Prvé nadzvukové osobné lietadlo. Chladný vrchol. História nadzvukových vložiek Vývoj a modifikácia

Skúmanie oblohy po mnoho storočí bolo pre ľudstvo nedosiahnuteľným snom. Potom, čo sa otvorené priestranstvá ešte podarilo dobyť, lietadiel stal sa stále dokonalejším a odolnejším. Významným úspechom v tejto oblasti bol vynález nadzvukových vojenských a osobných lietadiel. Jednou z týchto vložiek bol Tu-244, ktorého vlastnosti a vlastnosti budeme ďalej zvažovať. Bohužiaľ, tento projekt sa nerozvinul do sériovej výroby, ako väčšina podobných vývojov. V súčasnosti sa hľadajú prostriedky na obnovenie vývoja tohto projektu alebo podobného lietadla.

Kde sa to všetko začalo?

Letectvo sa začalo rýchlo rozvíjať po druhej svetovej vojne. Boli vyvinuté rôzne projekty lietadiel s prúdovými motormi, ktoré mali nahradiť konvenčné pohonné jednotky. Dôležitý bod pri tvorbe nadzvukových lietadiel nešlo o dosiahnutie rýchlosti zvuku, ale o prekonanie tejto bariéry, keďže pri takýchto rýchlostiach sa menia aerodynamické zákony.

Masívne podobné technológie sa používajú už od päťdesiatych rokov minulého storočia. Medzi sériovými úpravami možno zaznamenať domáce MiGy, americké severoamerické stíhačky, Delta Dagger, francúzske Concordy a mnoho ďalších. V osobné letectvo zavedenie nadzvukových rýchlostí bolo oveľa pomalšie. Tu-244 je lietadlo, ktoré by v tomto odvetví mohlo nielen konkurovať, ale stať sa v ňom svetovým lídrom.

Vývoj a tvorba

Prvé experimentálne civilné lietadlo schopné prelomiť zvukovú bariéru sa objavilo v druhej polovici šesťdesiatych rokov 20. storočia. Odvtedy až doteraz, v masová výroba na trh boli uvedené len dva modely: Tu-144 a francúzsky Concorde. Linkové lode boli typické lietadlá na ultra dlhé lety. Prevádzka týchto strojov prestala byť aktuálna o dvetisíc tri. Teraz sa nadzvukové lietadlá na prepravu cestujúcich nepoužívajú.

Boli pokusy vytvoriť nové modifikácie prúdových civilných parníkov, ale väčšina z nich zostala vo vývoji alebo bola úplne uzavretá. Medzi takéto dlhodobé projekty patrí nadzvukové osobné lietadlo Tu-244.

Mal nahradiť svojho predchodcu, mal vylepšené vlastnosti požičané z prototypov - Concorde a niektorých americké lietadlá. Projekt kompletne prevzal Tupolev Design Bureau, v roku 1973 bola vyvíjaná vložka pomenovaná Tu-244.

účel

Hlavným cieľom pripravovaného projektu bolo vytvorenie nadzvukového prúdového lietadla schopného bezpečne, rýchlo a na veľké vzdialenosti prepravovať cestujúcich. Zariadenie malo zároveň vo všetkých ohľadoch výrazne prevyšovať bežné prúdové lietadlá. Dizajnéri špeciálne stavili na rýchlosť.

V iných aspektoch boli nadzvukové lietadlá horšie ako ich náprotivky. Po prvé, doprava sa ekonomicky neoplatila. Po druhé, bezpečnosť letu bola nižšia. Mimochodom, sériová výroba a použitie v civilné letectvo Predchodca Tu-244 bol prerušený práve z druhého dôvodu. Tu-144 počas prvého roku prevádzky utrpel niekoľko nehôd, ktoré viedli k smrti posádky. Nový projekt mal odstrániť existujúce nedostatky.

Tu-244 (lietadlo): charakteristika technického plánu

Konečný model predmetnej vložky mal mať tieto ukazovatele výkonnosti:

Posádka pilotujúca parník zahŕňa troch pilotov.
Kapacita pasažierov sa pohybovala od 250 do 300 osôb.
Odhadovaná cestovná rýchlosť - 2175 kilometrov za hodinu, čo je dvojnásobok zvukovej bariéry.
Elektrárne - štyri motory s turbínovými ventilátormi.
Dosah letu je od sedem do deväť a pol tisíc kilometrov.
Nosnosť je tristo ton.
Dĺžka / výška - 88 / 15 metrov.
Plocha pracovnej plochy - 965 m2. m.
Rozpätie krídel - štyridsaťpäť metrov.

Ak porovnáme ukazovateľ rýchlosti, potom plánované osobné lietadlo Tu-244, ktorého história je celkom zaujímavá, sa stalo trochu pomalším ako jeho priami konkurenti. Kvôli tomu však chceli konštruktéri zvýšiť kapacitu a zvýšiť ekonomický prínos prevádzky stroja.

Vyhliadky do budúcnosti

Vývoj nového projektu, ktorého výsledkom malo byť nadzvukové osobné lietadlo Tu-244, sa ťahal dlhé roky. V dizajne bolo vykonaných veľa zmien a vylepšení. Tupolev Design Bureau však aj po rozpade ZSSR pokračoval v práci v danom smere. V roku 1993 boli dokonca predstavené detaily projektu.

