Тільки у двох надзвукових літаках. Надзвукові польоти: перші літаки, подолання надзвукового бар'єру та число Маха в авіації

Швидкість звукової хвилі величина не постійна навіть за умови, що середовище поширення звуку, що розглядається, є повітрям. Швидкість звуку при фіксованій температурі повітря та атмосферного тиску змінюється із зростанням висоти над рівнем моря.

У міру збільшення висоти над рівнем моря швидкість звуку зменшується. Умовною точкою відліку величини є нульовий рівень моря. Отже, швидкість з якою звукова хвиля стелиться по водній гладі дорівнює 340.29 м/с за умови температури навколишнього повітря 15 0 С та атмосферного тиску 760 мм. рт.ст. Отже, літаки, що літають зі швидкістю вище, ніж швидкість звуку, називають надзвуковими.

Перші досягнення надзвукової швидкості

Надзвуковими літаками називають літальні апарати виходячи з їхньої фізичної здатності пересуватися зі швидкістю вище ніж звукові хвилі. У звичних нам кілометрах на годину цей показник грубо дорівнює 1200 км/год.

Ще літаки часів Другої світової війни з поршневими ДВС і пропелерами, що створюють повітряний потік, при пікіруванні вже досягали позначки швидкості в 1000 км/год. Щоправда, за розповідями пілотів, у ці моменти літак починало страшно трясти внаслідок сильної вібрації. Відчуття було таке, що крила можуть просто відірватися від фюзеляжної частини літака.

Згодом під час створення надзвукових літаків інженери-проектувальники враховували вплив повітряних потоків на конструкцію літаків при досягненні швидкості звуку.

Подолання надзвукового бар'єру літаком

Коли літак пересувається серед повітряних мас він буквально розсікає повітря на всі боки, створюючи шумовий ефект і хвилі повітряного тиску, що розходяться у всі напрямки. При досягненні літального апарату швидкості звуку виникає момент, коли звукова хвиля не здатна випередити літак. Через це перед фронтальною частиною літака виникає ударна хвиля у вигляді щільного бар'єру з повітря.

Шар повітря, що виник попереду літака в момент досягнення літальним апаратом швидкості звуку створює різке зростання опору, що і служить джерелом зміни характеристик стійкості літака.

Коли літак летить, звукові хвилі поширюються від нього на всі боки зі швидкістю звуку. Коли літак досягає швидкості М=1, тобто швидкості звуку, звукові хвилі накопичуються перед ним і утворюють шар ущільненого повітря. При швидкостях вище за швидкість звуку ці хвилі утворюють ударну хвилю, яка досягає землі. Ударна хвиля сприймається як звуковий удар, що акустично сприймається людським вухом внизу на земній поверхні як глухий вибух.

Цей ефект можна постійно спостерігати під час проведення навчань надзвукових літаків цивільним населенням у районі польотів.

Ще одним цікавим фізичним явищем при польоті надзвукових літаків – це візуальне випередження літальних апаратів їхнього власного звуку. Звук спостерігається із деяким запізненням за хвостом літака.

Число Маха в авіації

Теорію з підтверджуючим експериментальним процесом утворення ударних хвиль продемонстрував ще задовго до першого польоту надзвукового літака австрійський фізик Ернст Мах (1838 - 1916). Величину, що виражає ставлення швидкості літального апарату до швидкості звукової хвилі, називають сьогодні на честь вченого - Махом.

Як ми вже зазначили у водній частині, на швидкість звуку в повітряному середовищі впливають такі метеорологічні умови як тиск, вологість та температура повітря. Температура в залежності від висоти польоту літака змінюється від +50 на поверхні Землі до -50 в шарах стратосфери. Тому на різних висотах для досягнення надзвукових швидкостей обов'язково враховуються місцеві умови.

Для порівняння над нульовою позначкою рівня моря швидкість звуку становить 1240 км/год, тоді як у висоті понад 13 тис. км. ця швидкість знижується до 1060 км/год.

Якщо прийняти співвідношення швидкості літального апарата до швидкості звукового за М, то при значенні М>1 це буде завжди надзвукова швидкість.

Літаки із дозвуковою швидкістю мають значення М = 0.8. Виделка значень Маха від 0,8 до 1,2 задають навколозвукову швидкість. А ось гіперзвукові літальні апарати мають число Маха понад 5. З відомих військових російських надзвукових літаків можна виділити СУ-27 – винищувач перехоплювачів, Ту-22М – бомбардувальник ракетоносець. З американських відомий SR-71 – літак розвідник. Першим надзвуковим літаком у рамках серійного виробництва став американський винищувач F-100 у 1953 році.

Модель космічного човника під час випробувань у надзвуковій аеродинамічній трубі. Спеціальна методика тіньової фотографії дозволила сфотографувати, де виникають ударні хвилі.

Перший надзвуковий літак

За 30 років із 1940 по 1970 швидкість літаків зросла в кілька разів. Перший переліт із навколозвуковою швидкістю було здійснено 14 жовтня 1947 року на американському літаку Bell XS-1 у штаті Каліфорнія над авіабазою.

Пілотував реактивний літак Bell XS-1 капітан американських ВПСЧак Йіге. Йому вдалося розігнати апарат до швидкості 1066 км/год. У ході цього випробування було отримано суттєвий зріз даних для подальшого поштовху у розвитку надзвукових літаків.

Конструкція крил надзвукових літаків

Підйомна сила і лобовий опір зі швидкістю збільшуються, тому крила стають меншими, тоншими і набували стрілоподібної форми, покращуючи обтічність.

У літаків, пристосованих до надзвукових польотів крила, на відміну від звичайних дозвукових літаків, витягувалися під гострим кутом назад, нагадуючи наконечник стріли. Зовні крила утворювали трикутник у єдиній площині з його гострокутною вершиною у передній частині літака. Трикутна геометрія крила дозволяла керувати літаком передбачувано в момент переходу звукового бар'єру та як наслідок уникнути вібрацій.

Існують моделі, в яких застосовувалися крила зі змінною геометрією. У момент зльоту та посадки кут крила щодо літака дорівнював 90 градусам, тобто перпендикулярний. Це необхідно для створення максимальної підйомної сили в момент зльоту та посадки, тобто в той момент, коли швидкість знижується і підйомна сила при гострому куті при незмінній геометрії досягає свого критичного мінімуму. Зі зростанням швидкості геометрія крила змінюється до максимально гострого кута біля основи трикутника.

Літаки-рекордсмени

У ході гонки за рекордними швидкостями в небі літаком Bell-X15, на борту якого було встановлено ракетний двигун, було досягнуто рекордна швидкість 6,72 або 7200 км/год у 1967 році. Цей рекорд не могли побити довгий час.

І лише в 2004 році безпілотний гіперзвуковий літальний апарат NASA X-43, який розроблявся для польоту з гіперзвуковою швидкістю, вдалося в рамках третього польоту розігнати до рекордних 11 850 км/год.

Перші два польоти закінчилися невдало. На сьогоднішній день ця найвища цифра швидкості літака.

Випробування надзвукового автомобіля

На цьому реактивному надзвуковому автомобілі Thrust SSC встановлені 2 авіаційні двигуни. У 1997 році він став першим наземним транспортним засобом, що подолав звуковий бар'єр. Як і при надзвуковому польоті, перед автомобілем з'являється ударна хвиля.

Наближення автомобіля беззвучне, тому, що весь створюваний шум зосереджений в ударній хвилі, що йде за ним.

Надзвукові літаки у цивільній авіації

Що стосується цивільних надзвукових літаків, то всього відомі 2 серійних літаки, які виконують регулярні рейси: радянський ТУ-144 та французький Concorde. ТУ-144 здійснив свій дебютний виліт 1968 року. Дані апарати були призначені для далеких трансатлантичних перельотів. Час перельоту було значно скорочено порівняно з дозвуковими апаратами за рахунок збільшення висоти перельоту до 18 км, де літак використовував незавантажений повітряний коридор і минув хмарне завантаження.

Перший цивільний надзвуковий літак СРСР ТУ-144 завершив свої польоти у 1978 році через їхню нерентабельність. Остаточну точку у рішенні про відмову експлуатувати у регулярних рейсах було прийнято через катастрофу досвідченого екземпляра ТУ-144Д під час його випробування. Хоча варто зазначити, що за рамками цивільної авіаціїлітак ТУ-144 продовжували експлуатувати для термінової поштової та вантажної доставки з Москви до Хабаровська аж до 1991 року.

Тим часом, незважаючи на дорогі квитки, французький надзвуковий літак «Конкорд» продовжував надавати послуги авіарейсів для своїх європейських клієнтів до 2003 року. Але зрештою, незважаючи на багатший соціальний прошарок європейських жителів, питання нерентабельності було все одно неминучим.

"Увімкніть надзвук!"

Надзвукові пасажирські літаки – що ми знаємо про них? Принаймні те, що вони були створені відносно давно. Але, з різних причин, експлуатувалися не так довго, і не так часто, як могли б. Та й на сьогоднішній день вони існують лише як проектні моделі.

Чому так? У чому особливість та «таємниця» надзвуку? Хто створював цю технологію? А також – яким буде майбутнє надзвукових літаків у світі, і звичайно ж – у Росії? Намагатимемося відповісти на всі ці питання.

«Прощальний політ»

Отже, відтоді, як три останні надзвукові пасажирські літаки, що функціонували, здійснили свої останні польоти, після яких були списані, минуло вже п'ятнадцять років. Це було в далекому 2003 році. Тоді, 24 жовтня, вони, всі разом «попрощалися з небом». Востаннє пролетіли на малій висоті, над столицею Великобританії.

Потім приземлилися у лондонському аеропорту Хітроу. Це були літаки типу Конкорд, що належать авіаційній компанії British Airways. І таким «прощальним польотом» вони завершили досить недовгу історію пасажирських перевезень, на швидкості, що перевищує звук…

Так можна було думати ще кілька років тому. Але зараз уже можна з упевненістю сказати. Це – фінал лише першого етапу цієї історії. І мабуть - всі її світлі сторінки ще попереду.

Сьогодні – підготовка, завтра – політ

Сьогодні багато компаній та авіаконструкторів думають про перспективи надзвукової. пасажирської авіації. Одні будують плани щодо її відродження. Інші вже готуються до цього.

Адже якщо вона могла існувати і ефективно функціонувати ще кілька десятиліть тому, то сьогодні - з технологіями, що серйозно зробили крок вперед, не тільки відродити її, але і вирішити низку проблем, які змусив відмовитися провідні авіакомпанії від такої - цілком можливо.

Та й перспективи надто привабливі. Дуже цікавою видається можливість польоту, припустимо, з Лондона до Токіо – за п'ять годин. Перетнути відстань від Сіднея, до Лос-Анджелеса за шість годин? І потрапити з Парижа до Нью-Йорка за три з половиною? З пасажирською авіацією, яка здатна літати з більшою швидкістю, ніж розноситься звук, – це зовсім неважко.

