Най-бързият самолет в света. Свръхзвукова авиация Немски свръхзвуков самолет

Преди точно 15 години последните три свръхзвукови самолета на Concorde на British Airways отлетяха на сбогуване. На този ден, 24 октомври 2003 г., тези самолети, летящи на ниска надморска височина над Лондон, кацат в Хийтроу и по този начин завършват кратката история на свръхзвуковата пътническа авиация. Независимо от това, днес самолетните дизайнери по целия свят отново обмислят възможността за бързи полети - от Париж до Ню Йорк за 3,5 часа, от Сидни до Лос Анджелис за 6 часа, от Лондон до Токио за 5 часа. Но преди свръхзвуковите самолети да се върнат по международните пътнически маршрути, разработчиците ще трябва да решат много проблеми, сред които един от най-важните е да се намали шумът от бързите самолети.

Кратка история на бързото летене

Пътническата авиация започва да се оформя през 1910-те години, когато се появява първият самолет, специално проектиран да превозва хора по въздух. Първата от тях беше френската лимузина Bleriot XXIV от Bleriot Aeronautique. Използвано е за развлекателни въздушни пътувания. Две години по-късно в Русия се появява S-21 "Grand", създаден на базата на тежката бомбардировачка "Руски рицар" от Игор Сикорски. Построена е в Руско-балтийския вагонен завод. Тогава авиацията започва да се развива скокообразно: първо, полетите започват между градовете, после между държавите и след това между континентите. Самолетите направиха възможно да достигнат целта си по-бързо, отколкото с влак или кораб.

През 50-те години напредъкът в разработването на реактивни двигатели се ускорява значително и свръхзвуковите полети стават достъпни за бойна авиация, макар и за кратко. Свръхзвуковата скорост обикновено се нарича движение до пет пъти по-бързо от скоростта на звука, която варира в зависимост от разпространяващата среда и нейната температура. При нормално атмосферно налягане на морското равнище звукът се движи със скорост 331 метра в секунда или 1191 километра в час. Докато се изкачвате, плътността и температурата на въздуха намаляват, а скоростта на звука също намалява. Например, на височина от 20 хиляди метра, това вече е около 295 метра в секунда. Но вече на надморска височина от около 25 хиляди метра и когато тя се издига до повече от 50 хиляди метра, температурата на атмосферата започва леко да се увеличава в сравнение с долните слоеве, а с това и местната скорост на звука се увеличава.

Повишаването на температурата на тези височини се обяснява, наред с другото, с високата концентрация на озон във въздуха, който образува озонов щит и абсорбира част от слънчевата енергия. В резултат на това скоростта на звука на височина 30 хиляди метра над морето е около 318 метра в секунда, а на височина 50 хиляди - почти 330 метра в секунда. В авиацията числото на Мах се използва широко за измерване на скоростта на полета. С прости думи, той изразява местната скорост на звука за конкретна надморска височина, плътност и температура на въздуха. Така че скоростта на условен полет, равна на две числа на Мах, на морското равнище ще бъде 2383 километра в час, а на височина 10 хиляди метра - 2157 километра в час. За първи път звуковата бариера със скорост 1,04 числа на Мах (1066 километра в час) на височина 12,2 хиляди метра е преодоляна от американския пилот Чък Йегър през 1947 година. Това беше важна стъпка към овладяването на свръхзвукови полети.

През 50-те години на ХХ век дизайнерите на самолети в няколко страни по света започват работа по проекти за свръхзвукови пътнически самолети. В резултат френският „Конкорд“ и съветският Ту-144 се появяват през 70-те години. Това бяха първите и все още единствените свръхзвукови пътнически самолети в света. И двата типа самолети използват конвенционални турбореактивни двигатели, оптимизирани за дългосрочен свръхзвуков полет. Ту-144 са експлоатирани до 1977г. Самолетите са летели със скорост 2,3 хиляди километра в час и са могли да превозват до 140 пътници. Билетите за полетите им обаче струват средно 2,5-3 пъти по-скъпо от обикновено. Ниското търсене на бързи, но скъпи полети, както и общи трудности при експлоатацията и поддръжката на Ту-144 доведоха до факта, че те просто бяха отстранени от пътническите полети. Самолетите обаче са били използвани известно време в тестови полети, включително по договор с НАСА.

Concorde продължи много по-дълго - до 2003 година. Полетите с френски лайнери също бяха скъпи и не бяха особено популярни, но Франция и Великобритания продължиха да ги експлоатират. Цената на един билет за такъв полет беше, по отношение на днешните цени, около 20 хиляди долара. Френският "Конкорд" летеше със скорост малко над две хиляди километра в час. Самолетът може да измине разстоянието от Париж до Ню Йорк за 3,5 часа. В зависимост от конфигурацията, Concorde може да превозва от 92 до 120 души.

Историята на Конкордите приключи внезапно и бързо. През 2000 г. се случи самолетна катастрофа „Конкорд“, при която загинаха 113 души. Година по-късно започва криза в пътническия въздушен транспорт, причинена от терористичните атаки на 11 септември 2001 г. (два отвлечени самолета с пътници се разбиват в кулите на Световния търговски център в Ню Йорк, друг, трети - в Пентагона в окръг Арлингтън, а четвъртият пада в полето близо до Шанксвил в Пенсилвания). Тогава изтече гаранционният срок за самолети Concorde, с които Airbus беше ангажиран. Всички тези фактори в комбинация направиха експлоатацията на свръхзвуков пътнически самолет изключително нерентабилна и през лятото и есента на 2003 г. Air France и British Airways се редуваха да отпишат всички Concordes.

След затварянето на програмата Concorde през 2003 г. все още имаше надежда за връщане на свръхзвукови пътнически самолети в експлоатация. Дизайнерите се надяваха на нови икономични двигатели, аеродинамични изчисления и системи за автоматизирано проектиране, които биха направили свръхзвуковите полети икономически достъпни. Но през 2006 и 2008 г. Международната организация за гражданска авиация прие нови стандарти за шумовете на въздухоплавателните средства, които забраниха, наред с други неща, всеки свръхзвуков полет от мирно време над населени сухопътни райони. Тази забрана не се прилага за въздушни коридори, специално предназначени за военна авиация. Работата по проекти за нови свръхзвукови самолети спря, но днес те отново започнаха да набират скорост.

Тихо свръхзвуково

Днес няколко предприятия и правителствени организации по света се занимават с разработването на свръхзвукови пътнически самолети. По-специално такива проекти се изпълняват от руските компании Sukhoi и Tupolev, Централния аерохидродинамичен институт на Жуковски, френския Dassault, японската агенция за аерокосмически изследвания, европейския концерн Airbus, американския Lockheed Martin и Boeing, както и няколко стартиращи компании, включително Aerion и Boom Технологии. Като цяло дизайнерите бяха условно разделени на два лагера. Представители на първия от тях смятат, че в близко бъдеще няма да бъде възможно да се разработи „тих“ свръхзвуков самолет, съответстващ на нивото на шума на дозвуковите самолети, което означава, че е необходимо да се изгради бърз пътнически самолет, който ще премине към свръхзвуков там, където е разрешено. Този подход, смятат дизайнерите от първия лагер, все пак ще намали времето за полет от една точка до друга.

Дизайнерите от втория лагер се фокусираха основно върху борбата с ударните вълни. По време на полет със свръхзвукова скорост планерът на самолета генерира много ударни вълни, най-значимите от които се появяват в носа и в областта на опашката. В допълнение, ударните вълни обикновено се появяват на предните и задните ръбове на крилото, на предните ръбове на уреда, в зоните на завихрящите потоци и по краищата на въздухозаборниците. Ударната вълна е област, в която налягането, плътността и температурата на средата изпитват рязък и силен скок. Наблюдателите на земята възприемат такива вълни като силен взрив или дори експлозия - именно поради това свръхзвуковите полети над населена земя са забранени.

Ефектът от експлозия или много силен поп се предизвиква от така наречените ударни вълни от тип N, генерирани от бомба или свръхзвуков изтребител. На графиката на растежа на налягането и плътността такива вълни наподобяват буквата N на латинската азбука поради рязкото увеличаване на налягането на фронта на вълната с рязък спад на налягането след него и последващо нормализиране. В лабораторни експерименти изследователи от Японската агенция за аерокосмически изследвания откриват, че промяната на формата на планера може да изглади върховете в графиката на ударната вълна, превръщайки я в вълна от тип S. Такава вълна има плавен и не толкова значителен спад на налягането, както при N-вълната. Експертите на НАСА вярват, че S-вълните ще бъдат възприемани от наблюдателите като отдалечен удар на вратата на автомобила.

