuro avión supersónico.

Desarrollo y modificación.

El trabajo de desarrollo del diseño básico del "044" se desarrolló en dos direcciones: la creación de un nuevo turborreactor económico de postcombustión del tipo RD-36-51 y una mejora significativa en la aerodinámica y el diseño del avión supersónico. El resultado de esto fue cumplir con los requisitos de alcance de vuelo supersónico. La decisión de la comisión del Consejo de Ministros de la URSS sobre la versión del avión supersónico con el RD-36-51 se tomó en 1969. Al mismo tiempo, a propuesta de MAP - MGA, se decide, antes de la creación del RD-36-51 y su instalación en un avión supersónico, la construcción de seis aviones supersónicos NK-144A con capacidad reducida. consumo específico de combustible. Se suponía que se modernizaría significativamente el diseño del avión supersónico de serie con el modelo NK-144A, se realizarían cambios significativos en la aerodinámica y se obtendría un Kmax de más de 8 en modo de crucero supersónico. Esta modernización debía garantizar el cumplimiento de los requisitos de la primera etapa en términos de alcance (4000-4500 km), y en el futuro estaba previsto pasar a la serie en el RD-36-51.

Construcción de un avión supersónico modernizado.

La construcción del Tu-144 modernizado de preproducción ("004") comenzó en MMZ "Experience" en 1968. Según los datos calculados con motores NK-144 (Cp = 2,01), se suponía que el alcance supersónico estimado era de 3275 km. y con NK-144A (Promedio = 1,91) superan los 3500 km. Para mejorar las características aerodinámicas en modo crucero M = 2,2, se cambió la forma del ala (el barrido de la parte flotante a lo largo del borde de ataque se redujo a 76°, y el de base se incrementó a 57°), la forma del ala se acercó más a la "gótica". En comparación con el "044", el área del ala aumentó y se introdujo una torsión cónica más intensa en las partes finales del ala. Sin embargo, la innovación más importante en la aerodinámica del ala fue el cambio en la parte media del ala, que aseguró el autoequilibrio en modo crucero con pérdidas mínimas calidad, teniendo en cuenta la optimización de las deformaciones de vuelo del ala en este modo. Se aumentó la longitud del fuselaje para dar cabida a 150 pasajeros y se mejoró la forma del morro, lo que también tuvo un efecto positivo en la aerodinámica.

A diferencia del "044", cada par de motores en góndolas de motor emparejadas con tomas de aire se separó, liberando de ellos la parte inferior del fuselaje, descargándolo del aumento de temperatura y cargas de vibración, mientras cambiaba la superficie inferior del ala en su lugar. del área calculada de compresión del flujo, aumentando el espacio entre la superficie inferior del ala y la superficie superior de la entrada de aire; todo esto hizo posible utilizar más intensamente el efecto de comprimir el flujo en la entrada de las tomas de aire en el Kmax que era posible alcanzar con el "044". La nueva disposición de las góndolas de los motores requirió cambios en el chasis: el tren de aterrizaje principal se colocó debajo de las góndolas de los motores, con ellos retraídos hacia el interior entre los conductos de aire de los motores, se cambió a un carro de ocho ruedas y el esquema de retracción el tren de aterrizaje delantero también cambió. Una diferencia importante entre "004" y "044" fue la introducción de un ala desestabilizadora frontal de múltiples secciones retráctil en vuelo, que se extendía desde el fuselaje durante los modos de despegue y aterrizaje, y permitía garantizar el equilibrio requerido cuando los elevones- los flaps estaban desviados. Las mejoras en el diseño, un aumento en la carga útil y las reservas de combustible llevaron a un aumento en el peso de despegue, que superó las 190 toneladas (para el "044" - 150 toneladas).

Preproducción Tu-144.

La construcción del avión supersónico de preproducción No. 01-1 (cola No. 77101) se completó a principios de 1971 y realizó su primer vuelo el 1 de junio de 1971. Según el programa de pruebas de fábrica, el vehículo realizó 231 vuelos, con una duración de 338 horas, de las cuales 55 horas volaron a velocidad supersónica. En este vehículo se resolvieron cuestiones complejas de interacción de la central eléctrica en varios modos de vuelo. El 20 de septiembre de 1972, el coche voló por la autopista Moscú-Tashkent, mientras que la ruta se recorrió en 1 hora y 50 minutos, la velocidad de crucero durante el vuelo alcanzó los 2.500 km/h. El vehículo de preproducción se convirtió en la base para el despliegue de la producción en serie en la Planta de Aviación de Voronezh (VAZ), a la que, por decisión del gobierno, se le encomendó el desarrollo de un avión supersónico en serie.

Primer vuelo del Tu-144 de producción.

El primer vuelo del avión supersónico de serie No. 01-2 (cola No. 77102) con motores NK-144A tuvo lugar el 20 de marzo de 1972. En la serie, basándose en los resultados de las pruebas del vehículo de preproducción, se ajustó la aerodinámica del ala y se aumentó ligeramente su área. El peso de despegue de la serie alcanzó las 195 toneladas. En el momento de las pruebas operativas de los vehículos de producción, se pretendía aumentar el consumo específico de combustible del NK-144A a 1,65-1,67 kg/kgf/hora mediante la optimización de la tobera del motor, y posteriormente a 1,57 kg/kgf/hora, mientras que El alcance de vuelo debería aumentarse a 3855-4250 km y 4550 km, respectivamente. En realidad, en 1977, durante las pruebas y el desarrollo de las series Tu-144 y NK-144A, lograron alcanzar Av = 1,81 kg/kgf hora en modo de empuje supersónico de crucero 5000 kgf, Av = 1,65 kg/kgf hora en empuje de postcombustión de despegue. modo 20000 kgf, Av = 0,92 kg/kgf hora en el modo de crucero subsónico de empuje 3000 kgf y en el modo de postcombustión máxima en el modo transónico recibimos 11800 kgf. Un fragmento de un avión supersónico.

Primera etapa de prueba.

