Например, европейский проект сверхзвукового/гиперзвукового (гиперзвуковыми называются самолеты, которые развивают скорость в районе 5 числа Маха) лайнера Zero Emission HyperSonic Transport (ZEHST) будет использовать два типа двигателей. Феномен Ту-144: инженерные особенности и его отличия от британо-французского сверхзвукового самолета Concorde. Обычно крейсерская скорость пассажирского самолета составляет примерно 925 км/ч. Спустя 45 лет после прекращения эксплуатации Ту-144 на пассажирских авиалиниях, в России вновь на официальном уровне говорят о необходимости создания гражданского сверхзвукового самолета.
NASA представило экспериментальный "малошумный" сверхзвуковой самолет X-59
| NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации | Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. |
| Хождение за пять Махов | Максимальная скорость самолета составит 1,7 Маха (2083 км/ч). |
Ту-144: опережая звук и весь мир
Но благодаря этой новости стало известно, что гиперзвуковой пассажирский самолет — это не из фантастического романа, а предмет сегодняшних научных разработок. В международном проекте по созданию такого самолета Hexafly-Int участвует российский Центральный аэрогидродинамический институт им. Жуковского ЦАГИ , сотрудником которого и был наш ученый. А вот сверхзвуковой самолет нового поколения «старое» поколение — это «Конкорд» и российский ТУ-144 ученые ЦАГИ надеются создать уже буквально завтра. Его летные испытания, если финансирование позволит, предполагается начать в 2023 году. Планируемая скорость — в два с лишним раза быстрее, чем у нынешних лайнеров. Научную базу под проект будет подводить научный центр мирового уровня «Сверхзвук» консорциум из десятка ведущих российских институтов - на это выделено госфинансирование в рамках нацпроекта «Наука». Но и у России так или иначе есть огромный задел, - оценивает перспективы исполнительный директор агентства «АвиаПорт» Олег Пантелеев.
Проработаны некоторые вопросы, связанные с особенностями конструкции. Как делать силовую схему, какие использовать материалы. Параллельно Центральный институт авиационного моторостроения ведет проработки по двигателю для пассажирского сверхзвукового самолета. Так значит, не фантастика, и скоро мы будем летать гораздо быстрее? Когда самолет преодолевает звуковой барьер, с земли это воспринимается как хлопок. И это тоже проблема: современные лайнеры должны быть тихими. Они уже летали и перевозили пассажиров.
Вообще первый пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат — американский самолет-ракетоплан X-15 - появился еще аж в 60-х годах прошлого века. Что пошло не так? Тем более что в военных целях сверхзвуковые и гиперзвуковые скорости вполне себе используются. А почему не в мирных?
Проблема комплексная. Она связана с применением оптимальных материалов, оптимальных конструкций, включая бионические, и таких же оптимальных технологий. Остекления в кабине пилота не будет. Все внешние источники информации - телевизионные, инфракрасные, радиоэлектронные и т. Поэтому говорят о "темной кабине", где картинка перед пилотами будет создаваться при помощи систем искусственного зрения. Или дополненной реальности. Очень много вопросов, связанных именно с интеллектуализацией кабины пилотов. Сверхзвуковой самолет должен быть оснащен техническим оборудованием, которое может видеть лучше, чем человек. По словам специалистов, информационное поле кабины - одна из важнейших критических технологий. На какие инновационные материалы делают основную ставку наши ученые и конструкторы? По словам генерального директора ЦАГИ, члена-корреспондента РАН Кирилла Сыпало, ставка даже не на материалы, а на синергию материалов, технологий и конструкций, которые обеспечат заданные качества. Это отдельная новелла в области авиационных материалов. Потому что надо одновременно научиться работать и со свойствами металлов, и со свойствами композитов, объединенных воедино, в том числе в нетрадиционных конструктивно-силовых схемах. Например, пробионического дизайна", - подчеркивал ученый в интервью "РГ". При этом уровень безопасности полетов должен соответствовать показателям перспективных гражданских самолетов. Российские ученые планируют разработать инновационные системы управления, которые снизят количество возможных ошибок пилота в четыре раза. Летом прошлого года проект был представлен на Евразийском аэрокосмическом конгрессе. Концепция бизнес-джета сохранилась, однако вместимость существенно увеличилась - речь идет о 20-25 пассажирах. Специалисты устверждают: сверхзвуковая авиация второго поколения будет намного эффективней по экономике и аэродинамическому совершенству. И, главное, будет обладать высокими экологическими качествами: низким шумом и звуковым ударом, низким уровнем вредных выбросов. Пока речь идет о создании небольшого по размерам самолета, для которого проще решаются технологические проблемы. Это разумный старт на новом витке освоения мирного сверхзвука.
