Υπερηχητικά αεροσκάφη. Υπερηχητικά αεροσκάφη: ιστορία ανάπτυξης Σύγχρονα υπερηχητικά επιβατικά αεροσκάφη

Πρωτότυπο βγαλμένο από το Speed, σαν όνειρο. Ταχύτητα σαν επάγγελμα

Χρυσά χρόνια υπερηχητική αεροπορίαμπορείτε, ίσως, να σκεφτείτε τη δεκαετία του 1960. Thatταν εκείνη την εποχή που φάνηκε ότι, λίγο περισσότερο - και οι μοίρες των υπερηχητικών αεροσκαφών θα γίνουν η μόνη επιλογή για αεροπορικές μάχες και τα υπερηχητικά αεροσκάφη θα εντοπίσουν τον ουρανό μας με τα ίχνη τους, συνδέοντας τα πάντα μεγάλες πόλειςκαι παγκόσμιες πρωτεύουσες. Ωστόσο, αποδείχθηκε ότι, όπως και στην περίπτωση του επανδρωμένου χώρου, η πεζοπορία ενός άνδρα σε υψηλές ταχύτητες δεν καλύπτεται σε καμία περίπτωση με τριαντάφυλλα: τα επιβατικά αεροσκάφη εξακολουθούν να παγώνουν με ταχύτητα περίπου 800 χιλιόμετρα την ώρα και τα στρατιωτικά αεροσκάφη κάνουν παρέα στην περιοχή Το φράγμα του ήχου, αποφασίζοντας περιστασιακά να πετάξει για λίγο σε μια περιοχή χαμηλού υπερηχητικού ήχου, κοντά σε Mach 2 ή λίγο περισσότερο.

Ποιος είναι ο λόγος για αυτό; Όχι, καθόλου με το γεγονός ότι «δεν χρειάζεται να πετάξεις γρήγορα» ή «κανείς δεν το χρειάζεται». Μάλλον, μιλάμε για το γεγονός ότι κάποια στιγμή ο κόσμος άρχισε να ακολουθεί το δρόμο της ελάχιστης αντίστασης και θεώρησε ότι η επιστημονική και τεχνολογική πρόοδος είναι ένα αυτοκινούμενο κάρο, το οποίο ήδη πηγαίνει προς τα κάτω, εξαιτίας του οποίου το επιπλέον σπρώξιμο είναι το μόνο απλώς μια άσκοπη σπατάλη επιπλέον ενέργειας.

Ας κάνουμε στον εαυτό μας μια απλή ερώτηση - γιατί η υπερηχητική πτήση είναι τόσο δύσκολη και δαπανηρή; Ας ξεκινήσουμε με το γεγονός ότι όταν το αεροσκάφος ξεπεράσει το υπερηχητικό φράγμα, η φύση της ροής γύρω από το σώμα του αεροσκάφους αλλάζει δραματικά: η αεροδυναμική αντίσταση αυξάνεται απότομα, η κινητική θέρμανση της δομής του αεροσκάφους αυξάνεται και λόγω της μετατόπισης του αεροδυναμική εστίαση του βελτιωμένου σώματος, η σταθερότητα και η δυνατότητα ελέγχου του αεροσκάφους χάνεται.

Φυσικά, για τον απλό και τον απροετοίμαστο αναγνώστη, όλοι αυτοί οι όροι ακούγονται μάλλον βαρετοί και ακατανόητοι, αλλά αν συνοψίσετε όλα αυτά με τη μορφή μιας φράσης, θα αποδειχθεί: "Είναι δύσκολο να πετάξεις με υπερηχητικό". Αλλά, φυσικά, δεν είναι καθόλου αδύνατο. Ταυτόχρονα, εκτός από την αύξηση της ισχύος του κινητήρα, οι δημιουργοί των υπερηχητικών αεροσκαφών πρέπει να αλλάξουν σκόπιμα την εμφάνιση του αεροσκάφους - εμφανίζονται χαρακτηριστικές "γρήγορες" ευθείες γραμμές, αιχμηρές γωνίες στη μύτη και στις μπροστινές άκρες, οι οποίες αμέσως διακρίνει ένα υπερηχητικό αεροσκάφος ακόμη και εξωτερικά από τις "ομαλές" και "κομψές" μορφές υποηχητικών αεροσκαφών.

