Сверхзвуковые самолеты: каким путем пойдут новые поколения? – Наука

Содержание

каким путем пойдут новые поколения? – Наука – Коммерсантъ

Пассажирские сверхзвуковые самолеты могут вскоре вернуться в авиацию. Для этого они должны стать иными, чем ушедшее первое поколение. Каким же будет новое?

Сверхзвуковой пассажирский Overture от компании Boom Technology

Фото: Boom Supersonic

Сверхзвуковой пассажирский Overture от компании Boom Technology

Фото: Boom Supersonic

Сверхзвуковое движение в земной природе встречается редко. Это либо падение небесных тел всяких размеров, проходящих сверхзвуковой этап атмосферного пути. Либо вулканы со сверхзвуковыми течениями парогазовых смесей в извержениях и вулканические взрывы, бросающие породу со сверхзвуковой скоростью. Человеческий вид пришел к сверхзвуковому движению через баллистику, от пуль и снарядов, скорости которых достигли сверхзвуковых. Вероятно, это был XlX век. Сверхзвуковыми были и осколки боеприпасов, что давало их большое боевое действие уровня пулевого и больше. В конце XlX века появилась сверхзвуковая область науки, изучающая сверхзвуковое движение. А шведский инженер Густав Лаваль сделал сверхзвуковое сопло, дающее сверхзвуковую струю пара для лопаток паровой турбины. Так был получен стабильный сверхзвуковой поток.

В начале XX века немецкий физик Людвиг Прандтль создал методы расчета сверхзвуковых течений и явлений. В 1909-м по его расчетам построена первая сверхзвуковая аэродинамическая труба в Геттингене, дав сверхзвуковой поток для работ в лабораторных условиях. Прандтль придумал метод расчета сверхзвукового сопла, которым проектируют сверхзвуковые сопла с высокой газодинамической точностью. Это открыло дорогу к ракетным двигателям со сверхзвуковым истечением ради реактивной силы тяги. Сверхзвуковые сопла разогнали ракеты до сверхзвуковых скоростей — и человек перешел к сверхзвуковым летательным аппаратам. Так баллистика вернулась к сверхзвуковому движению — уже не для метания, а для управляемого полета. Баллистическая «Фау-2» стала первым управляемым сверхзвуковым аппаратом.

Вскоре к сверхзвуку пришла авиация. Скорость в авиации — главная величина. Первым горизонтальный пилотируемый сверхзвуковой полет выполнил американский летчик-испытатель Чак Йегер в 1947 году на ракетном самолете Bell Х-1. Быстро появились первые боевые сверхзвуковые самолеты — советский МиГ-19 и американский F-100 «Супер сейбр» (North American F-100 Super Sabre). После широкого освоения сверхзвука боевой авиацией пришел черед сверхзвуковых пассажирских самолетов. Советский Ту-144 с первым пассажирским рейсом 1 ноября 1977 года сделал 55 пассажирских рейсов и был снят с эксплуатации. Чуть раньше, в 1976 году, начал пассажирские перевозки англо-французский «Конкорд» (Concorde), летавший до 2005 года. После его полетов пассажирская авиация взяла в сверхзвуке паузу до сегодняшнего дня.

Что такое сверхзвук

Советский пассажирский сверхзвуковой Ту-144

Фото: РИА Новости

Советский пассажирский сверхзвуковой Ту-144

Фото: РИА Новости

Скорость в аэродинамике берется относительно потока, которым становится для самолета воздух. Важно, насколько медленнее или быстрее звука летит самолет. Это покажет число Маха, или М, главное сверхзвуковое число. Оно меряет скорость полета в скоростях звука. И равно отношению скорости полета к скорости звука: М=V/a.

Любая скорость (полета или течения) имеет свое значение числа Маха. При скорости звука М=1. Значения меньше (М

Что такое скорость звука? Это скорость движения несильных уплотнений в толчее молекул газов воздуха — акустических колебаний. Быстрота движения уплотнений создается скоростью самих молекул. Мера их энергии движения и есть температура. Поэтому скорость звука зависит от температуры. И меняется в жару и мороз или с высотой. Чем жарче, тем выше скорость звука. Чем быстрее толчея молекул, тем быстрее они передадут свое уплотнение — звуковое колебание. Поэтому скорость звука всегда берут местную, текущую, в данных условиях. На уровне моря в стандартной атмосфере скорость звука — 340,29 м/с.

Зачем человеку лететь со сверхзвуковой скоростью? Для боевых или разведсамолетов ответ очевиден: управление машиной ради боевых или других прикладных дел ее сверхзвукового полета. Например, неуязвимость разведывательного SR-71 создавалась крейсерской скоростью, близкой к километру в секунду. Пассажиру нужно просто перемещение, лучше — быстрое. С ростом скорости растет и ее цена. Кто-то готов лететь дороже, но быстрее. «Конкорд» шел из Лондона в Нью-Йорк три часа, а дозвуковые самолеты летят шесть часов. Короткий полет комфортнее. Сверхзвук сократит полет в разы. Одновременно технологии сегодня решают все больше задач без тела человека и нужды физического перемещения.

Растет число людей, которые легко могут оплатить сверхзвуковой перелет. Состоятельные могли бы купить сверхзвуковой самолет для своих поездок, как яхты или обычные самолеты. Летать на сверхзвуке для кого-то просто круто, и это может быть фактором выбора. Тогда большой сверхзвуковой расход топлива и затратность полета могут оказаться второстепенными. Ограничивает сверхзвуковые полеты сегодня не экономика.

Особенности сверхзвукового полета

Британско-французский сверхзвуковой пассажирский Concorde

Фото: Getty Images

Британско-французский сверхзвуковой пассажирский Concorde

Фото: Getty Images

У сверхзвукового полета есть особенности, которые необходимо отразить в конструкции сверхзвуковой техники.

Сжатие. При сверхзвуковом полете главной особенностью воздуха становится его сжимаемость. Лобовые участки конструкции сжимают встречный воздух — носовой обтекатель, передние кромки крыла, киля, стабилизаторов. Сжатие возникает и на всех наклонных поверхностях, встречающих поток. Конструкцию обжимает поток с повышенным давлением. Это добавляет нагрузку и требует упрочнения нагруженных мест.

Нагрев. При многократном сжатии рост температуры ощутимый. Передние кромки и выступающие в поток части самолета при М=3 нагреваются до 330°С. С ростом скорости температура растет стремительно. Важно обеспечить работу лобовых элементов при таком нагреве. Например, сделав их из титана или специальных сталей. Нагревается и вся обшивка, обтекаемая сжатым и потому нагретым потоком. Нагреваются снаружи стекла кабины и иллюминаторов, повышая требования к прочности.

Изменение аэродинамической центровки. Сверхзвуковой самолет должен хорошо летать и на сверхзвуковом, и на дозвуковом режиме. Ведь взлет и посадка происходят с дозвуковой скоростью. Картина дозвукового обтекания самолета при переходе за скорость звука резко меняется. Устойчивость и управляемость самолета на сверхзвуке становятся другими. Это нужно учитывать в процессе управления и отражать в системе управления полетом.

Сопротивление полету и расход топлива на сверхзвуке резко возрастают, и чем выше скорость, тем больше сопротивление. Корпус самолета сжимает слои воздуха — работает наружным компрессором. Эта работа оплачивается скоростью, тормозя самолет. И ударная волна (о ней ниже) уносит энергию, рождая волновое сопротивление. Сверхзвук требует большого роста силы тяги, в полтора-два раза. Это форсаж с многократным расходом топлива.

Но не эти трудности продолжают сегодня паузу в пассажирской сверхзвуковой авиации. В конце концов, эти технические задачи решаются в боевой сверхзвуковой технике, нормально выполняющей сверхзвуковые полеты.

Прогулка в газодинамику

Как мы отмечали, главной сверхзвуковой особенностью является многократная сжимаемость воздуха. Сжатие происходит необычно, не постепенно, как в накачиваемой автошине. Воздух сжимается в сверхзвуковом течении чрезвычайно быстро, динамично, практически мгновенно — за одну стомиллионную долю секунды. Поэтому такое сжатие называется газодинамическим. Оно происходит на очень тонкой — толщиной всего пару пробегов молекул — поверхности внутри потока. Поверхность сжатия располагается в потоке косо, под углом (тогда поток за ней остается сверхзвуковым) или перпендикулярно (поток за ней становится дозвуковым). Сразу за ней поток оказывается уплотненным — с возросшими плотностью, давлением и температурой — и с меньшей скоростью.

Эти изменения скорости, плотности, давления и температуры происходят скачкообразно, абсолютной ступенькой. Из-за резкого, скачкового уплотнения поверхность сжатия назвали скачком уплотнения. Налетающий сверхзвуковой поток ударяет по скачку всей мощью своего движения, словно молотом. Этот удар плющит и уплотняет воздух на скачке. Поэтому такое сжатие называется ударным. Сжатый воздух выдавливается за скачок уплотнения новыми сжимаемыми порциями набегающего потока. Его объем теперь сократился, и он движется медленнее. Замедление пропорционально сжатию в скачке.