Согласно опубликованным данным, в гиперзвуковом самолете в качестве авиационного керосина может использоваться термостабильное топливо марки Т-6 или Т-8 В, а в качестве криогенного топлива — сжиженный природный газ или сжиженный водород. Среди авторов изобретения — заслуженный конструктор России Валерий Бендеров, который в 2012—2019 годах занимал должность директора программы — главного конструктора многофункционального летно-моделирующего комплекса ЛМК-214 , ведущий инженер-конструктор ОКБ « Туполев ». Популярное за сутки.
Сегодня это летающая лаборатория: один из моторов заменили электрическим на сверхпроводниках. Он расположен в носу и может работать либо от аккумуляторов их разместили в салоне , либо от генератора, который пока питается от газотурбинного двигателя. Сверхпроводники должны помочь увеличить КПД, но им требуется охлаждение, чтобы проводили ток без потерь. Здесь для этого сейчас используют жидкий азот, и бак с ним — неотъемлемая часть двигателя. По словам разработчиков, следующий шаг — использование водорода: он может быть и охладителем, и топливом, которое весьма перспективно. Именно на водороде летают, например, экспериментальные отечественные дроны, разработанные в России. Самолет на водороде создают сейчас в Европе — без вредных выбросов, с более экономичной формой в виде ската.
Облететь планету за два часа: все, что известно о самом быстром реактивном самолете
7. При полете на сверхзвуковой скорости самолет сильно нагревается от трения воздуха и не успевает охлаждаться, а температура фюзеляжа доходит до 120-130 градусов Цельсия. Сегодня в 00:00 по московскому времени NASA и Lockheed Martin впервые показали экспериментальный сверхзвуковой самолёт проекта X-59. Полностью автономный дрон станет взлетать с обычных взлетно-посадочных полос аэропортов и подниматься на высоту более 50 км, где будет разгоняться уже до гиперзвуковой скорости.
В США показали экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59 QueSST
| Сверхзвук 2.0: когда появятся наследники «Конкорда» и Ту-144? | Главная особенность этого самолёта в том, что благодаря хитрой аэродинамике он будет производить очень мало шума даже при полёте на максимальной скорости, и это должно убедить авиационные ведомства в возможности сверхзвуковых полётов над обитаемыми. |
| Сверхзвуковой самолёт NASA впервые взлетит в небо в 2024 году | Ведущие авиационные державы мира напряженно работают над проектами новых сверхзвуковых пассажирских самолетов. |
| Самые быстрые пассажирские и военные самолеты в мире | Фото: Boom Technology Сверхзвуковой скорости самолет достиг скорости только 455 км/ч (0,368 Маха) на высоте 2170 метров. |
| NASA представило бесшумный сверхзвуковой самолёт X-59 для гражданской авиации | Европа категорически против сверхзвукового самолета, который не удовлетворяет 14-й главе по шуму. |
Над Краснодаром раздался сильный хлопок. Рассказываем, что такое «сверхзвук»
Скорость самолета, при которой у его поверхности появляются сверхзвуковые потоки, назвали критической. Максимальная скорость самолета достигается в вертикальном пикировании с наибольшей тягой двигателя. Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша. Первые проекты сверхзвуковых гражданских самолетов появились в послевоенные годы на волне успеха с преодолением скорости звука боевыми истребителями и позже − сверхзвуковыми бомбардировщиками. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу.
