Росавиация подтвердила пролет сверхзвуковых самолетов, — сообщил губернатор Калужской области Владислав Шапша.
Звуковой удар похож на взрыв. Эксперт объяснил процесс перехода самолета на сверхзвук
| В США показали экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59 QueSST | Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. |
| Россия вернется на рынок пассажирского сверхзвука с наследником Ту-144 | Пикабу | О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. |
Ведущий «России 1» пытался понять, как летчики слышат диспетчера, когда самолёт на сверхзвуке
Александр Иошпа, кандидат географических наук и преподаватель климатологии, выпускник Воронежского высшего военного авиационного инженерного училища, рассказал нашим коллегам из «ДОН 24», что происходит при переходе самолета на сверхзвуковую скорость и почему. Компания Venus Aerospace недавно представила концепт гиперзвукового самолета, который передвигается со скоростью 9 Махов (≈11 025 км/ч). Сверхзвуковой пассажирский самолет NASA стоимостью 247,5 миллиона долларов будет запущен в 2021 году. Экспериментальный сверхзвуковой реактивный самолет НАСА приближается к первому испытательному полету. Скорость самого быстрого гиперзвукового самолета — более 12 тыс. км/ч.
Ту-144: опережая звук и весь мир
Державы давно конкурируют в развитии гиперзвуковых технологий. Американцы пытаются сконструировать ракеты, оружие и прямоточный воздушный двигатель. У Российской Федерации уже в наличии ракетные гиперзвуковые комплексы «Кинжал». Самый ожидаемый и новый проект в области авиации РФ — это истребитель МиГ-41. Ему предстоит стать новейшей технологией в авиационной промышленности. Ожидается что быстрота полета будет в 4 раза выше скорости звука.
В России ведется разработка сверхзвукового пассажирского самолета нового поколения. На инновационной перспективной машиной работают инженеры и ученые. Проект реализовывается при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ. Аэродинамические характеристики будущего летательного аппарата: Низкий уровень шума при взлете и посадке. Незначительный звуковой удар во время крейсерского движения.
Гиперзвуковой авиалайнер Boeing Модель многоразового гиперзвукового летательного аппарата представила компания «Боинг». Новый дизайн имеет плоский фюзеляж, короткие крылья и двойной хвост. Двигатели находятся внутри двух отдельных обтекателей, но еще неясно какие реактивные установки будет использовать компания для этой машины. Неизвестно, что именно побудило «Боинг» именно сейчас предоставить новую концепцию. Первая презентация компании под названием «Валькирия» состоялась в 2018 г.
Основное внимание компании уделяется разработке гиперзвуковых летательных аппаратов, способных выполнять задачи по нанесению ударов и разведке. Подведем итоги Сегодня сверхзвуковые пассажирские самолеты не эксплуатируются. Гонка авиаконструкторов различных держав стала источником надежд и разочарований. Скептики утверждают, что подобный вид летательных машин уже никогда не будет востребованным в гражданской авиации, потому что признан неэффективным и небезопасным. Изменилось время, поменялась скорость передачи информации.
Электронные подписи, онлайн-конференции, скайп. Но Ту-144 и «Конкорд» навсегда останутся в истории не только как опередившие звук, но и как опередившие время.
За билет в один конец. Можно понять, почему спрос на них был несколько меньше, нежели на перелёты, с помощью самолётов, не достигающих сверхзвуковых скоростей. Так прошло несколько десятилетий. До 2003.
Одной из причин отказа от эксплуатации этой модели стала авиакатастрофа, произошедшая в 2000 году. Тогда, на борту разбившегося «Конкорда» находилось 113 человек. Все они погибли. Позже начался международный кризис в области пассажирских авиационных перевозок. Его причина — теракты, произошедшие 11 сентября 2001 года, на территории Соединённых штатов. Да ещё, ко всему, заканчивается срок гарантийного обслуживания «Конкордов» авиакомпанией Airbus. Всё это вместе сделало дальнейшую эксплуатацию сверхзвуковых пассажирских самолётов крайне невыгодной.
