Prvi nadzvučni putnički zrakoplov. Strmo zaron. Povijest nadzvučnih brodova Razvoj i modifikacija

Ovladavanje nebom tijekom mnogih stoljeća bio je nedostižan san za čovječanstvo. Nakon što je prostranstvo ipak osvojeno, zrakoplova postao savršeniji i trajniji. Značajno postignuće na ovom polju bio je izum nadzvučnih vojnih i putničkih zrakoplova. Jedan od takvih zrakoplova bio je Tu-244, o čijim će se značajkama i karakteristikama dalje raspravljati. Nažalost, ovaj projekt se nije razvio u masovnu proizvodnju, kao većina sličnih razvoja. Trenutno se traže sredstva za nastavak razvoja ovog projekta ili sličnog zrakoplova.

Kako je sve počelo?

Avijacija se počela ubrzano razvijati nakon Drugog svjetskog rata. Razvijeni su različiti projekti zrakoplova s mlaznim motorima, koji su trebali zamijeniti konvencionalne pogonske jedinice. Važna točka u stvaranju nadzvučnih aviona nije se radilo o postizanju brzine zvuka, nego u prevladavanju te barijere, budući da se aerodinamički zakoni mijenjaju pri takvim brzinama.

Masovno slične tehnologije koriste se od pedesetih godina prošlog stoljeća. Među serijskim modifikacijama mogu se istaknuti domaći "MiG-ovi", američki lovci Sjeverne Amerike, Delta Dagger, francuski "Concordes" i mnogi drugi. V putničko zrakoplovstvo uvođenje nadzvučnih brzina bilo je puno sporije. Tu-244 je zrakoplov koji ne samo da bi mogao konkurirati u ovoj industriji, već postati svjetski lider u njoj.

Razvoj i stvaranje

Prvi eksperimentalni civilni zrakoplov sposoban probiti zvučnu barijeru pojavio se u drugoj polovici šezdesetih godina 20. stoljeća. Od tada do sada u masovna proizvodnja lansirana su samo dva modela: Tu-144 i francuski Concorde. Lajneri su bili tipični zrakoplovi ultra dugog dometa. Rad ovih strojeva prestao je biti relevantan u dvije tisuće i tri. Sada se nadzvučni zrakoplovi ne koriste za prijevoz putnika.

Bilo je pokušaja stvaranja novih modifikacija civilnih mlaznih zrakoplova, ali većina njih je ostala u razvoju ili je potpuno zatvorena. Takvi dugoročni projekti uključuju nadzvučni putnički zrakoplov Tu-244.

Morao je zamijeniti svog prethodnika, poboljšati karakteristike posuđene od prototipova - "Concorde" i neke američki zrakoplov... Projekt je u potpunosti uzeo u razvoj projektantski biro Tupoljev, 1973. godine brod u razvoju dobio je naziv Tu-244.

Svrha

Glavni zadatak projekta koji se razvijao bio je stvaranje nadzvučnog mlaznog zrakoplova koji će sigurno, brzo i na velike udaljenosti prevoziti putnike. Istovremeno, uređaj je u svakom pogledu morao značajno nadmašiti uobičajeni mlazni zrakoplov. Dizajneri su poseban naglasak stavili na brzinu.

U drugim aspektima, nadzvučni zrakoplovi bili su inferiorni u odnosu na svoje kolege. Prvo, prijevoz se ekonomski nije isplatio. Drugo, sigurnost letenja bila je niža. Usput, serijska proizvodnja i upotreba u civilno zrakoplovstvo prethodnik Tu-244 ukinut je iz drugog razloga. Tijekom prve godine rada, Tu-144 je doživio nekoliko nesreća koje su dovele do pogibije posade. Novi projekt trebao je otkloniti nedostatke.

Tu-244 (zrakoplov): karakteristike tehničkog plana

Konačni model dotičnog broda trebao je imati sljedeće taktičko-tehničke pokazatelje:

Posada, koja upravlja brodom, uključuje tri pilota.
Kapacitet putnika varirao je od 250 do 300 ljudi.
Procijenjena brzina krstarenja je 2175 kilometara na sat, što je dvostruko više od zvučne barijere.
Elektrane - četiri motora s turbinskim ventilatorima.
Domet leta je od sedam do devet i pol tisuća kilometara.
Kapacitet dizanja je tri stotine tona.
Dužina / visina - 88/15 metara.
Radna površina - 965 četvornih metara. m.
Raspon krila je četrdeset pet metara.

Ako usporedimo pokazatelj brzine, tada je projektirani putnički zrakoplov Tu-244, čija je povijest stvaranja prilično zanimljiva, postao malo sporiji od svojih izravnih konkurenata. No, zbog toga su dizajneri željeli povećati kapacitet i povećati ekonomsku korist od rada stroja.

Daljnje perspektive

Razvoj novog projekta, čiji je rezultat trebao postati nadzvučni putnički zrakoplov Tu-244, otezao se dugi niz godina. Mnogo je promjena i poboljšanja napravljeno u dizajnu. Međutim, čak i nakon raspada SSSR-a, Projektni biro Tupoljev nastavio je raditi u zadanom smjeru. 1993. čak su dati detalji o projektu.