Napriek tomu hospodárska kríza deväťdesiatych rokov mala na túto oblasť negatívny vplyv. Neexistovalo žiadne oficiálne oznámenie o ukončení vývoja, aktívnych akcií tiež. Projekt bol na bode mrazu. Do práce sú zapojení špecialisti zo Spojených štátov, s ktorými sa už dlho vedú rokovania. Na pokračovanie výskumu boli dve parníky zo stoštyridsiateho štvrtého radu prerobené na lietajúce laboratóriá.

Čo bude ďalej?

Nadzvukový Tu-244 (lietadlo, ktorého fotografia je uvedená nižšie) náhle zmizol z projektovej dokumentácie ako predmet štúdie. Bol prijatý v roku 2012 a predpokladal, že prvých sto kusov osobných lietadiel vstúpi do prevádzky najneskôr v roku 2025. Takýto skok s dokumentáciou vyvolal množstvo otázok a fám. Okrem toho sa z tohto programu vytratilo niekoľko ďalších zaujímavých a sľubných noviniek.

Takáto perspektíva bola vnímaná negatívne. Fakty svedčili o tom, že projekt bol zmrazený alebo úplne uzavretý. Toto však nebolo oficiálne potvrdené ani vyvrátené. Vzhľadom na nestabilitu ekonomiky možno v subjektívnej konfigurácii vysloviť veľa predpokladov, no fakty hovoria jasnou rečou.

Dnešná realita: Tu-244 (lietadlo)

História stvorenia toto lietadlo bolo uvedené vyššie. A ako sa veci majú teraz? Vzhľadom na všetko uvedené sa dá predpokladať, že predmetný projekt sa v súčasnosti prinajmenšom vznáša vo vzduchu, ak nie je vôbec pokrytý. Oficiálne vyjadrenie k osudu vývoja, ako aj k dôvodom zníženia a pozastavenia projektu neexistuje. Je dosť možné, že hlavný problém spočíva v nedostatočnom financovaní, jeho ekonomickej nedôslednosti resp zastaranosť. Alternatívne sa všetky tieto tri faktory môžu vyskytnúť súčasne.

Nie je to tak dávno (2014) médiami prenikli informácie o možnom obnovení projektu Tu-244. Oficiálna verzia k tejto otázke však ešte nebola prijatá. Pre objektivitu je potrebné poznamenať, že zahraničný vývoj osobných nadzvukových vložiek tiež nie je zďaleka dokončený, mnohé z nich sú uzavreté alebo sú predmetom veľkých otázok. Rád by som veril, že tento grandiózny stroj bude v blízkej budúcnosti postavený v súlade so všetkými modernými štandardmi.

Trochu o predchodcovi

Vývoj TU-144 na základe rozhodnutia Rady ministrov Sovietskeho zväzu sa začal v roku 1969. Konštrukcia nadzvuku civilné lietadlá začala na MMZ „Skúsenosť“. Odhadovaný dosah letu parníka by mal byť tri a pol tisíc kilometrov. Pre zlepšenie aerodynamiky dostalo lietadlo v pôdoryse upravený tvar krídel a zväčšila ich plochu.

Dĺžka trupu je vyrobená s výpočtom vnútorného ubytovania sto päťdesiat cestujúcich. Pod každým krídlom boli umiestnené dva páry motorov. Prúdové lietadlo uskutočnilo svoj prvý let v roku 1971. Továrenský testovací program predpokladal asi dvestotridsať bojových letov.

Porovnávacie charakteristiky

Nadzvukový Tu-244 je lietadlo, ktorého rozmery sú o niečo výraznejšie ako u jeho predchodcu. Má výrazné parametre v iných taktických a technických hodnotách. Na porovnanie zvážte výkon vložky Tu-144:

posádka - štyri osoby;
kapacita - jeden a pol sto cestujúcich;
dĺžka / výška - 67 / 12,5 metra;
ťah s prídavným spaľovaním - 17 500 kg / s;
hmotnostný limit - sto osemdesiat ton;
cestovná rýchlosť je 2 200 kilometrov za hodinu;
praktický strop - osemnásť tisíc metrov;
maximálny dojazd je šesť a pol tisíc kilometrov.

Hlavným vonkajším rozdielom medzi novým lietadlom (Tu-244) a jeho predchodcom mala byť zmena konštrukcie zakriveného nosa.

Kardinálnou črtou dvestoštyridsiateho štvrtého projektu z jeho prototypu pod indexom „144“ je absencia nosa vychýleného nadol. Zasklenie kabíny sa vyrába v minimálnej výbave. Takéto riešenie je zamerané na to, že počas letu bude zabezpečená potrebná viditeľnosť a vzlet a pristátie bez ohľadu na poveternostné podmienky je riadené jednotkou elektronickej pohľadovej optiky.