Але, звичайно, перед тріумфальним «поверненням» такий повітряний простір, - Вченим, інженерам, конструкторам, і багатьом іншим - належить ще чимало попрацювати. Потрібно не просто відновити те, що колись було, запропонувавши нову модель. Не.

Мета - вирішення безлічі проблем, які пов'язані з пасажирською надзвуковою авіацією. Створення авіамашин, які не лише демонструватимуть можливості, та могутність країн, що їх збудували. Але виявляться і реально ефективними. Настільки, щоб зайняти гідну їхню нішу в авіації.

Історія «надзвуку». Частина 1. Що було на початку.

З чого все починалося? Насправді – із простої пасажирської авіації. А такий вже понад століття «від народження». Оформлення її почалося 1910-х, у Європі. Коли майстри з найрозвиненіших країн світу створювали перші авіамашини, основним призначенням яких було перевезення пасажирів на різні відстані. Тобто політ, з безліччю людей на борту.

Першим у тому числі вважається французький Bleriot XXIV Limousine. Він належав авіабудівній компанії Bleriot Aeronautique. Однак використовувався, в основному, для гри тих, хто сплатив за розважальні «прогулянки»-польоти, на ньому. Через два роки після його створення аналог з'являється і в Росії.

То був С-21 "Гранд". Його сконструювали на базі створеного Ігорем Сікорським "Російського витязя" - важкого бомбардувальника. А будівництвом цієї пасажирської авіамашини займалися працівники Балтійського вагонного заводу.

Ну, а після того прогрес було вже не зупинити. Авіація розвивалася швидко. І пасажирська, зокрема. Спочатку були перельоти між конкретними містами. Потім літаки змогли долати відстань між державами. Нарешті - авіамашини стали перетинати океани і здійснювати перельоти від одного материка до іншого.

Технології, що розвивалися, і все більша кількість новацій, дозволяли авіації подорожувати дуже швидко. Набагато швидше – ніж поїзди чи кораблі. І для неї практично не було перешкод. Не треба було пересідати з одного транспорту на інший, не тільки, скажімо, подорожуючи на якийсь особливо далекий «край світу».

Навіть тоді, коли перетнути необхідно сушу і водні простори відразу. Літаки не зупиняло ніщо. І це природно, адже вони летять над усім – континентами, океанами, країнами…

Але час витікав швидко, світ змінювався. Звісно, ​​розвивалася й авіаційна галузь. Літаки за наступні кілька десятиліть, аж до 1950-х, змінилися настільки, якщо порівнювати з тими, що літали ще на початку 1920-30-х, що стали вже чимось зовсім іншим, особливим.

І ось, у середині ХХ століття, розвиток реактивного двигуна пішло дуже швидкими, навіть у порівнянні з попередніми двадцятьма-тридцятьма роками, темпами.

Невеликий інформаційний відступ. Або — трохи фізики

Передові розробки дозволили літакам «розігнатися» до швидкості, більшої, ніж та, з якою поширюється звук. Звичайно, насамперед це було застосовано у військовій авіації. Адже йдеться все-таки про двадцяте століття. Який, як не прикро це усвідомлювати, був століттям конфліктів, двох світових воєн, «холодної» боротьби СРСР і США…

І чи не кожна нова технологія, створена провідними державами світу, передусім розглядалася з погляду того, як її можна використовувати в обороні чи нападі.

Отже, літаки тепер могли літати з небаченою швидкістю. Швидше за звук. А в чому її специфіка?

Насамперед – очевидно, що це швидкість, яка перевищує ту, з якою розноситься звук. Але, згадуючи основні закони фізики, можна сказати, що в різних умовах вона може відрізнятися. Та й «перевищує» – поняття дуже розтяжне.

І тому є спеціальний стандарт. Надзвуковою швидкістю називають ту, яка перевищує звукову до п'яти разів, з урахуванням того, що в залежності від температури та інших факторів довкіллявона може змінюватися.

Наприклад – якщо ми візьмемо нормальний атмосферний тиск, на рівні моря, то в такому разі швидкість звуку дорівнюватиме вражаючій цифрі – 1191 км/год. Тобто за секунду долається 331 метр.
Але, що особливо важливо при проектуванні надзвукових авіамашин, у міру набору висоти знижується температура. Отже – і швидкість, з якою поширюється звук, і дуже значно.

Так скажемо, якщо піднятися на висоту 20 тисяч метрів, то тут вона становитиме вже 295 метрів за секунду. Але є ще один важливий момент.

На 25 тисячах метрів над рівнем моря температура починає підвищуватися, оскільки це вже не нижній шар атмосфери. І так відбувається далі. Точніше – вище. Скажімо, на висоті 50 000 метрів буде ще спекотніше. Отже швидкість звуку там – збільшується ще більше.

Цікаво – на скільки? Піднявшись на 30 кілометрів над рівнем моря, потрапляєш у «зону», де звук поширюється зі швидкістю 318 метрів за секунду. А на 50 000 метрів відповідно – 330 м/с.

Про число Маха

До речі, цікаво, що для спрощення розуміння особливостей перельоту та роботи за таких умов в авіації використовують число Маха. Загальний опистакого, може бути зведено до наступних висновків. Воно виражає собою швидкість звуку, яка має місце бути в цих умовах, на конкретній висоті, при даній температурі та щільності повітря.

Наприклад, швидкість польоту, що дорівнює двом числам Маха, на висоті десять кілометрів над землею, у звичайних умовах, дорівнюватиме 2 157 км/год. А на рівні моря – 2383 км/год.

Історія «надзвуку». Частина 2. Подолання бар'єрів

До речі, вперше досяг швидкості польоту, більш ніж 1 Мах, льотчик із США – Чак Йегер. Це сталося 1947 року. Тоді він «розігнав» свій літак, що летить на висоті 12.2 тисяч метрів над землею, до швидкості 1066 км/год. Так пройшов перший надзвуковий політ на землі.

Вже у 1950-х починаються роботи з проектування та підготовки до серійного виробництва пасажирських літаків, здатних летіти зі швидкістю – швидше за звук. Їх ведуть вчені та авіаконструктори наймогутніших країн світу. І їм виходить досягти успіху.

Той самий «Конкорд», модель – від якої остаточно відмовляться у 2003, був створений у 1969 році. Це спільна – британсько-французька розробка. Символічно обрана назва – Concorde, з французької, перекладається як «згода».

Це був один із двох існуючих типів надзвукових пасажирських літаків. Ну а створення другого (а точніше – хронологічно – першого) – нагорода авіаконструкторів СРСР. Радянський аналог "Конкорду" називається Ту-144. Він був спроектований у 1960-ті і перший політ здійснив 31 грудня 1968 року. За рік до британсько-французької моделі.

Інших типів надзвукових пасажирських літаків, аж до сьогодні, реалізовано не було. І «Конкорд» і Ту-144 літали завдяки турбореактивним двигунам, які були спеціально перевлаштовані для того, щоб тривалий час працювати в режимі надзвукової швидкості.

Радянський аналог «Конкорду» експлуатували значно менший термін. Вже 1977 року від нього відмовилися. Літак літав у середньому, зі швидкістю 2 300 кілометрів на годину і за раз міг перевезти до 140 пасажирів. Але при цьому ціна квитка на такий «надзвуковий» рейс була в два-два з половиною, а то й тричі більша, ніж на звичайний.

Звичайно, у радянських громадян такі не мали великого попиту. Та й обслуговувати Ту-144 було не просто та дорого. Тому в СРСР від них так швидко відмовилися.

«Конкорди» прослужили довше, хоча квитки на рейси, якими вони літали, також коштували дорого. І попит теж був невеликий. Але все ж таки, незважаючи на це, їх продовжували експлуатувати, як у Великій Британії, так і у Франції.

Якщо виконати перерахунок вартості квитка на «Конкорд», у 1970-х, за сьогоднішнім курсом, то це буде близько двох десятків тисяч доларів. За квиток на один кінець. Можна зрозуміти, чому попит на них був дещо меншим, ніж на перельоти, за допомогою літаків, що не досягають надзвукових швидкостей.

«Конкорд» міг за один раз прийняти на борт від 92 до 120 пасажирів. Літав зі швидкістю понад 2 тисячі км/год і долав відстань від Парижа до Нью-Йорка за три з половиною години.

Так минуло кілька десятиліть. До 2003 року.

Однією з причин відмови від експлуатації цієї моделі стала авіакатастрофа, що сталася 2000 року. Тоді, на борту «Конкорду», що розбився, знаходилося 113 людей. Усі вони загинули.

Пізніше розпочалася міжнародна криза в галузі пасажирських авіаційних перевезень. Його причина – теракти, які сталися 11 вересня 2001 року, на території Сполучених штатів.

До того ж, закінчується термін гарантійного обслуговування «Конкордів» авіакомпанією Airbus. Все це разом зробило подальшу експлуатацію надзвукових пасажирських літаків украй невигідною. І в 2003 році були почергово списані всі Конкорди, як у Франції, так і у Великобританії.

Надії

Після цього залишалися надії на швидке «повернення» надзвукових пасажирських літаків. Авіаконструктори міркували про створення спеціальних двигунів, які дозволять економити паливо, не дивлячись на швидкість польоту. Говорили про підвищення якості та оптимізацію основних систем авіоніки на таких авіамашинах.

Але, у 2006 та 2008 роках вийшли нові постанови Міжнародної організації цивільної авіації. У них визначалися останні (дійсні вони, до речі, і на Наразі) стандарти допустимого авіаційного шуму під час польоту.

А надзвукові літаки, як відомо, не мали права літати над населеними пунктами саме тому. Адже робили сильні шумові бавовни (також з причин фізичних особливостей польоту), коли рухалися на максимальних швидкостях.

Це спричинило те, що «планування» «відродження» надзвукової пасажирської авіації дещо загальмувалося. Однак, насправді, після введення цієї вимоги авіаконструктори почали думати, як вирішити таку проблему. Адже вона теж мала місце і раніше, просто «заборона» сконцентрувала увагу саме на ній – «проблемі шуму».

А що сьогодні?

Але з моменту останньої «заборони» минуло вже десять років. І планування плавно перейшло у проектування. На сьогоднішній день створенням пасажирських надзвукових літаків займаються кілька компаній та державних організацій.

Які саме? Російські: Центральний аерогідродинамічний інститут (той самий, який названий на честь Жуковського), компанії «Туполєв» та «Сухий». У російських авіаконструкторів є неоціненно важлива перевага.

Досвід радянських проектувальників та творців Ту-144. Втім, про вітчизняні напрацювання у цій сфері краще поговорити окремо та докладніше, що ми й пропонуємо зробити далі.

Але не лише росіяни створюють надзвуковий пасажирський літак нового покоління. Це також і європейський концерн – Airbus та французька компанія Dassault. Серед фірм Сполучених Штатів Америки, що працюють у цьому напрямі, — Boeing і, звісно, ​​Lockheed Martin. У Японії основна організація, що проектує такий літак – це агентство аерокосмічних досліджень.

