هواپیمای مسافربری مافوق صوت: از ایده رئیس جمهور تا واقعیت هواپیمای مسافربری مافوق صوت - بال های یک هواپیمای مافوق صوت مسافری فوق العاده

مدل Tu-244

پروژه نسل دوم هواپیمای مسافربری مافوق صوت (SPS-2).

شروع کار بر روی نسل دوم هواپیمای مافوق صوت SPS-2 در OKB را می توان تقریباً به سال های 1971-1973 نسبت داد. بر اساس تجربه توسعه Tu-144، "Concorde" و همچنین پروژه های SPS آمریکایی، دفتر طراحی در سال 1973 یک طرح اولیه برای SPS-2 تهیه کرد که نام Tu-244 را دریافت کرد. در طول توسعه این پروژه، وظیفه اصلی به دست آوردن یک هواپیمای رقابتی در رابطه با هواپیماهای مسافربری زیر صوت خط اصلی بود که در حال بهره برداری و توسعه بودند. رقابت چنین هواپیمایی (در مقایسه با یک هواپیمای مادون صوت معمولی) باید با کارایی اقتصادی، سازگاری با محیط زیست و راحتی برای مسافران تضمین شود.

در عین حال، بازده اقتصادی (هزینه های واحد کمتر) به دلیل بهره وری بالاتر SPS-2 نسبت به وسایل نقلیه زیر صوت (به دلیل سرعت) بود که باید حمل و نقل ترافیک رو به رشد مسافر را با تعداد کمتری تضمین می کرد. هواپیما در مقایسه با ناوگان هواپیماهای زیر صوت. تفاوت در هزینه تعداد مورد نیاز آن و سایر هواپیماهای مسافربری و هزینه های عملیات آنها قرار بود جبران افزایش هزینه سوخت برای شرکت های هواپیمایی مرتبط با استفاده از ATP-2 کم هزینه تر باشد. مقبولیت زیست محیطی SPS-2 تا حد زیادی تعیین کننده موفقیت یا شکست پروژه است. راه حل این مشکل با تعیین سطح تأثیر زیست محیطی ATP-2 بر محیط زیست (بوم صدا، سر و صدای روی زمین، انتشار مواد مضر، از جمله تأثیر انتشار بر روی لایه ازن) همراه بود.

همه این مشکلات تا حدی در هنگام ایجاد SPS-1 وجود داشت، اما در زمان طراحی اولیه آنها (نیمه اول دهه 60) به عنوان اصلی ترین آنها رفتار نمی شد. وظیفه اصلی ایجاد و راه اندازی یک ATP واقعی پرواز بود. کار بر روی SPS-2 به مدت 25 سال در OKB انجام شده و در حال انجام است. در طول سالها، چندین پروژه مختلف Tu-244 تهیه شد که در طرح آیرودینامیکی، راه حل های طراحی خاص برای بدنه هواپیما، نیروگاه و داده های فنی پرواز با یکدیگر متفاوت بودند. تفاوت اصلی بین پروژه های آماده شده SPS-2 و SPS-1 در سطح بالاتر ویژگی های آیرودینامیکی هواپیما، راندمان بیشتر نیروگاه ها و همچنین افزایش پارامترهای جرمی و ابعادی آنها و در عین حال تضمین حمل و نقل بود. بیشترمسافران در مسافت های طولانی پرواز برای سالها، A.A. Tupolev بر کار بر روی SPS-2 در OKB نظارت داشت. در حال حاضر، طراح اصلی تم ATP-2 A.L. پوخوف، راهنمایی فنی برای کار بر روی Tu-244 توسط M.I. Kazakov انجام می شود.

یکی از اولین پروژه های دفتر طراحی Tu-244 پروژه 1973 با چهار موتور با رانش برخاست 37500 کیلوگرم هر کدام با مصرف سوخت خاص در حالت کروز مافوق صوت 1.23 کیلوگرم / کیلوگرم بر ساعت بود. طبق این پروژه، وزن برخاست هواپیما به 360 تن رسید، محموله آن 30 تن بود (از 264 تا 321 مسافر می توانستند در طرح های مختلف کابین مسافر جای بگیرند). مساحت بال به 1100 متر رسید 2 ... با سرعت 2340 کیلومتر در ساعت، هواپیما با بار معمولی قرار بود برد پروازی 8000 کیلومتر داشته باشد. طبق طرح آن، این پروژه توسعه بیشتر Tu-144 بود. تلاش های اصلی در توسعه طرح آیرودینامیکی با هدف افزایش مقادیر K max به منظور دستیابی به یک برد پروازی مشخص بود. برای این منظور، از وسط کشتی‌های نسبی بدنه و ناسل‌های موتور بر روی هواپیما کاسته شد، از یک بال با مساحت و نسبت ابعاد افزایش‌یافته استفاده شد، مکانیزاسیون لبه جلویی بال به شکل قطعات دماغه منحرف شده اعمال شد (انحراف برای در حالت‌های مادون صوت)، ناسل‌های موتور جداگانه با ورودی‌های هوای متقارن در پشت خط حداکثر ضخامت بال، شکل سطح بال با در نظر گرفتن تداخل با ناسل‌های موتور و غیره قرار گرفتند. در نتیجه، می توان Kmax = 8.75-9.0 را در M = 2.2 و در حالت زیر صوت K max = 14.8 هنگام دمیدن مدل ها به دست آورد.