N-вълна (червена) преди аеродинамична оптимизация на свръхзвуков планер и сходство на S-вълна след оптимизация

През 2015 г. японски дизайнери сглобиха безпилотния планер D-SEND 2, чиято аеродинамична форма е проектирана по такъв начин, че да намали броя на ударните вълни, възникващи върху него, и тяхната интензивност. През юли 2015 г. разработчиците тестваха планера на полигона за ракети Esrange в Швеция и отбелязаха значително намаляване на количеството ударни вълни, генерирани на повърхността на новия планер. По време на теста D-SEND 2, който не е оборудван с двигатели, е изпуснат от балон от височина 30,5 хиляди метра. По време на падането 7,9-метровият планер набра скорост при 1,39 маха и прелетя покрай привързаните балони, оборудвани с микрофони на различни височини. В същото време изследователите измерват не само интензивността и броя на ударните вълни, но също така анализират влиянието на състоянието на атмосферата върху ранното им появяване.

Според японската агенция звуковият бум от самолети, сравними по размер със свръхзвуковия пътнически самолет Concorde и направен по схемата D-SEND 2, когато лети със свръхзвукова скорост, ще бъде наполовина по-интензивен от преди. Японският D-SEND 2 се различава от планерите на конвенционалните съвременни самолети по своя неосесиметричен нос. Килът на апарата е изместен към носа и хоризонталният опашен възел е направен изцяло завъртащ се и има отрицателен ъгъл на закрепване по отношение на надлъжната ос на планера, т.е. краищата на опашката са под точката на закрепване, а не по-горе, както обикновено Крилото на планера има нормален размах, но е направено стъпаловидно: то плавно се съчетава с фюзелажа, а част от предния му ръб е разположен към фюзелажа под остър ъгъл, но по-близо до задния ръб този ъгъл се увеличава рязко.

В момента подобна схема се създава от американския свръхзвуков стартъп Aerion и се разработва от Lockheed Martin по поръчка на НАСА. С акцент върху намаляването на броя и интензивността на ударните вълни се проектира и руският (Свръхзвуков бизнес самолет / Свръхзвуков пътнически самолет). Някои от проектите за бързи пътнически самолети са планирани за завършване през първата половина на 2020-те, но авиационните разпоредби все още няма да бъдат ревизирани дотогава. Това означава, че за първи път нови самолети ще извършват свръхзвукови полети само над вода. Факт е, че за да премахнат ограничението за свръхзвукови полети над населена земя, разработчиците ще трябва да проведат много тестове и да представят резултатите си на авиационните власти, включително Федералната авиационна администрация на САЩ и Европейската агенция за авиационна безопасност.

S-512 / Spike Aerospace

Нови двигатели

Двигателите са друга сериозна пречка за създаването на сериен пътнически свръхзвуков самолет. Дизайнерите вече са намерили много начини да направят турбореактивните двигатели по-икономични, отколкото преди десет до двадесет години. Това е използването на редуктори, които премахват твърдото свързване на вентилатора и турбината в двигателя, и използването на керамични композитни материали, които позволяват да се оптимизира температурният баланс в горещата зона на електроцентралата, и дори въвеждането на допълнителен - трети - въздушен кръг в допълнение към вече съществуващите два, вътрешен и външен. В областта на създаването на икономични дозвукови двигатели дизайнерите вече са постигнали невероятни резултати, а продължаващите нови разработки обещават дори значителни икономии. Можете да прочетете повече за обещаващи изследвания в нашия материал.

Но въпреки всички тези развития, все още е трудно да наречем свръхзвуков полет икономичен. Например, обещаващ свръхзвуков пътнически самолет от стартиращ Boom Technologies ще получи три турбовентилаторни двигатели от семейството JT8D от Pratt & Whitney или J79 от GE Aviation. По време на круизен полет специфичният разход на гориво на тези двигатели е около 740 грама на килограм сила на час. В този случай двигателят J79 може да бъде оборудван с форсаж, който увеличава разхода на гориво до два килограма на килограм сила на час. Този разход е съпоставим с разхода на гориво на двигатели, например на изтребителя Су-27, чиито задачи се различават значително от превоза на пътници.

За сравнение, специфичният разход на гориво на единствените в света серийни турбовинтови двигатели D-27, монтирани на украинския транспортен самолет Ан-70, е само 140 грама на килограм сила на час. Американският двигател CFM56, "класика" на лайнерите на Boeing и Airbus, има специфичен разход на гориво от 545 грама на килограм сила на час. Това означава, че без значителна преработка на дизайна на реактивни самолетни двигатели свръхзвуковите полети няма да станат достатъчно евтини, за да станат широко разпространени и ще бъдат търсени само в бизнес авиацията - високият разход на гориво води до по-високи цени на билетите. Също така няма да работи за намаляване на високите разходи за свръхзвуков въздушен транспорт в обеми - проектираните днес самолети са проектирани да превозват от 8 до 45 пътници. Обикновените самолети могат да приемат повече от сто души.

В началото на октомври тази година обаче GE Aviation проектира нов турбовентилен реактивен двигател Affinity. Планира се тези електроцентрали да бъдат монтирани на обещаващия свръхзвуков пътнически самолет AS2 на Aerion. Новата електроцентрала съчетава конструктивно характеристиките на реактивни двигатели с нисък байпас за бойни самолети и електроцентрали с високо съотношение на байпас за пътнически самолети. В същото време в Affinity няма нови и пробивни технологии. GE Aviation класифицира новия двигател като средно байпасна електроцентрала.

Двигателят е базиран на модифициран турбовентилационен газогенератор CFM56, който от своя страна структурно се основава на газовия генератор от F101, електроцентралата за свръхзвукови бомбардировачи B-1B Lancer. Електроцентралата ще получи модернизирана електронна цифрова система за управление на двигателя с пълна отговорност. Разработчиците не разкриха никакви подробности относно дизайна на обещаващия двигател. Въпреки това, GE Aviation очаква специфичният разход на гориво на двигателите Affinity да не е много по-висок или дори сравним с този на съвременните турбовентилаторни двигатели в конвенционалните дозвукови пътнически самолети. Как ще се постигне това при свръхзвуков полет не е ясно.

Boom / Boom Technologies

Проекти

Въпреки многото проекти за свръхзвуков пътнически самолет в света (включително дори неосъществимия проект за превръщане на стратегическия бомбардировач Ту-160 в пътнически свръхзвуков самолет, предложен от руския президент Владимир Путин), AS2 на американския стартъп Aerion, S-512, може да се счита за най-близката до летателните изпитания и малкото производство. Испански космически космически и космически бум технологии. Планирано е първият да лети с 1,5 маха, вторият с 1,6 маха, а третият с 2,2 маха. Самолетът X-59, създаден от Lockheed Martin по поръчка на НАСА, ще бъде демонстратор на технологии и летяща лаборатория, не се планира пускането му в производство.

Boom Technologies вече заяви, че ще се опита да направи свръхзвуковите полети много евтини. Например Boom Technologies оцени цената на полет от Ню Йорк до Лондон на пет хиляди долара. Това е колко струва днес да се лети по този маршрут в бизнес класа на обикновен дозвуков лайнер. Liner Boom над населена земя ще лети със дозвукова скорост и ще премине към свръхзвук над океана. Самолетът с дължина 52 метра и размах на крилата 18 метра ще може да превозва до 45 пътници. До края на 2018 г. Boom Technologies планира да избере един от няколкото нови самолетни проекта за изпълнение в метал. Първият полет на лайнера е планиран за 2025 година. Компанията е отложила тези условия; Първоначално Boom е планирано да излети през 2023 година.

По предварителни изчисления дължината на самолета AS2, предназначен за 8-12 пътници, ще бъде 51,8 метра, а размахът на крилата - 18,6 метра. Максималното излетно тегло на свръхзвуков самолет ще бъде 54,8 тона. AS2 ще лети над вода с крейсерска скорост 1,4-1,6 Mach, забавяйки се до 1,2 над сушата. Малко по-ниска скорост на полет над сушата, съчетана със специална аеродинамична форма на планера, ще позволи, както разработчиците очакват, почти напълно да избегне образуването на ударни вълни. Обхватът на полета на самолета при скорост от 1,4 Мах номер ще бъде 7,8 хиляди километра и 10 хиляди километра - при скорост от 0,95 Маха номер. Първият полет на самолета е планиран за лятото на 2023 г., а първият трансатлантически полет ще се осъществи през октомври същата година. Неговите разработчици ще съвпаднат с 20-годишнината от последния полет на Concorde.

И накрая, Spike Aerospace планира да започне летателни изпитания на пълноправен прототип S-512 не по-късно от 2021 година. Доставките на първия сериен самолет за клиенти са планирани за 2023 година. Според проекта S-512 ще може да превозва до 22 пътника със скорост до 1.6 Маха. Обхватът на полета на този самолет ще бъде 11,5 хиляди километра. От октомври миналата година Spike Aerospace разполага с няколко умалени свръхзвукови самолета. Тяхната цел е да валидират дизайна и ефективността на полетното управление. И трите обещаващи пътнически самолета се изграждат с акцент върху специална аеродинамична форма, която ще намали интензивността на ударните вълни, генерирани по време на свръхзвуков полет.

