رحلة أسرع من الصوت. الطائرات الأسرع من الصوت - تاريخ التطوير

تطير حول الأرض في غضون ساعتين. هذه ليست أسطورة ، إنها حقيقة إذا كنت مسافرًا على متن طائرة فائقة السرعة.

بوينغ إكس -43

تعد الطائرة X-43A التي تفوق سرعتها سرعة الصوت أسرع طائرة في العالم. أظهرت الطائرة بدون طيار نتائج رائعة أثناء الاختبار ، فقد حلقت بسرعة 11230 كيلومترًا في الساعة. هذا هو حوالي 9.6 ضعف سرعة الصوت.

تم تصميم وبناء X-43A بواسطة متخصصين من NASA و Orbital Sciences Corporation و MicroCraft Inc. استغرق الأمر حوالي عشر سنوات من البحث في مجال المحركات النفاثة الأسرع من الصوت ، القادرة على تسريع الطائرات إلى سرعات تفوق سرعة الصوت ، حتى يولد صاحب الرقم القياسي. استغرق المشروع ربع مليار دولار.

أسرع طائرة على هذا الكوكب ليست كبيرة جدًا. يبلغ طول جناحيها مترًا ونصفًا فقط ، بينما يبلغ طولها 3.6 مترًا فقط. تم تجهيز أسرع طائرة بمحرك نفاث تجريبي للاحتراق الأسرع من الصوت (SCRamjet) للاحتراق الأسرع من الصوت. وميزته الرئيسية هي عدم وجود أجزاء فرك. حسنًا ، الوقود الذي يطير عليه حامل الرقم القياسي هو خليط من الأكسجين والهيدروجين. لم يخصص المبدعون مساحة لخزانات خاصة للأكسجين ، فهو مأخوذ مباشرة من الغلاف الجوي. هذا جعل من الممكن تقليل وزن الطائرة. نتيجة لذلك ، نتيجة لاستخدام الأكسجين مع الهيدروجين ، يصدر المحرك بخار ماء عادي.

أسرع طائرة في العالم من طراز Boeing X-43 تطير بسرعة 11230 كم / ساعة

الجدير بالذكر أن أسرع طائرة في العالم تم تطويرها خصيصًا لاختبار أحدث التقنيات ، وهي البديل الفرط صوتي للمحركات التوربينية الحديثة. يعتقد العلماء أن الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ستكون قادرة على الوصول إلى أي مكان على الأرض في غضون 3-4 ساعات فقط.

شركة العلوم المدارية X-34

إن Kh-34 هي أيضًا أسرع طائرة. علاوة على ذلك ، يمكنها تطوير سرعة أكبر من سابقتها ، أي 12144 كيلومترًا في الساعة. ومع ذلك ، في قائمة الأسرع ، لا يزال في المركز الثاني. هذا لأنه في التجارب كان قادرًا على تطوير سرعة تقل عن 11230 كيلومترًا في الساعة. يتم تسريع الطائرة بمساعدة صاروخ Pegasus الذي يعمل بالوقود الصلب ، والذي يتم توصيله بالطائرة.

اختبرنا هذه الطائرة الأسرع في العالم لأول مرة في ربيع عام 2001. واستغرق الأمر 7 سنوات و 250 مليون دولار لبناء واختبار محرك Hyper-X. انتهت اختبارات Kh-34 بنجاح فقط في ربيع عام 2004. ثم ، أثناء الإطلاق فوق المحيط الهادئ بالقرب من جزيرة القديس نيكولاس ، تسارعت السيارة إلى 11 ألف كيلومتر في الساعة. هذه الطائرة هي أكثر من مجرد حامل سجل. يبلغ طول الطائرة 17.78 مترًا ، ويبلغ طول جناحيها 8.85 مترًا ، والارتفاع 3.5 متر بالفعل. على الرغم من أن الطائرة تطير بسرعة ، إلا أن وزنها يبلغ 1270 كيلوجرامًا. أقصى ارتفاع يمكن أن يتسلقه هو 75 كيلومترًا.

أمريكا الشمالية X-15

X-15 هي بالفعل طائرة صاروخية أمريكية تجريبية ، وهي مجهزة بمحركات صاروخية. كانت طائرة Kh-15 هي الأولى ولمدة أربعين عامًا الطائرة الوحيدة المأهولة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت في التاريخ التي قامت برحلات فضائية شبه مدارية مع الطيارين. تتمثل المهمة الرئيسية لهذه الطائرة في دراسة ظروف الطيران بسرعات تفوق سرعة الصوت ، وكذلك دراسة شروط الدخول إلى أجواء المركبات المجنحة. إنه مصمم لتقييم حلول التصميم الجديدة والطلاء والجوانب النفسية الفيزيائية للتحكم في الغلاف الجوي العلوي. تمت الموافقة على مفهوم المشروع في عام 1954. وأثناء الرحلة ، تم تسجيل رقم قياسي غير رسمي للارتفاع ، والذي عقد من عام 1963 إلى عام 2004. هذه الطائرة قادرة على الطيران بسرعة 7274 كيلومترًا في الساعة.

ومع ذلك ، على الرغم من السرعة المثيرة للإعجاب ، تزن الطائرة بشكل لائق - أكثر من 15 ألف كيلوغرام. لكن هذا يأخذ في الاعتبار كتلة الوقود. عند الهبوط ، تزن الطائرة نصف وزنها. يبلغ الارتفاع الذي يمكن أن ترتفع إليه X-15 حوالي 110 كيلومترات. حسنًا ، مدى الطيران هو 543.4 كيلومترًا.

SR-71 ("بلاكبيرد")

SR-71 هي طائرة استطلاع إستراتيجية تفوق سرعة الصوت تابعة لسلاح الجو الأمريكي. وهذه هي أسرع طائرة ، علاوة على ذلك ، أكثر طائرات الإنتاج تحليقًا على ارتفاع عالٍ. لقد ظل على هذا النحو على مدى السنوات الخمس والعشرين الماضية. حجمها مضغوط إلى حد ما: طولها 32.76 مترًا وارتفاعها 5.64 مترًا وجناحيها 16.95 مترًا. بهذه البيانات وزن الطائرة مثير للإعجاب ، أثناء الإقلاع يزيد عن 77 ألف كيلوغرام ، ومع ذلك ، تزن الطائرة الفارغة حوالي 27 ألف كيلوغرام. حسنًا ، السرعة القصوى التي يمكن للطائرة SR-71 الطيران بها هي 3715 كيلومترًا في الساعة.

ميج 25 ("الخفاش")

لكن هذه هي أسرع طائرة عسكرية نفاثة على هذا الكوكب. كان عليه أنه تم تحديد 29 رقماً قياسياً عالمياً بالضبط. تم تصميم وبناء نوعين من هذه الطائرات: طائرة اعتراضية وطائرة استطلاع. يبلغ طول الطائرة 23.82 مترا ، وارتفاعها حوالي 6 أمتار ، ويبلغ طول جناحيها 13.95 لطائرة استطلاع و 14.015 للطائرة الاعتراضية. يبلغ الحد الأقصى لوزن إقلاع الطائرة 41200 كجم ، وعند الهبوط يساوي 18800 كجم. تطير MiG-25 بسرعة 3395 كيلومترًا في الساعة.

مقاتلة اعتراضية MIG-25 - أسرع طائرة في روسيا

ميج 31

إنها طائرة اعتراضية ذات مقعدين مصممة للطيران في أي طقس وهي طائرة بعيدة المدى. MiG-31 هي أول طائرة مقاتلة سوفيتية من الجيل الرابع. من الضروري اعتراض وتدمير الأهداف في الهواء على ارتفاعات عالية ومتوسطة ومنخفضة ومنخفضة للغاية ، ليلاً وأثناء النهار ، في ظروف جوية مختلفة ، مع تشويش الرادار النشط والسلبي من العدو ، حتى الأهداف الحرارية الزائفة. يمكن لأربع طائرات من طراز MiG-31 التحكم في مجال جوي يتراوح بين 800 و 900 كيلومتر. يبلغ طول إحدى الطائرات 21.62 مترًا وارتفاعها 6.5 مترًا ويبلغ طول جناحيها 13.45 مترًا. سيارة تطير بسرعة 3 آلاف كيلومتر في الساعة.

