Сверхзвуковой самолет. Авиация россии как на ладони

Один из примеров существующих проектов сверхзвуковых самолетов.

Сегодня начну с небольшого предисловия 🙂 .

На этом сайте у меня уже есть полета летательных аппаратов. То есть давно уже пришла пора написать что-нибудь и о сверхзвуке , тем более, что я обещал это сделать:-). На днях взялся за работу с немалым рвением, но понял, что тема настолько же интересна, насколько и объемна.

Мои статьи в последнее время краткостью не блещут, не знаю уж достоинство это или недостаток:-). А выпуск на тему «сверхзвук » грозил стать еще больше и уж неизвестно сколько бы времени мне пришлось бы его «творить»:-).

Поэтому я решил попробовать сделать несколько статей. Этакую маленькую серию (штуки три-четыре), в которой каждая составляющая будет посвящена одному-двум понятиям на тему сверхзвуковых скоростей . И мне будет проще, и читателям голову меньше буду забивать:-), и яндекс с гуглом будут более благосклонны (что немаловажно, сами понимаете:-)). Ну а что из этого получится судить, конечно, Вам..

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

Итак, поговорим сегодня о сверхзвуке и сверхзвуковых самолетах . Само понятие «сверхзвук » в нашем языке (тем более в превосходной степени) мелькает гораздо чаще, чем термин «дозвук ».

С одной стороны это, вобщем-то, понятно. Дозвуковые летательные аппараты давно стали в нашей жизни чем-то совсем обыденным. А сверхзвуковые самолеты , хоть и летают в воздушном пространстве вот уже 65 лет, но до сих пор представляются чем-то особенным, интересным и заслуживающим повышенного внимания.

Говоря с другой стороны, это вполне справедливо. Ведь полеты на сверхзвуке — это, можно сказать, отдельная, закрытая неким барьером область движения. Однако, у людей неискушенных вполне может возникнуть вопрос: «А чего, собственно, такого выдающегося в этом сверхзвуке? Какая разница летит самолет со скоростью 400 км/ч или 1400 км/ч? Дайте ему движок помощнее и все будет в порядке!» Примерно в таком смысловом положении находилась авиация на заре своего развития.

Скорость всегда была пределом мечтаний и первоначально эти устремления довольно успешно претворялись в жизнь. Уже в 1945 году летчик-испытатель фирмы Мессершмитт Л.Гофман в горизонтальном полете на одном из первых в мире самолетов с реактивными двигателями, МЕ-262 , достиг в горизонтальном полете на высоте 7200 м скорости 980 км/ч .

Однако, на самом деле все далеко не так просто. Ведь полет на сверхзвуке отличается от дозвукового не только величиной скорости и не столько ею. Отличие здесь качественное .

Уже со скоростей порядка 400 км/ч начинает понемногу проявляться такое свойство воздуха, как сжимаемость. И ничего здесь, в принципе, неожиданного нет. – это газ. А все газы, как известно, в отличие от жидкостей, сжимаемы. При сжатии меняются параметры газа, такие, например, как плотность, давление, температура. Из-за этого в сжатом газе уже по-другому могут протекать различные физические процессы, нежели в разреженном.

Чем быстрее летит самолет, тем больше он вместе со своими аэродинамическими поверхностями становится похожим на эдакий поршень, в определенном смысле сжимающий воздух перед собой. Утрированно, конечно, но в целом именно так:-).

С ростом скорости аэродинамическая картина обтекания летательного аппарата меняется и чем быстрее, тем больше:-). А на сверхзвуке она уже качественно другая. При этом на первый план выходят новые понятия аэродинамики, которые для малоскоростных самолетов зачастую просто не имеют никакого смысла.

Для характеристики скорости полета теперь становится удобным и необходимым использование такого параметра, как число М (число Маха , отношение скорости самолета относительно воздуха в данной точке к скорости звука в воздушном потоке в этой точке). Появляется и становится ощутимым (очень ощутимым!) еще один вид аэродинамического сопротивления – волновое сопротивление (наряду с итак возросшим обычным лобовым сопротивлением).

Становятся знаковыми такие явления, как волновой кризис (с критическим числом М), сверхзвуковой барьер , скачки уплотнения и ударные волны .

Кроме того ухудшаются управляемость и характеристики устойчивости самолета из-за смещения назад точки приложения аэродинамических сил.

При подходе к области околозвуковых скоростей самолет может испытывать сильную тряску (это было более характерно для первых самолетов, штурмовавших тогда еще таинственный рубеж скорости звука), схожую по своим проявлениям с еще одним очень неприятным явлением, с которым пришлось столкнуться авиаторам в своем профессиональном развитии. Это явление называется флаттер (тема для очередной статьи:-)).

Появляется такой неприятный момент, как разогрев воздуха в результате его резкого торможения перед самолетом (так называемый кинетический нагрев ), а также нагрев в результате вязкостного трения воздуха. При этом температуры достаточно высокие, порядка 300ºС . До таких температур разогревается обшивка самолета во время длительного сверхзвукового полета.

Обо всех упомянутых выше понятиях и явлениях, а также причинах их возникновения мы обязательно поговорим в других статьях более подробно. Но сейчас итак, я думаю, вполне понятно, что сверхзвук – это уже нечто совсем другое, нежели полет на дозвуковой (тем более малой) скорости.

Для того, чтобы ужиться со всеми вновь возникающими эффектами и явлениями на больших скоростях и полностью соответствовать своему предназначению, летательный аппарат тоже должен качественно измениться. Теперь это должен быть сверхзвуковой самолет , то есть самолет, способный выполнять полет со скоростью, превышающей скорость звука на данном участке воздушного пространства.

И для него недостаточно только лишь увеличения мощности двигателя (хотя это тоже очень важная и обязательная деталь). Такие самолеты обычно меняются и внешне. В их облике появляются острые углы и кромки, прямые линии, в отличие от «плавных» очертаний дозвуковых самолетов.

Сверхзвуковые самолеты имеют стреловидное или треугольное в плане крыло. Типичный и один из самых известных самолетов с треугольным крылом – замечательный истребитель МИГ-21 (максимальная скорость на высоте 2230 км/ч, у земли 1300 км/ч).

