Американские Boeing, Lockheed Martin и Gulfstream при поддержке Национального космического агентства США NASA намерены построить сверхзвуковой самолет, который сможет доставлять пассажиров из Лондона в Сидней всего за четыре часа вместо нынешних 20. Это будет небольшой бизнес-джет на 12 мест.
Американский самолет сможет развивать скорость 4 тыс. км/ч, что вдвое больше, чем самые быстрые до сих пор Concorde и советский Ту-144
Первый прототип новейшего самолета покажут на авиасалоне в Фарнборо, который пройдет с 9 по 15 июля этого года.
Новый сверхзвуковой самолет NASA носит кодовое название X-54. Предполагается, что первые модели этого судна будут продаваться в Европе и на Ближнем Востоке под слоганом: «В США и обратно за один рабочий день». Цена 12-местного джета может составить 80 млн долларов, передает The Daily Mail.
Boeing, Lockheed Martin и Gulfstream отдельно друг от друга занимались разработками сверхзвукового самолета, и, судя по всему, NASA решило объединить усилия компаний для выполнения одной цели. По словам руководителя проекта NASA по сверхзвуковым технологиям в Исследовательском центре Лэнгли в Вирджинии Питера Коэна, задача NASA заключается в научной и технической поддержке компаний, создающих сверхзвуковой самолет, а цель – доказать доступность сверхзвуковых полетов для большинства пассажиров.
Прототипом нового сверхзвукового самолета является англо-французский лайнер Concorde. Однако благодаря более легким композитным материалам, более совершенным двигателям и новой конструкции фюзеляжа (корпуса) американский самолет сможет развивать скорость 4 тыс. км/ч, что вдвое больше, чем самые быстрые до сих пор Concorde и советский Ту-144. Последние развивали сверхзвуковую скорость 2000–2300 км/ч. Таким образом американский лайнер сможет пролетать 20 тыс. километров без пересадки всего за 4 часа.
Для сравнения: самым быстрым дозвуковым реактивным самолетом на данный момент является новый G650 компании Gulfstream, который может летать на расстояния 7000 миль (более 11 тыс. км) и имеет максимальную скорость 704 мили в час (1133 км в час).
Американские разработчики уже не первый год ведут серьезные работы по снижению силы звукового удара при преодолении звукового барьера. В прошлом году специалисты NASA заявили, что испытания прототипа в аэродинамической трубе показали значительное снижение силы удара. Это стало возможным благодаря супертонким крыльям и спрятанным двигателям. Тестированию подверглись экспериментальные образцы небольших сверхзвуковых лайнеров, разработанных компаниями Boeing и Lockheed Martin.
#{image=541657}«Несмотря на то, что измеренная интенсивность ударной волны находится у максимальной границы допустимого, данные экспериментов доказывают принципиальную возможность производства сверхзвукового бизнес-джета, полет которого вблизи населенных пунктов был бы общественно приемлемым», – сообщил Питер Коэн.
По его словам, целью NASA является разработка небольшого самолета к 2025 году, для которого уровень производимого при сверхзвуковом полете шума не превышал бы 85 децибел.
«В случае с Боингом мы достигли результата в 81 децибел, а с самолетом от компании Lockheed – 79 децибел. Это на 25 единиц меньше, чем было у Конкорда, и на 20 меньше по сравнению с HSR (так назывался исследовательский проект NASA по разработке сверхзвукового транспортного судна, который был закрыт в 1999 году). Это прорыв. Это первый случай, когда нам удалось взять за основу небольшой сверхзвуковой самолет и показать, что его конфигурация может быть изменена таким образом, чтобы совместить высокую эффективность полета и низкий уровень шума», – отметил Коэн.
Россия не отстает
Российские ученые при финансировании Минпромторга занимаются сейчас практически тем же, чем американские компании при поддержке NASA. Как рассказывал в интервью газете ВЗГЛЯД заместитель генерального директора ФГУП «ЦАГИ» (Центральный аэрогидродинамический институт) и начальник комплекса аэродинамики и динамики полета ЛА Сергей Ляпунов, сейчас перед ЦАГИ и другими институтами стоит задача создать научно-технический задел и макет самолета, а уже потом, на втором этапе, начнется создание сверхзвукового самолета опытно-конструкторским бюро. Причем Россия также делает ставку на небольшие коммерческие самолеты вместимостью от 20 до 100 человек. Ляпунов не исключил, что такие самолеты могут быть созданы в середине 2020-х годов.
Однако США немного впереди, так как обещают уже в июле показать прототип своего сверхзвукового самолета, а российские инженеры будут работать еще как минимум до конца этого года (по контракту с Минпромторгом).
Российские ученые, как и американские, хотят доказать, что сверхзвуковой самолет может летать почти без шума. Сейчас это ограничивает их применение. Дело в том, что такие лайнеры создают громкий звуковой удар, который может нанести повреждения домам, поэтому им запрещено летать над сушей со сверхзвуковой скоростью, они могут летать только над океаном. В ЦАГИ намерены доказать обратное.
«И у нас появились технические возможности ослабления звукового удара. Мы начали лучше понимать, какую геометрию самолета надо сделать: крыло, фюзеляж, где лучше расположить двигатели. Мы полагаем, что можно создать сверхзвуковые самолеты, которые будут создавать уровень шума от звукового удара не больше, чем хлопнувшая дверь», – уверяет Ляпунов. Кроме того, большое внимание российские ученые обращают также на снижение шума в аэропорту при взлете сверхзвукового самолета.