През 2017 г. обемът на въздушния пътнически трафик в световен мащаб възлиза на четири милиарда души, от които 650 милиона са извършили дълги полети с дължина от 3,7 до 13 хиляди километра. 72 милиона пътници на дълги разстояния са летели в първа и бизнес класа. Именно към тези 72 милиона души първо се насочват разработчиците на свръхзвукови пътнически самолети, вярващи, че с удоволствие ще платят малко повече пари за възможността да прекарат около половината от времето във въздуха от обикновено. Въпреки това свръхзвуковата пътническа авиация вероятно ще започне активно да се развива след 2025 г. Факт е, че изследователските полети на лабораторията X-59 ще започнат едва през 2021 г. и ще продължат няколко години.

Резултатите от изследванията, получени по време на полети X-59, включително над населени места - от доброволци (жителите им се съгласиха, че свръхзвукови самолети летят над тях в делнични дни; след полетите наблюдателите ще разкажат на изследователите за възприемането им на шум), се планира да се прехвърлят разглеждане от Федералната авиационна администрация на САЩ. Както се очаква, на тяхна база той може да преразгледа забраната за свръхзвукови полети над населената част на сушата, но това ще стане едва през 2025 година.

Василий Сичев

Един пример за съществуващи проекти на свръхзвукови самолети.

Днес ще започна с кратко въведение 🙂.

На този сайт вече имам летящи самолети. Тоест отдавна е дошло времето да се напише нещо и около свръхзвуков, особено след като обещах да го направя :-). Онзи ден се заех със значителна ревност, но разбрах, че темата е колкото интересна, толкова и обемна.

Напоследък моите статии не блестят с краткост, не знам дали това е предимство или недостатък :-). Съобщение на тема „ свръхзвуков„Заплашен да стане още повече и не е известно колко време щеше да ми се наложи да го„ създам “:-).

Затова реших да се опитам да направя някои статии. Един вид малка поредица (около три или четири), в която всеки компонент ще бъде посветен на една или две концепции по темата свръхзвукови скорости... И ще ми бъде по-лесно и ще чукам по-малко главите на читателите си :-), а Yandex и Google ще бъдат по-подкрепящи (което е важно, вие сами разбирате :-)). Е, какво ще излезе, за да прецените, разбира се, вие ..

********************

И така, нека да поговорим днес за свръхзвукови и свръхзвуков самолет... Самата концепция „ свръхзвуков„В нашия език (още повече до превъзходна степен) мига много по-често от термина„ дозвуков “.

От една страна, това като цяло е разбираемо. Дозвуковите самолети отдавна са се превърнали в нещо доста често срещано в живота ни. A свръхзвуков самолет, въпреки че летят във въздушното пространство от 65 години, те все още изглеждат нещо специално, интересно и заслужаващо повишено внимание.

От друга страна, това е съвсем справедливо. Все пак полети до свръхзвуков - това е, може да се каже, отделна зона на движение, затворена от определена бариера. Въпреки това, неопитните хора може да имат въпрос: „И какво всъщност е толкова забележително в този свръхзвук? Каква е разликата между самолет, летящ със скорост 400 км / ч или 1400 км / ч? Дайте му по-мощен двигател и всичко ще се оправи! " В зората на своето развитие авиацията е била в приблизително това семантично положение.

Скоростта винаги е била най-добрата мечта и първоначално тези стремежи са били изпълнени доста успешно. Още през 1945 г. тестовият пилот на фирмата Messerschmitt L. Hoffmann в хоризонтален полет на един от първите самолети в света с реактивни двигатели, ME-262, достигна скорост от 980 km / h в хоризонтален полет на височина 7200 m.

В действителност обаче всичко далеч не е просто. В крайна сметка полетът до свръхзвуков се различава от дозвуковата не само по големината на скоростта и не толкова по нея. Разликата тук е качествена.

Вече при скорости от порядъка на 400 км / ч, такова свойство на въздуха като свиваемост започва постепенно да се проявява. И тук по принцип няма нищо неочаквано. Е бензин. И всички газове, както знаете, за разлика от течностите, са сгъстими. Компресията променя параметрите на газа, като плътност, налягане, температура. Поради това различните физични процеси могат да протичат в компресиран газ по различен начин, отколкото при разредения.

Колкото по-бързо лети самолетът, толкова повече той, заедно с аеродинамичните си повърхности, става като вид бутало, в известен смисъл, компресиращо въздуха пред себе си. Преувеличен, разбира се, но като цяло е така :-).

С увеличаване на скоростта аеродинамичната картина на потока около самолета се променя и колкото по-бързо, толкова повече :-). И нататък свръхзвуков то вече е качествено различно. В същото време на преден план излизат нови концепции за аеродинамика, които често просто нямат никакъв смисъл за нискоскоростните самолети.

За да се характеризира скоростта на полета, сега става удобно и необходимо да се използва такъв параметър като числото М (число на Мах, отношението на скоростта на самолета спрямо въздуха в дадена точка към скоростта на звука във въздушния поток в тази точка). Появява се друг вид аеродинамично съпротивление и става осезаемо (много осезаемо!) импеданс на вълната (заедно с вече увеличеното конвенционално съпротивление).

Такива явления като вълнова криза (с критично число М) стават значими свръхзвукова бариера, ударни вълни и ударни вълни.

Освен това характеристиките на управляемост и стабилност на самолета се влошават поради изместването назад на точката на прилагане на аеродинамичните сили.

Когато се приближава до областта на трансоничните скорости, самолетът може да изпита силно треперене (това беше по-характерно за първия самолет, който щурмуваше мистериозната тогава линия на скоростта на звука), подобно по своите проявления на друго много неприятно явление, с което авиаторите трябваше да се сблъскат в професионалното си развитие. Това явление се нарича трептене (тема за следващата статия :-)).

Има такъв неприятен момент като нагряването на въздуха в резултат на рязкото му спиране пред самолета (т.нар. кинетично нагряване), както и нагряване поради триене на вискозен въздух. В същото време температурите са доста високи, около 300 ° C. Кожата на самолета се загрява до такива температури по време на дълъг свръхзвуков полет.

Определено ще говорим за всички понятия и явления, споменати по-горе, както и за причините за тяхното възникване в други статии по-подробно. Но сега, мисля, че е напълно разбираемо това свръхзвуков - това е нещо съвсем различно от летенето с дозвукова (още по-ниска) скорост.

За да се разбира с всички нововъзникващи ефекти и явления с високи скорости и напълно да съответства на предназначението си, самолетът също трябва да се промени качествено. Сега трябва да бъде свръхзвуков самолет, т.е. самолет, способен да лети със скорост, надвишаваща скоростта на звука в даден участък от въздушното пространство.

И за него не е достатъчно просто да увеличи мощността на двигателя (въпреки че това също е много важен и задължителен детайл). Тези самолети обикновено променят външния си вид. Във външния им вид се появяват остри ъгли и ръбове, прави линии, за разлика от „плавните“ очертания на дозвуковите самолети.

Свръхзвуков самолет имат метено или триъгълно крило. Типичен и един от най-известните самолети с делта крило е забележителният изтребител МиГ-21 (максимална скорост на височина 2230 км / ч, на морското равнище 1300 км / ч).

Свръхзвуков самолет с триъгълно крило MIG-21.

Една от опциите, подобни на метене, е огивално крило с увеличен коефициент на повдигане. Той има специален приток близо до фюзелажа, предназначен да образува изкуствени спирални вихри.

MIG-21I с огивално крило.

MIG-21I - огивално крило.

Анимирано крило на Ту-144.

Интересно е, че крило от този тип, инсталирано по-късно на TU-144, беше изпитано в летяща лаборатория, базирана на същия MIG-21 (MIG-21I).

Вторият вариант е свръхкритично крило... Той има сплескан профил с извит заден край по определен начин, което прави възможно отлагането на настъпването на криза на вълната при високи скорости и може да бъде изгодно от гледна точка на икономичност за високоскоростни дозвукови самолети. Това крило се използва по-специално на самолета SuperJet 100.

SuperJet 100. Пример за свръхкритично крило. Огъването на профила е ясно видимо (отзад)

Снимките се кликват.

Ту-144 е съветски свръхзвуков самолет, разработен от конструкторското бюро „Туполев“ през 60-те години. Заедно с Concorde, той е един от двата свръхзвукови самолета, използвани някога от авиокомпаниите за търговски пътувания.

През 60-те години авиационните кръгове на САЩ, Великобритания, Франция и СССР активно обсъждаха проекти за създаване на пътнически свръхзвуков самолет с максимална скорост 2500-3000 км / ч, обхват на полета най-малко 6-8 хиляди км. През ноември 1962 г. Франция и Великобритания подписват споразумение за съвместно разработване и изграждане на Конкорд (Конкорд).