Сверхзвуковой самолет с треугольным в плане крылом МИГ-21.

Один из вариантов стреловидного – это крыло оживальной формы, имеющее повышенный коэффициент подъемной силы. У него имеется специальный наплыв около фюзеляжа, предназначенный для образования искусственных спиральных вихрей.

МИГ-21И с крылом оживальной формы.

МИГ-21И - оживальное крыло.

Оживальное крыло ТУ-144.

Интересно, что крыло такого типа, потом установленное на ТУ-144 , испытывалось на летающей лаборатории на базе все того же МИГ-21 (МИГ-21И) .

Второй вариант – сверхкритическое крыло . Оно имеет уплощенный профиль с определенным образом изогнутой задней частью, что позволяет отодвинуть возникновение волнового кризиса на большие скорости и может быть выгодным в плане экономичности для скоростных дозвуковых самолетов. Такое крыло применено, в частности, на самолете SuperJet 100 .

SuperJet 100. Пример сверхкритического крыла. Хорошо виден изгиб профиля (задняя часть)

Фотографии кликабельны .

Идея президента России Владимира Путина, вдохновленного полетом нового «Белого лебедя», о создании сверхзвукового самолета заставила задуматься не только сотрудников Казанского авиастроительного завода, но и многих других наблюдателей. Может ли ракетоносец вдохновить конструкторов на создание новых типов сверхзвуковых самолетов?

Самый большой и самый мощный в истории военной авиации сверхзвуковой самолет Ту-160, известный многим по прозвищу «Белый лебедь», на днях получил новую жизнь. Впервые за долгие годы Казанский авиастроительный завод представил общественности обновленный бомбардировщик Ту-160М, названный в честь первого главнокомандующего ВВС России Петра Дейнекина.

За первым полетом ракетоносца лично наблюдал Верховный главнокомандующий ВС РФ и президент России Владимир Путин. Глава государства был глубоко впечатлен полетом нового «Белого лебедя» и высоко оценил профессионализм выполнявших маневр летчиков, попросив отблагодарить пилотов еще до приземления воздушного судна. В эмоциях президента не было ничего удивительного, поскольку Путин и сам пилотировал ракетоносец Ту-160 еще в 2005 году.

По завершении полета президент высказал казанским авиаконструкторам предложение создать на основе нового Ту-160М версию пассажирского сверзвукового «Лебедя» для гражданской авиации.

Но для того чтобы понять, насколько реально воплотить в жизнь идею Владимира Путина, следует обратиться к истории российской авиации и вспомнить, какие шаги уже предпринимались авиаконструкторами в данном направлении.

Ту-144

Одним из самых больших успехов промышленности в истории России было создание самолета Ту-144. Он был изготовлен задолго до Ту-160 и стал первым в истории человечества сверхзвуковым пассажирским авиалайнером. К тому же Ту-144 и по сей день является одним из двух известных истории типов сверхзвуковых пассажирских самолетов.

Авиалайнер был создан по заданию Совета Министров СССР, вышедшему 19 июля 1963 года. К первому сверхзвуковому пассажирскому самолету предъявлялись серьезные требования. Самолет должен был быть способным летать на крейсерской скорости от 2300 до 2700 км/ч на расстояние до 4500 километров, при этом перевозя на борту до 100 пассажиров.

Первый прототип самолета ОКБ Туполева создало в 1965 году. Уже через три года самолет впервые поднялся в небо, опередив на два месяца главного и единственного конкурента – знаменитого британско-французского «Конкорда».

Ту-144 имел ряд особенностей конструкции, которые даже внешне заметно отличали его от других самолетов. На его крыльях не было закрылков и предкрылков: самолет снижал скорость благодаря отклоняющейся носовой части фюзеляжа. Кроме того, на авиалайнере был установлен предок современных GPS-навигаторов – система ПИНО (Проекционный индикатор навигационной обстановки), проецировавшая необходимые координаты на экран с диафильма.

Однако ввиду слишком больших затрат на эксплуатацию и обслуживание авиалайнера Советский Союз отказался от дальнейшего производства Ту-144. К моменту отказа от производства всего сохранилось 16 самолетов, два из которых позже были уничтожены в результате печально известной катастрофы на международном авиасалоне в Ле-Бурже в 1973 и в катастрофе над Егорьевском в 1978 году. На данный момент в мире в собранном виде осталось всего восемь самолетов, три из которых могут быть полностью восстановлены и готовы к дальнейшему использованию.

СПС-2 и Ту-244

Фото: Stahlkocher / wikimedia.org

Еще одним проектом, на который возлагали серьезные ожидания, стал СПС-2, которому позднее разработчик – ОКБ Туполева – дал многообещающее название Ту-244.

Первые сведения о работах над сверхзвуковым пассажирским авиалайнером второго поколения датируются приблизительно 1971 – 1973 годами прошлого века.

При разработке Ту-224 конструкторы учитывали как опыт создания и эксплуатация его предшественников – Ту-144 и «Конкорда», так и Ту-160, а также американских проектов сверхзвуковых самолетов.

По замыслу разработчиков СПС-2 новый авиалайнер должен был лишиться главной «визитной карточки» своего предшественника – отклоняемой вниз носовой части фюзеляжа. Кроме того, площадь остекления кабины пилотов должна была быть снижена до достаточного для обзора минимума. Для взлета и посадки самолета планировалось использовать систему оптико-электронного обзора.

Также проектируемый самолет должен был подниматься на высоту до 20 километров и умещать на борту около 300 пассажиров. Для достижения таких параметров необходимо было разительно увеличить его размеры по всем параметрам, что и планировалось сделать: с длиной фюзеляжа в почти 90 метров и размахом крыльев около 50 метров Ту-244 выглядел бы исполином на фоне любых имеющихся аналогов.

А вот максимальная скорость авиалайнера, по сравнению с предшественниками, практически оставалась прежней: скоростной предел СПС-2 не превышал 2500 км/ч. В противовес планировалось увеличить максимальное расстояние полета до порядка 9000 километров за счет снижения объемов потребления топлива.