Η μύτη του Tu-144 αποκλίνει προς τα κάτω κατά την απογείωση και την προσγείωση, προκειμένου να παρέχει τουλάχιστον μια ελάχιστη θέα στους πιλότους.

Επιπλέον, κατά τη βελτιστοποίηση ενός αεροσκάφους για υπερηχητική πτήση, έχει ένα άλλο δυσάρεστο χαρακτηριστικό: προσαρμόζεται ελάχιστα για υποηχητική πτήση και μάλλον αδέξιο στις λειτουργίες απογείωσης και προσγείωσης, τις οποίες πρέπει ακόμα να εκτελέσει σε αρκετά χαμηλές ταχύτητες. Αυτές οι πολύ αιχμηρές γραμμές και τα γρήγορα σχήματα που είναι τόσο καλά στην υπερηχητική, δίνουν τη θέση τους στις χαμηλές ταχύτητες με τις οποίες τα υπερηχητικά αεροσκάφη αναπόφευκτα πρέπει να κινούνται στην αρχή και στο τέλος της πτήσης τους. Και οι αιχμηρές μύτες των υπερηχητικών μηχανών εξακολουθούν να μην δίνουν πιλότους πλήρης αναθεώρησηΔιάδρομος αεροδρομίου.

Εδώ, ως παράδειγμα, τα τόξα δύο σοβιετικών υπερηχητικών αεροσκαφών που δεν εφαρμόστηκαν σε μια σειρά-το M-50 του Γραφείου Σχεδιασμού Myasishchev (στο παρασκήνιο) και το "αντικείμενο 100" T-4 του Γραφείου Σχεδιασμού Sukhoi (κοντά) Το

Οι προσπάθειες των σχεδιαστών είναι σαφώς ορατές: αυτή είναι είτε μια προσπάθεια επίτευξης συμβιβασμού σε περιγράμματα, όπως στο M-50, είτε μια συρόμενη μύτη, που αποκλίνει προς τα κάτω, όπως στο T-4. Είναι ενδιαφέρον ότι το T-4 θα μπορούσε κάλλιστα να γίνει το πρώτο σειριακό υπερηχητικό αεροσκάφος που θα πετούσε εντελώς σε οριζόντια υπερηχητική πτήση χωρίς φυσική θέα στο στέγαστρο του πιλοτηρίου: σε υπερηχητικό, ο κώνος της μύτης κάλυπτε πλήρως το πιλοτήριο και όλη η πλοήγηση πραγματοποιούνταν μόνο με όργανα , επιπλέον, το αεροσκάφος είχε οπτικό περισκόπιο. Το τρέχον επίπεδο ανάπτυξης των βοηθημάτων πλοήγησης και τηλεμετρίας επιτρέπει, παρεμπιπτόντως, να εγκαταλείψουμε τον πολύπλοκο σχεδιασμό ενός κινητού κώνου μύτης. υπερηχητικά αεροσκάφη- είναι ήδη αρκετά πιθανό να το σηκώσετε και να το φυτέψετε μόνο με όργανα, ή ακόμα και χωρίς τη συμμετοχή των πιλότων.

Πανομοιότυπες συνθήκες και εργασίες δημιουργούν παρόμοιες κατασκευές. Το αγγλο-γαλλικό "Concorde" είχε επίσης μια μύτη προς τα κάτω κατά την απογείωση και την προσγείωση.

Τι εμπόδισε την ΕΣΣΔ να δημιουργήσει ήδη το 1974 ένα καινοτόμο συγκρότημα αντιπλοϊκού πολέμου βασισμένο στο υπερηχητικό T-4, το οποίο ήταν τόσο προηγμένο που υπήρχαν έως και 600 διπλώματα ευρεσιτεχνίας στο σχεδιασμό του;