Създатели на свръхзвукови самолети

В Съветския съюз конструкторското бюро на академик Андрей Туполев се занимаваше със създаването на свръхзвуков самолет. На предварително заседание на КБ през януари 1963 г. Туполев казва:

„Мислейки за бъдещето на въздушния транспорт на хора от един континент на друг, стигате до еднозначен извод: свръхзвуковите въздушни линии несъмнено са необходими и не се съмнявам, че те ще оживеят ...“

Синът на академика Алексей Туполев беше назначен за главен дизайнер на проекта. Повече от хиляда специалисти от други организации са работили в тясно сътрудничество с неговия OKB. Създаването е предшествано от обширна теоретична и експериментална работа, която включва множество тестове във вятърни тунели и пълномащабни условия по време на аналогови полети.

Конкорд и Ту-144

Разработчиците трябваше да разбият мозъка си, за да намерят оптималното оформление на машината. Скоростта на проектирания лайнер е от основно значение - 2500 или 3000 км / ч. Американците, след като научиха, че Concorde е проектиран за 2500 км / ч, обявиха, че ще пуснат своя пътнически Boeing-2707, изработен от стомана и титан, само шест месеца по-късно. Само тези материали могат да издържат на нагряването на конструкцията без разрушителни последици в контакт с въздушния поток при скорости от 3000 km / h и повече. Въпреки това твърдите стоманени и титанови конструкции все още трябва да преминат сериозни технологични и експлоатационни изпитания. Това ще отнеме много време и Туполев решава да построи свръхзвуков самолет от дюралуминий, базиран на скорост от 2500 км / ч. Впоследствие американският проект Boeing беше напълно отменен.

През юни 1965 г. моделът е показан на годишното авиошоу в Париж. Конкордът и Ту-144 се оказаха поразително подобни един на друг. Съветските дизайнери казаха - нищо изненадващо: общата форма се определя от законите на аеродинамиката и изискванията за определен тип машина.

Свръхзвукова форма на крилото на самолета

Но каква трябва да бъде формата на крилото? Ние се спряхме на тънко триъгълно крило с очертанията на предния ръб под формата на буквата "8". Безхълбовата схема - неизбежна при такъв дизайн на лагерната равнина - направи свръхзвуковия самолет стабилен и добре контролиран във всички режими на полет. Четири двигателя бяха разположени под фюзелажа, по-близо до оста. Горивото се съхранява в резервоари с касета с крило. Резервоарите за балансиране, разположени в задната част на фюзелажа и крилата, са проектирани да променят положението на центъра на тежестта по време на прехода от дозвукова към свръхзвукова скорост на полета. Носът беше направен остър и гладък. Но как да осигурите на пилотите видимост напред? Намерен изход - „поклон на носа“. Кръглият фюзелаж имаше конус на носа на пилотската кабина, който се наклони надолу под ъгъл от 12 градуса по време на излитане и 17 градуса по време на кацане.

Свръхзвуков самолет се издига до небето

За първи път свръхзвуков самолет излиза в небето в последния ден на 1968 година. Автомобилът е управляван от пилот-тест Е. Елян. Като пътнически самолет той е първият в света, преодолял скоростта на звука в началото на юни 1969 г., на височина 11 километра. Свръхзвуковият самолет прие втората скорост на звука (2M) в средата на 1970 г., намирайки се на височина 16,3 километра. Свръхзвуковият самолет включва много дизайнерски и технически иновации. Тук бих искал да спомена такова решение като предната хоризонтална опашка. При използване на PGO маневреността на полета беше подобрена и скоростта беше потисната по време на кацането. Вътрешните свръхзвукови самолети могат да се експлоатират от две дузини летища, докато френско-английският Concorde, който има висока скорост на кацане, може да кацне само на сертифицирано летище. Дизайнерите на конструкторското бюро Туполев свършиха огромна работа. Вземете например полеви изпитания на крило. Те се проведоха в летяща лаборатория - MiG-21I, преработен специално за тестване на конструкцията и оборудването на крилото на бъдещия свръхзвуков самолет.

Разработка и модификация

Работата по разработването на основния дизайн на "044" върви в две посоки: създаването на нов икономичен турбореактивен двигател от типа RD-36-51 и значително подобрение в аеродинамиката и дизайна на свръхзвуков самолет. Резултатът беше да се отговори на изискванията за обхвата на свръхзвуков полет. Решението на Комисията на Министерския съвет на СССР относно версията на свръхзвуковия самолет с RD-36-51 е прието през 1969 г. В същото време по предложение на MAP - MGA се взема решение, до създаването на RD-36-51 и тяхното инсталиране на свръхзвуков самолет, за изграждането на шест свръхзвукови самолета с NK-144A с намален специфичен разход на гориво. Дизайнът на серийни свръхзвукови самолети с NK-144A трябваше да бъде значително модернизиран, за да направи значителни промени в аеродинамиката, като получи Kmax повече от 8 в свръхзвуков крейсерски режим. Тази модернизация трябваше да осигури изпълнението на изискванията на първия етап по отношение на обхвата (4000-4500 км), допълнително серия на RD-36-51.

Изграждане на модернизиран свръхзвуков самолет

Изграждането на модернизирания Ту-144 ("004)" преди производството е започнал в ММЗ "Опит" през 1968 година. Според изчислените данни с двигателите NK-144 (Cp \u003d 2,01), предполагаемият свръхзвуков обхват е 3275 km, а с NK-144A (Cp \u003d 1,91) той трябва да надвишава 3500 km. За да се подобрят аеродинамичните характеристики в крейсерски режим M \u003d 2.2, формата на крилото е променена в план (размахът на течащата част по предния ръб е намален до 76 °, а основната част е увеличена до 57 °), формата на крилото става по-близка до "готическата". В сравнение с "044", площта на крилото се е увеличила, въведено е по-интензивно конично усукване на крайните части на крилото. Най-важната иновация в аеродинамиката на крилото обаче беше промяната в средната част на крилото, която осигури самобалансиране в круизен режим с минимална загуба на качество, отчитайки оптимизация за полетни деформации на крилото в този режим. Дължината на фюзелажа беше увеличена, за да побере 150 пътници, формата на носа беше подобрена, което също имаше положителен ефект върху аеродинамиката.

За разлика от "044", всяка двойка двигатели в сдвоени гондоли на двигателя с въздухозаборници е била изтласкана, освобождавайки долната част на фюзелажа от тях, освобождавайки я от повишени температурни и вибрационни натоварвания, като същевременно се променя долната повърхност на крилото в мястото на изчислената област на компресия на потока, увеличава се разликата между долната повърхност крило и горната повърхност на въздухозаборника - всичко това даде възможност да се използва по-интензивно ефекта от компресията на потока на входа към въздухозаборниците на Kmax, отколкото беше възможно да се получи на "044". Новото оформление на гондолите на двигателя изискваше промени в шасито: основните опори на колесниците бяха поставени под гондолите на двигателя, с прибирането им навътре между въздушните канали на двигателя, те преминаха към осем колесна талига, а схемата за прибиране на носовата шаси също беше променена. Важна разлика между "004" и "044" беше въвеждането на предно многосекционно прибиращо се крило на дестабилизатор по време на полет, което беше разширено от фюзелажа в режими на излитане и кацане и даваше възможност да се осигури необходимото балансиране с отклонени елевони. Подобренията в дизайна, увеличаването на полезния товар и запасите от гориво доведоха до увеличаване на излетното тегло, което надвишава 190 тона (за "044" - 150 тона).

Предпроизводствен Ту-144

Конструкцията на предварителния свръхзвуков самолет № 01-1 (страна № 77101) е завършена в началото на 1971 г. и на 1 юни 1971 г. извършва първия си полет. В рамките на фабричната програма за изпитания самолетът е изпълнил 231 полета с продължителност 338 часа, от които 55 часа са летели в свръхзвуков режим. На тази машина бяха разработени сложни въпроси за взаимодействието на електроцентралата в различни режими на полет. На 20 септември 1972 г. колата лети по магистралата Москва-Ташкент, докато маршрутът е завършен за 1 час 50 минути, крейсерската скорост по време на полета достига 2500 км / ч. Предпроизводствената машина стана основа за разполагане на серийно производство във Воронежския авиационен завод (ВАЗ), на което беше поверено решението на правителството да разработи свръхзвуков самолет в серия.

Първият полет на серийния Ту-144

Първият полет на серийния свръхзвуков самолет № 01-2 (страна № 77102), задвижван от двигатели NK-144A, се провежда на 20 март 1972 г. В серията, според резултатите от тестовете на предварителната машина, аеродинамиката на крилото е коригирана и площта му е леко увеличена отново. Излетното тегло в серията достигна 195 тона. Специфичният разход на гориво на NK-144A по време на експлоатационните тестове на серийни машини е бил предвиден да бъде увеличен до 1,65-1,67 kg / kgf h чрез оптимизиране на дюзата на двигателя и впоследствие до 1,57 kg / kgf h, докато обхватът на полета трябва трябваше да се увеличи съответно до 3855-4250 км и 4550 км. Всъщност те успяха да постигнат до 1977 г., по време на тестове и усъвършенстване на сериите Ту-144 и NK-144A, Cp \u003d 1,81 kg / kgf час при крейсерски свръхзвуков режим на тяга 5000 kgf, Cp \u003d 1,65 kg / kgf час при режим на тяга при излитане 20 000 kgf, Cp \u003d 0,92 kg / kgf час при дозвуков крейсерски режим на тяга от 3000 kgf и при максимален режим на доизгаряне в трансзвуков режим, те получават 11800 kgf. Фрагмент от свръхзвуков самолет.

