Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша. Предполагается, что самолет Overture на сверхзвуковой скорости будет летать только над океанами, где уровень шума не беспокоит население. Фото: Boom Technology Сверхзвуковой скорости самолет достиг скорости только 455 км/ч (0,368 Маха) на высоте 2170 метров.
Ту-144: опережая звук и весь мир
Первые проекты сверхзвуковых гражданских самолетов появились в послевоенные годы на волне успеха с преодолением скорости звука боевыми истребителями и позже − сверхзвуковыми бомбардировщиками. Александр Иошпа, кандидат географических наук и преподаватель климатологии, выпускник Воронежского высшего военного авиационного инженерного училища, рассказал нашим коллегам из «ДОН 24», что происходит при переходе самолета на сверхзвуковую скорость и почему. Возможно, решить эти проблемы удастся, перейдя от сверхзвуковых скоростей сразу к гиперзвуковым, на уровень 5–6 М – более 6000 км/ч. Первые проекты сверхзвуковых гражданских самолетов появились в послевоенные годы на волне успеха с преодолением скорости звука боевыми истребителями и позже − сверхзвуковыми бомбардировщиками. Когда заходит речь о сверхзвуковых или гиперзвуковых скоростях, вместо привычных большинству людей километров (или миль) в час начинают фигурировать какие-то странные «Махи». Например — «скорость самолета превысила 5,2 Маха». В том числе, сейчас проектируются и те, кои могут обеспечить самолёту движение на сверхзвуковой скорости, но при этом не «съедают» столько горючего, сколько Ту-144, или «Конкорд».
Над Краснодаром раздался сильный хлопок. Рассказываем, что такое «сверхзвук»
Летящий на сверхзвуковой скорости самолет по-прежнему шумит — но он обгоняет собственный шум, и все издаваемые звуки, всё производимое им возмущение воздуха, собирается позади самолета в конусовидную область. Этот самолет способен преодолеть звуковой барьер без сильного грохота, возникающего, когда самолеты достигают сверхзвуковой скорости. Фото: Boom Technology Сверхзвуковой скорости самолет достиг скорости только 455 км/ч (0,368 Маха) на высоте 2170 метров. Как бы ни разгонялся обычный самолет, он не сможет длительное время лететь на сверхзвуковой скорости. Когда самолет переходит на сверхзвуковую скорость, происходит динамический звуковой удар, который может восприниматься как звук взрыва. Экспериментальный сверхзвуковой самолет XB-1 от Boom Technologies впервые покорил небеса.
NASA представило экспериментальный "малошумный" сверхзвуковой самолет X-59
О концепте сверхзвукового самолета Virgin Galactic для перевозки пассажиров было рассказано на официальном сайте компании. В NASA рассчитывают, что испытания нового самолета позволят в будущем отменить действующий в США и некоторых других странах запрет на полеты над сушей коммерческой сверхзвуковой авиации, введенный 50 лет назад. Полностью автономный дрон станет взлетать с обычных взлетно-посадочных полос аэропортов и подниматься на высоту более 50 км, где будет разгоняться уже до гиперзвуковой скорости. Впоследствии при создании сверхзвуковых самолетов инженеры-проектировщики учитывали влияние воздушных потоков на конструкцию самолетов при достижении скорости звука.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
Однако сейчас разработкой таких самолётов занялись снова — и в России, и в мире. С чем это связано? Оно открывает людям новые возможности. Это особенно актуально для России с её расстояниями. Для повышения транспортной доступности в нашей стране требуется сократить время полёта на дальность 8000 км до четырёх-пяти часов.
Что самое сложное при разработке такого воздушного судна? А именно снижение до приемлемых уровней звукового удара при полёте со сверхзвуковой крейсерской скоростью и шума на местности в районе аэропорта на взлётно-посадочных режимах. Проведённые ранее исследования показывают, что предельно допустимой величиной перепада избыточного давления в приходящей на землю волне без учёта отражения является величина 40—45 Паскалей. Звуковой удар большей интенсивности приводит к осыпанию штукатурки, дребезжанию стёкол, негативно воздействует на физиологические функции человека.
В условиях реальной атмосферы значение интенсивности звукового удара подвержено случайным отклонениям от номинала. На определённых стадиях полёта самолёт проходит через неустановившиеся режимы разгон и набор высоты, развороты , где неизбежны аномально высокие уровни удара фокусировка , намного превышающие значения для установившегося полёта в относительно спокойной атмосфере. Этот звук похож на выстрел? Основной количественной характеристикой восприятия в этом случае является громкость звукового удара, которая зависит от множества факторов: изменения избыточного давления, в том числе величины перепада и времени нарастания давления; характеристик отражающих поверхностей в помещении человек или на улице, на асфальте, или на траве и многих других.