Сверхзвуковые скачки уплотнения возникают на передних частях конструкции — кромках крыла, киля и стабилизаторов, воздухозаборников, на выступе кабины, вокруг носовой части. На всем, что выступает в сверхзвуковой поток. Отдельные скачки от крыльев, киля и других элементов с удалением от самолета постепенно сливаются и образуют конус, расходящийся позади самолета. Конус протягивается очень далеко в пространство, уходя от самолета на многие километры вверх, вниз и в стороны, и называется конусом Маха, в честь австрийского физика, одного из основоположников газодинамики (то есть сверхзвуковых дел) Эрнста Маха. Чем быстрее летит самолет, тем более узкий и острый конус Маха. На гиперзвуковых скоростях — допустим, М=15 — скорость вытягивает конус в узкий рукав с малым углом расширения в 7,6 градуса. При скорости М=1 конус «распрямляется» в плоскую поверхность, перпендикулярную полету. При переходе на дозвук он исчезает.

На поверхностях самолета и близко к ним уплотненный воздух за скачком продолжает течь сжатым. Дальше от самолета скачок уплотнения протягивается в свободный воздух. В открытом пространстве атмосферы сжатый скачком воздух сразу начинает быстро расширяться. Настолько быстро, что по инерции «проскакивает» атмосферные параметры и создает разрежение, которое быстро «схлопывается» атмосферным давлением. На графиках давления, плотности и температуры воздуха это выглядит острой вершиной сжатия (с передней вертикальной стенкой, собственно скачком уплотнения) и последующей впадиной разрежения. Перед нами типичные для волны горб и впадина, только со своими особенностями формы.

Это и вправду волна. Скачок уплотнения, область сжатия за ним, последующая область разрежения и возвращение к начальным параметрам воздуха все вместе образуют ударную волну. Волновой процесс теряет мало энергии и весьма устойчив и поэтому может проходить большие расстояния. Сейсмические волны проходят насквозь земной шар, сильные ударные волны в атмосфере способны многократно обогнуть Землю. Ударная волна от сверхзвукового самолета не так сильна, но и она легко проходит десяток и больше километров от самолета. В том числе и вниз, достигая земли и пробегая по земной поверхности.

Действие конуса Маха

Прохождение через человека конуса Маха от летящего на сверхзвуке самолета выглядит как мощный и резкий звуковой удар, похожий на сильный удар грома. Так бывает при высоте полета в несколько километров. Если самолет летит низко, то одним громовым ударом дело не ограничивается. Низкий проход на сверхзвуке может выбить стекла в домах, а людей оглушить.

Однажды шли крупные войсковые учения с имитацией ядерного удара. В то время эта задача была насущной и отрабатывалась масштабно. Для изображения удара командировали двух летчиков-истребителей ПВО. На своих сверхзвуковых Су-9 они должны были парой пройти на небольшой высоте над позициями войск в сверхзвуковом режиме. Их конус Маха должен был имитировать прохождение ударной волны ядерного взрыва. А черный дым от нескольких взорванных в «эпицентре взрыва» бочек с бензином — подняться атомным грибовидным облаком.

Летчики слетали посмотреть местность, рассчитали время и рубеж перехода на сверхзвук, длительность сверхзвукового участка, расход и запас топлива для форсажа на сверхзвуке, весь маршрут полета и другие детали. Для лучшей имитации выбрали скорость ненамного больше звука, 1300 км/ч, при которой конус Маха за самолетом раскрывается в почти плоскую, слабоконическую тарелку с самолетом в центре. Ее ударная волна падает на местность не сверху, а надвигается сбоку, сразу под самолетом, почти вертикальной стеной, как у реального наземного ядерного взрыва.

Взлетели, подошли к району, снизились до трехсот метров, ниже на сверхзвуке брать не стали из-за возможного проявления казахского мелкосопочника. Пройдя ориентиры рубежа, разожгли форсаж, перешли на сверхзвук и пошли над рельефом на скорости 1300 км/ч. Значение числа Маха полета с учетом холодной погоды было примерно М=1,15.

Эффект вышел отменным. После подъема в небо гриба бензиновой сажи по войскам прошла ударная волна. Наблюдатели в высоких званиях, смотревшие в бинокли на действия войск, непонятно каким образом тоже оказались в зоне согласованного маршрута пролета пары. Ударная волна оглушила наблюдателей и сбила с ног, повалив на землю. Папахи и фуражки дружной стайкой улетели в казахстанскую степь. Что вызвало крепкие начальственные слова в адрес летчиков и организаторов «ядерного удара». Но они лишь четко выполнили поставленную задачу. Автор хорошо знал одного из летчиков, рассказавшего детали этого полета.

Из-за ощутимого акустического действия конуса Маха полеты на сверхзвуковых режимах над населенными местностями ниже высоты 18 км запрещены. Шум сверхзвукового полета стал главным фактором запрета. Сверхзвуковые полеты боевых самолетов проводятся в специально отведенных зонах. На сверхзвуке летают много. Истребительный полк выполняет сотню сверхзвуковых полетов в месяц. Пилоты должны иметь навык таких полетов. Курсы боевой подготовки летчиков сверхзвуковой авиации включают тридцать-сорок и более упражнений — специально построенных полетов с конкретной задачей, выполняемых на сверхзвуке. Помимо этого каждый сверхзвуковой самолет после капитального ремонта облетывается летчиком-испытателем перед передачей в войска. Облет включает два полета на дозвуке и два на сверхзвуке.

Например, в США для сверхзвуковых полетов выделены так называемые сверхзвуковые коридоры. Самый большой из них — высотный сверхзвуковой коридор (High Altitude Supersonic Corridor, HASSC), расположенный в Южной Калифорнии. Он тянется от северо-запада Лос-Анджелеса до реки Колорадо возле Лас-Вегаса, штат Невада. Часть HASSC проходит через воздушно-космический комплекс специального назначения R-2508, объединяющий базу ВВС Эдвардс, центр военно-морской авиации Чайна-Лейк и армейский форт Ирвин. Поэтому в этом коридоре выполняют сверхзвуковые полеты разного назначения летчики ВВС, ВМФ и других частей вооруженных сил.

Есть и другие специальные сверхзвуковые коридоры, некоторые под управлением гражданских органов. Например, коридор на северо-востоке штата Нью-Йорк возле Саранак-Лейк (Saranac Lake), контролируемый федеральным управлением гражданской авиации (Federal Aviation Administration, FAA).

В конце прошлого года министерство транспорта штата Канзас в центральной части подписало соглашение с FAA о создании Канзасского сверхзвукового транспортного коридора (SSTC) для испытания самолетов, летающих со скоростью до М=3. Коридор длиной 770 морских миль (1426 км) будет двунаправленным и проходить от Гарден-Сити на восток почти до Питсбурга на высотах выше 39 000 футов, или 11 887 метров.

Бум сверхзвуковых пассажирских разработок

Экспериментальный сверхзвуковой самолет XB-1 Baby Boom от компании Boom Technology

Фото: Boom Supersonic

Экспериментальный сверхзвуковой самолет XB-1 Baby Boom от компании Boom Technology

Фото: Boom Supersonic

Последний пример приведен неслучайно. Тема гражданского сверхзвука снова стала актуальной. Фирмы-разработчики концентрируют усилия и на небольших форматах сверхзвуковых бизнес-джетов, и на более крупных пассажирских.

Среди заметных проектов — компания Boom Technology из Денвера, штат Колорадо. Семь лет она создает пассажирский Overture с рейсовыми полетами в 2030-х. Он будет брать 55 пассажиров и летать на 8000 км с крейсерской скоростью 2300 км/ч (М=2,2). Вскоре ожидаются полеты прототипа, технологического демонстратора — XB-1 Baby Boom, сборка которого уже идет.

Отдельного упоминания заслуживает и бизнес-джет AS2. Компания Aerion Corporation разрабатывает его с 2004 года, но сроки летных испытаний переносятся то на 2018-й, то на 2023 год. Тем не менее AS2 уже собрал неплохой портфель предварительных заказов. С разработкой самолета помогали крупнейшие концерны — Boeing и Airbus, General Electric и Lockheed Martin.

Сегодняшние требования к шуму стали намного жестче со времен полетов Ту-144 и «Конкорда». Создатели гражданской сверхзвуковой техники должны найти решения, за счет которых сверхзвуковой полет их детищ даст меньший сверхзвуковой удар на земле. Это актуальный ключ к гражданским сверхзвуковым полетам, и этот ключ ищут в разных направлениях, обычно детально не раскрывая точных данных или сути решений. Поиск этот непростой, ведь у любого решения есть обратная сторона медали, заставляющая размениваться чем-то другим, не менее насущным.