Однако производство подобного сверхзвукового тяжеловеса в реалиях современного мира оказалось экономически нецелесообразным. Ввиду возросших требований к экологическим стандартам затраты на эксплуатацию подобного Ту-244 самолета на данный момент являются неподъемными как для самого авиастроителя, так и для экономики страны в целом.

Ту-344 и Ту-444

Эти самолеты разрабатывались ОКБ Туполева (позднее ОАО «Туполев», ныне – ПАО «Туполев») как ответ на растущий в мире спрос на быстрые и небольшие воздушные судна бизнес-класса. Так появились различные проекты СБС – сверхзвуковых бизнес-самолетов.

Подобные самолеты должны были обладать небольшими размерами и способностью перевозить около 10 пассажиров. Первый проект СБС от «Туполева» – Ту-344 – планировалось изготовить еще в 90-х годах прошлого века на базе военного сверхзвукового бомбардировщика Ту-22М3. Но его разработка обернулась провалом на начальных стадиях, поскольку для международных перелетов самолет также должен был соответствовать высоким требованиям в области , которым он не отвечал уже на первых этапах разработки проекта. Поэтому от дальнейших работ по созданию Ту-344 конструктор отказался.

Работы над проектом его последователя – Ту-444 – начались в начале 2000-х, его разработка дошла до стадии первых эскизов. Несмотря на то что проблемы в области экологии были решены, для реализации проекта требовалось привлечение больших финансовых инвестиций, но «Туполеву» не удалось найти заинтересованных в этом инвесторов.

С-21 (SSBJ)

Фото:Slangcamm / wikimedia.org

Единственным отечественным проектом по созданию сверхзвукового самолета для гражданской авиации, разработкой которого не занималось ОКБ Туполева, стал проект самолета С-21, также известного как Sukhoi Supersonic Business Jet (SSBJ).

Работу над этим проектом ОКБ Сухого начало в 80-х годах. В конструкторском бюро понимали, что спрос на крупные сверхзвуковые авиалайнеры со времен «Конкорда» и «Ту-144» упал и в перспективе будет только снижаться из соображений экономии. Поэтому конструкторы «Сухого» одними из первых пришли к идее создания сверхзвукового бизнес-самолета, рассчитанного на беспересадочные перелеты между мировыми столицами.

Но разработке С-21 помешал развал СССР, вместе с которым прекратилось государственное финансирование проекта.

После распада Советского Союза в «Сухом» долгие годы пытались привлечь к проекту частных инвесторов на территории России и за рубежом. Объем поступавших инвестиций позволили провести первые испытания двигателей для С-21 в 1993 году.

Но для завершения создания и старта серийного производства самолета, по заявлением являвшегося на тот момент главой «Сухого» Михаила Симонова, требовалось еще порядка одного миллиарда долларов США, однако новых инвесторов компании найти не удалось.

Освоение неба долгие века было недостижимой мечтой для человечества. После того как просторы все-таки удалось покорить, летательные аппараты становились все совершеннее и выносливее. Существенным достижением на этом поприще стало изобретение сверхзвуковых военных и пассажирских самолетов. Одним из таких лайнеров стал Ту-244, особенности и характеристики которого рассмотрим далее. К сожалению, это проект не развился до серийного производства, как и большинство аналогичных разработок. В настоящее время изыскиваются средства для возобновления разработок данного проекта или подобных самолетов.

С чего все начиналось?

Стремительными шагами авиация начала развиваться после Второй мировой войны. Разрабатывались различные проекты летательных аппаратов с реактивными двигателями, которые должны были прийти на смену обычным силовым агрегатам. Важным моментом в создании сверхзвуковых лайнеров было не достижение скорости звука, а преодоление этого барьера, поскольку аэродинамические законы на подобных скоростях меняются.

Массово подобные технологии начали использоваться с пятидесятых годов прошлого века. Среди серийных модификаций можно отметить отечественные «МиГи», американские истребители North American, Delta Dagger, французские «Конкорды» и многие другие. В пассажирской авиации внедрение сверхзвуковых скоростей происходило намного медленнее. Ту-244 - самолет, который мог составить не просто конкуренцию в этой отрасли, а стать в ней мировым лидером.

Разработка и создание

Первые экспериментальные гражданские самолеты, способные преодолевать звуковой барьер, появились во второй половине шестидесятых годов 20 века. С тех пор и до настоящего времени в серийное производство было пущено всего лишь две модели: Ту-144 и французский «Конкорд». Лайнеры представляли собой типичные самолеты для сверхдальних перелетов. Эксплуатация этих машин перестала быть актуальной в две тысячи третьем году. Сейчас сверхзвуковые авиалайнеры для перевозки пассажиров не используются.

Были попытки создать новые модификации реактивных гражданских лайнеров, однако большинство из них остались в стадии разработки или вообще были закрыты. К таким долгосрочным проектам относится и сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-244.

Он должен был сменить своего предшественника, обладать улучшенными характеристиками, заимствованными с прототипов - «Конкорда» и некоторых американских самолетов. В разработку проект полностью был взят конструкторским бюро Туполева, в 1973 году разрабатываемый лайнер получил наименование Ту-244.

Предназначение

Основной задачей разрабатываемого проекта стало создание реактивного сверхзвукового самолета, способного безопасно, быстро и на длительные дистанции перевозить пассажиров. При этом аппарат должен был значительно превосходить по всем параметрам обычные реактивные летательные корабли. Особую ставку конструкторы делали на скорость.

В остальных аспектах сверхзвуковые самолеты уступали своим собратьям. Во-первых, перевозки экономически не окупались. Во-вторых, безопасность полетов была ниже. Кстати, серийный выпуск и использование в гражданской авиации предшественника Ту-244 было прекращено именно по второй причине. Ту-144 за первый год эксплуатации потерпел несколько аварий, приведших к гибели экипажа. В новом проекте предполагалось устранить имеющие недочеты.