McDonnell-Douglas F-15 ("Eagle")

وهذا مقاتل تكتيكي أمريكي من الجيل الرابع يعمل في جميع الأحوال الجوية. إنه قادر على اكتساب التفوق الجوي. تم وضع النسر في الخدمة في عام 1976. هناك 22 تعديلًا للطائرة في المجموع. تم استخدام طائرات F-15 في الخليج العربي ويوغوسلافيا والشرق الأوسط. تبلغ سرعة المقاتل 2650 كيلومترًا في الساعة.

General Dynamics F-111 ("Aardvark" أو "Pig")

F-111 قاذفة تكتيكية ذات مقعدين. في عام 1996 ، تم سحبه من القوات الجوية الأمريكية. سرعة السفر 2645 كيلومترا في الساعة.
اشترك في قناتنا في Yandex.Zen تم النشر في الثلاثاء، 09/29/2015 - 07:20 بواسطة russianinterest ...

الأصل مأخوذ من Speed ​​، مثل الحلم. السرعة مثل المهنة

يمكن اعتبار الستينيات من القرن الماضي السنوات الذهبية للطيران الأسرع من الصوت. في ذلك الوقت بدا الأمر وكأن عددًا أكبر قليلًا - وستصبح أسراب من الطائرات الأسرع من الصوت الخيار الوحيد للقتال الجوي ، وستتتبع الطائرات الأسرع من الصوت قوتنا بآثارها ، وتربط بين جميع المدن الكبرى وعواصم العالم. ومع ذلك ، اتضح أنه ، كما هو الحال في الفضاء المأهول ، لا يتم تغطية ارتفاع الرجل بسرعات عالية بأي حال من الأحوال بالورود: لا تزال طائرات الركاب تتجمد بسرعة حوالي 800 كيلومتر في الساعة ، والطائرات العسكرية تتسكع في منطقة حاجز الصوت ، الذي يقرر أحيانًا الطيران لفترة وجيزة إلى منطقة منخفضة الصوت الأسرع من الصوت ، في منطقة Mach 2 أو أكثر قليلاً.

ما هو سبب ذلك؟ لا ، ليس مع حقيقة أنه "ليست هناك حاجة للطيران السريع" أو "لا أحد يحتاج ذلك". بدلاً من ذلك ، نحن نتحدث عن حقيقة أنه في وقت ما بدأ العالم في اتباع المسار الأقل مقاومة واعتبر أن التقدم العلمي والتكنولوجي عبارة عن عربة ذاتية التشغيل ، والتي تنحدر بالفعل من المنحدرات ، مما يؤدي إلى دفعها بالإضافة إلى ذلك. إهدار غير ضروري للطاقة الزائدة.

دعونا نسأل أنفسنا سؤالًا بسيطًا - لماذا الرحلة الأسرع من الصوت صعبة للغاية ومكلفة؟ لنبدأ بحقيقة أنه عندما تتغلب الطائرة على الحاجز الأسرع من الصوت ، فإن طبيعة التدفق حول جسم الطائرة تتغير بشكل كبير: تزداد المقاومة الديناميكية الهوائية بشكل حاد ، ويزداد التسخين الحركي لهيكل هيكل الطائرة ، وبسبب إزاحة الهيكل. التركيز الديناميكي الهوائي للجسم الانسيابي ، فقد استقرار الطائرة وإمكانية التحكم فيها.

بالطبع ، بالنسبة للقارئ العادي وغير المستعد ، تبدو كل هذه المصطلحات مملة وغير مفهومة إلى حد ما ، ولكن إذا لخصنا كل هذا في شكل عبارة واحدة ، فسننتهي: "من الصعب الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت". لكن ، بالطبع ، هذا ليس مستحيلاً بأي حال من الأحوال. في الوقت نفسه ، بالإضافة إلى زيادة قوة المحرك ، يتعين على مبتكري الطائرات الأسرع من الصوت تغيير مظهر الطائرة عن عمد - تظهر فيها خطوط مستقيمة مميزة "سريعة" ، وزوايا حادة على المقدمة وعلى الحواف الأمامية ، والتي على الفور يميز الطائرات الأسرع من الصوت حتى ظاهريًا عن الأشكال "الناعمة" و "الأنيقة" للطائرات التي تقل سرعة الصوت.

انحرف أنف Tu-144 إلى أسفل أثناء الإقلاع والهبوط من أجل توفير الحد الأدنى من الرؤية للطيارين على الأقل.

بالإضافة إلى ذلك ، عند تحسين طائرة من أجل الطيران الأسرع من الصوت ، فإنها تتمتع بميزة أخرى غير سارة: فهي تصبح غير مناسبة للطيران دون سرعة الصوت وتكون محرجة إلى حد ما في أوضاع الإقلاع والهبوط ، والتي لا يزال يتعين عليها القيام بها بسرعات منخفضة إلى حد ما. تلك الخطوط الحادة والأشكال السريعة التي تكون جيدة جدًا في الأسرع من الصوت تستسلم للسرعات المنخفضة التي يجب أن تتحرك بها الطائرات الأسرع من الصوت في بداية ونهاية رحلتها. وما زالت الأنوف الحادة للآلات الأسرع من الصوت لا تمنح الطيارين رؤية كاملة للمدرج.

هنا ، كمثال ، أقواس طائرتين سوفيتيتان تفوق سرعة الصوت لم يتم تنفيذهما في سلسلة - M-50 من مكتب تصميم Myasishchev (في الخلفية) و T-4 "الكائن 100" لمكتب Sukhoi للتصميم ( قرب).

جهود المصممين واضحة للعيان: هذه إما محاولة للتوصل إلى حل وسط في الخطوط العريضة ، كما هو الحال في M-50 ، أو أنف منزلق ينحرف لأسفل ، كما هو الحال في T-4. ومن المثير للاهتمام أن T-4 يمكن أن تصبح أول طائرة أسرع من الصوت تطير بالكامل في رحلة أفقية أسرع من الصوت دون رؤية طبيعية عبر قبة قمرة القيادة: في السرعة الأسرع من الصوت ، غطى مخروط الأنف قمرة القيادة بالكامل وتم تنفيذ جميع عمليات الملاحة فقط بواسطة الأدوات بالإضافة إلى ذلك ، كان للطائرة منظار بصري. بالمناسبة ، فإن المستوى الحالي لتطوير الملاحة والقياس عن بعد يسمح لنا تمامًا بالتخلي عن التصميم المعقد لمخروط أنف متحرك لطائرة تفوق سرعة الصوت - يمكن بالفعل رفعها وهبوطها فقط عن طريق الأدوات ، أو حتى بدون مشاركة الطيارين على الإطلاق.

تؤدي الشروط والمهام المتطابقة إلى إنشاءات مماثلة. كذلك انزلقت مقدمة الطائرة الأنجلو-فرنسية "الكونكورد" أثناء الإقلاع والهبوط.

ما الذي منع اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من إنشاء مجمع حربي مبتكر مضاد للسفن في عام 1974 على أساس T-4 الأسرع من الصوت ، والذي كان متقدمًا لدرجة أنه كان هناك ما يصل إلى 600 براءة اختراع في تصميمه؟

الشيء هو أنه بحلول منتصف السبعينيات ، لم يكن لدى مكتب تصميم Sukhoi مرافق الإنتاج الخاصة به لإجراء اختبارات الحالة الممتدة لـ "الكائن 100". لهذه العملية ، لم تكن هناك حاجة إلى مصنع تجريبي ، ولكن كان هناك حاجة إلى مصنع تسلسلي ، حيث كان دور KAPO (مصنع كازان للطيران) مناسبًا تمامًا. ومع ذلك ، بمجرد إعداد المرسوم الخاص بإعداد مصنع قازان للطيران لتجميع الدفعة التجريبية من طراز T-4 ، أدرك الأكاديمي توبوليف أنه كان يفقد المصنع التسلسلي ، الذي أنتج "ناقل العيب الاستراتيجي" توصل Tu-22 إلى اقتراح مبادرة لإنشاء تعديله Tu-22M ، والذي ، على ما يُزعم ، كان من الضروري فقط إعادة تصميم الإنتاج قليلاً. على الرغم من تطوير Tu-22M في المستقبل كطائرة جديدة تمامًا ، إلا أن قرار نقل مصنع Kazan إلى Sukhoi لم يتم اتخاذه في وقت واحد ، وانتهى الأمر بـ T-4 في متحف في مونينو.