Также влияют режим полёта скорость, высота, ускорение , распределение по высоте параметров реальной атмосферы плотность, температура, влажность, направление и скорость ветра, турбулентность. Они достаточно длительное время активно обсуждаются на различных площадках, но не могут быть сформированы без наличия фактического материала по характеристикам распространения ударных волн малой интенсивности в реальной атмосфере. Такие данные могут быть получены только в ходе лётных испытаний специализированных демонстраторов технологий СГС, реализующих принципы формирования аэродинамических компоновок с низким звуковым ударом. Учреждение ООН, устанавливающее международные нормы гражданской авиации и координирующее её развитие.
Это замкнутый круг?
ТА-1 запускается не с земли, а со специального двухфюзеляжного самолета-носителя Roc, разработанного той же организацией и имеющего самый большой в мире размах крыльев — 117 метров. Для сравнения, сам ТА-1, согласно прошлым сообщениям, весит 2,7 тонны, а его размер 8,5 метра. Основные задачи летных испытаний включали выполнение безопасного запуска корабля ТА-1 с воздуха, зажигание двигателя, ускорение, устойчивый набор высоты и управляемую посадку на воду.
Но мы рады сообщить, что в дополнение к выполнению всех основных и клиентских задач полета мы достигли высоких сверхзвуковых скоростей, приближающихся к 5 Махам 1 Мах равен скорости звука — прим.
Наконец — авиамашины стали пересекать океаны и совершать перелёты от одного материка к другому. Развивавшиеся технологии и всё большее количество новаций, позволяли авиации путешествовать очень быстро. Намного скорее — нежели поезда или корабли.
И для неё ведь практически не было преград. Не нужно было пересаживаться с одного транспорта на другой, не только, скажем, путешествуя на какой-нибудь особенно далёкий «край света». Даже, тогда, когда пересечь необходимо сушу и водные просторы сразу. Самолёты не останавливало ничто.
И это естественно, ведь летят они над всем — континентами, океанами, странами… Но время утекало быстро, мир менялся. Конечно, развивалась и авиационная отрасль. Самолёты за последующие несколько десятилетий, вплоть до 1950-х, изменились настолько, если сравнивать с теми, кои летали ещё в начале 1920-30-х, что стали уже чем-то совершенно другим, особенным. И вот, в середине двадцатого века, развитие реактивного двигателя пошло весьма быстрыми, даже в сравнении с предшествующими двадцатью-тридцатью годами, темпами.
Небольшое информационное отступление. Или — немного физики Передовые разработки позволили самолётам «разогнаться» до скорости, большей, чем та, с коей распространяется звук. Конечно, первым делом, это было применено в военной авиации. Ведь речь идёт, всё-таки, о двадцатом веке.
Который, как ни прискорбно это осознавать, был столетием конфликтов, двух мировых войн, «холодной» борьбы СССР и США… И едва ли не каждая новая технология, созданная ведущими государствами мира, прежде всего рассматривалась с точки зрения того, как её можно использовать в обороне или нападении. Итак, самолёты теперь могли летать с невиданной ранее скоростью. Быстрее звука. А в чём же её специфика?
Прежде всего — очевидно, что это скорость, которая превышает ту, с коей разносится звук. Но, вспоминая основные законы физики, можно сказать, что в разных условиях, она может отличаться. Да и «превышает» — понятие очень растяжимое. И потому — есть специальный стандарт.
Сверхзвуковой скоростью называют ту, которая превышает звуковую до пяти раз, с учётом того, что в зависимости от температуры, и других факторов окружающей среды, она может меняться. То есть, за секунду преодолевается 331 метр. Но, что особенно важно при проектировании сверхзвуковых авиамашин, по мере набора высоты — снижается температура. А значит — и быстрота, с которой распространяется звук, и весьма значительно.
Так скажем, если подняться на высоту в 20 тысяч метров, то здесь оная будет составлять уже 295 метров в секунду. Но есть и ещё один важный момент. На 25 тысячах метров над уровнем моря, температура начинает повышаться, поскольку это уже не нижний слой атмосферы. И так происходит далее.
Вернее — выше. Скажем, на высоте в 50 000 метров будет ещё жарче. Следовательно, скорость звука там — увеличивается ещё больше. Интересно — на сколько?