Ipak, gospodarska kriza devedesetih negativno je utjecala i na ovo područje. Službene objave o zatvaranju razvoja nije bilo, niti je bilo aktivnog djelovanja. Projekt je bio na rubu zamrzavanja. U posao su uključeni stručnjaci iz Sjedinjenih Država, s kojima se pregovori već dugo vode. Za nastavak istraživanja, dvije sto četrdeset četvrte serije brodova pretvorene su u leteće laboratorije.

Što je sljedeće?

Nadzvučni Tu-244 (avion, čija je fotografija prikazana u nastavku) neočekivano je nestao iz projektne dokumentacije kao predmet istraživanja. Usvojen je dvije tisuće dvanaeste godine i pretpostavlja se da će prvih stotinu jedinica putničkih zrakoplova ući u promet najkasnije 2025. godine. Ovaj skok s dokumentacijom izazvao je brojna pitanja i pogrešna tumačenja. Osim toga, nekoliko zanimljivih i obećavajućih događaja nestalo je iz ovog programa.

Ova se perspektiva gledala na negativan način. Činjenice su upućivale na to da je projekt zamrznut ili potpuno zatvoren. Međutim, službene potvrde ili demantija o ovom pitanju nije bilo. S obzirom na nestabilnost gospodarstva, možete napraviti mnogo pretpostavki u subjektivnoj konfiguraciji, ali činjenice govore same za sebe.

Današnje stvarnosti: Tu-244 (avion)

Povijest stvaranja ovaj zrakoplov rečeno je gore. Kako sada stoje stvari? Uzimajući u obzir sve navedeno, može se pretpostaviti da je predmetni projekt trenutno barem suspendiran u zraku, ako ne i potpuno pokriven. Ne postoji službeno podnošenje prijave o sudbini razvoja, kao ni razlozima smanjenja i obustave projekta. Vrlo je moguće da je glavni problem nedovoljno financiranje, njegova ekonomska neadekvatnost odn zastarjelosti... Alternativno, sva tri ova čimbenika mogu se odvijati u kombinaciji.

Ne tako davno (2014.) u medijima je proklizala informacija o mogućem nastavku projekta Tu-244. Međutim, službena verzija o ovom pitanju opet nije došla. Radi objektivnosti, vrijedno je napomenuti da su inozemni razvoj putničkih nadzvučnih zrakoplova također daleko od dovršetka, mnogi od njih su zatvoreni ili su u pitanju. Želio bih vjerovati da će ovaj grandiozni stroj u bliskoj budućnosti biti izgrađen po svim modernim standardima.

Malo o prethodniku

Razvoj TU-144 odlukom Vijeća ministara Sovjetskog Saveza započeo je tisuću devetsto šezdeset devete godine. Nadzvučna konstrukcija civilni zrakoplov započeo u MMZ "Doživljaj". Procijenjeni domet leta broda trebao bi biti tri i pol tisuće kilometara. Radi poboljšanja aerodinamike, zrakoplov je dobio izmijenjen oblik krila u tlocrtu i njihovu povećanu površinu.

Duljina trupa predviđena je za smještaj stotinu i pedeset putnika. Ispod svakog krila postavljena su dva para motora. Mlazni zrakoplov izveo je svoj prvi let 1971. godine. Tvornički testni program predviđao je oko dvjesto trideset naleta.

Usporedne karakteristike

Nadzvučni Tu-244 je zrakoplov čije su dimenzije nešto teže od prethodnika. Ima karakteristične parametre u drugim taktičkim i tehničkim značenjima. Za usporedbu, razmotrite performanse Tu-144:

sastav posade - četiri osobe;
kapacitet - stotinu i pol putnika;
duljina / visina - 67 / 12,5 metara;
potisak s naknadnim izgaranjem - 17.500 kg / s;
najveća težina - sto osamdeset tona;
brzina krstarenja je 2200 kilometara na sat;
praktičan strop - osamnaest tisuća metara;
maksimalni domet je šest i pol tisuća kilometara.

Glavna vanjska razlika novog zrakoplova (Tu-244) u odnosu na prethodnika trebala je biti promjena dizajna zakrivljenog nosa.

Glavna značajka dvjesto četrdeset četvrtog projekta iz njegovog prototipa pod indeksom "144" je odsutnost nosa koji se spušta prema dolje. Zastakljivanje kabine je napravljeno uz minimalnu opremu. Takvo rješenje usmjereno je na to da će tijekom leta biti osigurana potrebna vidljivost, a polijetanje i slijetanje, bez obzira na vremenske uvjete, kontrolira optička jedinica elektroničkog pregleda.