Το θέμα είναι ότι μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1970, το γραφείο σχεδιασμού Sukhoi δεν είχε τις δικές του εγκαταστάσεις παραγωγής για τη διεξαγωγή εκτεταμένων κρατικών δοκιμών του "αντικειμένου 100". Για αυτήν τη διαδικασία, δεν χρειάστηκε ένα πειραματικό, αλλά ένα σειριακό φυτό, για το ρόλο του οποίου το KAPO (Kazan Aviation Plant) ήταν αρκετά κατάλληλο. Ωστόσο, μόλις το διάταγμα για την προετοιμασία του Καζάν εργοστάσιο αεροσκαφώνστη συναρμολόγηση της πιλοτικής παρτίδας T-4, ο ακαδημαϊκός Tupolev, συνειδητοποιώντας ότι έχανε το σειριακό εργοστάσιο, το οποίο παρήγαγε τον "στρατηγικό φορέα ελαττωμάτων" Tu-22, κατέληξε σε μια πρόταση πρωτοβουλίας για τη δημιουργία της τροποποίησης του Tu-22M, για η οποία, δήθεν, ήταν απαραίτητη μόνο ελαφρώς επανασχεδιασμός της παραγωγής. Αν και, στο μέλλον, το Tu-22M αναπτύχθηκε ως ένα εντελώς νέο αεροσκάφος, η απόφαση να μεταφερθεί το εργοστάσιο του Καζάν στο Sukhoi δεν λήφθηκε ταυτόχρονα και το T-4 κατέληξε σε μουσείο στο Monino.

Μια τόσο μεγάλη διαφορά μεταξύ του Tu-22 και του Tu-22M είναι μια κληρονομιά του αγώνα κατά του T-4.

Το ζήτημα του κώνου μύτης δεν είναι ο μόνος συμβιβασμός που πρέπει να κάνουν οι σχεδιαστές υπερηχητικών αεροσκαφών. Για πολλούς λόγους, καταλήγουν τόσο με ένα ατελές υπερηχητικό ανεμόπτερο όσο και με ένα μέτριο υποηχητικό αεροσκάφος. Έτσι, η κατάκτηση νέων συνόρων σε ταχύτητα και υψόμετρο από την αεροπορία συνδέεται συχνά όχι μόνο με τη χρήση ενός πιο προηγμένου ή θεμελιωδώς νέου συστήματος πρόωσης και μιας νέας διάταξης αεροσκαφών, αλλά και με αλλαγές στη γεωμετρία τους κατά την πτήση. Στην πρώτη γενιά υπερηχητικών αεροσκαφών, αυτή η επιλογή δεν εφαρμόστηκε ποτέ, αλλά αυτή ακριβώς η ιδέα μιας μεταβλητής πτέρυγας σάρωσης που τελικά έγινε σχεδόν κανονική τη δεκαετία του 1970. Τέτοιες αλλαγές στο σκούπισμα των πτερύγων, ενώ βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά του αεροσκάφους σε υψηλές ταχύτητες, δεν θα έπρεπε να επιδεινώσουν τις ιδιότητές τους σε χαμηλές ταχύτητες και αντίστροφα.

Το Boeing 2707 επρόκειτο να γίνει το πρώτο υπερηχητικό επιβατικό αεροσκάφος με μεταβλητά φτερά σάρωσης.

Είναι ενδιαφέρον ότι η μοίρα του Boeing-2707 καταστράφηκε όχι από την εποικοδομητική ατέλειά του, αλλά μόνο από μια πληθώρα πολιτικών θεμάτων. Μέχρι το 1969, όταν το αναπτυξιακό πρόγραμμα Boeing 2707 πλησίαζε στο αρχικό του στάδιο, 26 αεροπορικές εταιρείες είχαν παραγγείλει 122 αεροσκάφη μοντέλου 2707 από την Boeing, αξίας σχεδόν 5 δισεκατομμυρίων δολαρίων. Σε αυτό το σημείο, το πρόγραμμα Boeing είχε ήδη εγκαταλείψει τη φάση σχεδιασμού και έρευνας και ξεκίνησε η κατασκευή δύο πρωτοτύπων του μοντέλου 2707. Για να ολοκληρωθεί η κατασκευή και η κατασκευή δοκιμαστικών αεροσκαφών, η εταιρεία έπρεπε να προσελκύσει κάπου 1-2 δισεκατομμύρια. πλησίαζε τα 5 δισεκατομμύρια δολάρια. Απαιτούνταν κρατικά δάνεια. Βασικά, σε άλλη εποχή, η Boeing θα είχε βρει τα δικά της κεφάλαια για αυτό, αλλά η δεκαετία του 1960 δεν ήταν έτσι.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1960, οι εγκαταστάσεις παραγωγής της Boeing ήταν πολύ φορτωμένες με τη δημιουργία του μεγαλύτερου υποηχητικού επιβατικού αεροσκάφους στον κόσμο, του Boeing 747, με το οποίο πετάμε ακόμη και σήμερα. Εξαιτίας αυτού, το μοντέλο 2707 κυριολεκτικά για αρκετά χρόνια "δεν σπρώχτηκε" προς τα εμπρός από τον "αερομεταφορέα" και κατέληξε πίσω από την άτρακτο του kurgozny. Στο Vitoge, όλη η διαθέσιμη χρηματοδότηση και όλος ο εξοπλισμός χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή του 747, ενώ το 2707 χρηματοδοτήθηκε από την Boeing σε εναπομείνασα βάση.

