Viršgarsinis skrydis. Viršgarsiniai lėktuvai – vystymosi istorija

Apskris aplink Žemę per porą valandų. Tai ne mitas, o realybė, jei esate itin greito lėktuvo keleivis.

Boeing X-43

Hipergarsinis lėktuvas X-43A yra greičiausias orlaivis pasaulyje. Dronas bandymų metu parodė fantastiškus rezultatus, skrido 11 230 kilometrų per valandą greičiu. Tai yra maždaug 9,6 karto didesnis nei garso greitis.

X-43A suprojektavo ir pagamino NASA, Orbital Sciences Corporation ir MicroCraft Inc. specialistai. Prireikė maždaug dešimties metų tyrimų viršgarsinių reaktyvinių variklių, galinčių pagreitinti orlaivius iki viršgarsinio greičio, srityje, kad gimtų rekordininkas. Projektas kainavo ketvirtį milijardo dolerių.

Greičiausias orlaivis planetoje nėra labai didelis. Jo sparnų plotis yra tik pusantro metro, o ilgis - tik 3,6 metro. Greičiausias orlaivis buvo aprūpintas eksperimentiniu viršgarsinio degimo Ramjet (SCRAMjet) ramjetiniu varikliu, skirtu viršgarsiniam degimui. Ir pagrindinis jo bruožas yra tai, kad nėra besitrinančių dalių. Na, o degalai, kuriais skraido rekordininkas, yra deguonies ir vandenilio mišinys. Kūrėjai neskyrė vietos specialioms deguonies talpykloms, jis paimamas tiesiai iš atmosferos. Tai leido sumažinti orlaivio svorį. Dėl to, naudojant deguonį su vandeniliu, variklis išskiria įprastus vandens garus.

Greičiausias pasaulyje lėktuvas Boeing X-43 skrenda 11 230 km/h greičiu

Verta paminėti, kad greičiausias pasaulyje orlaivis buvo sukurtas specialiai tam, kad išbandytų naujausias technologijas, būtent hipergarsinę alternatyvą šiuolaikiniams turboreaktyviniams varikliams. Mokslininkai mano, kad hipergarsiniai orlaiviai galės pasiekti bet kurią Žemės vietą vos per 3–4 valandas.

Orbital Sciences Corporation X-34

Kh-34 taip pat yra greičiausias lėktuvas. Be to, jis gali išvystyti net didesnį greitį nei ankstesnis, būtent 12144 kilometrus per valandą. Tačiau greičiausiųjų sąraše jis vis dar yra antroje vietoje. Taip yra todėl, kad eksperimentų metu jis sugebėjo išvystyti mažesnį nei 11 230 kilometrų per valandą greitį. Lėktuvas pagreitinamas naudojant kietojo kuro raketą Pegasus, kuri yra pritvirtinta prie lėktuvo.

Pirmą kartą šį greičiausią orlaivį pasaulyje išbandėme 2001 m. pavasarį. „Hyper-X“ varikliui sukurti ir išbandyti prireikė 7 metų ir 250 milijonų dolerių. Kh-34 bandymai baigėsi sėkmingai tik 2004 m. pavasarį. Tada paleidžiant virš Ramiojo vandenyno prie Šv.Mikalojaus salos, automobilis įsibėgėjo iki 11 tūkstančių kilometrų per valandą. Šis lėktuvas yra daugiau nei rekordininkas. Lėktuvo ilgis – 17,78 metro, sparnų plotis – 8,85 metro, aukštis – jau 3,5 metro. Nors lėktuvas skrenda greitai, jo svoris – įspūdingi 1270 kilogramų. Didžiausias aukštis, kuriuo jis gali pakilti, yra 75 kilometrai.

Šiaurės Amerikos X-15

X-15 jau yra eksperimentinis amerikietiškas raketinis lėktuvas, jame sumontuoti raketiniai varikliai. Kh-15 buvo pirmasis ir keturiasdešimt metų vienintelis pilotuojamas hipergarsinis orlaivis istorijoje, vykdęs suborbitinius skrydžius su pilotais. Pagrindinis šio orlaivio uždavinys yra ištirti skrydžio sąlygas hipergarsiniu greičiu, taip pat ištirti sparnuotų transporto priemonių patekimo į atmosferą sąlygas. Jis skirtas įvertinti naujus dizaino sprendimus, dangas ir psichofizinius valdymo viršutinėje atmosferoje aspektus. Projekto koncepcija patvirtinta 1954 m. O skrydžio metu buvo užfiksuotas neoficialus aukščio rekordas, kuris laikėsi nuo 1963 iki 2004 m. Šis orlaivis gali skristi 7274 kilometrų per valandą greičiu.

Tačiau nepaisant įspūdingo greičio, lėktuvas sveria visai padoriai – per 15 tūkstančių kilogramų. Tačiau tai atsižvelgiama į degalų masę. Nusileidęs orlaivis sveria pusę svorio. Aukštis, iki kurio gali pakilti X-15, yra beveik 110 kilometrų. Na, o skrydžio nuotolis yra 543,4 kilometro.

SR-71 („Blackbird“)

SR-71 yra strateginis viršgarsinis Jungtinių Valstijų oro pajėgų žvalgybinis lėktuvas. Ir tai yra greičiausias lėktuvas, be to, daugiausiai skraidantis serijinis lėktuvas. Taip išliko per pastaruosius 25 metus. Jis yra gana kompaktiško dydžio: ilgis 32,76 metro, aukštis 5,64 metro, o sparnų plotis - 16,95 metro. Turint tokius duomenis, orlaivio svoris įspūdingas, kilimo metu jis siekia daugiau nei 77 tūkstančius kilogramų, tačiau tuščias lėktuvas sveria apie 27 tūkstančius kilogramų. Na, o maksimalus greitis, kuriuo gali skristi SR-71, yra 3715 kilometrų per valandą.

MiG-25 („Šikšnosparnis“)

Tačiau tai greičiausias reaktyvinis karinis lėktuvas planetoje. Būtent ant jo buvo nustatyti lygiai 29 pasaulio rekordai. Suprojektuoti ir pagaminti dviejų tipų šis orlaivis: gaudytojas ir žvalgybinis lėktuvas. Lėktuvas yra 23,82 metro ilgio, beveik 6 metrų aukščio, jo sparnų plotis yra 13,95 žvalgybiniam lėktuvui ir 14,015 perėmėjui. Maksimalus orlaivio kilimo svoris – 41 200 kilogramų, o nusileidus – 18 800 kilogramų. MiG-25 skrenda 3395 kilometrų per valandą greičiu.

Naikintuvas-perėmėjas MIG-25 – greičiausias lėktuvas Rusijoje

MiG-31

Tai dvivietis viršgarsinis gaudantis orlaivis, skirtas skristi bet kokiu oru ir yra ilgo nuotolio orlaivis. MiG-31 yra pirmasis sovietų 4-osios kartos kovinis lėktuvas. Būtina perimti ir sunaikinti ore esančius taikinius dideliame, vidutiniame, žemame ir ypač mažame aukštyje, naktį ir dieną, esant įvairioms oro sąlygoms, aktyviam ir pasyviam radarams trukdant priešui, net netikrus šiluminius taikinius. Keturi MiG-31 lėktuvai gali valdyti 800-900 kilometrų oro erdvę. Vienas lėktuvas yra 21,62 metro ilgio, 6,5 metro aukščio ir 13,45 metro sparnų ilgio. Automobilis lekia 3 tūkstančių kilometrų per valandą greičiu.