Treba napomenuti da trenutni ekološki zahtjevi za civilne zrakoplove značajno otežavaju stvaranje nadzvučnog zrakoplova dotične klase, budući da njegov rad a priori postaje ekonomski nepovoljan. Poduzeti su razvoji kako bi se stvorio nadzvučni zrakoplov poslovne klase sposoban probiti nadzvučnu barijeru. Međutim, obustavljen je i projekt Tu-444. Prednosti u odnosu na konkurente su relativna jeftinost u odnosu na avion Tu-244, kao i rješenje tehničkih pitanja vezanih uz ekološke zahtjeve za moderne letjelice... Za referencu: razmatrani nadzvučni zrakoplov predstavljen je široj javnosti u Francuskoj (1993., aeromiting Le Bourget).

Konačno

Da su svi poduhvati sovjetskog zrakoplovstva bili finalizirani i provedeni, sasvim je moguće da bi ova industrija napravila veliki iskorak. Međutim, ekonomski, politički i drugi problemi značajno koče taj proces. Jedan od najsjajnijih predstavnika u svijetu nadzvučnog civilnog zrakoplovstva trebao je postati avion Tu-244. Nažalost, iz niza razloga projekt je još uvijek u razvoju ili je „obustavljen“. Nadam se da će biti ljudi koji će financirati projekt, a to će u konačnici dovesti do stvaranja ne samo najbržih putnički zrakoplov ali i transport budućnosti, kojeg karakterizira učinkovitost, kapacitet i sigurnost.

Ideja ruskog predsjednika Vladimira Putina, inspirirana letom novog "Bijelog labuda", da stvori nadzvučni zrakoplov natjerala je na razmišljanje ne samo djelatnike Kazanjske zrakoplovne tvornice, već i mnoge druge promatrače. Može li raketonosac inspirirati dizajnere na stvaranje novih tipova nadzvučnih zrakoplova?

Najveći i najmoćniji u povijesti vojnog zrakoplovstva supersonični zrakoplov Tu-160, mnogima poznat po nadimku "Bijeli labud", nedavno je dobio novi život... Po prvi put nakon mnogo godina, Kazanjska zrakoplovna tvornica predstavila je javnosti ažurirani bombarder Tu-160M, nazvan po prvom glavnom zapovjedniku ruskog ratnog zrakoplovstva Pyotru Deinekinu.

Prvi let nosača raketa osobno je promatrao vrhovni zapovjednik Oružanih snaga RF i ruski predsjednik Vladimir Putin. Šef države je bio duboko impresioniran letom novog "Bijelog labuda" te je pohvalio profesionalnost pilota koji su izveli manevar, zamolivši ih da se zahvale pilotima i prije slijetanja zrakoplova. Nije bilo ništa iznenađujuće u predsjednikovim emocijama, budući da je sam Putin još 2005. godine pilotirao nosačem rakete Tu-160.

Po završetku leta, predsjednik je dao prijedlog konstruktorima zrakoplova iz Kazana da na temelju novog Tu-160M stvore verziju putničkog nadzvučnog "Labuda" za civilno zrakoplovstvo.

Ali da bismo shvatili koliko je realno realizirati ideju Vladimira Putina, treba se obratiti povijesti rusko zrakoplovstvo i prisjetite se koje su korake u tom smjeru već poduzeli projektanti zrakoplova.

Tu-144

Jedan od najvećih industrijskih uspjeha u ruskoj povijesti bilo je stvaranje zrakoplova Tu-144. Proizveden je mnogo prije Tu-160 i postao je prvi nadzvučni putnički zrakoplov u povijesti čovječanstva. Osim toga, Tu-144 je još uvijek jedan od dva poznate priče vrste nadzvučnih putničkih zrakoplova.

Zrakoplov je nastao prema uputama Vijeća ministara SSSR-a, objavljenom 19. srpnja 1963. godine. Pred prvim nadzvučnim putničkim zrakoplovom postavljeni su ozbiljni zahtjevi. Zrakoplov je trebao moći letjeti brzinom krstarenja od 2300 do 2700 km/h na udaljenosti do 4500 kilometara, dok je u njemu bilo do 100 putnika.

Prvi prototip zrakoplova izradio je Projektni biro Tupoljev 1965. godine. Tri godine kasnije, avion je prvi put uzletio u nebo, dva mjeseca ispred glavnog i jedinog konkurenta - slavnog britansko-francuskog Concordea.

Tu-144 je imao niz značajki dizajna koje su ga čak i izvana značajno razlikovale od drugih zrakoplova. Na njegovim krilima nije bilo zakrilaca ili letvica: zrakoplov je smanjio brzinu zbog skretanja nosa trupa. Osim toga, predak modernih GPS navigatora instaliran je na zrakoplovu - sustav PINO (Projection Navigation Situation Indicator), koji je projicirao potrebne koordinate na ekran s filmske trake.

Međutim, zbog previsokih troškova rada i održavanja zrakoplova, Sovjetski Savez je odustao od daljnje proizvodnje Tu-144. Do trenutka napuštanja proizvodnje ostalo je samo 16 zrakoplova, od kojih su dva kasnije uništena kao posljedica zloglasne katastrofe na međunarodnom aeromitingu u Le Bourgetu 1973. i u padu iznad Jegorjevska 1978. godine. Na ovaj trenutak u svijetu je ostalo samo osam sklopljenih zrakoplova, od kojih se tri mogu u potpunosti restaurirati i spremiti za daljnju uporabu.