Вторая важная задача, которую должны решить российские ученые, – это снизить стоимость самолета и расход топлива. «На сверхзвуковом самолете тратится в 2–2,5 раза больше топлива, чем при полете на дозвуковом самолете при одинаковой дальности полета и количестве пассажиров. Сверхзвуковой самолет тяжелее, а каждый килограмм самолета стоит денег», – говорит Ляпунов. Интересно, что американские компании наверняка ставят такую же задачу, однако пока официально не озвучивали какие-либо успехи в ее решении.
В отличие от американских компаний и NASA, российские разработчики считают, что скорость сверхзвукового самолета должна составлять 1600–2000 км в час, а не 4000 км в час. Как объясняет Ляпунов, при очень больших скоростях конструкция самолета нагревается, возникает тепловой нагрев. «Избежать нагрева могут помочь специальные материалы, но они сильно удорожат самолет», – объясняет он.
Таким образом, американцы, готовые создать сверхзвуковой самолет со скоростью 4 тыс. км в час, могут столкнуться с проблемой высокой стоимости такого лайнера, а значит, более долгим сроком окупаемости. Они могут наступить на те же грабли, на которые в свое время наступили Air France и British Airlines, эксплуатировавшие Concorde, и «Аэрофлот», эксплуатирующий Ту-144. Предыдущие проекты сверхзвуковых самолетов оказались коммерчески невыгодными.
Ту-144 и Concorde
В истории развития гражданских сверхзвуковых самолетов, выполнявших регулярные пассажирские рейсы, было только два таких самолета – советский Ту-144 и англо-французский Concorde. В свое время СССР достиг огромных успехов в этой области. Первым полет совершил именно советский сверхзвуковой лайнер еще в декабре 1968 года. Правда, через два месяца в небо поднялся и Concorde.
#{image=478044}У Ту-144 было несколько преимуществ перед конкурентом. К примеру, благодаря убирающемуся на время полета переднему горизонтальному оперению Ту-144 мог увеличить маневренность и больше уменьшать скорость при посадке. Это позволяло Ту-144 садиться и взлетать в 18 аэропортах СССР. У Concorde же взлетно-посадочная скорость была выше на 15%, поэтому аэропорту требовался отдельный сертификат для его посадки.
Ту-144 пролетал на регулярных рейсах «Аэрофлота» только четыре года, с 1975 по 1978 год. «Аэрофлот» эксплуатировал два самолета Ту-144. Однако в июне 1973 года на авиасалоне в Ле-Бурже один Ту-144 разбился во время показательного полета. Что касается Concorde, то всего было построено 18 самолетов, из которых 14 были серийными. 13 из них эксплуатировали компании British Airlines (7) и Air France (6) в течение целых 27 лет вплоть до 2003 года. Из Парижа в Нью-Йорк можно было долететь на этом лайнере приблизительно за четыре часа, тогда как на Boeing-747 – более чем за семь часов. К 2000 году услугами Concorde воспользовались более 3 млн человек. Однако 25 июля 2000 года сверхзвуковой лайнер компании Air France через 3 минуты после взлета из парижского аэропорта Шарль-де-Голль рухнул на землю, погибли все 113 человек на борту. После этой катастрофы желающих летать на сверхзвуковых самолетах стало меньше.
Впрочем, причины провалов проектов Ту-144 и Concorde даже не в произошедших катастрофах, а в том, что с коммерческой точки зрения они себя не оправдали. Полеты на этих самолетах были дорогим удовольствием.
Главная проблема сверхскоростных самолетов Ту-144 и Concorde – в высоком уровне шума и чрезмерном расходе топлива. По летно-техническим же характеристикам эти самолеты были неповторимыми по тем временам.
Топлива такой самолет расходует куда больше, чем обычный лайнер. Билет на российский сверхзвуковой пассажирский самолет, который летал из Москвы в Алма-Ату, стоил 83 рубля, тогда как на обычный лайнер – 62 рубля. Заполняемость рейсов оказалась низкой, и не только из-за дороговизны билетов, но и из из-за менее комфортного, хоть и быстрого, полета, в том числе из-за проблем с шумом. Однако Ту-144 еще несколько лет использовался для грузовых перевозок между Москвой и Хабаровском. В общей сложности он совершил 102 рейса под флагом «Аэрофлота», из них 55 пассажирских (перевезя около 3,2 тыс. пассажиров). Из-за нерентабельности сверхзвуковых самолетов прекратил полеты и Concorde.
Работы не останавливаются
Попытки создать сверхзвуковой пассажирский самолет не оставляют во всем мире. Еще в конце 90-х годов ОКБ им. Сухого начало исследования концепции сверхзвуковых пассажирских самолетов – маленького С-21 и большого С-51. Потребность рынка в таких машинах оценивалась тогда в 100–150 штук. Однако потом проект заморозили.
Активно занимаются этой темой также в Японии, США и Европе. Так, европейский авиастроитель Airbus летом прошлого года на авиасалоне в Ле Бурже представил проект сверхзвукового пассажирского самолета под названием Zehst. По задумке разработчиков, при взлете и наборе высоты он будет использовать биотопливо, а в стратосфере – переходить на ракетное горючее. Самолет сможет перевозить от 50 до 100 пассажиров из Парижа в Токио всего за 2,5 часа. Прототип этого самолета разрабатывается европейцами совместно с японцами и должен появиться к 2020 году, а коммерческая эксплуатация планируется только к 2050 году.