Поднявшись на 30 километров над уровнем моря, попадаешь в «зону», где звук распространяется со скоростью в 318 метров за секунду. О числе Маха Кстати, интересно, что для упрощения понимания особенностей перелёта и работы в таких условиях, в авиации используют число Маха. Общее описание такового, может быть сведено к следующим заключениям. Оно выражает собой скорость звука, которая имеет место быть в данных условиях, на конкретной высоте, при данной температуре и плотности воздуха.
Часть 2. Это произошло в 1947 году. Тогда он «разогнал» свой самолёт, летящий на высоте в 12. Так прошёл первый сверхзвуковой полёт не земле.
Уже в 1950-х начинаются работы по проектированию и подготовке к серийному производству пассажирских самолётов, способных лететь со скоростью — быстрее звука. Их ведут учёные и авиаконструкторы наиболее могущественных стран мира. И у них получается добиться успеха. Тот самый «Конкорд», модель — от которой окончательно откажутся в 2003, был создан в 1969.
Это совместная — британско-французская разработка. Символично выбранное название — «Concorde», с французского, переводится как «согласие». Это был один из двух существовавших типов сверхзвуковых пассажирских самолётов. Ну а создание второго а вернее — хронологически — первого — заслуга авиаконструкторов СССР.
Советский аналог «Конкорда» называется Ту-144. Он был спроектирован в 1960-е и первый полёт совершил 31 декабря 1968. За год до британско-французской модели. Других типов сверхзвуковых пассажирских самолётов, вплоть до сего дня, реализовано не было.
И «Конкорд» и Ту-144 летали благодаря турбореактивным двигателям, кои были специально переустроены для того, чтобы долгое время работать в режиме сверхзвуковой скорости. Советский аналог «Конкорда» эксплуатировали значительно меньший срок. Уже в 1977 от него отказались. Самолёт летал в среднем, со скоростью в 2 300 километров в час и за раз мог перевезти до 140 пассажиров.
Но при этом, цена билета на такой «сверхзвуковой» рейс была в два-два с половиной, а то и три раза больше, чем на обыкновенный. Конечно, у советских граждан подобные не пользовались большим спросом. Да и обслуживать Ту-144 было не просто и дорого. Потому, в СССР от них так быстро отказались.
И спрос тоже был не велик. Но всё же, несмотря на это, их продолжали эксплуатировать, как в Великобритании, так и во Франции. Если выполнить перерасчёт стоимости билета на «Конкорд», в 1970-х, по сегодняшнему курсу, то это будет около двух десятков тысяч долларов. За билет в один конец.
Можно понять, почему спрос на них был несколько меньше, нежели на перелёты, с помощью самолётов, не достигающих сверхзвуковых скоростей. Так прошло несколько десятилетий. До 2003. Одной из причин отказа от эксплуатации этой модели стала авиакатастрофа, произошедшая в 2000 году.
Тогда, на борту разбившегося «Конкорда» находилось 113 человек. Все они погибли. Позже начался международный кризис в области пассажирских авиационных перевозок. Его причина — теракты, произошедшие 11 сентября 2001 года, на территории Соединённых штатов.
Да ещё, ко всему, заканчивается срок гарантийного обслуживания «Конкордов» авиакомпанией Airbus.
Создавались и пассажирские сверхзвуковые самолеты, которые выполняли регулярные рейсы. Но их было всего 2: советский Ту-144 и англо-французский Concorde. Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 Преимущество таких самолетов — это преодоление больших расстояний за короткий промежуток времени. Также сверхзвуковой самолет перемещается на большей высоте по сравнению с обычными. Соответственно, воздушное пространство не загружено. Но от их использования вскоре отказались из-за нескольких недостатков: ударная волна; сложность эксплуатации; шум над аэродромом. Громкий хлопок — это резкий скачок давления перед самолетом, образующийся в момент, когда самолет начинает двигаться со сверхзвуковой скоростью преодолевает звуковой барьер. Ударная волна, возникающая перед самолетом, распространяется конусообразно. Человек, наблюдающий за полетом самолета, слышит хлопок, когда эта волна достигает его, и только после этого можно услышать работу двигателя.
Ударная волна постоянно сопровождает самолет на сверхзвуковой скорости. Однако хлопки будет слышно лишь во время прохождения самолета в определенной точке — поблизости с наблюдателем. Поделиться с друзьями Вадим Хромов Эксперт и постоянный автор научно-популярного журнала: «Как и Почему». Издание «Как и Почему» kipmu. Оцените автора 12 оценок, среднее 3.
ЦАГИ представил модель сверхзвукового пассажирского самолёта
- Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолетах?