در پایان سال 1976، تصمیم مجتمع نظامی-صنعتی تحت شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی در مورد SPS-2 ظاهر شد که روند توسعه و داده های اساسی Tu-244 را تعیین کرد. بر اساس این تصمیم، در مرحله اول، قرار بود SPS-2 در ابعاد نسبتاً کوچک طراحی شود وزن برخاستن 245-275 تن، مساحت بال 570-750 متر 2 و با موتورهایی با رانش تیک آف 22500-27500 kgf. در آینده برنامه ریزی شده بود که به SPS-2 با ابعاد بزرگتر سوئیچ شود. تا سال 1985، OKB یک پیشنهاد فنی برای Tu-244 با چهار موتور چرخه متغیر (DIC) با نیروی برخاست 24000 کیلوگرم در هر کدام آماده کرد. این پروژه ایجاد Tu-244 را در پارامترهایی با ابعاد کمی بزرگتر از Tu-144D ارائه کرد: وزن برخاست 260 تن، مساحت بال 607 متر. 2 ، تعداد مسافران 150-170 است. برد تخمینی پرواز 7000-10000 کیلومتر است. کیفیت آیرودینامیکی طراحی کروز در مافوق صوت برای این پروژه 8.65 تعیین شد. یکی از ویژگی های این پروژه استفاده از موتورهای DIC در ترکیب با ورودی های هوا بود که در مقایسه با Tu-144 کوتاه شده بودند. استفاده از DIC امکان بهینه سازی عملکرد نیروگاه را در حالت های مختلف پرواز تا حد زیادی فراهم کرد و امکان انجام یک پرواز مادون صوت بسیار اقتصادی را بر فراز مناطقی با تراکم جمعیت بالا فراهم کرد.

پیچیدگی فنی و هزینه فزاینده برنامه های ATP-2، سازندگان پیشرو هواپیما در ایالات متحده آمریکا، بریتانیای کبیر، فرانسه، آلمان، ایتالیا، ژاپن و اتحاد جماهیر شوروی (روسیه) را وادار کرد تا تحقیقات خود را در زمینه ATP-2، عمدتاً در این زمینه، هماهنگ کنند. اثرات زیست محیطی، از اواخر دهه 1980، و همچنین در ارزیابی نیاز بشر به PCA و تعیین پارامترهای منطقی آنها (لازم به ذکر است که چنین همکاری قبلاً انجام شده است: از اواسط دهه 60 بین اتحاد جماهیر شوروی و فرانسه، همکاری، هرچند در حجم محدود، در مورد برخی مشکلات ایجاد SPS-1 ایجاد شد. در اوایل دهه 90، به منظور حل مشکلات ایجاد SPS-2 در سطح بین المللی، به اصطلاح "گروه هشت" تشکیل شد که شامل بوئینگ، مک دانل-داگلاس، بریتیش هوافضا، هوافضا، دویچه هوافضا بود. ایرباس "، آلنیا "، انجمن شرکت های هوانوردی ژاپن و JSC ANTK به نام AN توپولف.

بر اساس مطالعات قبلی در مورد ATP-2، با در نظر گرفتن چشم انداز بازار روسیه و جهان برای ATP آینده، در تماس نزدیک با مراکز تحقیقات صنعتی پیشرو روسیه (TsAGI، CIAM، VIAM، LII)، OKB در در دهه 90 روی جنبه های مختلف پروژه SPS-2 کار کرد. در نیمه دوم دهه 90، ظاهر آینده روسی SPS-2 Tu-244 کم و بیش شکل گرفت، اگرچه در طول پیشرفتهای بعدیپروژه (اولین پرواز Tu-244 با توسعه عادی کار نه زودتر از پنج تا ده سال ممکن است). پیکربندی پایه آیرودینامیکی "بدون دم"، نیروگاه چهار موتور توربوجت در ناسل های موتور جداگانه، وزن برخاست 320-350 تن، سرعت کروز M = 2.0-2.05. وزن برخاست انتخاب شده، ابعاد و ظرفیت مسافر (250-300 مسافر و بیشتر) امکان رقابت با هواپیماهای زیر صوت (مانند بوئینگ 747 و A 310) با 300-500 صندلی را فراهم می کند. چیدمان Tu-244 به تضمین کیفیت آیرودینامیکی بالا هم در پرواز کروز مافوق صوت (حداکثر 9 و بیشتر) و هم در حالت های پرواز مادون صوت (تا 15-16)، و هم در حالت های برخاستن و فرود بستگی دارد تا میزان پرواز کاهش یابد. سطح سر و صدا و ایجاد راحتی بیشتر برای مسافران. بال در پلان ذوزنقه ای با هجوم، دارای تغییر شکل پیچیده سطح میانی و پروفیل متغیر در دهانه است.

کنترل پیچ و رول، و همچنین تعادل توسط elevons ارائه می شود، لبه جلویی مجهز به مکانیزه مانند جوراب های کج می شود. در مقایسه با Tu-144، بال پایه در امتداد لبه جلویی زاویه رفت و برگشت بسیار کمتری دارد، در حالی که جاروی زیادی از قسمت جاری را حفظ می کند، که سازش بین پروازهای کروز با سرعت های مافوق صوت بالا و سرعت های مادون صوت را فراهم می کند. طراحی بال نزدیک به Tu-144 است. استفاده گسترده از کامپوزیت ها در ساختار بال، بدنه، خروجی، ناسل های موتور پیش بینی شده است که باید کاهش وزن بدنه هواپیما را 25-30٪ تضمین کند. همانطور که در Tu-144، دم عمودی دارای یک سکان دو بخش است و از نظر ساختاری شبیه یک بال است. بدنه از یک کابین تحت فشار، قسمت های دماغه و دم تشکیل شده است. برای ظرفیت مسافر انتخابی 250-320 نفر، بدنه با عرض 3.9 متر و ارتفاع 4.1 متر بهینه بود و در Tu-244 دماغه قابل انحراف بدنه رها شد. لعاب کابین خلبان دید لازم را در پرواز فراهم می کند و در حالت برخاستن و فرود، دید مورد نیاز توسط سیستم بررسی الکترونیکی نوری فراهم می شود. افزایش جرم هواپیما مستلزم تغییر در طرح ارابه فرود بود، بر خلاف Tu-144، در Tu-244 ارابه فرود از یک جلو و سه پایه اصلی تشکیل شده است که قسمت های بیرونی دارای بوژی سه محوره هستند. و به داخل بال جمع می شوند و ستون میانی دارای بوژی دو محوره است و به داخل بدنه جمع می شود ... رانش برخاست هر موتور در 25000 کیلوگرم بر فوت تعیین شده است، نوع آن هنوز کاملاً مشخص نیست: هر دو موتور توربوجت DIC و بای پس معمولی با نازل اجکتوری که جذب نویز در هنگام برخاستن و فرود را فراهم می کند در نظر گرفته شده است. سیستم ها و تجهیزات Tu-244 باید با در نظر گرفتن تجربه Tu-160 و Tu-204 توسعه یابد.