McDonnell-Douglas F-15 („Erelis“)

Ir tai yra 4-osios kartos amerikietiškas taktinis naikintuvas bet kokiam orui. Jis gali įgyti pranašumą ore. „Eagle“ buvo pradėtas eksploatuoti 1976 m. Iš viso yra 22 orlaivių modifikacijos. F-15 buvo naudojami Persijos įlankoje, Jugoslavijoje ir Artimuosiuose Rytuose. Didžiausias naikintuvo greitis yra 2650 kilometrų per valandą.

„General Dynamics F-111“ („Aardvark“ arba „Pig“)

F-111 yra dvivietis taktinis bombonešis. 1996 m. jis buvo pašalintas iš JAV oro pajėgų. Jo važiavimo greitis yra 2645 kilometrai per valandą.
Prenumeruokite mūsų kanalą Yandex.Zen Paskelbta antradienį, 2015-09-29 - 07:20 russianinterest ...

Originalas paimtas iš Speed, kaip sapnas. Greitis kaip pašaukimas

1960-uosius galima laikyti auksiniais viršgarsinės aviacijos metais. Tuo metu atrodė, kad dar šiek tiek – ir viršgarsinių orlaivių eskadrilės taps vienintele oro mūšio galimybe, o viršgarsiniai lėktuvai savo pėdsakais atseks mūsų skliautą, sujungdami visus didžiuosius miestus ir pasaulio sostines. Tačiau paaiškėjo, kad, kaip ir pilotuojamo kosmoso atveju, žmogaus žygis į didelį greitį jokiu būdu nėra rožėmis klotas: keleiviniai orlaiviai vis tiek užšalo maždaug 800 kilometrų per valandą greičiu, o kariniai orlaiviai kabo . garso barjerą, retkarčiais nusprendžiant trumpam skristi į žemo viršgarsinio garso zoną, 2 Mach ar šiek tiek daugiau.

Kokia to priežastis? Ne, visai ne su tuo, kad „nereikia greitai skristi“ arba „niekam to nereikia“. Greičiau kalbame apie tai, kad pasaulis kažkuriuo momentu ėmė eiti mažiausio pasipriešinimo keliu ir manė, kad mokslo ir technikos pažanga yra savaime važiuojamas vežimas, kuris jau eina žemyn, dėl ko jį papildomai stumti yra tiesiog. bereikalingas papildomos energijos švaistymas.

Užduokite sau paprastą klausimą – kodėl viršgarsinis skrydis toks sunkus ir brangus? Pradėkime nuo to, kad orlaiviui įveikus viršgarsinį barjerą, srauto aplink orlaivio korpusą pobūdis kardinaliai pasikeičia: stipriai padidėja aerodinaminis pasipriešinimas, padidėja sklandmens konstrukcijos kinetinis įkaitimas, o dėl orlaivio korpuso poslinkio. supaprastinto korpuso aerodinaminis fokusas, prarandamas orlaivio stabilumas ir valdomumas.

Žinoma, pasauliečiui ir nepasiruošusiam skaitytojui visi šie terminai skamba gana nuobodžiai ir nesuprantamai, bet jei visa tai apibendrinsime viena fraze, paaiškės: „sunku skristi viršgarsiniu“. Bet, žinoma, tai jokiu būdu nėra neįmanoma. Tuo pačiu metu, be variklio galios didinimo, viršgarsinių orlaivių kūrėjai turi sąmoningai keisti orlaivio išvaizdą – jame atsiranda būdingos „greitos“ tiesios linijos, aštrūs kampai ant nosies ir priekinių kraštų, kurie iš karto skiria viršgarsinį orlaivį net išoriškai nuo „glotnių „Ir“ aptakių „pogarsinių orlaivių formų“.

Tu-144 nosis pakilimo ir tūpimo metu nukrypo žemyn, kad pilotai matytų bent minimalų vaizdą.

Be to, optimizuojant orlaivį viršgarsiniam skrydžiui, jis turi dar vieną nemalonią savybę: jis tampa prastai pritaikytas ikigarsiniam skrydžiui ir gana nepatogus kilimo ir tūpimo režimuose, kuriuos vis tiek tenka vykdyti gana mažu greičiu. Tos labai aštrios linijos ir greitos formos, kurios taip gerai valdo viršgarsinį greitį, pasiduoda mažam greičiui, kuriuo viršgarsiniai orlaiviai neišvengiamai turi judėti skrydžio pradžioje ir pabaigoje. O aštrios viršgarsinių mašinų nosys vis dar nesuteikia pilotams viso kilimo ir tūpimo tako vaizdo.

Pavyzdžiui, dviejų sovietinių viršgarsinių orlaivių, neįdiegtų serijoje, lankai - Myasishchev projektavimo biuro M-50 (fone) ir Sukhoi projektavimo biuro T-4 "objektas 100" (arti). .

Aiškiai matomos dizainerių pastangos: tai arba bandymas pasiekti kompromisą kontūruose, kaip M-50, arba slystanti nosis, nukrypstanti žemyn, kaip T-4. Įdomu tai, kad T-4 gali tapti pirmuoju serijiniu viršgarsiniu orlaiviu, kuris visiškai skristų horizontaliu viršgarsiniu skrydžiu be natūralaus vaizdo pro kabinos stogelį: viršgarsiniu atveju nosies kūgis visiškai uždengė kabiną, o visa navigacija buvo vykdoma tik instrumentais. , be to, orlaivis turėjo optinį periskopą. Dabartinis navigacijos ir telemetrijos priemonių išsivystymo lygis, beje, leidžia visiškai atsisakyti sudėtingo viršgarsinio orlaivio kilnojamojo nosies kūgio konstrukcijos – jį jau galima pakelti ir nuleisti tik instrumentais ar net nedalyvaujant. pilotai apskritai.

Identiškos sąlygos ir uždaviniai sukuria panašias konstrukcijas. Anglų-prancūzų „Concorde“ taip pat pakilimo ir tūpimo metu nuslydo žemyn.

Kas sutrukdė SSRS jau 1974 metais sukurti naujovišką priešlaivinį karo kompleksą viršgarsinio T-4 pagrindu, kuris buvo toks pažangus, kad jo konstrukcijoje buvo net 600 patentų?

Reikalas tas, kad aštuntojo dešimtmečio viduryje Sukhoi dizaino biuras neturėjo savo gamybos įrenginių, kad būtų galima atlikti išplėstinius „100 objekto“ testus. Šiam procesui prireikė ne eksperimentinės, o serijinės gamyklos, kurios vaidmeniui visai tiko KAPO (Kazanės aviacijos gamykla). Tačiau kai tik buvo pradėtas rengti dekretas dėl Kazanės aviacijos gamyklos paruošimo T-4 bandomosios partijos surinkimui, akademikas Tupolevas suprato, kad praranda serijinę gamyklą, gaminusią „strateginį defektų vežėją“. Tu-22, pasiūlė iniciatyvą sukurti savo modifikaciją Tu-22M, kuriai, tariamai, tereikėjo šiek tiek pertvarkyti gamybą. Nors ateityje Tu-22M buvo sukurtas kaip visiškai naujas orlaivis, sprendimas Kazanės gamyklą perkelti į Sukhojų nebuvo priimtas vienu metu, o T-4 atsidūrė Monino muziejuje.