SPS-2 i Tu-244

Foto: Stahlkocher / wikimedia.org

Drugi projekt koji je imao ozbiljna očekivanja bio je SPS-2, kojemu je kasnije Projektni biro Tupoljev dao obećavajuće ime Tu-244.

Prve informacije o radu na drugoj generaciji nadzvučnog putničkog zrakoplova datiraju iz otprilike 1971. - 1973. godine prošlog stoljeća.

Prilikom razvoja Tu-224, dizajneri su uzeli u obzir i iskustvo stvaranja i rada njegovih prethodnika - Tu-144 i Concordea, i Tu-160, kao i američke projekte nadzvučnih zrakoplova.

Kako su zamislili programeri SPS-2, novi avion trebao je izgubiti glavni " poslovna kartica»Od svog prethodnika - prednji otklon trupa. Osim toga, ostakljena površina kokpita morala je biti smanjena na minimum dovoljan za vidljivost. Za polijetanje i slijetanje zrakoplova planirano je korištenje optoelektroničkog sustava pregleda.

Također, predviđena letjelica trebala se podići na visinu od 20 kilometara i ukrcati oko 300 putnika. Da bi se postigli takvi parametri, bilo je potrebno dramatično povećati njegovu veličinu u svim aspektima, što se i planiralo učiniti: s duljinom trupa od gotovo 90 metara i rasponom krila od oko 50 metara, Tu-244 bi izgledao kao div protiv pozadinu svih postojećih analoga.

Ali maksimalna brzina zrakoplova, u usporedbi sa svojim prethodnicima, praktički je ostala ista: ograničenje brzine SPS-2 nije prelazilo 2500 km / h. Nasuprot tome, planirano je povećanje maksimalne udaljenosti leta na oko 9000 kilometara smanjenjem volumena potrošnje goriva.

Međutim, proizvodnja takvog nadzvučnog teškaša u stvarnosti moderni svijet pokazalo se ekonomski nepraktičnim. S obzirom na povećane zahtjeve za ekološkim standardima, trošak rada takvog zrakoplova Tu-244 trenutno je neprihvatljiv kako za samog proizvođača zrakoplova tako i za gospodarstvo zemlje u cjelini.

Tu-344 i Tu-444

Ove je zrakoplove razvio Dizajnerski biro Tupoljev (kasnije Tupoljev OJSC, sada Tupoljev PJSC) kao odgovor na rastuću svjetsku potražnju za brzim i malim zrakoplovima poslovne klase. Tako su se pojavili razni projekti SBS - supersoničnih poslovnih zrakoplova.

Slične letjelice su trebali biti mali i sposobni prevesti oko 10 putnika. Prvi SBS projekt iz Tupoljeva - Tu-344 - planirao se izraditi još 90-ih godina prošlog stoljeća na bazi vojnog nadzvučnog bombardera Tu-22M3. No, njegov se razvoj u početnim fazama pokazao neuspjehom, jer je za međunarodne letove zrakoplov morao zadovoljiti i visoke zahtjeve u tom području, koje nije ispunjavao već u prvim fazama razvoja projekta. Stoga je dizajner odbio daljnji rad na stvaranju Tu-344.

Rad na projektu njegovog nasljednika, Tu-444, započeo je početkom 2000-ih, a njegov je razvoj došao do faze prvih skica. Unatoč činjenici da su ekološki problemi riješeni, projekt je zahtijevao privlačenje velikih financijskih ulaganja, ali Tupoljev nije uspio pronaći investitore zainteresirane za to.

S-21 (SSBJ)

Foto: Slangcamm / wikimedia.org

Jedini domaći projekt stvaranja nadzvučnog zrakoplova za civilno zrakoplovstvo, koji nije razvio Konstruktorski biro Tupoljev, bio je projekt zrakoplova C-21, poznat i kao Sukhoi Supersonic Business Jet (SSBJ).

Rad na ovom projektu Projektnog biroa Sukhoi započeo je 80-ih godina. Dizajnerski biro shvatio je da je potražnja za velikim nadzvučnim zrakoplovima pala od Concordea i Tu-144 puta i da će u budućnosti samo pasti iz razloga ekonomičnosti. Stoga su dizajneri Suhoja među prvima došli na ideju stvaranja nadzvučnog poslovnog zrakoplova namijenjenog za neprekidne letove između svjetskih metropola.

Ali razvoj S-21 spriječen je raspadom SSSR-a, zajedno s kojim je prestalo državno financiranje projekta.

Nakon raspada Sovjetskog Saveza, Suhoj je dugi niz godina pokušavao privući privatne investitore u Rusiji i inozemstvu u projekt. Obim pristiglih investicija omogućio je izvođenje prvih testova motora za C-21 1993. godine.

Ali za dovršetak stvaranja i početak serijske proizvodnje zrakoplova, prema Mihailu Simonovu, koji je u to vrijeme bio na čelu "Suhoja", potrebno je još milijardu dolara, ali tvrtka nije mogla pronaći nove investitore.