Δύο προσεγγίσεις για επιβατική αεροπορία-"Boeing-747" και "Boeing-2707" σε μία εικόνα.

Αλλά οι δυσκολίες με τη δημιουργία του 2707 ήταν πολύ πιο σοβαρές από απλά τεχνικά θέματα ή το πρόγραμμα παραγωγής της Boeing. Από το 1967, το περιβαλλοντικό κίνημα κατά των υπερηχητικών μεταφορά επιβατών... Υποστηρίχθηκε ότι οι πτήσεις τους θα καταστρέψουν το στρώμα του όζοντος και το ισχυρό ακουστικό σοκ που συμβαίνει κατά τη διάρκεια υπερηχητικής πτήσης θεωρήθηκε απαράδεκτο για κατοικημένες περιοχές. Υπό την πίεση της κοινής γνώμης και στη συνέχεια του Κογκρέσου, ο Πρόεδρος Νίξον δημιουργεί μια 12μελή επιτροπή για να αποφασίσει σχετικά με τη χρηματοδότηση του προγράμματος SST, η οποία περιελάμβανε επίσης το Boeing 2707. Αλλά σε αντίθεση με τις προσδοκίες του, η Επιτροπή απορρίπτει την ανάγκη δημιουργίας ενός SST όχι μόνο για περιβαλλοντικούς, αλλά και για οικονομικούς λόγους. Για τη δημιουργία του πρώτου αεροσκάφους, σύμφωνα με τους υπολογισμούς τους, ήταν απαραίτητο να δαπανηθούν 3 δισεκατομμύρια δολάρια, τα οποία θα αποπληρώνονταν μόνο εάν πωλούνταν 300 αεροσκάφη. Η οικονομική κατάσταση των Ηνωμένων Πολιτειών αποδυναμώθηκε από τον παρατεταμένο πόλεμο στο Βιετνάμ και το κόστος του αγώνα της Σελήνης.

Οι εργασίες για το 2707 διακόπηκαν το 1971, μετά το οποίο η Boeing προσπάθησε να συνεχίσει την κατασκευή από μόνη της για περίπου ένα χρόνο. Επιπλέον, ιδιώτες, συμπεριλαμβανομένων φοιτητών και μαθητών, προσπάθησαν επίσης να υποστηρίξουν το «αεροπλάνο του αμερικανικού ονείρου», το οποίο συγκέντρωσε περισσότερα από ένα εκατομμύριο δολάρια. Αλλά ούτε αυτό έσωσε το πρόγραμμα. Ως αποτέλεσμα, το κλείσιμο του προγράμματος συνέπεσε με ύφεση στην αεροδιαστημική βιομηχανία και με την πετρελαϊκή κρίση, με αποτέλεσμα η Boeing να αναγκαστεί να απολύσει σχεδόν 70.000 υπαλλήλους της στο Σιάτλ και το 2707 ονομάστηκε "το αεροπλάνο" που έφαγε το Σιάτλ ».

Καληνύχτα γλυκό πρίγκιπα. Το πιλοτήριο και μέρος της ατράκτου "Boeing-2707" στο Μουσείο Αεροπορίας Hiller.