مثل هذا الاختلاف الكبير بين Tu-22 و Tu-22M هو إرث القتال ضد T-4.

مشكلة الأنف المخروطية ليست الحل الوسط الوحيد الذي يتعين على مصممي الطائرات الأسرع من الصوت تقديمه. لأسباب عديدة ، ينتهي بهم الأمر بطائرة شراعية أسرع من الصوت معيبة وطائرة دون سرعة الصوت. وبالتالي ، غالبًا ما يرتبط غزو الطيران لحدود جديدة في السرعة والارتفاع ليس فقط باستخدام نظام دفع أكثر تقدمًا أو جديدًا بشكل أساسي وتصميم جديد للطائرة ، ولكن أيضًا مع التغييرات في هندستها أثناء الطيران. في الجيل الأول من الطائرات الأسرع من الصوت ، لم يتم تنفيذ هذا الخيار مطلقًا ، ولكن هذه الفكرة بالذات عن جناح الاجتياح المتغير هي التي أصبحت في نهاية المطاف تقريبًا الكنسي في السبعينيات. مثل هذه التغييرات في اكتساح الجناح ، مع تحسين خصائص الطائرة بسرعات عالية ، لا ينبغي أن تؤدي إلى تدهور خصائصها عند السرعات المنخفضة ، والعكس صحيح.

كان من المقرر أن تصبح طائرة بوينج 2707 أول طائرة ركاب أسرع من الصوت بأجنحة اكتساح متغيرة.

من المثير للاهتمام أن مصير الطائرة Boeing-2707 قد دمر ليس بسبب عيوبها البناءة ، ولكن فقط بسبب مجموعة من القضايا السياسية. بحلول عام 1969 ، مع اقتراب برنامج تطوير Boeing 2707 من امتداده الأصلي ، طلبت 26 شركة طيران 122 طائرة طراز 2707 من بوينج ، بقيمة تقرب من 5 مليارات دولار. في تلك اللحظة ، كان برنامج Boeing قد غادر بالفعل مرحلة التصميم والبحث وبدأ بناء نموذجين أوليين من طراز 2707. لإكمال بناء وتصنيع طائرات الاختبار ، احتاجت الشركة إلى جذب ما بين 1-2 مليار .500 طائرة. كان يقترب من 5 مليارات دولار. كانت قروض الدولة مطلوبة. في الأساس ، في وقت آخر ، كانت بوينج قد وجدت أموالها الخاصة لهذا الغرض ، لكن الستينيات لم تكن كذلك.

في أواخر الستينيات من القرن الماضي ، كانت منشآت إنتاج بوينج محملة بشكل كبير بإنشاء أكبر طائرة ركاب دون سرعة الصوت في العالم ، وهي بوينج 747 ، والتي ما زلنا نطير بها حتى اليوم. وبسبب هذا ، فإن الطراز 2707 حرفيًا لعدة سنوات "لم يندفع" للأمام من "حاملة الماشية الهوائية" وانتهى به الأمر خلف جسم الطائرة kurgozny. في فيتوج ، تم استخدام كل التمويل المتاح وجميع المعدات لإنتاج 747 ، وتم تمويل 2707 من قبل شركة بوينج على أساس المتبقي.

طريقتان لطيران الركاب - بوينج 747 وبوينج 2707 في صورة واحدة.

لكن الصعوبات في إنشاء 2707 كانت أكثر خطورة بكثير من مجرد مشكلات فنية أو برنامج إنتاج بوينج. منذ عام 1967 ، كانت الحركة البيئية ضد نقل الركاب الأسرع من الصوت تنمو في الولايات المتحدة. قيل أن رحلاتهم ستدمر طبقة الأوزون ، واعتبرت الصدمة الصوتية القوية التي تحدث أثناء الطيران الأسرع من الصوت غير مقبولة للمناطق المأهولة بالسكان. تحت ضغط الرأي العام ثم من قبل الكونجرس ، يقوم الرئيس نيكسون بتشكيل لجنة من 12 عضوًا لاتخاذ قرار بشأن تمويل برنامج SST ، والذي تضمن أيضًا طائرة Boeing 2707. ولكن خلافًا لتوقعاته ، ترفض اللجنة الحاجة إلى إنشاء طائرة أسرع من الصوت ليس فقط لأسباب بيئية ، ولكن أيضًا لأسباب اقتصادية. لإنشاء أول طائرة ، وفقًا لحساباتهم ، كان من الضروري إنفاق 3 مليارات دولار ، والتي لن يتم سدادها إلا إذا تم بيع 300 طائرة. ضعف الوضع المالي للولايات المتحدة بسبب الحرب الطويلة في فيتنام وتكاليف سباق القمر.

توقف العمل في 2707 في عام 1971 ، وبعد ذلك حاولت شركة Boeing مواصلة البناء من تلقاء نفسها لمدة عام تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، حاول أفراد من بينهم طلاب وأطفال مدارس ، دعم "طائرة الحلم الأمريكي" التي جمعت أكثر من مليون دولار. لكن هذا لم يحفظ البرنامج أيضًا. ونتيجة لذلك ، تزامن إغلاق البرنامج مع ركود في صناعة الطيران ومع أزمة النفط ، مما أدى إلى إجبار شركة Boeing على تسريح ما يقرب من 70.000 من موظفيها في سياتل ، وأطلق على الطائرة 2707 اسم "الطائرة التي أكلت سياتل ".

عمت مساءا ايها الأمير اللطيف. قمرة القيادة وجزء من جسم الطائرة "بوينج 2707" في متحف هيلر للطيران.

ما الذي دفع مبتكري الآلات الأسرع من الصوت؟ بشكل عام ، فإن الوضع مع العملاء العسكريين واضح. احتاج المحاربون دائمًا إلى طائرة تطير أعلى وأسرع. جعلت سرعة الطيران الأسرع من الصوت من الممكن ليس فقط الوصول إلى أراضي العدو بشكل أسرع ، ولكن أيضًا لزيادة سقف طيران هذه الطائرة إلى ارتفاع 20-25 كيلومترًا ، وهو أمر مهم لطائرات الاستطلاع والقاذفات. عند السرعات العالية ، كما نتذكر ، يزداد رفع الجناح أيضًا ، مما قد يؤدي إلى حدوث الرحلة في جو أكثر خلخلة ، ونتيجة لذلك ، على ارتفاع أعلى.

في الستينيات ، وحتى ظهور أنظمة الصواريخ المضادة للطائرات القادرة على ضرب أهداف على ارتفاعات عالية ، كان المبدأ الرئيسي لاستخدام القاذفات هو الطيران إلى هدف على أعلى ارتفاع وسرعة ممكنين. بالطبع ، تغلق أنظمة الدفاع الجوي الحالية هذا النوع من المجالات لاستخدام الطائرات الأسرع من الصوت (على سبيل المثال ، يمكن لمجمع S-400 إسقاط أهداف في الفضاء مباشرة ، على ارتفاع 185 كيلومترًا وبسرعة 4.8 كيلومترات. / s ، في الواقع ، كونها نظام دفاع صاروخي ، وليس دفاعًا جويًا). ومع ذلك ، في العمليات ضد الأهداف الأرضية والسطحية والجوية ، فإن السرعة الأسرع من الصوت مطلوبة بشدة ولا تزال موجودة في الخطط العسكرية الواعدة لكل من الطائرات الروسية والغربية. إنه فقط أن تنفيذ رحلة أسرع من الصوت معقدة نوعًا ما يصعب أن تتوافق مع مهمة التخفي والتسلل ، التي حاولوا غرسها في القاذفات والمقاتلات على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، بسبب ذلك يتعين عليهم الاختيار ، كما يقولون ، شيء واحد - إما أن تختبئ أو تخترق.