Stojí za zmienku, že moderné environmentálne požiadavky na civilné lietadlá výrazne bránia vytvoreniu nadzvukového lietadla tejto triedy, pretože jeho prevádzka sa a priori stáva ekonomicky škodlivou. Vývoj bol podniknutý na vytvorenie nadzvukového lietadla obchodnej triedy schopného prelomiť nadzvukovú bariéru. Bol však pozastavený aj projekt Tu-444. Jeho výhodou oproti konkurentom je relatívna lacnosť v porovnaní s Tu-244, ako aj riešenie technických problémov súvisiacich s environmentálnymi požiadavkami na moderné lietadlá. Pre informáciu: predmetná nadzvuková vložka bola predstavená širokej verejnosti vo Francúzsku (1993, letecká show v Le Bourget).

Konečne

Ak by sa dokončili a zrealizovali všetky sovietske záväzky v letectve, je celkom možné, že toto odvetvie by urobilo obrovský skok vpred. Ekonomické, politické a iné problémy však tento proces výrazne spomaľujú. Jedným z najjasnejších predstaviteľov vo svete nadzvukového civilného letectva mal byť parník Tu-244. Žiaľ, z viacerých dôvodov je projekt stále vo vývoji alebo v „pozastavenom“ stave. Chcel by som dúfať, že sa nájdu ľudia, ktorí projekt zafinancujú a v konečnom dôsledku to povedie k vytvoreniu nielen najrýchlejších osobné lietadlá, ale aj doprava budúcnosti, vyznačujúca sa efektívnosťou, kapacitou a bezpečnosťou.

Myšlienka ruského prezidenta Vladimira Putina, inšpirovaná letom novej „Bielej labute“, vytvoriť nadzvukové lietadlo prinútila uvažovať nielen zamestnancov Kazaňského leteckého závodu, ale aj mnohých ďalších pozorovateľov. Dokáže raketový nosič inšpirovať konštruktérov k vytvoreniu nových typov nadzvukových lietadiel?

Najväčší a najsilnejší v histórii vojenské letectvo nedávno dostalo nadzvukové lietadlo Tu-160, ktoré mnohí poznajú pod prezývkou „Biela labuť“. nový život. Prvýkrát po mnohých rokoch závod na výrobu lietadiel v Kazani predstavil verejnosti aktualizovaný bombardér Tu-160M pomenovaný po prvom vrchnom veliteľovi ruských vzdušných síl Pyotrovi Deinekinovi.

Prvý let raketového nosiča osobne sledoval vrchný veliteľ ozbrojených síl RF a ruský prezident Vladimir Putin. Na hlavu štátu let novej Bielej labute hlboko zapôsobil a vysoko ocenila profesionalitu pilotov, ktorí manéver vykonali a požiadala ich, aby sa poďakovali pilotom ešte pred pristátím lietadla. V prezidentových emóciách nebolo nič prekvapujúce, keďže Putin sám pilotoval raketový nosič Tu-160 ešte v roku 2005.

Po ukončení letu prezident navrhol kazaňským dizajnérom lietadiel vytvoriť verziu osobného nadzvukového Lebed pre civilné letectvo na základe nového Tu-160M.

Aby sme však pochopili, aké reálne je realizovať myšlienku Vladimíra Putina, treba sa obrátiť na históriu. ruské letectvo a pripomenúť si, aké kroky už v tomto smere podnikli leteckí konštruktéri.

Tu-144

Jedným z najväčších priemyselných úspechov v histórii Ruska bolo vytvorenie lietadla Tu-144. Bolo vyrobené dávno pred Tu-160 a stalo sa prvým nadzvukovým osobným dopravným lietadlom v histórii ľudstva. Okrem toho je Tu-144 dodnes jedným z dvoch slávnej histórie typy nadzvukových osobných lietadiel.

Dopravné lietadlo bolo vytvorené na základe pokynov Rady ministrov ZSSR, vydaných 19. júla 1963. Na prvé nadzvukové osobné lietadlo boli kladené vážne požiadavky. Lietadlo muselo byť schopné letieť cestovnou rýchlosťou 2 300 až 2 700 km/h na vzdialenosť až 4 500 kilometrov, pričom na palube viezť až 100 pasažierov.

Tupolev Design Bureau vytvoril prvý prototyp lietadla v roku 1965. O tri roky neskôr sa lietadlo prvýkrát vznieslo do neba, dva mesiace pred svojím hlavným a jediným konkurentom, slávnym britsko-francúzskym Concorde.

Tu-144 mal množstvo konštrukčných prvkov, ktoré ho aj navonok výrazne odlišovali od iných lietadiel. Na jeho krídlach neboli žiadne klapky a lamely: lietadlo sa spomalilo v dôsledku vychýlenia nosa trupu. Okrem toho bol na lietadle nainštalovaný praotec moderných GPS navigátorov - systém PINO (Projekčný indikátor navigačnej situácie), ktorý z filmového pásu premietal na plátno potrebné súradnice.

Pre príliš vysoké náklady na prevádzku a údržbu dopravného lietadla však Sovietsky zväz upustil od ďalšej výroby Tu-144. V čase, keď sa výroba zastavila, prežilo iba 16 lietadiel, z ktorých dve boli neskôr zničené v dôsledku neslávne známej nehody na medzinárodnom aerosalóne v Le Bourget v roku 1973 a pri havárii nad Jegorjevskom v roku 1978. Na tento moment na svete zostalo len osem zmontovaných lietadiel, z ktorých tri je možné plne zreštaurovať a sú pripravené na ďalšie použitie.