І цей перелік – зовсім не повний. При цьому важливо уточнити, що переважна частина професійних авіаконструкторів, що працюють у цій сфері, розділилася на дві групи. Незалежно від держави походження.

Дехто вважає, що створити «тихий» надзвуковий пасажирський літак, на сьогоднішньому рівні технологічного розвитку людства, неможливо жодним чином.

А тому – єдиний вихід – це проектування «просто швидкого» авіалайнера. Він, у свою чергу, переходитиме на надзвукову швидкість у тих місцях, де це дозволено. А пролітаючи, наприклад, над населеними пунктами, повертатиметься до дозвукової.

Такі «стрибки», на думку цієї групи вчених та конструкторів, дозволять скоротити час польоту до мінімально можливого і не порушити вимог щодо шумових ефектів.

Інші ж навпаки – сповнені рішучості. Вони вважають, що боротися із причиною шуму можна вже зараз. І доклали чимало зусиль, щоб довести - надзвуковий авіалайнер, що літає тихо - цілком можливо побудувати в найближчі роки.

І ще трохи ненудної фізики

Отже, при польоті на швидкості більш ніж 1,2 Маха, планер літального апарату утворює ударні хвилі. Найбільш сильні вони у хвостовій та носовій зоні, а також деяких інших частинах літака, як наприклад – на кромках повітрозабірників.

Що таке ударна хвиля? Це зона, де щільність, тиск і температура повітря зазнають різких стрибків. Виникають вони при переміщеннях на високих швидкостях, швидше за звуковий.

Людям же, які стоять при цьому на землі, незважаючи на відстань, здається, що відбувається якийсь вибух. Звичайно, йдеться про тих, хто перебуває у відносній близькості – під тим місцем, де летить літак. Саме тому й були заборонені польоти надзвуковий авіаціїнад містами.

З такими ударними хвилями, як раз, і борються представники «другого табору» вчених та конструкторів, які вірять у можливість нівеляції цього шуму.

Якщо вдаватися до подробиць, то причина такого буквально «зіткнення» з повітрям на дуже великій швидкості. На фронті хвилі різко та сильно підвищено тиск. У той же час, відразу після нього спостерігається падіння такого, а потім перехід до нормального показника тиску (такому, як було до «зіткнення»).

Проте, вже проведено класифікацію типів хвиль та знайдено потенційно оптимальні рішення. Залишилося тільки закінчити роботи в цьому напрямку і внести необхідні корективи в проекти літаків, або створювати такі з нуля, з урахуванням цих поправок.

Зокрема, фахівці NASA дійшли усвідомлення необхідності конструкційних змін з метою реформації особливостей польоту в цілому.

А саме – зміни специфіки ударних хвиль, наскільки це можливо за нинішнього технологічного рівня. Що досягається шляхом реструктуризації хвилі, рахунок конкретних змін конструкції. У результаті – стандартна хвиля сприймається як N-тип, а та, що виникає під час польоту, з урахуванням запропонованих фахівцями нововведень, як S-тип.

І при останній, істотно знижується «вибуховий» ефект зміни тиску, і люди, що знаходяться внизу, наприклад, у місті, якщо літак пролітає над ним, навіть тоді, коли чують такий ефект, то тільки як «віддалена бавовна дверима автомашини».

Форма – теж важливо

Крім того, наприклад, японські авіаційні конструктори, нещодавно, в середині 2015, створили безпілотний планер моделі D-SEND 2. Його форма спроектована особливим чином, дозволяючи суттєво зменшити інтенсивність та кількість ударних хвиль, що виникають, коли апарат летить на надзвуковій швидкості.

Ефективність запропонованих таким чином японськими вченими, інновацій, була доведена при випробуваннях D-SEND 2. Такі провели у Швеції, в липні 2015. Досить цікавим був перебіг заходу.

Планер, який не був оснащений двигунами, підняли на висоту 30,5 кілометрів. За допомогою повітряної кулі. Потім його скинули донизу. За час падіння він «розігнався» до швидкості 1,39 Маха. Довжина самого D-SEND 2 – 7,9 метра.

Після проведених випробувань, японські авіаконструктори змогли з упевненістю заявити - інтенсивність ударних хвиль, при польоті їх дітища на швидкості, що перевищує швидкість поширення звуку, - вдвічі менше, ніж у Конкорда.

Які ж особливості D-SEND 2? Насамперед – його носова частина не осесиметрична. Кіль зміщений до неї, і при цьому горизонтальне хвостове оперення встановлено як цільноповоротне. Воно також розташоване під негативним кутом поздовжньої осі. І при цьому закінчення оперення розташовуються нижче, ніж точка кріплення.

Крило, плавно сполучене з фюзеляжем, виконане з нормальною стрілоподібністю, але ступінчасте.

За приблизно такою ж схемою зараз станом на листопад 2018 проектують пасажирський надзвуковий AS2. Працюють над ним майстри з Lockheed Martin. Замовником виступає NASA.

Також проект російського СДС/УПС зараз перебуває на стадії вдосконалення форми. Планується, що вона буде створюватися з упором зменшення інтенсивності ударних хвиль.

Сертифікація та… ще одна сертифікація

Важливо розуміти, що деякі проекти пасажирських надзвукових літаків реалізовуватимуться вже на початку 2020-х. При цьому правила встановлені Міжнародною організацієюцивільної авіації, у 2006 та 2008, ще діятимуть.

А значить, якщо до того часу не станеться серйозного технологічного прориву, в області «тихого надзвуку», то ймовірно створення саме літаків, які переходитимуть на швидкість, вище одного Маха, тільки в зонах, де це дозволено.

І після цього, коли необхідні технології все ж таки з'являться, за такого сценарію, доведеться проводити безліч нових випробувань. З метою того, щоб літаки могли отримати дозвіл на польоти над населеними пунктами. Але це лише міркування про майбутнє, сьогодні щось точно сказати щодо цього дуже важко.

Питання ціни

Ще одна проблема, згадана раніше-дорожнеча. Звичайно, на сьогоднішній день вже створено безліч двигунів, набагато економічніших, ніж ті, які експлуатували ще двадцять, або тридцять років тому.

Навіть зараз проектуються і ті, які можуть забезпечити літаку рух на надзвуковій швидкості, але при цьому не «з'їдають» стільки пального, скільки Ту-144, або «Конкорд».

Яким чином? Насамперед - це використання керамічних композиційних матеріалів, що забезпечують зниження температур, а це особливо важливо в гарячих зонах силових установок.

Крім того – введення ще одного, третього, повітряного контуру – крім зовнішнього та внутрішнього. Нівеляція жорсткого зчеплення турбіни з вентилятором, усередині літакового двигуна тощо.

Проте, завдяки всім цим нововведенням, не можна сказати, що надзвуковий політ, у сьогоднішніх реаліях – економічний. Тому для того, щоб він став доступним і привабливим для широких мас населення, вкрай важливі роботи з удосконалення двигунів.

Можливо, актуальним рішенням стане повна переробка конструкції, вважають експерти.

До речі – знизити вартість рахунок збільшення кількості пасажирів на один рейс, також не вдасться. Оскільки ті авіамашини, що проектують на сьогоднішній день (маються на увазі, звичайно, надзвукові літаки), розраховані на перевезення невеликої кількості людей – від восьми до сорока п'яти.

Новий двигун – варіант вирішення проблеми

З останніх новинок, у цій сфері, слід відзначити інноваційну реактивну, турбовентиляторну силову установку, створену нинішнього, 2018 року, компанією GE Aviation. У жовтні вона була представлена ​​під назвою Affinity.

Цей двигун планують встановити на згадану модель пасажирського AS2. Якихось суттєвих технологічних «новинок» у даному типі силових установок не передбачено. Але при цьому, в ньому з'єднані особливості реактивних двигунів з великим та малим ступенем двоконтурності. Що робить модель дуже цікавою для установки на надзвуковому літаку.

До того ж, творці двигуна стверджують, що при випробуваннях він доведе свою ергономічність. Витрата палива силовою установкою приблизно дорівнює тому, який можна фіксувати у стандартних двигунів авіалайнерів, що нині знаходяться в експлуатації.

Тобто, це заявка на те, що силова установка надзвукового літака споживатиме приблизно стільки ж палива, скільки й у звичайного авіалайнера, не здатного розігнатися до швидкості вище одного Маху.

Як це вийде – поки що пояснити важко. Оскільки особливості конструкції двигуна його творці зараз не розкривають.

Якими вони можуть бути – російські надзвукові авіалайнери?

Звичайно, сьогодні існує безліч конкретних проектів надзвукових пасажирських літаків. Однак далеко не всі близькі до реалізації. Подивимося на найперспективніші.

Отже – на особливу увагу заслуговують російські авіабудівники, які успадкували досвід радянських майстрів. Як згадувалося раніше, сьогодні у стінах ЦАГІ імені Жуковського, за словами його співробітників, вже майже закінчено створення концепції надзвукового. пасажирського літаканового покоління.

В офіційному описі моделі, наданому прес-службою інституту, згадується, що це легка, адміністративна авіамашина, з низьким рівнем звукового удару. Проектуванням займаються спеціалісти, співробітники цієї установи.

Також, у повідомленні прес-служби ЦАГІ згадано, що завдяки особливому компонування корпусу літака та спеціальному соплу, на якому встановлена ​​система шумоглушення, ця модель демонструватиме останні досягнення технологічного розвитку російського авіабудування.

До речі, важливо згадати, що серед найперспективніших проектів ЦАГІ, окрім описаного, – нова конфігурація пасажирських авіалайнерів, яка називається «літаюче крило». Вона реалізує кілька особливо актуальних покращень. А саме – дає можливість покращити аеродинаміку, знизити споживання палива тощо. Але для не надзвукових авіамашин.

Крім того, цей інститут вже неодноразово представляв готові проекти, які привертали увагу авіалюбителів з усього світу. Припустимо, — один із останніх, — модель надзвукового бізнес-джета, здатного подолати до 7 000 кілометрів без дозаправки, і розвивати швидкість 1,8 тисячі км/год. Така була представлена ​​на виставці "Гідроавіасалон-2018".

«...Проектування йде по всьому світу!»

Крім названих російських, також найбільш перспективні такі моделі. Американський AS2 (здатний розвинути швидкість до 1,5 маху). Іспанська S-512 (межа швидкості - 1,6 Маха). І також, що знаходиться на стадії проектування в США, Boom, від компанії Boom Technologies (ну а він зможе літати з максимальною швидкістю 2,2 Маха).

Є ще X-59, який створюється на замовлення NASA, фірмою Lockheed Martin. Але він буде літаючою науковою лабораторією, а не пасажирським літаком. Та й запускати його в серійне виробництво поки що ніхто не планував.

Цікавими є плани компанії Boom Technologies. Співробітники цієї фірми заявляють, що намагатимуться досягти максимального здешевлення вартості польоту на надзвукових авіалайнерах, що створюються підприємством. Наприклад, ціну за переліт з Лондона до Нью-Йорку вони можуть приблизно назвати. Це близько 5000 доларів.