ومع ذلك ، هل لدى روسيا الآن علاج موثوق به ضد AUG الأمريكية؟ حتى لا تقترب منهم 300 كيلومتر لإطلاق Onyx بواسطة سفينة غير واضحة ولكنها ضعيفة؟ كان لدى T-4 مفهوم متماسك لأسلوبه الخاص في تدمير مجموعة حاملات الطائرات ، لكن هل تمتلكه روسيا الآن؟ لا أعتقد ذلك - تمامًا كما لا توجد حتى الآن صواريخ X-33 و X-45 التي تفوق سرعتها سرعة الصوت.

القاذفة الأمريكية XB-70 "فالكيري". كان من المفترض أن تقاتل MiG-25 معهم.

أين سيتحول مستقبل بناء الطائرات العسكرية هو سؤال مفتوح.

أود أن أقول بضع كلمات أخرى عن الطائرات المدنية الأسرع من الصوت.

جعلت عمليتهم من الممكن ليس فقط تقليل وقت الرحلة بشكل كبير على الرحلات الطويلة ، ولكن أيضًا استخدام المجال الجوي الذي تم تفريغه على ارتفاعات عالية (حوالي 18 كم) ، في حين أن المجال الجوي الرئيسي الذي تستخدمه الخطوط الجوية (ارتفاعات 9-12 كم) كان بالفعل حتى في الستينيات. محملة بشكل كبير. أيضًا ، حلقت الطائرات الأسرع من الصوت على طرق مستقيمة (خارج الممرات والممرات الجوية). ناهيك عن الأساسي: توفير وقت الركاب العاديين ، الذي كان حوالي نصف وقت الرحلة ، على سبيل المثال ، رحلة من أوروبا إلى الولايات المتحدة.

في الوقت نفسه ، سأكرر مرة أخرى - إن مشروع الطائرات الأسرع من الصوت ، العسكرية والمدنية ، ليس مستحيلًا بأي حال من الأحوال من الناحية العملية ، أو بأي حال من الأحوال غير واقعي من وجهة نظر اقتصادية.

في وقت من الأوقات ، قمنا فقط بقلب "الاتجاه الخطأ" ودحرجنا عربة التقدم ليس صعودًا ، ولكن على طول الطريق الأسهل والأكثر متعة - نزولاً ونزولاً من منحدر. حتى اليوم ، يتم تطوير مشاريع طائرات الركاب الأسرع من الصوت لنفس الجزء مثل مفهوم مبتكر آخر: Augusta-Westland AW609 tiltrotor. هذا الجزء هو جزء من النقل التجاري للعملاء الأثرياء ، عندما لا تقل الطائرة نصف ألف راكب في ظروف الماشية ، ولكن عشرات الأشخاص في ظروف بأقصى قدر من الكفاءة والراحة القصوى. تعرف على Aerio AS2. إذا كنت محظوظًا ، فستطير في المستقبل القريب في عام 2021:

أعتقد أن كل شيء جاد بالفعل هناك - فكل من الشراكة مع شركة إيرباص والاستثمارات المعلنة البالغة 3 مليارات دولار تتيح لنا اعتبار المشروع ليس "بطة شرك" ، بل تطبيق جاد. باختصار ، "اللورد المحترم هو للسادة المحترمين". وليس لأي شخص مارق سمح للعالم في نهاية القرن العشرين أن يسلك طريقًا سهلًا ومريحًا.

ومع ذلك ، لقد كتبت بالفعل عن هذا ، لن أكرر نفسي. الآن ليس أكثر من الماضي:

الآن نحن نعيش في عالم مختلف. في عالم خالٍ من الطيران الأسرع من الصوت للجميع. ومع ذلك ، هذه ليست أسوأ خسارة.

سرعة الموجة الصوتية ليست ثابتة ، حتى لو كانت وسيلة انتشار الصوت المدروسة هي الهواء. تتغير سرعة الصوت عند درجة حرارة ثابتة للهواء والضغط الجوي مع زيادة الارتفاع.

كلما زاد الارتفاع ، تقل سرعة الصوت. النقطة المرجعية للقيمة هي صفر مستوى سطح البحر. لذا ، فإن السرعة التي تنتشر بها الموجة الصوتية على طول سطح الماء هي 340.29 م / ث ، بشرط أن تكون درجة الحرارة المحيطة 15 درجة مئوية والضغط الجوي 760 مم. زئبق لذلك ، فإن الطائرات التي تطير بسرعة أعلى من سرعة الصوت تسمى الأسرع من الصوت.

الوصول إلى السرعة الأسرع من الصوت لأول مرة

تسمى الطائرات الأسرع من الصوت الطائرات بناءً على قدرتها الجسدية على التحرك بسرعة أعلى من الموجات الصوتية. في الكيلومترات المعتادة لدينا في الساعة ، هذا الرقم يقارب 1200 كم / ساعة.

حتى الطائرات من الحرب العالمية الثانية المزودة بمحركات الاحتراق الداخلي والمراوح التي تخلق تدفقًا للهواء أثناء الغوص وصلت بالفعل إلى علامة السرعة البالغة 1000 كم / ساعة. صحيح ، وفقًا لقصص الطيارين ، في هذه اللحظات بدأت الطائرة تهتز بشكل رهيب بسبب الاهتزاز القوي. كان الشعور بأن الأجنحة يمكن أن تخرج من جسم الطائرة.

بعد ذلك ، عند إنشاء طائرة أسرع من الصوت ، أخذ مهندسو التصميم في الاعتبار تأثير التيارات الهوائية على تصميم الطائرة عند الوصول إلى سرعة الصوت.

التغلب على الحاجز الأسرع من الصوت بالطائرة

عندما تتحرك الطائرة بين الكتل الهوائية ، فإنها تقطع الهواء حرفيًا في جميع الاتجاهات ، مما ينتج عنه تأثير ضوضاء وتتباعد موجات ضغط الهواء في جميع الاتجاهات. عندما تصل سرعة الطائرة إلى سرعة الصوت ، تحدث لحظة عندما لا تتمكن الموجة الصوتية من تجاوز الطائرة. لهذا السبب ، تنشأ موجة صدمية على شكل حاجز هوائي كثيف أمام الجزء الأمامي من الطائرة.

طبقة الهواء المتكونة أمام الطائرة في اللحظة التي تصل فيها الطائرة إلى سرعة الصوت تخلق زيادة حادة في المقاومة ، وهي مصدر التغيرات في خصائص ثبات الطائرة.

عندما تطير طائرة ، تنتقل الموجات الصوتية منها في جميع الاتجاهات بسرعة الصوت. عندما تصل سرعة الطائرة إلى M = 1 ، أي سرعة الصوت ، تتراكم الموجات الصوتية أمامها وتشكل طبقة من الهواء المضغوط. عند سرعات أعلى من سرعة الصوت ، تشكل هذه الموجات موجة صدمة تصل إلى الأرض. يُنظر إلى موجة الصدمة على أنها صدمة صوتية ، تدركها الأذن البشرية أسفلها على سطح الأرض على أنها انفجار باهت.

يمكن ملاحظة هذا التأثير باستمرار أثناء تدريبات الطائرات الأسرع من الصوت من قبل المدنيين في منطقة الطيران.

ظاهرة فيزيائية أخرى مثيرة للاهتمام أثناء طيران الطائرات الأسرع من الصوت هي التقدم البصري للطائرة بصوتها. لوحظ الصوت مع بعض التأخير خلف ذيل الطائرة.

رقم ماخ في الطيران

تم إثبات النظرية ذات العملية التجريبية المؤكدة لتشكيل موجات الصدمة قبل وقت طويل من الرحلة الأولى لطائرة أسرع من الصوت من قبل الفيزيائي النمساوي إرنست ماخ (1838-1916). القيمة التي تعبر عن نسبة سرعة الطائرة إلى سرعة الموجة الصوتية تسمى اليوم تكريما للعالم - ماخ.