TASS-DOSIJE. Dana 25. siječnja 2018. ruski predsjednik Vladimir Putin tijekom posjeta Kazanskoj zrakoplovnoj tvornici nazvanoj I. S. P. Gorbunova (podružnica PJSC "Tupoljev") bila je nazočna na demonstracijskom letu novog nadzvučnog strateškog raketnog nosača Tu-160 "Pyotr Deinekin" i predložila je stvaranje civilne verzije ovog zrakoplova.

Uredništvo TASS-DOSSIER-a pripremilo je potvrdu o domaćim i stranim programima za izradu nadzvučnih putničkih zrakoplova.

Početak razvoja

Istraživanja nadzvučnog civilnog zrakoplovstva započela su u Ujedinjenom Kraljevstvu, Francuskoj i Sjedinjenim Državama kasnih 1950-ih. Prvi nacrti odgovarajućih putničkih zrakoplova pojavili su se na Zapadu početkom 1960-ih. Istodobno je Sovjetski Savez počeo razvijati vlastiti nadzvučni zrakoplov.

Tu-144

Dana 16. srpnja 1963. Središnji komitet CPSU i Vijeće ministara SSSR-a izdali su dekret „O stvaranju Projektnog biroa AN Tupoljev nadzvučnog putničkog zrakoplova Tu-144 s četiri mlazna motora i o izgradnji serije takvih zrakoplova." Opće upravljanje projektom izvršio je generalni projektant OKB-a Andrej Tupoljev, a nakon njegove smrti 1972. godine - sin dizajnera Aleksej Tupoljev.

Prototip Tu-144 ( broj repa SSSR-68001) izveo je prvi let 31. prosinca 1968. godine.

Proizvodnja serijskih primjeraka Tu-144 raspoređena je u Zrakoplovnoj tvornici Voronjež (sada - PJSC "VASO" kao dio UAC). Ukupno je od 1972. do 1984. proizvedeno 17 serijskih automobila, od kojih su tri prošla statička ispitivanja, 14 je bilo u pogonu (uključujući dva s putnicima), dva su se srušila u zrakoplovnim nesrećama, jedan nikada nije dovršen. U razdoblju od studenog 1977. do svibnja 1978. dva Tu-144 izvela su 55 letova između Moskve i Alma-Ate, prevezli ukupno 3 tisuće 284 putnika.

Godine 1978., nakon druge katastrofe, obustavljen je rad Tu-144, a sam program je skraćen. Rad na stvaranju modifikacije Tu-144DA (s povećanim dometom leta) nije razvijen.

Concorde

Aerospatiale / BAC Concorde ("Concorde", od francuskog "pristanak") od 1962. godine kreirala je francuska tvrtka Aerospatiale u suradnji s British Aircraft Corporation. Prototip (registracijski broj - F-WTSS) poletio je dva mjeseca nakon prvog leta Tu-144 - 2. ožujka 1969. godine.

Ukupno je 1965.-1979. izgrađeno 20 zrakoplova. Od 1976.-2003. operirano ih je 14 zrakom France i British Airways o redovnim putničkim uslugama: uglavnom za transatlantske letove na linijama za New York iz Pariza i Londona. Zrakoplov je u prosjeku prešao udaljenost između Pariza i New Yorka za 3,5 sata.

Tijekom cijelog rada Concordea dogodila se jedna katastrofa sa zrakoplovom ovog tipa. 25. srpnja 2000., prilikom polijetanja iz Pariza, automobil Air Francea sa Matični broj F-BTSC se srušio zbog prisutnosti na pisti strani predmet... Tada je poginulo 109 ljudi na brodu i četiri osobe na zemlji.

U samo 27 godina rada Concorde je prevezao preko 2,5 milijuna putnika. Konačno, Air France i British Airways odustali su od rada zrakoplova ove vrste zbog pada prometa putnika uzrokovanog terorističkim napadima u Sjedinjenim Državama 11. rujna 2001., povećanim troškovima održavanja zrakoplova u pripravnosti za let i nedostatkom izgledi za njihovu modernizaciju.

Američki program iz 1960-ih

Dana 5. lipnja 1963. američki predsjednik John F. Kennedy najavio je pokretanje nacionalnog programa za stvaranje nadzvučnog putničkog zrakoplova, nudeći državi nadoknadu 75% troškova razvojnog inženjera. Cilj programa bio je konkurirati projektu Concorde. Korporacije Boeing, Lockheed i Sjeverna Amerika izrazile su namjeru za stvaranje novog zrakoplova, predlažući projekte Boeing 2707, Lockheed L-2000 i civilnu verziju strateškog bombardera XB-70 Valkyrie.

Najperspektivniji je bio projekt Boeing 2707 - širokotrupni zrakoplov dizajniran za prijevoz 277 putnika na udaljenosti do 7.800 km brzinom od 2.900 km / h. Napravljen je model zrakoplova u punoj veličini, Boeing je dobio 120 narudžbi američkih zračnih prijevoznika.