SPS-2 a Tu-244

Foto: Stahlkocher / wikimedia.org

Ďalším projektom, na ktorý sa kládli vážne očakávania, bol SPS-2, ktorý neskôr vývojár, Tupolev Design Bureau, dostal sľubné meno Tu-244.

Prvé informácie o prácach na druhej generácii nadzvukového osobného dopravného lietadla pochádzajú približne z rokov 1971 - 1973 minulého storočia.

Pri vývoji Tu-224 konštruktéri zohľadnili tak skúsenosti s vytváraním a prevádzkou jeho predchodcov - Tu-144 a Concorde a Tu-160, ako aj americké projekty nadzvukových lietadiel.

Podľa koncepcie vývojárov SPS-2 malo nové dopravné lietadlo stratiť hlavné „ vizitka»predchodcu - predná časť trupu sa vychýlila nadol. Okrem toho sa plocha zasklenia kokpitu musela zmenšiť na minimum postačujúce na preskúmanie. Na vzlet a pristátie lietadla sa plánovalo použiť opticko-elektronický kontrolný systém.

Taktiež navrhnuté lietadlo sa muselo zdvihnúť do výšky až 20 kilometrov a na palubu sa zmestilo asi 300 pasažierov. Na dosiahnutie takýchto parametrov bolo potrebné dramaticky zväčšiť jeho veľkosť vo všetkých ohľadoch, čo sa plánovalo urobiť: s dĺžkou trupu takmer 90 metrov a rozpätím krídel asi 50 metrov by Tu-244 vyzeral ako obr proti na pozadí akýchkoľvek existujúcich analógov.

Ale maximálna rýchlosť dopravného lietadla v porovnaní s jeho predchodcami zostala prakticky rovnaká: rýchlostný limit SPS-2 nepresiahol 2500 km / h. Na rozdiel od toho sa plánovalo zvýšenie maximálnej letovej vzdialenosti na približne 9000 kilometrov znížením spotreby paliva.

Výroba takejto nadzvukovej ťažkej váhy však v skutočnosti modernom svete sa ukázalo ako ekonomicky nerentabilné. Vzhľadom na zvýšené požiadavky na environmentálne normy sú náklady na prevádzku takéhoto lietadla Tu-244 v súčasnosti neúnosné ako pre samotného výrobcu lietadiel, tak aj pre ekonomiku krajiny ako celku.

Tu-344 a Tu-444

Tieto lietadlá vyvinul Tupolev Design Bureau (neskôr Tupolev JSC, teraz Tupolev PJSC) ako odpoveď na rastúci globálny dopyt po rýchlych a malých lietadlách obchodnej triedy. Vznikli teda rôzne projekty SBS – nadzvukových obchodných lietadiel.

Podobné lietadlá mali byť malé a schopné prepraviť asi 10 cestujúcich. Prvý projekt SBS z Tupoleva - Tu-344 - sa plánoval vyrobiť už v 90. rokoch minulého storočia na báze vojenského nadzvukového bombardéra Tu-22M3. Jeho vývoj sa však v počiatočných fázach ukázal ako neúspech, keďže pre medzinárodné lety muselo lietadlo spĺňať aj vysoké požiadavky v teréne, ktoré nespĺňalo už v raných fázach vývoja projektu. Preto dizajnér odmietol ďalšie práce na vytvorení Tu-344.

Práce na projekte jeho nástupcu – Tu-444 – sa začali začiatkom roku 2000, jeho vývoj dospel do štádia prvých náčrtov. Napriek tomu, že sa podarilo vyriešiť problémy v oblasti ekológie, realizácia projektu si vyžiadala prilákanie veľkých finančných investícií, no Tupolevovi sa nepodarilo nájsť investorov, ktorí by o to mali záujem.

S-21 (SSBJ)

Foto: Slangcamm / wikimedia.org

Jediným domácim projektom na vytvorenie nadzvukového lietadla pre civilné letectvo, ktorý nebol vyvinutý Tupolev Design Bureau, bol projekt lietadla S-21, známeho aj ako Suchoj Supersonic Business Jet (SSBJ).

Práce na tomto projekte Sukhoi Design Bureau sa začali v 80. rokoch. Konštrukčná kancelária pochopila, že dopyt po veľkých nadzvukových lietadlách od čias Concorde a Tu-144 klesol a v budúcnosti sa bude z ekonomických dôvodov iba znižovať. Preto boli dizajnéri Suchoja medzi prvými, ktorí prišli s myšlienkou vytvoriť nadzvukové obchodné lietadlo určené na nepretržité lety medzi svetovými metropolami.

Vývoju S-21 však zabránil rozpad ZSSR, s ktorým prestalo štátne financovanie projektu.

Po páde Sovietskeho zväzu sa Suchoj dlhé roky snažil prilákať do projektu súkromných investorov v Rusku aj v zahraničí. Objem prichádzajúcich investícií umožnil uskutočniť prvé testy motorov pre S-21 v roku 1993.

Na dokončenie tvorby a spustenie sériovej výroby lietadla však podľa vyjadrenia Michaila Simonova, ktorý bol v tom čase šéfom Suchoja, bola potrebná ďalšia miliarda amerických dolárov, ale spoločnosť nemohla nájsť nových investorov.