Ту-144: опережая звук и весь мир
Однако этих классических представлений оказалось недостаточно, чтобы объяснить явления, которые наблюдаются при скорости полета, превышающей критическую. Невыясненной осталась и физическая причина совпадения момента роста сопротивления и появления у поверхности крыла сверхзвуковой скорости. К тому моменту, когда проблемы, возникающие при критических скоростях, были осознаны, в мире уже велись исследования, связанные с учетом влияния сжимаемости уменьшение плотности газа при увеличении скорости течения на распределение давления по поверхности крыла. Так, одним из авторитетных специалистов по аэродинамике того времени, немецким физиком Л. Прандтлем был введен множительный поправочный коэффициент, с помощью которого можно было пересчитать давление и подъемную силу профиля с учетом соответствующих данных по обтеканию его несжимаемым газом. Однако эксперименты показали, что при скоростях потока, превышающих критическую, теория Прандтля оказалась неверна. Обтекание крыла воздухом и распределение давления в потоке в докритическом режиме существенно отличается от режима, устанавливающегося при скоростях свыше критической. В качестве примера можно привести графики, на которых демонстрируются типичные примеры докритического и сверхкритического обтеканий. Скачки уплотнения возникают всякий раз, когда частицы сверхзвукового потока газа сталкиваются с поверхностью тел или меняют направление движения на конечный угол на очень малых расстояниях, сравнимых с длиной свободного пробега молекул газа. На рисунках самолетов, проходящих сверхзвуковой барьер, хорошо видны замыкающие скачки уплотнения, возникающие при полете на сверхкритической скорости, которые зависят от формы крыльев. Когда молекула воздуха попадает в узкий слой, в котором происходит скачок уплотнения, то в результате неупругого взаимодействия молекул друг с другом часть кинетической энергии переходит в тепловую.
Так как после прохождения скачка уплотнения кинетическая энергия газа уменьшается, то уменьшается и его полное давление. В термодинамике такой процесс называется необратимым. В качестве меры необратимости используется энтропия S. В скачке уплотнения энтропия газа увеличивается. Приращение энтропии равно отношению количества кинетической энергии, перешедшей в результате неупругого взаимодействия частиц в тепловую энергию, к абсолютной температуре газа. Таким образом, полное давление газа при прохождении скачка уплотнения уменьшается. Это обстоятельство использовалось в дальнейшем для объяснения причины увеличения сопротивления профилей при их обтекании трансзвуковой скоростью набегающего потока. Скачки уплотнения ответственны также и за явление «звукового удара», которое наблюдается при полете сверхзвуковых самолетов. ЦАГИ и решение проблемы В 1940 г. Жуковского — крупнейшем государственном научном авиационном центре России — под руководством академика С.
Христиановича было вычислено сопротивление, вызванное наличием скачков уплотнения при переходе обтекающего потока из сверхзвукового режима в дозвуковой: оно получило название волнового сопротивления. Оказалось, что скачок уплотнения приводит к падению давления в хвостовой части профиля, что вызывает рост сопротивления обтекаемого тела. Для того чтобы подтвердить теорию, нужно было провести эксперименты; с этой целью требовалось создать аэродинамическую трубу с трансзвуковой скоростью в рабочей части. При работе над трубой ученые наткнулись на существенное физическое ограничение: оказалось, что при обтекании модели крыла трансзвуковым потоком возникающие ударные волны, отражаясь от стенок рабочей части, падают на поверхность модели и существенно меняют структуру течения. Чтобы обойти эту проблему, Христианович разработал теорию «коротких» волн, позволяющую решать задачи взаимодействия ударных волн с различными поверхностями. Оказалось, что полупроницаемые поверхности значительно ослабляют интенсивность отраженных волн — так появилась идея перфорировать стенки рабочей части трансзвуковой аэродинамической трубы. И подобная труба впервые в мире была создана в самом ЦАГИ в 1946 г. Сейчас трубы с перфорацией стенок стали неотъемлемой частью аэродинамических лабораторий всего мира. В дальнейшем задача влияния сжимаемости течения на распределение давления по крылу в короткие сроки была полностью решена Христиановичем и его сотрудниками.