Для порівняння, стільки коштує квиток на рейс з англійської столиці до «Нового» Йорка, звичайного, або «дозвукового» літака, в бізнес-класі. Тобто, ціна польоту на авіалайнері, здатному літати зі швидкістю більше 1.2 Маха, приблизно дорівнює вартості дорогого квитка на літак, який не міг би здійснити такий же швидкий переліт.

Однак у Boom Technologies зробили ставку на те, що створити «тихий» надзвуковий. пасажирський лайнеру найближчій перспективі не вийде. Тому їх Boom літатиме на максимальної швидкості, який здатний розвинути, тільки над водними просторами. А перебуваючи над сушею, переходити на меншу.

При тому, що довжина Boom складе 52 метри, він зможе перевезти до 45 пасажирів. Згідно з планами компанії, що проектує літак, перший політ цієї новинки має відбутися у 2025 році.

Що на сьогоднішній день відомо про ще один перспективний проект – AS2? Він зможе перевезти значно менше людей – лише від восьми до дванадцяти за рейс. При цьому довжина лайнера дорівнюватиме 51,8 метра.

Над водою він, як планується, матиме можливість літати зі швидкістю 1,4-1,6 Маха, а над сушею – 1,2. До речі, в останньому випадку завдяки особливій формі літак у принципі не утворюватиме ударних хвиль. Вперше ця модель має піднятися в повітря вже влітку 2023 року. У жовтні того ж року – літак виконає свій перший переліт через Атлантику.

Ця подія буде приурочена до пам'ятної дати – двадцятиріччя, з того дня, як «Конкорди» востаннє летіли над Лондоном.

При цьому, іспанський S-512 вперше злине в небо не пізніше, ніж наприкінці 2021 року. А поставки цієї моделі замовникам розпочнуться з 2023 року. Максимальна швидкість цього літака – 1,6 Маха. На його борту можна розташувати 22 пасажири. Гранична дальність польоту дорівнює 11500 км.

Клієнт – усьому голова!

Як можна помітити, деякі компанії дуже намагаються завершити проектування і розпочати створення авіамашин – якнайшвидше. Заради кого вони готові так поспішати? Спробуємо пояснити.

Отже, протягом 2017 року, наприклад, обсяг повітряних пасажирських перевезень становив чотири мільярди осіб. Причому 650 мільйонів із них літали на далекі відстані, провівши в дорозі від 3,7 до тринадцятої години. Далі - 72 мільйони з 650, при тому, летіли першим, або бізнес-класом.

Ось на ці 72 000 000 чоловік, у середньому, і розраховують ті компанії, які займаються створенням надзвукових пасажирських авіамашин. Логіка проста – можливо, що багато хто з них не проти заплатити трохи більше за квиток, з умовою того, що політ пройде приблизно вдвічі швидше.

Але, навіть попри всі перспективи, багато експертів обґрунтовано вважають, що активний прогрес надзвукової авіації, створеної для перевезення пасажирів, може розпочатися вже після 2025 року.

На підтвердження такої думки свідчить і факт того, що згадана «летюча» лабораторія X-59 вперше підніметься у повітря лише 2021 року. А навіщо?

Дослідження та перспективи

Основною метою її польотів, які проходитимуть протягом кількох років, виступить збір інформації. Справа в тому, що ця авіамашина має пролетіти над різними населеними пунктами на надзвуковій швидкості. Жителі цих поселень вже висловили свою згоду на проведення випробувань.

І після того, як літак-лабораторія завершуватиме черговий «експериментальний переліт», люди, які живуть у тих населених пунктах, над якими вона пролетіла, повинні розповісти про ті «враження», що вони отримали за час, коли авіалайнер перебував над їхніми головами. Особливо чітко висловити – як сприймали шум. Чи вплинув він з їхньої життєдіяльність тощо.

Зібрані таким чином дані будуть передані до Федерального управління цивільної авіації, що у Сполучених Штатах. І після їх детального аналізу фахівцями, можливо, заборона на здійснення польотів надзвукових авіалайнерівнад населеними ділянками суші, буде скасовано. Але в будь-якому випадку, станеться це не раніше 2025 року.

А поки що ми можемо спостерігати за створенням цих інноваційних літаків, які вже незабаром ознаменують своїми польотами народження нової ери надзвукової пасажирської авіації!

Звичайний пасажирський літак літає зі швидкістю близько 900 км/година. Реактивний військовий винищувач може розвивати приблизно втричі більшу швидкість. Проте сучасні інженери з РФ та інших країн світу активно розробляють ще більш швидкісні машини – гіперзвукові літаки. У чому специфіка відповідних концепцій?

Критерії гіперзвукового літака

Що таке гіперзвуковий літак? Під таким прийнято розуміти апарат, здатний літати зі швидкістю, що багаторазово перевищує таку для звуку. Підходи дослідників до визначення конкретного її показника різняться. Поширена методологія, через яку літак слід вважати гіперзвуковим, якщо він кратно перевищує швидкісні показники найшвидших сучасних надзвукових апаратів. Які становлять близько 3-4 тис. км/год. Тобто гіперзвуковий літак, якщо дотримуватись цієї методології, повинен розвивати швидкість від 6 тис. км/год.

Безпілотні та керовані апарати

Підходи дослідників можуть відрізнятися також аспекті визначення критеріїв віднесення тієї чи іншої апарату до літаків. Є версія, що до таких правомірно відносити ті машини, які керуються людиною. Є думка, за якою літаком також можна вважати і безпілотний апарат. Тому деякі аналітики класифікують машини типу, що розглядається, на ті, що підлягають управлінню людиною, і ті, які функціонують автономно. Подібний поділ може бути виправданим, оскільки безпілотні апарати можуть володіти набагато більшими технічними характеристиками, наприклад, в частині перевантажень і швидкості.

Разом з тим, багато дослідників розглядають гіперзвукові літаки як єдину концепцію, для якої ключовий показник — швидкість. Неважливо, чи сидить за штурвалом апарата людина чи машина керується роботом — головне, щоб літак був достатньо швидким.

Зліт — самостійний чи із сторонньою допомогою?

Поширена класифікація гіперзвукових літальних апаратів, основу якої — віднесення їх у категорії тих, що здатні злітати самостійно, або тих, які передбачають розміщення більш потужному носії — ракеті чи вантажному літаку. Існує думка, через яку до апаратів аналізованого типу правомірно відносити переважно ті, що здатні злітати самостійно чи за мінімальному залученні інших типів техніки. Проте ті дослідники, які вважають, що основний критерій, що характеризує гіперзвуковий літак, — швидкість, має бути першорядним за будь-якої класифікації. Будь то віднесення апарату до безпілотних, керованих, здатних злітати самостійно або за допомогою інших машин - якщо відповідний показник досягає зазначених вище значень, то йдеться про гіперзвуковий літак.

Основні проблеми гіперзвукових рішень

Концепціям гіперзвукових рішень багато десятиліть. Протягом усіх років розробки відповідного типу апаратів світові інженери вирішують низку суттєвих проблем, які об'єктивно заважають поставити випуск «гіперзвуку» на потік — подібно до організації виробництва турбогвинтових літаків.

Основна складність у конструюванні гіперзвукових літаків — створення двигуна, здатного бути достатньо енергоефективним. Інша проблема – вибудовування необхідного апарату. Справа в тому, що швидкість гіперзвукового літака в тих значеннях, що ми розглянули вище, передбачає сильне нагрівання корпусу за рахунок тертя про атмосферу.

Сьогодні ми розглянемо кілька зразків вдалих прототипів літальних апаратів відповідного типу, розробники яких змогли значно просунутися вперед щодо успішного вирішення зазначених проблем. Вивчимо тепер найбільш відомі світові розробки щодо створення гіперзвукових літальних апаратів аналізованого типу.

від Boeing

Найшвидший гіперзвуковий літак у світі, як вважають деякі експерти, це американський Boeing X-43A. Так, у ході тестування даного апарату було зафіксовано, що він досягав швидкості, що перевищує 11 тис км/год. Тобто приблизно в 9,6 рази швидше

Чим особливо примітний гіперзвуковий літак X-43A? Характеристики даного літального апарату такі:

Гранична швидкість, зафіксована на тестах, – 11 230 км/год;

Розмах крил – 1,5 м;

Довжина корпусу – 3,6 м;

Двигун – прямоточний, Supersonic Combustion Ramjet;

Паливо – атмосферний кисень, водень.

Можна відзначити, що даний апарат відноситься до найбільш екологічним. Справа в тому, що паливо, що використовується, практично не передбачає виділення шкідливих продуктів горіння.

Гіперзвуковий літак X-43A був розроблений спільними зусиллями інженерів NASA, а також компаній Orbical Science Corporation та Minocraft. створювався близько 10 років. У його розробку вкладено близько 250 млн. доларів. Концептуальна новизна літака, що розглядається в тому, що він був задуманий з метою випробування новітньої технології забезпечення роботи рухової тяги.

Розробка від Orbital Science

Компанія Orbital Science, яка, як ми зазначили вище, взяла участь у створенні апарату X-43A, встигла створити свій гіперзвуковий літак — X-34.

Його гранична швидкість – понад 12 тис. км/год. Щоправда, в ході практичних тестів її не було досягнуто — більше того, не вдалося досягти показника, показаного літаком X43-A. Літальний апарат, що розглядається, прискорюється при задіянні ракети «Пегас», що функціонує на твердому паливі. Машина X-34 була вперше випробувана у 2001 році. Розглянутий літак відчутно більший за апарат від Boeing — його довжина становить 17,78 м, розмах крил — 8,85 м. Максимальна висота польоту гіперзвукової машини від Orbical Science — 75 кілометрів.

Літальний апарат від North American

Ще один відомий гіперзвуковий літак – X-15, випущений компанією North American. Цей апарат аналітики відносять до експериментальних.

Він оснащений, що дає привід деяким експертам не відносити його, власне, до класу літаків. Однак наявність ракетних двигунів дозволяє апарату, зокрема, здійснювати Так, під час одного з випробувань у такому режимі він був протестований пілотами. Призначення апарату X-15 - дослідження специфіки гіперзвукових польотів, оцінка тих чи інших конструкторських рішень, нових матеріалів, особливостей керування подібними машинами у різних шарах атмосфери. Примітно, що було затверджено ще 1954 року. Літає X-15 зі швидкістю понад 7 тис. км/год. Дальність його польоту – понад 500 км, висота перевищує 100 км.

Найшвидші серійні літаки

Вивчені нами вище гіперзвукові апарати фактично належать до категорії дослідницьких. Корисно буде розглянути деякі серійні зразки літаків, наближених за характеристиками до гіперзвукових або (за тією чи іншою методологією) ними.

Серед таких машин — американська технологія SR-71. Цей літак деякі дослідники не схильні відносити до гіперзвукових, оскільки його гранична швидкість становить близько 3,7 тис. км/год. Серед найбільш примітних його характеристик – злітна маса, яка перевищує 77 тонн. Довжина апарату – понад 23 м, розмах крил – понад 13 м.

Одним із найшвидших військових літаків вважається російське МіГ-25. Апарат може розвивати швидкість понад 3,3 тис. км/год. Максимальна злітна вага російського літака- 41 тонна.

Таким чином, на ринку серійних рішень, наближених за характеристиками до гіперзвукових, РФ — серед лідерів. Але що можна сказати про російські розробки в частині «класичних» гіперзвукових літаків? Чи здатні інженери з РФ створити рішення, конкурентне машинам від Boeing та Orbital Scence?

Російські гіперзвукові апарати

На даний момент російський гіперзвуковий літак знаходиться на стадії розробки. Але йде вона досить активно. Мова йдепро літак Ю-71. Його перші випробування, судячи з повідомлень у ЗМІ, було проведено у лютому 2015 року під Оренбургом.

Передбачається, що літак використовуватиметься у військових цілях. Так, гіперзвуковий апарат зможе за необхідності здійснювати доставку вражаючих коштів на значні відстані, вести моніторинг території, а також використовуватися як елемент штурмової авіації. Деякі дослідники вважають, що у 2020-2025 pp. до РВСН надійде близько 20 літаків відповідного типу.

У ЗМІ є відомості про те, що розглянутий гіперзвуковий літак Росії розміщуватиметься на балістичній ракеті «Сармат», яка також знаходиться на стадії проектування. Деякі аналітики вважають, що гіперзвуковий апарат Ю-71, який розробляється, — це не що інше, як боєголовка, яка повинна буде відокремлюватися від балістичної ракети на кінцевій ділянці польоту, щоб потім, завдяки високій, характерній для літака маневреності, долати системи ПРО.

Проект «Аякс»

Серед найбільш примітних проектів, пов'язаних із розробкою гіперзвукових літаків, - "Аякс". Вивчимо його докладніше. Гіперзвуковий літак "Аякс" - концептуальна розробка радянських інженерів. У науковому середовищі розмови про неї почалися ще у 80-ті роки. Серед найбільш примітних характеристик - наявність системи теплового захисту, яка покликана захищати корпус від перегріву. Таким чином, розробники апарату "Аякс" запропонували вирішення однієї з "гіперзвукових" проблем, зазначених нами вище.

Традиційна схема теплового захисту літальних машин передбачає розміщення на корпусі спеціальних матеріалів. Розробники "Аякса" запропонували іншу концепцію, за якою передбачалося не захищати апарат від зовнішнього нагріву, а впускати тепло всередину машини, одночасно збільшуючи її енергоресурс. Основним конкурентом радянського апарату вважався гіперзвуковий літак «Аврора», створюваний у США. Однак у зв'язку з тим, що конструктори з СРСР суттєво розширили можливості концепції, на нову розробку було покладено найширше коло завдань, зокрема дослідницьких. Можна сказати, що "Аякс" - гіперзвуковий багатоцільовий літак.

Розглянемо докладніше технологічні нововведення, запропоновані інженерами із СРСР.

Отже, радянські розробники «Аякса» запропонували використовувати тепло, що виникає як результат тертя корпусу літака про атмосферу, перетворювати на корисну енергію. Технічно це могло бути реалізоване за допомогою розміщення на апараті додаткових оболонок. У результаті формувалося щось на кшталт другого корпусу. Його порожнину передбачалося заповнити якимось каталізатором, наприклад, сумішшю пального матеріалу та води. Теплоізолюючий шар, виготовлений з твердого матеріалу, в «Аяксі» передбачалося замінити на рідинний, який, з одного боку, мав захищати двигун, з іншого — сприяв би каталітичній реакції, яка, між тим, могла супроводжуватися ендотермічним ефектом — переміщенням тепла із зовнішньої. частини корпусу усередину. Теоретично охолодження зовнішніх частин апарати могло бути яким завгодно. Надмірне тепло, у свою чергу, передбачалося задіяти з метою підвищення ефективності роботи двигуна літака. При цьому дана технологія дозволяла б генерувати внаслідок реакції палива та види вільного водню.

Наразі доступні широкому загалу відомості про продовження розробки «Аякса» відсутні, проте дослідники вважають досить перспективним впровадження радянських концепцій у практику.

Китайські гіперзвукові апарати

Конкурентом Росії та США на ринку гіперзвукових рішень стає Китай. Серед найвідоміших розробок інженерів із КНР — літальний апарат WU-14. Він являє собою гіперзвуковий керований планер, що розміщується на балістичній ракеті.

МБР запускає літальний апарат до космосу, звідки машина різко пікірує вниз, розвиваючи гіперзвукову швидкість. Китайський апарат може монтуватися на різних МБР, що мають дальність від 2 до 12 тис. км. Встановлено, що в ході тестів апарат WU-14 зміг розвинути швидкість, що перевищує 12 тис. км/год, перетворившись таким чином на найшвидший гіперзвуковий літак за версією деяких аналітиків.

Разом з тим, багато дослідників вважають, що китайську розробку не цілком правомірно відносити до класу літаків. Так, поширена версія, за якою апарат слід класифікувати як боєголовку. Причому дуже ефективну. При польоті вниз із зазначеною швидкістю навіть найсучасніші системи ПРО не зможуть гарантувати перехоплення відповідної мети.

Можна відзначити, що розробками гіперзвукових апаратів, що задіяні у військових цілях, займаються також Росія та США. При цьому російська концепція, за якою передбачається створювати машини відповідного типу, значно відрізняється, як свідчать дані деяких ЗМІ, від технологічних принципів, реалізованих американцями і китайцями. Так, розробники з РФ концентрують зусилля у сфері створення літальних апаратів, оснащених прямоточним двигуном, здатних запускатися із землі. Росія планує співпрацю у цьому напрямку з Індією. Гіперзвукові апарати, створювані за російською концепцією, вважають деякі аналітики, характеризуються меншою вартістю і ширшою сферою застосування.

Водночас гіперзвуковий літак Росії, про який ми сказали вище (Ю-71), передбачає, як вважають деякі аналітики, саме розміщення на МБР. Якщо ця теза виявиться вірною, то можна буде говорити про те, що інженери з РФ працюють відразу по двох популярних концептуальних напрямках у будівництві гіперзвукових літальних апаратів.

Резюме

Отже, ймовірно, найшвидший гіперзвуковий літак у світі, якщо говорити про літальні апарати без їх класифікації, це все ж таки китайський апарат WU-14. Хоча треба розуміти, що реальні відомості про нього, зокрема випробування, можуть бути засекречені. Це цілком відповідає принципам китайських розробників, які часто будь-що прагнуть зберегти свої військові технології в таємниці. Швидкість найшвидшого гіперзвукового літака – понад 12 тис. км/год. Його «наздоганяє» американська розробка X-43A — багато експертів вважають найшвидшим саме його. Теоретично гіперзвуковий літак X-43A, а також китайський WU-14 може наздогнати розробку від Orbical Science, розраховану на швидкість понад 12 тис. км/год.

Характеристики російського літака Ю-71 поки що не відомі широкому загалу. Цілком можливо, що вони будуть наближені до параметрів китайського літального апарату. Російські інженери також ведуть розробки з гіперзвукового літака, здатного злітати не на базі МБР, а самостійно.

Поточні проекти дослідників із Росії, Китаю та США так чи інакше пов'язані з військовою сферою. Гіперзвукові літаки, безвідносно їхньої можливої ​​класифікації, розглядаються в першу чергу як носії озброєнь, швидше за все, ядерних. Однак у роботах дослідників з різних країн світу зустрічаються тези про те, що «гіперзвук», подібно до атомних технологій, цілком може бути мирним.

Справа за появою доступних та надійних рішень, що дозволяють організувати серійне виробництво машин відповідного типу. Використання подібних апаратів можливе у найширшому спектрі галузей господарського розвитку. Найбільшу затребуваність гіперзвукові літальні апарати, ймовірно, знайдуть у космічній та дослідницькій індустрії.

У міру здешевлення технологій виробництва відповідних машин зацікавленість в інвестуванні в подібні проекти можуть виявляти транспортні бізнеси. Промислові корпорації, постачальники різних сервісів можуть почати розглядати гіперзвук як інструмент підвищення конкурентоспроможності бізнесу в частині організації міжнародних комунікацій.

Ту-144 – радянський надзвуковий літак, розроблений КБ Туполєва у 1960-ті роки. Поряд із Конкордом він є одним із двох надзвукових авіалайнерів, які колись використовувалися авіакомпаніями для комерційних перевезень.

У 60-х роках в авіаційних колах США, Великій Британії, Франції та СРСР активно обговорювалися проекти створення пасажирського надзвукового літака з максимальною швидкістю 2500-3000 км/год, дальністю польоту не менше 6-8 тисяч км. У листопаді 1962 року Франція та Великобританія підписали угоду про спільну розробку та будівництво «Конкорд» («Злагода»).

Творці надзвукового літака

У Радянському Союзі створенням надзвукового літака займалося конструкторське бюро академіка Андрія Туполєва. На попередньому засіданні КБ у січні 1963 року Туполєв заявив:

«Розмірковуючи про майбутнє авіаперевезень людей з одного континенту на інший, приходиш до однозначного висновку: надзвукові повітряні лайнери, безперечно, потрібні, і я не сумніваюся, що в життя вони увійдуть…»

Провідним конструктором проекту призначено сина академіка - Олексія Туполєва. З його ОКБ тісно співпрацювали понад тисячу фахівців з інших організацій. Створенню передували великі теоретичні та експериментальні роботи, що включали численні випробування в аеродинамічних трубах та натурних умовах при польотах аналога.

«Конкорд» та Ту-144

Розробникам довелося поламати голову, щоби знайти оптимальну схему машини. Принципово важлива швидкість проектованого лайнера - 2500 чи 3000 км/год. Американці, дізнавшись, що "Конкорд" розраховується на 2500 км/год, заявили, що всього на півроку пізніше випустять свій пасажирський "Боїнг-2707", виконаний зі сталі та титану. Тільки ці матеріали без руйнівних наслідків витримували нагрів конструкції при зіткненні з повітряним потоком на швидкостях 3000 км/год. Однак цілісні сталеві та титанові конструкції повинні ще пройти серйозну технологічну та експлуатаційну перевірку. На це піде багато часу, і Туполєв вирішує будувати надзвуковий літак з дюралюмінію, в розрахунку на швидкість 2500 км/год. Американський проект "Боїнга" згодом був взагалі закритий.

У червні 1965 модель показали на щорічному авіасалоні в Парижі. "Конкорд" і Ту-144 виявилися вражаюче схожими один на одного. Радянські конструктори казали - нічого дивного: загальна форма визначається законами аеродинаміки та вимогами, що висуваються до певного типу машин.