En un corto período de tiempo, estrictamente de acuerdo con el programa, se completaron 395 vuelos con un tiempo total de vuelo de 739 horas, incluidas más de 430 horas en modo supersónico.

Segunda etapa de prueba.

En la segunda etapa de pruebas operativas, de acuerdo con la orden conjunta de los Ministros de Industria de la Aviación y Aviación Civil del 13 de septiembre de 1977 No. 149-223, se llevó a cabo una conexión más activa de las instalaciones y servicios de la aviación civil. Se formó una nueva comisión de pruebas, encabezada por el Viceministro de Aviación Civil B.D. Brusco. Por decisión de la comisión, luego confirmada por orden conjunta del 30 de septiembre al 5 de octubre de 1977, se designaron tripulaciones para realizar pruebas operativas:
Primera tripulación: pilotos B.F. Kuznetsov (Administración Estatal de Transportes de Moscú), S.T. Agapov (ZhLIiDB), navegante S.P. Khramov (MTU GA), los ingenieros de vuelo Yu.N. Avaev (MTU GA), Yu.T. Seliverstov (ZhLIiDB), ingeniero líder S.P. Avakimov (ZhLIiDB).
Segunda tripulación: pilotos V.P. Voronin (MSU GA), I.K. Vedernikov (ZhLIiDB), navegante A.A. Senyuk (MTU GA), ingenieros de vuelo E.A. Trebuntsov (MTU GA) y V.V. Solomatin (ZhLIiDB), ingeniero líder V.V. Isaev (GosNIIGA).
Tercera tripulación: pilotos M.S. Kuznetsov (GosNIIGA), G.V. Voronchenko (ZhLIiDB), navegante V.V. Vyazigin (GosNIIGA), ingenieros de vuelo M.P. Isaev (MTU GA), V.V. Solomatin (ZhLIiDB), ingeniero líder V.N. Poklad (ZhLIiDB).
Cuarta tripulación: pilotos N.I. Yurskov (GosNIIGA), V.A. Sevankaev (ZhLIiDB), navegante Yu.A. Vasiliev (GosNIIGA), ingeniero de vuelo V.L. Venediktov (GosNIIGA), ingeniero líder I.S. Mayboroda (GosNIIGA).

Antes del inicio de las pruebas, se trabajó mucho para revisar todos los materiales recibidos con el fin de utilizarlos "para obtener crédito" por cumplir con requisitos específicos. Sin embargo, a pesar de esto, algunos especialistas en aviación civil insistieron en implementar el "Programa de pruebas operativas para aviones supersónicos", desarrollado en GosNIIGA en 1975 bajo la dirección del destacado ingeniero A.M. Teteryukov. Este programa requirió esencialmente la repetición de vuelos previamente completados por un total de 750 vuelos (1200 horas de vuelo) en rutas MGA.
El volumen total de vuelos operativos y pruebas para ambas etapas será de 445 vuelos con 835 horas de vuelo, de las cuales 475 horas serán en modo supersónico. En la ruta Moscú-Alma-Ata se realizaron 128 vuelos pareados.

La etapa final.

La etapa final de las pruebas no fue estresante desde el punto de vista técnico. Se garantizó un trabajo rítmico según lo previsto, sin fallos graves ni defectos importantes. Los equipos de ingenieros y técnicos “se divirtieron” evaluando el equipamiento doméstico en preparación para el transporte de pasajeros. Los asistentes de vuelo y los especialistas pertinentes del GosNIIGA que participaron en las pruebas comenzaron a realizar entrenamientos en tierra para desarrollar la tecnología de servicio a los pasajeros en vuelo. La llamada “bromas” y dos vuelos técnicos con pasajeros. El “sorteo” se realizó el 16 de octubre de 1977 con una simulación completa del ciclo de facturación de billetes, facturación de equipaje, embarque de pasajeros, vuelo de duración real, desembarco de pasajeros, facturación de equipaje en el aeropuerto de destino. Los "pasajeros" (los mejores trabajadores de OKB, ZhLIiDB, GosNIIGA y otras organizaciones) no tuvieron fin. La dieta durante el “vuelo” estuvo al más alto nivel, ya que se basó en el menú de primera clase, todos lo disfrutaron mucho. El “sorteo” permitió aclarar muchos elementos y detalles importantes del servicio al pasajero. El 20 y 21 de octubre de 1977 se realizaron dos vuelos técnicos con pasajeros por la carretera Moscú-Alma-Ata. Los primeros pasajeros fueron empleados de muchas organizaciones que participaron directamente en la creación y prueba del avión supersónico. Hoy en día es incluso difícil imaginar el ambiente a bordo: había un sentimiento de alegría y orgullo, una gran esperanza de desarrollo en el contexto de un servicio de primera clase, al que los técnicos no están acostumbrados en absoluto. En los primeros vuelos iban a bordo todos los directores de los institutos y organizaciones matrices.

La vía está abierta al tráfico de pasajeros.

Los vuelos técnicos se realizaron sin problemas graves y demostraron la plena disponibilidad del avión supersónico y de todos servicios terrestres A transporte regular. El 25 de octubre de 1977, el Ministro de Aviación Civil de la URSS B.P. Bugaev y el Ministro de Industria Aeronáutica de la URSS V.A. Kazakov aprobó el documento principal: "Actuar sobre los resultados de las pruebas operativas de un avión supersónico con motores NK-144" con una conclusión y conclusiones positivas.
Con base en las tablas presentadas sobre el cumplimiento del Tu-144 con los requisitos de las Normas Temporales de Aeronavegabilidad para Tu-144 Civil de la URSS, se obtuvo el volumen completo de la documentación probatoria presentada, incluidas las actas sobre pruebas estatales y operativas, el 29 de octubre de 1977. , Presidente del Registro Estatal de Aviación de la URSS I.K. Mulkijanov aprobó la conclusión y firmó el primer certificado de aeronavegabilidad en la URSS, tipo No. 03-144, para un avión supersónico con motores NK-144A.
La vía quedó abierta al tráfico de pasajeros.