كما ناقشنا بالفعل في الجزء المائي ، تتأثر سرعة الصوت في الهواء بظروف الأرصاد الجوية مثل الضغط والرطوبة ودرجة حرارة الهواء. تختلف درجة الحرارة ، اعتمادًا على ارتفاع طيران الطائرة ، من +50 على سطح الأرض إلى -50 في الستراتوسفير. لذلك ، عند ارتفاعات مختلفة لتحقيق سرعات تفوق سرعة الصوت ، يجب مراعاة ظروف الأرصاد الجوية المحلية.

للمقارنة ، فوق علامة الصفر لمستوى سطح البحر ، تكون سرعة الصوت 1240 كم / ساعة ، بينما على ارتفاع يزيد عن 13 ألف كم. تنخفض هذه السرعة إلى 1060 كم / ساعة.

إذا أخذنا نسبة سرعة الطائرة إلى سرعة الصوت كـ M ، فعندئذٍ بقيمة M> 1 ، ستكون دائمًا سرعة تفوق سرعة الصوت.

الطائرات دون سرعة الصوت لها قيمة M = 0.8. شوكة قيم ماخ من 0.8 إلى 1.2 تحدد السرعة العابرة. لكن الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت لديها عدد ماخ يزيد عن 5. من بين الطائرات العسكرية الروسية الأسرع من الصوت المعروفة ، يمكن للمرء أن يميز SU-27 ، وهي مقاتلة اعتراضية ، وطائرة Tu-22M ، قاذفة صواريخ. من بين الطائرات الأمريكية ، يُعرف SR-71 - طائرة استطلاع. كانت أول طائرة أسرع من الصوت في سلسلة الإنتاج هي المقاتلة الأمريكية F-100 في عام 1953.

نموذج لمكوك فضائي أثناء الاختبارات في نفق رياح تفوق سرعة الصوت. أتاحت تقنية خاصة لتصوير الظل إمكانية التقاط مكان حدوث موجات الصدمة.

أول طائرة أسرع من الصوت

لمدة 30 عامًا ، من عام 1940 إلى عام 1970 ، زادت سرعة الطائرة عدة مرات. تم إجراء أول رحلة بسرعة ترانسونيك في 14 أكتوبر 1947 على متن طائرة أمريكية من طراز Bell XS-1 في ولاية كاليفورنيا فوق قاعدة جوية.

تم قيادة الطائرة Bell XS-1 بواسطة كابتن سلاح الجو الأمريكي تشاك ييجي. تمكن من تسريع الجهاز بسرعة 1066 كم / ساعة. في سياق هذا الاختبار ، تم الحصول على قطع كبير في البيانات لمزيد من الزخم في تطوير الطائرات الأسرع من الصوت.

تصميم جناح الطائرة الأسرع من الصوت

يزداد الرفع والسحب مع السرعة ، بحيث تصبح الأجنحة أصغر حجمًا وأرق وأكثر انجرافًا لتحسين الانسيابية.

في الطائرات التي تم تكييفها للرحلات الأسرع من الصوت ، تمدد الأجنحة ، على عكس الطائرات التقليدية التي تقل سرعة الصوت ، بزاوية حادة للخلف ، تشبه رأس السهم. خارجياً ، شكلت الأجنحة مثلثًا في مستوى واحد مع قمته بزاوية حادة في مقدمة الطائرة. جعلت الهندسة المثلثية للجناح من الممكن التحكم في الطائرة بشكل متوقع في لحظة عبور حاجز الصوت ، ونتيجة لذلك ، تجنب الاهتزازات.

هناك نماذج تستخدم أجنحة هندسية متغيرة. في وقت الإقلاع والهبوط ، كانت زاوية الجناح بالنسبة للطائرة 90 درجة ، أي أنها كانت عمودية. يعد هذا ضروريًا لإنشاء أقصى قدر من الرفع في وقت الإقلاع والهبوط ، أي في الوقت الذي تنخفض فيه السرعة ويصل الرفع بزاوية حادة مع هندسة غير متغيرة إلى الحد الأدنى الحرج. مع زيادة السرعة ، تتغير هندسة الجناح إلى أقصى زاوية حادة عند قاعدة المثلث.

حاملي سجلات الطائرات

في السباق على سرعات قياسية في السماء ، وصلت طائرة Bell-X15 ، المزودة بمحرك صاروخي ، إلى سرعة قياسية بلغت 6.72 أو 7200 كم / ساعة في عام 1967. لا يمكن كسر هذا الرقم القياسي بعد وقت طويل.

وفقط في عام 2004 ، تمكنت المركبة الجوية غير المأهولة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت X-43 التابعة لناسا ، والتي تم تطويرها للطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت ، من التسارع إلى مستوى قياسي بلغ 11850 كم / ساعة كجزء من رحلتها الثالثة.

انتهت أول رحلتين دون جدوى. حتى الآن ، هذا هو أعلى رقم لسرعة الطائرة.

اختبارات السيارات الأسرع من الصوت

يتم تشغيل هذه السيارة النفاثة Thrust SSC الأسرع من الصوت بواسطة محركي طائرتين. في عام 1997 ، أصبحت أول مركبة برية تكسر حاجز الصوت. كما هو الحال مع الطيران الأسرع من الصوت ، تتولد موجة صدمة أمام السيارة.

الاقتراب من السيارة صامت لأن كل الضوضاء المتولدة تتركز في موجة الصدمة التي تليها.

الطائرات الأسرع من الصوت في الطيران المدني

أما بالنسبة للطائرات المدنية الأسرع من الصوت ، فهناك طائرتان فقط للإنتاج معروفتان للقيام برحلات منتظمة: السوفيتي TU-144 وطائرة الكونكورد الفرنسية. قامت TU-144 برحلتها الأولى في عام 1968. تم تصميم هذه الأجهزة للرحلات الطويلة عبر المحيط الأطلسي. تم تقليل أوقات الرحلات بشكل كبير مقارنة بالأجهزة التي تقل سرعة الصوت عن طريق زيادة ارتفاع الرحلة إلى 18 كم ، حيث استخدمت الطائرة ممرًا جويًا غير محمل وتجاوزت الحمولة السحابية.

أكملت أول طائرة مدنية أسرع من الصوت لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، TU-144 ، رحلاتها في عام 1978 بسبب عدم ربحيتها. تم اتخاذ النقطة الأخيرة في قرار رفض العمل على الرحلات الجوية المنتظمة بسبب كارثة النموذج الأولي TU-144D أثناء اختباره. على الرغم من أنه من الجدير بالذكر أنه خارج إطار الطيران المدني ، استمر تشغيل طائرة TU-144 لتسليم البريد والبضائع العاجلة من موسكو إلى خاباروفسك حتى عام 1991.

في غضون ذلك ، على الرغم من التذاكر باهظة الثمن ، استمرت طائرة كونكورد الفرنسية الأسرع من الصوت في تقديم خدمات الطيران لعملائها الأوروبيين حتى عام 2003. لكن في النهاية ، على الرغم من الطبقة الاجتماعية الأكثر ثراءً للمقيمين في أوروبا ، فإن مسألة عدم الربحية لا تزال حتمية.

متى يمكن أن تقلع طائرة ركاب جديدة أسرع من الصوت؟ طائرة رجال الأعمال على أساس القاذفة Tu-160: هل هي حقيقية؟ كيف تكسر حاجز الصوت بصمت؟

Tu-160 هي أكبر وأقوى طائرة أسرع من الصوت ومتغيرة الأجنحة في تاريخ الطيران العسكري. من بين الطيارين حصل على لقب "البجعة البيضاء". الصورة: AP

هل سيارات الركاب الأسرع من الصوت لها احتمال؟ - سألت منذ وقت ليس ببعيد مصمم الطائرات الروسي البارز جينريك نوفوزيلوف.