Toks didelis skirtumas tarp Tu-22 ir Tu-22M yra kovos su T-4 palikimas.

Nosies kūgio problema nėra vienintelis kompromisas, kurį turi padaryti viršgarsinių orlaivių dizaineriai. Dėl daugelio priežasčių jie gauna ir netobulą viršgarsinį sklandytuvą, ir vidutinį ikigarsinį lėktuvą. Taigi aviacijos naujų greičio ir aukščio sienų užkariavimas dažnai siejamas ne tik su pažangesnės ar iš esmės naujos varomosios sistemos panaudojimu ir nauju orlaivių išdėstymu, bet ir su jų geometrijos pokyčiais skrydžio metu. Pirmosios kartos viršgarsiniuose orlaiviuose ši parinktis niekada nebuvo įgyvendinta, tačiau būtent ši kintamojo sparno idėja septintajame dešimtmetyje galiausiai tapo beveik kanonu. Tokie sparnų pūtimo pokyčiai, gerindami orlaivio charakteristikas važiuojant dideliu greičiu, neturėjo pabloginti jų savybių esant mažam greičiui, ir atvirkščiai.

„Boeing 2707“ turėjo tapti pirmuoju viršgarsiniu keleiviniu orlaiviu su keičiamais sparnais.

Įdomu tai, kad „Boeing-2707“ likimą sugriovė ne jo konstruktyvus netobulumas, o tik daugybė politinių problemų. Iki 1969 m., artėjant Boeing 2707 plėtros programai, 26 oro linijos iš Boeing užsakė 122 2707 modelio orlaivius, kurių vertė buvo beveik 5 mlrd. Šiuo metu „Boeing“ programa jau buvo baigusi projektavimo ir tyrimų etapą ir pradėti statyti du modelio 2707 prototipai. Kad užbaigtų jų konstrukciją ir pagamintų bandomuosius lėktuvus, įmonei reikėjo pritraukti kažkur nuo 1 iki 2 mlrd. 500 orlaivių artėjo prie 5 mlrd. Reikėjo valstybės paskolų. Iš esmės kitu metu „Boeing“ būtų radęs tam savo lėšų, tačiau septintasis dešimtmetis nebuvo toks.

Šeštojo dešimtmečio pabaigoje „Boeing“ gamybinės patalpos buvo labai apkrautos kuriant didžiausią pasaulyje ikigarsinį keleivinį orlaivį „Boeing 747“, kuriuo skraidome iki šiol. Dėl šios priežasties 2707 modelis keletą metų tiesiogine prasme „nesispaudė“ į priekį nuo „oro galvijų vežėjo“ ir atsidūrė už jo korpuso fiuzeliažo. Vitogėje visas turimas finansavimas ir visa įranga buvo panaudota 747 gamybai, o 2707 finansavo Boeing iš likučių.

Du požiūriai į keleivinę aviaciją – Boeing 747 ir Boeing 2707 viename paveikslėlyje.

Tačiau sunkumai kuriant 2707 buvo daug rimtesni nei tik techninės problemos ar „Boeing“ gamybos programa. Nuo 1967 m. JAV auga aplinkosaugos judėjimas prieš viršgarsinį keleivių vežimą. Buvo teigiama, kad jų skrydžiai ardys ozono sluoksnį, o galingas akustinis smūgis, atsirandantis viršgarsinio skrydžio metu, buvo laikomas nepriimtinu apgyvendintose vietovėse. Spaudžiamas visuomenės nuomonės, o vėliau ir Kongreso, prezidentas Niksonas sudaro 12 narių komitetą, kuris spręs dėl SST programos, į kurią taip pat įtrauktas ir Boeing 2707, finansavimo. Tačiau, priešingai nei jis tikėjosi, komisija atmeta būtinybę SST kurti ne tik dėl aplinkosaugos, bet ir dėl ekonominių priežasčių. Norint sukurti pirmąjį orlaivį, jų skaičiavimais, reikėjo išleisti 3 milijardus dolerių, kurie atsipirktų tik tuo atveju, jei būtų parduota 300 orlaivių. Jungtinių Valstijų finansinę būklę susilpnino užsitęsęs karas Vietname ir mėnulio lenktynių kaštai.

2707 darbai buvo nutraukti 1971 m., po to „Boeing“ maždaug metus bandė tęsti statybas savarankiškai. Be to, privatūs asmenys, tarp jų studentai ir moksleiviai, taip pat bandė paremti „Amerikietiškos svajonės lėktuvą“, surinkusį daugiau nei milijoną dolerių. Tačiau tai taip pat neišsaugojo programos. Dėl to programos uždarymas sutapo su nuosmukiu aviacijos ir kosmoso pramonėje ir naftos krize, dėl kurios „Boeing“ buvo priversta atleisti beveik 70 000 savo darbuotojų Sietle, o 2707 buvo pramintas „lėktuvu“. kad suvalgė Sietlą“.

Labanakt, mielasis prince. Pilotų kabina ir dalis fiuzeliažo „Boeing-2707“ Hillerio aviacijos muziejuje.

Kas paskatino viršgarsinių mašinų kūrėjus? Apskritai situacija su kariniais klientais yra aiški. Kariams visada reikėjo lėktuvo, kuris skristų aukščiau ir greičiau. Viršgarsinis skrydžio greitis leido ne tik greičiau pasiekti priešo teritoriją, bet ir padidinti tokio lėktuvo skrydžio lubas iki 20-25 kilometrų aukščio, o tai buvo svarbu žvalgybiniams lėktuvams ir bombonešiams. Esant dideliam greičiui, kaip prisimename, didėja ir sparno pakėlimas, dėl kurio skrydis gali vykti retesnėje atmosferoje, o dėl to ir didesniame aukštyje.

1960-aisiais, kol nepasirodė priešlėktuvinės raketų sistemos, galinčios pataikyti į taikinius dideliame aukštyje, pagrindinis bombonešių naudojimo principas buvo skristi į taikinį kuo didesniu aukščiu ir greičiu. Žinoma, dabartinės oro gynybos sistemos uždaro tokią nišą viršgarsinių orlaivių naudojimui (pavyzdžiui, kompleksas S-400 gali numušti taikinius tiesiai kosmose, 185 kilometrų aukštyje ir savo 4,8 km greičiu / s, iš tikrųjų tai yra priešraketinės gynybos sistema, o ne oro gynyba). Tačiau operacijose prieš antžeminius, paviršinius ir oro taikinius viršgarsinis greitis yra gana paklausus ir vis dar yra perspektyviuose Rusijos ir Vakarų lėktuvų kariniuose planuose. Tiesiog gana sudėtingo viršgarsinio skrydžio įgyvendinimas yra sunkiai suderinamas su slapto ir slapto užduočių, kurias jie bandė įteigti bombonešiams ir naikintuvams per pastaruosius 30 metų, dėl kurių jie turi pasirinkti, kaip sakoma. , vienas dalykas – arba pasislėpti, arba prasibrauti.