La vía quedó abierta al tráfico de pasajeros.
El avión supersónico podía aterrizar y despegar en 18 aeropuertos de la URSS, mientras que el Concorde, cuya velocidad de despegue y aterrizaje era un 15% mayor, requería un certificado de aterrizaje independiente para cada aeropuerto.

La segunda copia de producción de un avión supersónico.

En junio de 1973 se celebró en Francia el 30º Salón Aeronáutico Internacional de París. El interés generado por el avión de pasajeros soviético Tu-144, el primer avión supersónico del mundo, fue enorme. El 2 de junio, miles de visitantes al salón aeronáutico en el suburbio parisino de Le Bourget vieron la segunda copia de producción de un avión supersónico despegar en la pista. El rugido de cuatro motores, un despegue potente y ahora el coche está en el aire. El morro afilado del avión se enderezó y apuntó al cielo. El supersónico Tu, dirigido por el capitán Kozlov, realizó su primer vuelo de demostración sobre París: habiendo alcanzado la altitud requerida, el vehículo traspasó el horizonte, luego regresó y sobrevoló en círculos el aeródromo. El vuelo transcurrió con normalidad y no se observaron problemas técnicos.
Al día siguiente, la tripulación soviética decidió mostrar todo lo que el nuevo era capaz de hacer.

Desastre durante una manifestación.

La soleada mañana del 3 de junio no parecía presagiar problemas. Al principio todo salió según lo planeado: el público levantó la cabeza y aplaudió al unísono. El avión supersónico, mostrando la “clase superior”, comenzó a descender. En ese momento, un caza francés Mirage apareció en el aire (como luego resultó que estaba filmando un espectáculo aéreo). Una colisión parecía inevitable. Para no chocar contra el aeródromo y los espectadores, el comandante de la tripulación decidió subir más alto y tiró del volante hacia sí. Sin embargo, la altura ya se había perdido, generando grandes cargas sobre la estructura; Como resultado, el ala derecha se agrietó y se cayó. Allí se inició un incendio y unos segundos más tarde el avión supersónico en llamas se precipitó al suelo. Un terrible aterrizaje se produjo en una de las calles del suburbio parisino de Goussainville. La máquina gigante, destruyendo todo a su paso, se estrelló contra el suelo y explotó. Toda la tripulación (seis personas) y ocho franceses en tierra murieron. Goosenville también sufrió: varios edificios fueron destruidos. ¿Qué llevó a la tragedia? Según la mayoría de los expertos, la causa del desastre fue el intento de la tripulación de un avión supersónico de evitar una colisión con el Mirage. Durante el aterrizaje, el Tu quedó atrapado tras la estela del caza francés Mirage.

La fotografía contiene la firma del primer cosmonauta que aterrizó en la luna, Neil Armstrong, el cosmonauta piloto Georgiy Timofeevich Beregovoy y todos los tripulantes fallecidos. El avión supersónico nº 77102 se estrelló durante un vuelo de demostración en el salón aeronáutico de Le Bourget. Los 6 miembros de la tripulación (el honorable piloto de pruebas Héroe de la Unión Soviética M.V. Kozlov, el piloto de pruebas V.M. Molchanov, el navegante G.N. Bazhenov, el diseñador jefe adjunto, el ingeniero general de división V.N. Benderov, el ingeniero líder B.A. Pervukhin y el ingeniero de vuelo A.I. Dralin) murieron.

Según los empleados de la Oficina de Diseño de A.N. Tupolev, la causa del desastre fue la conexión de un bloque analógico no depurado del sistema de control, lo que provocó una sobrecarga destructiva.
Según los pilotos, en casi todos los vuelos se produjeron situaciones de emergencia. El 23 de mayo de 1978 se estrelló el segundo avión supersónico. Una versión experimental mejorada del avión Tu-144D (No. 77111), después de un incendio de combustible en la zona de la góndola del motor de la tercera planta de energía debido a la destrucción de la línea de combustible, el humo en la cabina y el giro de la tripulación. con dos motores, realizó un aterrizaje de emergencia en un campo cerca del pueblo de Ilyinsky Pogost, no lejos de la ciudad de Yegoryevsk.
Después del aterrizaje, el comandante de la tripulación V.D. Popov, el copiloto E.V. Elyan y el navegante V.V. Vyazigin abandonaron el avión por la ventana de la cabina. Los ingenieros V. M. Kulesh, V. A. Isaev y V. N. Stolpovsky, que se encontraban en la cabina, abandonaron el avión por la puerta de entrada principal. Los ingenieros de vuelo O. A. Nikolaev y V. L. Venediktov quedaron atrapados en su lugar de trabajo por estructuras que se deformaron durante el aterrizaje y murieron. (El cono de nariz desviado tocó el suelo primero, funcionó como la hoja de una excavadora, recogió tierra y giró debajo de su vientre, entrando en el fuselaje). El 1 de junio de 1978, Aeroflot detuvo para siempre los vuelos supersónicos de pasajeros.

Mejora de los aviones supersónicos.