И в 2003 году были поочерёдно списаны все «Конкорды», как во Франции, так и в Великобритании. Надежды После этого ещё оставались надежды на скорое «возвращение» сверхзвуковых пассажирских самолётов. Авиаконструкторы рассуждали о создании особых двигателей, кои позволят экономить топливо, не смотря на скорость полёта. Говорили о повышении качества и оптимизации основных систем авионики, на таких авиамашинах. Но, в 2006 и 2008 годах вышли новые постановления Международной организации гражданской авиации. В них определялись последние действительны они, кстати, и на данный момент стандарты допустимого авиационного шума при полёте. А сверхзвуковые самолёты, как известно, не имели права летать над населёнными пунктами, именно поэтому.
Ведь производили сильные шумовые хлопки также по причинам физических особенностей полёта , когда двигались на максимальных скоростях. Это стало причиной того, что «планирование» «возрождения» сверхзвуковой пассажирской авиации несколько затормозилось. Однако, на самом деле, после введения данного требования, авиаконструкторы стали думать, как решить такую проблему. Ведь она тоже имела место быть и раньше, просто «запрет» сконцентрировал внимание именно на ней — «проблеме шума». А что же сегодня? Но с момента последнего «запрета» прошло уже десять лет. И планирование плавно перешло в проектирование.
На сегодняшний день созданием пассажирских сверхзвуковых самолётов, занимаются несколько компаний и государственных организаций. Какие именно? Российские: Центральный аэрогидродинамический институт тот самый, который назван в честь Жуковского , компании «Туполев» и «Сухой». У российских авиаконструкторов есть неоценимо важное преимущество. Опыт советских проектировщиков и создателей Ту-144. Впрочем, об отечественных наработках в этой сфере лучше поговорить отдельно и подробнее, что мы и предлагаем сделать дальше. Но не только россияне создают сверхзвуковой пассажирский самолёт нового поколения.
Это также и европейский концерн — Airbus, и французская компания Dassault. В стране восходящего солнца основная организация, проектирующая такой самолёт — это агентство аэрокосмических исследований. И данный список — отнюдь не полный. При этом важно уточнить, что подавляющая часть профессиональных авиаконструкторов, работающих в данной сфере, разделилась на две группы. Независимо от страны происхождения. Одни считают, что создать «тихий» сверхзвуковой пассажирский самолёт, на сегодняшнем уровне технологического развития человечества, невозможно никоим образом. А потому — единственный выход, — это проектирование «просто быстрого» авиалайнера.
Он, в свою очередь, будет переходить на сверхзвуковую скорость в тех местах, где это разрешено. А пролетая, например, над населёнными пунктами, возвращаться к дозвуковой. Такие «скачки», по мнению этой группы учёных и конструкторов, позволят сократить время полёта до минимально возможного, и не нарушить требований относительно шумовых эффектов. Другие же наоборот — полны решимости. Они считают, что бороться с причиной шума можно уже сейчас. И приложили немало усилий, дабы доказать — сверхзвуковой авиалайнер, летающий тихо — вполне возможно построить в самые ближайшие годы. И ещё немного нескучной физики Итак, при полёте на скорости более чем в 1,2 Маха, планер летательного аппарата образует ударные волны.
Наиболее сильны они в хвостовой и носовой зоне, а также некоторых других частях самолёта, как например — на кромках воздухозаборников. Что такое ударная волна? Это зона, где плотность, давление и температура воздуха испытывают резкие скачки. Возникают они при перемещениях на высоких скоростях, быстрее звуковой. Людям же, которые стоят при этом на земле, не смотря на расстояние, кажется, что происходит некий взрыв. Конечно, речь идёт о тех, кто находится в относительной близости — под тем местом, где летит самолёт. Именно потому и были запрещены полёты сверхзвуковой авиации над городами.