بالطبع. أجاب جينريك فاسيليفيتش: "ستظهر بالتأكيد طائرة أعمال أسرع من الصوت على الأقل". - أتيحت لي الفرصة للتحدث مع رجال الأعمال الأمريكيين أكثر من مرة. قالوا بوضوح: "إذا ظهرت مثل هذه الطائرة يا سيد نوفوزيلوف ، مهما كانت باهظة الثمن ، فسيتم شراؤها منك على الفور". السرعة والارتفاع والمدى هي ثلاثة عوامل ذات صلة دائمًا.

نعم إنهم هم. حلم أي رجل أعمال هو الطيران عبر المحيط في الصباح ، وإبرام صفقة كبيرة ، والعودة إلى المنزل في المساء. لا تطير الطائرات الحديثة أسرع من 900 كم / ساعة. تبلغ سرعة طائرة رجال الأعمال الأسرع من الصوت حوالي 1900 كيلومتر في الساعة. ما هي احتمالات عالم الأعمال!

لهذا السبب لم تتخلى روسيا ولا أمريكا ولا أوروبا عن محاولات إنشاء سيارة ركاب أسرع من الصوت. لكن تاريخ أولئك الذين طاروا بالفعل - السوفياتي Tu-144 والكونكورد الأنجلو-فرنسي - علم الكثير.

في كانون الأول (ديسمبر) من هذا العام ، سيكون قد مضى نصف قرن على قيام الطائرة Tu-144 بأول رحلة لها. بعد مرور عام ، أظهرت الخطوط الملاحية المنتظمة ما يمكنها فعله بالضبط: لقد كسرت حاجز الصوت. لقد قطع بسرعة 2.5 ألف كم / ساعة على ارتفاع 11 كم. ذهب هذا الحدث في التاريخ. لا توجد حتى الآن نظائرها لطائرات الركاب في العالم قادرة على تكرار مثل هذه المناورة.

لقد فتحت "مائة وأربعة وأربعون" صفحة جديدة في الأساس في صناعة الطائرات العالمية. يقولون أنه في أحد الاجتماعات في اللجنة المركزية للحزب الشيوعي ، أبلغ المصمم أندريه توبوليف خروتشوف: تبين أن السيارة كانت شرهة للغاية. لكنه لوّح بيده للتو: عملك هو مسح أنف الرأسماليين ، ولدينا الكيروسين - على الأقل تملأ ...

امسح أنفك. الكيروسين - غارق.

ومع ذلك ، فإن المنافس الأوروبي ، الذي أقلع لاحقًا ، لم يختلف أيضًا في الكفاءة. لذلك ، في عام 1978 ، جلبت تسع طائرات كونكورد خسائر لشركاتها بنحو 60 مليون دولار. وفقط الدعم الحكومي هو الذي أنقذ الموقف. ومع ذلك ، فإن "الأنجلو-فرنسية" طار حتى نوفمبر 2003. لكن تم شطب طراز Tu-144 قبل ذلك بكثير. لماذا ا؟

بادئ ذي بدء ، لم يكن تفاؤل خروتشوف مبررًا: فقد اندلعت أزمة طاقة في العالم وارتفعت أسعار الكيروسين. أُطلق على المولود الأسرع من الصوت على الفور لقب "عائق أفعى على رقبة شركة إيروفلوت." .

وإذا كان ذلك فقط. "حديد" وزنه 200 طن ، يبحر فوق مناطق مكتظة بالسكان بسرعة تفوق سرعة الصوت ، فجّر فعليًا المساحة بأكملها على طول الطريق. هطلت الشكاوى: انخفض إنتاج حليب الأبقار ، وتوقف الدجاج عن الاندفاع ، وسحق الأمطار الحمضية ... لكن الحقيقة تبقى: طار "الكونكورد" فوق المحيط فقط.

أخيرًا ، أهم شيء الكوارث. واحد - في يونيو 1973 في المعرض الجوي في باريس لو بورجيه ، كما يقولون ، على مرأى ومسمع من الكوكب بأسره: أراد طاقم طيار الاختبار كوزلوف إثبات قدرات السفينة السوفيتية ... آخر - في غضون خمس سنوات. ثم تم إجراء رحلة تجريبية بمحركات سلسلة جديدة: كان عليهم فقط سحب الطائرة إلى النطاق المطلوب.

لم تفلت الكونكورد من المأساة: تحطمت الطائرة في يوليو 2000 أثناء مغادرتها مطار شارل ديغول. ومن المفارقات أنه انهار تقريبًا حيث كان طراز Tu-144 موجودًا. قتل 109 أشخاص كانوا على متنها وأربعة على الأرض. استؤنفت حركة الركاب العادية بعد عام واحد فقط. لكن تبع ذلك سلسلة من الحوادث ، ووضعت أيضًا نقطة دهنية على هذه الطائرة الأسرع من الصوت.

في 31 ديسمبر 1968 ، تمت أول رحلة لطائرة توبوليف 144 ، قبل شهرين من كونكورد. وفي 5 يونيو 1969 ، على ارتفاع 11000 متر ، كانت طائرتنا هي الأولى في العالم التي تخترق حاجز الصوت. صورة فوتوغرافية: سيرجي ميخيف / RG

اليوم ، في مرحلة جديدة من تطور التكنولوجيا ، يحتاج العلماء إلى إيجاد توازن بين العوامل المتضاربة: الديناميكا الهوائية الجيدة لطائرة أسرع من الصوت ، وانخفاض استهلاك الوقود ، فضلاً عن القيود الصارمة على الضوضاء والدوي الصوتي.

ما مدى واقعية إنشاء طائرة ركاب أسرع من الصوت تعتمد على قاذفة Tu-160؟ من وجهة نظر هندسية بحتة - تمامًا ، كما يقول الخبراء. وفي التاريخ ، هناك أمثلة عندما نجحت الطائرات العسكرية في "خلع أحزمة الكتف" وحلقت بعيدًا "إلى الحياة المدنية": على سبيل المثال ، تم إنشاء Tu-104 على أساس القاذفة بعيدة المدى طراز Tu-16 ، و Tu -114 - قاذفة توبوليف 95. في كلتا الحالتين ، كان لابد من إعادة بناء جسم الطائرة - لتغيير تصميم الجناح ، لتوسيع القطر. في الواقع ، كانت هذه طائرات جديدة وناجحة للغاية. بالمناسبة ، هناك تفاصيل مثيرة للاهتمام: عندما طارت Tu-114 لأول مرة إلى نيويورك ، لم يكن هناك في المطار المذهول سلم بارتفاع مناسب ولا جرار ...

على الأقل ، ستكون هناك حاجة إلى عمل مماثل لتحويل طراز توبوليف 160. ومع ذلك ، ما مدى فعالية هذا الحل من حيث التكلفة؟ كل شيء يحتاج إلى تقييم دقيق.

كم عدد الطائرات التي تحتاجها؟ من سيطير بهم وأين؟ إلى أي مدى ستكون متاحة تجاريًا للركاب؟ متى سيتم تعويض تكاليف التطوير؟ .. كانت تذاكر نفس طراز Tu-144 أغلى بمقدار 1.5 مرة من المعتاد ، ولكن حتى هذه التكلفة المرتفعة لم تغطي تكاليف التشغيل.

في غضون ذلك ، وفقًا للخبراء ، يمكن تصميم أول طائرة إدارية روسية أسرع من الصوت (طائرة رجال أعمال) في غضون سبع إلى ثماني سنوات إذا كان هناك احتياطي للمحرك. يمكن لهذه الطائرة استيعاب ما يصل إلى 50 شخصا. ومن المتوقع أن يبلغ إجمالي الطلب في السوق المحلي مستوى 20-30 سيارة بسعر يتراوح بين 100 و 120 مليون دولار.

قد تظهر طائرات الركاب التسلسلية الأسرع من الصوت من الجيل الجديد حوالي عام 2030

يعمل المصممون على جانبي المحيط على مشاريع لطائرات رجال الأعمال الأسرع من الصوت. الجميع يبحث عن حلول تخطيط جديدة. يقدم شخص ما ذيلًا غير نمطي ، شخص ما - جناح غير عادي تمامًا ، شخص ما - جسم الطائرة بمحور مركزي منحني ...