در تلاش برای ارائه یک رویکرد منعطف به مشکل ATP-2، در طول کار بر روی پروژه، OKB چندین پروژه احتمالی Tu-244 را آماده کرد که از نظر جرم، ابعاد، ظرفیت مسافر و تفاوت های جزئی در طرح و طراحی متفاوت بودند. . در یکی از آخرین نسخه های Tu-244 که توسط OKB پیشنهاد شده است، ما در مورد هواپیما با وزن برخاست 300 تن، مساحت بال 965 متر صحبت می کنیم. 2 ، چهار موتور توربوفن با رانش تیک آف هر کدام 25500 کیلوگرم و ظرفیت مسافر 254 نفر. برد عملی تخمینی پرواز در مافوق صوت با بار معمولی 7500 کیلومتر است.

Tu-144JIJI

سهم قابل توجه روسیه در توسعه SPS-2 ایجاد آزمایشگاه پرواز Tu-144LL "Moscow" بر اساس سریال Tu-144D بود. کار بر روی Tu-144LL در چارچوب همکاری بین المللی با ایالات متحده و با بودجه فعال آمریکایی ها انجام شد. برای تبدیل به آزمایشگاه پرنده، سریال Tu-144D شماره 08-2 (شماره جانبی 77114) انتخاب شد که در آن موتورهای RD-36-51A با موتورهای NK-321 (اصلاحی از NK-) جایگزین شدند. 32 هواپیمای Tu-160)، ناسل های موتور جدید با ورودی های هوای اصلاح شده نصب شد، بال را تقویت کرد، سوخت و سایر سیستم ها را اصلاح کرد، روی هواپیما نصب شد. تعداد زیادی ازکنترل تجهیزات ضبط در 29 نوامبر 1996 اولین پرواز Tu-144LL انجام شد. در طی 27 پرواز تحت برنامه های تحقیقاتی مشترک، هشت آزمایش منحصر به فرد برای تعیین توزیع فشار و ضریب اصطکاک، پارامترهای لایه مرزی، توزیع دما بر روی سطح بدنه هواپیما، رژیم حرارتی داخل نیروگاه، سر و صدای داخل کابین و بارهای صوتی روی عناصر سازه ای برای اولین بار در جهان، نتایجی در مورد تأثیر زمین بر ویژگی های برخاستن و فرود یک بال با نسبت ابعاد پایین به دست آمد. منطقه بزرگهنگام پرواز بر فراز باند در ارتفاعات بسیار کم. ارزیابی ویژگی‌های پرواز هواپیما، از جمله ویژگی‌های پایداری و کنترل‌پذیری، توسط چندین خدمه خلبان آزمایشی انجام شد؛ خلبانان آزمایشی آمریکایی ناسا در سه پرواز شرکت کردند.

داده های اولیه طراحی Tu-244 در سال 1999

طول هواپیما - 88.0 متر

طول بال - 45.0 متر

ارتفاع هواپیما - 15.0 متر

قطر بدنه - 3.9 متر

مساحت بال - 965 متر مربع

وزن برخاست - 300000 کیلوگرم

وزن سوخت - 150000 کیلوگرم

سرعت کروز

پرواز - M = 2.0 ارتفاع کروز

پرواز - 18000-20000 متر

محدوده عملی

پرواز - 7500 کیلومتر

طول باند مورد نیاز - 3000 متر

تعداد مسافران - 254 نفر.

در آینده بسیار نزدیک، روسیه می تواند دوباره هواپیماهای مسافربری مافوق صوت را به آسمان بازگرداند و کمک عالی برای این امر ادامه کار بر روی ساخت نهایی جت توسعه یافته در زمان شوروی است. هواپیمای مافوق صوت Tu-244.

طبق ساده ترین اظهارات رسمی، Tu-244 به احتمال زیاد در سال 2025، یعنی به معنای واقعی کلمه تا 10 سال دیگر وارد خدمت می شود. البته همانطور که انتظار می رفت ظاهر آن تا حدودی با پیشرفت های سازندگان هواپیمای شوروی متفاوت خواهد بود، اما به طور کلی ماشین هوا همانطور که در نظر گرفته شده باقی می ماند.

هواپیمای جت مافوق صوت Tu-244 دارای 4 موتور توربوجت خواهد بود که به هواپیما اجازه می دهد تا ارتفاع 20 هزار متری بلند شود که به طور قابل توجهی تسکین می یابد. این لحظهجهت ها. با این حال، در کنار این، نیاز به یک باند فرودگاه طولانی نیز وجود دارد، اما این کار کاملاً امکان پذیر و نسبتاً ارزان است، به خصوص که تعدادی از فرودگاه ها قبلاً می توانند چنین هواپیماهایی را بپذیرند.

مشخصات فنی هواپیمای مافوق صوت نیز بسیار مدرن است، اگرچه کار در سال 1971 انجام شد. سرعت تخمینی این هواپیما باید به 2175 کیلومتر در ساعت برسد، اما احتمال افزایش آن به 2500 کیلومتر در ساعت منتفی نیست. تعداد تخمینی مسافرانی که می‌توانند در هواپیما جابجا شوند حدود 300 نفر است که در اصل با روندهای مدرن مطابقت دارد. حمل و نقل هوایی عمران... هواپیمای جت مافوق صوت Tu-244 ابعاد بسیار زیادی خواهد داشت - طول آن حدود 88 متر، طول بال ها 45 متر و ارتفاع حدود 15 متر خواهد بود. با این وجود، در حال حاضر، مهندسان هواپیما در حال حل دو کار بسیار مهم هستند که هواپیما را واقعاً مدرن می کند:

افزایش برد پرواز، زیرا مهندسان شوروی در نظر داشتند که پرواز 9200 کیلومتری بهینه است، اما در واقع، این بسیار کوچک است.

کاهش مصرف سوخت هواپیما، همانطور که به یاد می آوریم، دقیقا به همین دلیل، تمام دنیا استفاده از هواپیماهای جت را کنار گذاشته اند.

در حالی که حل مشکل اول نسبتاً آسان است، اما مشکل دوم می تواند تعدادی دشواری داشته باشد. با این وجود کار بر روی اجرای این پروژه در حال انجام است و کاملاً ممکن است در آینده بسیار نزدیک بتوانیم هواپیمای مسافربری مافوق صوت Tu-244 را در آسمان ببینیم.

مزایای استفاده از هواپیماهای جت مافوق صوت غیرقابل انکار است:

پروازهای بین مناطق، ایالت ها و قاره ها تا حد امکان سریع و راحت خواهند شد، زیرا مسافران می توانند سه بار یا بیشتر سریعتر به مقصد خود پرواز کنند.

با توجه به ظرفیت زیاد هواپیما، می توان تا حدودی هزینه پروازها را کاهش داد.

سهولت سرویس دهی به هواپیما افزایش می یابد، زیرا یک هواپیمای بزرگ بسیار سریعتر از دو هواپیمای کوچک خدمات رسانی می شود.

هنگامی که آسمان در دسترس بشر قرار گرفت، او نه تنها برای ارتفاع تلاش کرد، بلکه برای سرعت نیز تلاش کرد، هواپیماهای قابل اعتماد، جادار، با کیفیت و سرعت بالا مورد نیاز بود. مهمترین اختراع بشر در قرن بیستم توسعه ATP بود. در زیر در مورد یکی از این موارد صحبت خواهیم کرد.

هواپیمای Tu-244 یک هواپیمای مدنی مافوق صوت شوروی است که توسط دفتر طراحی توپولف برای پروازهای طولانی مدت طراحی شده است. شاید به زودی فضای هوایی روسیه بتواند ما را با این واقعیت خوشحال کند که دوباره از مافوق صوت استفاده می کند هواپیمای غیرنظامی، زیرا کار روی آن تا به امروز در حال انجام است.

این هواپیمای مسافربری مافوق صوت دارای چهار موتور توربوجت خواهد بود و تا ارتفاع 20 کیلومتری بالا می رود که به طور قابل توجهی بازه زمانی فراموش شده پروازهای موجود را کاهش می دهد. یک باند فرودگاه طولانی مورد نیاز خواهد بود، اما بسیاری از فرودگاه ها در حال حاضر این شرایط را برآورده می کنند.

پیشرفت در هوانوردی و انتقال از هواپیمای ملخی به هواپیمای جت در طول دوره بزرگ رخ داد. جنگ میهنی... طراحی هواپیماهای جت ایده ای از توسعه سرعت های فوق العاده در مقایسه با هوانوردی موجود داد.

این هواپیماها بعدها هم در صنایع نظامی و هم در صنعت مسافربری کاربرد پیدا کردند. علاوه بر این، سوال فقط در افزایش سرعت و غلبه بر دیوار صوتی بود. در اولین کار مشکلی وجود نداشت، اما چگونگی غلبه بر قوانین آیرودینامیک در سرعت های غول پیکر دشوارتر بود. در سال 1947، ایالات متحده با این وظیفه کنار آمد و در اواسط قرن 20 هوانوردی نظامیشروع به تغییر به هواپیماهای مافوق صوت کرد.

به دستور شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی، در تابستان 1963، وظیفه ایجاد یک ATP با قابلیت حرکت با سرعت 2.7 هزار کیلومتر در ساعت با صد مسافر تعیین شد. پس از 3 سال، Tu-144 برای اولین بار آسمان را دید، چند ماه پیش از رقیب خود، "کنکورد" فرانسوی. اما کشتی شوروی انتظارات را برآورده نکرد. مازاد بر هزینه ها مطالبه می شود. طراحی هواپیمای نسل جدید Tu-244 وارد عمل شد.

کار بر روی این لاینر در سال 1971 آغاز شد، در ابتدا به طور مستقیم توسط توپولف کارگردانی شد و بیست و پنج سال به طول انجامید. SPS آمریکایی، بریتانیایی-فرانسوی "Concorde" و Tu-144 ما به عنوان پایه در نظر گرفته شدند، که اتفاقاً در سال 2003 از خدمت خارج شدند. تجربه ایجاد Tu-160 تا حدی مفید بود. اما به سال 1971 برگردیم. چند سال بعد، OKB پروژه Tu-244 (SPS-2) را با تغییرات متعددی که در مشخصات، طراحی، موتورها و آیرودینامیک متفاوت بود، نشان داد.

وظایف زیادی برای SPS-2 وجود داشت. نیاز به یک هواپیمای مسافربری رقابتی، مقرون به صرفه و سازگار با محیط زیست وجود داشت، اگرچه در دهه 60 به این موضوع توجه چندانی نمی شد و راحتی مسافران در عین حال مهم بود. محاسبه شده بود که به دلیل سرعت و عملکرد مکرر آنها، ناوگان هواپیما کاهش می یابد و فقط هزینه سوخت و نگهداری وجود دارد. البته سوخت هوانوردی بیشتر خرج می شود، اما به دلیل کاهش ناوگان هواپیما، به لطف چنین لاینرهایی، عموماً مقرون به صرفه تر است.

با مقایسه SPS-1 و SPS-2، این تفاوت فاحش در اندازه، دسته وزن و کارایی تاسیسات است، آیرودینامیک به طور کلی مانند "بهشت و زمین" است. در اواخر سال 1976 تصمیم گرفته شد که اندازه هواپیما به 257 تن کاهش یابد و تنها پس از آن مدل های بزرگتر توسعه یابد. در سال 1985، دفتر طراحی پیشنهاد ساخت Tu-244 را با 4 موتور چرخه متغیر داد که امکان پرواز در حالت های مختلف را فراهم می کرد، که به ویژه در مناطق پرجمعیت مهم است.

پروژه ای با موتورهای هیدروژن مایع نیز پیشنهاد شد.