С такими ударными волнами, как раз, и борются представители «второго лагеря» учёных и конструкторов, кои верят в возможность нивеляции этого шума. Если вдаваться в подробности, то причина такового буквально «столкновение» с воздухом на очень большой скорости. На фронте волны резко и сильно повышено давление. В то же время, сразу, после него, наблюдается падение такового, а затем переход к нормальному показателю давления такому, как было до «столкновения». Однако, уже проведена классификация типов волн и найдены потенциально оптимальные решения. Осталось только закончить работы в этом направлении и внести необходимые коррективы в проекты самолётов, или же создавать таковые с ноля, с учётом данных поправок. В частности, специалисты NASA пришли к осознанию необходимости конструкционных изменений, с целью реформации особенностей полёта в целом.
А именно — изменению специфики ударных волн, насколько это возможно при нынешнем технологическом уровне. Что достигается путём реструктуризации волны, за счёт конкретных изменений конструкции. В результате — стандартная волна рассматривается как N-тип, а та, которая возникает при полёте, с учётом предложенных специалистами нововведений, как S-тип. И при последней, значительно снижается «взрывной» эффект смены давления, и люди, находящиеся внизу, например, в городе, если самолёт пролетает над ним, даже тогда, когда слышат таковой эффект, то только как «отдалённый хлопок дверью автомашины». Форма — тоже важно Кроме того, например, японские авиационные конструкторы, не так давно, в середине 2015, создали беспилотный планер модели D-SEND 2. Его форма спроектирована особым образом, позволяя существенно уменьшить интенсивность и количество ударных волн, возникающих, когда аппарат летит на сверхзвуковой скорости. Эффективность предложенных таким образом, японскими учёными, инноваций, была доказана при испытаниях D-SEND 2.
Таковые провели в Швеции, в июле 2015. Достаточно интересным был ход мероприятия. Планер, который не был оснащён двигателями, подняли на высоту в 30,5 километров. С помощью воздушного шара. Затем его сбросили вниз. За время падения он «разогнался» до скорости в 1,39 Маха. После проведённых испытаний, японские авиаконструкторы смогли с уверенностью заявить — интенсивность ударных волн, при полёте их детища на скорости, превышающей быстроту распространения звука, — в два раза меньше, чем у «Конкорда».
Прежде всего — его носовая часть не осесимметричная. Киль смещён к ней, и при этом, горизонтальное хвостовое оперение установлено как цельноповоротное.
И даже уменьшенный звуковой удар в крейсерском полёте может доставлять людям неудобства. Но сделать самолёт, который эффективен и на дозвуке, и на сверхзвуке, просто невозможно с точки зрения физики. На дозвуке для хорошей аэродинамики требуется длинное крыло, но с таким крылом самолёт невозможно разогнать до сверхзвуковой скорости — возникнет огромное сопротивление, и самолёт словно упрется в «стену». Для преодоления звукового барьера нужно короткое крыло с большим углом стреловидности , но на дозвуке такой самолёт неэффективен из-за высокого расхода топлива.
СЗС второго поколения должен быть оптимально настроен для длительного, протяженного крейсерского полёта со сверхзвуковой скоростью, и чтобы такие самолёты получили путевку в жизнь, необходимо принять нормы по низкому звуковому удару. Наряду с Boom Supersonic над созданием гражданского сверхзвукового самолёта работает еще одна американская компания — Aerion Supersonic. И вторая новость связана с ней. Aerion прилетел, не взлетая Компания Aerion разрабатывала бизнес-джеты AS2 с 2014 года, а его первый полёт был запланирован на 2024 год. Ожидалось, что разработка будет стоить 4 миллиарда долларов для 300 самолётов за 10 лет стоимостью по 120 миллионов долларов каждый. В мае 2014 года Aerion заключила партнерское соглашение с Airbus, инвестировала более 100 миллионов долларов в технологическое развитие и начала модернизировать свой предыдущий Aerion SBJ с большей кабиной, большей дальностью полёта и тремя двигателями.