На сегодняшний день в России ведутся работы по нескольким типам СГС. ПАО «Туполев» совместно с другими ведущими отечественными предприятиями, включая ЦАГИ, создаёт самолёт вместимостью порядка 30 пассажиров. Взлётная масса лайнера составит 70 тонн, скорость — 1,4—1,8 Маха. В сентябре 2018 года заместитель генерального директора по проектированию ПАО «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что в своих научных изысканиях по теме СГС конструкторы компании опираются на опыт разработки военных машин с крылом фиксированной и изменяемой геометрии — Ту-160 и дальнего бомбардировщика Ту-22. При этом, как утверждает Солозобов, цена СГС будет чуть выше дозвукового узкофюзеляжного двухдвигательного самолёта Ту-214. Об этом свидетельствуют предварительные результаты стоимостного проектирования, которое провели в ПАО «Туполев». Также по теме «Будущее — за гибридными двигателями»: как новая силовая установка может изменить облик гражданской авиации в РФ Осенью 2020 года в России начнутся лётные испытания гибридного авиационного двигателя. Об этом RT сообщил начальник отдела... В сентябре прошлого года министр промышленности и торговли России Денис Мантуров в интервью газете «Ведомости» сообщил, что ведомство намерено поддержать проект компактного сверхзвукового джета на 16—19 мест. Он рассказал, что на исследования по вопросу создания СГС в 2017—2019 годах было направлено 1,4 млрд рублей. В середине апреля 2020 года Минпромторг объявил тендер на формирование концепции сверхзвуковой гражданской машины под шифром СГС-Т1. Работы должны завершиться к 15 декабря 2021 года. Разработчик получит 213 млн в 2020 году и почти 505 млн в 2021 году. Ожидается, что эти деньги позволят нивелировать дефицит знаний и технологий в сфере гражданского сверхзвука.
Москва, ул. Полковая, дом 3 строение 1, помещение I, этаж 2, комната 21.
Рассказываем, что такое «сверхзвук» Над Краснодаром раздался сильный хлопок. Эксперт объяснил, как образуется сверхзвук; фото из личного архива Ивана Нечаева Читать Телеканал Краснодар: Вечером 19 декабря в разных районах Краснодара был слышен сильный шум. Почему самолет издает такой шум? Самолет как будто просто врезается в стенку и пытается ее проломить. То есть при увеличении скорости увеличивается плотность воздуха. Самолету нужно это преодолеть, так и происходит «хлопок». С данным эффектом многие сталкивались в жизни — это хлыст.
Сверхзвуковой пассажирский самолет: что это такое, на какой высоте летают
РИА Новости, 21.10.2019. Главная цель разработчиков амбициозных проектов по запуску сверхзвуковых самолетов состояла в том, чтобы понять, как машине нового поколения перевозить до 300 пассажиров на скорости 2500 км/час. 7. При полете на сверхзвуковой скорости самолет сильно нагревается от трения воздуха и не успевает охлаждаться, а температура фюзеляжа доходит до 120-130 градусов Цельсия.
От Ту-144 до «Стрижа». Будет ли в России новая эра гражданского сверхзвука?
X-59 - не пассажирский самолет, а экспериментальная машина для испытания нового типа фюзеляжа. Обычные сверхзвуковые самолеты при преодолении звукового барьера создают так называемый "звуковой удар". Благодаря особой форме крыльев и передовым техническим характеристикам X-59 достигается значительное снижение уровня шума по сравнению с бывшим британо-французским сверхзвуковым пассажирским самолетом Concord и советским Ту-144. Более того, уровень шума снижен до 70-75 децибел по сравнению двигателем обычного самолета, шум которого достигает около 140 децибел.
