Сверхзвуковые самолеты

Сверхзвуковые самолеты — прошлое, настоящее и будущее

СОДЕРЖАНИЕ
0
3 просмотров
02 декабря 2018

Первым выдающимся достижением в развитии сверхбыстрых скоростей считается тестовый полет летчика-испытателя компании «Messerschmitt» Л. Гофмана, сумевшего разогнать реактивный сверхзвуковой самолет ME-262 до 981 км/час на высоте более 7 км. Однако после этого рекорда показатели максимальной скорости еще долго оставались на прежнем уровне. Гиперзвуковой полет отличается от обычного иной аэродинамической картиной, позволяющей летательному аппарату передвигаться в условиях разреженного воздуха.

Что происходит с самолетом?

Переходя в область сверхзвуковой скорости, самолеты сталкиваются с сильной тряской, волновым сопротивлением, ударными волнами, скачками уплотнения и необходимостью преодолеть гиперзвуковой барьер. Еще одним малоприятным моментом является флаттер — дрожание, проявляющее себя в момент достижения определенных показателей скорости движения. В результате возникающего резонанса повышается риск деформации отдельных частей самолета, который может привести к его крушению.

Полет на сверхзвуковой скорости

Полет на сверхзвуковой скорости

Для коренных преобразований в сфере авиации инженерам потребовалось учесть возникающие явления и эффекты, присущие высоким скоростям, а также внести ряд качественных изменений в конструкции существующих лайнеров. Для этого гиперзвуковые самолеты были оснащены треугольными или стреловидными крыльями, оборудованными специальными наплывами для образования спирального искусственного вихря. Изменению подверглись стабилизаторы, получившие цельно-поворотную конструкцию и другие элементы.

С чего все началось?

Первый сверхзвуковой самолет в мире был запущен в серийное производство в 1958 году американской корпорацией «McDonellDouglas». Процесс создания прототипа реактивного судна занял несколько лет, и был инициирован по заказу ВВС США. Проектирование планера Douglas C-8 было нацелено на создание универсального самолета, соответствующего актуальным коммерческим стандартам безопасности и надежности. Особое внимание инженеры уделяли конструктивным особенностям крыльев, обладающих стреловидной формой и заметным сужением.

А Вы знали, что сверхзвуковой самолет должен обладать крылом особой формы?
ДаНет

Первым сверхзвуковым самолетом, поступившим в серийное производство в Советском Союзе, стал МИГ-19, применявшийся для нужд противовоздушной обороны СССР. Истребитель был разработан на базе опытного самолета СМ-1 в 1952 году. На испытаниях в 1954 году МИГ-19 сумел развить скорость свыше 1649 км/час. После применения ракетного ускорителя показатели максимальной скорости увеличились до 1929 км/час.

Первый сверхзвуковой самолет в СССР

Первый гиперзвуковой советский пассажирский лайнер был выпущен в конструкторском бюро Туполева в 60-х годах и назывался ТУ-144. Перед создателями модели стояла задача разработать самолет, предназначенный для перевозки пассажиров и способный развивать скорость выше звуковой. Первый ТУ-144 сошел с конвейера почти на 3 месяца раньше выхода британско-французского сверхзвукового лайнера «Concorde». Преодолеть звуковой барьер ему удалось на испытаниях летом 1969 года на высоте 11 км. Число маха во время следующего тестирования в 1970 году составило 2, что эквивалентно скорости 2151 км/час.

ТУ-144

ТУ-144

Развитие гражданской авиации

На развитие гражданской авиации серьезное влияние оказали технические достижения, полученные в результате военных разработок 60-х годов. Инженеры разных стран сумели искоренить главные проблемы, мешавшие преодолеть звуковой барьер, и спроектировали первые сверхзвуковые самолеты для нужд гражданского населения. Первый пассажирский авиалайнер, предназначенный для транспортировки пассажиров — упомянутый выше Douglas C-8, развивший скорость свыше 1261 км/час на испытаниях, проходивших на высоте 15800 метров.

Первый вылет «Конкорда» состоялся весной 1969 года. В отличие от пассажирского лайнера ТУ-144, до двухтысячного года данная модель ни единого раза не фигурировала в сводках прессы, посвященных авиакатастрофам. Летом 2000 года произошла первая авария с участием «Конкорда», который рухнул на крышу отеля сразу после вылета из главного аэровокзала Франции «Шарль Де Голль». ТУ-144 принадлежат не только лавры пионера в задаче покорения скорости звука, но и печальная слава, закрепившаяся за лайнером после катастрофы на знаменитой выставке «LeBourje», а также возгорания в 1978 году на одном из аэродромов Московской области.