در دهه نود، بحرانی رخ داد که به زخم دردناکی برای همه تحقیقات و توسعه تبدیل شد. هیچ اطلاعیه رسمی در مورد تعلیق کار بر روی ایجاد SPS-2 وجود نداشت، اما همه چیز از وضعیت یخ زده این پروژه صحبت می کرد. تا اینکه آمریکا وارد ماجرا شد. پس از مذاکرات طولانی، به منظور ادامه تحقیقات، دو هواپیمای مسافربری مبتنی بر Tu-144D در سال 1993 بازسازی شدند. از این تعداد، دو آزمایشگاه پرواز ایجاد شد که با همکاری آمریکایی ها ظاهر شد و توسط آنها تامین مالی شد. کار روی پروژه SPS-2 ادامه یافت.

اطلاعات کامل در مورد SPS-2 در سال 1993 در Le Bourget به عموم ارائه شد، جایی که اعلام شد تا سال 2025 این هواپیمای مسافربری در حریم هوایی... قرار بود 100 عدد از آنها ایجاد شود.

به طور کلی، کشورهای پیشرو جهان (ژاپن، ایتالیا، بریتانیا، فرانسه، ایالات متحده، آلمان) در اوایل دهه 90 به توسعه هواپیماهای جت نسل دوم پیوستند، همه به چنین هواپیماهایی نیاز دارند و وظیفه منطقی کردن بود. عوامل محیطی و اقتصادی هواپیماهای مسافربری

این "اتحادیه کشورها" "گروه هشت" نام داشت که شامل شرکت هایی مانند British Aerospace، Alenia، Japan Aviation Corporation، Boeing، DASA (دویچه هوافضای ایرباس)، Mc Donnell-Douglas، در واقع، Tupolev ASTC و هوافضایی.

مراکز علمی و صنعتی از نزدیک با توپولف ASTC همکاری داشتند. با تشکر از آنها، "به علاوه" کار کشورهای مختلفبرای SPS، مجاز به توسعه SPS-2 "با جهش و مرز" بود.

اکنون مسیرهای خطوط لاینر در کشورهای مختلف شروع به واگرایی کرده است. ناتو به هواپیماهای مافوق صوت نیاز ندارد، آنها بیشتر به ناوگان اقیانوس پیما علاقه دارند. از سوی دیگر، جنگنده‌های متعارف با تحویل موشک‌ها و بمب‌ها از پایگاه‌های نظامی که در حال حاضر تعداد زیادی از آنها در همه جا وجود دارد، مقابله خواهند کرد. خوب، برای برخی، هزینه چنین حمل و نقل مسافر به طرز عجیبی زیان آور است.

اما به تحولات خودمان برگردیم. اکنون طراح ارشد Tu-244 A.L. پوخوف و M.I. Kazakov مسئول کارهای فنی است. این کشتی عظیم به طول 88 متر، علیرغم اینکه تقریباً نیم قرن پیش توسعه یافته است، تمام الزامات فنی مدرن را برآورده می کند. سرعت تخمین زده شده بیش از 2 هزار کیلومتر در ساعت است، اما آنها در حال حاضر در حال تلاش برای افزایش این رقم به 2.5 هزار کیلومتر در ساعت هستند. 15 متر ارتفاع دارد و سیصد نفر را در خود جای می دهد.

در حال حاضر مهندسان در تلاش برای حل دو مشکل کلیدی هستند. اولین مورد افزایش برد پرواز در حالی است مشخصات فنیبرای 9200 کیلومتر طراحی شده است. دوم این است که چگونه مطمئن شویم که او اینقدر سوخت "نخورد" زیرا به همین دلیل است که تمام دنیا از هواپیماهای جت استفاده نمی کنند.

کنار آمدن با کار اول آسان خواهد بود، همانطور که در مورد دوم، تعدادی از مشکلات وجود دارد، اما علم ثابت نمی ماند، بنابراین روزی این آسترها همچنان به آسمان پرواز خواهند کرد.

مزایای هواپیماهای مسافربری مافوق صوت:

• سفر سریع بین شهرها و ایالت ها، حداقل سه برابر سریعتر؛
• کاهش هزینه بلیط به دلیل جابجایی حجم زیادی از مسافران در یک زمان؛
• سبک تر، سریع تر و ساده تر از آن ها. خدمات رسانی به یک کشتی بزرگ به جای دو کشتی کوچک.

تفاوت با Tu-144

و بنابراین، هواپیمای مسافربری مافوق صوت Tu-244:

• حداقل شیشه در کابین خلبان؛
• ویژگی های آیرودینامیکی بهتر؛
• سرعت فوق العاده؛
• عدم انحراف بینی؛
• صرفه جویی در نیروگاه ها با افزایش اندازه، که امکان جابجایی مسافران بیشتری را فراهم می کند.

عملیات Tu-244

فرض بر این بود که در سال 2025 هواپیماها شروع به استفاده خواهند کرد، اما در برنامه صنعت هوانوردیهیچ اشاره ای به این وجود ندارد با این وجود، اگر ظاهر شود، از نظر بصری کمی متفاوت از زمانی است که در اتحاد جماهیر شوروی توسعه داده شد، اما ویژگی ها عملاً همان چیزی که در نظر گرفته شده بود باقی می مانند.

SPS-2 الزامات زیست محیطی (صدا، بوم صوتی، مواد مضر و انتشار در جو) را که از هواپیمای این کلاس انتظار می رود برآورده نمی کند، از نظر اقتصادی غیرممکن است. V دنیای مدرنکل ایده Tu-244 در یک SPS-2 کوچک - Tu-444 سرمایه گذاری شد که دیگر روی آن کار نمی شود. اما در مقایسه با Tu-244 ارزان تر و سازگارتر با محیط زیست است.

عکس

طرح

بال ذوزنقه ای یک تغییر شکل پیچیده در خارج و یک نیمرخ متغیر در طول آن داشت. کنترل و تعادل روی ایرلن ها، زمین و رول قرار دارد، در لبه جوراب های مکانیزه ای وجود دارد که تمایل به انحراف دارند. بال شامل یک کنسول، جلو و قسمت های میانی... در جایی که بار روی چرخ بیشتر است، از تیتانیوم استفاده می شود. بال دارای دم عمودی است و جهت آن ارتباط مستقیمی با سکان دو تکه دارد.