TASS-DOSIER. Dňa 25. januára 2018 ruský prezident Vladimir Putin počas návštevy Kazaňského leteckého závodu. S. P. Gorbunova (pobočka PJSC "Tupolev") bola prítomná na demonštračnom lete nového nadzvukového nosiča strategických rakiet Tu-160 "Pyotr Deinekin" a navrhla vytvorenie civilnej verzie tohto lietadla.

Redakcia TASS-DOSIER pripravila certifikát o domácich a zahraničných programoch na tvorbu nadzvukových osobných lietadiel.

Začiatok vývoja

Výskum v oblasti nadzvukového civilného letectva sa začal v Spojenom kráľovstve, Francúzsku a Spojených štátoch koncom 50. rokov minulého storočia. Prvé návrhy návrhov zodpovedajúcich osobných lietadiel sa objavili na Západe začiatkom 60. rokov 20. storočia. V tom istom čase začal Sovietsky zväz vyvíjať vlastné nadzvukové lietadlo.

Tu-144

16. júla 1963 bolo prijaté uznesenie Ústredného výboru KSSZ a Rady ministrov ZSSR „O vytvorení nadzvukového osobného lietadla Tu-144 so štyrmi prúdovými motormi ao konštrukcii série takýchto lietadiel“. bol vydaný Design Bureau AN Tupolev. Celkové riadenie projektu vykonával generálny dizajnér dizajnérskej kancelárie Andrey Tupolev a po jeho smrti v roku 1972 syn projektanta Alexej Tupolev.

Prototyp Tu-144 ( číslo strany ZSSR-68001) uskutočnil svoj prvý let 31. decembra 1968.

Výroba sériových kópií Tu-144 bola zahájená vo Voronežskom leteckom závode (teraz PJSC "VASO" ako súčasť UAC). Celkovo sa v rokoch 1972 až 1984 vyrobilo 17 sériových strojov, z toho tri prešli statickými skúškami, 14 bolo prevádzkovaných (vrátane dvoch s pasažiermi), dva havarovali pri leteckých nešťastiach, jeden nebol nikdy dokončený. Medzi novembrom 1977 a májom 1978 uskutočnili dva Tu-144 55 letov medzi Moskvou a Alma-Atou, pričom spolu prepravili 3 284 pasažierov.

V roku 1978, po druhej katastrofe, bola prevádzka Tu-144 prerušená a samotný program bol obmedzený. Práce na vytvorení modifikácie Tu-144DA (so zvýšeným dosahom letu) neboli vyvinuté.

Concorde

Aerospatiale / BAC Concorde ("Concorde", z francúzskeho "súhlas") od roku 1962 vytvorila francúzska spoločnosť Aerospatiale spolu s British Aircraft Corporation. Prototyp (evidenčné číslo - F-WTSS) vzlietol dva mesiace po prvom lete Tu-144 - 2. marca 1969.

Celkovo bolo v rokoch 1965-1979 vyrobených 20 kópií lietadla. 14 z nich bolo prevádzkovaných v rokoch 1976-2003 letecké spoločnosti Air France a British Airways na pravidelných linkách pre cestujúcich: hlavne pre transatlantické lety na trasách do New Yorku z Paríža a Londýna. V priemere lietadlo prekonalo vzdialenosť medzi Parížom a New Yorkom za 3,5 hodiny.

Počas celého obdobia prevádzky Concorde došlo s lietadlami tohto typu k jednej katastrofe. 25. júla 2000 pri štarte z Paríža auto Air France s evidenčné číslo F-BTSC havaroval kvôli tomu, že bol na dráhe cudzí predmet. Potom zomrelo 109 ľudí na palube a štyria ľudia na zemi.

Len za 27 rokov prevádzky Concorde prepravil viac ako 2,5 milióna cestujúcich. Air France a British Airways nakoniec opustili prevádzku lietadiel tohto typu v dôsledku poklesu osobnej dopravy, ktorý spôsobili teroristické útoky v Spojených štátoch 11. septembra 2001, rastúce náklady na udržiavanie lietadiel v letovej pohotovosti a nedostatočná perspektíva. na ich modernizáciu.

Americký program v 60. rokoch 20. storočia

5. júna 1963 americký prezident John F. Kennedy oznámil spustenie národného programu na vytvorenie nadzvukového osobného dopravného lietadla s ponukou kompenzácie 75 % nákladov vývojovej spoločnosti na náklady štátu. Cieľom programu bolo konkurovať projektu Concorde. Boeing, Lockheed a severoamerické korporácie vyjadrili svoj zámer vytvoriť nové lietadlo, ponúkajúce projekty Boeing 2707, Lockheed L-2000 a civilnú verziu strategického bombardéra XB-70 Valkyrie.

Najsľubnejším bol projekt Boeing 2707, širokotrupé dopravné lietadlo určené na prepravu 277 pasažierov na vzdialenosť až 7,8 tisíc km pri rýchlosti 2 900 km/h. Bola postavená plnohodnotná maketa lietadla, Boeing dostal 120 objednávok od amerických leteckých spoločností.

V roku 1971 sa však ukázalo, že americký program zaostával za európskym Concordom a sovietskym Tu-144. V dôsledku toho ho americký Kongres prestal financovať. Boeing a ďalšie spoločnosti v nej odmietli pokračovať na vlastné náklady.