- Со скоростью звука
- Оглядываясь на своего конкурента Gulfstream
- Беспилотные и управляемые аппараты
- Эпоха «Авроры»
В США показали экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59 QueSST
Тем более что в военных целях сверхзвуковые и гиперзвуковые скорости вполне себе используются. А почему не в мирных? Эксперты в ответ на этот вопрос прежде всего вспоминают историю Конкорда, который отлетал на пассажирских линиях с два десятилетия. Этот сверхзвуковой самолет, созданный Великобританией и Францией, с 1976 года использовался на трансатлантических маршрутах — в основном из Парижа и Лондона в Нью-Йорк. Тогда, конечно, считался будущим авиации. Но выпущено было всего 20 самолетов, а в 2003 году авиакомпании от лайнера отказались. Одной из причин была громкая авиакатастрофа в 2000 году, когда взлетавший из аэропорта Парижа Конкорд рухнул на отель погибло 113 человек, из них 4 на земле. Потенциальные пассажиры стали бояться суперлайнера. Причиной катастрофы признана, по сути, нелепая случайность — Конкорд при разгоне наехал на небольшую металлическую деталь, оторвавшуюся от другого самолета. Но тут-то и стало гораздо понятнее, насколько сверхбыстрые лайнеры «ранимее» обычных самолетов в случае каких-то ЧП.
Еще один реально летавший с пассажирами сверхзвуковой самолет был наш, советский — Ту-144 все советские люди его видели в «Мимино», именно на нем работала стюардессой так желанная герою Лариса Ивановна. Советский конкорд летал между Алма-Атой и Москвой, билет стоил на 22 рубля дороже обычного, пассажирам подавали черную икру и коньяк. Но продлилось все это недолго — с 1975 по 1978 год. Тоже не обошлось без громких ЧП. Первое из них произошло еще в 1973 году, Ту-144 рухнул на дома во время показательного полета на авиасалоне в Ле Бурже правда, в последующие годы он там дважды летал уже успешно. Второе случилось в 1978 году в Подмосковье — с опытным образцом новой модификации погибли пилоты. После него от самолета на пассажирских линиях отказались. Помимо проблем с безопасностью, к суперсамолетам был еще длинный ряд претензий. В частности, к их запредельной шумности.
Пассажировместимость самолёта составит 20-25 человек. С максимальным количеством пассажиров он сможет пролететь до 11 тыс. Судя по всему, демонстратор «Стрижа» будет беспилотным.
Специалисты тогда рассказывали: минимум на сверхзвуке он должен лететь от пяти часов, для чего нужен принципиально новый двигатель. Двигатель, так же как и аэродинамическая форма самолета, должен соответствовать компромиссу: с одной стороны, иметь хорошую экономику, то есть низкий расход топлива, с другой - пониженный уровень шума. Самолет будет иметь необычный вытянутый корпус.
О чем это говорит? О том, что в принципе на таких скоростях в традиционных решениях очень сложно решить проблему прочности. Кроме того, на сверхзвуке конструкция начинает нагреваться. Происходит ее удлинение. Для алюминиевых конструкций при скорости свыше двух Махов оно может достигать 30 см. Это тоже необходимо учитывать.
Проблема комплексная. Она связана с применением оптимальных материалов, оптимальных конструкций, включая бионические, и таких же оптимальных технологий. Остекления в кабине пилота не будет. Все внешние источники информации - телевизионные, инфракрасные, радиоэлектронные и т. Поэтому говорят о "темной кабине", где картинка перед пилотами будет создаваться при помощи систем искусственного зрения. Или дополненной реальности.
Очень много вопросов, связанных именно с интеллектуализацией кабины пилотов. Сверхзвуковой самолет должен быть оснащен техническим оборудованием, которое может видеть лучше, чем человек. По словам специалистов, информационное поле кабины - одна из важнейших критических технологий. На какие инновационные материалы делают основную ставку наши ученые и конструкторы? По словам генерального директора ЦАГИ, члена-корреспондента РАН Кирилла Сыпало, ставка даже не на материалы, а на синергию материалов, технологий и конструкций, которые обеспечат заданные качества. Это отдельная новелла в области авиационных материалов.
Потому что надо одновременно научиться работать и со свойствами металлов, и со свойствами композитов, объединенных воедино, в том числе в нетрадиционных конструктивно-силовых схемах. Например, пробионического дизайна", - подчеркивал ученый в интервью "РГ".