Τι οδήγησε τους δημιουργούς των υπερηχητικών μηχανών; Σε γενικές γραμμές, η κατάσταση με τους στρατιωτικούς πελάτες είναι σαφής. Οι Warriors χρειάζονταν πάντα ένα αεροπλάνο που θα πετούσε ψηλότερα και γρηγορότερα. Η ταχύτητα υπερηχητικής πτήσης επέτρεψε όχι μόνο να φτάσει γρηγορότερα στο έδαφος του εχθρού, αλλά και να αυξήσει το ανώτατο όριο πτήσης ενός τέτοιου αεροσκάφους σε υψόμετρο 20-25 χιλιομέτρων, κάτι που ήταν σημαντικό για αναγνωριστικά αεροσκάφη και βομβαρδιστικά. Σε υψηλές ταχύτητες, όπως θυμόμαστε, αυξάνεται επίσης η ανύψωση της πτέρυγας, λόγω της οποίας η πτήση θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί σε πιο σπάνια ατμόσφαιρα και, κατά συνέπεια, σε μεγαλύτερο υψόμετρο.

Στη δεκαετία του 1960, μέχρι την εμφάνιση αντιαεροπορικών πυραυλικών συστημάτων ικανών να χτυπήσουν στόχους σε μεγάλα υψόμετρα, η κύρια αρχή της χρήσης βομβαρδιστικών ήταν να πετάξει στο στόχο στο υψηλότερο δυνατό ύψος και ταχύτητα. Φυσικά, τα τρέχοντα συστήματα αεράμυνας κλείνουν αυτού του είδους τη θέση για τη χρήση υπερηχητικών αεροσκαφών (για παράδειγμα, το συγκρότημα S-400 μπορεί να καταρρίψει στόχους στο διάστημα, σε υψόμετρο 185 χιλιομέτρων και με τη δική του ταχύτητα 4,8 χιλιομέτρων / s, στην πραγματικότητα, είναι σύστημα πυραυλικής άμυνας, όχι αεροπορική άμυνα). Ωστόσο, σε επιχειρήσεις εναντίον επίγειων, επιφανειακών και εναέριων στόχων, η υπερηχητική ταχύτητα είναι αρκετά απαιτητική και εξακολουθεί να υπάρχει στα πολλά υποσχόμενα στρατιωτικά σχέδια τόσο για ρωσικά όσο και για δυτικά αεροσκάφη. Απλώς, η υλοποίηση μιας μάλλον πολύπλοκης υπερηχητικής πτήσης είναι δύσκολο να είναι συμβατή με το έργο της μυστικότητας και της μυστικότητας, που προσπάθησαν να ενσταλάξουν σε βομβαρδιστικά και μαχητικά τα τελευταία 30 χρόνια, λόγω των οποίων πρέπει να επιλέξουν, όπως λένε , ένα πράγμα - είτε κρυφτείτε είτε σπάστε.

Ωστόσο, έχει τώρα η Ρωσία ένα αξιόπιστο φάρμακο κατά της αμερικανικής AUG; Για να μην τους πλησιάσουμε 300 χιλιόμετρα για να εκτοξεύσουμε τον Όνυχα από κάποιο δυσδιάκριτο αλλά ευάλωτο σκάφος; Το T-4 είχε μια συνεκτική αντίληψη για το δικό του στυλ καταστροφής της ομάδας αεροπλανοφόρων, αλλά το έχει η Ρωσία τώρα; Νομίζω ότι όχι-όπως δεν υπάρχουν ακόμη υπερηχητικοί πύραυλοι Χ-33 και Χ-45.

Αμερικανικό βομβαρδιστικό XB-70 "Valkyrie". Μαζί τους έπρεπε να πολεμήσει το MiG-25.

Το πού θα στραφεί το μέλλον της κατασκευής στρατιωτικών αεροσκαφών είναι ένα ανοιχτό ερώτημα.

Θα ήθελα να πω λίγα λόγια για τα πολιτικά υπερηχητικά αεροσκάφη.

Η λειτουργία τους κατέστησε δυνατή όχι μόνο τη σημαντική μείωση του χρόνου πτήσης σε πτήσεις μεγάλων αποστάσεων, αλλά και τη χρήση μη εκφορτωμένου εναέριου χώρου σε μεγάλα υψόμετρα (περίπου 18 χλμ.), Ενώ ο κύριος εναέριος χώρος που χρησιμοποιούσαν τα σκάφη (υψόμετρα 9-12 χλμ.) Ήταν ήδη ακόμη και στη δεκαετία του 1960. σημαντικά φορτωμένο. Επίσης, υπερηχητικά αεροσκάφη πετούσαν σε ευθείες διαδρομές (έξω από αεραγωγούς και διαδρόμους). Και αυτό δεν αναφέρει το στοιχειώδες: εξοικονόμηση χρόνου των απλών επιβατών, που ήταν περίπου ο μισός χρόνος πτήσης για, για παράδειγμα, μια πτήση από την Ευρώπη στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Ταυτόχρονα, θα επαναλάβω για άλλη μια φορά - το έργο των υπερηχητικών αεροσκαφών, στρατιωτικών και πολιτικών, δεν είναι καθόλου αδύνατο από πρακτική άποψη ή με κανένα τρόπο εξωπραγματικό από οικονομική άποψη.

Κάποτε στρίψαμε "με λάθος τρόπο" και κυλήσαμε το κάρο της προόδου όχι ανηφορικά, αλλά στον ευκολότερο και ευχάριστο δρόμο - κάτω και κάτω από μια πλαγιά. Ακόμα και σήμερα, αναπτύσσονται έργα υπερηχητικών επιβατικών αεροσκαφών για το ίδιο τμήμα με μια άλλη καινοτόμο ιδέα: το tiltrotor Augusta-Westland AW609. Αυτό το τμήμα είναι ένα τμήμα επιχειρηματικών μεταφορών για πλούσιους πελάτες, όταν το αεροπλάνο δεν μεταφέρει μισούς χιλιάδες επιβάτες σε συνθήκες βοοειδών, αλλά δώδεκα άτομα σε συνθήκες μέγιστης απόδοσης και μέγιστης άνεσης. Γνωρίστε το Aerio AS2. Εάν είστε τυχεροί, θα πετάξει στο εγγύς μέλλον, το 2021:

Νομίζω ότι όλα είναι ήδη αρκετά σοβαρά εκεί - τόσο η συνεργασία με την Airbus όσο και οι ανακοινωθείσες επενδύσεις ύψους 3 δισεκατομμυρίων δολαρίων μας επιτρέπουν να θεωρήσουμε το έργο όχι ως "παπάκι", αλλά μια σοβαρή εφαρμογή. Εν ολίγοις, "ένας αξιοσέβαστος άρχοντας είναι για αξιοσέβαστους κύριους". Και όχι για όλους τους απατεώνες που επέτρεψαν στον κόσμο στα τέλη του εικοστού αιώνα να στραφεί σε έναν εύκολο και βολικό δρόμο.

Ωστόσο, έχω ήδη γράψει για αυτό, δεν θα επαναληφθώ. Τώρα δεν είναι άλλο από το παρελθόν:

Τώρα ζούμε σε έναν διαφορετικό κόσμο. Σε έναν κόσμο χωρίς υπερηχητική αεροπορία για όλους. Ωστόσο, αυτή δεν είναι η χειρότερη απώλεια.

Ένα συνηθισμένο επιβατικό αεροπλάνο πετά με ταχύτητα περίπου 900 χλμ. / Ώρα. Ένα πολεμικό μαχητικό τζετ μπορεί να φτάσει περίπου τρεις φορές την ταχύτητα. Ωστόσο, σύγχρονοι μηχανικοί από τη Ρωσική Ομοσπονδία και άλλες χώρες του κόσμου αναπτύσσουν ενεργά ακόμη ταχύτερα μηχανήματα - υπερηχητικά αεροσκάφη. Ποια είναι η ιδιαιτερότητα των αντίστοιχων εννοιών;

Κριτήρια υπερηχητικών αεροσκαφών

Τι είναι ένα υπερηχητικό αεροσκάφος; Ως εκ τούτου, είναι συνηθισμένο να κατανοούμε μια συσκευή ικανή να πετάξει με ταχύτητα πολλές φορές υψηλότερη από αυτήν για τον ήχο. Οι προσεγγίσεις των ερευνητών για τον προσδιορισμό του συγκεκριμένου δείκτη του διαφέρουν. Υπάρχει μια ευρέως διαδεδομένη μεθοδολογία σύμφωνα με την οποία ένα αεροσκάφος πρέπει να θεωρείται υπερηχητικό εάν είναι πολλαπλάσιο των δεικτών ταχύτητας των ταχύτερων σύγχρονων υπερηχητικών οχημάτων. Τα οποία είναι περίπου 3-4 χιλιάδες χλμ. / Ώρα. Δηλαδή, ένα υπερηχητικό αεροσκάφος, αν τηρείτε αυτήν τη μεθοδολογία, θα πρέπει να αναπτύξει ταχύτητα 6 χιλιάδων χλμ. / Ώρα.