Međutim, 1971. godine postalo je očito da američki program zaostaje za europskim Concordeom i sovjetskim Tu-144. Kao rezultat toga, američki Kongres ga je prestao financirati. Boeing i druge tvrtke odbile su ga nastaviti o svom trošku.

Ostali projekti

Iskustvo programa Tu-144 i Concorde pokazalo je da rad zrakoplova ovog tipa ima niz nedostataka u odnosu na konvencionalne podzvučne avione. Konkretno, zbog velike potrošnje goriva i visokih troškova servisiranja nadzvučnih putničkih zrakoplova, vrlo ga je teško učiniti isplativim. Također, nije bilo moguće riješiti probleme s bukom avionskih motora, kao ni bukom nalik eksploziji u trenutku prelaska na nadzvučni.

Ipak, istraživanja na ovom području i danas se nastavljaju. Tako je 2016. godine američka Boom Technology najavila razvoj zrakoplova s 40 sjedala koji je sposoban prijeći udaljenost između Los Angelesa i Sydneya za šest sati. Američke tvrtke Aerion i Lockheed Martin rade na tromotornom supersoničnom poslovnom mlažnjaku Aerion AS2 za 12 putnika, čije su prve isporuke zakazane za 2023. godinu. Druga američka tvrtka, Spike Aerospace, planira certificirati svoj poslovni mlažnjak Spike S-512, dizajniran za prijevoz 18 putnika, iste 2023. godine.

Središnji aerohidrodinamički institut (TsAGI, Žukovski, Moskovska regija) predstavio je na međunarodnom zrakoplovnom salonu MAKS-2017 model nadzvučnog poslovnog mlažnjaka koji se može stvoriti u sljedećih deset godina. Među otkazanim projektima ove vrste su Sukhoi Supersonic Business Jet, Tu-344 (poslovni mlaznjak baziran na nosaču rakete Tu-22M3), Tu-444 itd., NASA High Speed Civil Transport program (1990.- 1999.).

Jedan primjer postojećih projekata nadzvučnih zrakoplova.

Danas ću početi s kratkim uvodom 🙂.

Na ovoj stranici već imam leteće letjelice. Odnosno, davno je došlo vrijeme da se nešto i o tome napiše nadzvučni, pogotovo jer sam obećao da ću to učiniti :-). Neki dan sam se s popriličnim žarom bacio na posao, ali sam shvatio da je tema koliko zanimljiva, toliko i obimna.

U zadnje vrijeme moji članci ne blistaju sažetošću, ne znam je li to prednost ili mana :-). I pitanje na temu “ nadzvučni"Prijetila sam da će postati još više i ne zna se koliko bih dugo morala" stvarati "to :-).

Stoga sam odlučio pokušati napraviti nekoliko članaka. Vrsta male serije (otprilike tri ili četiri), u kojoj će svaka komponenta biti posvećena jednom ili dva koncepta na temu nadzvučne brzine... I bit će mi lakše, i manje ću gnjaviti čitatelje :-), a Yandex i Google će više podržavati (što je važno, i sami razumijete :-)). Pa, što će iz toga suditi, naravno, ti..

********************

Dakle, razgovarajmo danas o nadzvučnom i nadzvučni zrakoplov... Sam koncept " nadzvučni"U našem jeziku (utoliko više u superlativnom stupnju) treperi mnogo češće od izraza" podzvučni ".

S jedne strane, to je općenito razumljivo. Podzvučni zrakoplovi odavno su postali nešto sasvim uobičajeno u našem životu. A nadzvučni zrakoplov, iako lete u zračni prostor već 65 godina, ali se i dalje čini nečim posebnim, zanimljivim i vrijednim povećane pažnje.

S druge strane, ovo je sasvim pošteno. Uostalom, letovi do nadzvučni- ovo je, moglo bi se reći, zasebno područje kretanja zatvoreno određenom preprekom. Međutim, neiskusni ljudi mogu imati pitanje: "A što je, zapravo, tako izvanredno u ovom superzvuku? Kakva je razlika kada avion leti brzinom od 400 km/h ili 1400 km/h? Dajte mu jači motor i sve će biti u redu!" U zoru svog razvoja, zrakoplovstvo je bilo otprilike u ovakvom semantičkom položaju.

Brzina je oduvijek bila krajnji san, a u početku su se te težnje prilično uspješno provodile. Već 1945. godine probni pilot tvrtke Messerschmitt L. Hoffmann u horizontalnom letu na jednom od prvih svjetskih zrakoplova s mlaznim motorima, ME-262, postigao je brzinu od 980 km/h u horizontalnom letu na visini od 7200 m.

Međutim, u stvarnosti, sve je daleko od tako jednostavnog. Uostalom, let do nadzvučni razlikuje se od podzvučnog ne samo po veličini brzine i ne toliko po njoj. Razlika je ovdje kvalitativna.