Tačiau ar Rusija dabar turi patikimą vaistą nuo Amerikos AUG? Kad nepriartėtų prie jų 300 kilometrų, kad paleisti Oniksą kokiu nors nepastebimu, bet pažeidžiamu laivu? T-4 turėjo nuoseklią savojo lėktuvnešių grupės naikinimo stiliaus koncepciją, bet ar Rusija ją turi dabar? Manau, kad ne – kaip ir vis dar nėra hipergarsinių raketų X-33 ir X-45.

Amerikiečių bombonešis XB-70 „Valkyrie“. Būtent su jais turėjo kovoti MiG-25.

Kur pasisuks karinių orlaivių statybos ateitis – atviras klausimas.

Dar keletą žodžių norėčiau pasakyti apie civilinius viršgarsinius lėktuvus.

Jų eksploatacija leido ne tik žymiai sutrumpinti skrydžio laiką tolimuose skrydžiuose, bet ir išnaudoti neapkrautą oro erdvę dideliuose aukštyje (apie 18 km), o pagrindinė lainerių naudojama oro erdvė (9-12 km aukštyje) buvo jau net 1960. gerokai apkrautas. Be to, viršgarsiniai orlaiviai skrido ištiesintais maršrutais (už kvėpavimo takų ir koridorių). Ir čia jau nekalbant apie elementarumą: sutaupant paprastų keleivių laiko, kuris buvo maždaug pusė skrydžio laiko, pavyzdžiui, skrydžiui iš Europos į JAV.

Tuo pačiu dar kartą kartoju – viršgarsinių orlaivių, tiek karinių, tiek civilinių, projektas jokiu būdu nėra neįmanomas praktiniu požiūriu ar kaip nors nerealus ekonominiu požiūriu.

Vienu metu mes tiesiog pasukome „ne tuo keliu“ ir ridenome pažangos vežimėlį ne įkalnėn, o pačiu lengviausiu ir maloniausiu keliu – šlaitu žemyn ir žemyn. Net ir šiandien kuriami viršgarsinių keleivinių orlaivių projektai tam pačiam segmentui, kuriam buvo sukurta dar viena naujoviška koncepcija – tiltrotoriui Augusta-Westland AW609. Šis segmentas – tai verslo pervežimų segmentas turtingiems klientams, kai lėktuvu galvijų sąlygomis skraidinama ne pusė tūkstančio keleivių, o keliolika žmonių maksimalaus efektyvumo ir maksimalaus komforto sąlygomis. Susipažinkite su Aerio AS2. Jei pasiseks, jis skris artimiausiu metu, 2021 m.:

Manau, kad ten viskas jau gana rimta – tiek partnerystė su „Airbus“, tiek paskelbtos 3 milijardų dolerių investicijos leidžia projektą laikyti ne „viliojančia antimi“, o rimta paraiška. Trumpai tariant, „gerbiamas lordas skirtas gerbiamiems ponams“. Ir ne jokiam niekšui, kuris XX amžiaus pabaigoje leido pasauliui pasukti lengvu ir patogiu keliu.

Tačiau apie tai jau rašiau, nesikartosiu. Dabar tai ne daugiau nei praeitis:

Dabar gyvename kitame pasaulyje. Pasaulyje, kuriame nėra viršgarsinės aviacijos visiems. Tačiau tai nėra pats baisiausias praradimas.

Garso bangos greitis nėra pastovus, net jei laikoma garso sklidimo terpė yra oras. Garso greitis esant fiksuotai oro temperatūrai ir atmosferos slėgiui kinta didėjant aukščiui.

Didėjant aukščiui, garso greitis mažėja. Vertės atskaitos taškas yra nulinis jūros lygis. Taigi greitis, kuriuo garso banga plinta vandens paviršiumi, yra 340,29 m / s, jei aplinkos temperatūra yra 15 0 С, o atmosferos slėgis - 760 mm. Hg Taigi orlaiviai, skraidantys didesniu nei garso greičiu, vadinami viršgarsiniais.

Pirmą kartą pasiekęs viršgarsinį greitį

Viršgarsiniai orlaiviai vadinami orlaiviais, atsižvelgiant į jų fizinį gebėjimą judėti didesniu nei garso bangų greičiu. Mūsų įprastais kilometrais per valandą šis skaičius yra maždaug 1200 km/val.

Netgi Antrojo pasaulinio karo orlaiviai su stūmokliniais vidaus degimo varikliais ir sraigtais, sukuriančiais oro srautą nardymo metu, jau pasiekė 1000 km/h greičio ribą. Tiesa, pagal pilotų pasakojimus, šiomis akimirkomis lėktuvas ėmė siaubingai drebėti dėl stiprios vibracijos. Toks jausmas, kad sparnai gali tiesiog nukristi nuo orlaivio fiuzeliažo.

Vėliau, kurdami viršgarsinius orlaivius, projektavimo inžinieriai atsižvelgė į oro srovių poveikį orlaivio konstrukcijai pasiekus garso greitį.

Viršgarsinio barjero įveikimas lėktuvu

Kai lėktuvas juda tarp oro masių, jis tiesiogine prasme pjauna orą visomis kryptimis, sukurdamas triukšmo efektą ir į visas puses besiskiriančias oro slėgio bangas. Lėktuvui pasiekus garso greitį, atsiranda momentas, kai garso banga nepajėgia aplenkti orlaivio. Dėl šios priežasties prieš priekinę orlaivio dalį kyla smūginė banga tankios oro barjero pavidalu.

Oro sluoksnis, susidaręs prieš orlaivį tuo momentu, kai orlaivis pasiekia garso greitį, sukuria staigų pasipriešinimo padidėjimą, kuris yra orlaivio stabilumo charakteristikų pokyčių šaltinis.

Kai lėktuvas skrenda, garso bangos iš jo sklinda į visas puses garso greičiu. Kai lėktuvas pasiekia greitį M = 1, tai yra garso greitį, priešais ją kaupiasi garso bangos ir susidaro sutankinto oro sluoksnis. Kai greitis viršija garso greitį, šios bangos sudaro smūginę bangą, kuri pasiekia žemę. Smūgio banga suvokiama kaip garso smūgis, akustiškai žmogaus ausis, esanti žemiau žemės paviršiaus, suvokiama kaip nuobodus sprogimas.

Šį efektą galima nuolat stebėti civilių viršgarsinių orlaivių pratybų metu skrydžio zonoje.

Kitas įdomus fizinis reiškinys viršgarsinio lėktuvo skrydžio metu yra vizualinis orlaivio garsas. Garsas stebimas šiek tiek uždelsus už orlaivio uodegos.

Macho skaičius aviacijoje

Austrijos fizikas Ernstas Machas (1838–1916) dar gerokai prieš pirmąjį viršgarsinio lėktuvo skrydį įrodė teoriją, patvirtinančią eksperimentinį smūginių bangų susidarymo procesą. Vertė, išreiškianti orlaivio greičio ir garso bangos greičio santykį, šiandien vadinama mokslininko garbei – Macho.