Μη επανδρωμένα και καθοδηγούμενα οχήματα

Οι προσεγγίσεις των ερευνητών μπορεί επίσης να διαφέρουν ως προς τον καθορισμό των κριτηρίων για την ταξινόμηση ενός συγκεκριμένου οχήματος ως αεροσκάφους. Υπάρχει μια έκδοση ότι μόνο εκείνα τα μηχανήματα που ελέγχονται από ανθρώπους μπορούν να ταξινομηθούν ως τέτοια. Υπάρχει μια άποψη σύμφωνα με την οποία ένα μη επανδρωμένο όχημα μπορεί επίσης να θεωρηθεί αεροσκάφος. Επομένως, ορισμένοι αναλυτές κατατάσσουν μηχανές αυτού του τύπου σε αυτές που υπόκεινται στον ανθρώπινο έλεγχο και σε αυτές που λειτουργούν αυτόνομα. Μια τέτοια διαίρεση μπορεί να δικαιολογηθεί, καθώς τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη μπορούν να έχουν πολύ πιο εντυπωσιακά τεχνικά χαρακτηριστικά, για παράδειγμα, όσον αφορά τη συμφόρηση και την ταχύτητα.

Ταυτόχρονα, πολλοί ερευνητές θεωρούν τα υπερηχητικά αεροσκάφη ως μια ενιαία ιδέα για την οποία η ταχύτητα είναι ο βασικός δείκτης. Δεν έχει σημασία αν ένα άτομο κάθεται στο τιμόνι του αεροσκάφους ή το αυτοκίνητο ελέγχεται από ένα ρομπότ - το κυριότερο είναι ότι το αεροπλάνο είναι αρκετά γρήγορο.

Απογείωση - ανεξάρτητη ή με εξωτερική βοήθεια;

Μια ευρεία ταξινόμηση των υπερηχητικών αεροσκαφών βασίζεται στην κατανομή τους στην κατηγορία εκείνων που είναι σε θέση να απογειωθούν μόνα τους, ή εκείνων που περιλαμβάνουν τοποθέτηση σε πιο ισχυρό αεροπλανοφόρο - πύραυλο ή φορτηγό αεροπλάνο. Υπάρχει μια άποψη σύμφωνα με την οποία είναι θεμιτό να αναφερόμαστε στα οχήματα του υπό εξέταση τύπου κυρίως σε εκείνα που είναι ικανά να απογειωθούν μόνα τους ή με ελάχιστη εμπλοκή άλλων τύπων εξοπλισμού. Ωστόσο, εκείνοι οι ερευνητές που πιστεύουν ότι το κύριο κριτήριο για τον χαρακτηρισμό ενός υπερηχητικού αεροσκάφους - η ταχύτητα, θα πρέπει να είναι υψίστης σημασίας σε οποιαδήποτε ταξινόμηση. Είτε πρόκειται για την ταξινόμηση της συσκευής ως μη επανδρωμένη, ελεγχόμενη, ικανή να απογειωθεί ανεξάρτητα ή με τη βοήθεια άλλων μηχανών - εάν ο αντίστοιχος δείκτης φτάσει τις παραπάνω τιμές, τότε μιλάμε για ένα υπερηχητικό αεροσκάφος.

Τα κύρια προβλήματα των υπερηχητικών λύσεων

Οι υπερηχητικές έννοιες είναι δεκαετιών. Κατά τη διάρκεια των ετών ανάπτυξης του αντίστοιχου τύπου συσκευής, οι παγκόσμιοι μηχανικοί έχουν επιλύσει μια σειρά από σημαντικά προβλήματα που εμποδίζουν αντικειμενικά την παραγωγή «υπερήχων» να τεθεί σε λειτουργία - ακριβώς όπως η οργάνωση της παραγωγής αεροσκαφών με στροβίλο.