Iné projekty

Skúsenosti z programov Tu-144 a Concorde ukázali, že prevádzka lietadiel tohto typu má v porovnaní s bežnými, podzvukovými dopravnými lietadlami množstvo nevýhod. Najmä kvôli vysokej spotrebe paliva a vysokým nákladom na údržbu nadzvukových osobných dopravných lietadiel je veľmi ťažké dosiahnuť zisk. Nepodarilo sa vyriešiť ani problémy s hlukom leteckých motorov, ako aj výbuchom podobné sonické tresky v čase prechodu na nadzvuk.

Výskum v tejto oblasti však pokračuje dodnes. V roku 2016 spoločnosť American Boom Technology oznámila vývoj 40-miestneho lietadla schopného prekonať vzdialenosť medzi Los Angeles a Sydney za šesť hodín. Americké spoločnosti Aerion a Lockheed Martin pracujú na projekte trojmotorového nadzvukového biznis prúdového lietadla Aerion AS2 pre 12 pasažierov, ktorého prvé dodávky sú naplánované na rok 2023. Ďalšia americká spoločnosť Spike Aerospace plánuje v tom istom roku 2023 certifikovať svoje obchodné lietadlo Spike S-512 určené na prepravu 18 cestujúcich.

Centrálny aerohydrodynamický inštitút (TsAGI, Žukovskij, Moskovský región) predstavil na medzinárodnej leteckej výstave MAKS-2017 model nadzvukového biznis trysku, ktorý môže vzniknúť v priebehu najbližších desiatich rokov. Medzi zrušené projekty tohto druhu patrí Suchoj Supersonic Business Jet, Tu-344 (business jet založený na raketovom nosiči Tu-22M3), Tu-444 atď., Program NASA High Speed Civil Transport (1990- 1999).

Jeden z príkladov existujúcich projektov nadzvukových lietadiel.

Dnes začnem malým predslovom 🙂.

Na tejto stránke už mám let lietadla. To znamená, že je najvyšší čas niečo napísať nadzvukový, hlavne že som to sľúbil urobiť :-). Onedlho som sa pustil do práce so značným zápalom, no uvedomil som si, že téma je rovnako zaujímavá ako objemná.

V poslednej dobe moje články nežiaria stručnosťou, neviem, či je to výhoda alebo nevýhoda :-). Vydanie na tému " nadzvukový"Hrozí, že sa stanem ešte väčším, a nikto nevie, ako dlho by som to musel" vytvoriť :-).

Tak som sa rozhodol, že skúsim napísať nejaké články. Akási malá séria (tri alebo štyri kusy), v ktorej bude každý komponent venovaný jednému alebo dvom konceptom na danú tému nadzvukové rýchlosti. A bude to pre mňa jednoduchšie a čitateľov budem menej obťažovať :-) a Yandex a Google budú priaznivejšie (čo je dôležité, chápete :-)). No, čo z toho vzíde súdiť, samozrejme, vy ..

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

Poďme si teda dnes povedať niečo o nadzvukových a nadzvukové lietadlo. Samotný pojem nadzvukový“ v našom jazyku (najmä v superlatívoch) bliká oveľa častejšie ako výraz „podzvukový“.

Na jednej strane je to vo všeobecnosti pochopiteľné. Podzvukové lietadlá sa už dávno stali niečím celkom obyčajným v našich životoch. A nadzvukové lietadlo, hoci prilietajú vzdušný priestor už 65 rokov, no stále sa zdá byť niečím výnimočným, zaujímavým a zaslúži si osobitnú pozornosť.

Na druhej strane je to celkom fér. Predsa lety do nadzvukový- dalo by sa povedať, že ide o samostatnú oblasť pohybu uzavretú určitou bariérou. Neskúsení ľudia si však môžu položiť otázku: „Čo je v skutočnosti také výnimočné na tomto nadzvukovom zvuku? Aký je rozdiel medzi lietadlom letiacim rýchlosťou 400 km/h alebo 1400 km/h? Dajte mu silnejší motor a všetko bude v poriadku!“ Približne v tejto sémantickej pozícii bolo letectvo na úsvite svojho rozvoja.

Rýchlosť bola vždy konečným snom a spočiatku boli tieto ašpirácie celkom úspešne implementované. Už v roku 1945 dosiahol skúšobný pilot Messerschmitt L. Hoffmann vo vodorovnom lete na jednom z prvých lietadiel sveta s prúdovými motormi ME-262 vo vodorovnom lete vo výške 7200 m rýchlosť 980 km/h.

V skutočnosti však všetko zďaleka nie je také jednoduché. No predsa let nadzvukový sa od podzvukového líši nielen veľkosťou rýchlosti, ale nie až tak. Rozdiel je tu kvalitatívny.

Už od rýchlosti okolo 400 km/h sa postupne začína prejavovať taká vlastnosť vzduchu, ako je stlačiteľnosť. A v zásade nie je nič neočakávané. je plyn. A všetky plyny, ako viete, na rozdiel od kvapalín, sú stlačiteľné. Pri stlačení sa menia parametre plynu, ako napríklad hustota, tlak, teplota. Z tohto dôvodu už môžu rôzne fyzikálne procesy prebiehať v stlačenom plyne inak ako v riedkom.