Часть решений лежит в аэродинамике конструкции. Можно сделать очень длинный и острый, реально игловидный нос — он создаст меньше волнового сопротивления на сверхзвуке, то есть меньше энергии передаст ударной волне. Аналогично все передние кромки (крыла, килей, воздухозаборников) можно сделать тонкими и бритвенно-острыми. Это тоже уменьшит волновое сопротивление и ослабит создаваемую ударную волну. Но у таких обводов не лучшие характеристики для дозвукового полета, на котором самолет будет лететь вблизи аэродромов взлета и посадки. Дозвуковые летные качества с «полной заточкой под сверхзвук» ухудшатся, но они тоже нужны хорошие, чтобы лететь на дозвуке эффективно и безопасно.

Есть компоновочные решения — например, убрать гондолы с двигателями с нижней стороны самолета. Их воздухозаборники и скосы корпусов встречают сверхзвуковой поток и создают свои ударные волны, уходящие вниз к земле. Если поместить гондолы двигателей сверху самолета, то волна от них пойдет вверх, в небо, не усиливая конус Маха в направлении земли. Но наверху это ухудшит работу воздухозаборников. Корпус и крыло на сверхзвуке всегда стоят под небольшим углом атаки к набегающему потоку, сжимая его своей наклонной нижней поверхностью. Нижний воздухозаборник собирает этот уплотненный низом самолета воздух, как совком, «проглатывая» больше килограммов воздуха в секунду. А на спине самолета или крыла воздухозаборник лишается этой сжатой добавки, снижая поток воздуха в двигатель.

Возможны и другие, неконструкционные решения. Можно попробовать ослабить ударную волну на ее пути к земле. Там она встретит различные неоднородности атмосферы, и некоторые из них устойчивые и протяженные. Например, тропопауза — граница между тропосферой и стратосферой на высоте 10–12 км. Она не условная (как линия Кальмана, граница космоса на высоте 100 км), а вполне физическая, хоть и не столь резкая, как скачок уплотнения. В зоне тропопаузы меняется знак температурного градиента, или, другими словами, происходит его инверсия; еще проще — температура с высотой здесь перестает снижаться, а выше начинает расти. Самый холодный слой воздуха — значит, местный слой повышенной плотности.

От физических границ в среде волны любят отражаться если не полностью, то частично. Сквозь границу проходит лишь часть энергии волны. Максимум отражения будет с определенным углом падения волны. Регулируя скорость сверхзвукового полета, можно получить угол падения конуса Маха на тропопаузу, с которым отражение вверх будет наибольшим. Это ослабит прошедшую к земле волну. Измеряя состояние тропопаузы под самолетом, система управления будет вычислять и задавать текущую скорость самолета с наибольшим ослаблением ударной волны, доходящей до земли. Обратной стороной будет невысокое число Маха полета — около 1,4. Так хотели пойти разработчики упомянутой Aerion, задавая своему бизнес-джету AS2 крейсерскую скорость лишь 1500 км/ч, снижая скоростной выигрыш полетного времени. Хотели, но не пошли.

Неясные перспективы пассажирских сверхзвуковых

В конце мая этого года стало известно о закрытии проекта сверхзвукового бизнес-джета AS2, а с ним и самой компании Aerion. Причиной названа нехватка финансирования. Это стало большой неожиданностью, ведь Aerion получила заказы на 11,2 млрд долларов. Но инвесторы не захотели вкладывать в проект сегодня. Почему? Причина в минусах этого проекта или вызывает вопросы само будущее пассажирской сверхзвуковой авиации, ее долгосрочная перспектива?

Пока не видно многочисленных полетов прототипов гражданских сверхзвуковиков. Доводка конструкций будет продолжаться несколько лет. Перспектива начала рейсовых полетов — через десятилетие-полтора. Создание новых сверхзвуковых самолетов с новыми чертами, удовлетворяющими новым требованиям,— отнюдь не ковровая дорожка, и когда по ней пройдут победители, сегодня непонятно.

Также неясны перспективы массовых полетов сверхзвуковой пассажирской авиации. К моменту, когда они станут возможны, могут появиться конкуренты с принципиальным, кратным скоростным преимуществом. Дело не только в разрабатываемых гиперзвуковых пассажирских самолетах — пока это лишь эскизные концепты. Но создание Илоном Маском его корабля Starship идет с беспрецедентной быстротой; в ближайшие годы должны начаться его коммерческие полеты. Всего лишь небольшое недовыведение Starship на околоземную орбиту сделает его готовым суборбитальным пассажирским средством, везущим сотню пассажиров. А декларируемая Маском массовость их производства крупномасштабными сериями, сотнями и тысячами штук, позволит создать суборбитальный пассажирский флот и в короткие сроки охватить Землю масштабным суборбитальным пассажирским сообщением.

Выигрыш времени по сравнению со сверхзвуком окажется многократным — 35–40 баллистических минут вместо трех сверхзвуковых часов. Если экономика суборбитальной баллистики станет сопоставима со сверхзвуковой, выбор пассажиров станет очевиден. Сверхзвуковая пассажирская авиация останется узким нишевым сегментом частных любителей сверхзвукового полета. Пассажирский сверхзвук может так и не занять в жизни и истории человека такое место, как пассажирская винтовая авиация в середине ХХ века или реактивная сегодня.

Никто не знает точно будущее. Привлекательность сверхзвуковых перелетов для сегодняшних пассажиров вызывает к жизни сверхзвуковые разработки. Какие-то из них, возможно, дойдут до регулярных рейсов. Быть может, спустя годы один из читателей этой статьи полетит сверхзвуковым пассажиром на отдых или по делам. Не вспоминая о трудных задачах, в которых создается сегодня новое поколение сверхзвуковой пассажирской авиации. Окажется ли оно многочисленным, покажет время.

Николай Цыгикало

новая эра или несбыточные мечты? – DW – 17.06.2021

Так представляют себе новый сверхзвуковой самолет конструкторы фирмы BoomФото: Nathan Leach-Proffer/Boom Supersonic/abaca/picture alliance

Автомобили и транспорт

Андреас Шпет | Никита Жолквер

17 июня 2021 г.

Давно перестали летать британо-французские «Конкорды» и советские Ту-144. Американская компания United Airlines, однако, планирует возродить пассажирскую сверхзвуковую авиацию. Реальны ли такие планы?

https://www.dw.com/ru/sverhzvukovye-passazhirskie-lajnery-novaja-jera-ili-nesbytochnye-mechty/a-57906875

Американская авиакомпания United Airlines (UA) заключила контракт на закупку 15 сверхзвуковых пассажирских самолетов Overture. Такие самолеты разрабатывает фирма Boom Supersonic из Денвера. Предполагается, что первый полет состоится в 2026 году, а перевозки пассажиров начнутся в 2029 году.

Это сообщение пресс-службы United Airlines в начале июня облетело мир даже с еще большей, чем сверхзвуковая, скоростью и вызвало приступы острой ностальгии у тех поклонников авиации, которые еще помнят британо-французские «Конкорды» и советские Ту-144. «Конкорды», в частности, летали из Европы в США и обратно через Атлантику с 1976 до 2003 года.

Престижный, но экономически провальный проект

Вначале казалось, что у таких пассажирский самолетов большое будущее. В 60-е годы прошлого века крупнейшие авиакомпании мира стояли в очереди, чтобы пополнить свой парк сверхзвуковыми лайнерами. Одни ждали начала выпуска «Конкордов», другие ориентировались на модель SST, которую разрабатывал американский Boeing. А немецкая Lufthansa разместила заказы по обе стороны Атлантики. Считалось, что в 70-е годы едва ли не на все дальние дистанции пассажиры будут летать на сверхзвуковых воздушных судах.

26 ноября 2003 года: последний полет «Конкорда»Фото: Barry Batchelor/empics/picture alliance

Но вышло, как известно, иначе. Потратив миллиарды на опытно-конструкторские разработки, в 1971 году Boeing вообще тихо отказался от своего проекта. Французы и англичане свои «Конкорды» все-таки строить стали, как и Ту-144 в СССР. Европейцы построили в общей сложности 20 сверхзвуковых самолетов, авиазавод в Воронеже выпустил 16.

Но с самого начала и там и тут речь шла исключительно о престиже — с экономической точки зрения проект был провальным. 13 «Конкордов» в авиапарках Air France и British Airways летали с убытком и постоянно нуждались в дотациях. В 2003 году их сняли с эксплуатации. Советский Ту-144 регулярно перевозил пассажиров еще меньшее время — с ноября 1977 года до лета 1978-го. 26 июня 1999 года он летал последний раз.

С аэродинамикой не поспоришь

Основные причины бесславного завершения первой эры сверхзвуковой пассажирской авиации связаны с аэродинамикой: на скорости близкой к скорости звука возникает ударная волна, которая превращается в звуковую, которая сопровождает самолет на протяжении всего его полета на сверхзвуковой скорости. По этой причине пассажирским самолетам запрещено летать над сушей на такой скорости.

При старте «Конкорд» вызывал сильнейший шумФото: Tim Graham/Getty Images

Кроме того, при взлете такой лайнер производят обусловленный его конструкцией огромный шум и потребляет в несколько раз больше горючего, чем обычный самолет. Это уже и тогда считалось серьезным недостатком, а теперь — и подавно. Поэтому сообщение о том, что United Airlines, четвертая по величине авиакомпания в мире, решила купить 15 сверхзвуковых самолетов Overture и оставила за собой возможность дозаказать еще 35, произвело настоящую сенсацию и было воспринято как прорыв к возвращению к эре сверхзвуковой пассажирской авиации.