Aerion намеревалась профинансировать 3 миллиарда долларов на разработку, снизив риски для партнеров по отрасли. В декабре 2017 года Aerion и Lockheed Martin объявили, что планируют совместную разработку без Airbus. Первый полёт был запланирован на 2023 год для трансатлантического перелёта из Нью-Йорка в Лондон в ноябре месяце, к 20-летию последнего рейса Конкорда. Сертификация была нацелена на конец 2025 года и ввод в эксплуатацию в начале 2026 года. Производство планировалось увеличить с 12 в 2026 году до 23 в 2027 году и стабилизировать на уровне 36 в год с 2028 года, хотя эта цифра могла увеличиться до четырех в месяц. Партнерский контракт с Lockheed Martin истек 1 февраля 2019 года.
Затем Aerion объявила, что построит Aerion Park, исследовательский, проектный и производственный кампус во Флориде, используя аэрокосмический опыт Космического побережья Флориды. AS2 должен будет производиться на новом предприятии, начиная с 2023 года, с целью построить пять испытательных самолётов AS2 с 2023 по 2025 год. Объект должен был включать завод стоимостью 300 миллионов долларов, кампус площадью 110,6 акров 44,8 га и производственные предприятия, способные производить 48 самолётов AS2 в год. В апреле 2020 года Aerion представила обновленную конструкцию реактивного самолёта. Общие характеристики AS2.
Активно развиваться сверхзвуковая авиация начала в 50-60-х годах. Первым сверхзвуковым самолетом, который выпускался серийно, стал истребитель North American F-100 Super Sabre. Данная модель впервые совершила полет в 1953 году. Создавались и пассажирские сверхзвуковые самолеты, которые выполняли регулярные рейсы. Но их было всего 2: советский Ту-144 и англо-французский Concorde. Сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 Преимущество таких самолетов — это преодоление больших расстояний за короткий промежуток времени. Также сверхзвуковой самолет перемещается на большей высоте по сравнению с обычными. Соответственно, воздушное пространство не загружено. Но от их использования вскоре отказались из-за нескольких недостатков: ударная волна; сложность эксплуатации; шум над аэродромом. Громкий хлопок — это резкий скачок давления перед самолетом, образующийся в момент, когда самолет начинает двигаться со сверхзвуковой скоростью преодолевает звуковой барьер. Ударная волна, возникающая перед самолетом, распространяется конусообразно. Человек, наблюдающий за полетом самолета, слышит хлопок, когда эта волна достигает его, и только после этого можно услышать работу двигателя. Ударная волна постоянно сопровождает самолет на сверхзвуковой скорости. Однако хлопки будет слышно лишь во время прохождения самолета в определенной точке — поблизости с наблюдателем. Поделиться с друзьями Вадим Хромов Эксперт и постоянный автор научно-популярного журнала: «Как и Почему».
Эксперт: Россия через два года покажет новый гражданский сверхзвуковой авиалайнер
В Луганске объяснили звук взрыва переходом самолета на сверхзвуковую скорость. Обеспечение крейсерской сверхзвуковой скорости, соответствующей числу М = 1,8–2*, позволяет совершать однодневные полёты на расстояние до 7000–8000 км, что может существенно повысить эффективность решения государственных и бизнес-задач. Сверхзвуковыми являются самолеты, способные совершать полет со скоростью, превышающей скорость звука в воздухе. Испытательный самолет (C-GLBG) неоднократно достигал сверхзвуковой скорости в 1,015 Маха в рамках своей сертификационной кампании.
Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта
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. Компания продала право на покупку 20 самолётов оператору частной авиации NetJets и заключила партнерство с Nasa. Overture: пассажирский самолёт на 65 мест Стартап Boom Supersonic выпустил экспериментальную модель сверхзвукового лайнера XB-1, но она ещё не летала. Первый рейс с одним пилотом на борту должен состояться в ближайшее время. Прототип ХВ-1 помогает в создании полноценного лайнера для гражданской авиации Overture. Создатели не ставили задачу снизить уровень шума, поэтому самолёт будет летать на сверхзвуковой скорости только над океаном, сократив время полёта вдвое. В планах: старт производства в 2022 году, пробные полёты в 2025-м и коммерческий рейс в 2029-м.