El trabajo para mejorar el avión supersónico continuó durante varios años más. Se produjeron cinco aviones de producción; otros cinco estaban en construcción. Se ha desarrollado una nueva modificación: el Tu-144D (de largo alcance). Sin embargo, la elección de un nuevo motor (más económico), RD-36-51, requirió una importante remodelación del avión, especialmente planta de energía. Graves lagunas de diseño en este ámbito provocaron un retraso en la producción del nuevo avión. Recién en noviembre de 1974 despegó el Tu-144D de serie (número de cola 77105), y nueve (!) años después de su primer vuelo, el 1 de noviembre de 1977, el avión supersónico recibió un certificado de aeronavegabilidad. Los vuelos de pasajeros se abrieron el mismo día. Durante su corta operación, los transatlánticos transportaron 3.194 pasajeros. El 31 de mayo de 1978, los vuelos se detuvieron: se produjo un incendio en uno de los Tu-144D de serie y el avión sufrió un desastre al estrellarse durante un aterrizaje de emergencia.
Los desastres de París y Yegorievsk hicieron que disminuyera el interés del Estado por el proyecto. De 1977 a 1978 se identificaron 600 problemas. Como resultado, ya en los años 80 se decidió retirar los aviones supersónicos, explicando esto por "un efecto negativo en la salud de las personas al cruzar la barrera del sonido". Sin embargo, cuatro de los cinco Tu-144D en producción aún estaban terminados. Posteriormente, se establecieron en Zhukovsky y volaron como laboratorios voladores. Se construyeron un total de 16 aviones supersónicos (incluidas modificaciones de largo alcance), que realizaron un total de 2.556 salidas. A mediados de los años 90, diez de ellos habían sobrevivido: cuatro en museos (Monino, Kazán, Kuibyshev, Ulyanovsk); uno permaneció en la planta de Voronezh, donde fue construido; otro estaba en Zhukovsky junto con cuatro Tu-144D.

Posteriormente, el Tu-144D se utilizó sólo para Flete de transporte entre Moscú y Jabárovsk. En total, el avión supersónico realizó 102 vuelos bajo la bandera de Aeroflot, de los cuales 55 fueron vuelos de pasajeros (transportaron 3.194 pasajeros).
Posteriormente, los aviones supersónicos sólo realizaron vuelos de prueba y algunos vuelos para establecer récords mundiales.
El Tu-144LL estaba equipado con motores NK-32 debido a la falta de NK-144 o RD-36-51 en buen estado, similares a los utilizados en el Tu-160, varios sensores y equipos de control y registro de pruebas.
En total se construyeron 16 aviones Tu-144, que realizaron un total de 2.556 incursiones y volaron 4.110 horas (entre ellos, el avión 77.144 fue el que más voló, 432 horas). La construcción de cuatro aviones más nunca se completó.

Hace exactamente 15 años, los últimos tres supersónicos avión de pasajeros El Concorde de la aerolínea británica British Airways realizó un vuelo de despedida. Ese día, 24 de octubre de 2003, estos aviones, volando a baja altura sobre Londres, aterrizaron en Heathrow, poniendo fin a la corta historia de la aviación supersónica de pasajeros. Sin embargo, hoy los diseñadores de aviones de todo el mundo vuelven a pensar en la posibilidad de vuelos rápidos: de París a Nueva York en 3,5 horas, de Sydney a Los Ángeles en 6 horas, de Londres a Tokio en 5 horas. Pero antes de que los aviones supersónicos vuelvan a las rutas internacionales de pasajeros, los desarrolladores tendrán que resolver muchos problemas, entre los cuales uno de los más importantes es la reducción del ruido de los aviones rápidos.

Una breve historia de los vuelos rápidos.

La aviación de pasajeros comenzó a tomar forma en la década de 1910, cuando aparecieron los primeros aviones diseñados específicamente para transportar personas por vía aérea. El primero de ellos fue la limusina francesa Bleriot XXIV de Bleriot Aeronautique. Se utilizaba para paseos aéreos de placer. Dos años más tarde, apareció en Rusia el S-21 Grand, creado sobre la base del bombardero pesado Russian Knight de Igor Sikorsky. Fue construido en la planta de transporte ruso-báltica. Luego, la aviación comenzó a desarrollarse a pasos agigantados: primero comenzaron los vuelos entre ciudades, luego entre países y luego entre continentes. Los aviones permitían llegar a su destino más rápido que en tren o barco.

En la década de 1950, el progreso en el desarrollo de motores a reacción se aceleró significativamente y los vuelos supersónicos estuvieron disponibles para los aviones militares, aunque brevemente. Se suele denominar velocidad supersónica a un movimiento hasta cinco veces más rápido que la velocidad del sonido, que varía en función del medio de propagación y de su temperatura. A la presión atmosférica normal al nivel del mar, el sonido viaja a una velocidad de 331 metros por segundo, o 1191 kilómetros por hora. A medida que se gana altitud, la densidad y la temperatura del aire disminuyen y la velocidad del sonido disminuye. Por ejemplo, a una altitud de 20 mil metros ya son unos 295 metros por segundo. Pero ya a una altitud de unos 25 mil metros y a medida que se eleva a más de 50 mil metros, la temperatura de la atmósfera comienza a aumentar gradualmente en comparación con las capas inferiores, y con ello aumenta la velocidad local del sonido.

El aumento de temperatura a estas altitudes se explica, entre otras cosas, por la alta concentración de ozono en el aire, que forma la capa de ozono y absorbe parte de la energía solar. Como resultado, la velocidad del sonido a una altitud de 30 mil metros sobre el mar es de aproximadamente 318 metros por segundo, y a una altitud de 50 mil, casi 330 metros por segundo. En la aviación, el número de Mach se utiliza ampliamente para medir la velocidad de vuelo. En términos simples, expresa la velocidad local del sonido para una altitud, densidad y temperatura del aire específicas. Así, la velocidad de un vuelo convencional, igual a dos números de Mach, al nivel del mar será de 2.383 kilómetros por hora, y a una altitud de 10.000 metros, de 2.157 kilómetros por hora. Por primera vez, el piloto estadounidense Chuck Yeager rompió la barrera del sonido a una velocidad de Mach 1,04 (1.066 kilómetros por hora) a una altitud de 12,2 mil metros en 1947. Este fue un paso importante hacia el desarrollo de los vuelos supersónicos.

En la década de 1950, los diseñadores de aviones de varios países del mundo comenzaron a trabajar en diseños de aviones de pasajeros supersónicos. Como resultado, en la década de 1970 aparecieron el Concorde francés y el Tu-144 soviético. Fueron los primeros y hasta ahora únicos aviones supersónicos de pasajeros del mundo. Ambos tipos de aviones utilizaban motores turborreactores convencionales optimizados para un funcionamiento a largo plazo en vuelos supersónicos. Los Tu-144 estuvieron en servicio hasta 1977. Los aviones volaban a una velocidad de 2,3 mil kilómetros por hora y podían transportar hasta 140 pasajeros. Sin embargo, los billetes de sus vuelos cuestan en promedio entre 2,5 y 3 veces más de lo habitual. La baja demanda de vuelos rápidos pero caros, así como las dificultades generales en la operación y mantenimiento del Tu-144, llevaron a su retirada de los vuelos de pasajeros. Sin embargo, el avión se utilizó durante algún tiempo en vuelos de prueba, incluso en el marco de un contrato con la NASA.