Полети и тестове на свръхзвуков самолет

Първи етап на тестване

За кратък период от време, в строго съответствие с програмата, бяха извършени 395 полета с общо полетно време от 739 часа, включително над 430 часа в свръхзвуков режим.

Втори етап на тестване

На втория етап от оперативните изпитания, в съответствие със съвместната заповед на министрите на авиационната индустрия и гражданската авиация от 13 септември 1977 г., № 149-223, се осъществи по-активно свързване на средствата и услугите на гражданската авиация. Сформирана е нова комисия за провеждане на тестове, оглавявана от заместник-министъра на гражданската авиация Б.Д. Груб. С решението на комисията, потвърдено след това със съвместна заповед от 30 септември - 5 октомври 1977 г., екипажите са назначени за провеждане на оперативни изпитания:

1. Първи екипаж: пилоти B.F. Кузнецов (Московски транспортен департамент на гражданската авиация), S.T. Агапов (ZhLiDB), навигатор С.П. Храмов (MTU GA), бордови инженери Ю.Н. Аваев (MTU GA), Ю.Т. Селиверстов (ZhLiDB), водещ инженер С.П. Авакимов (ZhLiDB).
2. Втори екипаж: пилоти V.P. Воронин (Московски държавен университет GA), И.К. Ведерников (ZhLiDB), навигатор А.А. Senyuk (MTU GA), бордови инженери E.A. Требунцов (MTU GA) и В.В. Соломатин (ZhLiDB), водещ инженер В.В. Исаев (ГосНИИГА).
3. Трети екипаж: пилоти M.S. Кузнецов (ГосНИИГА), Г.В. Воронченко (ZhLiDB), навигатор В.В. Вязигин (ГосНИИГА), бордови инженери М.П. Исаев (MTU GA), В.В. Соломатин (ZhLiDB), водещ инженер В.Н. Поклад (ZhLiDB).
4. Четвъртият екипаж: пилоти Н.И. Юрсков (ГосНИИГА), В.А. Севанкаев (ZhLiDB), навигатор Ю.А. Василиев (ГосНИИГА), бордов инженер В.Л. Венедиктов (ГосНИИГА), водещ инженер И.С. Майборода (ГосНИИГА).

Преди началото на тестовете беше извършена много работа за преглед на всички получени материали, за да бъдат използвани "за компенсиране", за да отговорят на специфични изисквания. Въпреки това, въпреки това, някои специалисти от гражданската авиация настояват за изпълнението на „Програмата за оперативни изпитания на свръхзвуков самолет“, разработена в ГосНИИГА през 1975 г. под ръководството на водещия инженер А. М. Тетеруков. Тази програма по същество изискваше повторение на предварително изпълнени полети в размер на 750 полета (1200 летателни часа) по маршрутите на MGA.

Общият обем на оперативните полети и тестове за двете фази ще възлиза на 445 полета с 835 летателни часа, от които 475 часа при свръхзвуков режим. Извършени са 128 двойки полета по маршрута Москва-Алма-Ата.

Последният етап

Последната фаза на теста не беше технически предизвикателна. Ритмичната работа по график беше осигурена без големи смущения и големи дефекти. Инженерите и техниците се „забавляваха“, оценявайки битовата техника, подготвяйки се за пътнически транспорт. Стюардесите, свързани с тестовете, и съответните специалисти на ГосНИИГА започнаха да провеждат наземни обучения, за да тестват технологията за обслужване на пътниците в полета. Така нареченият. "Томболи" и два технически полета с пътници. „Томболата“ се проведе на 16 октомври 1977 г. с пълна симулация на цикъла на регистрация на билети, освобождаване на багаж, качване на пътници, продължителност на полета, слизане на пътници, чекиране на багаж на летището на местоназначението. От „пътниците“ (най-добрите работници на ОКБ, ЖЛиДБ, ГосНИИГА и други организации) нямаше край. Дажбата храна в „полета“ беше на най-високо ниво, тъй като беше одобрена според първокласното меню, всички се наслаждаваха. Томболата даде възможност да се изяснят много важни елементи и подробности за обслужването на пътниците. На 20 и 21 октомври 1977 г. са извършени два технически полета по магистрала Москва-Алма-Ата с пътници. Първите пътници бяха служители на много организации, които бяха пряко ангажирани със създаването и тестването на свръхзвуков самолет. Днес дори е трудно да си представим атмосферата на борда: там царува чувство на радост и гордост, голяма надежда за развитие на фона на първокласно обслужване, към което техническите хора абсолютно не са свикнали. При първите полети на борда бяха всички ръководители на водещите институции и организации.

Пътят е отворен за пътнически трафик

Техническите полети преминаха без сериозни коментари и показаха пълната готовност на свръхзвуковия самолет и всички наземни служби за редовен транспорт. На 25 октомври 1977 г. министърът на гражданската авиация на СССР Б.П. Бугаев и министър на авиационната индустрия на СССР В.А. Казаков одобри основния документ: „Закон за резултатите от оперативните изпитания на свръхзвуков самолет с двигатели NK-144“ с положително заключение и заключения.

Въз основа на представените таблици за съответствие на Ту-144 с изискванията на Временните стандарти за летателна годност на гражданския Ту-144 на СССР, пълният обем на представената доказателствена документация, включително актове за държавни и експлоатационни изпитания, на 29 октомври 1977 г., председателят на Държавния авиационен регистър на СССР I. Мулкиджанов одобри заключението и подписа първия в СССР сертификат за летателна годност от тип № 03-144 за свръхзвуков самолет с двигатели NK-144A.

Пътят беше отворен за пътнически трафик.

Свръхзвуковият самолет може да каца и излита на 18 летища в СССР, докато Concordu, чиято скорост на излитане и кацане е била с 15% по-висока, изисква отделно свидетелство за кацане за всяко летище. Според някои експерти, ако двигателите на Concorde са били разположени по същия начин като Ту-144, инцидентът на 25 юли 2000 г. нямаше да се случи.

Според експерти дизайнът на планера Ту-144 е бил перфектен, докато недостатъците са се отнасяли до двигатели и различни системи.

Второто производствено копие на свръхзвуков самолет

През юни 1973 г. във Франция се провежда 30-тото Международно авиошоу в Париж. Имаше огромен интерес от съветския Ту-144, първият свръхзвуков самолет в света. На 2 юни хиляди посетители на авиошоуто в предградието на Париж Льо Бурже наблюдават как второто серийно производство на свръхзвуков самолет влиза в пистата. Ревът на четири двигателя, мощно излитане - и сега колата е във въздуха. Острият нос на лайнера се изправи и насочи към небето. Свръхзвуковият Ту, воден от капитан Козлов, направи първия си демонстрационен полет над Париж: след като набра необходимата височина, колата премина над хоризонта, след това се върна и направи кръг над летището. Полетът е преминал в нормален режим, не са отбелязани технически проблеми.

На следващия ден съветският екипаж реши да покаже всичко, на което е способен новият.

Катастрофа по време на демонстрацията

Слънчевата сутрин на 3 юни като че ли не предвещаваше нищо добро. Отначало всичко вървеше по план - публиката, вдигнала глава, аплодираше в един глас. Свръхзвуковият самолет, след като показа „превъзходен клас“, падна. В този момент във въздуха се появи френският боец \u200b\u200b„Мираж“ (както се оказа по-късно, той снимаше авиошоу). Сблъсъкът изглеждаше неизбежен. За да не се блъсне в летището и зрителите, командирът на екипажа реши да се изкачи по-високо и дръпна волана към себе си. Височината обаче вече е загубена и върху конструкцията са поставени тежки товари; в резултат на това дясното крило се напука и падна. Там избухна пожар и няколко секунди по-късно пламтящият свръхзвуков самолет се спусна към земята. Ужасното кацане се състоя на една от улиците на парижкото предградие Гузенвил. Гигантската кола, унищожавайки всичко по пътя си, се разби на земята и избухна. Целият екипаж - шестима души - и осем французи на земята бяха убити. Гузенвил също пострада - няколко сгради бяха разрушени. Какво доведе до трагедията? Според повечето експерти причината за катастрофата е опит на екипажа на свръхзвуков самолет да избегне сблъсък с Мираж. По време на подхода за кацане Ту беше хванат в следствие от френския боец \u200b\u200bМираж.