Эта особая форма предотвращает слияние волн, генерируемых в носовой части самолета, с волнами, генерируемыми в хвостовой части. В результате, удар, ощущаемый на земле, не должен превышать 75 дБ. По данным НАСА, это примерно так же громко, как хлопанье дверью автомобиля на улице. Цель: добиться изменений в нормативно-правовой базе X-59 - это просто технологический демонстратор не прототип. В своем нынешнем виде он не может перевозить пассажиров. После подтверждения характеристик и "бесшумности" X-59 в 2024 году планируется провести серию испытательных полетов над полудюжиной населенных пунктов США, отобранных для обеспечения разнообразных географических и атмосферных условий. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что потолок в 75 дБ является приемлемым для общественности - непременное условие для возвращения пассажирских перевозок на сверхзвуковых скоростях. Собранные данные затем будут представлены Международной организации гражданской авиации, которая отвечает за регулирование авиационного шума.
Источник: РИА "Новости" В нем установлено три турбореактивных двигателя: два работают на авиакеросине, еще один — на криогенном топливе. Согласно совместной патентной классификации изобретение относится к категориям «Сверхзвуковые самолеты», «Космические транспортные корабли многократного применения» и «Монтаж и размещение силовых установок». Уточняется, что изобретение призвано решить проблему нагрева планера при полете на сверхзвуковых скоростях, вызванного взаимодействием внешних поверхностей с набегающим потоком воздуха. При этом за счет повышенного трения внешних частей планера об воздух происходит их интенсивный нагрев и для продолжения длительного полета с гиперзвуковой скоростью необходимо их охлаждение.
Ожидается, что в 2024 году будет совершен первый тестовый вылет X-59 на скорости ниже скорости звука. По словам руководителя программы по разработке X-59 компании Lockheed Martin Дэвида Ричардсона, первый тестовый вылет запланирован на "конец весны - начало лета" 2024 года. Позднее будет также совершен первый тестовый сверхзвуковой полет X-59. По завершении тестовых полетов NASA рассчитывает приступить к сверхзвуковым полетам X-59 над территорией США для сбора данных о том, какой звук он издает при движении и как на него реагирует население.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
РИА Новости, 21.10.2019. Компания Boom провела первый испытательный полет аппарата XB-1, прототипа нового сверхзвукового пассажирского самолета. Самолёт способен развивать максимальную скорость в 2,5 Маха.
Сверхзвуковой самолёт NASA впервые взлетит в небо в 2024 году
Максимальная скорость самолета составит 1,7 Маха (2083 км/ч). Как бы ни разгонялся обычный самолет, он не сможет длительное время лететь на сверхзвуковой скорости. Лайф разбирался, зачем сверхзвуковым пассажирским самолётам дают вторую жизнь и для чего "наследника" Ту-144 проектируют в России.
Вы точно человек?
Он связан и с ограничением, и с экономикой, потому что на таких скоростях нагревается конструкция, значит, обычное топливо не подходит, звуковые параметры, уровень шума — я думаю, что все равно этот вопрос остается. Но самое главное, конечно, там большие имеют значение эксплуатационные затраты, стоимость билетов, обслуживания и так далее. В наше время даже с точки зрения бизнеса — насколько это актуально? Я нахожусь в Москве, партнер находится в Бразилии, заключили договор, провели переговоры по видеосвязи. Несколько десятилетий назад такого не было, поэтому «Конкорд» прежде всего был необходим для бизнесменов: например, надо слетать в Нью-Йорк, заключить договор.
Билеты на «Конкорд», я сейчас не могу точную цифру сказать, но мне кажется, что полет Париж — Нью-Йорк на «Конкорде» был порядка 10 тысяч долларов. Полет Москва — Алма-Ата на Ту-144, по-моему, месяцев девять была эксплуатация, стоил примерно в два раза дороже, чем обычный билет. Разработка началась в 2019 году, сборка завершилась в 2021-м.