يعمل متخصصو TsAGI على تطوير مشروع SDS / SPS ("طائرات رجال الأعمال الأسرع من الصوت / طائرات الركاب الأسرع من الصوت"): وفقًا للفكرة ، ستكون قادرة على القيام برحلات عبر المحيط الأطلسي لمسافة تصل إلى 8600 كم بسرعة إبحار لا تقل عن 1900 كم / ساعة. علاوة على ذلك ، سيكون الصالون قابلاً للتحول - من 80 مقعدًا إلى 20 مقعدًا من فئة VIP.

وفي الصيف الماضي ، في المعرض الجوي في جوكوفسكي ، كان أحد أكثر النماذج إثارة للاهتمام هو نموذج طائرة مدنية عالية السرعة ، تم إنشاؤه بواسطة علماء TsAGI في إطار المشروع الدولي HEXAFLY-INT. يجب أن تطير هذه الطائرة بسرعة تزيد عن 7-8 آلاف كم / ساعة ، أي ما يعادل 7 أو 8 ماخ.

ولكن لكي تصبح الطائرات المدنية عالية السرعة حقيقة واقعة ، يجب حل مجموعة كبيرة من المهام. وهي مرتبطة بالمواد ونظام دفع الهيدروجين وتكامله مع هيكل الطائرة والحصول على كفاءة هوائية عالية للطائرة نفسها.

وما هو مؤكد تمامًا بالفعل: من الواضح أن ميزات تصميم الطائرة المجنحة المسقطة ستكون غير قياسية.

بكفاءة

سيرجي تشيرنيشيف ، المدير العام لـ TsAGI ، أكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم:

كان مستوى الطفرة الصوتية (انخفاض حاد في الضغط في موجة الصدمة) من طراز Tu-144 يساوي 100-130 باسكال. لكن الأبحاث الحديثة أظهرت أنه يمكن زيادتها إلى 15-20. علاوة على ذلك ، قم بتقليل حجم الطفرة الصوتية إلى 65 ديسيبل ، وهو ما يعادل ضجيج مدينة كبيرة. حتى الآن ، لا توجد معايير رسمية لمستوى ازدهار الصوت المسموح به في العالم. وعلى الأرجح لن يتم تحديده قبل عام 2022.

لقد اقترحنا بالفعل ظهور متظاهر للطائرة المدنية الأسرع من الصوت في المستقبل. يجب أن تُظهر العينة القدرة على تقليل الدوي الصوتي في الرحلات الأسرع من الصوت والضوضاء في منطقة المطار. يتم النظر في عدة خيارات: طائرة تتسع من 12 إلى 16 راكبًا ، وأيضًا لـ 60 إلى 80 راكبًا. هناك خيار لطائرة رجال الأعمال صغيرة جدًا - تتسع من 6 إلى 8 ركاب. هذه أوزان مختلفة. في إحدى الحالات ، ستزن السيارة حوالي 50 طنًا ، في الحالة الأخرى - 100-120 ، إلخ. لكننا نبدأ بأول طائرة الأسرع من الصوت المعينة.

وفقًا لتقديرات مختلفة ، يوجد اليوم طلب غير محقق في السوق على الرحلات الجوية السريعة لرجال الأعمال على متن طائرات بسعة 12-16 شخصًا. وبالطبع ، يجب أن تطير السيارة على مسافة 7-8 آلاف كيلومتر على الأقل على طرق عبر المحيط الأطلسي. ستكون سرعة الانطلاق ماخ 1.8-2 ، أي حوالي ضعف سرعة الصوت. هذه السرعة هي حاجز تكنولوجي لاستخدام مواد الألمنيوم التقليدية في تصميم هيكل الطائرة. لذلك ، فإن حلم العلماء هو صنع طائرة بالكامل من مركبات درجة الحرارة. وهناك تطورات جيدة.

يجب تحديد المتطلبات الواضحة للطائرة من قبل العميل البادئ ، وبعد ذلك في مراحل التصميم الأولي وأعمال التطوير ، من الممكن إجراء بعض التغيير في المظهر الأصلي للطائرة الذي تم الحصول عليه في مرحلة التصميم الأولي. لكن المبادئ السليمة لتقليل حاجز الصوت ستبقى دون تغيير.

اقتصرت عملية نقل الركاب قصيرة المدى للطائرة الأسرع من الصوت من طراز Tu-144 على الرحلات الجوية من موسكو إلى ألما آتا. صورة فوتوغرافية: سجل بوريس كورزين / تاس للصور

أعتقد أنه قبل 10-15 سنة من النموذج الأولي للطيران. في المستقبل القريب ، وفقًا لخططنا ، يجب أن يظهر عارض طائر ، ويجري العمل على مظهره. وتتمثل مهمتها الرئيسية في إظهار التقنيات الأساسية لإنشاء طائرة أسرع من الصوت بمستوى اختراق صوتي منخفض. هذه مرحلة ضرورية من العمل. قد يظهر جيل جديد من الطائرات الأسرع من الصوت التسلسلية في الأفق في عام 2030.

أوليغ سميرنوف ، الطيار الفخري لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، رئيس لجنة الطيران المدني التابعة للمجلس العام لروستراننادزور:

لصنع طائرة ركاب تفوق سرعة الصوت على أساس طراز توبوليف 160؟ بالنسبة لمهندسينا ، هذا حقيقي تمامًا. لا مشكلة. علاوة على ذلك ، هذه السيارة جيدة جدًا ، مع خصائص ديناميكية هوائية رائعة ، وجناح جيد ، وجسم الطائرة. ومع ذلك ، يجب أن تفي أي طائرة ركاب اليوم أولاً وقبل كل شيء بمتطلبات الصلاحية الدولية للطيران واللياقة الفنية. التناقض ، عند مقارنة طائرة قاذفة وطائرة ركاب ، هو أكثر من 50 في المئة. على سبيل المثال ، عندما يقول البعض أنه من الضروري "تضخيم جسم الطائرة" أثناء التغيير ، يجب على المرء أن يفهم أن توبوليف 160 نفسها تزن أكثر من 100 طن. "تضخم" تضيف وزنا أيضا. وهذا يعني زيادة استهلاك الوقود وتقليل السرعة والارتفاع ، مما يجعل الطائرة غير جذابة على الإطلاق لأي شركة طيران من حيث تكاليف التشغيل.

لإنشاء طائرة أسرع من الصوت لطيران الأعمال ، هناك حاجة إلى إلكترونيات طيران جديدة ومحركات طائرات جديدة ومواد جديدة وأنواع جديدة من الوقود. على طراز Tu-144 ، كان الكيروسين يتدفق ، كما يقولون ، مثل النهر. هذا غير ممكن اليوم. والأهم من ذلك ، يجب أن يكون هناك طلب هائل على مثل هذه الطائرات. طلب شراء سيارة واحدة أو سيارتين من أصحاب الملايين لن يحل المشكلة المالية. سيتعين على شركات الطيران تأجيرها و "التخلص" من التكلفة. على من؟ بطبيعة الحال ، على الركاب. من الناحية الاقتصادية ، سيفشل المشروع.

سيرجي ميلينشينكو ، المدير العام لسلامة الطيران التابع لـ ICAA:

منذ ما يقرب من 35 عامًا مرت منذ بدء الإنتاج التسلسلي للطائرة Tu-160 ، استمرت التقنيات في التقدم ، وسيتعين أخذ ذلك في الاعتبار عند التحديث العميق للطائرة الحالية. يقول صانعو الطائرات إن بناء طائرة جديدة وفقًا لمفهوم جديد أسهل وأرخص بكثير من إعادة بناء طائرة قديمة.