Čím rýchlejšie lietadlo letí, tým viac sa spolu so svojimi aerodynamickými plochami stáva akýmsi piestom, ktorý v určitom zmysle stláča vzduch pred sebou. Prehnane, samozrejme, ale vo všeobecnosti presne tak :-).

S rastúcou rýchlosťou sa mení aerodynamický vzorec prúdenia okolo lietadla a čím rýchlejšie, tým viac :-). A ďalej nadzvukový je to kvalitatívne iné. Zároveň sa do popredia dostávajú nové koncepcie aerodynamiky, ktoré pre nízkorýchlostné lietadlá často jednoducho nedávajú zmysel.

Na charakterizáciu rýchlosti letu je teraz vhodné a potrebné použiť taký parameter, ako je Machovo číslo (Machovo číslo, pomer rýchlosti lietadla voči vzduchu v danom bode k rýchlosti zvuku v prúde vzduchu v tomto bode. ). Objaví sa a stane sa hmatateľný iný typ aerodynamického odporu (veľmi hmatateľný!) vlnový odpor(spolu s už zvýšeným konvenčným odporom).

Takéto javy ako vlnová kríza (s kritickým číslom M), nadzvuková bariéra, rázové vlny a rázové vlny.

Okrem toho sa v dôsledku posunutia bodu pôsobenia aerodynamických síl smerom dozadu zhoršujú charakteristiky ovládateľnosti a stability lietadla.

Pri približovaní sa k oblasti transsonických rýchlostí môže lietadlo pociťovať silné otrasy (typickejšie pre prvé lietadlo, ktoré vtrhlo na vtedajšiu záhadnú hranicu rýchlosti zvuku), podobne ako ďalší veľmi nepríjemný jav, ktorému museli letci čeliť. v ich profesionálnom rozvoji. Tento jav sa nazýva flutter (téma na iný článok :-)).

Nastáva taký nepríjemný moment, akým je zahrievanie vzduchu v dôsledku jeho prudkého brzdenia pred lietadlom (tzv. kinetické zahrievanie), ako aj zahrievanie v dôsledku viskózneho trenia vzduchu. Zároveň sú teploty dosť vysoké, okolo 300ºС. Na takéto teploty sa pokožka lietadla zahrieva pri dlhom nadzvukovom lete.

O všetkých vyššie uvedených pojmoch a javoch, ako aj dôvodoch ich vzniku si určite povieme podrobnejšie v ďalších článkoch. Ale teraz si myslím, že je to úplne jasné nadzvukový- to je niečo úplne iné ako lietanie podzvukovou (hlavne nízkou) rýchlosťou.

Aby sa lietadlo zžilo so všetkými novovznikajúcimi efektmi a javmi vo vysokých rýchlostiach a plne zodpovedalo svojmu účelu, musí sa zmeniť aj kvalitatívne. Teraz by to malo byť nadzvukové lietadlo, teda lietadlo schopné letieť rýchlosťou presahujúcou rýchlosť zvuku v danom úseku vzdušného priestoru.

A pre neho nestačí len zvýšiť výkon motora (aj keď je to tiež veľmi dôležitý a povinný detail). Takéto lietadlá sa zvyčajne menia aj externe. V ich vzhľade sa objavujú ostré rohy a hrany, rovné čiary, na rozdiel od „hladkých“ obrysov podzvukových lietadiel.

nadzvukové lietadlo majú v pôdoryse šikmé alebo trojuholníkové krídlo. Typickým a jedným z najznámejších lietadiel s delta krídlom je pozoruhodná stíhačka MIG-21 (maximálna rýchlosť vo výške 2230 km/h, pri zemi 1300 km/h).

Nadzvukové lietadlo s trojuholníkovým krídlom MIG-21.

Jedným zo zametaných variantov je krídlo ogiválneho tvaru, ktoré má zvýšený koeficient vztlaku. V blízkosti trupu má špeciálny prítok určený na vytváranie umelých špirálových vírov.

MIG-21I s animovaným krídlom.

MIG-21I - animované krídlo.

Zvieracie krídlo TU-144.

Je zaujímavé, že krídlo tohto typu, neskôr inštalované na TU-144, bolo testované v lietajúcom laboratóriu založenom na rovnakom MIG-21 (MIG-21I).

Druhá možnosť je nadkritické krídlo. Má sploštený profil s určitou zakrivenou zadnou časťou, čo umožňuje oddialiť vznik vlnovej krízy pri vysokých rýchlostiach a môže byť ekonomicky výhodné pre vysokorýchlostné podzvukové lietadlá. Takéto krídlo sa používa najmä na lietadlách SuperJet 100.

SuperJet 100. Príklad superkritického krídla. Ohyb profilu je jasne viditeľný (zadná časť)

Na fotografie sa dá kliknúť.

Nadzvukové lietadlá sú lietadlá, ktoré sú schopné letieť rýchlosťou presahujúcou rýchlosť zvuku (Machovo číslo M = 1,2-5).

Príbeh

Nástup prúdových stíhačiek v 40. rokoch 20. storočia vyzval konštruktérov k ďalšiemu zvýšeniu ich rýchlosti. Zvýšená rýchlosť zlepšila výkon bombardérov aj stíhačiek.