Видео: Катастрофата на Ту-144 през 1973 г.: как беше

Тази версия може да бъде намерена в книгата на Джийн Александър „Руски самолети от 1944 г.“ и в статия в Авиационната седмица и списание „Космически технологии“ от 11 юни 1973 г., написана на свежи следи. Авторите смятат, че пилотът Михаил Козлов е кацнал в грешната лента - или по грешка на директора на полета, или от невниманието на пилотите. Диспечерът забеляза грешката навреме и предупреди съветските пилоти. Но вместо да обикаля, Козлов направи остър завой - и се озова точно пред носа на френския боец \u200b\u200bна ВВС. По това време вторият пилот снимаше история за екипажа на Ту за френската телевизия с филмова камера и следователно не беше с колана си. По време на маневрата той падна върху централната конзола и докато се връщаше на мястото си, вече беше загубил височина. Козлов рязко дръпна волана към себе си - претоварване: дясното крило не издържа. И ето още едно обяснение за ужасната трагедия. На Козлов беше наредено да изтръгне максимума от колата. Дори по време на излитане той е взел почти вертикален ъгъл при ниска скорост. За лайнер с такава конфигурация това е изпълнено с огромни претоварвания. В резултат на това един от външните възли не издържа и падна.

Според служителите на конструкторското бюро „Туполев“ причината за бедствието е свързването на неуреден аналогов блок на системата за управление, довело до разрушително претоварване.

Шпионската версия принадлежи на писателя Джеймс Олбърг. Накратко, това е както следва. Съветите се опитаха да "победят" Конкорд. Групата на Н. Д. Кузнецова създаде добри двигатели, но те не можеха да работят при ниски температури, за разлика от тези на Concord. Тогава в случая се включиха съветски разузнавачи. Чрез своя агент Гревил Уайн Пенковски се сдобива с някои от чертежите на „Конкорд“ и ги изпраща в Москва чрез източногермански търговски представител. По този начин британското контраразузнаване установи изтичането, но вместо да арестува шпионката, реши да пусне дезинформация в Москва по собствените си канали. В резултат на това се ражда Ту-144, много подобен на Конкорд. Трудно е да се установи истината, тъй като „черните кутии“ не са изяснили нищо. Единият е намерен в Бурж, на мястото на катастрофата, но се твърди, че е повреден. Вторият така и не беше намерен. Смята се, че „черната кутия“ на свръхзвуков самолет се е превърнала в спорна точка между КГБ и ГРУ.

Според пилотите аварийни ситуации са се случвали на почти всеки полет. На 23 май 1978 г. се случи втората свръхзвукова самолетна катастрофа. Подобрена експериментална версия на самолета Ту-144Д (№ 77111), след запалване на гориво в зоната на гондолата на 3-та електроцентрала поради разрушаване на горивната линия, дим в пилотската кабина и екипаж, изключил два двигателя, направи аварийно кацане на поле край село Илински Погост, недалеч от града Егориевск.

След кацане през прозореца на пилотската кабина командирът на екипажа В. Д. Попов, втори пилот Е. В. Елян и навигатор В. В. Вязигин напуснаха самолета. Инженерите В. М. Кулеш, В. А. Исаев, В. Н. Столповски, които бяха в кабината, напуснаха лайнера през входната врата. Авиоинженерите О. А. Николаев и В. Л. Венедиктов са затворени на работното място от конструкции, деформирани по време на кацане и загинали. (Отклоненият конус на носа първо докосна земята, работеше като нож с булдозер, вдигна земята и се обърна под корема, влизайки във фюзелажа.) На 1 юни 1978 г. Аерофлот спря за постоянно свръхзвукови пътнически полети.

Подобряване на свръхзвуковия самолет

Работата по подобряване на свръхзвуковия самолет продължи още няколко години. Произведени са пет производствени самолета; още пет бяха в процес на изграждане. Разработена е нова модификация - Ту-144Д (далекобойност). Изборът на нов (по-икономичен) двигател RD-36-51 обаче изискваше значително препроектиране на самолета, особено на електроцентралата. Сериозни дизайнерски пропуски в тази област доведоха до забавяне на пускането на новия лайнер. Само през ноември 1974 г. серийният Tu-144D (номер на опашката 77105) излита и девет (!) Години след първия си полет, на 1 ноември 1977 г., свръхзвуковият самолет получава сертификат за летателна годност. Същият ден бяха открити пътнически полети. По време на тяхната краткотрайна експлоатация, лайнерите превозваха 3194 пътници. На 31 май 1978 г. полетите са прекратени: пожар избухва на един от серийните Ту-144Д и лайнерът се разбива при аварийно кацане.

Бедствията в Париж и Егориевск доведоха до факта, че интересът към проекта от страна на държавата намаля. От 1977 до 1978 г. са идентифицирани 600 проблема. В резултат на това беше решено свръхзвуковият самолет да бъде премахнат още през 80-те години, обяснявайки това с „лош ефект върху човешкото здраве при преминаване на звуковата бариера“. Независимо от това, четири от петте Ту-144D, които са били в производство, въпреки това са завършени. По-късно те се базират в Жуковски и се издигат във въздуха като летящи лаборатории. Построени са общо 16 свръхзвукови самолета (включително модификации с голям обсег), като са извършени общо 2556 излитания. Към средата на 90-те десет от тях оцеляха: четири в музеи (Монино, Казан, Куйбишев, Уляновск); един остана в завода във Воронеж, където беше построен; друг беше в Жуковски, заедно с четири Ту-144Д.

Впоследствие Ту-144Д се използва само за товарен трафик между Москва и Хабаровск. Общо свръхзвуковият самолет е извършил 102 полета под флага на Аерофлот, от които 55 пътнически (транспортирани са 3194 пътници).

По-късно свръхзвуковите самолети извършват само тестови полети и няколко полета, за да установят световни рекорди.

На Tu-144LL двигателите NK-32 бяха инсталирани поради липсата на изправни NK-144 или RD-36-51, подобни на тези, използвани на Tu-160, разнообразие от сензори и оборудване за контрол и запис на тестове.

Изградени са общо 16 самолета Ту-144, които са извършили общо 2556 полета и са летели 4 110 часа (повечето от тях, 432 часа, са летели 77 144). Изграждането на още четири лайнера така и не беше завършено.

Какво се случи със самолетите

Общо са построени 16 - дъски 68001, 77101, 77102, 77105, 77106, 77107, 77108, 77109, 77110, 77111, 77112, 77113, 77114, 77115, 77116 и 77144.

Понастоящем тези, които остават в състояние на полет, не съществуват. Платките Tu-144LL No. 77114 и TU-144D No. 77115 са почти напълно окомплектовани с части и могат да бъдат възстановени в полетно състояние.

TU-144LL № 77114, който е използван за тестове на НАСА, се съхранява в възстановимо състояние на летището в Жуковски.

TU-144D No 77115 се съхранява и на летището в Жуковски. През 2007 г. и двата самолета бяха пребоядисани и изложени за публични посещения на авиошоуто MAKS-2007.

Номерите 77114 и 77115 най-вероятно ще бъдат инсталирани като паметници или изложени на летището в Жуковски. През 2004-2005 г. бяха сключени някои сделки с тях, за да бъдат продадени за скрап, но протестите на авиационната общност доведоха до тяхното запазване. Опасността от продажбата им за скрап не е напълно елиминирана. Въпросите на чия собственост ще бъдат прехвърлени не са окончателно решени.

Снимката показва подписа на първия космонавт, кацнал на Луната, Нийл Армстронг, пилота-космонавт Георгий Тимофеевич Береговой и всички мъртви членове на екипажа. Свръхзвуков самолет № 77102 се разби по време на демонстрационен полет на авиошоуто в Ле Бурже. Всички 6 членове на екипажа (почетен пилот-герой Герой на Съветския съюз М. В. Козлов, пилот-тест В. М. Молчанов, навигатор Г. Н. Баженов, заместник главен конструктор, инженер генерал-майор В. Н. Бендеров, водещ инженер Б. А. Первухин и бордови инженер А. И. Дралин) бяха убити.

От ляво на дясно. Шестима членове на екипажа на борда на свръхзвуков самолет # 77102: почетен пилот-изпитател Герой на Съветския съюз М. В. Козлов, пилот-изпитател В. М. Молчанов, навигатор Г. Н. Баженов, заместник-главен конструктор, инженер генерал-майор В.Н. Бендеров, водещ инженер Б. А. Первухин и борден инженер А. И. Дралин (който, за съжаление, не уточни как стоят в ред). Освен това, пилот-космонавт, два пъти герой на Съветския съюз, генерал-майор Георги Тимофеевич Береговой, зад него вляво е Владимир Александрович Лавров, тогава първият американски космонавт, кацнал на Луната Нийл Армстронг, а след това (застанал зад Нил) - Степан Гаврилович Корнеев (ръководител на UVS от Отдела за външни отношения) Президиум на Академията на науките), в центъра Туполев Андрей Николаевич - съветски конструктор на самолети, академик на Академията на науките на СССР, генерал-полковник, три пъти Герой на социалистическия труд, Герой на труда на РСФСР, след това Александър Александрович Архангелски, главен конструктор на завода, съветски самолетен конструктор, доктор на техническите науки, заслужил работник на науката и оборудване на РСФСР, Герой на социалистическия труд. Крайно вдясно Туполев Алексей Андреевич (син на А. Н. Туполев) - руски конструктор на самолети, академик на Руската академия на науките, академик на Академията на науките на СССР от 1984 г., герой на социалистическия труд. Снимката е направена през 1970г. Надписи на снимката на Г. Т. Береговой и Нийл Армстронг.