Новый сверхзвуковой прототип будет представлен публике 7 октября. Инсайдеры отрасли считают, что передовые технологии могут проложить путь к возвращению к сверхбыстрым сверхзвуковым воздушным перевозкам. Как сообщает Flight Global, компания уже прикрепила крылья корабля к фюзеляжу, построила его вертикальный стабилизатор и завершила испытания шасси. Считается, что XB-1 имеет максимальную скорость Маха 2.
Преемник Конкорда, прототип XB-1 пройдет испытания в следующем месяце.
Сверхзвук 2.0: когда появятся наследники «Конкорда» и Ту-144?
В том числе, сейчас проектируются и те, кои могут обеспечить самолёту движение на сверхзвуковой скорости, но при этом не «съедают» столько горючего, сколько Ту-144, или «Конкорд». Новый сверхзвуковой самолет способен достигать скорости 1488 километров в час со сниженным уровнем шума. Вчера появились данные о том, что отечественный сверхзвуковой пассажирский самолёт будет называться «Стриж», а сейчас приводим больше подробностей о нём.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
| NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации | Максимальная скорость самолета составит 1,7 Маха (2083 км/ч). |
| Ведущий России 1 спросил, как диспетчер свяжется с самолётом на сверхзвуке | Рассказываем, что случилось со сверхзвуковыми самолётами, когда они снова вернутся в небо и будут ли доступны полеты на них всем желающим. |
| Пензенский эксперт о переходе самолета на сверхзвук: «Для населения это не страшно» | Новый сверхзвуковой самолет способен достигать скорости 1488 километров в час со сниженным уровнем шума. |
Скорость звука и число Маха
- Видео дня: сверхзвуковой самолет нового поколения XB-1 совершил первый полет
- Ту-144: опережая звук и весь мир
- Новый Global 8000 — это «два самолета в одном»
- Boom Airliner — по мотивам «Конкорда»
- «Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем
- В США представили экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59
«Туполев» запатентовал гиперзвуковой самолет с комбинированным двигателем
Глава городского округа Кашира Николай Ханин поспешил успокоить жителей. По его словам, это переход самолетов на гиперзвуковую скорость. Учитывая нынешнюю ситуацию, разделяю вашу обеспокоенность относительно услышанного, но спешу успокоить: нет никаких поводов для паники. Громкие звуки — результат перехода самолетов на гиперзвуковой режим, — написал Ханин в своем Telegram-канале. Прошу сохранять спокойствие и бдительность.
Громче «умных колонок» на руках подростков Что неясно, так это то решил ли Boom проблемы, которые заставили British Airways и Air France прекратить использование Concorde на трансатлантических рейсах — высокие затраты, проблемы с безопасностью и низкий спрос. А также звуковой удар и расход горючего.
Есть и еще кое-что — оглушительный шум на взлёте и посадке. Свист от самолётов первого поколения буквально разрывал воздух. Громкость двигателей можно снизить, увеличив диаметр, но вместе с габаритами вырастет сопротивление воздуха — самолёт будет потреблять больше топлива или вообще окажется не в состоянии преодолеть звуковой барьер. Чтобы новые самолёты соответствовали нынешним правилам, они должны быть тише СЗС первого поколения более чем в 16 раз. Для этого инженеры ищут новые технические решения, например, пытаются упрятать двигатели в конструкции самолёта, чтобы звук экранировался корпусом и не распространялся вниз к земле, но при этом не нарушать звукоизоляцию салона. К концу эксперимента в адрес FAA поступило около 10 тысяч жалоб на повреждение зданий.
Более того, жители подали коллективный иск против Правительства США, который оно проиграло. Из-за этого и других факторов США отменили программу сверхзвукового транспорта. В 1973 году FAA запретило гражданские сверхзвуковые полёты над территорией страны. Для Concorde и Ту-144 сделали исключение, но лишь для полётов с пунктом назначения на восточном побережье США со стороны Нью-Йорка , чтобы минимизировать шум над населёнными пунктами. Звуковой удар рассматривается как импульсный шум, громкость которого можно измерить в децибелах. В крупном городе типа Москвы, Токио, Парижа фоновый шум днём соответствует уровню 65—67 дБ.
Логично предположить, что этот порог и есть допустимый уровень шума, ведь пролетающий самолёт никто просто не заметит. Шум захлопывающейся двери автомобиля тоже импульсный и примерно соответствует 60—65 дБ. Многие эксперты считают, что днём звуковой удар с эквивалентной громкостью 65 дБ приемлем. Безусловно, ночью требования должны быть жёстче. Но даже если самолёт с такими характеристиками удастся создать, этого может быть недостаточно. Технические данные показывают, что при разгоне уровень звукового удара окажется сопоставим с тем, что был у «Конкорда» на крейсерской скорости.
Такой уровень шума привел к запрету полётов на сверхзвуковых скоростях над населённой местностью.
Длина X-59 составляет 30 м, размах крыльев - 9 м, а взлетная масса достигает 14,7 тонны. Технологии, использованные при разработке X-59, должны способствовать созданию перспективных сверхзвуковых пассажирских самолетов нового поколения. Если предстоящие летные испытания пройдут успешно, то это позволит авиастроительным компаниям впервые за последние 50 лет вернуться к идее гражданской сверхзвуковой авиации.
Американская лунная миссия оказалась под угрозой срыва из-за отказа двигателяЧитать подробнее Первый тестовый полет X-59, создаваемый NASA совместно с корпорацией Lockheed Martin по программе Тихой сверхзвуковой технологии Quiet SuperSonic Technology - Quesst , должен состояться позднее в текущем году, отметили в агентстве. Разработка самолета началась в 2019 году на заводе Skunk Works корпорации Lockheed Martin в Палмдейле, штат Калифорния. X-59 - не пассажирский самолет, а экспериментальная машина для испытания нового типа фюзеляжа. Обычные сверхзвуковые самолеты при преодолении звукового барьера создают так называемый "звуковой удар".
Сверхзвуковой пассажирский самолет: что это такое, на какой высоте летают
Что известно о самолете? В обоих случаях «Звездочет» гипотетически способен долететь из Токио в Лос-Анджелес примерно за час. Гиперзвуковые самолеты такого типа могут взлетать бы из обычного аэропорта на дозвуковых скоростях, а затем устремляться к краю космического пространства на высоту 52 000 м в гиперзвуковом режиме. Предлагаемые размеры самолета — 30,5 м в ширину и 46 м в длину, когда построен реальный физический макет.
Venus Aerospace У самолета футуристическая форма с игольчатым носом и она радикально отличается от большинства пассажирских самолетов. Команда планирует сохранить окна в дизайне, так как вид с высоты будет захватывающим, объяснил Дагглби в интервью Flying. Он заявил: «Думаем, что существующие оконные технологии позволят нам это сделать».
Некоторые аналитики считают, что разрабатываемый гиперзвуковой аппарат Ю-71 — это не что иное, как боеголовка, которая должна будет отделяться от баллистической ракеты на конечном участке полета, чтобы затем, благодаря высокой, характерной для самолета маневренности, преодолевать системы ПРО. Проект «Аякс» В числе наиболее примечательных проектов, связанных с разработкой гиперзвуковых самолетов, — «Аякс». Изучим его подробнее. Гиперзвуковой самолет «Аякс» — концептуальная разработка советских инженеров. В научной среде разговоры о ней начались еще в 80-е годы.
В числе наиболее примечательных характеристик — наличие системы тепловой защиты, которая призвана защищать корпус от перегрева. Таким образом, разработчики аппарата «Аякс» предложили решение одной из «гиперзвуковых» проблем, обозначенных нами выше. Традиционная схема тепловой защиты летательных машин предполагает размещение на корпусе особых материалов. Разработчики «Аякса» предложили иную концепцию, по которой предполагалось не защищать аппарат от внешнего нагрева, а впускать тепло внутрь машины, одновременно увеличивая ее энергоресурс. Основным конкурентом советского аппарат считался гиперзвуковой самолет «Аврора», создаваемый в США.
Однако в связи с тем, что конструкторы из СССР существенно расширили возможности концепции, на новую разработку был возложен самый широкий круг задач, в частности, исследовательских. Можно сказать, что «Аякс» — гиперзвуковой многоцелевой самолет. Рассмотрим более подробно технологические новшества, предложенные инженерами из СССР. Итак, советские разработчики «Аякса» предложили использовать тепло, возникающее как результат трения корпуса самолета об атмосферу, преобразовывать в полезную энергию. Технически это могло быть реализовано посредством размещения на аппарате дополнительных оболочек.
В результате формировалось что-то вроде второго корпуса. Его полость предполагалось заполнить неким катализатором, например, смесью горючего материала и воды. Теплоизолирующий слой, изготовленный из твердого материала, в «Аяксе» предполагалось заменить на жидкостный, который, с одной стороны, должен был защищать двигатель, с другой — способствовал бы каталитической реакции, которая, между тем, могла сопровождаться эндотермическим эффектом — перемещением тепла с наружной части корпуса внутрь. Теоретически охлаждение внешних частей аппараты могло быть каким угодно. Избыточное тепло, в свою очередь, предполагалось задействовать с целью повышения эффективности работы двигателя самолета.