Ту-244 (самолет): характеристики технического плана

Окончательная модель рассматриваемого лайнера должна была иметь следующие тактико-технические показатели:

1. Экипаж, пилотирующий лайнер, включает в себя трех пилотов.
2. Вместимость пассажиров варьировалась от 250 до 300 человек.
3. Ориентировочная крейсерская скорость - 2175 километров в час, что вдвое превышает звуковой барьер.
4. Силовые установки - четыре мотора с турбинными вентиляторами.
5. Дальность перелета - от семи до девяти с половиной тысяч километров.
6. Показатель грузоподъемности - триста тонн.
7. Длина / высота - 88 / 15 метров.
8. Площадь рабочей поверхности - 965 кв. м.
9. Размах крыла - сорок пять метров.

Если сравнить показатель скорости, то проектируемый пассажирский самолет Ту-244, история создания которого довольно интересна, стал немного медленнее своих прямых конкурентов. Однако за счет этого конструкторы хотели увеличить вместимость и повысить экономическую выгоду от эксплуатации машины.

Дальнейшие перспективы

Разработка нового проекта, результатом которой должен был стать сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-244, затянулась на долгие годы. В конструкцию вносилась масса изменений и доработок. Однако даже после развала СССР КБ Туполева продолжило работу в заданном направлении. В 1993 году были даже представлены подробные сведения о проекте.

Тем не менее экономический кризис девяностых отрицательно отразился и на этой сфере. Официального сообщения о закрытии разработок не было, активных действий тоже. Проект оказался на грани заморозки. К работе подключаются специалисты из США, переговоры с которыми велись уже давно. Для продолжения исследований два лайнера сто сорок четвертой серии были переоборудованы в летающие лаборатории.

Что дальше?

Сверхзвуковой Ту-244 (самолет, фото которого представлено ниже) неожиданно пропал из проектной документации как объект исследования. Она была принята в две тысячи двенадцатом году и предполагала, что первые сто единиц пассажирских авиалайнеров поступят в эксплуатацию не позже 2025 года. Такая чехарда с документацией вызвала ряд вопросов и кривотолков. Кроме того, из этой программы пропало еще несколько интересных и многообещающих разработок.

Подобная перспектива виделась в негативном плане. Факты свидетельствовали о том, что проект заморожен или закрыт полностью. Однако официального подтверждения или опровержения по этому поводу не последовало. Учитывая нестабильность экономики, можно сделать массу предположений в субъективной конфигурации, но факты говорят сами за себя.

Реалии дня сегодняшнего: Ту-244 (самолет)

История создания данного самолета была озвучена выше. А как обстоят дела ныне? Учитывая все сказанное, можно предположить, что рассматриваемый проект в настоящее время как минимум завис в воздухе, если не прикрыт совсем. Официальной подачи заявления о судьбе разработок, а также причинах сокращения и приостановления проекта нет. Вполне возможно, основная проблема заключается в недостаточном финансировании, его экономическом несоответствии или моральном устаревании. Как вариант, могут иметь место все эти три фактора в совокупности.

Не так давно (2014 год) в средствах массовой информации проскочила информация о возможном возобновлении проекта Ту-244. Однако официальной версии по этому вопросу снова так и не поступило. Ради объективности стоит отметить, что зарубежные разработки пассажирских сверхзвуковых лайнеров тоже далеки от завершения, многие из них закрыты или находятся под большим вопросом. Хочется верить, что эта грандиозная машина будет построена согласно всем современным нормам в ближайшем будущем.

Немного о предшественнике

Разработка ТУ-144 по решению Совета Министров Советского Союза началась в тысяча девятьсот шестьдесят девятом году. Строительство сверхзвукового гражданского самолета началось на ММЗ «Опыт». Расчетная дальность полета лайнера должна составить три с половиной тысячи километров. Для улучшения аэродинамики самолет получил измененную форму крыльев в плане и увеличенную их площадь.

Длина фюзеляжа выполнена с расчетом внутреннего размещения ста пятидесяти пассажиров. Две пары двигателей разместили под каждым крылом. Первый полет реактивный летательный аппарат совершил в 1971 году. Программа заводских испытаний предусмотрела около двухсот тридцати вылетов.

Сравнительные характеристики

Сверхзвуковой Ту-244 - самолет, размеры которого несколько весомее таковых у предшественника. Он имеет отличительные параметры и в других тактико-технических значениях. Для сравнения рассмотрим показатели лайнера Ту-144:

• состав экипажа - четыре человека;
• вместимость - полторы сотни пассажиров;
• длина / высота - 67 / 12,5 метра;
• тяга с форсажем - 17 500 кг/с;
• предельный вес - сто восемьдесят тонн;
• скорость крейсерская составляет 2 200 километров в час;
• практический потолок - восемнадцать тысяч метров;
• предельная дальность - шесть с половиной тысяч километров.

Основным внешним отличием нового самолета (Ту-244) от предшественника должно было стать изменение конструкции загнутой носовой части.

Кардинальной особенностью двести сорок четвертого проекта от своего прототипа под индексом "144" является отсутствие отклоняемого вниз носа. Остекление кабины выполнено в минимальном оснащении. Такое решение ориентировано на то, что во время полета будет обеспечиваться необходимая обзорность, а взлет и посадку, независимо от метеоусловий, контролирует блок оптики электронного обзора.

Стоит отметить, что современные требования экологического плана к гражданским авиалайнерам существенно препятствуют созданию сверхзвуковой машины рассматриваемого класса, поскольку её эксплуатация априори становится экономически ущербной. Были предприняты разработки по созданию сверхзвукового самолета бизнес-класса, способного преодолевать сверхзвуковой барьер. Однако проект Ту-444 также был приостановлен. Его преимущества над конкурентами - это относительная дешевизна по сравнению с лайнером Ту-244, а также решение технических вопросов, связанных с экологическими требованиями, предъявляемыми к современным самолетам. Для справки: рассматриваемый сверхзвуковой лайнер широкой публике был представлен во Франции (1993 г., авиасалон в Ле Бурже).

В заключение

Если бы все советские начинания в авиации были доработаны и реализованы, вполне возможно, что эта отрасль сделала бы огромный скачок вперед. Однако экономические, политические и прочие проблемы существенно тормозят этот процесс. Одним из самых ярких представителей в мире сверхзвуковой гражданской авиации должен был стать лайнер Ту-244. К сожалению, по ряду причин проект до сих пор находится в разработке или «подвешенном» состоянии. Хочется надеяться, что найдутся люди, которые профинансируют проект, а это в итоге приведет к созданию не только самого быстрого пассажирского самолета, но и транспорта будущего, отличающегося экономичностью, вместимостью и безопасностью.