Već pri brzinama od 400 km / h, takvo svojstvo zraka kao što je kompresibilnost počinje se postupno manifestirati. I, u principu, ovdje nema ničeg neočekivanog. Je plin. A svi su plinovi, kao što znate, za razliku od tekućina, kompresivi. Kompresija mijenja parametre plina, kao što su gustoća, tlak, temperatura. Zbog toga se različiti fizikalni procesi mogu odvijati u komprimiranom plinu na drugačiji način nego u razrijeđenom.

Što zrakoplov leti brže, to on, zajedno sa svojim aerodinamičnim površinama, postaje kao neka vrsta klipa, koji na neki način komprimira zrak ispred sebe. Pretjerano, naravno, ali općenito je tako :-).

S povećanjem brzine mijenja se aerodinamička slika strujanja oko zrakoplova i što je brže, to više :-). I dalje nadzvučni već je kvalitativno drugačiji. Pritom dolaze do izražaja novi koncepti aerodinamike, koji često jednostavno nemaju smisla za male zrakoplove.

Za karakterizaciju brzine leta sada postaje zgodno i potrebno koristiti parametar kao što je M broj (Machov broj, omjer brzine zrakoplova u odnosu na zrak u datoj točki prema brzini zvuka u struji zraka u ovom trenutku). točka). Pojavljuje se još jedna vrsta aerodinamičkog otpora i postaje primjetna (vrlo osjetna!) valna impedancija(uz već povećani konvencionalni otpor).

Pojave poput valne krize (s kritičnim brojem M) postaju značajne nadzvučna barijera, udarni valovi i udarni valovi.

Osim toga, karakteristike upravljivosti i stabilnosti zrakoplova pogoršavaju se zbog pomaka unatrag točke primjene aerodinamičkih sila.

Prilikom približavanja području transzvučnih brzina, zrakoplov može doživjeti snažno podrhtavanje (to je bilo tipičnije za prvi zrakoplov koji je jurišao na tada tajanstvenu granicu brzine zvuka), sličan po svojim manifestacijama još jednoj vrlo neugodnoj pojavi s kojom su se avijatičari morali suočiti. u svom profesionalnom razvoju. Taj se fenomen zove lepršanje (tema za drugi članak :-)).

Postoji tako neugodan trenutak kao što je zagrijavanje zraka kao posljedica njegovog oštrog kočenja ispred zrakoplova (tzv. kinetičko zagrijavanje), kao i zagrijavanje kao rezultat viskoznog trenja zraka. Istovremeno, temperature su prilično visoke, oko 300°C. Koža zrakoplova se zagrijava na takve temperature tijekom dugog nadzvučnog leta.

O svim gore navedenim pojmovima i pojavama, kao io razlozima njihovog pojavljivanja svakako ćemo govoriti detaljnije u drugim člancima. Ali sada je tako, mislim da je to sasvim jasno nadzvučni- ovo je nešto sasvim drugo od letenja podzvučnom (utoliko nižom) brzinom.

Da bi se pri velikim brzinama snašao sa svim novonastalim efektima i pojavama i u potpunosti odgovarao svojoj namjeni, zrakoplov se također mora kvalitativno mijenjati. Sad bi trebalo biti nadzvučni zrakoplov, odnosno zrakoplov sposoban letjeti brzinom većom od brzine zvuka u određenom dijelu zračnog prostora.

I za njega nije dovoljno samo povećati snagu motora (iako je i to vrlo važan i obavezan detalj). Ovi avioni obično mijenjaju svoj izgled. U svom izgledu se pojavljuju oštri uglovi i rubovi, ravne linije, za razliku od "glatkih" obrisa podzvučnih zrakoplova.

Nadzvučni zrakoplov imaju zamašeno ili trokutasto krilo. Tipičan i jedan od najpoznatijih zrakoplova s delta krilima je izvanredan lovac MiG-21 (maksimalna brzina na visini od 2230 km/h, na razini mora 1300 km/h).

Nadzvučni zrakoplov s trokutastim krilom MIG-21.

Jedna od opcija nalik zamahu je ogivalno krilo s povećanim koeficijentom uzgona. Ima poseban dotok u blizini trupa, dizajniran za stvaranje umjetnih spiralnih vrtloga.

MIG-21I s ogivalnim krilom.

MIG-21I - ogivalno krilo.

Živo krilo TU-144.

Zanimljivo je da je krilo ovog tipa, kasnije ugrađeno na TU-144, testirano u letećem laboratoriju na temelju istog MIG-21 (MIG-21I).

Druga opcija je superkritično krilo... Ima spljošten profil sa zakrivljenim stražnjim krajem na određeni način, što omogućuje odgađanje pojave valne krize pri velikim brzinama i može biti korisno u smislu ekonomičnosti za brze podzvučne zrakoplove. Takvo se krilo koristi, posebice, na zrakoplovu SuperJet 100.

SuperJet 100. Primjer superkritičnog krila. Zavoj profila je jasno vidljiv (straga)

Fotografije se mogu kliknuti.

Nadzvučni zrakoplovi su zrakoplovi sposobni letjeti brzinama većim od brzine zvuka (Machov broj M = 1,2-5).

Povijest

Pojava mlaznih lovaca u 1940-ima postavila je dizajnere zadaću daljnjeg povećanja njihove brzine. Povećana brzina poboljšala je performanse i bombardera i lovaca.