Конкорд

Крах на Concorde.

Понастоящем лайнерът не работи поради бедствието на 25 юли 2000 г. На 10 април 2003 г. British Airways и Air France обявиха решението си да прекратят търговските операции на своя флот Concord. Последните полети се състояха на 24 октомври. Последният полет на Concorde се състоя на 26 ноември 2003 г., G-BOAF (последният построен самолет) излетя от Хийтроу, прелетя над Бискайския залив, премина над Бристол и кацна на летище Филтън.

Защо свръхзвуковият самолет вече не работи

Свръхзвуковият самолет на Туполев често се нарича „изгубеното поколение“. Междуконтиненталните полети бяха признати за неикономични: за час полет свръхзвуков самолет изгаряше осем пъти повече гориво от редовен пътник. По същата причина полетите на дълги разстояния до Хабаровск и Владивосток не се оправдаха. Неуместно е да се използва свръхзвуковият Tu като транспортен лайнер поради ниската му товароносимост. Вярно е, че пътническите превози на него въпреки това се превърнаха в престижен и доходоносен бизнес за Aeroflot, въпреки че по това време билетите се смятаха за много скъпи. Дори след официалното закриване на проекта, през август 1984 г., ръководителят на базата за летателни изпитания Жуковская Климов, ръководителят на конструкторския отдел Пухов и заместник-главният конструктор Попов, с подкрепата на свръхзвукови любители на полета, възстановяват и пускат в експлоатация два лайнера и през 1985 г. получават разрешение да летят за поставяне на световни рекорди. Екипажите на Аганов и Веремей са поставили над 18 световни рекорда в класа на свръхзвукови самолети - по отношение на скорост, скорост на изкачване и обхват с товар.

На 16 март 1996 г. в Жуковски започва серия от изследователски полети Ту-144LL, с което се поставя началото на развитието на второто поколение свръхзвукови пътнически самолети.

95-99 години. Свръхзвуковият самолет с опашен номер 77114 е използван от американската НАСА като летяща лаборатория. Получи името Tu-144LL. Основната цел е изследване и тестване на американски разработки за създаване на собствени модерни свръхзвукови самолети за пътнически превози.

Скоростта на звуковата вълна не е постоянна, дори ако разглежданата среда за разпространение на звука е въздух. Скоростта на звука при фиксирана температура на въздуха и атмосферното налягане се променя с увеличаване на надморската височина.

С увеличаване на надморската височина скоростта на звука намалява. Референтната точка за стойността е нулево морско равнище. Така че скоростта, с която звуковата вълна се разпространява по водната повърхност, е 340,29 m / s, при условие че околната температура е 15 0 С и атмосферното налягане е 760 mm. Hg Така че самолетите, летящи със скорост, по-висока от скоростта на звука, се наричат \u200b\u200bсвръхзвукови.

Първо достигане на свръхзвукова скорост

Свръхзвукови самолети се наричат \u200b\u200bсамолети въз основа на тяхната физическа способност да се движат със скорост, по-висока от звуковите вълни. В обичайните ни километри в час тази цифра е приблизително 1200 км / ч.

Дори самолети от Втората световна война с бутални двигатели с вътрешно горене и витла, които създават въздушен поток по време на гмуркане, вече достигнаха отметката от скорост от 1000 км / ч. Вярно е, че според разказите на пилотите в тези моменти самолетът започва да се тресе ужасно поради силна вибрация. Усещането беше, че крилата могат просто да се откъснат от фюзелажа на самолета.

Впоследствие, при създаването на свръхзвуков самолет, инженерите-конструктори са взели предвид ефекта на въздушните течения върху конструкцията на самолета при достигане на скоростта на звука.

Преодоляване на свръхзвуковата бариера със самолет

Когато самолетът се движи между въздушните маси, той буквално разрязва въздуха във всички посоки, създавайки ефект на шум и вълни от въздушно налягане, които се разминават във всички посоки. Когато самолетът достигне скоростта на звука, настъпва момент, когато звуковата вълна не е в състояние да изпревари самолета. Поради това се появява ударна вълна пред челната част на самолета под формата на плътна въздушна преграда.

Слоят въздух, образуван пред самолета в момента, в който самолетът достигне скоростта на звука, създава рязко нарастване на съпротивлението, което е източникът на промени в характеристиките на стабилност на самолета.

Когато самолет лети, звукови вълни се движат от него във всички посоки със скоростта на звука. Когато самолетът достигне скоростта М \u003d 1, тоест скоростта на звука, звуковите вълни се натрупват пред него и образуват слой от уплътнен въздух. При скорости над скоростта на звука тези вълни образуват ударна вълна, която достига до земята. Ударната вълна се възприема като звуков удар, възприет акустично от човешкото ухо отдолу на земната повърхност като тъп взрив.

Този ефект може постоянно да се наблюдава по време на учения на свръхзвуков самолет от цивилни лица в района на полета.

Друг интересен физически феномен по време на полет на свръхзвуков самолет е визуалното придвижване на самолетите от техния собствен звук. Звукът се наблюдава с известно закъснение зад опашката на самолета.

Число на Мах в авиацията

Теория с потвърждаващ експериментален процес на образуване на ударни вълни е демонстрирана много преди първия полет на свръхзвуков самолет от австрийския физик Ернст Мах (1838 - 1916). Стойността, изразяваща съотношението на скоростта на самолет към скоростта на звукова вълна, днес се нарича в чест на учения - Мах.

Както вече обсъдихме във водната част, скоростта на звука във въздуха се влияе от такива метеорологични условия като налягане, влажност и температура на въздуха. Температурата, в зависимост от височината на полета на самолета, варира от +50 на повърхността на Земята до -50 в стратосферата. Следователно при различни височини за постигане на свръхзвукова скорост задължително се вземат предвид местните метеорологични условия.

За сравнение, над нулевата марка на морското равнище скоростта на звука е 1240 км / ч, докато на височина над 13 хиляди км. тази скорост спада до 1060 км / ч.

Ако вземем съотношението на скоростта на самолета към скоростта на звука като М, тогава със стойност М\u003e 1, то винаги ще бъде свръхзвуково.

Дозвуковите самолети имат стойност M \u003d 0,8. Вилица със стойности на Мах от 0,8 до 1,2 задава трансоничната скорост. Но хиперзвуковите самолети имат брой на Мах над 5. От добре познатите руски военни свръхзвукови самолети може да се откроят СУ-27, изтребител-прехващач и Ту-22М, бомбардировач на ракета-носител. От американските е известен SR-71 - разузнавателен самолет. Първият свръхзвуков самолет в серийно производство е американският изтребител F-100 през 1953 година.

Модел на космическа совалка по време на тестове в свръхзвуков аеродинамичен тунел. Специална техника на фотография в сянка даде възможност да се улови мястото, където се появяват ударните вълни.

Първият свръхзвуков самолет

За 30 години от 1940 до 1970 скоростта на самолета се е увеличила няколко пъти. Първият полет с трансонична скорост е извършен на 14 октомври 1947 г. на американски самолет Bell XS-1 в щата Калифорния над авиобаза.

Самолетът Bell XS-1 е пилотиран от капитана на американските военновъздушни сили Чък Йейдж. Той успя да ускори устройството до скорост от 1066 км / ч. По време на този тест беше получено значително намаляване на данните за по-нататъшно тласък на развитието на свръхзвуков самолет.

Свръхзвуков дизайн на крилото на самолета

Повдигането и плъзгането се увеличават с бързина, така че крилата стават по-малки, по-тънки и обвити назад за по-добро рационализиране.

При самолетите, пригодени за свръхзвукови полети, крилата, за разлика от конвенционалните дозвукови самолети, бяха удължени под остър ъгъл назад, наподобяващ стрелка. Външно крилата образуваха триъгълник в една равнина с острия ъгъл на върха в предната част на самолета. Триъгълната геометрия на крилото позволи да се управлява самолетът предсказуемо в момента на пресичане на звуковата бариера и в резултат на това да се избегнат вибрации.

Има модели, които са използвали крила с променлива геометрия. По време на излитане и кацане ъгълът на крилото спрямо самолета е равен на 90 градуса, тоест той е перпендикулярен. Това е необходимо, за да се създаде максимално повдигане по време на излитане и кацане, тоест в момента, когато скоростта намалява и повдигането под остър ъгъл с непроменена геометрия достига своя критичен минимум. С увеличаване на скоростта геометрията на крилото се променя до максималния остър ъгъл в основата на триъгълника.