El Concorde sirvió mucho más tiempo, hasta 2003. Los vuelos en aviones franceses también eran caros y no muy populares, pero Francia y Gran Bretaña continuaron operando. El coste de un billete para un vuelo de este tipo ascendía, a precios actuales, a unos 20 mil dólares. El Concorde francés voló a una velocidad de poco más de dos mil kilómetros por hora. El avión podría cubrir la distancia de París a Nueva York en 3,5 horas. Dependiendo de la configuración, el Concorde podía transportar de 92 a 120 personas.

La historia del Concorde terminó inesperada y rápidamente. En 2000 se produjo el accidente del avión Concorde, en el que murieron 113 personas. Un año después en transporte aéreo de pasajeros La crisis comenzó provocada por los atentados terroristas del 11 de septiembre de 2001 (dos aviones con pasajeros secuestrados por terroristas se estrellaron contra las torres del Mundo). centro comercial en Nueva York, otro, el tercero, cayó en el edificio del Pentágono en el condado de Arlington, y el cuarto cayó en un campo cerca de Shanksville en Pensilvania). Luego, el período de garantía para los aviones Concorde, del que se ocupaba empresa Airbus. Todos estos factores juntos hicieron que la operación de aviones supersónicos de pasajeros fuera extremadamente poco rentable, y en el verano y otoño de 2003 aerolíneas aéreas Francia y British Airways se turnaron para desmantelar todos los Concorde.


Después del cierre del programa Concorde en 2003, todavía había esperanzas de que los aviones supersónicos de pasajeros volvieran a estar en servicio. Los diseñadores esperaban nuevos motores eficientes, cálculos aerodinámicos y sistemas de diseño asistidos por computadora que pudieran hacer que los vuelos supersónicos fueran económicamente asequibles. Pero en 2006 y 2008 Organización Internacional La aviación civil adoptó nuevas normas sobre ruido de aeronaves que prohibían, entre otras cosas, cualquier vuelos supersónicos sobre áreas terrestres pobladas en tiempo de paz. Esta prohibición no se aplica a los corredores aéreos específicamente designados para la aviación militar. El trabajo en proyectos de nuevos aviones supersónicos se ha ralentizado, pero hoy han vuelto a cobrar impulso.

supersónico silencioso

Hoy en día, varias empresas y organizaciones gubernamentales de todo el mundo están desarrollando aviones de pasajeros supersónicos. Estos proyectos, en particular, conducen empresas rusas Sukhoi y Tupolev, el Instituto Aerohidrodinámico Central Zhukovsky, la francesa Dassault, la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial, la empresa europea Airbus, las estadounidenses Lockheed Martin y Boeing, así como varias nuevas empresas, incluidas Aerion y Boom Technologies. En general, los diseñadores se dividieron en dos bandos. Los representantes del primero de ellos creen que en un futuro próximo no será posible desarrollar un avión supersónico "silencioso" que iguale el nivel de ruido de los aviones subsónicos, lo que significa que es necesario construir un avión de pasajeros rápido que cambie a supersónico donde esté permitido. Los diseñadores del primer campamento creen que este enfoque reducirá aún más el tiempo de vuelo de un punto a otro.

Los diseñadores del segundo campo se centraron principalmente en combatir las ondas de choque. Al volar a velocidad supersónica, la estructura de un avión genera muchas ondas de choque, las más importantes de las cuales se producen en la zona del morro y la cola. Además, las ondas de choque suelen producirse en los bordes de ataque y salida del ala, en los bordes de ataque de la cola, en las zonas de remolino y en los bordes de las entradas de aire. Una onda de choque es una región en la que la presión, la densidad y la temperatura de un medio experimentan un salto repentino y fuerte. Los observadores en tierra perciben tales ondas como un fuerte estallido o incluso una explosión; es por esto que los vuelos supersónicos sobre tierras pobladas están prohibidos.

El efecto de una explosión o de un golpe muy fuerte se produce mediante las llamadas ondas de choque de tipo N, que se forman cuando explota una bomba o en el planeador de un caza supersónico. En un gráfico de crecimiento de presión y densidad, tales ondas se parecen a la letra N del alfabeto latino debido a un fuerte aumento de presión en el frente de onda con una fuerte caída de presión después y posterior normalización. En experimentos de laboratorio, investigadores de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón descubrieron que cambiar la forma de la estructura del avión puede suavizar los picos en el gráfico de la onda de choque, convirtiéndola en una onda tipo S. Una onda de este tipo tiene una caída de presión suave que no es tan significativa como la de una onda N. Los expertos de la NASA creen que los observadores percibirán las ondas S como el golpe distante de la puerta de un automóvil.


Onda N (roja) antes de la optimización aerodinámica de un planeador supersónico y similitud con la onda S después de la optimización

En 2015, los diseñadores japoneses ensamblaron el planeador no tripulado D-SEND 2, cuya forma aerodinámica fue diseñada para reducir la cantidad de ondas de choque generadas en él y su intensidad. En julio de 2015, los desarrolladores probaron el fuselaje en el polígono de pruebas de misiles de Esrange, en Suecia, y observaron una reducción significativa en el número de ondas de choque generadas en la superficie del nuevo fuselaje. Durante la prueba, el D-SEND 2, que no estaba equipado con motores, fue abandonado globo aerostático desde una altura de 30,5 mil metros. Durante la caída, el planeador de 7,9 metros de largo alcanzó una velocidad de Mach 1,39 y pasó junto a globos atados equipados con micrófonos ubicados a diferentes alturas. Al mismo tiempo, los investigadores no sólo midieron la intensidad y el número de ondas de choque, sino que también analizaron la influencia del estado de la atmósfera en su aparición temprana.