بدنه دارای سه قسمت است، این قسمت دم، کمان و کابین تحت فشار است. قطر بدنه به دلیل چیدمان های مختلف می تواند متفاوت باشد و این بر تعداد مسافران حمل شده تأثیر می گذارد. همه چیز منطقی است، هرچه هواپیما بزرگتر باشد، مسافران بیشتر و فضای بیشتری برای محفظه چمدان است.

چهار خلبان با صندلی های جهشی. برد اتوماتیک بوده و دارای کنترل نرم افزاری مرکزی می باشد.

با توجه به اینکه هواپیما دماغه و سایبان قابل انحراف خود را از دست داده بود، مشکل دید در حین پرواز با لعاب دادن به کابین خلبان برطرف شد. و دید در هنگام فرود و برخاستن در انواع مختلف شرایط آب و هواییو زمان روز با استفاده از سیستم بازبینی نوری-الکترونیکی انجام می شود.

ارابه فرود تا حدودی به داخل بال و بخشی به بدنه جمع می شود، تکیه گاه های اصلی باند برای بارهای زیاد اضافه می شود.

مشخصات فنی

• خدمه: سه خلبان
• ظرفیت: تا سیصد نفر.
• سرعت کروز: 2175 کیلومتر در ساعت.
• نیروگاه ها: 4 موتور با فن های توربین.
• برد پرواز: 9.5 هزار کیلومتر.
• ظرفیت حمل: 300 تن.
• طول / ارتفاع - 88 متر / 15 متر.
• سطح کار - 965 متر مربع
• طول بالها - 45 متر.

