Регистрация: 24.09.2014
Сообщения: 30200
Благодарил (а):
94 раз.
Поблагодарили:
627 раз.
|
Гонка на сверхзвуке. Зачем Россия, Китай и США возобновили проекты гиперсамолётовВторой подход
28 января демонстратор технологий самолёт XB-1 частной американской компании Boom Supersonic в ходе испытательного полёта впервые преодолел сверхзвуковой барьер. По словам разработчиков это открывает путь к строительству полноценного авиалайнера Overture, который заново откроет человечеству эру сверхзвуковых гражданских перелётов.
Также в конце прошлого года китайцы испытали двигатели JinDou400 для собственного проектируемого сверхзвукового пассажирского самолёта Yunxing.
Россия тоже активно трудится над созданием демонстратора технологий, но может показаться, что американцы ближе всех к цели, ведь их прототип уже испытывается в воздухе, в то время как наши и китайские пока существуют в виде расчётов и отдельных узлов. Однако же на самом деле не всё так просто и линейно.
Вспомним, что первыми в мире сверхзвуковой пассажирский самолёт создали именно мы – наш Ту-144 поднялся в воздух 31 декабря 1968 года. Французско-британский «Конкорд» стал вторым, и больше в истории человечества никто не смог создать подобные самолёты. А в дальнейшем и эти два красавца прекратили полёты и были забыты, проиграв в конкуренции с небыстрыми, но экономичными и простыми пассажирскими авиалайнерами. Почему же так произошло?
Что «Конкорд», что Ту-144 были чрезвычайно сложными, дорогими и неэкономичными изделиями. В отличие от истребителей, которые переходят на сверхзвуковой режим только на отдельных участках полёта, включая форсаж. Эти монстры из-за особенностей конструкции летали на форсаже всё время, что приводило к чудовищному расходу топлива, а, следовательно, и высокой стоимости билета. В СССР полёт субсидировался государством и стоил по маршруту Москва-Алмата 68 рублей – на эти деньги можно было купить хороший велосипед. На Западе же перелёт из Парижа в Нью-Йорк стоил 4000 долларов – примерно как новый американский автомобиль. Но даже такая запредельная цена не покрывала расходы, поэтому Конкорд был хронически убыточен и хоть как проект пережил своего советского конкурента, но всё же был также ликвидирован.
Ещё одной общей проблемой был высокий уровень шума. Людей, находящихся на земле накрывал звуковой удар от пролетающего высоко в небе самолёта. По этой причине в США и многих других странах летать на сверхзвуке можно только по определённым маршрутам. Таким образом, вся прелесть скоростных перелётов нивелировалась их высокой стоимостью и, казалось, что идея умерла навсегда. Но что же изменилось в наши дни?
Новый взгляд
В наши дни остаются прежними законы физики. И они упорно противостоят попыткам человека летать на сверхзвуке далеко и дёшево. Но за последние десятилетия расширились знания в области материаловедения и моделирования. Так американцы создали свой демонстратор XB-1 полностью из композитных материалов на основе углеродного волокна, что по их заявлению позволяет сочетать сложную форму с прочностью и лёгкостью. Компьютерные технологии позволяют быстрее разрабатывать модели с пониженной шумностью. Также все сошлись во мнении о том, что у будущего сверхсамолёта не должно быть окон для экипажа, а вместо них следует устанавливать камеры, транслирующие видео на экраны и шлемы пилотов, как у военных. Это позволит отказаться от необходимости опускать и поднимать нос на разных режимах полёта и удешевит конструкцию. Ещё одна общая позиция – это экономическая модель использования. Никто не верит в большие лайнеры, которые и раньше летали полупустыми. Теперь решено строить небольшой самолёт на несколько десятков мест для тех, кому действительно очень нужно летать быстро, пусть и задорого. Американцы вырвались вперёд со своим демонстратором технологий, но на самом деле пока что не смогли решить общую главную проблему – получить подходящий двигатель. Изначально планировалось, что их самолёт будет разгоняться до 2,2 Маха, как гиганты из прошлого. Однако необходимого двигателя не нашлось, поэтому пришлось заказать разработку более скромного изделия, позволяющего летать на скорости 1,7 Маха, и то лишь над морем. Над сушей же американец сможет летать только на 20% быстрее обычного авиалайнера.
Собственно говоря, двигателя для сверхсамолёта сейчас нет ни у кого в мире. Наш легендарный НК-32 для стратегических бомбардировщиков-ракетоносцов Ту-160 не подойдёт для гражданского использования по современным нормам. Китайцы пока тоже далеки от завершения своей разработки. Поэтому эра нового сверхзвука едва ли наступит, по меньшей мере, до конца десятилетия. Зачем же мировые державы вкладываются в не самую очевидную разработку?
Двигатель прогресса
Мы привыкли к тому, что главная цель любого процесса – это финальный результат, но в мире науки и инженерии иногда побочные достижения оказываются важнее, а иногда именно ради них и затевается весь процесс. Вспомним наш Ту-144, который был экономически неэффективен и который и сегодня некоторые критики вспоминают как напрасную трату денег. Однако работа над ним обогатила страну новыми системами и технологиями: полностью автоматизированной бортовой системой управления, специальной противообледенительной системой, мощной системой кондиционирования, оригинальной системой подачи топлива, технологией использования титана и специальных сплавов алюминия. Напомним, что самолёт летал со скоростью свыше 2 Махов и сохранял управляемость. Без сомнений часть наработок затем была перенесена и в военную сферу, недаром именно наша страна сегодня безоговорочно сохраняет лидерство в гиперзвуковом вооружении.
Если же капнуть немного, громкий американский стартап XB-1, который очень гордится тем, что является частным и создаёт самолёт силами небольшой, но очень талантливой команды, то выяснится вполне ожидаемое – из него отчётливо торчат уши Пентагона: двигатель заказали у флоридской компании FTT – разработчика силовых установок F-22 и F-35, а производство в штате Северная Каролина строят с компанией Northrop Grumman — важнейшим подрядчиком министерства обороны США. Так что даже если самолёт Overture не появится никогда, нет сомнений в том, что работа над ним даст много полезного американским военным.
А что же у нас?
У нас работа уже даёт важные знания. Кончено, ими делятся крайне неохотно, но кое-что известно. Например, в МГУ научились рассчитывать усталостную прочность защитной панели двигателей по новой методике. Это пригодится для любой авиатехники. Также разработана нетрадиционная технология ламинаризации потока с помощью «холодной» плазмы, которая позволяет на четверть снизить сопротивление воздуха на поверхности. Это вообще может дать начало новому технологическому направлению — плазменной аэродинамике. Большая работа ведётся по системам управления, «синтетического видения», повышению топливной эффективности.
Кто первым создаст новый пассажирский сверхзвуковой самолёт, пока загадывать сложно – и нам, и китайцам, и американцам ещё предстоит решить очень много проблем на этом пути. Но то, что все участники новой гонки уже развивают науку и создают важные технологии, не подлежит сомнению. А наши шансы, учитывая опыт и наработки, весьма велики. Будем держать вас в курсе событий.
|
|