При этом, правда, United Airlines выдвинула существенное условие — будущие самолеты Overture должны отвечать высоким требованиям авиакомпании в том, что касается безопасности, экономичности и экологичности полетов. В подтверждение серьезности своих намерений UA уже перечислила фирме Boom аванс, не уточнив его сумму.

Расход топлива — решающий фактор

Первый испытательный полет намечен на 2026 год, а предположительно с 2029 самолеты Overture начнут перевозить пассажиров United Airlines со скоростью, в 1,7 раза превышающей скорость звука. Это значительно медленнее, чем «Конкорд», который развивал скорость в 2,02 Маха. Но тем не менее на таком самолете можно будет долететь из Нью-Йорка во Франкфурт-на-Майне не за восемь часов, как сейчас, а за четыре.

Так мог бы выглядеть салон OvertureФото: Nathan Leach-Proffer/Boom Supersonic/abaca/picture alliance

Правда, «Конкорд» вмещал 100 пассажиров, в Overture будет только от 50 до 60 посадочных мест. При этом выбросы СО2 в расчете на каждого пассажира окажутся в 3-5 раз больше, чем на ту же дистанцию на современном дозвуковом самолете, подсчитали в Международном совете чистого транспорта (International Council on Clean Transportation, ICCT), а расход топлива — в 5-7 раз.

Топливо — решающий фактор. Концерн Boom обязался сконструировать Overture так, чтобы этот самолет — первым в транспортной авиации — мог летать полностью на синтетическом экологически нейтральном горючем (Sustainable Aviation Fuel, SAF). Такого топлива, однако, пока производится очень мало, и стоит оно намного дороже авиационного керосина. И тем 15 самолетам Overture, которые заказала United Airlines, подсчитали в ICCT, понадобится к концу этого десятилетия вдвое больше SAF, чем его будут производить к тому времени во всех странах ЕС вместе взятых.

Многие, впрочем, сомневаются, что такие самолеты вообще когда-либо поднимутся в воздух. Так, аналитик консалтинговой компании Teal Group Ричард Абулафиа считает, что сообщение пресс-службы United Airlines о заказе самолетов у производителя Boom — это, скорее, рекламный трюк.

«Либо провал, либо изменим мир»

Бернд Либхард (Bernd Liebhardt), эксперт по сверхзвуковым самолетам из Немецкого центра аэрокосмических исследований в Гамбурге (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR), видит в заявлении United Airlines попытку повысить доверие к старт-апу из Денвера.

Supersonic XB-1 должен стать первым сверхзвуковым самолетом, построенным частной фирмой Фото: Boom Supersonic/Cover Images/picture alliance

Но скоро станет ясно, способна ли фирма Boom оправдать ожидания: в конце этого или в начале будущего года должен состояться первый испытательный полет одноместного пробного XB-1 — первого в мире созданного частной фирмой сверхзвукового самолета. XB-1 служит основой концепции Overture.

Планы United Airlines удивили многих экспертов еще и потому, что совсем недавно другая американская фирма, потратив полтора десятка лет и примерно миллиард долларов, свернула свои многообещающие планы создания сверхзвуковых самолетов. Aerion Supersonic собиралась — в партнерстве с Boeing — построить для начала 12-местный сверхзвуковой бизнес-джет, а позднее начать выпускать и сверхскоростные пассажирские самолеты. Для начала конкретной работы, однако, требовались инвестиции в три миллиарда долларов, вкладывать которые никто не захотел.

Подобная участь может постигнуть и компанию Boom, считает Ричард Абулафиа: «Если уж у фирмы Aerion Supersonic с ее убедительной концепцией не получилось, то что говорить о других?» Сознает наличие риска и глава Boom Блейк Шолл: «Мы либо потерпим провал, либо изменим мир».

Смотрите также:

Что думают в ФРГ об МС-21?

To view this video please enable JavaScript, and consider upgrading to a web browser that supports HTML5 video

Написать в редакцию

Пропустить раздел Топ-тема

1 стр. из 3

Пропустить раздел Другие публикации DW

На главную страницу

Кирилл Сыпало: в создании сверхзвукового лайнера мы можем быть лидерами — От первого лица — Пресс-центр

Наследник легендарного Ту-144, сверхзвуковой самолет нового поколения разрабатывается в России, однако для его создания нужно решить ряд вопросов, которые задерживают появление пассажирской авиации, летающей быстрее звука, не только в России, но и во всем мире.

С какими проблемами сталкивается наука и промышленность при разработке сверхзвукового гражданского самолета (СГС), когда и на базе какой машины в России может появиться демонстратор такого летательного аппарата и каких технологий не хватает для открытия полноценных опытно-конструкторских работ по созданию СГС, в интервью обозревателю РИА Новости Алексею Паньшину рассказал генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) член-корреспондент РАН Кирилл Сыпало.

— Кирилл Иванович, почему после прекращения программ Ту-144 и Concorde снова возник интерес к сверхзвуковой пассажирской авиации?

— Создание нового поколения сверхзвуковых гражданских самолетов является одним из основных вызовов для современной авиационной науки во всем мире и одним из перспективных высокотехнологичных направлений, в котором Россия имеет реальный шанс стать мировым лидером. Полет со сверхзвуковой крейсерской скоростью дает огромные преимущества в сравнении с традиционной дозвуковой авиацией. В первую очередь он расширяет зону однодневных поездок с 3500 километров до 7000 — 7500 километров, способствует повышению оперативности решения государственных и бизнес задач, а также повышает комфорт пассажиров, ведь путешествие длительностью до 4,5 часов легко переносят даже дети.

Кроме того, сейчас, когда мир готовится к обновлению стратегии развития промышленности, бизнеса и туризма в посткоронавирусную эпоху, востребованными могут стать скоростные бизнес-авиаперевозки, позволяющие с комфортом осуществлять деловые миссии, в том числе и трансконтинентальной дальности. Этому также будет способствовать и установившаяся, судя по всему, на несколько ближайших лет низкая цена на топливо. К слову, именно малая экономичность сверхзвуковых самолетов первого поколения во многом и привела к закрытию программ Ту-144 и Concorde.

— Какими качествами должен обладать сверхзвуковой самолет следующего поколения и какие проблемные вопросы необходимо решить его разработчикам?

— В отличие от Ту-144 и Concorde, в настоящее время определяющим фактором существования СГС нового поколения является снижение до приемлемых для населения уровней звукового удара при полете со сверхзвуковой крейсерской скоростью над населенной сушей и шума на местности в районе аэропорта на взлетно-посадочных режимах. Немаловажным фактором также является сохранение на конкурентном уровне технико-экономических показателей эксплуатации перспективных самолетов. Двухрежимные СГС, допускающие полет на сверхзвуковой скорости только над океаном и ненаселенной сушей, будут заведомо не конкурентоспособны.

Обеспечить приемлемый для населения уровень звукового удара — крайне трудная задача, отсутствие решения которой сдерживает развитие гражданской сверхзвуковой авиации. Кроме того, к настоящему времени отсутствует нормативная база по допустимому уровню звукового удара для гражданских самолетов при полете на сверхзвуковой скорости. При этом в ряде стран (США, Канада, Великобритания) введен прямой запрет на превышение над населенной сушей скорости, соответствующей скорости звука.

— Каков этот допустимый уровень и почему это такая проблема?

— Проведенные ранее исследования показывают, что предельно допустимой безопасной величиной перепада избыточного давления при звуковом ударе является уровень 80…90 Па. Звуковой удар большей интенсивности приводит к осыпанию штукатурки, дребезжанию стекол, негативно воздействует на физиологические функции человека.

В настоящее время под эгидой ИКАО проводятся интенсивные исследования по определению наиболее приемлемой для оценки восприятия звукового удара человеком метрики громкости и уровня допустимых требований для полета над населенной сушей. Предварительно установлено, что уровень громкости звукового удара для СГС ближайшей перспективы не должен превышать 65…72 dBA в метрике A и 75…90 PLdB в метрике PL, что примерно соответствует громкости хлопка при закрытии двери автомобиля. Для сравнения: нормы уровня шума самолетов в районе аэропорта соответствуют 85…90 dBA, шум в городском транспорте — 80 dBA, шум внутри автомобиля на скорости 120 км/час — 65…70 dBA, а уровень шума обычного разговора — 60…65 dBA.

— Чем еще осложняется создание СГС?

— С другой стороны, разработка СГС осложняется зачастую противоречивыми техническими требованиями к летательному аппарату такого типа. Например, для обеспечения требований по уровню звукового удара придется пожертвовать некоторыми аэродинамическими и весовыми характеристиками самолета, необходимыми для обеспечения большой дальности полета на приемлемой стоимости. Поэтому чтобы обеспечить низкий уровень экологического воздействия одновременно с конкурентоспособными летно-техническими и технико-экономическими характеристиками, потребуется внедрение широкого круга новых взаимосвязанных технических решений и технологий по аэродинамической компоновке, силовой установке и двигателю, конструктивно-силовой схеме, системе управления, бортовым системам, оборудованию и так далее. А поиск оптимального решения при проектировании СГС требует проведения сложных междисциплинарных исследований.