После окончания Второй мировой войны в пассажирской авиации царили поршневые самолёты, на наш современный взгляд, обладавшие абсолютно неприемлемыми показателями комфорта, скорости и дальности полёта. Прибавьте к этому негерметичный и, конечно же, неотапливаемый салон, а теперь представьте, что вам необходимо добраться из Москвы в Хабаровск. Из-за нескольких промежуточных посадок подобный перелёт занимал несколько дней и требовал изрядного мужества и здоровья от пассажиров, поскольку полёт на высотах порядка 1500–2500 метров часто сопровождается «болтанкой». Гражданская авиация, подобно военной, довольно быстро перешла к использованию реактивных, а позднее задумалась и об использовании сверхзвуковых самолетов.

Катастрофы британских «Комет» DH-106 (созданных ещё в 1949 году) изначально поставили под вопрос перспективы всех пассажирских реактивных самолётов, но последовавшее затем расследование вернуло им доброе имя, а кроме того, в середине 1950-х в небо поднялись советский Ту-104, французский Sud Aviacion Caravelle и американский Boeing-707.

Если в 1950-е годы истребители уже перешли на сверхзвук, то стратегические бомбардировщики, более всего соответствующие по габаритам пассажирским самолётам, всё ещё отставали. В США на вооружении состояли дозвуковые B-47 и B-52, в СССР был М-4, при этом обе страны работали над проектами сверхзвуковых стратегических бомбардировщиков, способных гарантированно преодолеть ПВО противника.

Гражданская авиация, подобно военной, довольно быстро перешла к использованию реактивных самолётов.

Так, компания North American Aviation строит самолет XB-70 Valkyrie, бомбардировщик со скоростью в 3 Маха. В Советском Союзе конструкторское бюро Мясищева поднимает в небо опытный М-50 и работает над его модификациями, в числе которых М-55 - сверхзвуковой пассажирский самолёт. КБ Туполева ведёт проектные работы по сверхзвуковому ударному самолёту Ту-135, который так и не был построен. Во всех случаях работы были прекращены, несмотря на огромную государственную поддержку, однако практический результат они всё же дали. Ведь в то время сама проблема сверхзвукового полёта в целом, а тем более в случае крупных самолетов, была явно недостаточно изучена.

Работы по созданию сверхзвуковых бомбардировщиков дали одновременно и практический опыт создания подобных самолетов, и разрешили некоторые теоретические вопросы, имевшиеся ранее. И несмотря на то, что военные в 1960-е годы отказались от самой идеи использования слишком дорогих и сложных в эксплуатации сверхзвуковых стратегических бомбардировщиков, потерявших свои преимущества в связи с развитием ПВО, идея пассажирского сверхзвукового лайнера приобретает всё больше горячих сторонников.

Сверхзвуковые бомбардировщики

XB-70 Valkyrie
ТУ-135

ГОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СКОРОСТЬ

ДАЛЬНОСТЬ ПОЛёТА

В конце 1962 года правительства Франции и Великобритании подписали соглашение, в соответствии с которым разработка сверхзвукового лайнера, позднее ставшего известным под названием Concorde (от французского «согласие» или «союз»), велась совместными усилиями. Причина была проста: подобный проект по своей стоимости был неподъёмным даже для США, в конце концов отказавшихся от постройки 300-местного Boeing-2707, который должен был курсировать на трансатлантических рейсах со скоростью 2,7 Маха.

Создание «Конкорда» стало результатом совместных усилий огромного количества авиастроительных компаний, доказавших лидирующие позиции Англии и Франции в авиастроении и огромный научный потенциал обеих стран. Главная роль принадлежала французским Sud Aviacion в сотрудничестве с Национальным обществом по разработке и конструированию авиационных моторов и английскими British Aircraft Corporation и Rolls-Royce. В результате самолёт, ставший плодом сотрудничества авиаконструкторов с обоих берегов Ла-Манша, получился таким, что поражал воображение людей даже в те времена первых космических полетов.

Аэродинамические характеристики самолёта ставились в зависимость от его главного предназначения - сверхзвукового полёта, поэтому неудивительно, что его внешний вид и конструкция радикально отличали «Конкорд» от дозвуковых собратьев. В качестве наиболее подходящей для самолётов такого класса была выбрана схема «бесхвостка» - у самолета отсутствовали плоскости управления в хвостовой части, роль которых выполняло удлинённое треугольное крыло; в носовой части фюзеляжа располагался обтекатель в виде конуса, который отклонялся вниз и обеспечивал пилотам обзор при взлёте и посадке.

Отдельного упоминания заслуживает топливная система «Конкорда», которая служила также для перебалансировки самолёта при выработке топлива, составлявшего значительную часть взлётного веса. При достижении околозвуковой скорости и перед дальнейшим разгоном насосы топливной системы перемещали около 20 тонн топлива из передних балансировочных баков в хвостовой балансировочный бак. Это позволяло сместить центр тяжести самолёта приблизительно на два метра назад, что являлось необходимым условием сверхзвукового полёта.

Конструкторам удалось добиться дальности полета в 6 500 километров при крейсерской сверхзвуковой скорости в 2150 км/ч. Во время сверхзвукового полёта фюзеляж разогревался до 127 градусов по Цельсию, а самолёт становился на 25 сантиметров длиннее из-за тепловой деформации. Пассажиры довольно быстро усвоили, что лучше не трогать стёкла иллюминаторов, которые тоже становились обжигающе горячими.

Создание «Конкорда» стало результатом совместных
усилий огромного количества авиастроительных компаний, доказавших лидирующие позиции Англии и Франции
в авиастроении.

Самолёт, впервые поднявшийся в небо 2 марта 1969 года, начал полёты с пассажирами только в 1976 году. Вначале «Конкорды» эксплуатировались на линиях Лондон - Бахрейн, Париж - Рио-де-Жанейро, Лондон - Сингапур и других экзотических направлениях. Но сразу после получения сертификата на использование аэропортов США, чему противилось их американские конкуренты, авиаперевозчики перешли к единственному экономически обоснованному маршруту: трансатлантическим перелётам.