Уже сейчас американская компания United Airlines подписала соглашение о покупке 15 сверхзвуковых самолетов у Boom Supersonic. Компания рассчитывает, что их целевой аудиторией будут крупные бизнесмены. Их не пугает даже пандемия, которая перевела все деловые встречи в онлайн. Российский «Стриж» Демонстрационная модель российского сверхзвукового лайнера была представлена на авиасалоне МАКС-2021.
После него от самолета на пассажирских линиях отказались.
Помимо проблем с безопасностью, к суперсамолетам был еще длинный ряд претензий. В частности, к их запредельной шумности. Когда лайнер преодолевает сверхзвуковой барьер, с земли это воспринимается как очень громкий хлопок. А еще эти самолеты жрали слишком много авиакеросина и вообще оказались крайне дорогими и категорически не рентабельными. Над тем, как сделать полеты быстрее звука достаточно безопасными и для пассажиров, и для окружающей среды, сейчас работают и в нашем ЦАГИ, и за рубежом.
Благо опыт накоплен, а современные технологии позволяют на многое взглянуть уже по-другому. Но главная проблема так и остается — с дороговизной. В лучшем случае разница будет двукратной. Но возможно, и большей. А для большинства пассажиров увеличение стоимости полета раза в три едва ли приемлемо, - говорит Олег Пантелеев.
Как рассказывает журналистам гендиректор ЦАГИ Кирилл Сыпало, в связи с пандемией и общим кризисом в авиаотрасли большее внимание стало уделяться бизнес-авиации. И вот тут-то у сверхзвука очень хорошие перспективы. Небольшие самолеты и создавать проще, и с их окупаемостью меньше проблем. Та самая группа пассажиров, для которой время — деньги и которая готова заплатить за скорость, и должна дать жизнь новому классу самолетов — пассажирским сверхзвуковым бизнес-джетам, - утверждает в свою очередь Пантелеев. Сочетание большой дальности, высокой скорости, умеренной вместимости и даст новый тип самолетов.
Тем не менее вопросы об экономической целесообразности таких проектов все равно остаются. Скажем так, если бы арабские шейхи дали понять, что готовы покупать будущие сверхзвуковые бизнес-джеты именно у России, а не, скажем, у США, создание таких самолетиков у нас бы резко ускорилось. Он в доступном рынке — сколько таких самолетов можно продать, - объясняет Олег Пантелеев.
Поэтому новое гиперзвуковое транспортное средство модели Talon-A, которое впервые испытано в полноценном полете, является заметным шагом к созданию нового вида летательных аппаратов. Оно смогло развить необходимую скорость, продержаться в полете долгое время, успешно совершить посадку на воду — и при этом собрало все необходимые данные. О полете сообщает разработчик самолета — американская венчурная аэрокосмическая компания Stratolaunch. Аппарат под названием TA-1 предназначен для проведения испытаний на гиперзвуковых скоростях.
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. Другое направление развития авиации — скорость.
Вы точно человек?
NASA и компания Lockheed Martin официально представили экспериментальный сверхзвуковой самолет X-59 Quesst. Спустя 45 лет после прекращения эксплуатации Ту-144 на пассажирских авиалиниях, в России вновь на официальном уровне говорят о необходимости создания гражданского сверхзвукового самолета. Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. Скорость самолета, при которой у его поверхности появляются сверхзвуковые потоки, назвали критической. Предполагается, что самолет Overture на сверхзвуковой скорости будет летать только над океанами, где уровень шума не беспокоит население.
Самый быстрый гиперзвуковой самолет в мире. Российский гиперзвуковой самолет
Разработка европейского сверхзвукового самолета шла публично: макеты и концепты демонстрировали на выставках, а научные проблемы обсуждали в открытых журналах. В итоге был разработан самолет, способный достигать скорости свыше 3000 км/час и вести бой на высоте около 20–25 км. Самолет был вооружен. Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Диапазон скоростей очень широкий — от дозвуковых и трансзвуковых режимов полёта до сверхзвуковых и гиперзвуковых, от 5 Махов до 20. Впоследствии при создании сверхзвуковых самолетов инженеры-проектировщики учитывали влияние воздушных потоков на конструкцию самолетов при достижении скорости звука.