Según la agencia japonesa, el estallido sónico de aviones comparables en tamaño a los aviones de pasajeros supersónicos Concorde y diseñados según el diseño D-SEND 2, cuando vuelen a velocidades supersónicas, será la mitad de intenso que antes. El D-SEND 2 japonés se diferencia de los planeadores de los aviones modernos convencionales por la disposición no simétrica del morro. La quilla del vehículo está desplazada hacia la proa, y la unidad de cola horizontal se mueve por completo y tiene un ángulo de instalación negativo con respecto al eje longitudinal de la estructura del avión, es decir, las puntas del empenaje están ubicadas debajo del punto de fijación. y no arriba, como es habitual. El ala del planeador tiene un barrido normal, pero está escalonada: se acopla suavemente con el fuselaje y parte de su borde de ataque está ubicado en un ángulo agudo con respecto al fuselaje, pero más cerca del borde de salida este ángulo aumenta considerablemente.

De acuerdo con un esquema similar, Lockheed Martin está desarrollando actualmente una startup estadounidense supersónica, Aerion, para la NASA. El ruso (avión comercial supersónico/avión supersónico de pasajeros) también se está diseñando con énfasis en reducir el número y la intensidad de las ondas de choque. Está previsto que algunos de los proyectos de aviones rápidos de pasajeros estén terminados en la primera mitad de la década de 2020, pero las regulaciones de aviación aún no se habrán revisado para entonces. Esto significa que el nuevo avión inicialmente realizará vuelos supersónicos únicamente sobre el agua. El hecho es que para levantar las restricciones a los vuelos supersónicos sobre tierras pobladas, los desarrolladores tendrán que realizar muchas pruebas y presentar sus resultados para su consideración. autoridades de aviación, incluida la Administración Federal de Aviación de EE. UU. y la Agencia Europea de Seguridad Aérea.


S-512 / Spike Aeroespacial

nuevos motores

Otro obstáculo serio para la creación de un avión supersónico de pasajeros en serie son los motores. Los diseñadores de hoy ya han encontrado muchas maneras de hacer que los motores turborreactores sean más económicos que hace diez o veinte años. Esto incluye el uso de cajas de cambios que eliminan el acoplamiento rígido del ventilador y la turbina en el motor, y el uso de materiales compuestos cerámicos que permiten optimizar el equilibrio de temperatura en la zona caliente de la central eléctrica, e incluso la introducción de un tercio adicional. circuito de aire que se suma a los dos ya existentes, interno y externo. En el campo de la creación de motores subsónicos económicos, los diseñadores ya han logrado resultados sorprendentes y los nuevos desarrollos en curso prometen ahorros significativos. Puede leer más sobre investigaciones prometedoras en nuestro material.

Pero, a pesar de todos estos avances, todavía es difícil considerar económico el vuelo supersónico. Por ejemplo, un prometedor avión de pasajeros supersónico de la startup Boom Technologies recibirá tres motores turbofan de la familia JT8D de Pratt & Whitney o el J79 de GE Aviation. En vuelo de crucero, el consumo específico de combustible de estos motores es de unos 740 gramos por kilogramo de fuerza por hora. En este caso, el motor J79 puede equiparse con un postquemador, lo que aumenta el consumo de combustible a dos kilogramos por kilogramo de fuerza por hora. Este consumo es comparable al consumo de combustible de los motores, por ejemplo, del caza Su-27, cuyas tareas difieren significativamente del transporte de pasajeros.

A modo de comparación, el consumo específico de combustible de los únicos motores turbofan D-27 en serie del mundo, instalados en el avión de transporte ucraniano An-70, es de sólo 140 gramos por kilogramo de fuerza por hora. El motor estadounidense CFM56, un “clásico” de los aviones Boeing y Airbus, tiene un consumo específico de combustible de 545 gramos por kilogramo-fuerza por hora. Esto significa que sin un rediseño importante de los motores de los aviones a reacción, los vuelos supersónicos no serán lo suficientemente baratos como para generalizarse y sólo tendrán demanda en la aviación comercial: el alto consumo de combustible conduce a precios más altos de los billetes. Tampoco será posible reducir el alto costo del transporte aéreo supersónico en volumen: los aviones que se están diseñando hoy están diseñados para transportar de 8 a 45 pasajeros. Los aviones convencionales tienen capacidad para más de cien personas.

Sin embargo, a principios de octubre de este año, GE Aviation proyectó un nuevo motor a reacción turbofan Affinity. Está previsto instalar estas centrales eléctricas en el prometedor avión de pasajeros supersónico AS2 de Aerion. La nueva central eléctrica combina estructuralmente las características de los motores a reacción con una baja relación de derivación para aviones de combate y las plantas de energía con una alta relación de derivación para aviones de pasajeros. Al mismo tiempo, no existen tecnologías nuevas o innovadoras en Affinity. GE Aviation clasifica el nuevo motor como una central eléctrica con una relación de derivación media.

El motor se basa en un generador de gas modificado del motor turbofan CFM56, que a su vez se basa estructuralmente en el generador de gas del F101, la central eléctrica del bombardero supersónico B-1B Lancer. La central eléctrica recibirá un sistema de control electrónico digital mejorado del motor con total responsabilidad. Los desarrolladores no revelaron ningún detalle sobre el diseño del prometedor motor. Sin embargo, GE Aviation espera que el consumo específico de combustible de los motores Affinity no sea muy superior o incluso comparable al consumo de combustible de los modernos motores turbofan de los aviones subsónicos de pasajeros convencionales. No está claro cómo se puede lograr esto en vuelos supersónicos.