Цель состоит в том, чтобы убедиться, что потолок в 75 дБ является приемлемым для общественности - непременное условие для возвращения пассажирских перевозок на сверхзвуковых скоростях. Собранные данные затем будут представлены Международной организации гражданской авиации, которая отвечает за регулирование авиационного шума. Если меры НАСА по борьбе с шумом окажутся эффективными, правила могут быть изменены на международной встрече в 2028 году. X-59 может проложить путь для нового поколения сверхзвуковых авиалайнеров.
При скорости 1,4 Маха полет из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк займет всего 2,5 часа по сравнению с 5 часами при стандартной скорости. И в отличие от Concorde, который был предназначен для довольно богатой клиентуры, Никол считает, что сверхзвуковые самолеты могут быстро стать доступными для широкой публики. По словам Дэвида Ричардсона, руководителя программы X-59 компании Lockheed Martin, полеты для широкой публики могут состояться уже в 2035 году.
Ту-144 2. Но даже такая стоимость не покрывала расходы на содержание и эксплуатацию. Сверхзвуковая авиация была доступна лишь обеспеченным людям. После трагических катастроф наполняемость самолетов стала такой низкой, что эксплуатировать их было просто нерентабельно. Шум Тысячи жалоб на звук от местных жителей, разбитые окна и трещины в стенах. Власти многих стран запретили полёты на сверхзвуковой скорости из-за шума, который лайнеры создавали при прохождении границы звука.
Из-за этого «Конкорд» переходил на сверхзвуковую скорость только над океаном, а над сушей тратил очень много топлива, потому что конструкция не предусматривала эффективного дозвукового полёта. Что нас ждёт в будущем? Мировая пассажирская авиация надолго отказалась от сверхзвуковых полётов. Но авиаконструкторы не оставляли попытки спроектировать новые модели самолётов: экологичные и экономичные, с низким шумом и минимальным количеством выбросов вредных веществ. Сразу несколько стартапов и крупных компаний, в том числе и российские, разрабатывают сверхзвуковые лайнеры для гражданских полётов. Бизнес-джет AS2 Компания Aerion работает над сверхзвуковыми бизнес-джетами вместимостью 8-11 мест. AS2 будет отличаться значительно низким уровнем звуковой ударной мощности, то есть издавать меньше шума, чем тот же «Конкорд». Это важное преимущество: благодаря своим характеристикам самолёт от компании Aerion сможет летать на сверхзвуковой скорости над городами и укладываться в ограничения по уровню шума. Производство AS2 во Флориде планируют начать уже в 2023 году, и за десять лет построить 300 сверхзвуковых моделей.
Наиболее характерным представителем этой категории летающих машин стоит назвать американский NASA X-43, ставший в первой половине прошлого десятилетия относительно открытой компиляцией всех аналогичных секретных военных разработок России и США, начавшихся еще в 1950-е гг. Этот небольшой беспилотник достиг почти десяти скоростей звука. Правда, для этого он как тот самый Bell Х-1 в 1947-м! Например — «скорость самолета превысила 5,2 Маха». Что же это за единица измерения и как ее воспринимать? Так называемое «число Маха» названо в честь Эрнста Маха, австрийского физика. Будучи одним из основоположников газовой механики и окончив жизнь в эпоху первых летающих «этажерок», «небесных тихоходов», он и подумать не мог, что уже в конце 1940-х гг. Число Маха, или число М, как его также называют — не самая очевидная вещь для понимания. Одна из канонических трактовок звучит так: «отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде»… Впрочем, попробуем объяснить его понятными словами, «на пальцах». Запредельно упрощенно и весьма некорректно! Однако любой преподаватель газодинамики за такое объяснение отвесит вам полновесного «леща» учебником Абрамовича.