«Конкорд»

«Конкорд»

Проверка установила, что возгорание произошло по причине ряда недоработок топливной системы обновленных двигателей. Пилоты ТУ-144 смогли посадить загоревшееся судно, однако дальнейшие рейсы коммерческого плана на нем были окончательно завершены. «Concorde» служил задачам пассажирской авиации намного дольше, но после катастрофы, произошедшей в двухтысячном году, пассажиропоток стал настолько мизерным, что спустя 3 года этот гиперзвуковой лайнер был убран из коммерческой эксплуатации.

Достижения зарубежом

Эра сверхзвуковых «Конкордов» завершилась в 2003 году, когда лайнеры французско-британского производства были окончательно выведены из коммерческой эксплуатации. Бурное развитие зарубежной авиации началось в 60-х годах, когда конструкторские бюро разных стран работали над созданием продвинутых бомбардировщиков, истребителей и самолетов, предназначенных для разведывательных задач.

Со скоростью звука и даже выше способен передвигаться легендарный истребитель пятого поколения F-22 «Raptor», использующий продвинутые технологии «stealth» (понижения заметности) и изготовленный из композитных полимерных и радиопоглощающих материалов. F-22 оснащается парой турбореактивных двухконтурных двигателей, обладающих высокой бесфорсажной тягой, которая позволяет истребителю передвигаться на гиперзвуковой скорости без задействования форсажа.

Raptor

«Raptor» использует интегрированные системы связи, распознающие «своих» и «чужих» посредством радиолокационных датчиков. Самолеты вооружены 20-миллиметровыми пушками, корректируемыми снарядами, а также ракетами класса «воздух-воздух». Недостатком F-22 считается низкий объем топливных баков, делающий его зависимым от дозаправки в условиях воздушного пространства.

Сверхзвуковая авиация на данный момент

На текущий момент авиация не располагает полноценными аналогами «Конкордов» и ТУ-144, поскольку эти самолеты не соответствуют высоким требованиям безопасности и требуют слишком больших материальных затрат на заправку топливной смесью и содержание. Самой перспективной разработкой считается «Baby Boom XB-1», способный развивать скорость до 2,5 маха (2336 км/час). Лайнер отличается скромными габаритами: размах его крыльев составляет 5 метров, длина — 20 метров. XB-1 выполнен из легких композитных материалов и оснащается широкими задними кромками.

Baby Boom XB-1

Baby Boom XB-1

Инженеры-конструкторы из России по специальному указу президента разработали гиперзвуковой бомбардировщик ТУ-160, оснащенный цельноповоротным килем и стабилизаторами, флаперонами, интерцепторами, а также стреловидным или треугольным крылом в зависимости от модификации. Самолет экипирован четырьмя двухконтурными трехвальными двигателями и топливной системой из 13 резервуаров, заполняющихся азотированным авиационным топливом. ТУ-160 был задуман в качестве ракетоносца, предназначенного для транспортировки аэробаллистических гиперзвуковых ракет.

ТУ-160

ТУ-160

Крыло оживальной формы позволяет снизить аэродинамический нагрев центральных элементов космических кораблей и баллистических ракет, а также уменьшить сопротивление воздуха и повысить показатели дальности полета ракет, пуль и снарядов.

Технические характеристики

Скорость полета гиперзвукового судна превышает отметку в 1192 км/час, а сам лайнер должен обладать хорошими летными данными и малым сопротивлением, позволяющим ему передвигаться в воздушном пространстве. Если средняя скорость современного пассажирского самолета составляет порядка 820 км/час, то аналогичные показатели гиперзвукового летательного аппарата превышают 2110 км/час.

На какой высоте летают гиперзвуковые лайнеры? Самолеты подобного класса способны передвигаться в воздушном пространстве на высоте более 15 тысяч метров. К примеру, пассажирский лайнер «Конкорд» при перелетах поднимался на высоту 18 тысяч метров над землей, максимальная высота полета сверхзвукового самолета превышает 20 тысяч километров. NASA не так давно анонсировала запуск в серийное производство военных истребителей X-59 «Quesst», разработкой которых занимаются инженеры корпорации «Lockheed». На базе данного прототипа будут созданы и пассажирские лайнеры, способные передвигаться на высоте до 17 тысяч метров со скоростью свыше 1500 км/час.

Будущее сверхзвуковых полетов

Генеральный директор корпорации Boeing сказал, что в ближайшее десятилетие гиперзвуковые самолеты выйдут на новый виток своего развития, однако вопрос об экономичности скоростных рейсов на текущий момент до конца не решен. Совсем недавно компания «Боинг» представила проект пассажирского самолета, способного превышать скорость звука в несколько раз. Сотрудники американской «Boom Technology» обещают в ближайшие годы выпустить в серийное производство лайнер, который сократит продолжительность любого трансконтинентального рейса в 2,5 раза.

AS-2

AS-2

«Aerion Supersonic» из США анонсирует появление джетов бизнес-класса AS-2, оснащенных тремя двигателями и предназначенных для перевозки состоятельных пассажиров.

Комментировать
0
3 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно