Поделиться
Сообщается, что цель экспериментального сверхзвукового самолета X-59 в том, чтобы сделать звуковые удары тише и помочь снять запрет на коммерческие сверхзвуковые полеты. Первый тестовый полет X-59 должен состояться позднее, но - в текущем году.
Сразу скажем, X-59 - не пассажирский самолет, а экспериментальная машина для испытания нового типа фюзеляжа. Как подчеркивается, благодаря особой форме крыльев и передовым техническим характеристикам X-59 достигается значительное снижение уровня шума по сравнению с бывшим британо-французским сверхзвуковым пассажирским самолетом Concord и советским Ту-144. Более того, уровень шума снижен до 70-75 децибел по сравнению с двигателем обычного самолета, шум которого достигает около 140 децибел.
Длина X-59 - 30 м, размах крыльев - 9 м, а взлетная масса - 14,7 тонны. Он должен развивать скорость более 1,5 тыс. км в час и выполнять полет на высоте до 16,8 тыс. метров…
Сегодня самолеты летают не быстрее 900 км/ч. А расчеты показывают: сверхзвуковой бизнес-джет может преодолевать за час 1900 км. И даже больше: какие перспективы для делового мира! Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. И это, пожалуй, самый большой вызов для современной мировой гражданской авиации.
Вообще у пассажирского сверхзвука очень непростая судьба. Вспомним. Первый в мире такой самолет - советский Ту-144 взлетел с ВПП аэродрома Жуковского ровно 55 лет назад - 31 декабря 1968 года. Спустя год лайнер показал, на что конкретно способен: преодолел звуковой барьер. Он набрал скорость в 2,5 тыс. км/ч на высоте 11 км. Это событие вошло в историю. В мире до сих пор нет аналогов пассажирских бортов, которые способны повторить подобный маневр.
Советский сверхзвуковик открыл принципиально новую страницу в мировом самолетостроении. Рассказывают, на одном из совещаний в ЦК КПСС конструктор Андрей Туполев докладывал Хрущеву: машина получается довольно прожорливой. Но тот лишь махнул рукой: ваше дело - утереть нос капиталистам, а керосина у нас - хоть залейся...
Впрочем, и европейский конкурент - "Конкорд", взлетевший позже - тоже не отличился экономичностью. Так, в 1978 году девять "Конкордов" принесли своим компаниям около 60 млн долларов убытка. И только правительственные субсидии спасли положение. Тем не менее "англо-француз" летал вплоть до ноября 2003 года. А вот Ту-144 списали намного раньше. Почему?
Прежде всего не оправдался хрущевский оптимизм: в мире разразился энергетический кризис, и цены на керосин устремились вверх. Сверхзвуковой первенец сразу же окрестили "удавом на шее "Аэрофлота". Огромный расход топлива нокаутировал и проектную дальность полетов: Ту-144 не дотягивал ни до Хабаровска, ни до Петропавловска-Камчатского. Только из Москвы до Алма-Аты.
И если бы только это. 200-тонный "утюг", курсировавший над густонаселенными районами на сверхзвуковой скорости, буквально взорвал все пространство вдоль трассы. Посыпались жалобы: надои у буренок упали, куры перестали нестись, кислотные дожди задавили... Где правда, где ложь - однозначно не скажешь. Но факт остается фактом: "Конкорд" летал только над океаном.
Наконец, самое важное - катастрофы. Одна - в июне 1973-го на авиасалоне в парижском Ле Бурже. Другая - через пять лет. Тогда выполнялся испытательный полет с двигателями новой серии: они как раз должны были вытащить самолет на необходимую дальность. 23 мая 1978 года первый модернизированный самолет разбился.
Машину опять отправили на доработку, но в 1980 и 1981 годах произошли серьезные инциденты с еще двумя опытными бортами. И на проекте Ту-144 поставили крест.
"Конкорд" тоже не избежал трагедии: самолет разбился в июле 2000 года при вылете из аэропорта Шарля де Голля. По иронии судьбы, рухнул почти там, где когда-то Ту-144. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только год спустя. Но последовала еще череда инцидентов, и на этом сверхзвуковике тоже поставили жирную точку.
Высокий уровень звукового удара у сверхзвуковых самолетов первого поколения и стал одним из главных факторов запрета их полетов над населенными районами в Европе и США. Кстати, международные нормы уровня звукового удара ИКАО не приняла до сих пор. Но, как говорят, работа близится к завершению.
До какого минимума можно снизить звуковой удар? "Наши исследования показывают: скачок давления не должен быть больше 15 паскалей, - говорил "РГ" научный руководитель ЦАГИ академик Сергей Чернышев. - Для сравнения: у Ту-144 и "Конкорда" уровень звукового удара был примерно в диапазоне 100-140 паскалей. А если использовать для оценки звукового удара громкость, то ее приемлемый уровень может составить около 65 децибелл. Такой уровень сравним с шумом большого города".
Поэтому сегодня важно создать самолет, который, с одной стороны, будет эффективен, а с другой - экологически безопасен. Кстати, вес для сверхзвукового самолета так же важен, как и для космического корабля. На 1 кг веса приходится 5-6 кг тяги!
В России разрабатываемый сверхзвуковой гражданский джет получил название "Стриж". По последним данным, его пассажировместимость составит до 20-25 человек. С максимальным количеством пассажиров он сможет пролететь до 11 тыс. км при крейсерской скорости 1900 км/ч.
Макет "Стрижа" был впервые представлен на МАКС-21. Речь тогда шла о сверзвуковом бизнес-джете совсем небольшой вместимости. 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.д. - выводятся на компьютеры. 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. "Прежде всего мы говорим о металлокомпозитных конструкциях. 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".
При этом уровень безопасности полетов должен соответствовать показателям перспективных гражданских самолетов. Российские ученые планируют разработать инновационные системы управления, которые снизят количество возможных ошибок пилота в четыре раза.
Летом прошлого года проект был представлен на Евразийском аэрокосмическом конгрессе. Концепция бизнес-джета сохранилась, однако вместимость существенно увеличилась - речь идет о 20-25 пассажирах.
Специалисты устверждают: сверхзвуковая авиация второго поколения будет намного эффективней по экономике и аэродинамическому совершенству. И, главное, будет обладать высокими экологическими качествами: низким шумом и звуковым ударом, низким уровнем вредных выбросов.
Пока речь идет о создании небольшого по размерам самолета, для которого проще решаются технологические проблемы. Это разумный старт на новом витке освоения мирного сверхзвука.