Эти полёты и создали легенду «Конкорда», заменившего исчезнувшие океанские лайнеры, курсировавшие между Европой и Америкой. Точно так же, как и Normandie или Queen Mary - самые быстрые и комфортные корабли своего времени, «Конкорд» предлагал своим пассажирам самый быстрый и роскошный из всех возможных способов пересечь Атлантический океан. Цена была соответствующей: в 1979 году билет в одну сторону по маршруту Лондон - Нью-Йорк стоил 1300 долларов, а к 2003 году цена дошла до 4000–5000 долларов.

За эти деньги пассажиры, способные заплатить за билет, получали и соответствующий их запросам уровень сервиса: непременным атрибутом полётов на «Конкорде» были комфортные кресла, шампанское, чёрная икра и куропатки на ланч. В такой обстановке даже рёв четырех двигателей Olympus 593, по сравнению с которыми обычные турбореактивные двигатели казались практически бесшумными, переносился намного спокойнее.

Довольно быстро «Конкорд» обрёл культовый статус. Им часто летали бизнесмены, дела которых требовали частого перемещения между Нью-Йорком и европейскими столицами, актёры, музыканты и прочие знаменитости. Французские президенты периодически совершали на них государственные визиты, так же как и королева Елизавета II. Однажды даже сам Папа Римский Иоанн Павел II предпочёл его для своего визита в США.

Пассажиры довольно быстро усвоили, что лучше не трогать стёкла иллюминаторов, которые тоже становились обжигающе горячими.

Итоги

Несмотря на сложность конструкции, за всё время эксплуатации «Конкорд» показал высочайшую надёжность. Одна-единственная авария 25 июля 2000 года в Париже была вызвана наездом «Конкорда» на металлическую деталь, отвалившуюся от двигателя взлетевшего ранее американского DC-10. В результате было повреждено колесо, которое, разлетевшись, повредило обшивку и топливный бак вместе с проводами управления шасси. Когда самолёт оторвался от земли, возник пожар, при этом самолёт был уже в воздухе, и единственным возможным решением было идти на посадку в аэропорту Ле-Бурже, находившемся прямо по курсу в нескольких километрах. Самолёт продолжал полёт на трёх двигателях и с выпущенными шасси, но вскоре началось разрушение крыла, из-за которого аппарат потерял управление и рухнул на землю. Погибло 100 пассажиров, девять членов экипажа и четыре человека, находившихся в отеле, расположенном в парижском предместье Гонесс, на который и упал «Конкорд».

Сразу за катастрофой 2000 года последовала приостановка полётов всех «Конкордов». После расследования в конструкцию самолета были внесены изменения, позволявшие избежать повторения трагедии, и в ноябре 2001-го возобновились пассажирские полёты. Но репутация самолета, пошатнувшаяся после катастрофы, а также страх перед полётами в целом, распространившийся после 11 сентября, обусловили падение спроса на билеты. Стало очевидно, что продолжение эксплуатации самолётов, и так приближающихся к окончанию срока службы, бессмысленно. 26 ноября 2003 года «Конкорд» совершил свой последний полёт, приземлившись в Бристоле, одном из городов, где он создавался 30 годами ранее.

ГОДЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СКОРОСТЬ

дальность полета

Если создание пассажирского сверхзвукового самолета было слишком дорогим для США, то для Советского Союза цена в случаях, когда речь шла о престиже, не имела значения. К тому же, находившийся в тот момент у власти Никита Хрущёв оказался поклонником идеи сверхзвуковых авиалайнеров. По легенде, наблюдая за сверхзвуковыми Ту-22 на параде, генсек поинтересовался у авиаконструктора Туполева, сможет ли тот возить на таких самолётах не только бомбы, но и пассажиров, на что Туполев вызвался разработать сверхзвуковой пассажирский самолёт. Для советской авиапромышленности, он должен был стать новым рубежом, для преодоления которого требовалась модернизация самой отрасли авиастроения.

Важной особенностью конструкции самолёта стали дополнительные крылья в носовой части за кабиной пилотов, которые при наборе скорости убирались в специальные ниши на фюзеляже. Несмотря на свою малую площадь, они значительно улучшали управляемость самолёта на низких скоростях, то есть при взлёте и посадке. Уже стандартным решением был нос фюзеляжа, менявший свой наклон при взлёте и посадке. Торможение осуществлялось за счёт торможения колёс шасси, а также тормозного парашюта - реверс для двигателей НК-144 не предусматривался. Двигатели обеспечивали крейсерскую сверхзвуковую скорость 2300 км/ч, при этом дальность полёта была всего 3000 километров (против 6500 у «Конкорда»). Новый самолёт поднялся в небо 31 декабря 1968 года, раньше, чем «Конкорд», став таким образом первым сверхзвуковым пассажирским самолётом. Правда, как и в случае с «Конкордом», до полётов с пассажирами было ещё довольно далеко.

3 июня 1974 года на авиасалоне в Ле-Бурже во время демонстрационных полетов Ту-144 совершил резкий манёвр, уклоняясь от пролетавшего над ним истребителя «Мираж». Многотонный самолёт разрушился от перегрузки, не предусмотренной его конструкцией, погибли все шесть человек, находившихся на борту, а также восемь человек, проживавших в домах, на которые упали обломки машины. Расследование не смогло дать однозначного ответа о причине катастрофы, но в то же время не было обнаружено никаких доказательств, явно свидетельствующих о «врождённых» недостатках советского аппарата. Несмотря на этот дурной знак, Ту-144 планировалось поставить на пассажирские линии, и будущее его казалось ясным и безоблачным.

Если создание пассажирского сверхзвукового самолёта было слишком дорогим для США,
то для Советского Союза цена
в случаях, когда речь шла о престиже, не имела значения.