Tecnologías de auge / auge

Proyectos

A pesar de los numerosos proyectos de aviones de pasajeros supersónicos en el mundo (incluido incluso el proyecto no realizado de convertir el bombardero estratégico Tu-160 en un avión de pasajeros supersónico propuesto por el presidente ruso Vladimir Putin), el AS2 de la startup estadounidense Aerion, S-512, Se puede considerar lo más cercano a las pruebas de vuelo y producción a pequeña escala de la española Spike Aerospace y la estadounidense Boom Technologies. Está previsto que el primero vuele a Mach 1,5, el segundo a Mach 1,6 y el tercero a Mach 2,2. El avión X-59, creado por Lockheed Martin para la NASA, será un demostrador de tecnología y un laboratorio volador; no hay planes para ponerlo en producción.

Boom Technologies ya ha anunciado que intentarán abaratar mucho los vuelos en aviones supersónicos. Por ejemplo, Boom Technologies estimó el costo de un vuelo en la ruta Nueva York - Londres en cinco mil dólares. Esto es lo que cuesta hoy volar en esta ruta en clase ejecutiva en un avión subsónico regular. El avión Boom volará a velocidad subsónica sobre tierras pobladas y cambiará a velocidad supersónica sobre el océano. El avión, con una longitud de 52 metros y una envergadura de 18 metros, podrá transportar hasta 45 pasajeros. A finales de 2018, Boom Technologies planea seleccionar uno de varios proyectos de aviones nuevos para su implementación en metal. El primer vuelo del avión está previsto para 2025. La empresa pospuso estos plazos; Originalmente, estaba previsto que Boom volara en 2023.

Según cálculos preliminares, la longitud del avión AS2, diseñado para 8-12 pasajeros, será de 51,8 metros y la envergadura de 18,6 metros. El peso máximo de despegue del avión supersónico será de 54,8 toneladas. AS2 volará sobre el agua a una velocidad de crucero de Mach 1,4-1,6, disminuyendo la velocidad a Mach 1,2 sobre tierra. La velocidad de vuelo algo más baja sobre tierra, junto con la forma aerodinámica especial de la estructura del avión, evitarán casi por completo, como esperan los desarrolladores, la formación de ondas de choque. La autonomía de vuelo del avión a una velocidad de Mach 1,4 será de 7,8 mil kilómetros y de 10 mil kilómetros a una velocidad de Mach 0,95. El primer vuelo del avión está previsto para el verano de 2023 y el primer vuelo transatlántico tendrá lugar en octubre del mismo año. Sus desarrolladores celebrarán el 20 aniversario del último vuelo del Concorde.

Finalmente, Spike Aerospace planea comenzar a probar en vuelo un prototipo completo del S-512 a más tardar en 2021. Las entregas del primer avión de producción a los clientes están previstas para 2023. Según el proyecto, el S-512 podrá transportar hasta 22 pasajeros a velocidades de hasta Mach 1,6. La autonomía de vuelo de este avión será de 11,5 mil kilómetros. Desde octubre del año pasado, Spike Aerospace ha lanzado varios modelos reducidos de aviones supersónicos. Su objetivo es probar las soluciones de diseño y la eficacia de los elementos de control de vuelo. Los tres prometedores aviones de pasajeros se crean poniendo énfasis en una forma aerodinámica especial que reducirá la intensidad de las ondas de choque generadas durante el vuelo supersónico.

En 2017, el volumen de tráfico aéreo de pasajeros en todo el mundo ascendió a cuatro mil millones de personas, de las cuales 650 millones realizaron vuelos de larga distancia de entre 3,7 y 13 mil kilómetros. 72 millones de pasajeros de larga distancia viajaron en primera clase y clase ejecutiva. Son estos 72 millones de personas a quienes se dirigen en primer lugar los desarrolladores de aviones de pasajeros supersónicos, creyendo que con gusto pagarán un poco más de dinero por la oportunidad de pasar aproximadamente la mitad de tiempo en el aire de lo habitual. Sin embargo, supersónico aviación de pasajeros Lo más probable es que comience a desarrollarse activamente después de 2025. El hecho es que los vuelos de investigación del laboratorio X-59 comenzarán recién en 2021 y durarán varios años.

Los resultados de la investigación obtenidos durante los vuelos del X-59, incluidos más de asentamientos- voluntarios (sus residentes aceptaron que aviones supersónicos los sobrevuelen entre semana; después de los vuelos, los observadores informarán a los investigadores sobre su percepción del ruido), está previsto presentarlo a la Administración Federal de Aviación de EE. UU. Se espera que sobre esta base se revise la prohibición de los vuelos supersónicos sobre tierras pobladas, pero esto no sucederá antes de 2025.


Vasili Sychev

Un ejemplo de proyectos de aviones supersónicos existentes.

Hoy comenzaré con una breve introducción :).

En este sitio ya tengo vuelos de aviones. Es decir, ya es hora de escribir algo sobre supersónico, sobre todo porque prometí hacerlo :-). El otro día me puse a trabajar con mucho entusiasmo, pero me di cuenta de que el tema es tan interesante como voluminoso.

Mis artículos últimamente no han sido especialmente breves, no sé si esto es una ventaja o una desventaja :-). Y el tema sobre el tema “ supersónico“amenazó con hacerse aún más grande y no se sabe cuánto tiempo me llevaría “crearlo” :-).

Entonces decidí intentar hacer algunos artículos. Una especie de serie pequeña (tres o cuatro piezas), en la que cada componente estará dedicado a uno o dos conceptos sobre el tema. velocidades supersónicas. Y será más fácil para mí y molestaré menos a mis lectores :-), y Yandex y Google me apoyarán más (lo cual es importante, ya sabes :-)). Bueno, lo que salga de esto depende de ti juzgar, por supuesto.

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Entonces, hablemos hoy sobre supersónicos y Avión supersónico. El concepto mismo de " supersónico“En nuestro idioma (especialmente en grado superlativo) aparece mucho más a menudo que el término “subsónico”.

Por un lado, esto es, en general, comprensible. Los aviones subsónicos se han convertido desde hace mucho tiempo en algo completamente común en nuestras vidas. A Avión supersónico, aunque vuelan a espacio aéreo desde hace 65 años, pero todavía parecen ser algo especial, interesante y digno de mayor atención.