Форма крила надзвукового літака

Але якою має бути форма крила? Зупинилися на тонкому трикутному крилі з контуром переднього краю у вигляді літери «8». Безхвоста схема - неминуча за такої конструкції несучої площини - робила надзвуковий лайнер стійким і добре керованим на всіх режимах польоту. Чотири двигуни були під фюзеляжем, ближче до осі. Паливо розміщено у кесонних крильових баках. Балансувальні баки, розташовані в задній частині фюзеляжу та напливах крила, призначені, щоб змінювати положення центру тяжіння під час переходу від дозвукової швидкості польоту до надзвукового. Ніс зробили гострим і гладким. Але як у такому разі забезпечити пілотам передній огляд? Вихід знайшли - «ніс, що вклоняється». Фюзеляж круглого перерізу мав носовий обтічник кабіни екіпажу, що відхиляється вниз під кутом 12 градусів в умовах зльоту та на 17 градусів при посадці.

Надзвуковий літак піднімається в небо

Вперше надзвуковий літак здіймається в небо в останній день 1968 року. Машиною керував льотчик-випробувач Е. Єлян. Як літак пасажирського призначення, він перший у світі подолав швидкість звуку на початку червня 1969 року, перебуваючи на висоті 11 кілометрів. Другу швидкість звуку (2М) надзвуковий літак узяв у середині 1970 року, перебуваючи на висоті 16.3 кілометри. Надзвуковий літак увібрав у себе безліч нововведень конструкторського та технічного плану. Тут хочеться відзначити таке рішення як переднє горизонтальне оперення. При використанні ПГО покращувалася маневреність польоту та гасилася швидкість при заході на посадку. Вітчизняний надзвуковий літак міг експлуатуватися з двох десятків аеропортів, тоді як франко-англійський «Конкорд», маючи велику швидкість при посадці, міг сісти лише у сертифікованому аеропорту. Конструктори КБ Туполєва провели величезну роботу. Взяти, наприклад, натурні випробування крила. Вони проходили на лабораторії, що літає, — МіГ-21І, переробленого спеціально під випробування конструкції та обладнання крила майбутнього надзвукового літака.

Розвиток та модифікація

Роботи з розвитку базової конструкції «044» йшли у двох напрямках: створення нового економічного безфорсажного ТРД типу РД-36-51 та значне покращення аеродинаміки та конструкції надзвукового літака. Результатом цього мало стати виконання вимог щодо дальності надзвукового польоту. Рішення комісії Ради Міністрів СРСР за варіантом надзвукового літака з РД-36-51 було ухвалено 1969 року. Одночасно на пропозицію МАП — МДА приймається рішення, до моменту створення РД-36-51 та встановлення їх на надзвуковий літак, про будівництво шести надзвукових літаків з НК-144А із зменшеними питомими витратами палива. Конструкцію серійних надзвукових літаків з НК-144А передбачалося значно модернізувати, провести значні зміни в аеродинаміці, отримавши на крейсерському надзвуковому режимі Кмакс понад 8. серії на РД-36-51

Будівництво модернізованого надзвукового літака

Будівництво передсерійного модернізованого Ту-144 («004) розпочалося на ММЗ «Досвід» 1968 року. За розрахунковими даними з двигунами НК-144 (Ср=2,01) передбачувана надзвукова дальність повинна була становити 3275 км, і з НК-144А (Ср=1,91) перевищити 3500 км. З метою поліпшення аеродинамічних характеристик на крейсерському режимі М=2,2 змінили форму крила в плані (стріловидність напливної частини по передній кромці зменшили до 76°, а базової збільшили до 57°) форма крила стала ближче до «готичної». Порівняно з «044», збільшилася площа крила, ввели інтенсивнішу конічну крутку кінцевих частин крила. Однак найважливішим нововведенням по аеродинаміці крила стала зміна серединної частини крила, що забезпечила самобалансування на крейсерському режимі мінімальними втратамиякості, з урахуванням оптимізації польотних деформацій крила на цьому режимі. Було збільшено довжину фюзеляжу з урахуванням розміщення 150 пасажирів, покращено форму носової частини, що також позитивно вплинуло на аеродинаміку.

На відміну від «044» кожну пару двигунів у парних мотогондолах з повітрозабірниками розсунули, звільнивши від них нижню частину фюзеляжу, розвантаживши його від підвищених температурних і вібраційних навантажень, при цьому змінили нижню поверхню крила в місці розрахункової області підтискання потоку, збільшили щілину крила і верхньою поверхнею повітрозабірника - все це дозволило інтенсивніше використовувати ефект підтиснення потоку на вході в повітрозабірники на Кмакс, ніж це вдалося отримати на «044». Нове компонування мотогондол вимагає змін по шасі: основні стійки шасі розмістили під мотогондолами, з прибиранням їх всередину між повітряними каналами двигунів, перейшли до восьмиколісного візка, змінилася також схема прибирання носової стійки шасі. Важливою відмінністю «004» від «044» стало впровадження переднього багатосекційного крильця-дестабілізатора, що прибирався в польоті, що висувався з фюзеляжу на злітно-посадкових режимах, і дозволяв забезпечувати необхідне балансування при відхилених елевонах-закрилках. Доопрацювання конструкції, збільшення комерційного навантаження та запасу палива призвели до зростання злітної маси, яка перевищила 190 тонн (для «044» — 150 тонн).

Передсерійний Ту-144

Будівництво передсерійного надзвукового літака №01-1 (бортовий №77101) завершилося на початку 1971 року, 1 червня 1971 року здійснив перший політ. За програмою заводських випробувань машина виконала 231 політ, тривалістю 338 годин, їх 55 годин літав на надзвуку. На цій машині відпрацьовувалися комплексні питання взаємодії силової установки на різних режимах польоту. 20 вересня 1972 року машина здійснила переліт по трасі Москва-Ташкент, при цьому маршрут пройшов за 1 годину 50 хвилин, крейсерська швидкість під час польоту досягала 2500 км/год. Передсерійна машина стала основою для розгортання серійного виробництва на Воронезькому авіаційному заводі (ВАЗ), якому рішення уряду було доручено освоєння в серії надзвукового літака.

Перший політ серійного Ту-144

Перший політ серійного надзвукового літака №01-2 (бортовий №77102) з двигунами НК-144А відбувся 20 березня 1972 року. У серії, за результатами випробувань передсерійної машини, було відкориговано аеродинаміку крила і ще раз дещо збільшено його площу. Злітна маса у серії досягла 195 тонн. Питома витрата палива НК-144А до моменту експлуатаційних випробувань серійних машин мали намір довести за рахунок оптимізації сопла двигуна до 1,65-1,67 кг/кгс год, а надалі до 1,57 кг/кгс годину, при цьому дальність польоту повинна була збільшена до 3855-4250 км і 4550 км відповідно. Реально змогли досягти до 1977 року в ході випробувань і доведень серії Ту-144 і НК-144А Ср=1,81 кг/кгс на крейсерському надзвуковому режимі тяги 5000 кгс, Ср=1,65 кг/кгс на злітному форсажному режимі 20000 кгс, Ср=0,92 кг/кгс годину на крейсерському дозвуковому режимі тяги 3000 кгс і максимальному форсажному режимі на трансзвуковому режимі отримали 11800 кгс.Уламок надзвукового літака.

Польоти та випробування надзвукового літака

Перший етап випробувань

За короткий період часу у суворій відповідності до програми було виконано 395 польотів із загальним нальотом 739 годин, у тому числі понад 430 годин на надзвукових режимах.

Другий етап випробувань

На другому етапі експлуатаційних випробувань відповідно до спільного наказу міністрів авіаційної промисловості та цивільної авіації від 13 вересня 1977 року № 149-223 відбувалося більш активне підключення коштів та служб цивільної авіації. Було утворено нову комісію з проведення випробувань, яку очолив заступник міністра цивільної авіації Б.Д. Грубій. Рішенням комісії, потім підтвердженим спільним наказом від 30 вересня – 5 жовтня 1977 року, було призначено екіпажі для проведення експлуатаційних випробувань:

1. Перший екіпаж: льотчики Б.Ф. Кузнєцов (Московське транспортне управління ГА), С.Т. Агапов (ЖЛІіДБ), штурман С.П. Храмов (МТУ ГА), бортінженери Ю.М. Аваєв (МТУ ГА), Ю.Т. Селіверстов (ЖЛІіДБ), провідний інженер С.П. Авакімов (ЖЛІіДБ).
2. Другий екіпаж: льотчики В.П. Воронін (МДУ ГА), І.К. Ведерніков (ЖЛІіДБ), штурман А.А. Сенюк (МТУ ГА), бортінженери О.О. Требунців (МТУ ГА) та В.В. Соломатін (ЖЛІіДБ), провідний інженер В.В. Ісаєв (ДержНІІГА).
3. Третій екіпаж: льотчики М.С. Кузнєцов (ДержНІІГА), Г.В. Воронченка (ЖЛІіДБ), штурман В.В. В'язигін (ДержНІІГА), бортінженери М.П. Ісаєв (МТУ ГА), В.В. Соломатін (ЖЛІіДБ), провідний інженер В.М. Поклад (ЖЛІіДБ).
4. Четвертий екіпаж: льотчики Н.І. Юрсков (ДержНІІГА), В.А. Севанькаєв (ЖЛІіДБ), штурман Ю.А. Васильєв (ДержНІІГА), бортінженер В.Л. Венедиктов (ДержНІІГА), провідний інженер І.С. Майборода (ДержНІІГА).

До початку випробувань було проведено велику роботу з розгляду всіх отриманих матеріалів з метою використання їх «для заліку» виконання конкретних вимог. Однак, незважаючи на це, окремі фахівці цивільної авіації наполягали на виконанні «Програми експлуатаційних випробувань надзвукового літака», розробленої в ДержНДІДА ще 1975 року під керівництвом провідного інженера Тетерюкова А.М. Ця програма вимагала по суті повторення вже раніше виконаних польотів обсягом 750 польотів (1200 льотних годин) на трасах МДА.

Загальний обсяг експлуатаційних польотів та випробувань з обох етапів становитимуть 445 польотів з нальотом 835 годин, з них 475 годин на надзвукових режимах. Виконано 128 парних рейсів на маршруті Москва-Алма-Ата.

Заключний етап

Завершальний етап випробувань був напруженим з технічної погляду. Ритмічна робота за розкладом забезпечувалася без серйозних збоїв та великих дефектів. Інженерний та технічний склади «розважалися», проводячи оцінки побутового обладнання, готуючись до пасажирських перевезень. Підключені до випробувань стюардеси та відповідні фахівці ДержНДІДА стали проводити наземні тренування для відпрацювання технології обслуговування пасажирів у польоті. Було проведено т.зв. «розіграші» та два технічні рейси з пасажирами. «Розіграш» був проведений 16 жовтня 1977 року з повним моделюванням циклу реєстрації квитків, оформлення багажу, посадки пасажирів, польоту реальної тривалості, висадки пасажирів, оформлення багажу в аеропорту призначення. Від «пасажирів» (найкращих працівників ОКБ, ЖЛІіДБ, ДержНДІГА та інших організацій) відбою не було. Раціон харчування у «польоті» був на найвищому рівні, оскільки затверджувався за меню першого класу, всі отримали велике задоволення. «Розіграш» дозволив уточнити багато важливих елементів та деталей обслуговування пасажирів. 20 і 21 жовтня 1977 року було виконано два технічні рейси по трасі Москва-Алма-Ата з пасажирами. Як перші пасажири виступали працівники багатьох організацій, які брали безпосередню участь у створенні та випробуваннях надзвукового літака. Сьогодні навіть важко уявити атмосферу на борту: там панувало почуття радості та гордості, велика надія на розвиток на тлі першокласного обслуговування, якого технічні люди абсолютно не привчені. У перших польотах на борту були всі керівники головних інститутів та організацій.