در تماس با

در سال 1973، OKB یک طرح اولیه برای SPS-2 آماده کرد که نام Tu-244 را دریافت کرد. در طول توسعه این پروژه، وظیفه اصلی به دست آوردن یک هواپیمای رقابتی در رابطه با هواپیماهای مسافربری زیر صوت خط اصلی بود که در حال بهره برداری و توسعه بودند. رقابت چنین هواپیمایی (در مقایسه با یک هواپیمای مادون صوت معمولی) باید با کارایی اقتصادی، سازگاری با محیط زیست و راحتی برای مسافران تضمین شود. در عین حال، بازده اقتصادی (هزینه های واحد کمتر) به دلیل بهره وری بالاتر SPS-2 نسبت به وسایل نقلیه زیر صوت (به دلیل سرعت) بود که باید حمل و نقل ترافیک رو به رشد مسافر را با تعداد کمتری تضمین می کرد. هواپیما در مقایسه با ناوگان هواپیماهای زیر صوت. تفاوت در هزینه تعداد مورد نیاز آن و سایر هواپیماهای مسافربری و هزینه های عملیات آنها قرار بود جبران افزایش هزینه سوخت برای شرکت های هواپیمایی مرتبط با استفاده از ATP-2 کم هزینه تر باشد. مقبولیت زیست محیطی SPS-2 تا حد زیادی تعیین کننده موفقیت یا شکست پروژه است. راه حل این مشکل با تعیین سطح تأثیر زیست محیطی ATP-2 بر محیط زیست (بوم صدا، سر و صدای روی زمین، انتشار مواد مضر، از جمله تأثیر انتشار بر روی لایه ازن) همراه بود. همه این مشکلات تا حدی در هنگام ایجاد SPS-1 وجود داشت، اما در زمان طراحی اولیه آنها (نیمه اول دهه 60) به عنوان اصلی ترین آنها رفتار نمی شد. وظیفه اصلی ایجاد و راه اندازی یک ATP واقعی پرواز بود. کار بر روی SPS-2 به مدت 25 سال در OKB انجام شده و در حال انجام است. در طول سالها، چندین پروژه مختلف Tu-244 تهیه شد که در طرح آیرودینامیکی، راه حل های طراحی خاص برای بدنه هواپیما، نیروگاه و داده های فنی پرواز با یکدیگر متفاوت بودند. تفاوت اصلی بین پروژه های آماده شده SPS-2 و SPS-1 در سطح بالاتر ویژگی های آیرودینامیکی هواپیما، راندمان بیشتر نیروگاه ها و همچنین افزایش پارامترهای جرمی و ابعادی آنها و در عین حال تضمین حمل و نقل بیشتر مسافران بود. در مسافت های طولانی پرواز برای سالها، A.A. Tupolev بر کار بر روی SPS-2 در OKB نظارت داشت. در حال حاضر، طراح ارشد ATP-2 A.L. Pukhov است، راهنمایی فنی برای کار بر روی Tu-244 توسط M.I. Kazakov انجام می شود.
یکی از اولین پروژه های دفتر طراحی Tu-244 پروژه 1973 با چهار موتور با رانش برخاست 37500 کیلوگرم در هر کدام با مصرف سوخت خاص در حالت کروز مافوق صوت 1.23 کیلوگرم بر کیلوگرم در ساعت بود. طبق این پروژه، وزن برخاست هواپیما به 360 تن رسید، محموله آن 30 تن بود (از 264 تا 321 مسافر می توانستند در طرح های مختلف کابین مسافر جای بگیرند). مساحت بال به 1100 متر مربع رسید. با سرعت 2340 کیلومتر در ساعت، هواپیما با بار معمولی قرار بود برد پروازی 8000 کیلومتر داشته باشد. طبق طرح آن، این پروژه توسعه بیشتر Tu-144 بود. تلاش های اصلی در توسعه طرح آیرودینامیک با هدف افزایش مقادیر Kmax به منظور به دست آوردن یک برد پروازی مشخص انجام شد. برای این منظور، از وسط کشتی‌های نسبی بدنه و ناسل‌های موتور بر روی هواپیما کاسته شد، از یک بال با مساحت و نسبت ابعاد افزایش‌یافته استفاده شد، مکانیزاسیون لبه جلویی بال به شکل قطعات دماغه منحرف شده اعمال شد (انحراف برای در حالت‌های مادون صوت)، ناسل‌های موتور جداگانه با ورودی‌های هوای متقارن در پشت خط حداکثر ضخامت بال، شکل سطح بال با در نظر گرفتن تداخل با ناسل‌های موتور و غیره قرار گرفتند. در نتیجه، می توان Kmax = 8.75-9.0 را در M = 2.2 و در حالت زیر صوت Kmax = 14.8 هنگام دمیدن مدل ها به دست آورد.
در پایان سال 1976، تصمیم مجتمع نظامی-صنعتی تحت شورای وزیران اتحاد جماهیر شوروی در مورد SPS-2 ظاهر شد که روند توسعه و داده های اساسی Tu-244 را تعیین کرد. بر اساس این تصمیم، در مرحله اول، طراحی SPS-2 در ابعاد نسبتاً کوچک با وزن برخاست 245-275 تن، مساحت بال 570-750 متر مربع و با موتور طراحی شد. با رانش تیک آف 22500-27500 کیلوگرم برف. در آینده برنامه ریزی شده بود که به SPS-2 با ابعاد بزرگتر سوئیچ شود. تا سال 1985، OKB یک پیشنهاد فنی برای Tu-244 با چهار موتور چرخه متغیر (DIC) با نیروی برخاست 24000 کیلوگرم در هر کدام آماده کرد. این پروژه ایجاد Tu-244 را در پارامترهایی با ابعاد کمی بزرگتر از Tu-144D ارائه کرد: وزن برخاست 260 تن، مساحت بال 607 متر مربع، تعداد مسافران - 150-170. برد تخمینی پرواز 7000-10000 کیلومتر است. کیفیت آیرودینامیکی طراحی کروز در مافوق صوت برای این پروژه 8.65 تعیین شد. یکی از ویژگی های این پروژه استفاده از موتورهای DIC در ترکیب با ورودی های هوا بود که در مقایسه با Tu-144 کوتاه شده بودند. استفاده از DIC امکان بهینه سازی عملکرد نیروگاه را در حالت های مختلف پرواز تا حد زیادی فراهم کرد و امکان انجام یک پرواز مادون صوت بسیار اقتصادی را بر فراز مناطقی با تراکم جمعیت بالا فراهم کرد.
پروژه ای با موتورهای هیدروژن مایع در حال کار بود.
در سال 1993 دو فروند Tu-144D به عنوان بخشی از نسل دوم ATP به آزمایشگاه های پرواز تبدیل شدند.
پیچیدگی فنی و هزینه فزاینده برنامه های ATP-2، سازندگان پیشرو هواپیما در ایالات متحده آمریکا، بریتانیای کبیر، فرانسه، آلمان، ایتالیا، ژاپن و اتحاد جماهیر شوروی (روسیه) را وادار کرد تا تحقیقات خود را در زمینه ATP-2، عمدتاً در این زمینه، هماهنگ کنند. اثرات زیست محیطی، از اواخر دهه 1980، و همچنین در ارزیابی نیاز بشر به PCA و تعیین پارامترهای منطقی آنها (لازم به ذکر است که چنین همکاری قبلاً انجام شده است: از اواسط دهه 60 بین اتحاد جماهیر شوروی و فرانسه، همکاری، هرچند در حجم محدود، در مورد برخی مشکلات ایجاد SPS-1 ایجاد شد. در اوایل دهه 90، به منظور حل مشکلات ایجاد SPS-2 در سطح بین المللی، به اصطلاح گروه هشت تشکیل شد که شامل بوئینگ، مک دانل-داگلاس، بریتیش هوافضا، هوافضا، دویچه هوافضای ایرباس بود. (DASA)، "Alenia"، انجمن شرکت های هواپیمایی ژاپن و JSC ANTK به نام AN Tupolev.
بر اساس مطالعات قبلی در مورد ATP-2، با در نظر گرفتن چشم انداز بازار روسیه و جهان برای ATP آینده، در تماس نزدیک با مراکز تحقیقات صنعتی پیشرو روسیه (TsAGI، CIAM، VIAM، LII)، OKB در در دهه 90 روی جنبه های مختلف پروژه SPS-2 کار کرد. در نیمه دوم دهه 90، ظاهر آینده روسیه SPS-2 Tu-244 کم و بیش شکل گرفت، اگرچه در طول توسعه بیشتر پروژه، اولین پرواز Tu-244 با توسعه طبیعی کار زودتر از پنج تا ده سال نیست. پیکربندی پایه آیرودینامیکی "بدون دم"، نیروگاه چهار موتور توربوجت در ناسل های موتور جداگانه، وزن برخاست 320-350 تن، سرعت کروز M = 2.0-2.05. وزن برخاست انتخاب شده، ابعاد و ظرفیت مسافر (250-300 مسافر و بیشتر) امکان رقابت با هواپیماهای زیر صوت (مانند بوئینگ 747 و A 310) با 300-500 صندلی را فراهم می کند. چیدمان Tu-244 به تضمین کیفیت آیرودینامیکی بالا هم در پرواز کروز مافوق صوت (حداکثر 9 و بیشتر) و هم در حالت های پرواز مادون صوت (تا 15-16)، و هم در حالت های برخاستن و فرود بستگی دارد تا میزان پرواز کاهش یابد. سطح سر و صدا و ایجاد راحتی بیشتر برای مسافران. بال در پلان ذوزنقه ای با هجوم، دارای تغییر شکل پیچیده سطح میانی و پروفیل متغیر در دهانه است. کنترل پیچ و رول، و همچنین تعادل توسط elevons ارائه می شود، لبه جلویی مجهز به مکانیزه مانند جوراب های کج می شود. در مقایسه با Tu-144، بال پایه در امتداد لبه جلویی زاویه رفت و برگشت بسیار کمتری دارد، در حالی که جاروی زیادی از قسمت جاری را حفظ می کند، که سازش بین پروازهای کروز با سرعت های مافوق صوت بالا و سرعت های مادون صوت را فراهم می کند. طراحی بال نزدیک به Tu-144 است. استفاده گسترده از کامپوزیت ها در ساختار بال، بدنه، خروجی، ناسل های موتور پیش بینی شده است که باید کاهش وزن بدنه هواپیما را 25-30٪ تضمین کند. همانطور که در Tu-144، دم عمودی دارای یک سکان دو بخش است و از نظر ساختاری شبیه یک بال است. بدنه از یک کابین تحت فشار، قسمت های دماغه و دم تشکیل شده است. برای ظرفیت مسافر انتخابی 250-320 نفر، بدنه با عرض 3.9 متر و ارتفاع 4.1 متر بهینه بود و در Tu-244 دماغه قابل انحراف بدنه رها شد. لعاب کابین خلبان دید لازم را در پرواز فراهم می کند و در حالت برخاستن و فرود، دید مورد نیاز توسط سیستم بازبینی اپتوالکترونیکی تامین می شود. افزایش جرم هواپیما مستلزم تغییر در طرح ارابه فرود بود، بر خلاف Tu-144، در Tu-244 ارابه فرود از یک جلو و سه پایه اصلی تشکیل شده است که قسمت های بیرونی دارای بوژی سه محوره هستند. و به داخل بال جمع می شوند و ستون میانی دارای بوژی دو محوره است و به داخل بدنه جمع می شود ... رانش برخاست هر موتور در 25000 کیلوگرم بر فوت تعیین شده است، نوع آن هنوز کاملاً مشخص نیست: هر دو موتور توربوجت DIC و بای پس معمولی با نازل اجکتوری که جذب نویز در هنگام برخاستن و فرود را فراهم می کند در نظر گرفته شده است. سیستم ها و تجهیزات Tu-244 باید با در نظر گرفتن تجربه Tu-160 و Tu-204 توسعه یابد.
در تلاش برای ارائه یک رویکرد منعطف به مشکل ATP-2، در جریان کار روی پروژه، OKB چندین پروژه احتمالی Tu-244 را آماده کرد که از نظر جرم، ابعاد، ظرفیت مسافر و تفاوت‌های جزئی در طرح و طراحی متفاوت بودند. در یکی از آخرین نسخه های Tu-244 که توسط OKB پیشنهاد شده است، ما در مورد یک هواپیما با وزن برخاست 300 تن، مساحت بال 965 متر مربع، چهار موتور توربوفن با یک برد صحبت می کنیم. نیروی محرکه هر کدام 25500 کیلوگرم و ظرفیت مسافر 254 نفر. برد عملی تخمینی پرواز در مافوق صوت با بار معمولی 7500 کیلومتر است.
سهم قابل توجه روسیه در توسعه ATP-2 ایجاد آزمایشگاه پرواز Tu-144LL "Moscow" بر اساس سریال Tu-144D بود. کار بر روی Tu-144LL در چارچوب همکاری بین المللی با ایالات متحده و با بودجه فعال آمریکایی ها انجام شد.
اطلاعات مربوط به این هواپیما در نمایشگاه هوایی پاریس در ژوئن 1993 ارائه شد. تاریخ تخمینی ورود به سرویس 2025 است. بازار بالقوه بیش از 100 هواپیما تخمین زده می شود.