С 1 ноября 1977 года в расписании аэропорта Домодедово появились две новые строки: рейс № 499 Москва - Алма-Ата, вылет в 8:30 и рейс № 500 Алма-Ата - Москва, вылет в 14:00. В отличие от «Конкорда», билет на Ту-144 был более доступен рядовому пассажиру: его стоимость составляла 68 рублей, что было на 20 рублей дороже полета на дозвуковом самолете. В целом, рейс пользовался огромной популярностью, и билет на него быстро перешёл в разряд дефицита.

Каждый рейс Ту-144 в Алма-Ату поднимал на уши Министерство гражданской авиации СССР, в котором множество людей напряженно следило за сводками метеорологов о погоде на протяжении всей трассы полёта, а особенно в аэропорту прилёта и запасном аэропорту в Ташкенте. Других аэродромов, способных принять Ту-144, в Средней Азии не было. Из-за специальных требований к подготовке даже на пассажирских рейсах Ту-144 пилотировался смешанным экипажем из летчиков «Аэрофлота» и пилотов Министерства авиационной промышленности, прошедших специальную подготовку на фирме Туполева.

Двигатели НК-144А, стоявшие на Ту-144, отличались особенной прожорливостью, из-за чего дальность полёта составляла всего 3000 километров. Поэтому вскоре была разработана новая модификация самолёта - Ту-144Д (дальний) с двигателями РД-36-51А, увеличившими дальность полёта до 5000 километров, что всё равно было меньше расстояния, которое мог преодолеть «Конкорд».

Ту-144 пилотировался смешанным экипажем
из летчиков «Аэрофлота»
и пилотов Министерства авиационной
промышленности.

Итоги

23 мая 1978 года в Подмосковье во время испытательного полёта потерпел аварию Ту-144Д. В воздухе загорелся один из двигателей, но экипажу удалось посадить машину в чистом поле. Двое бортинженеров не смогли покинуть горящую машину. Несмотря на то, что это была новая модификация с опытными двигателями, сильно отличающаяся от серийных самолётов на пассажирских линиях, случившуюся аварию использовали в качестве повода к прекращению всех полётов Ту-144. Вечером 30 мая 1978 года под нажимом руководства Министерства гражданской авиации генеральный конструктор А. А. Туполев соглашается на прекращение эксплуатации. Пассажиров, которые должны были утром 1 июня вылететь в Алма-Ату, пересадили на Ил-62.

После отмены пассажирских полетов Ту-144 поднимался в воздух только в качестве грузового самолёта и в рамках испытательных полётов. Самой крупной программой стали полёты Ту-144ЛЛ (Летающая Лаборатория) в 1996–1999 годах, выполнявшиеся в рамках исследований НАСА, направленных на создание сверхзвукового пассажирского самолёта нового поколения. На самолёт были установлены двигатели со сверхзвукового стратегического бомбардировщика Ту-160, немало получившего от конструкции Ту-144, поэтому после прекращения полётов они были демонтированы, а все попытки выкупить восстановленный самолёт с двигателями были отвергнуты.

Парадоксально, но сверхзвуковые пассажирские самолёты оказались никому не нужны.

Парадоксально, но сверхзвуковые пассажирские самолёты оказались никому не нужны. Слишком дорогие, слишком сложные, слишком шумные, они в итоге проиграли вместительным авиалайнерам нового поколения, первым из которых был Boeing-747.

Так, ранние модификации Boeing-747 могли брать на борт 400–500 пассажиров, в то время как «Конкорд» принимал лишь 144 человека. Стоит ли говорить о расходе топлива, специальных требованиях к пилотам и других факторах, из-за которых сверхзвуковые самолёты были менее рентабельны. А между тем, когда «747-е» только появились, им готовили роль грузовых самолётов и предусматривалась возможность лёгкой переделки изготавливаемых авиалайнеров для грузоперевозок, ведь ожидалось, что все пассажирские самолёты будут только сверхзвуковыми. Вдобавок война Судного дня и последовавшая за ней нефтяная блокада вызвали существенный скачок цен на топливо, что сделало полеты «Конкорда» неоправданно дорогими.

Отдельной головной болью было обслуживание самолётов. Колоссальные нагрузки на конструкции и обшивку вкупе со сложным оборудованием требовали более квалифицированного, длительного и дорогого ремонта и постоянного, более строгого контроля за всеми системами.

Однако, как видно из интереса НАСА и других разработчиков к данной теме, мы вполне можем стать свидетелями появления наследников Ту-144 и «Конкорда». Кроме того, интерес к сверхзвуковым самолётам заметен и на рынке частной и корпоративной авиации. Основными проблемами всё так же остаются высокий расход топлива и чрезмерные нагрузки на планер, и остаётся лишь надеяться, что новые технологии в авиастроении, недоступные в 1960-е годы, помогут обойти эти препятствия.

Конец 50-х годов, гонка вооружений в период Холодной войны подтолкнула развитие технологий, и военная авиация с успехом преодолевает звуковой барьер. Мир ликует: этот период времени характеризует внедрение передовых технологий во все сферы жизни. Логично, что следующий шаг, который пытается сделать мировая авиация – создание сверхзвуковых пассажирских самолетов. Их называют будущим гражданской авиации, авиакомпании торопятся идти в ногу со временем и размещают заказы на новые самолеты. Считалось, что время дозвуковых самолетов прошло.

Зарождение Конкорда

Конкорд, что переводится как «согласие» - совместное «детище» Франции и Великобритании. Изначально эти страны вели независимые исследования в области создания сверхзвукового пассажирского самолета, но вскоре стало очевидно, что по ряду причин проще объединить усилия, что и произошло в 1961 году. Работа над проектом была согласована и разделена: часть разработок была реализована Францией, часть Великобританией, так же были реализованы производство и окончательная сборка самолетов.

Первый полет Конкорда состоялся 2 марта 1969 года. К тому моменту на сверхзвуковой самолет было размещено более 70 предварительных заказов различными авиакомпаниями. Коммерческие перспективы Конкорда выглядели очень привлекательными, ему предсказывали успех.

Примерно в то же время – в 1969 году компания Boeing выводила на рынок свой новый дальнемагистральный самолет Boeing 747. Руководство Boeing было весьма подавлено слухами о Конкордах: они представлялись серьезными конкурентами «Джамбо», и 747 даже планировали переводить на грузовые рейсы, после запуска Конкордов на линии.