Дорога для пасажирських перевезень відкрита

Технічні рейси пройшли без серйозних зауважень і показали повну готовність надзвукового літака та всіх наземних службдо регулярним перевезенням. 25 жовтня 1977 року міністром цивільної авіації СРСР Б.П. Бугаєвим та міністром авіаційної промисловості СРСР В.А. Козаковим було затверджено основний документ: «Акт за результатами експлуатаційних випробувань надзвукового літака з двигунами НК-144» із позитивним висновком та висновками.

На підставі поданих таблиць відповідності Ту-144 вимогам Тимчасових норм льотної придатності цивільних Ту-144 СРСР, повного обсягу поданої доказової документації, що включає акти з державних та експлуатаційних випробувань, 29 жовтня 1977 голова Державіареєстру СРСР І.К. Мулкіджанов затвердив висновок та підписав перший у СРСР сертифікат льотної придатності типу № 03-144 на надзвуковий літак з двигунами НК-144А.

Дорогу для пасажирських перевезень було відкрито.

Надзвуковий літак міг сідати і злітати в 18 аеропортах СРСР, тоді як Конкорду, чия злітно-посадкова швидкість була на 15% вищою, для кожного аеропорту був потрібний окремий сертифікат на посадку. За словами деяких фахівців, якби двигуни Конкорду розміщувалися так само, як у Ту-144, то аварії 25 липня 2000 року не сталося б.

За словами фахівців, конструкція планера Ту-144 була ідеальною, недоробки ж стосувалися двигунів та різних систем.

Другий серійний екземпляр надзвукового літака

У червні 1973 року у Франції відбувся 30-й Міжнародний паризький авіасалон. Величезним був інтерес, викликаний радянським лайнером Ту-144 – першим у світі надзвуковим літаком. 2 червня тисячі відвідувачів авіасалону у передмісті Парижа Ле-Бурже спостерігали за виходом на злітну смугу другого серійного екземпляра надзвукового літака. Рев чотирьох двигунів, потужний розбіг - і ось уже машина у повітрі. Гострий ніс лайнера випростався і націлився на небо. Надзвуковий "Ту", ведений капітаном Козловим, здійснював над Парижем свій перший демонстраційний політ: набравши необхідну висоту, машина пішла за горизонт, потім повернулася і зробила коло над аеродромом. Політ проходив у нормальному режимі, жодних технічних неполадок не відмічено.

Наступного дня радянський екіпаж вирішив показати все, на що здатний новий.

Катастрофа під час демонстрації

Сонячний ранок 3 червня, здавалося, не віщував лиха. Спочатку все йшло за планом - глядачі, задерши голови, дружно аплодували. Надзвуковий літак, показавши найвищий клас, пішов на зниження. У цей момент у повітрі з'явився французький винищувач Міраж (як згодом з'ясувалося, він проводив зйомку аерошоу). Зіткнення здавалося неминучим. Щоб не врізатися в аеродром та глядачів, командир екіпажу вирішив піднятися вище та потягнув штурвал на себе. Однак висота вже була втрачена, утворилися великі навантаження на конструкцію; в результаті праве крило тріснуло та відвалилося. Там почалася пожежа, і за кілька секунд палаючий надзвуковий літак рушив до землі. Страшне приземлення сталося на одній із вулиць паризького передмістя Гусенвілля. Гігантська машина, руйнуючи все на своєму шляху, звалилася на землю і вибухнула. Весь екіпаж - шестеро людей - і вісім французів на землі загинули. Постраждав і Гусенвілль – зруйновано кілька будівель. Що спричинило трагедію? На думку більшості експертів, причиною катастрофи стала спроба екіпажу надзвукового літака уникнути зіткнення з «Міражем». При заході на посадку "Ту" потрапив у супутній струмінь від французького винищувача "Міраж".

Відео: Катастрофа Ту-144 у 1973 році: як це було

Ця версія наводиться в книзі Джина Александера "Російські літаки з 1944 року" і в статті журналу "Евіейшн уік енд спейс текнолоджі" за 11 червня 1973 року, написаної по свіжих слідах. Автори вважають, що пілот Михайло Козлов заходив на посадку не на ту смугу - чи то помилково керівника польотів, чи то через неуважність льотчиків. Диспетчер вчасно помітив помилку та попередив радянських пілотів. Але замість того, щоб піти на друге коло, Козлов заклав крутий віраж - і опинився просто перед носом винищувача французьких ВПС. Другий пілот тим часом знімав кінокамерою сюжет про екіпаж «Ту» для французького телебачення і тому не був пристебнутий. Під час маневру він повалився на центральну консоль, і поки повертався на місце, він уже втратив висоту. Козлов різко потягнув штурвал на себе – перевантаження: праве крило не витримало. А ось інше пояснення страшної трагедії. Козлов отримав наказ вичавити максимум із машини. Ще під час зльоту він на малій швидкості взяв мало не вертикальний кут. Для лайнера з такою конфігурацією це загрожує величезними навантаженнями. В результаті не витримав і відвалився один із зовнішніх вузлів.

На думку працівників ОКБ А.Н.Туполєва, причина катастрофи була у підключенні неналагодженого аналогового блоку системи управління, що призвело до виходу на руйнівне навантаження.

Шпигунська версія належить письменнику Джеймсу Олбергу. Коротко вона така. Поради намагалися "обставити" "Конкорд". Група Н.Д. Кузнєцова створила непогані двигуни, проте вони не могли працювати за низьких температур на відміну від конкордовських. Тоді у справу включилися радянські розвідники. Пеньковський через свого агента Гревіла Уайна роздобув частину креслень «Конкорду» і переправив їх у Москву через східнонімецького торгового представника. Британська контррозвідка таким чином встановила витік, але, замість заарештувати шпигуна, вирішила підпустити до Москви дезінформацію його ж каналами. У результаті світ з'явився Ту-144, дуже схожий на «Конкорд». Правду встановити складно, бо «чорні скриньки» нічого не прояснили. Один знайшли у Буржі, на місці катастрофи, проте, судячи з повідомлень, пошкоджений. Другого так і не виявили. Є думка, що «чорна скринька» надзвукового літака стала предметом розбрату між КДБ та ГРУ.

За словами льотчиків, позаштатні ситуації відбувалися практично у кожному польоті. 23 травня 1978 року сталася друга аварія надзвукового літака. Поліпшений досвідчений варіант лайнера, Ту-144Д (№ 77111) після загоряння палива в зоні мотогондоли 3-ї силової установки через руйнування паливопроводу, задимлення в кабіні та відключення екіпажем двох двигунів здійснив вимушену посадку на полі біля села Іллінський Погост. Єгорьєвська.

Після приземлення через кватирку кабіни екіпажу залишили лайнер командир екіпажу В. Д. Попов, другий пілот Е. В. Єлян та штурман В. В. Вязигін. Інженери, що знаходилися в салоні, В. М. Кулеш, В. А. Ісаєв, В. Н. Столповський покинули лайнер через передні вхідні двері. Бортінженери О. А. Миколаїв і В. Л. Венедиктов виявилися затиснутими на робочому місці конструкціями, що деформувалися при посадці, і загинули. (Відхилений носовий обтічник торкнувся ґрунту першим, спрацював як ніж бульдозера, набираючи землю, і провернувся під живіт, увійшовши у фюзеляж.) 1 червня 1978 Аерофлот назавжди припинив надзвукові пасажирські рейси.

Удосконалення надзвукового літака

Роботи над удосконаленням надзвукового літака тривали ще кілька років. Випущено п'ять серійних літаків; ще п'ять перебували у процесі будівництва. Розроблено нову модифікацію - Ту-144Д (далекий). Однак вибір нового двигуна (економічнішого), РД-36-51, зажадав значного перепланування літака, особливо енергетичної установки. Серйозні конструктивні прогалини у цій галузі призвели до затримки випуску нового лайнера. Лише у листопаді 1974 року серійний Ту-144Д (бортовий номер 77105) піднявся у повітря, а через дев'ять (!) років після першого польоту, 1 листопада 1977 року, надзвуковий літак отримав свідчення льотної придатності. Того ж дня відкрито пасажирські рейси. За свою недовгу експлуатацію лайнери перевезли 3194 пасажири. 31 травня 1978 року польоти припинено: на одному із серійних Ту-144Д виникла пожежа, і лайнер зазнав катастрофи, розбившись при вимушеній посадці.

Катастрофи в Парижі та Єгор'євську призвели до того, що інтерес до проекту з боку держави зменшився. З 1977 до 1978 року було виявлено 600 неполадок. В результаті вже у 80-х роках надзвуковий літак вирішено зняти, пояснивши це «поганим впливом на здоров'я людей під час переходу звукового бар'єру». Проте чотири з п'яти Ту-144Д, які знаходилися у виробництві, все ж були добудовані. Надалі вони базувалися в Жуковському і піднімалися в повітря як лабораторії. Усього було побудовано 16 надзвукових літаків (у тому числі і в дальній модифікації), які здійснили 2556 вильотів. До середини 90-х з них збереглося десять: чотири в музеях (Моніно, Казань, Куйбишев, Ульяновськ); один залишився на заводі у Воронежі, де збудований; ще один перебував у Жуковському разом із чотирма Ту-144Д.

Згодом Ту-144Д використовувався лише для вантажних перевезень між Москвою та Хабаровськом. Загалом надзвуковий літак здійснив 102 рейси під прапором Аерофлоту, з них 55 - пасажирських (було перевезено 3 194 пасажири).

Пізніше надзвукові літаки здійснювали лише випробувальні польоти та кілька польотів з метою встановлення світових рекордів.

На Ту-144ЛЛ були встановлені двигуни НК-32 у зв'язку з відсутністю придатних до експлуатації НК-144 або РД-36-51, аналогічні використовуваним на Ту-160, різноманітні датчики та випробувальна контрольно-записувальна апаратура.

Усього було побудовано 16 лайнерів Ту-144, які здійснили загалом 2 556 вильотів і налітали 4 110 годин (серед них найбільше, 432 години, налітав борт 77 144). Будівництво ще чотирьох лайнерів так і не було закінчено.

Що стало з літаками

Всього було побудовано 16 - борти 68001, 77101, 77102, 77105, 77106, 77107, 77108, 77109, 77110, 77111, 77112, 77114, 771.