منبع اطلاعات:

1. تحت علائم "ANT" و "Tu" / V. Rigmant. هوانوردی و فضانوردی 9/2000 /
2. Tu-244 OKB im. A.N. توپولف / هواپیماهای روسیه و کشورهای CIS /
3. "حمل و نقل هوایی عمران"

هوانوردی مافوق صوت در اتحاد جماهیر شوروی پتانسیل بسیار زیادی داشت. هواپیمای افسانه ای Tu-144 اولین هواپیمای مسافربری مافوق صوت در جهان بود. و اکنون، چند دهه بعد، روسیه می تواند یک بار دیگر یک فناوری امیدوارکننده برای حمل و نقل مسافر هوایی را به هوا بازگرداند. این رویداد با از سرگیری فعالیت در Tu-244 - یک پروژه انقلابی دهه 1970 که هرگز در زمان خود اجرا نشد - ثابت می شود.

کار بر روی ایجاد نسل دوم هواپیمای مافوق صوت در سال 1971 در دفتر طراحی توپولف آغاز شد. با در نظر گرفتن تجربه توسعه Tu-144 به عنوان پایه، برنامه ریزی شد که یک هواپیمای مافوق صوت اساسا جدید Tu-244 در خط Aeroflot در دهه آینده راه اندازی شود.

این پروژه با جدیت تمام مورد توجه قرار گرفت. محاسبه شامل نه تنها ویژگی های طراحیو همچنین رقابت پذیری هواپیما از نظر اقتصادی، ایمنی محیطی و سطح راحتی مسافران. با توجه به سرعت پرواز به طور قابل توجهی بالاتر در مقایسه با هواپیماهای زیر صوت، ساخت Tu-244 بسیار کوچکتر امکان پذیر بود، اما کارایی تجاری آن بیشتر بود.

اولین نسخه تایید شده مدل SPS-1 بود که در سال 1973 توسعه یافت. این لاینر مجهز به چهار موتور با نیروی رانش کل 37.5 کیلوگرم بود. این هواپیما با رسیدن به سرعت 2400 کیلومتر در ساعت می تواند مسافت 8000 کیلومتر را در ارتفاع 20000 کیلومتری طی کند. به موازات آن، یک نمونه اولیه از SPS-2 در نظر گرفته شد که در آن از موتورهای هیدروژن مایع استفاده شد.

به نظر می‌رسد که انتشار یک لاینر امیدوارکننده نزدیک است، اما بازسازی نزدیک همه برنامه‌های بزرگ را باطل کرد. اطلاعات فنی کامل در مورد پروژه آینده در سال 1993 در نمایشگاه هوایی پاریس در دسترس عموم قرار گرفت. و این همه است ... بیش از بیست سال است که هیچ خبری در مورد Tu-244 شنیده نشده است و تنها در سال 2014، اطلاعاتی در مورد احیای احتمالی این پروژه در وب ظاهر شد.

به هوانوردی علاقه دارید؟ سپس در مورد آن بخوانید.