Priekopníkom v nadzvukovej ére bol americký testovací pilot Chuck Yeager. 14.10.1947 pri lete na experimentálnom lietadle Bell X-1 s raketovou elektrocentrálou XLR-11 prekonal v riadenom lete rýchlosť zvuku.

rozvoj

Rýchly rozvoj nadzvukového letectva sa začal v 60-70 rokoch. XX storočia. Potom sa riešili problémy aerodynamickej účinnosti, ovládateľnosti a stability lietadla. Vysoká rýchlosť letu tiež umožnila zvýšiť praktický strop o viac ako 20 000 m, čo bola pohodlná výška pre bombardéry a prieskumné lietadlá.

Pred príchodom protilietadlových raketových zariadení a komplexov, ktoré by mohli zasiahnuť ciele vysokých nadmorských výškach, hlavným princípom vedenia bombardovacích operácií bolo udržiavať bombardovacie lietadlá v maximálnej výške a rýchlosti. Potom boli postavené nadzvukové lietadlá na rôzne účely a uvedené do sériovej výroby - prieskumné bombardéry, stíhačky, stíhačky, záchytné bombardéry. Convair F-102 Delta Dagger bol prvým nadzvukovým prieskumným lietadlom, Convair B-58 Hustler prvým nadzvukovým bombardérom s dlhým doletom.

V súčasnosti prebieha návrh, vývoj a výroba nových lietadiel, z ktorých niektoré sú vyrábané špeciálnou technológiou, ktorá znižuje ich radarovú a vizuálnu viditeľnosť – „Stealth“.

Osobné nadzvukové lietadlo

V histórii letectva boli vytvorené iba 2 osobné nadzvukové lietadlá, ktoré vykonali pravidelné lety. Prvý let sovietskeho lietadla Tu-144 sa uskutočnil 31. decembra 1968, obdobie jeho prevádzky bolo 1975-1978. Anglo-francúzske lietadlo Concord uskutočnilo svoj prvý let 2. marca 1969 a bolo prevádzkované na transatlantický smer v rokoch 1976-2003

Využitie takýchto lietadiel umožnilo nielen skrátiť čas letu na veľké vzdialenosti, ale využiť aj neobsadené letecké linky vo veľkých výškach (asi 18 km) v čase, keď nadmorské výšky 9-12 km využívali parníky. boli silne zaťažené. Taktiež nadzvukové lietadlá prevádzkovali lety mimo dýchacích ciest (na priamych linkách).

Napriek neúspechu viacerých projektov transsonických a nadzvukových lietadiel (SSBJ, Tu-444, Tu-344, Tu-244, Lockheed L-2000, Boeing Sonic Cruiser, Boeing 2707) a vyradeniu dvoch dokončených projektov z prevádzky vývoj pokračuje moderné projekty hypersonické dopravné lietadlá (napr. SpaceLiner, ZEHST) a obojživelné (vojenské dopravné) lietadlá rýchlej reakcie. Spustenie výroby nadzvukového obchodného lietadla Aerion AS2.

Teoretické otázky

V porovnaní s podzvukovým letom nadzvukovou rýchlosťou sa uskutočňuje podľa iného zákona, pretože keď lietadlo dosiahne rýchlosť zvuku, dochádza k zmenám v prúdení, v dôsledku čoho sa zvyšuje kinetické zahrievanie prístroja, zvyšuje sa aerodynamický odpor. a pozoruje sa zmena aerodynamického zamerania. To všetko celkovo vplýva na zhoršenie ovládateľnosti a stability lietadla. Objavil sa aj dosiaľ neznámy jav odporu vĺn.

Efektívny let pri dosiahnutí rýchlosti zvuku si preto vyžaduje nielen zvýšenie výkonu motora, ale aj zavedenie nových konštrukčných riešení.

Preto takéto lietadlá dostali zmenu svojho vzhľadu - v porovnaní s "hladkým" tvarom podzvukových lietadiel sa objavili ostré rohy a charakteristické priame čiary.

K dnešnému dňu nebola vyriešená úloha vytvoriť skutočne efektívne nadzvukové lietadlo. Tvorcovia sú povinní nájsť kompromis medzi zachovaním normálnych vzletových a pristávacích vlastností a požiadavkou na zvýšenie rýchlosti.

Preto dosiahnutie nových hraníc moderného letectva z hľadiska výšky a rýchlosti je spojené nielen so zavedením nových pohonných systémov a schém usporiadania, ale aj so zmenami geometrie letu. Tieto zmeny by mali zlepšiť kvalitu lietadla pri lietaní vysokou rýchlosťou bez toho, aby to ohrozilo ich výkon pri nízkych rýchlostiach a naopak. Dizajnéri nedávno upustili od zmenšovania plochy krídel a hrúbky ich profilov, zväčšenia uhla sklonu, návratu ku krídlam s veľkou relatívnou hrúbkou a nízkym sklonom, ak sa im podarilo dosiahnuť požiadavky praktického stropu. a rýchlosť.

Je dôležité, aby nadzvukové lietadlo malo dobrý výkon pri nízkych rýchlostiach a bolo odolné voči odporu pri vysokých rýchlostiach, najmä v nadmorských výškach.