Тих, хто залишився в льотному стані, в даний час не існують. Практично повністю укомплектовані деталями та можуть бути відновлені до льотного стану борти Ту-144ЛЛ № 77114 та ТУ-144Д № 77115.

У відновленому стані ТУ-144ЛЛ № 77114, який використовувався для тестів НАСА, зберігається на аеродромі у Жуківському.

ТУ-144Д № 77115 також зберігається на аеродромі у Жуківському. У 2007 році обидва лайнери були заново забарвлені та виставлені для загального відвідування на авіасалоні МАКС-2007.

№ 77114 та № 77115 будуть швидше за все встановлені як пам'ятки або експонуватися на аеродромі в Жуковському. У 2004-2005 р. з ними було здійснено деякі угоди з продажу їх на металобрухт, але протести авіаційної громадськості призвели до їх збереження. Небезпека продажу їх на брухт повністю не усунена. Питання про те, у чию власність вони перейдуть остаточно не вирішені.

На фотографії підпис першого космонавта Ніла Армстронга, що висадився на місяць, льотчика космонавта Георгія Тимофійовича Берегового та всіх загиблих членів екіпажу. Надзвуковий літак №77102 розбився під час демонстраційного польоту на авіасалоні в Ле Бурже. Усі 6 членів екіпажу (заслужений льотчик-випробувач Герой Радянського Союзу М.В.Козлов, льотчик-випробувач В.М.Молчанов, штурман Г.М.Баженов, заступник головного конструктора, інженер генерал-майор В.М.Бендерів, провідний інженер Б.А.Первухін та бортінженер А.І.Дралін) загинули.

Зліва направо. Шість членів екіпажу борту надзвукового літака №77102: заслужений льотчик-випробувач Герой Радянського Союзу М.В.Козлов, льотчик-випробувач В.М.Молчанов, штурман Г.М.Баженов, заступник головного конструктора, інженер генерал-майор В.М. Бендеров, провідний інженер Б.А.Первухін та бортінженер А.І.Дралін (хто як варто по порядку на жаль не уточнила). Далі льотчик-космонавт двічі Герой Радянського Союзу генерал-майор Береговий Георгій Тимофійович, за ним зліва Лавров Володимир Олександрович, далі перший американський космонавт, що висадився на місяць Ніл Армстронг, далі (стоять за Нілом) — Степан Гаврилович Корнєєв (начальник президії Академії Наук), у центрі Туполєв Андрій Миколайович - радянський авіаконструктор, академік АН СРСР, генерал-полковник, тричі Герой Соціалістичної Праці, Герой Праці РРФСР, потім Олександр Олександрович Архангельський, головний конструктор заводу, радянський авіаконструктор, доктор технічних наук, заслужений та техніки РРФСР, Герой Соціалістичної Праці. Крайній праворуч Туполєв Олексій Андрійович (син А.Н.Туполєва) - російський авіаконструктор, академік РАН, академік АН СРСР з 1984 року, Герой Соціалістичної Праці. Знімок зроблено 1970 року. Підписи на фото Г.Т.Берегового та Ніла Армстронга.

Конкорд

Аварія Конкорд.

В даний час лайнер не експлуатується через катастрофу 25 липня 2000 року. 10 квітня 2003 року British Airways та Air France оголосили про рішення припинити комерційну експлуатацію свого парку «Конкордів». Останні рейсивідбулися 24 жовтня. Останній політ «Конкорду» відбувся 26 листопада 2003 року, G-BOAF (останній побудований лайнер) вилетів із Хітроу, пролетів над Біскайською затокою, здійснив прохід над Брістолем, і приземлився в аеропорту Філтон.

Чому надзвуковий літак більше не експлуатують

Надзвуковий літак Туполєва часто називають "втраченим поколінням". Міжконтинентальні рейси визнані неекономічними: за годину польоту надзвуковий літак спалював у вісім разів більше пального, ніж звичайний пасажирський. З тієї ж причини не виправдали себе далекі перельоти - Хабаровськ і Владивосток. Недоцільно використовувати надзвуковий «Ту» як транспортний лайнер через його невелику вантажопідйомність. Щоправда, пасажирські перевезенняна ньому все ж таки стали престижною і прибутковою справою для Аерофлоту, хоча квитки вважалися на ті часи дуже дорогими. Навіть після офіційного закриття проекту, у серпні 1984 року, керівник Жуківської льотно-випробувальної бази Климов, начальник конструкторського відділу Пухів і заступник головного конструктора Попов за підтримки ентузіастів надзвукових польотів відновили і ввели в дію два лайнери, а в 1985 встановлення світових рекордів Екіпажами Аганова та Веремея встановлено понад 18 світових рекордів у класі надзвукових літаків - за швидкістю, швидкопідйомністю та дальністю польоту з вантажем.

16 березня 1996 року в Жуковському розпочалася серія науково-дослідних польотів Ту-144ЛЛ, який започаткував розробку другого покоління надзвукових пасажирських лайнерів.

95-99 роки. Надзвуковий літак з бортовим номером 77114 був використаний американським НАСА як лабораторія, що літає. Отримав назву Ту-144ЛЛ. Основне призначення – дослідження та випробування американських розробок для створення власного сучасного надзвукового літака для пасажирських перевезень.

Перед авіаконструкторами постало завдання подальшого збільшення їхньої швидкості. Вища швидкість розширювала бойові можливості як винищувачів, і бомбардувальників.

Початок надзвукової ери поклав політ Чака Йегера, американського льотчика-випробувача, 14 жовтня 1947 на експериментальному літаку Bell X-1 з ракетним двигуном XLR-11 досягла надзвукової швидкості в керованому польоті.

Розвиток

60-ті-70-ті роки XX-го століття ознаменувалися бурхливим розвитком надзвукової авіації. Було вирішено основні проблеми стійкості та керованості літаків, їх аеродинамічної ефективності. Велика швидкість польоту також дозволила збільшити стелю понад 20 км, що було актуальним для розвідників та бомбардувальників. У той час, до появи зенітно-ракетних комплексів, здатних вражати цілі на висотах, основним принципом застосування бомбардувальників був політ до мети на максимально можливій висоті і швидкості. У ці роки були побудовані і пущені в серію надзвукові літаки найрізноманітнішого призначення - винищувачі, бомбардувальники, перехоплювачі, винищувачі-бомбардувальники, розвідники (перший надзвуковий всепогодний перехоплювач - Convair F-102 Delta Dagger); .

У наші дні з'являються нові літаки, у тому числі виконані за технологією зниження помітності "Стелс".

Порівняльні схеми Ту-144 та конкорду

Пасажирські надзвукові літаки

В історії авіації було всього два пасажирські надзвукові літаки, які виконували регулярні рейси. Радянський літак Ту-144 здійснив перший політ 31 грудня 1968, перебував в експлуатації з по 1978 рік. Виконав два місяці пізніше, 2 березня 1969 року, свій перший політ англо-французький «Конкорд» (фр. Concorde- «Злагода») здійснював трансатлантичні рейси з по 2003 рік. Їхня експлуатація дозволяла не тільки значно скоротити час перельоту на далеких рейсах, але й використовувати незавантажений повітряний простір на великій висоті(≈18 км), тоді як основний повітряний простір, що використовується лайнерами (висоти 9-12 км), уже в ті роки було значно завантаженим. Також надзвукові літаки здійснювали польоти спрямованими маршрутами (поза повітряними трасами).

Теоретичні питання

Політ на надзвуковій швидкості, на відміну від дозвукового, протікає за іншими законами, оскільки при досягненні об'єктом швидкості звуку якісно змінюється аеродинамічна картина обтікання, через що різко зростає аеродинамічний опір, збільшується кінетичний нагрівання конструкції, зміщується аеродинамічний фокус. та керованості літака. Крім того, з'явилося таке досі невідоме явище як «хвильовий опір».

Тому досягнення швидкості звуку та ефективний політ були неможливі простим збільшенням потужності двигунів, були потрібні нові конструктивні рішення. Наслідком стала зміна зовнішнього вигляду літака - з'явилися характерні прямі лінії, гострі кути, на відміну від гладкої форми дозвукових літаків.

Слід зазначити, що завдання створення ефективного надзвукового літака не можна вважати вирішеним досі. Творцям доводиться йти на компроміс між вимогою збільшення швидкості та збереженням прийнятних злітно-посадкових характеристик. Таким чином, завоювання авіацією нових рубежів за швидкістю та висотою пов'язане не тільки з використанням більш досконалої або принципово нової рухової установки та нового компонування літаків, але також зі змінами їхньої геометрії в польоті. Такі зміни, покращуючи характеристики літака при великих швидкостях, не повинні погіршувати їх якостей на малих швидкостях і навпаки. Останнім часом творці відмовляються від зменшення площі крила та відносної товщини їх профілів, а також збільшення кута стріловидності крила у літаків із змінною геометрією, повертаючись до крил малої стріловидності та великої відносної товщини, якщо вже досягнуто задовільних величин максимальної швидкості та стелі. У такому випадку вважається важливим, щоб надзвуковий літак мав хороші льотні дані на малих швидкостях та зменшення опору при великих швидкостях, особливо на малих висотах.

Примітки

Див. також

Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Надзвуковий літак" в інших словниках:

Літак, конструкція та льотно технічні характеристикиякого допускають польоти зі швидкостями, що перевищують швидкість звуку. На відміну від літаків, що літають на дозвукових швидкостях, надзвукові літаки мають стрілоподібну або трикутну (в… …). Енциклопедія техніки

надзвуковий літак- viršgarsinis lėktuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ultrasonic airplane vok. Überschallflugzeug, n rus. надзвуковий літак, m pranc. avion supersonique, m … Fizikos terminų žodynas

надзвуковий літак Енциклопедія «Авіація»

надзвуковий літак- надзвуковий літак - літак, умови експлуатації якого передбачають політ зі швидкостями, що перевищують швидкість звуку. Запровадження поняття «З. с.» у 1950 е рр. викликано суттєвою відмінністю геометричних форм, що забезпечують… Енциклопедія «Авіація»

Відомо, що основні шляхи розвитку авіації визначалися та визначаються головним чином прогресом літальних апаратів військового застосування, на розробку яких витрачаються великі сили та засоби. При цьому цивільна авіація, для якої… … Вікіпедія

Надзвуковий авіалайнер Ту-144: льотно-технічні характеристики- 31 грудня 1968 року досвідчений надзвуковий літак Ту 144 (бортовий номер СРСР 68001) здійснив перший політ. Ту 144 встиг злетіти на два місяці раніше свого англо-французького конкурента лайнера Конкорд, який здійснив свій перший політ 2… Енциклопедія ньюсмейкерів

надзвуковий пасажирський літак- Мал. 1. Надзвуковий пасажирський літак Ту-144. надзвуковий пасажирський літак (СПС) призначається для перевезення пасажирів, багажу та вантажів із надзвуковою крейсерською швидкістю польоту (Маха число польоту M∞ > 1). Першими (і… … Енциклопедія «Авіація»