Еще одним серьезным препятствием при создании СГС нового поколения является проблема удовлетворения существующих в настоящее время международных норм на уровень шума в районе аэропорта на взлетно-посадочных режимах. Объективно, при одинаковом уровне совершенства сверхзвуковые самолеты всегда будут более шумными, чем дозвуковые из-за двигателей с меньшей степенью двухконтурности и относительно большей величины потребной тяги двигателей на взлете. Повышать степень двухконтурности двигателей для СГС не рационально, потому что это приведет к увеличению диаметра двигателя и, как следствие, к резкому росту сопротивления самолета на сверхзвуковой скорости, увеличению расхода топлива, взлетного веса самолета и так далее.

Следует отметить еще одно важное обстоятельство. Существующие двигатели не могут удовлетворить всем требованиям к СГС нового поколения, что требует разработки и создания нового класса бесфорсажных двигателей умеренной степени двухконтурности, обеспечивающих одновременно высокий уровень тяги и низкий уровень расхода топлива на сверхзвуковых режимах полета. Задача создания таких двигателей является достаточно сложной и требует существенных материальных и временных затрат, что в сочетании с относительно небольшой серией СГС может стать серьезной проблемой.

Подтверждением сложности комплекса проблем разработки высокоэффективных СГС является анализ развития проектов Aerion и Boom (США), в которых даже при наличии большого объема финансирования и технической поддержки крупных авиа- и двигателестроительных промышленных компаний не удалось реализовать приемлемый компромисс между аэродинамическими и экологическими характеристиками самолета. По сути, полученные в результате многолетних исследований самолеты являются двухрежимными и не допускают полет на сверхзвуковой скорости над населенной сушей.

— Что авиационная наука сейчас готова предложить с точки зрения решения этих проблем?

— Анализ показывает, что традиционные решения и технологии не смогут обеспечить потребный уровень характеристик перспективного СГС. Несмотря на высокую интенсивность работ по созданию таких самолетов во всем мире, значительный прогресс по отдельным тематическим направлениям и существенный объем вкладываемых в разработку средств, в ближайшей временной перспективе открытие опытно-конструкторских работ по перспективному самолету целевого назначения с качественно новыми свойствами (сверхзвуковая крейсерская скорость) и требованиями (по уровню звукового удара) обречено на провал и обязательно приведет к тратам значительных ресурсов без достижения практического результата. Для снижения технических рисков и затрат на разработку конкурентоспособного СГС нового поколения необходимо предварительно отработать ключевые технические решения и критические технологии до высокого уровня технологической готовности силами научных организаций с последующим трансфером этих технологий в промышленность.

В России исследования по тематике СГС проводятся как академическими организациями, так и институтами авиационной промышленности. Достигнут существенный прогресс по ряду направлений, эффективность технологий и технических решений подтверждена испытаниями в аэродинамических трубах и на стендах. Наиболее важной задачей в настоящее время является валидация полученных результатов путем экспериментального подтверждения в натурных условиях. Прежде всего это касается законов распространения ударных возмущений малой интенсивности в реальной атмосфере от самолета со специально спроектированными обводами, учитывая отсутствие надежных и валидированных методов их предсказания. Для решения этой задачи необходима постройка и летные испытания экспериментального самолета — демонстратора комплекса перспективных технологий СГС нового поколения.

— Перед Ту-144 тоже демонстратор создавался?

Первый экспериментальный полет опытного, сверхзвукового, магистрального, пассажирского самолета «ТУ-144»

— Конечно, демонстраторы технологий были использованы для отработки новых технических решений при создании первого поколения СГС и для проверки новых знаний по возможностям модификации эпюры избыточного давления. Например, в СССР для отработки крыла «оживальной» формы самолета Ту-144 был разработан демонстратор МиГ-21И (А-144), а в США в начале 2000-х годов для доказательства возможности модификации эпюры избыточного давления путем изменения формы фюзеляжа выполнен большой объем численных, экспериментальных и летных исследований самолета F5 SSBD.

В настоящее время в США компанией Lockheed Martin по заказу NASA в рамках программы QueSST создается летный самолет-демонстратор Х-59, в котором исследуется интеграция ряда технологий СГС — оптимизированная для снижения звукового удара при обеспечении высокого уровня сверхзвукового аэродинамического качества аэродинамическая компоновка, верхнерасположенный воздухозаборник силовой установки, система «технического зрения» и так далее. При этом скорость самолета ограничена величиной числа М=1,4. В 2019 году начато производство демонстратора, первый полет планируется на 2021 год. После тестовых полетов в 2022 году на валидацию акустических характеристик планируется проведение полетов в 2023-2025 годах над населенной сушей для оценки восприятия звукового удара добровольцами. Материалы исследований будут переданы в ИКАО для формирования норм по уровню звукового удара перспективных СГС. Разработка специализированных демонстраторов комплекса технологий СГС также ведется в Японии (JAXA) и Европе (проект RUMBLE). Но все они не в полной мере реализуют весь комплекс ключевых технологий СГС нового поколения и создаются в основном для валидации в летном эксперименте исключительно технологий снижения звукового удара.

— А что в России?

— В России в рамках научно-исследовательских работ, помимо тематических исследований в интересах развития ключевых технологий СГС нового поколения, также большое внимание уделяется созданию интегрального летного самолета-демонстратора. Так, в 2019 году в ЦАГИ разработано техническое предложение на демонстратор комплекса технологий СГС «Стриж», макет которого и был представлен на МАКС-2019. Успешная реализация программы этого летного демонстратора позволит в сжатые сроки и с опережением мировых конкурентов осуществить разработку конкурентоспособного СГС легкого класса, сформировать уникальный научно-технический задел высокого уровня технологической готовности в интересах создания СГС среднего и тяжелого классов.

— Почему нельзя просто доработать уже существующий самолет, например, Ту-160?

— Существующий научно-технический задел, полученный при создании объектов авиационной техники военного назначения, не является достаточным для создания демонстратора технологий, и тем более эффективного перспективного СГС целевого назначения, и может быть использован лишь частично при разработке систем и силовой установки самолета. Кроме того, необходимо, чтобы на демонстраторе технологий был реализован весь комплекс ключевых технологий и технических решений, которые должны быть отработаны в натурных условиях для подтверждения их эффективности и реализуемости.

— Когда такой демонстратор может появиться и на базе какого самолета планируется его создать?

— По нашим расчетам и при наличии финансирования такой демонстратор должен появиться к 2023 году. Очевидно, что этот экспериментальный самолет дешевле и проще делать на базе самолета-донора, так как основная цель — проверить в летном эксперименте правильность выбранных критически технологий: аэродинамического облика, расположения, формы и размера воздухозаборников, сопловых аппаратов и тому подобное. Скорее всего, в качестве такого донора будет МиГ-29 вместе со штатными двигателями, теми самолетными и бортовыми системами, которыми он оснащен. Конечно, здесь нельзя говорить о полноценном сверхзвуковом деловом самолете, это скорее прототип-демонстратор.

— Есть ли понимание по тому, каким должен быть двигатель для СГС?

— Как я уже говорил, важным требованием для такого самолета является обеспечение потребной тяги и относительно низкого удельного расхода топлива двигателя на сверхзвуковой крейсерской скорости полета. Выбор типа двигателя и характеристик силовой установки и обеспечение их согласованной работы на критических точках траектории для минимизации потерь тяги оказывают ключевое влияние на топливно-экономические и экологические характеристики СГС. Очевидно также, что к критическим относятся также технологии снижения шума выхлопной струи, вентилятора и планера в условиях взлета и посадки. На данный момент у нас есть вероятный набор параметров и облик двигателя для сверхзвукового самолета нового поколения.

— Совсем недавно Минпромторгом России объявлен конкурс на проведение научно-исследовательской работы «Комплексный научно-технологический проект (КНТП) разработки научно-технического задела в обеспечение создания сверхзвукового гражданского самолета под шифром «СГС-Т1». Какие задачи поставлены в этой НИР и какие результаты ожидаются?

— К настоящему времени у нас пока нет ясности по ряду критических технологий, что не позволяет начать опытно-конструкторские работы по созданию СГС нового поколения. Мы выделяем три основные задачи КНТП. Первая — разработка предложений по техническому облику и размерности перспективных сверхзвуковых самолетов, а также комплексного перечня критических технологий. Задачей номер два является обеспечение низкого уровня звукового удара при одновременном повышении аэродинамической эффективности перспективного самолета, его силовой установки и других систем на сверхзвуковых скоростях полета при одновременном снижении уровня шума на взлетно-посадочных режимах. Третья задача заключается в разработке методик оценки рыночной конкурентоспособности СГС и его экономической эффективности. На наш взгляд, этот КНТП является очень важной составляющей большой комплексной научно-производственной программы.