Kaip jau aptarėme vandens dalyje, garso greičiui ore įtakos turi tokios meteorologinės sąlygos kaip slėgis, drėgmė ir oro temperatūra. Temperatūra, priklausomai nuo orlaivio skrydžio aukščio, svyruoja nuo +50 Žemės paviršiuose iki -50 stratosferoje. Todėl, esant skirtingam aukščiui, norint pasiekti viršgarsinį greitį, reikia atsižvelgti į vietines meteorologines sąlygas.

Palyginimui, virš nulinės jūros lygio žymos garso greitis siekia 1240 km/h, kai tuo tarpu daugiau nei 13 tūkstančių km aukštyje. šis greitis nukrenta iki 1060 km/val.

Jei laikysime orlaivio greičio ir garso greičio santykį kaip M, tai esant M> 1 reikšmei, tai visada bus viršgarsinis greitis.

Ikigarsiniai orlaiviai turi reikšmę M = 0,8. Macho reikšmių šakutė nuo 0,8 iki 1,2 nustato transoninį greitį. Tačiau hipergarsinių lėktuvų Macho skaičius yra didesnis nei 5. Iš gerai žinomų Rusijos karinių viršgarsinių lėktuvų galima išskirti naikintuvą perėmėją SU-27 ir raketnešį bombonešį Tu-22M. Iš amerikietiškų žinomas SR-71 – žvalgybinis lėktuvas. Pirmasis serijinės gamybos viršgarsinis lėktuvas buvo amerikiečių naikintuvas F-100 1953 m.

Erdvėlaivio modelis atliekant bandymus viršgarsiniame vėjo tunelyje. Speciali šešėlių fotografavimo technika leido užfiksuoti, kur atsiranda smūginės bangos.

Pirmasis viršgarsinis lėktuvas

Per 30 metų, nuo 1940 iki 1970 m., orlaivių greitis išaugo kelis kartus. Pirmasis skrydis transoniniu greičiu buvo atliktas 1947 m. spalio 14 d. amerikiečių Bell XS-1 lėktuvu Kalifornijos valstijoje virš oro bazės.

„Bell XS-1“ lėktuvą pilotavo Amerikos oro pajėgų kapitonas Chuckas Yeige'as. Jam pavyko pagreitinti įrenginį iki 1066 km/val. Šio bandymo metu buvo gautas reikšmingas duomenų sumažinimas, kad būtų paskatintas tolesnis viršgarsinių orlaivių kūrimo impulsas.

Viršgarsinis lėktuvo sparno dizainas

Kėlimas ir tempimas didėja didėjant greičiui, todėl sparnai tampa mažesni, plonesni ir atlenkiami, kad būtų geriau supaprastintas.

Viršgarsiniams skrydžiams pritaikytuose lėktuvuose sparnai, skirtingai nei įprastinių ikigarsinių orlaivių, smailiu kampu išsitiesė atgal, primena strėlės antgalį. Išoriškai sparnai sudarė trikampį vienoje plokštumoje, kurio smailaus kampo viršūnė buvo orlaivio priekyje. Trikampė sparno geometrija leido nuspėjamai valdyti orlaivį garso barjero kirtimo momentu ir dėl to išvengti vibracijų.

Yra modelių, kuriuose buvo naudojami kintamos geometrijos sparnai. Kilimo ir tūpimo metu sparno kampas orlaivio atžvilgiu buvo 90 laipsnių, tai yra, jis buvo statmenas. Tai būtina norint sukurti maksimalų kėlimą kilimo ir tūpimo metu, tai yra tuo metu, kai greitis mažėja ir pakėlimas ūmiu kampu su nepakitusia geometrija pasiekia kritinį minimumą. Didėjant greičiui, sparno geometrija pasikeičia iki didžiausio smailiojo kampo trikampio pagrindu.

Lėktuvų rekordininkai

Lenktynėse dėl rekordinio greičio danguje „Bell-X15“ lėktuvas, kuriame buvo sumontuotas raketinis variklis, 1967 metais pasiekė rekordinį 6,72 arba 7200 km/h greitį. Šio rekordo nepavyko sumušti po ilgo laiko.

Ir tik 2004 m. NASA X-43 nepilotuojamas hipergarsinis orlaivis, sukurtas skraidyti hipergarsiniu greičiu, trečiojo skrydžio metu sugebėjo įsibėgėti iki rekordinio 11 850 km / h greičio.

Pirmieji du skrydžiai baigėsi nesėkmingai. Iki šiol tai yra didžiausias orlaivio greičio rodiklis.

Viršgarsiniai automobilių bandymai

Ši „Thrust SSC“ viršgarsinė reaktyvinė transporto priemonė yra varoma 2 orlaivių varikliais. 1997 m. tai tapo pirmąja sausumos transporto priemone, pralaužusia garso barjerą. Kaip ir viršgarsinio skrydžio atveju, transporto priemonės priekyje sukuriama smūginė banga.

Automobilio artėjimas yra tylus, nes visas sukuriamas triukšmas yra sutelktas į jį sekančioje smūgio bangoje.

Viršgarsiniai orlaiviai civilinėje aviacijoje

Kalbant apie civilinius viršgarsinius orlaivius, žinomi tik 2 serijiniai orlaiviai, vykdantys reguliarius skrydžius: sovietinis TU-144 ir prancūziškas „Concorde“. TU-144 debiutavo 1968 m. Šie įrenginiai buvo skirti ilgiems transatlantiniams skrydžiams. Skrydžio laikas buvo žymiai sutrumpintas, palyginti su ikigarsiniais įrenginiais, padidinus skrydžio aukštį iki 18 km, kai orlaivis naudojosi nepakrautu oro koridoriumi ir pravažiavo debesų apkrovą.

Pirmasis civilinis viršgarsinis SSRS lėktuvas TU-144 dėl savo nuostolingumo savo skrydžius baigė 1978 m. Paskutinis taškas sprendime atsisakyti vykdyti reguliarius skrydžius buvo padėtas dėl TU-144D prototipo nelaimės jį bandant. Nors verta paminėti, kad už civilinės aviacijos ribų orlaivis TU-144 ir toliau buvo naudojamas skubiam pašto ir krovinių pristatymui iš Maskvos į Chabarovską iki 1991 m.

Tuo tarpu, nepaisant brangių bilietų, prancūzų viršgarsinis lėktuvas „Concorde“ ir toliau teikė skrydžių paslaugas savo Europos klientams iki 2003 m. Tačiau galiausiai, nepaisant turtingesnio Europos gyventojų socialinio sluoksnio, nuostolingumo klausimas vis tiek buvo neišvengiamas.

Kada gali pakilti naujas viršgarsinis keleivinis lėktuvas? Verslo lėktuvas bombonešio Tu-160 pagrindu: ar tai tikras? Kaip tyliai pralaužti garso barjerą?

Tu-160 yra didžiausias ir galingiausias viršgarsinis ir kintamo sparno lėktuvas karinės aviacijos istorijoje. Tarp pilotų jis gavo slapyvardį „Baltoji gulbė“. Nuotrauka: AP

Ar supergarsiniai lengvieji automobiliai turi perspektyvą? - Ne taip seniai paklausiau iškilaus Rusijos lėktuvų dizainerio Genriko Novožilovo.