При этом данная технология позволяла бы генерировать вследствие реакции топлива и виды свободный водород. В данный момент доступные широкой публике сведения о продолжении разработки «Аякса» отсутствуют, однако исследователи считают весьма перспективным внедрение советских концепций в практику. Он представляет собой гиперзвуковой управляемый планер, размещаемый на баллистической ракете. МБР запускает летательный аппарат в космос, откуда машина резко пикирует вниз, развивая гиперзвуковую скорость. Китайский аппарат может монтироваться на разных МБР, обладающих дальностью от 2 до 12 тыс.
Установлено, что в ходе тестов аппарат WU-14 смог развить скорость, превышающую 12 тыс. Вместе с тем многие исследователи считают, что китайскую разработку не вполне правомерно относить к классу самолетов. Так, распространена версия, по которой аппарат следует классифицировать именно как боеголовку. Причем весьма эффективную. При полете вниз с отмеченной скоростью даже самые современные системы ПРО не смогут гарантировать перехвата соответствующей цели.
Можно отметить, что разработками гиперзвуковых аппаратов, задействуемых в военных целях, занимаются также Россия и США. При этом российская концепция, по которой предполагается создавать машины соответствующего типа, значительно отличается, как свидетельствуют данные в некоторых СМИ, от технологических принципов, реализуемых американцами и китайцами.
Создатели Overture надеются, что более компактный самолёт позволить минимизировать громкость звукового удара, неизбежно возникающего, когда преодолевается скорость звука, и это существенно расширит возможности применения нового лайнера. Ведь «Конкорду» разрешали развивать сверхзвуковую скорость только над океанами. Но даже если брать только маршруты над океанами — Overture мог бы обслуживать порядка 500 направлений. Так, при двойной скорости звука полёт из Лондона в Нью-Йорк занимал бы всего 3 часа 15 минут вместо 7 часов, а из Сан-Франциско можно было бы добраться до Токио за 5 с половиной часов вместо нынешних 11. Помимо экономии времени, Boom Supersonic хочет сделать полёты более доступными. Первоначально цель состоит в том, чтобы позволить авиакомпаниям устанавливать тариф, аналогичный тарифам бизнес-класса, то есть полёт в любую точку мира за четыре часа стоимостью 100 долларов. По словам разработчиков, Overture ничем не будет напоминать сверхзвуковой Concorde, который летал с 1969 по 2003 год, цена билета на который достигала 20 000 долларов.
Что же касается цены, то она, на первых порах, тоже не порадует: цена за билет из Нью-Йорка в Лондон будет достигать 5000 долларов. Но это только на первых порах, пока такие рейсы будут экзотикой. Но в дальнейшем, когда возникнет сеть сверхзвуковых линий, цены, как и в обычной авиации, будут падать лавинообразно. И вполне можно будет представить себе трансконтинентальный полёт по цене 100 долларов за билет. По подсчётам Блейка Шолля, производство СЗС— потенциальный рынок для 1000—2000 самолётов Boom в течение десяти лет с предполагаемой даты запуска в 2023 году. Шолль считает: если удастся убедить регуляторов в США и других странах отменить ограничения на сверхзвуковые полёты, объём рынка может быть ещё в два-три раза больше. United взяла на себя обязательство покупать самолёты, если Boom удастся их произвести, получить разрешения регулирующих органов и достичь других целей, таких как соблюдение требований устойчивого развития. Проект активно поддерживает японская авиакомпания Japan Airlines JAL , которая уже заказала 20 самолётов и внесла предоплату. Опцию на 10 лайнеров приобрела и авиакомпания Virgin Atlantic Airways британского миллиардера Ричарда Брэнсона, причем в случае провала проекта она не может претендовать на возврат уплаченных миллионов долларов, а сумма двузначная.
Но планы стартапа уже по крайней мере однажды срывались , и ему придется преодолеть множество препятствий, в том числе получить одобрение Федерального управления гражданской авиации и регулирующих органов других стран. Даже авторитетные производители спотыкались, представляя новые или модернизированные самолёты. Например, Boeing 737 Max был остановлен почти на два года после двух аварий. Громче «умных колонок» на руках подростков Что неясно, так это то решил ли Boom проблемы, которые заставили British Airways и Air France прекратить использование Concorde на трансатлантических рейсах — высокие затраты, проблемы с безопасностью и низкий спрос. А также звуковой удар и расход горючего.