Кроме того, важно подчеркнуть, что впервые НИР организуется в формате комплексного научно-технологического проекта, предложенного ФГБУ «Национальный исследовательский центр «Институт имени Н.Е.Жуковского» (НИЦ). Такая форма организации работ основана на использовании методов системной интеграции технологий (так называемого системного инжиниринга) в рамках методологии проектного управления высокорисковыми проектами и предполагает получение принципиально новых научно-технических результатов работ, представленных в виде критических технологий с оценкой их системного уровня готовности и влияния на комплексные показатели научно-технического совершенства. Предполагается, что в НИЦ будет организован проектный офис проекта, в рамках которого на основе междисциплинарного подхода к управлению исследованиями и разработками будет осуществляться координация и интеграция результатов работ наших ведущих отраслевых НИИ (ЦАГИ, ЦИАМ и ГосНИИАС).

— Что должна включать комплексная научно-производственная программа?

— Она должна включать фундаментальные и поисковые исследования, создание и развитие новой уникальной экспериментальной базы научного центра международного уровня «Сверхзвук» в рамках нацпроекта «Наука , а также различные НИОКР, о которых я говорил ранее.

Реализация данной программы возможна исключительно при консолидированном подходе авиационной науки и промышленности. Высокий уровень технического риска и большой объем научно-технических исследований диктует необходимость организации работ на первых этапах программы под управлением НИЦ «Институт им. Н.Е Жуковского» с постепенным ростом участия ОКБ и предприятий промышленности по мере повышения уровня развития разрабатываемых технологий.

— А что сейчас с НЦМУ «Сверхзвук»? На какой стадии его создание?

— На МАКС-2019 был создан консорциум организаций-участников проекта НЦМУ «Сверхзвук , в который, помимо ЦАГИ, вошли наши ведущие отраслевые НИИ (ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», ФГУП «ГосНИИАС») академические научные организации (ИПМ им.М.В.Келдыша РАН, ПФИЦ УрО РАН), а также ведущие отечественные вузы (МГУ им. Ломоносова, Московский авиационный институт). Нами разработана программа исследований и подготовлена заявка на участие в конкурсе Минобрнауки России по отбору научных центров мирового уровня, выполняющих исследования и разработки по приоритетам научно-технологического развития. Конкурс должен состояться в мае этого года, и мы надеемся его выиграть.

— Говоря о новых технологиях, которые потребуются для создания нового поколения СГС, вы наверняка имели в виду и переход на цифровое проектирование. Какую роль играют цифровые технологии в деятельности отраслевых НИИ и КБ при создании современной авиационной техники?

— Использование цифровых технологий на этапе проектирования и конструкторской отработки авиационной техники, включая процесс проведения испытаний и сертификации, является главным козырем в конкурентной борьбе инжинирингового бизнеса, обуславливающим возможность быстрее провести разработку близкого по уровню технологического совершенства продукта, быстрее вывести его на рынок и максимизировать прибыль. Однако стоит отметить, что использование в КБ цифровых инженерных методов без оценки их точности и применимости, без валидации на основе экспериментальных и летных данных приводит к существенным рискам ошибок проектирования, во многом схожими с аналогичными начала 20 века, когда превалировала интуиция конструкторов. Применительно к проектированию демонстратора комплекса технологий СГС «Стриж» стоит отметить цифровую трансформацию ФГУП «ЦАГИ» как головного предприятия по созданию и интеграции научно-технического задела для данного летательного аппарата.

— Что уже реализовано в ЦАГИ по этому направлению?

— В ЦАГИ разработана, утверждена и реализуется стратегия цифровой трансформации. Мы в самом начале трудного пути, который потребует вложения огромных ресурсов на создание инфраструктуры и перестроение технологических цепочек и производственных процессов, а также подходов к научно-исследовательским и проектным работам. Но результаты в виде скорейшего вывода на рынок конкурентоспособной отечественной авиационной техники и укрепления позиций Российской Федерации в качестве авиационной державы окупят вложенные ресурсы.

Кроме того, проведена инвентаризация всех авторских численных методов, разработанных в ЦАГИ за долгую историю и имеющих обширную номенклатуру. Программные продукты собственной разработки охватывают все основные сферы деятельности института и представляют собой программы различных классов. Среди наиболее значимых решателей вычислительной аэродинамики стоит отметить EWT-ЦАГИ (Electronic Wind Tunnel — электронная аэродинамическая труба) и BLWF (Boundary Layer, Wing, Fuselage), которые позволяют определять аэродинамические характеристики летательных аппаратов с работающей силовой установкой при различных режимах полета. В области авиационной прочности стоит отметить расчетный комплекс АРГОН, который позволяет определять нагрузки и рассчитывать деформированное состояние авиационных конструкций. В ЦАГИ имеется целый ряд программных комплексов для исследования характеристик устойчивости и управляемости летательных аппаратов. Для объединения всех экспериментальных модулей в единую среду, поддерживающую высокий уровень автоматизации проведения экспериментальных исследований и позволяющую получать кондиционные результаты, в ЦАГИ создан специализированный программный комплекс собственной разработки ПОТОК. Для основных программных продуктов разрабатываются планы их совершенствования и полноценного внедрения в цикл научно-исследовательских работ ЦАГИ. Также создается система интеграции всех доступных численных методов в единый инструментарий многодисциплинарных исследований.

К настоящему времени в институте выполнен ряд проектов, которые направлены на реализацию концепции виртуальной экспериментальной установки на базе большой трансзвуковой аэродинамической трубы Т-128. В рамках этих работ было проведено техническое перевооружение и реконструкция аэродинамической трубы Т-128 для повышения точности получаемых аэродинамических характеристик. Работы по обновлению и совершенствованию инструментария данной экспериментальной установки, а также методик исследования, применяемых в ней, проводятся непрерывно, что позволяет ей быть одной из лучших аэродинамических установок в мире. В настоящее время мы реализуем комплексный проект по внедрению технологии электронной аэродинамической трубы в методику проведения испытаний в Т-128. Целью проекта является повышение точности и достоверности результатов экспериментальных исследований моделей перспективных летательных аппаратов и космической техники за счет внедрения методики вычислительного эксперимента в технологический цикл испытаний.

Вернуться к списку

Newsroom — American Airlines объявляет о соглашении о покупке Boom Supersonic Overture Aircraft, размещает депозит на 20 Overture

American, крупнейшая в мире авиакомпания, готова иметь самый большой в мире сверхзвуковой флот с новыми Boom Supersonic самолетами

ФОРТ-УЭРТ, Техас, и ДЕНВЕР, 16 августа 2022 г. — American Airlines и Boom Supersonic объявили сегодня о соглашении авиакомпании приобрести до 20 самолетов Overture с возможностью покупки еще 40. первые 20 самолетов. Ожидается, что Overture будет перевозить пассажиров со скоростью, в два раза превышающей скорость самых быстрых современных коммерческих самолетов.

Boom Supersonic’s Overture предоставит важное новое преимущество в скорости американскому флоту, который в настоящее время является самым простым, самым молодым и эффективным среди сетевых перевозчиков США. В соответствии с условиями соглашения Boom должен соответствовать отраслевым стандартам эксплуатации, производительности и безопасности, а также другим обычным условиям American перед поставкой любых Overture.

«Глядя в будущее, сверхзвуковые путешествия станут важной частью нашей способности предоставлять услуги нашим клиентам», — сказал Дерек Керр, финансовый директор American. «Мы в восторге от того, как Boom изменит будущее путешествий как для нашей компании, так и для наших клиентов».

Overture предназначен для перевозки от 65 до 80 пассажиров со скоростью 1,7 Маха над водой — что вдвое превышает скорость самого быстрого современного коммерческого самолета — с дальностью полета 4250 морских миль. Оптимизированный для скорости, безопасности и устойчивости, Overture также предназначен для полетов по более чем 600 маршрутам по всему миру всего за половину времени. Перелет из Майами в Лондон менее чем за пять часов и из Лос-Анджелеса в Гонолулу за три часа — одна из многих возможностей.

«Мы гордимся тем, что делимся нашим видением более взаимосвязанного и устойчивого мира с American Airlines», — сказал Блейк Шолль, основатель и генеральный директор Boom. «Мы считаем, что Overture может помочь American усилить свое конкурентное преимущество в сети, лояльности и общих предпочтениях авиакомпаний за счет изменяющих парадигму преимуществ сокращения вдвое времени в пути».

В июле компания Boom представила окончательный производственный проект Overture, выпуск которого намечен на 2025 год, а первые пассажиры будут перевозиться к 2029 году. Акции American Airlines Group Inc. торгуются на Nasdaq под тикером AAL, а акции компании включены в S&P 500. Узнайте больше о том, что происходит в American Airlines, посетив news.aa.com и свяжитесь с American в Twitter @AmericanAir и по адресу Facebook.com/Американские авиалинии.