سؤال آخر: إذا تم إعادة بناء الطائرة توبوليف 160 خصيصًا لطائرة رجال الأعمال ، فهل سيكون الشيوخ العرب مهتمين بها بعد كل شيء؟ ومع ذلك ، هناك العديد من "تحفظات". ستحتاج الطائرة إلى الحصول على شهادة دولية (ويقف وراءها الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة) ، وهو أمر إشكالي للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، ستكون هناك حاجة لمحركات جديدة ذات كفاءة ، وهو ما ليس لدينا. المتوفرون لا يستهلكون الوقود بل يشربونه.

إذا تم تحويل الطائرة لنقل ركاب اقتصادي (وهو أمر غير مرجح) ، فإن السؤال هو - إلى أين تطير ومن ستحمل؟ على مدار العام الماضي ، اقتربنا للتو من رقم 100 مليون مسافر تم نقله. في الاتحاد السوفياتي ، كانت هذه الأرقام أعلى من ذلك بكثير. انخفض عدد المطارات عدة مرات. ليس كل من يرغب في السفر إلى الجزء الأوروبي من البلاد من كامتشاتكا وبريموري يمكنه تحمل كلفته. ستكون تذاكر "الطائرة التي تشرب الوقود" أكثر تكلفة من تذاكر "Boeings" و "Airbases".

إذا كان من المخطط إعادة بناء الطائرة فقط لمصالح رؤساء الشركات الكبرى ، فمن المرجح أن يكون الأمر كذلك. لكن هذا السؤال يتعلق بهم فقط ، وليس الاقتصاد الروسي والشعب الروسي. على الرغم من أنه من الصعب في هذه الحالة تخيل أن الرحلات ستتم فقط إلى سيبيريا أو الشرق الأقصى. مشكلة ضوضاء التضاريس. وإذا لم يسمح للطائرة المحدثة بدخول سردينيا فمن يحتاجها؟

الطائرات الأسرع من الصوت هي طائرات قادرة على الطيران بسرعات تتجاوز سرعة الصوت (رقم ماخ M = 1.2-5).

قصة

أتاح ظهور المقاتلات النفاثة في الأربعينيات للمصممين مهمة زيادة سرعتهم. أدت السرعة المتزايدة إلى تحسين أداء كل من القاذفات والمقاتلات.

الرائد في عصر الأسرع من الصوت كان طيار الاختبار الأمريكي تشاك ييغر. في 14/10/1947 ، حلّق بطائرة تجريبية من طراز Bell X-1 بمحرك صاروخ XLR-11 ، وتغلب على سرعة الصوت في رحلة خاضعة للرقابة.

تطوير

بدأ التطور السريع للطيران الأسرع من الصوت في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. القرن العشرين. ثم تم حل مشاكل الكفاءة الديناميكية الهوائية وإمكانية التحكم واستقرار الطائرة. كما مكنت سرعة الطيران العالية من زيادة سقف الخدمة بأكثر من 20000 متر ، وهو ارتفاع مريح للقاذفات وطائرات الاستطلاع.

قبل ظهور أنظمة وأنظمة الصواريخ المضادة للطائرات التي يمكن أن تضرب أهدافًا على ارتفاعات عالية ، كان المبدأ الرئيسي لعمليات القاذفات هو إبقاء القاذفات في أقصى ارتفاع وسرعة. ثم تم بناء الطائرات الأسرع من الصوت لأغراض مختلفة وإطلاقها في الإنتاج التسلسلي - قاذفات الاستطلاع ، والصواريخ الاعتراضية ، والمقاتلات ، والقاذفات الاعتراضية. كانت طائرة كونفير F-102 Delta Dagger أول طائرة استطلاع تفوق سرعة الصوت ، وكانت كونفير B-58 Hustler أول قاذفة بعيدة المدى تفوق سرعة الصوت.

في الوقت الحاضر ، يتم تنفيذ تصميم وتطوير وإنتاج طائرات جديدة ، يتم إنتاج بعضها باستخدام تقنية خاصة تقلل من الرادار والتوقيع البصري - "التخفي".

طائرات الركاب الأسرع من الصوت

في تاريخ الطيران ، تم إنشاء طائرتين فقط من طائرات الركاب الأسرع من الصوت ، والتي كانت تقوم برحلات منتظمة. تمت أول رحلة للطائرة السوفيتية من طراز Tu-144 في 31 ديسمبر 1968 ، وكان وقت تشغيلها 1975-1978. قامت طائرة الكونكورد الأنجلو-فرنسية بأول رحلة لها في 03/02/1969 وتم تشغيلها في اتجاه عبر المحيط الأطلسي في 1976-2003.

جعل استخدام مثل هذه الطائرات من الممكن ليس فقط تقليل وقت الرحلة لمسافات طويلة ، ولكن أيضًا لاستخدام الخطوط الجوية غير المشغولة على ارتفاعات عالية (حوالي 18 كم) في وقت كانت فيه ارتفاعات 9-12 كم ، والتي استخدمتها كانت البطانات محملة بشكل كبير. أيضًا ، حلقت الطائرات الأسرع من الصوت في مسارات بعيدة عن الجو (على طرق مستقيمة).

على الرغم من فشل العديد من مشاريع الطائرات عبر الصوت والأسرع من الصوت (SSBJ ، Tu-444 ، Tu-344 ، Tu-244 ، Lockheed L-2000 ، Boeing Sonic Cruiser ، Boeing 2707) وإيقاف تشغيل مشروعين مكتملين ، تطوير الحديث تستمر مشاريع الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (مثل SpaceLiner و ZEHST) وهبوط الطائرات (النقل العسكري) للاستجابة السريعة. تم إطلاق طائرة الأعمال النفاثة الأسرع من الصوت Aerion AS2.

أسئلة نظرية

بالمقارنة مع الطيران دون سرعة الصوت بسرعة تفوق سرعة الصوت ، يتم إجراؤه وفقًا لقانون مختلف ، لأنه عندما تصل الطائرة إلى سرعة الصوت ، تحدث تغييرات في نمط التدفق ، ونتيجة لذلك ، يزداد التسخين الحركي للمركبة ، ويزيد السحب الديناميكي الهوائي ، ويلاحظ تغيير في التركيز الديناميكي الهوائي. يؤثر كل هذا معًا على تدهور إمكانية التحكم في الطائرة واستقرارها. كما ظهرت ظاهرة مقاومة الأمواج غير المعروفة حتى الآن.

لذلك ، لا تتطلب الرحلة الفعالة عند الوصول إلى سرعة الصوت زيادة في قوة المحرك فحسب ، بل تتطلب أيضًا تقديم حلول تصميم جديدة.

لذلك ، تلقت هذه الطائرات تغييرًا في مظهرها - ظهرت زوايا حادة وخطوط مستقيمة مميزة مقارنة بالشكل "السلس" للطائرات دون سرعة الصوت.

حتى الآن ، لم يتم حل مهمة إنشاء طائرة أسرع من الصوت فعالة حقًا. يلتزم المبدعون بإيجاد حل وسط بين الحفاظ على خصائص الإقلاع والهبوط الطبيعية ومتطلبات زيادة السرعة.

لذلك ، فإن غزو حدود جديدة في الارتفاع والسرعة من قبل الطيران الحديث لا يرتبط فقط بإدخال أنظمة الدفع وخطط التخطيط الجديدة ، ولكن أيضًا بالتغييرات في هندسة الطيران. يجب أن تحسن هذه التغييرات من جودة الطائرة عند الطيران بسرعات عالية دون التقليل من أدائها عند السرعات المنخفضة والعكس صحيح. تخلى المصممون مؤخرًا عن تقليل مساحة الأجنحة وسماكة جوانبها ، وزيادة زاوية المسح ، والعودة إلى الأجنحة ذات السماكة النسبية الكبيرة والاكتساح المنخفض ، إذا كانت متطلبات السقف العملي والسرعة قد تم حقق.

من المهم أن تتمتع الطائرة الأسرع من الصوت بأداء طيران جيد بسرعات منخفضة ومقاومة للسحب بسرعات عالية ، خاصة عند ارتفاعات السطح.

تصنيف الطائرات:

أ

ب

الخامس

جي

د

و

ل

إل

ا

ص

ص