Основой для создания подобных профилей явилось понижение возмущений, вносимых в поток верхней поверхностью профиля, что привело к росту Mк. Однако при малой искривленности верхней поверхности сверхкритического профиля уменьшается доля создаваемой ею подъемной силы. Для компенсации этого явления производится «подрезка» хвостового участка нижней поверхности, что является характерной особенностью данного класса крыловых профилей. Именно за счет повышения давления в хвостовом участке нижней поверхности профиля происходит компенсация подъемной силы, которая теряется на средней части верхней поверхности «эффект закрылка». Низкий уровень скоростей на верхней поверхности сверхкритических профилей приводит при околозвуковом обтекании к образованию местной сверхзвуковой зоны с меньшим ускорением потока, а также смещением замыкающего скачка уплотнения в заднем направлении.
Все это уменьшает интенсивность скачка уплотнения перепада давлений на нем и снижает волновое сопротивление. В итоге на сверхкритическом профиле можно реализовать дальнейшее продвижение по скорости полета, т. Важной эксплуатационной характеристикой сверхкритических профилей второго поколения является их независимость от величины подъемной силы. На графиках распределения коэффициента давления по верхней поверхности различных профилей и зависимости коэффициента их волнового сопротивления от числа Маха показана эволюция распределения коэффициента давления и коэффициента волнового сопротивления при переходе от обычных профилей крыла к сверхкритическим. Другим направлением использования сверхкритических профилей, получившим широкое распространение в практике современного и перспективного самолетостроения, является возможность повышения относительной толщины профиля крыла при сохранении величины. Топливо, используемое во время полета, заливается в баки, расположенные в крыльях, поэтому толщина крыльев является очень важным конструктивным параметром. Использование сверхкритических профилей в компоновке стреловидных крыльев на сегодняшний день можно назвать одним из основных направлений совершенствования аэродинамики пассажирских и транспортных самолетов. Христиановича СО РАН были спроектированы серии крыловых профилей, характеризующихся максимальным критическим числом Маха полета. Характерной особенностью таких профилей является достаточно протяженный участок верхней поверхности профиля, вдоль которого поток движется со скоростью звука, т. Это позволяет сместить замыкающий скачок уплотнения на заднюю кромку крыла, в результате чего волновое сопротивление максимально понижается.
Следует отметить, что задачи аэродинамического проектирования требуют комплексного подхода. Так, задачи обтекания должны решаться точно и быстро, при том что проблема оптимизации требует многократного решения этих задач для различных конфигураций. Методы оптимизации должны позволять получать решение с учетом аэродинамических и геометрических ограничений за вполне обозримое время. Эти особенности потребовали разработки новых методов. На основе вышеперечисленных требований были разработаны методы для решения уравнений течений газа, генерации вычислительной сетки, представления геометрии варьируемой границы и метод оптимизации. В ИТПМ им. Христиановича СО РАН на их основе был создан пакет прикладных программ для проектирования оптимальных крыловых профилей, удовлетворяющих заданным аэродинамическим и геометрическим ограничениям. Впервые благодаря решению прямой проблемы оптимизации, которую удалось свести к задаче нелинейного программирования при произвольных начальных условиях, были получены конфигурации дозвуковых профилей, обтекаемых с максимальным критическим числом Маха. На «горячих» крыльях В настоящее время с целью управления потоком используются новые принципы и современные технические средства, например подвод энергии в поток. Подобный подвод энергии может быть осуществлен при помощи комбинации лазерного и СВЧ-излучения.
Лазерное излучение при этом инициирует незначительную, но достаточную для эффективного поглощения СВЧ-излучения, ионизацию потока. Для выяснения причин столь существенного снижения сопротивления необходимо рассмотреть как динамику процесса, так и установившийся периодический режим течения воздушного потока. На серии графиков, демонстрирующих изменение размеров сверхзвуковой зоны и интенсивности замыкающего скачка при подводе энергии, показано поле чисел Маха при обтекании симметричного профиля. Интенсивность замыкающего скачка оказывается меньше интенсивности скачка в случае, когда энергия не подводится, поскольку он формируется при меньших числах Маха. Этим обусловлено и то, что газ, проходя через скачок уплотнения, теряет меньше кинетической энергии.
Красота скорости
- Сверхзвуковые пассажирские самолёты – вчера, сегодня, завтра
- Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолетах?
- «Это удар, близкий к разрыву снаряда». Военный летчик — о сверхзвуковых полетах над Ростовом
- Новые формы, технологии и скорость: какими будут самолеты будущего
- Подписка на дайджест
- Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
Когда мы будем летать на сверхзвуковых самолётах? Это в 2 раза быстрее обычного
Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. РИА Новости, 21.10.2019. Максимальная скорость самолета составит 1,7 Маха (2083 км/ч).