О Boom Supersonic
Boom Supersonic трансформирует авиаперевозки благодаря Overture, самому быстрому авиалайнеру в мире, оптимизированному
для скорости, безопасности и устойчивости. Обслуживая как гражданские, так и государственные рынки, Overture будет летать
в два раза превышает скорость современных авиалайнеров и рассчитан на работу на 100% экологичном авиационном топливе.
(САФ). Книга заказов Overture, включая покупки и опционы у American Airlines, United
Airlines и Japan Airlines стоит на 130 самолетов. Boom работает с Northrop Grumman для
правительственные и оборонные приложения Overture. Поставщики и партнеры, сотрудничающие с
Программа Boom on Overture включает Collins Aerospace, Eaton, Safran Landing Systems,
Rolls-Royce, ВВС США, American Express, Climeworks и AWS. Для большего
информацию, посетите https://boomsupersonic.com.

Фото и видео доступны на https://boomsupersonic.com/press.

Присоединяйтесь к Boom Supersonic в Twitter, LinkedIn, Facebook, Instagram, YouTube.

Предостережение относительно прогнозных заявлений и информации
Некоторые из заявлений, содержащихся в этом выпуске, следует рассматривать как прогнозные заявления по смыслу Закона о ценных бумагах 1933 г. с поправками, Закона о ценных бумагах и биржах 1934 г. внесены поправки, а Закон о реформе судебного разбирательства по частным ценным бумагам от 1995. Эти прогнозные заявления могут обозначаться такими словами, как «может», «будет», «ожидать», «намереваться», «предполагать», «полагать», «оценивать», «планировать», «проектировать», «может», «должен», «будет», «продолжать», «стремиться», «цель», «руководство», «прогноз», «если текущие тенденции сохранятся», «оптимистичный», «прогноз» и другие подобные слова . Такие заявления включают, помимо прочего, заявления о планах, целях, ожиданиях, намерениях, оценках и стратегиях компании на будущее, постоянной доступности заимствований по возобновляемым кредитным линиям и другие заявления, которые не являются историческими фактами. Эти прогнозные заявления основаны на текущих целях, убеждениях и ожиданиях компании, и они подвержены значительным рискам и неопределенностям, которые могут привести к тому, что фактические результаты, финансовое положение и сроки определенных событий будут существенно отличаться от информации, содержащейся в прогнозных прогнозах. заявления. Эти риски и неопределенности включают, помимо прочего, те, которые изложены в настоящем документе, а также в Ежеквартальном отчете компании по форме 10-Q за квартал, закончившийся 30 июня 2022 г. (особенно в части I, пункт 2. Обсуждение и анализ руководства). финансового положения и результатов операций и части II, пункт 1A. Факторы риска), а также другие риски и неопределенности, время от времени перечисляемые в других документах компании, подаваемых в Комиссию по ценным бумагам и биржам. В частности, последствия вспышки коронавируса для экономических условий и индустрии туризма в целом и финансового положения и результатов деятельности компании в частности были существенными, быстро меняются и не могут быть предсказаны. Кроме того, могут быть другие факторы, о которых компания в настоящее время не знает, которые могут повлиять на вопросы, обсуждаемые в прогнозных заявлениях, а также могут привести к тому, что фактические результаты будут существенно отличаться от обсуждаемых. Компания не берет на себя никаких обязательств по публичному обновлению или дополнению любых прогнозных заявлений, чтобы отразить фактические результаты, изменения в предположениях или изменения других факторов, влияющих на эти прогнозные заявления, за исключением случаев, предусмотренных законодательством. Любые прогнозные заявления действительны только на дату настоящего документа или на даты, указанные в заявлении.

Вторя Concorde, American Airlines покупает сверхзвуковые самолеты у авиационного стартапа Boom

Во вторник American Airlines объявила о приобретении флота из 20 самолетов у Boom Supersonic, стартапа, строящего самолеты, которые могут летать со скоростью, превышающей скорость звука. Заказ поступил после того, как в прошлом году United Airlines объявила о покупке 15 самолетов Overture компании. Пассажирские рейсы не ожидаются до конца десятилетия, но если все пойдет по плану, коммерческие сверхзвуковые полеты могут вернуться впервые со времен «Конкорда».

Компания Boom заявляет, что ее самолеты спроектированы так, чтобы летать со скоростью, в два раза превышающей скорость обычного полета. Этого будет достаточно, чтобы добраться из Ньюарка в Лондон всего за три с половиной часа и из Лос-Анджелеса в Гонолулу всего за три часа. Первый из этих рейсов запланирован на 2026 год, а к 2029 году компания планирует начать перевозку пассажиров. Если все получится, у United есть возможность купить еще как минимум 35 самолетов у стартапа; У американца есть возможность купить еще 40.

Но есть еще один нюанс. Бум также хочет сделать эти полеты экологически безопасными, обещая, что эти самолеты будут «с нулевым выбросом углерода с первого дня» и будут полностью полагаться на экологичное авиационное топливо, которое перерабатывается из отходов или органических источников.

Сделки Boom с United и American происходят из-за высоких экологических издержек, связанных с растущим вниманием. Стремление к более строгому регулированию выбросов самолетов в настоящее время наблюдается во всем мире, и авиакомпании все чаще рекламируют планы по снижению своего воздействия на окружающую среду. Такие активисты, как Грета Тунберг, продвигают идею о том, что люди должны полностью отказаться от полетов. И авиационная отрасль в настоящее время наводнена всплеском летних поездок, отменой и задержкой рейсов.

«Инвестирование в сегодняшнюю операцию должно быть единственной целью руководства», — сказал Ассошиэйтед Пресс представитель американского профсоюза пилотов Деннис Тайер. «Если не будет никаких изменений в том, как руководство планирует эту авиакомпанию и ее пилотов, это будет просто отмена сверхзвуковых рейсов».

Идея сверхзвукового полета привлекательна, потому что это очень быстро и позволит сократить время трансокеанских полетов. Не говоря уже о том, что было бы здорово путешествовать быстрее скорости звука.

Но, как много лет назад показал Concorde, первый и последний в мире сверхзвуковой коммерческий пассажирский самолет, перспектива экологически чистого сверхзвукового полета — это не просто очень амбициозная (и потенциально недостижимая) цель. Это также связано с собственным набором проблем, от нормативных препятствий до решения проблемы шумового загрязнения. Сделать сверхзвуковой полет экономически целесообразным на фоне опасений по поводу изменения климата — непростая задача. Некоторые эксперты говорят, что идея зеленого сверхзвукового полета почти противоречива. Они отмечают, что Concorde был довольно ужасным с точки зрения выбросов.

«Одной из больших проблем с Concorde было то, что он считался очень вредным для окружающей среды», — сказала Recode в прошлом году Джанет Беднарек, профессор Дейтонского университета, изучающая историю авиации. «Он сжигал много топлива, но также загрязнял верхние слои атмосферы».

История сверхзвуковых пассажирских самолетов на самом деле насчитывает десятилетия. Управляемый British Airways и Air France, Concorde был способен летать со скоростью чуть более чем в два раза превышающей скорость звука: 2,01 Маха. Самолет, как известно, помог Филу Коллинзу дать концерты в Лондоне и Филадельфии (через Нью-Йорк) 9.0054 в тот же день. Но, несмотря на впечатляющую скорость, у «Конкорда» были большие проблемы. Сверхзвуковой полет требует огромного количества реактивного топлива, а двигатели, как известно, громко шумят в кабине. Полеты также исторически чрезвычайно дороги: билет туда и обратно на Concorde для трех с половиной часов полета между Нью-Йорком и Лондоном может стоить около 10 000 долларов. После авиакатастрофы в 2000 г., унесшей жизни более 100 человек, и все более непреодолимых экономических проблем, последний коммерческий полет «Конкорда» состоялся в 2003 г.

В последние годы множество стартапов работали над тем, чтобы снова осуществить сверхзвуковой полет. В авангарде находится Boom, у которого уже есть финансирование на сумму не менее 270 миллионов долларов, соглашение с ВВС, прототип реактивного самолета и планы по созданию производственного предприятия в Северной Каролине. Компании Hermeus и Virgin Galactic из Атланты разрабатывают собственные проекты сверхзвукового самолета. Однако в 2021 году одна из ведущих компаний, занимающихся созданием сверхзвуковых самолетов, Aerion Supersonic, объявила о закрытии, сославшись на «чрезвычайно сложные» экономические условия, из-за которых производство ее первого самолета будет отложено.

Также растет работа над решением проблемы звукового удара, поразительного звука, который издают сверхзвуковые самолеты, когда они преодолевают звуковой барьер. НАСА работает с Lockheed Martin над сверхзвуковым исследовательским самолетом, и агентство сообщило Vox еще в 2016 году, что возможен «бесшумный сверхзвуковой самолет», который может решить серьезное препятствие для этих высокоскоростных полетов. Федеральное авиационное управление (FAA) объявило в январе 2021 года окончательные правила испытаний сверхзвуковых самолетов, создав основу для этих стартапов, чтобы они могли продолжить летные испытания.