Рекламная кампания Конкордов впечатляла: периодическая пресса того времени отводила сверхзвуковым самолетам главенствующую роль в пассажирских перевозках, в честь Конкордов проводили вечеринки, они участвовали в рекламных турне. Обычные граждане мечтали первыми подняться на борт Конкорда в качестве пассажиров.

Сверхзвуковые в СССР

Параллельно с созданием Конкорда разработки сверхзвукового пассажирского лайнера велись в СССР. Он был разработан КБ «Туполева», и совершил первый полет 31 декабря 1968 года. Ту-144 имел некоторые конструкционные особенности, отличающие его от Конкорда, например, переднее горизонтальное оперение, что давало ему преимущество во время снижения и посадки. Обслуживать Ту-144 могли 18 аэропортов на территории Советского Союза.

Тем не менее, с эксплуатацией самолета возникли трудности. Первый рейс Ту-144 совершил 26 декабря 1975 года по маршруту Москва-Алма-Ата с почтовыми грузами на борту. Пассажирские рейсы Ту-144 начал обслуживать с 1 ноября 1977 года по тому же маршруту. Для его обслуживания не было подготовленных экипажей – роль командира всегда выполняли летчики-испытатели КБ «Туполева», вторыми пилотами выступали летчики Аэрофлота. Высокие эксплуатационные расходы, в том числе повышенный расход топлива, отразились на цене билетов. Стоимость билета на Ту-144 по маршруту Москва-Алма-Ата превышала обычную цену почти в полтора раза.

Пассажирские перевозки Ту-144 прекратил уже в 1978 году из-за низкой рентабельности, в дальнейшем их использовали для перевозки грузов из Москвы на Дальний Восток страны, летных испытаний, или в качестве «летающей лаборатории».

Конец эры сверхзвуковых пассажирских самолетов

Конкорды были новейшими самолетами того времени, которые потребовали новых конструкционных решений и инноваций, сильно удороживших его производство и, как результат, конечную стоимость машины. Сильно были недооценены расходы на обслуживание самолета, и расход топлива, который был значительно выше, чем у дозвуковых пассажирских лайнеров.

В результате нефтяного кризиса 1973 года повысились мировые цены на нефть и авиационное топливо. К тому же, с 1970 года на линии выходит экономичный и перспективный «Джамбо» - Boeing 747. Оценив эксплуатационные расходы, авиакомпании начали отзывать размещенные ранее заказы на Конкорды.

К тому времени были произведены 14 серийных самолетов, 9 из которых приобрели авиакомпании Air France и British Airways, и то, больше для того, чтобы поддержать репутацию стран-разработчиков Конкорда. Оставшиеся пять самолетов были реализованы по символической цене в один фунт стерлингов (или один франк для французов). Главное условие при приобретении Конкордов по таким ценам – коммерческая эксплуатация самолетов. Их так же приобрели английская и французская авиакомпании.

Вопреки всему Конкорды выходят на линии. Почти сразу становится ясно, что их эксплуатация убыточна – Конкорды не могут выйти даже на самоокупаемость. Высокую стоимость билетов пытаются компенсировать высоким уровнем сервиса. Рейсы, обслуживаемые сверхзвуковыми самолетами, позиционируются как рейсы для бизнесменов и обеспеченных людей, которые ценят время, а не деньги. Хоть какую-то прибыль приносят чартерные рейсы.

Основными маршрутами Конкордов стали полеты через Атлантику: Париж-Нью-Йорк (Air France), Лондон-Нью-Йорк и Лондон-Барбадос (British Airways).

Так Конкорды поддерживали престиж своих авиакомпаний до 2000 года.

Катастрофа Конкорда под Парижем

25 июля 2000 года в Международном аэропорту имени Шарля де Голля Конкорд авиакомпании Air France готовился к взлету. Он должен был совершить рейс по маршруту Париж-Нью-Йорк, на борту находились сто пассажиров и девять членов экипажа.

Во время разбега по ВПП Конкорд наскочил на титановый обломок двигателя ранее взлетевшего McDonnell Douglas DC-10, покрышка одной из стоек шасси лопнула, и кусок резины ударил в крыло самолета. От удара был поврежден топливный бак, началась утечка керосина, который тут же воспламенился.

Несмотря на возгорание, экипаж уже не мог остановить разбег самолета. Командир принял решение взлетать, он рассчитывал произвести аварийную посадку в аэропорту Ле Бурже на трех двигателях, но вскоре отказал еще один из них. Самолет начал разрушаться прямо в воздухе, и Конкорд потерял управление.

Он рухнул в трех километрах от аэропорта, в пригороде Парижа. В зоне поражения оказался небольшой отель. Погибли все находившиеся на борту Конкорда, четыре человека на земле, несколько получили ранения.

Эта трагедия повлекла за собой необратимые последствия. Полеты Конкордов были приостановлены более чем на год, их популярность резко снизилась. После возобновления рейсов, Конкорды уже не пользовались прежней лояльностью немногих верных ему пассажиров. Сверхзвуковые пассажирские самолеты начали приносить все больше убытков, и был поднят вопрос о снятии Конкордов с эксплуатации.

Прощай, Конкорд!

В 2003 году две авиакомпании – основные эксплуатанты Конкордов, объявили о прекращении его коммерческой эксплуатации. Последний полет Конкорд совершил 26 ноября 2003 года. Его поклонники, любители авиации из разных стран, приехали в аэропорт на торжественные проводы самолета. С тех пор Конкорды находятся на вечных стоянках в разнообразных музеях. Их можно увидеть в Ле Бурже в Авиакосмическом музее, в аэропорту Хитроу в Великобритании, и других экспозициях.

Советский сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144 так же удостоился своего места в музее. Ту-144 находятся на вечных стоянках в Монино, в Музее ВВС; в Музее гражданской авиации Ульяновска и т.д.

Конкорд и Ту-144 – единственные сверхзвуковые пассажирские самолеты, которые эксплуатировались на коммерческих рейсах. С их уходом закончилась эра сверхзвуковой гражданской авиации прошлого века.