Žinoma turi. Bent jau viršgarsinis verslo lėktuvas tikrai pasirodys “, - atsakė Genrikhas Vasiljevičius. – Ne kartą teko kalbėtis su amerikiečių verslininkais. Jie aiškiai pareiškė: „Jei toks lėktuvas atsirastų, pone Novožilovai, tai, kad ir koks jis būtų brangus, jis būtų akimirksniu iš jūsų nupirktas“. Greitis, aukštis virš jūros lygio ir nuotolis yra trys veiksniai, kurie visada yra svarbūs.

Taip, jie yra. Bet kurio verslininko svajonė – ryte perskristi vandenyną, sudaryti didelį sandorį, o vakare grįžti namo. Šiuolaikiniai orlaiviai skraido ne greičiau kaip 900 km/val. Viršgarsinio verslo reaktyvinio lėktuvo kreiserinis greitis bus apie 1900 km per valandą. Kokios yra verslo pasaulio perspektyvos!

Štai kodėl nei Rusija, nei Amerika, nei Europa niekada neatsisakė bandymų sukurti naują viršgarsinį lengvąjį automobilį. Tačiau istorija tų, kurie jau skrido – sovietų Tu-144 ir anglo-prancūzų „Concorde“ – daug ko išmokė.

Šių metų gruodį sukaks pusė amžiaus, kai Tu-144 atliko pirmąjį skrydį. Po metų laineris tiksliai parodė, ką sugeba: pramušė garso barjerą. 11 km aukštyje jis pasiekė 2,5 tūkstančio km / h greitį. Šis įvykis įėjo į istoriją. Pasaulyje vis dar nėra keleivinių orlaivių analogų, galinčių pakartoti tokį manevrą.

„Šimtas keturiasdešimt keturi“ atvėrė iš esmės naują puslapį pasaulio lėktuvų konstrukcijoje. Jie sako, kad viename iš TSKP Centrinio komiteto posėdžių dizaineris Andrejus Tupolevas pranešė Chruščiovui: automobilis pasirodė gana riebus. Bet jis tik numojo ranka: tavo reikalas nušluostyti kapitalistams nosį, o mes turime žibalo – bent prisipilk...

Nuvalykite nosį. Žibalas – užlietas.

Tačiau vėliau pakilęs Europos konkurentas efektyvumu taip pat nesiskyrė. Taigi 1978 m. devyni „Concorde“ atnešė savo įmonėms apie 60 milijonų dolerių nuostolių. Ir tik valstybės subsidijos išgelbėjo situaciją. Nepaisant to, „anglo-prancūzas“ skraidė iki 2003 m. lapkričio mėn. Tačiau Tu-144 buvo nurašytas daug anksčiau. Kodėl?

Visų pirma, Chruščiovo optimizmas nepasiteisino: pasaulyje kilo energetinė krizė, pakilo žibalo kainos. Viršgarsinis pirmagimis iš karto buvo pramintas „boa konstriktoriumi ant Aeroflot kaklo“. Didžiulės degalų sąnaudos išmušė iš dizaino skrydžių spektrą: Tu-144 nepasiekė nei Chabarovsko, nei Petropavlovsko-Kamčiatskio, tik iš Maskvos į Alma Atą. .

Ir jei tik tai. 200 tonų sveriantis „geležis“, viršgarsiniu greičiu skriejęs virš tankiai apgyvendintų vietovių, tiesiogine prasme susprogdino visą maršruto erdvę. Pasipylė skundai: sumažėjo karvių primilžis, nustojo skubėti vištos, sutraiškyti rūgštūs lietūs... Tačiau faktas lieka faktu: „Concorde“ skrido tik virš vandenyno.

Galiausiai, svarbiausia – nelaimės. Viena – 1973 metų birželį Paryžiuje vykusioje aviacijos parodoje Le Bourget, kaip sakoma, visa planeta matant: piloto bandytojo Kozlovo įgula norėjo pademonstruoti sovietinio lainerio galimybes... Kitas – per penkerius metus. Tada buvo atliktas bandomasis skrydis su naujos serijos varikliais: tereikia ištraukti lėktuvą iki reikiamo nuotolio.

Tragedijos neišvengė ir „Concorde“: lėktuvas sudužo 2000-ųjų liepą, skrisdamas iš Šarlio de Golio oro uosto. Ironiška, bet jis sugriuvo beveik ten, kur anksčiau buvo Tu-144. Žuvo 109 laive buvę žmonės ir keturi ant žemės. Reguliarus keleivių eismas atnaujintas tik po metų. Tačiau vėliau įvyko keletas incidentų, kurie taip pat padėjo šiam viršgarsiniam lėktuvui.

1968 m. gruodžio 31 d. įvyko pirmasis Tu-144 skrydis, dviem mėnesiais anksčiau nei Concorde. O 1969 metų birželio 5 dieną 11 000 metrų aukštyje mūsų lėktuvas pirmasis pasaulyje prasibrovė už garso barjero. Nuotrauka: Sergejus Mikhejevas / RG

Šiandien, naujame technologijų vystymosi etape, mokslininkai turi rasti pusiausvyrą tarp prieštaringų veiksnių: geros naujojo viršgarsinio lėktuvo aerodinamikos, mažų degalų sąnaudų, taip pat griežtų triukšmo ir garso bumo apribojimų.

Kiek realu sukurti naują keleivinį viršgarsinį lėktuvą bombonešio Tu-160 pagrindu? Grynai inžineriniu požiūriu – gana, sako ekspertai. Ir istorijoje yra pavyzdžių, kai kariniai orlaiviai sėkmingai „nuėmė antpečius“ ir išskrido „į civilinį gyvenimą“: pavyzdžiui, Tu-104 buvo sukurtas tolimojo bombonešio Tu-16 pagrindu, o Tu-104. -114 - bombonešis Tu-95. Abiem atvejais teko perdaryti fiuzeliažą – keisti sparno išdėstymą, išplėsti skersmenį. Tiesą sakant, tai buvo nauji lėktuvai ir gana sėkmingi. Beje, įdomi detalė: kai Tu-114 pirmą kartą atskrido į Niujorką, ten priblokštame oro uoste nebuvo nei tinkamo aukščio kopėčių, nei traktoriaus...

Bent jau panašaus darbo prireiks ir Tu-160 konversijai. Tačiau ar šis sprendimas bus ekonomiškas? Viską reikia atidžiai įvertinti.

Kiek lėktuvų jums reikia? Kas juos skraidins ir kur? Kiek komerciškai jie bus prieinami keleiviams? Per kiek laiko atsipirks kūrimo kaštai?.. Bilietai į tą patį Tu-144 buvo 1,5 karto brangesni nei įprastai, tačiau net ir tokia didelė kaina nepadengė eksploatacijos išlaidų.

Tuo tarpu, pasak ekspertų, pirmasis Rusijos viršgarsinis administracinis lėktuvas (verslo reaktyvinis lėktuvas) gali būti sukonstruotas per septynerius – aštuonerius metus, jei yra rezervo varikliui. Šis lėktuvas talpina iki 50 žmonių. Prognozuojama, kad bendra paklausa vidaus rinkoje bus 20–30 automobilių, kurių kaina yra 100–120 mln.