Чтобы уменьшить воздействие на окружающую среду, самолеты Boom будут использовать экологичное авиационное топливо; Сообщается, что United инвестирует в топливо, изготовленное из «целлюлозного сырья» и «твердых бытовых отходов». Но ограниченный запас этого может быть лучше использован на других самолетах. По словам Дэна Резерфорда, директора авиационной программы Международного совета по чистому транспорту, исследования показывают, что сверхзвуковым самолетам потребуется в несколько раз больше топлива на одного пассажира, чем при обычном полете на самолете.

«American хочет, чтобы вы поверили, что собирается выделить действительно дорогое топливо для супернеэффективных самолетов», — сказал Резерфорд Recode. «Скорее всего, они просто будут сжигать самое дешевое ископаемое топливо, какое только смогут достать».

Представитель Boom сообщил Recode, что, несмотря на то, что экологичное авиационное топливо в настоящее время не является широко доступным, компания ожидает, что отрасль будет «быстро расти» в течение следующих семи лет. Компания добавила, что она особенно заинтересована в топливе, превращающем энергию в жидкость, но не уточнила, какой тип экологичного авиационного топлива будут использовать ее транспортные средства — это решение будет оставлено на усмотрение авиакомпаний, эксплуатирующих самолеты Boom.

Впереди другие испытания, которые ставят под сомнение цели Boom, American и United. Во-первых, неясно, сколько еще пассажиров будут готовы платить за то, чтобы сэкономить несколько часов. Хотя компании не сказали, сколько в конечном итоге будут стоить билеты на их сверхзвуковые самолеты, они, вероятно, будут дороже, чем обычные места эконом-класса (генеральный директор Delta выразил скептицизм в отношении того, что эти самолеты могут «приносить надежную прибыль»). Есть также проблема звукового удара и перспектива шумового загрязнения вокруг аэропортов. А еще есть тот факт, что Boom все еще работает над своим двигателем, хотя и сотрудничает с Rolls-Royce над одним дизайном.

Самолет Boom XB-1 Supersonic Demonstrator находится в ангаре компании в штаб-квартире Boom в Денвере, штат Колорадо. Том Купер/Getty Images для Boom Technology

Другие настроены более оптимистично, говоря, что усовершенствования в технологиях, которых не существовало в эпоху «Конкорда», могут сделать сверхзвуковой полет успешным, несмотря на неуверенность в предыдущих десятилетиях.

«Сверхзвуковые технологии могут соединить крупные города, как никогда раньше, значительно расширить глобальные бизнес-сети, повысить конкурентоспособность Америки и оживить отрасль, которая находилась в стагнации на протяжении десятилетий», — написала редакционная коллегия Bloomberg в марте 2021 года. «В будущем сверхбыстрые путешествия для масс вполне правдоподобно».

Воздействие на окружающую среду, добавила редакция, необходимо изучить, и сверхзвуковые полеты должны соответствовать международным правилам компенсации выбросов углерода, которые, как объяснил Умайр Ирфан из Vox, являются спорными.

По словам Беднарека, историка авиакомпаний, будущее полетов должно быть сосредоточено на энергоэффективности и меньшем вреде для окружающей среды, а не на скорости или размере.

«Если они это сделают — да благословит их Бог — они действительно чего-то достигли», — сказал Беднарек. «Это окажется намного сложнее, чем может показаться в некоторых праздничных рекламных объявлениях, которые выходят прямо сейчас».

Обновление от 22 августа 2022 г., 11:00: Эта статья была первоначально опубликована 3 июня 2021 г. и была обновлена, чтобы отметить новый контракт American Airlines с Boom Supersonic, а также включить комментарий от Boom. .

Наша цель в этом месяце

Сейчас не время для платного доступа. Настало время указать на то, что скрыто на виду (например, сотни отрицателей выборов в бюллетенях по всей стране), четко объяснить ответы на вопросы избирателей и дать людям инструменты, необходимые им для активного участия в американской политике. демократия. Подарки читателям помогают сделать наши журналистские статьи, основанные на исследованиях, бесплатными для всех. К концу сентября мы планируем добавить 5000 новых финансовых спонсоров в наше сообщество сторонников Vox. Поможете ли вы нам достичь нашей цели, сделав подарок сегодня?

United Plans Supersonic Supersonic Passenger Flighs к 2029

Опубликовано
000Z»> 5 июня 2021

Источник изображения, United/Boom

. Крис Фокс

Репортер по технологиям

Американская авиакомпания United объявила о планах приобрести 15 новых сверхзвуковых авиалайнеров и «вернуть сверхзвуковые скорости в авиацию» в 2029 году.

Сверхзвуковые пассажирские рейсы прекратились в 2003 году, когда Air France и British Airways отказались от Concorde.

Новый самолет Overture будет производиться базирующейся в Денвере компанией Boom, которая еще не провела летных испытаний сверхзвукового реактивного самолета.

Сделка с United зависит от соответствия нового самолета стандартам безопасности.

Что такое сверхзвуковой полет?

Сверхзвуковой полет — это когда самолет движется со скоростью, превышающей скорость звука.

На высоте 60 000 футов (18 300 м) это означает полет со скоростью более 660 миль в час (1060 км/ч).

Типичный пассажирский самолет может летать со скоростью около 560 миль в час (900 км/ч), а Overture, как ожидается, будет развивать скорость 1122 миль в час (1805 км/ч), также известную как 1,7 Маха.

Источник изображения, Reuters

Подпись к изображению,

Конкорд был выведен из эксплуатации в 2003 году

При такой скорости время в пути по трансатлантическим маршрутам, например из Лондона в Нью-Йорк, можно сократить вдвое.

Бум говорит, что Overture сможет совершить поездку за 3,5 часа, сократив время полета на три часа.

Concorde, который поступил на пассажирские перевозки в 1976 был еще быстрее с максимальной скоростью 2,04 Маха — около 1350 миль в час (2180 км/ч).

Какие проблемы?

В сверхзвуковых пассажирских перевозках есть две основные проблемы: шум и загрязнение окружающей среды.

Путешествие со скоростью, превышающей скорость звука, вызывает звуковой удар, который можно услышать на земле как громовой удар или взрыв. Именно здесь компания Boom получила свое название.

Стрела ограничивает полеты самолетов. Обычно они должны снижать скорость до тех пор, пока не окажутся над океаном, вдали от граждан, которых может побеспокоить громкий хлопок.

Бум уверен, что его самолет не будет громче других современных пассажирских самолетов при взлете, полете над землей и приземлении. Компания также надеется на усовершенствование конструкции самолета, поскольку Concorde поможет уменьшить и смягчить звуковой удар.

Другой большой проблемой является расход топлива.

«Чтобы летать на сверхзвуке, вам понадобится больше мощности, вам понадобится больше топлива», — сказала Би-би-си коммерческий директор Boom Кэти Сэвитт.

Но она ожидает, что Overture будет эксплуатироваться как «самолет с нулевым выбросом углерода».

Могут ли сверхзвуковые путешествия быть «устойчивыми»?

Центральным элементом плана Boom является использование Overture исключительно на экологичном авиационном топливе (SAF).

Это может принимать форму «шикарного биодизеля», сделанного из чего угодно, от отходов животноводства от сельскохозяйственной промышленности до специально выращенных высокоэнергетических культур, объясняет доктор Гай Граттон, доцент кафедры авиации и окружающей среды в Крэнфилдском университете.

Но одна большая проблема заключается в том, что «мир очень далек от производственных мощностей, необходимых» для производства достаточного количества биотоплива для всей авиационной промышленности, говорит он.

Бум предсказывает, что процессы преобразования энергии в жидкость, когда возобновляемая энергия, такая как энергия ветра, используется для производства жидкого топлива, восполнят дефицит.

«Мы ожидаем, что это будет коммерциализировано задолго до того, как это понадобится для наших целей», — объясняет Рэймонд Рассел из Boom.

«Обязательства авиакомпаний и инвестиции в этом секторе составляют миллиарды долларов».

Но эта отрасль по-прежнему нуждается в расширении.

Источник изображения, United/Boom

Image caption,

Цифровая модель нового самолета Overture в ливрее United

«Сможете ли вы вдруг найти огромные дополнительные запасы устойчивой электроэнергии по доступным ценам?» — спрашивает доктор Граттон.

«Я не говорю, что это невозможно сделать. Это вполне может быть сделано, но это еще не сделано.»

Есть ли спрос на сверхзвуковые путешествия?

Несмотря на огромные затраты на разработку Concorde более 50 лет назад, считается, что в последние годы эксплуатации он был прибыльным для British Airways.

Конкорд считался роскошным средством передвижения с билетами, которые стоили больше, чем место в первом классе на обычном самолете.

Сегодня самые богатые путешественники могут предпочесть частные бизнес-джеты, говорит доктор Граттон.

Вместо того, чтобы путешествовать первым классом на коммерческом самолете с общественностью, богатые могут арендовать компактные частные самолеты, которые летают по требованию прямо в выбранные ими аэропорты и обратно. Избегая стойки регистрации и багажной карусели, вы также можете сэкономить время в путешествии.

Г-жа Сэвитт сказала, что исследование Boom показало, что пассажирам нужна скорость, и что более быстрые самолеты могут «углубить человеческие связи и улучшить деловые отношения».