Pionir u nadzvučnoj eri bio je američki probni pilot Chuck Yeager. 14.10.1947., leteći eksperimentalnim zrakoplovom Bell X-1 s raketnim pogonom XLR-11, svladao je brzinu zvuka u kontroliranom letu.

Razvoj

Brzi razvoj nadzvučnog zrakoplovstva započeo je 60-70-ih godina. XX. stoljeće. Tada su riješeni problemi aerodinamičke učinkovitosti, upravljivosti i stabilnosti zrakoplova. Velika brzina leta također je omogućila povećanje servisnog stropa za više od 20.000 m, što je bila ugodna visina za bombardere i izviđačke zrakoplove.

Prije pojave protuzračnih raketnih sustava i kompleksa koji su mogli pogađati ciljeve na velike nadmorske visine, glavni princip izvođenja operacija bombardiranja bio je držati bombardere na maksimalnoj visini i brzini. Tada su izgrađeni i pušteni u serijsku proizvodnju nadzvučni zrakoplovi različite namjene – izviđački bombarderi, presretači, lovci, bombarderi presretači. Convair F-102 Delta Dagger bio je prvi nadzvučni izviđački zrakoplov, a Convair B-58 Hustler je bio prvi nadzvučni dalekometni bombarder.

Trenutno se provodi projektiranje, razvoj i proizvodnja novih zrakoplova, od kojih se neki proizvode posebnom tehnologijom koja smanjuje njihov radarski i vizualni potpis - "Stealth".

Putnički nadzvučni zrakoplov

U povijesti zrakoplovstva stvorena su samo 2 putnička nadzvučna zrakoplova, koja su izvedena redoviti letovi... Prvi let sovjetskog zrakoplova Tu-144 dogodio se 31. prosinca 1968. godine, vrijeme njegovog djelovanja bilo je 1975.-1978. Anglo-francuski zrakoplov "Concorde" izveo je svoj prvi let 02.03.1969. i operiran je na transatlantskom smjeru godine 1976-2003

Korištenje takvih zrakoplova omogućilo je ne samo smanjenje vremena leta na velike udaljenosti, već i korištenje nezauzetih zračnih linija na velikim visinama (oko 18 km) u vrijeme kada su visine od 9-12 km, koje su koristile košuljice, bile su jako opterećene. Također, nadzvučni zrakoplovi letjeli su izvan zračnih ruta (na ispravljenim rutama).

Unatoč neuspjehu nekoliko projekata transsoničnih i nadzvučnih zrakoplova (SSBJ, Tu-444, Tu-344, Tu-244, Lockheed L-2000, Boeing Sonic Cruiser, Boeing 2707) i stavljanju iz pogona dva završena projekta, razvoj se nastavlja. moderni projekti hipersonični zrakoplovi (npr. SpaceLiner, ZEHST) i zrakoplovi brzog odgovora za slijetanje (vojni transport). Lansiran je supersonični poslovni mlažnjak Aerion AS2.

Teorijska pitanja

U usporedbi s podzvučnim letom nadzvučnom brzinom, on se izvodi po drugačijem zakonu, jer kada zrakoplov dosegne brzinu zvuka, dolazi do promjena u obrascu strujanja, kao rezultat toga, povećava se kinetičko zagrijavanje vozila, povećava se aerodinamički otpor , a uočava se promjena aerodinamičkog fokusa. Sve to zajedno utječe na pogoršanje upravljivosti i stabilnosti zrakoplova. Također, pojavio se dosad nepoznati fenomen valnog otpora.

Stoga učinkovit let pri postizanju brzine zvuka zahtijeva ne samo povećanje snage motora, već i uvođenje novih dizajnerskih rješenja.

Stoga su takvi zrakoplovi dobili promjenu u izgledu - pojavili su se oštri kutovi i karakteristične ravne linije u usporedbi s "glatkim" oblikom podzvučnih zrakoplova.

Do danas nije riješen zadatak stvaranja uistinu učinkovitog nadzvučnog zrakoplova. Kreatori su dužni pronaći kompromis između održavanja normalnih karakteristika polijetanja i slijetanja i zahtjeva za povećanjem brzine.

Stoga je osvajanje novih granica u visini i brzini modernim zrakoplovstvom povezano ne samo s uvođenjem novih pogonskih sustava i shema rasporeda, već i s promjenama u geometriji leta. Ove promjene trebale bi poboljšati kvalitetu zrakoplova pri letenju velikim brzinama, a da pritom ne narušavaju performanse pri malim brzinama i obrnuto. Dizajneri su nedavno odustali od smanjenja površine krila i debljine njihovih profila, povećanja kuta zamaha, vraćanja na krila velike relativne debljine i malog zamaha, ako su zahtjevi za praktičnim stropom i brzinom bili ispunjeni. postignuto.

Važno je da nadzvučni zrakoplov ima dobre performanse leta pri malim brzinama i da je otporan na otpor pri velikim brzinama, osobito na visinama površine.