Serijiniai viršgarsiniai naujos kartos keleiviniai lėktuvai gali pasirodyti apie 2030 m

Abiejose vandenyno pusėse dizaineriai rengia viršgarsinių verslo lėktuvų projektus. Visi ieško naujų maketavimo sprendimų. Kažkas siūlo netipišką uodegą, kažkas - visiškai neįprastą sparną, kažkas - fiuzeliažą su lenkta centrine ašimi ...

TsAGI specialistai kuria projektą SDS / SPS („viršgarsinis verslo lėktuvas / viršgarsinis keleivinis orlaivis“): pagal idėją jis galės atlikti transatlantinius skrydžius iki 8600 km atstumu ne mažesniu nei 1900 kreiseriniu greičiu. km/val. Be to, salonas bus transformuojamas – nuo ​​80 vietų iki 20 vietų VIP klasės.

O praėjusią vasarą Žukovskio oro parodoje vienas įdomiausių buvo greitaeigio civilinio lėktuvo modelis, sukurtas TsAGI mokslininkų pagal tarptautinį projektą HEXAFLY-INT. Šis lėktuvas turėtų skristi didesniu nei 7–8 tūkstančių km/h greičiu, atitinkančiu 7 ar 8 machų greitį.

Tačiau norint, kad greitieji civiliniai orlaiviai taptų realybe, reikia išspręsti daugybę užduočių. Jie siejami su medžiagomis, vandenilio varomąja sistema, jos integravimu į lėktuvo korpusą ir aukšto paties orlaivio aerodinaminio efektyvumo gavimu.

Ir kas jau visiškai aišku: projektuojamo sparnuoto lėktuvo konstrukcijos ypatybės bus aiškiai nestandartinės.

Kompetentingai

Sergejus Černyševas, TsAGI generalinis direktorius, Rusijos mokslų akademijos akademikas:

Garsinis strėlės lygis (staigus smūgio bangos slėgio kritimas) iš Tu-144 buvo lygus 100-130 paskalių. Tačiau šiuolaikiniai tyrimai parodė, kad jį galima padidinti iki 15–20. Be to, sumažinkite garso strėlės garsumą iki 65 decibelų, o tai prilygsta didelio miesto triukšmui. Iki šiol pasaulyje nėra oficialių standartų dėl leistino garso strėlės lygio. Ir greičiausiai tai bus nustatyta ne anksčiau kaip 2022 m.

Jau pasiūlėme ateities viršgarsinio civilinio lėktuvo demonstratoriaus pasirodymą. Pavyzdys turėtų parodyti galimybę sumažinti viršgarsinio kreiserinio greičio bangą ir triukšmą oro uosto teritorijoje. Svarstomi keli variantai: lėktuvas 12-16 keleivių, taip pat 60-80 keleivių. Yra galimybė labai mažam verslo lėktuvui - 6-8 keleiviams. Tai skirtingi svoriai. Vienu atveju automobilis svers apie 50 tonų, kitu – 100-120 ir t.t. Bet mes pradedame nuo pirmojo iš paskirtų viršgarsinių orlaivių.

Įvairiais vertinimais, šiandien rinkoje yra nerealizuota paklausa greitiems verslo žmonių skrydžiams lėktuvais, kuriuose telpa 12-16 žmonių. Ir, žinoma, transatlantiniais maršrutais automobilis turi skristi bent 7-8 tūkstančių kilometrų atstumu. Kreiserinis greitis bus 1,8–2 macho, tai yra maždaug du kartus didesnis už garso greitį. Šis greitis yra technologinė kliūtis, neleidžianti naudoti įprastų aliuminio medžiagų kuriant lėktuvo korpusą. Todėl mokslininkų svajonė – pagaminti lėktuvą vien iš temperatūrinių kompozitų. Ir yra gerų pokyčių.

Aiškius reikalavimus orlaiviui turi nustatyti pradedantis užsakovas, o tada preliminaraus projektavimo ir kūrimo darbų etapuose galimas tam tikras pirminės orlaivio išvaizdos, gautos preliminaraus projektavimo etape, pakeitimas. Tačiau garso strėlės mažinimo garso principai išliks nepakitę.

Trumpalaikis viršgarsinio lėktuvo Tu-144 keleivinis skrydis apsiribojo skrydžiais iš Maskvos į Alma Atą. Nuotrauka: Borisas Korzinas / TASS foto kronika

Manau, kad iki skraidančio prototipo liko 10-15 metų. Artimiausiu metu, pagal mūsų planus, turėtų pasirodyti skraidantis demonstratorius, kurio išvaizda ruošiama. Jo pagrindinė užduotis – pademonstruoti pagrindines technologijas, leidžiančias sukurti viršgarsinį orlaivį su žemu garso strėlės lygiu. Tai būtinas darbo etapas. Naujos kartos serijinis viršgarsinis lėktuvas horizonte gali pasirodyti 2030 m.

Olegas Smirnovas, nusipelnęs SSRS pilotas, Rostransnadzoro visuomeninės tarybos Civilinės aviacijos komisijos pirmininkas:

Pagaminti viršgarsinį keleivinį lėktuvą Tu-160 pagrindu? Mūsų inžinieriams tai visiškai tikra. Jokiu problemu. Be to, šis automobilis yra labai geras, pasižymi puikiomis aerodinaminėmis savybėmis, geru sparnu, fiuzeliažu. Tačiau šiandien bet kuris keleivinis orlaivis visų pirma turi atitikti tarptautinius tinkamumo skraidyti ir techninio tinkamumo reikalavimus. Neatitikimas, lyginant bombonešį ir keleivinį lėktuvą, yra daugiau nei 50 proc. Pavyzdžiui, kai kai kurie sako, kad keičiant reikia „pripūsti fiuzeliažą“, reikia suprasti, kad pats Tu-160 sveria daugiau nei 100 tonų. „Išpūsti“ taip pat prideda svorio. Tai reiškia, kad didėja degalų sąnaudos, mažinamas greitis ir aukštis, todėl orlaivis tampa visiškai nepatrauklus jokiai oro linijų bendrovei savo eksploatavimo sąnaudomis.

Norint sukurti viršgarsinį orlaivį verslo aviacijai, reikia naujos avionikos, naujų orlaivių variklių, naujų medžiagų, naujų degalų rūšių. Ant Tu-144 žibalas, kaip sakoma, tekėjo kaip upė. Šiandien tai neįmanoma. Ir svarbiausia, kad tokio lėktuvo paklausa turėtų būti didžiulė. Vienas ar du iš milijonierių užsakyti automobiliai finansinės problemos neišspręs. Aviakompanijos turės jį išnuomoti ir „atsidirbti“ išlaidas. Ant kieno? Natūralu, kad keleiviams. Ekonominiu požiūriu projektas žlugs.

Sergejus Melničenko, ICAA „Skrydžių sauga“ generalinis direktorius:

Beveik 35 metus, kurie praėjo nuo serijinės Tu-160 gamybos pradžios, technologijos žengė į priekį, ir į tai reikės atsižvelgti giliai modernizuojant esamus orlaivius. Lėktuvų kūrėjai teigia, kad sukurti naują orlaivį pagal naują koncepciją yra daug lengviau ir pigiau nei perstatyti seną.