Рекордьори на самолети

По време на надпреварата за рекордни скорости в небето, самолетът Bell-X15, на борда на който беше оборудван с ракетен двигател, достигна рекордна скорост от 6,72 или 7200 км / ч през 1967 година. Този запис не може да бъде счупен след дълго време.

И едва през 2004 г. безпилотният хиперзвуков летателен апарат на NASA X-43, който е разработен за полет с хиперзвукова скорост, успя да ускори до рекордните 11850 км / ч по време на третия си полет.

Първите два полета завършиха неуспешно. Това е най-високата скорост до момента.

Свръхзвукови тестове за автомобили

Това свръхзвуково реактивно превозно средство Thrust SSC се задвижва от 2 самолетни двигателя. През 1997 г. става първото сухопътно превозно средство, което пробива звуковата бариера. Както при свръхзвуковия полет, пред автомобила се генерира ударна вълна.

Подходът на автомобила е безшумен, тъй като целият генериран шум е концентриран в ударната вълна, следваща го.

Свръхзвуков самолет в гражданската авиация

Що се отнася до гражданските свръхзвукови самолети, има само 2 серийни самолета, за които е известно, че изпълняват редовни полети: съветският TU-144 и френският Concorde. TU-144 прави своя дебютен полет през 1968 година. Тези устройства са предназначени за трансатлантически полети на дълги разстояния. Времето на полета беше значително намалено в сравнение с дозвуковите превозни средства чрез увеличаване на височината на полета до 18 км, където самолетът използваше ненатоварен въздушен коридор и преминаваше облачното натоварване.

Първият граждански свръхзвуков самолет на СССР, TU-144, завърши своите полети през 1978 г. поради тяхната нерентабилност. Финалната точка в решението за отказ за извършване на редовни полети беше направена поради катастрофата на прототип на TU-144D по време на неговото тестване. Въпреки че си струва да се отбележи, че извън рамките на гражданската авиация, самолетът Ту-144 продължава да се експлоатира за спешни пощенски и товарни доставки от Москва до Хабаровск до 1991 г.

Междувременно, въпреки скъпите билети, френският свръхзвуков самолет Concorde продължи да предоставя полетни услуги за своите европейски клиенти до 2003 г. Но в крайна сметка, въпреки по-богатата социална прослойка на европейските жители, въпросът за нерентабилността все още беше неизбежен.

Полети около Земята след няколко часа. Това не е мит, това е реалност, ако сте пътник в супер бърз самолет.

Boeing X-43

Хиперзвуковият самолет X-43A е най-бързият самолет в света. Дронът показа фантастични резултати по време на тестването, той летеше със скорост 11 230 километра в час. Това е около 9,6 пъти скоростта на звука.

X-43A е проектиран и построен от специалисти от NASA, Orbital Sciences Corporation и MicroCraft Inc. Необходими са около десет години изследвания в областта на свръхзвуковите реактивни двигатели, които са способни да ускорят самолета до свръхзвукова скорост, за да се роди рекордьорът. Проектът отне четвърт милиард долара.

Най-бързият самолет на планетата не е много голям. Размахът на крилата му е само един метър и половина, докато дължината му е само 3,6 метра. Най-бързият самолет беше оборудван с експериментален свръхзвуков двигател Ramjet (SCRamjet), реактивен двигател за свръхзвуково горене. И основната му характеристика е, че няма триещи се части. Е, горивото, на което лети рекордьорът, е смес от кислород и водород. Създателите не са отделили място за специални резервоари за кислород, той се взема директно от атмосферата. Това направи възможно намаляването на теглото на самолета. В резултат на това в резултат на използването на кислород с водород двигателят излъчва обикновени водни пари.

Най-бързият самолет в света Boeing X-43 лети със скорост 11 230 км / ч

Заслужава да се отбележи, че най-бързият самолет в света е разработен специално за тестване на най-новите технологии, а именно хиперзвукова алтернатива на съвременните турбореактивни двигатели. Учените вярват, че хиперзвуковите самолети ще могат да достигнат до всяка точка на Земята само за 3-4 часа.

Orbital Sciences Corporation X-34

Kh-34 е и най-бързият самолет. Освен това той може да развие дори по-голяма скорост от предишната, а именно 12144 километра в час. В списъка на най-бързите обаче той все още е на второ място. Това е така, защото при експерименти той успя да развие скорост по-малка от 11 230 километра в час. Самолетът се ускорява с помощта на ракета с твърдо гориво Pegasus, която е прикрепена към самолета.

За първи път тества този най-бърз самолет в света през пролетта на 2001 г. И отне 7 години и 250 милиона долара за създаването и тестването на двигателя Hyper-X. Тестовете на Kh-34 завършиха успешно само през пролетта на 2004 г. Тогава, по време на изстрелването над Тихия океан близо до остров Свети Никола, колата се ускори до 11 хиляди километра в час. Този самолет е повече от рекордьор. Дължината на самолета е 17,78 метра, размахът на крилата е 8,85 метра, височината вече е 3,5 метра. Въпреки че самолетът лети бързо, теглото му е впечатляващите 1270 килограма. Максималната височина, която може да изкачи, е 75 километра.

Северноамерикански X-15

X-15 вече е експериментален американски ракетен самолет, той е оборудван с ракетни двигатели. Kh-15 е първият и в продължение на четиридесет години единственият пилотиран хиперзвуков самолет в историята, който изпълнява суборбитални космически полети с пилоти. Основната задача на този самолет е да проучи условията на полет с хиперзвукова скорост, както и да проучи условията за навлизане в атмосферата на крилатите превозни средства. Предназначен е за оценка на нови дизайнерски решения, покрития и психофизични аспекти на контрола в горните слоеве на атмосферата. Концепцията на проекта е одобрена през 1954 г. И в полет е записан неофициален рекорд на височина, който се държи от 1963 до 2004 година. Този самолет е способен да лети със скорост 7274 километра в час.

Въпреки впечатляващата скорост обаче, самолетът тежи съвсем прилично - над 15 хиляди килограма. Но това се взема предвид масата на горивото. При кацане самолетът тежи наполовина по-малко. Височината, до която X-15 може да се издигне, е почти 110 километра. Е, обхватът на полета е 543,4 километра.

SR-71 ("Черен дрозд")

SR-71 е стратегически свръхзвуков разузнавателен самолет на ВВС на САЩ. И това е най-бързият самолет, освен това най-високо летящият сериал. Така е останало през последните 25 години. Той има доста компактен размер: дължина 32,76 метра, височина 5,64 метра и размах на крилата 16,95 метра. При такива данни теглото на самолета е впечатляващо, по време на излитане е повече от 77 хиляди килограма, но празен самолет тежи около 27 хиляди килограма. Е, максималната скорост, с която SR-71 може да лети, е 3715 километра в час.

МиГ-25 ("Прилепът")

Но това е най-бързият реактивен военен самолет на планетата. Именно на него бяха поставени точно 29 световни рекорда. Проектирани и построени са два типа този самолет: прехващащ и разузнавателен самолет. Самолетът е дълъг 23,82 метра, висок почти 6 метра и има размах на крилата 13,95 за разузнавателен самолет и 14,015 за прехващач. Максималното излетно тегло на самолета е 41 200 килограма, а при кацане то е равно на 18 800 килограма. МиГ-25 лети със скорост 3395 километра в час.

Изтребител-прихващач MIG-25 - най-бързият самолет в Русия

МиГ-31

Това е двуместен свръхзвуков изтребител-прехващач, проектиран да лети при всякакви метеорологични условия и е самолет с голям обсег. МиГ-31 е първият съветски боен самолет от 4-то поколение. Необходимо е да се прихващат и унищожават цели във въздуха на големи, средни, ниски и изключително ниски височини, през нощта и през деня, при различни метеорологични условия, с активно и пасивно заглушаване на радара от врага, дори фалшиви термични цели. Четири самолета МиГ-31 могат да контролират въздушно пространство от 800-900 километра. Един самолет е дълъг 21,62 метра, висок 6,5 метра и има размах на крилата 13,45 метра. Колата лети със скорост от 3 хиляди километра в час.

McDonnell-Douglas F-15 ("Орел")

И това е 4-то поколение американски тактически боец \u200b\u200bза всякакви метеорологични условия. Той е в състояние да спечели въздушно превъзходство. Орелът е пуснат в експлоатация през 1976 година. Общо има 22 модификации на самолета. F-15 са били използвани в Персийския залив, Югославия и Близкия изток. Боецът има максимална скорост 2650 километра в час.

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

F-111 е двуместен тактически бомбардировач. През 1996 г. той е изтеглен от ВВС на САЩ. Скоростта му е 2645 километра в час.
Абонирайте се за нашия канал в Yandex.Zen