Por otra parte, esto es bastante justo. Después de todo, los vuelos a supersónico- Esto, se podría decir, es un área de movimiento separada cerrada por algún tipo de barrera. Sin embargo, los inexpertos pueden tener una pregunta: “¿Qué tiene exactamente de especial este sonido supersónico? ¿Qué diferencia hay si un avión vuela a una velocidad de 400 km/h o 1400 km/h? ¡Dale un motor más potente y todo irá bien! Aproximadamente en esta posición semántica se encontraba la aviación en los albores de su desarrollo.

La velocidad siempre ha sido el sueño supremo e inicialmente estas aspiraciones se hicieron realidad con bastante éxito. Ya en 1945, el piloto de pruebas del Messerschmitt, L. Hoffmann, en vuelo horizontal en uno de los primeros aviones con motor a reacción del mundo, el ME-262, alcanzó una velocidad de 980 km/h en vuelo horizontal a una altitud de 7200 m.

Sin embargo, en realidad todo está lejos de ser tan sencillo. Después de todo, el vuelo a supersónico Se diferencia del subsónico no solo en la magnitud de la velocidad y no tanto en ella. La diferencia aquí es cualitativa.

Ya a velocidades de unos 400 km/h, una propiedad del aire como la compresibilidad comienza a manifestarse gradualmente. Y, en principio, aquí no hay nada inesperado. - es gasolina. Y todos los gases, como saben, a diferencia de los líquidos, son comprimibles. Cuando se comprime, los parámetros del gas cambian, como la densidad, la presión y la temperatura. Debido a esto, varios procesos físicos pueden desarrollarse de manera diferente en un gas comprimido que en un gas enrarecido.

Cuanto más rápido vuela el avión, más se parece, junto con sus superficies aerodinámicas, a una especie de pistón, que en cierto sentido comprime el aire que tiene delante. Es exagerado, claro, pero en general es así :-).

A medida que aumenta la velocidad, el patrón aerodinámico del flujo alrededor del avión cambia, y cuanto más rápido, más :-). Y en supersónico ella ya es cualitativamente diferente. Al mismo tiempo, surgen nuevos conceptos de aerodinámica que a menudo simplemente no tienen sentido para aviones de baja velocidad.

Para caracterizar la velocidad de vuelo, ahora resulta conveniente y necesario utilizar un parámetro como el número de Mach (número de Mach, la relación entre la velocidad de la aeronave en relación con el aire en un punto dado y la velocidad del sonido en el flujo de aire en ese punto). Aparece y se hace notorio (¡muy notorio!) otro tipo de resistencia aerodinámica: impedancia característica(junto con la resistencia normal ya aumentada).

Fenómenos como la crisis de las olas (con un número crítico M), barrera supersónica, ondas de choque y ondas de choque.

Además, las características de control y estabilidad de la aeronave se deterioran debido al desplazamiento hacia atrás del punto de aplicación de las fuerzas aerodinámicas.

Al acercarse a la región de velocidades transónicas, el avión puede experimentar fuertes sacudidas (esto era más típico del primer avión que irrumpió en el entonces misterioso límite de la velocidad del sonido), similar en sus manifestaciones a otro fenómeno muy desagradable al que tuvieron que enfrentarse los aviadores. en su desarrollo profesional. Este fenómeno se llama aleteo (tema para otro artículo :-)).

Un momento tan desagradable se manifiesta como el calentamiento del aire como consecuencia de una frenada brusca delante del avión (el llamado calentamiento cinético), así como el calentamiento como resultado de la fricción viscosa del aire. Al mismo tiempo, las temperaturas son bastante altas, alrededor de 300ºС. La piel de un avión se calienta a estas temperaturas durante un largo vuelo supersónico.

Definitivamente hablaremos sobre todos los conceptos y fenómenos mencionados anteriormente, así como las razones de su aparición, en otros artículos con más detalle. Pero ahora creo que está bastante claro que supersónico- esto es algo completamente diferente a volar a una velocidad subsónica (especialmente baja).

Para adaptarse a todos los nuevos efectos y fenómenos que surgen a altas velocidades y cumplir plenamente con su propósito, el avión también debe cambiar cualitativamente. Ahora esto debe ser Avión supersónico, es decir, una aeronave capaz de volar a velocidades superiores a la velocidad del sonido en una zona determinada del espacio aéreo.

Y para ello no basta con aumentar la potencia del motor (aunque también es un detalle muy importante y obligatorio). Estos aviones suelen cambiar de apariencia. En su apariencia aparecen esquinas y bordes afilados y líneas rectas, en contraste con los contornos "suaves" de los aviones subsónicos.

Avión supersónico Tienen en planta un ala en flecha o triangular. Un avión de ala delta típico y uno de los más famosos es el maravilloso caza MIG-21 ( velocidad máxima a una altitud de 2230 km/h, en el suelo 1300 km/h).

Avión supersónico con ala delta MIG-21.

Una de las opciones de ala en flecha es un ala ojival, que tiene un mayor coeficiente de sustentación. Tiene una afluencia especial cerca del fuselaje, diseñada para formar vórtices espirales artificiales.

MIG-21I con ala ojival.

MIG-21I - ala ojival.

Ala ojival del TU-144.

Es interesante que un ala de este tipo, posteriormente instalada en el TU-144, se probó en un laboratorio de vuelo basado en el mismo MIG-21 (MIG-21I).

Segunda opción - ala supercrítica. Tiene un perfil aplanado con una parte trasera especialmente curvada, lo que permite retrasar la aparición de una crisis de olas a altas velocidades y puede resultar ventajoso en términos de eficiencia para aviones subsónicos de alta velocidad. Esta ala se utilizó, en particular, en el avión SuperJet 100.

SuperJet 100. Un ejemplo de ala supercrítica. La curva del perfil es claramente visible (parte trasera)

Se puede hacer clic en las fotos.