Kitas klausimas: jei Tu-160 bus perstatytas specialiai verslo lėktuvui, ar vis dėlto arabų šeichai juo susidomės? Tačiau yra keletas „bet“. Lėktuvui reikės gauti tarptautinį sertifikatą (o už jo stovi Europos Sąjunga ir JAV), o tai labai problematiška. Be to, reikės naujų efektyvių variklių, kurių mes neturime. Tie, kurie yra prieinami, nenaudoja kuro, o jį geria.

Jei lėktuvas perdarytas vežti ekonomiškus keleivius (kas mažai tikėtina), tada kyla klausimas – kur skristi ir ką vežti? Per pastaruosius metus vos priartėjome prie 100 mln. pervežtų keleivių skaičiaus. SSRS šie skaičiai buvo daug didesni. Aerodromų skaičius sumažėjo kelis kartus. Ne visi, kurie norėtų iš Kamčiatkos ir Primorės skristi į europinę šalies dalį, gali tai sau leisti. Bilietai į „kurą geriantį lėktuvą“ bus brangesni nei „Boeings“ ir „Airbase“.

Jei lėktuvą planuojama perstatyti vien dėl didelių įmonių vadovų interesų, greičiausiai taip ir bus. Bet tada šis klausimas rūpi tik jiems, o ne Rusijos ekonomikai ir žmonėms. Nors šiuo atveju sunku įsivaizduoti, kad skrydžiai bus vykdomi tik į Sibirą ar Tolimuosius Rytus. Reljefo triukšmo problema. O jei atnaujintam lėktuvui neįleista į Sardiniją, tai kam to reikia?

Viršgarsiniai orlaiviai – tai orlaiviai, galintys skristi greičiu, viršijančiu garso greitį (Macho skaičius M = 1,2-5).

Istorija

Reaktyvinių naikintuvų atsiradimas 1940-aisiais suteikė dizaineriams užduotį toliau didinti greitį. Padidėjęs greitis pagerino tiek bombonešių, tiek naikintuvų našumą.

Viršgarsinės eros pradininkas buvo amerikiečių pilotas bandytojas Chuckas Yeageris. 1947 10 14 skrisdamas eksperimentiniu orlaiviu Bell X-1 su XLR-11 raketine jėgaine, jis valdomu skrydžiu įveikė garso greitį.

Vystymas

Spartus viršgarsinės aviacijos vystymasis prasidėjo 60–70 m. XX amžiuje. Tada buvo išspręstos orlaivių aerodinaminio efektyvumo, valdomumo ir stabilumo problemos. Didelis skrydžio greitis taip pat leido padidinti eksploatacines lubas daugiau nei 20 000 m, o tai buvo patogus aukštis bombonešiams ir žvalgybiniams lėktuvams.

Prieš atsirandant priešlėktuvinėms raketų sistemoms ir sistemoms, galinčioms pataikyti į taikinius dideliame aukštyje, pagrindinis bombonešių veikimo principas buvo išlaikyti bombonešius maksimaliame aukštyje ir greičiu. Tada buvo pastatyti ir serijinei gamybai pradėti įvairios paskirties viršgarsiniai lėktuvai – žvalgybiniai bombonešiai, gaudytuvai, naikintuvai, perimtieji bombonešiai. „Convair F-102 Delta Dagger“ buvo pirmasis viršgarsinis žvalgybinis lėktuvas, o „Convair B-58 Hustler“ – pirmasis viršgarsinis ilgo nuotolio bombonešis.

Šiuo metu projektuojami, kuriami ir gaminami nauji orlaiviai, kai kurie iš jų gaminami naudojant specialią technologiją, mažinančią jų radarą ir vizualinį parašą – „Stealth“.

Keleivinis viršgarsinis lėktuvas

Aviacijos istorijoje buvo sukurti tik 2 viršgarsiniai keleiviniai orlaiviai, kurie vykdė reguliarius skrydžius. Pirmasis sovietinio lėktuvo Tu-144 skrydis įvyko 1968 metų gruodžio 31 dieną, jo veikimo laikas – 1975–1978 m. Anglų-prancūzų lėktuvas „Concorde“ pirmą kartą skrido 1969-02-03 ir buvo skridęs transatlantine kryptimi 1976–2003 m.

Tokių orlaivių naudojimas leido ne tik sutrumpinti skrydžio laiką dideliais atstumais, bet ir naudoti neužimtas oro linijas dideliame aukštyje (apie 18 km) tuo metu, kai buvo naudojami 9-12 km aukšti. įdėklai buvo labai apkrauti. Taip pat viršgarsiniai orlaiviai skrido ne oro maršrutais (ištiesintais maršrutais).

Nepaisant kelių transoninių ir viršgarsinių orlaivių projektų (SSBJ, Tu-444, Tu-344, Tu-244, Lockheed L-2000, Boeing Sonic Cruiser, Boeing 2707) nesėkmės ir dviejų užbaigtų projektų eksploatavimo nutraukimo, buvo sukurta moderni tęsiami hipergarsinių lėktuvų (pvz., SpaceLiner, ZEHST) ir besileidžiančių (karinio transporto) greitojo reagavimo lėktuvų projektai. Buvo paleistas viršgarsinis verslo lėktuvas Aerion AS2.

Teoriniai klausimai

Lyginant su ikigarsiniu skrydžiu viršgarsiniu greičiu, jis vykdomas pagal kitokį dėsnį, nes orlaiviui pasiekus garso greitį, pasikeičia srauto modelis, dėl to didėja transporto priemonės kinetinis įkaitimas, didėja aerodinaminis pasipriešinimas. , ir stebimas aerodinaminio židinio pokytis. Visa tai kartu įtakoja orlaivio valdomumo ir stabilumo pablogėjimą. Taip pat atsirado iki šiol nežinomas bangų pasipriešinimo reiškinys.

Todėl efektyviam skrydžiui pasiekus garso greitį reikia ne tik padidinti variklio galią, bet ir diegti naujus konstrukcinius sprendimus.

Todėl tokių orlaivių išvaizda pasikeitė – atsirado aštrūs kampai ir būdingos tiesios linijos, lyginant su „lygia“ ikigarsinio orlaivio forma.

Iki šiol užduotis sukurti tikrai veiksmingą viršgarsinį orlaivį nebuvo išspręsta. Kūrėjai privalo rasti kompromisą tarp normalių kilimo ir tūpimo charakteristikų išlaikymo ir reikalavimo padidinti greitį.

Todėl šiuolaikinės aviacijos naujų aukščio ir greičio sienų užkariavimas yra susijęs ne tik su naujų varomųjų sistemų ir išdėstymo schemų įdiegimu, bet ir su skrydžio geometrijos pokyčiais. Šie pakeitimai turėtų pagerinti orlaivių kokybę skrendant dideliu greičiu, nepabloginant jų veikimo mažu greičiu ir atvirkščiai. Dizaineriai pastaruoju metu atsisakė sparnų ploto ir jų profilių storio mažinimo, braukimo kampo didinimo, grįžimo prie didelio santykinio storio ir mažo šlavimo sparnų, jei buvo keliami praktiškų lubų ir greičio reikalavimai. pasiekti.

Svarbu, kad viršgarsinis orlaivis būtų geras skrydžio našumas esant mažam greičiui ir būtų atsparus pasipriešinimui dideliu greičiu, ypač esant paviršiaus aukštyje.

Orlaivių klasifikacija:

A

B

V

G

D

IR

KAM

L

O

P

R