Η κύρια δυσκολία στο σχεδιασμό των υπερηχητικών αεροσκαφών είναι η δημιουργία ενός κινητήρα ικανού να είναι αρκετά ενεργειακά αποδοτικός. Ένα άλλο πρόβλημα είναι η κατασκευή της απαραίτητης συσκευής. Το γεγονός είναι ότι η ταχύτητα ενός υπερηχητικού αεροσκάφους σε αυτές τις τιμές που θεωρήσαμε παραπάνω συνεπάγεται ισχυρή θέρμανση του σώματος λόγω τριβής ενάντια στην ατμόσφαιρα.

Σήμερα θα εξετάσουμε αρκετά δείγματα επιτυχημένων πρωτοτύπων αεροσκαφών του αντίστοιχου τύπου, οι προγραμματιστές των οποίων μπόρεσαν να σημειώσουν σημαντική πρόοδο όσον αφορά την επιτυχή επίλυση των σημειωμένων προβλημάτων. Ας μελετήσουμε τώρα τις πιο διάσημες εξελίξεις στον κόσμο όσον αφορά τη δημιουργία υπερηχητικών αεροσκαφών του υπό εξέταση τύπου.

από την Boeing

Το ταχύτερο υπερηχητικό αεροσκάφος στον κόσμο, σύμφωνα με ορισμένους ειδικούς, είναι το αμερικανικό Boeing X-43A. Έτσι, κατά τη δοκιμή αυτής της συσκευής, καταγράφηκε ότι έφτασε σε ταχύτητα άνω των 11 χιλιάδων χλμ. / Ώρα. Αυτό είναι περίπου 9,6 φορές πιο γρήγορο

Τι το ιδιαίτερο έχει το υπερηχητικό αεροσκάφος Χ-43Α; Τα χαρακτηριστικά αυτού του αεροσκάφους είναι τα εξής:

Η μέγιστη ταχύτητα που καταγράφεται στις δοκιμές είναι 11.230 χλμ. / Ώρα.

Πτέρυγα - 1,5 μ.

Μήκος σώματος - 3,6 μ.

Κινητήρας - ramjet, Supersonic Combustion Ramjet;

Καύσιμο - ατμοσφαιρικό οξυγόνο, υδρογόνο.

Μπορεί να σημειωθεί ότι η εν λόγω συσκευή είναι μία από τις πιο φιλικές προς το περιβάλλον. Το γεγονός είναι ότι το καύσιμο που χρησιμοποιείται πρακτικά δεν συνεπάγεται την απελευθέρωση επιβλαβών προϊόντων καύσης.

Το υπερηχητικό αεροσκάφος X-43A αναπτύχθηκε από κοινού από τους μηχανικούς της NASA, την Orbical Science Corporation και την Minocraft. δημιουργήθηκε για περίπου 10 χρόνια. Επενδύθηκαν περίπου 250 εκατομμύρια δολάρια για την ανάπτυξή του. Η εννοιολογική καινοτομία του εν λόγω αεροσκάφους είναι ότι σχεδιάστηκε με σκοπό τη δοκιμή την τελευταία λέξη της τεχνολογίαςδιασφαλίζοντας το έργο της πρόωσης.

Ανάπτυξη από την τροχιακή επιστήμη

Η Orbital Science, η οποία, όπως σημειώσαμε παραπάνω, συμμετείχε στη δημιουργία της συσκευής X-43A, κατάφερε επίσης να δημιουργήσει το δικό της υπερηχητικό αεροσκάφος-το X-34.

Η τελική του ταχύτητα είναι πάνω από 12 χιλιάδες χιλιόμετρα / ώρα. Είναι αλήθεια ότι κατά τη διάρκεια πρακτικών δοκιμών, δεν επιτεύχθηκε - επιπλέον, δεν ήταν δυνατό να επιτευχθεί ο αριθμός που φαίνεται από το αεροσκάφος X43 -A. Το αεροσκάφος που εξετάζεται επιταχύνεται όταν ενεργοποιείται ο πύραυλος Pegasus, που λειτουργεί με στερεό καύσιμο. Το X-34 δοκιμάστηκε για πρώτη φορά το 2001. Το εν λόγω αεροσκάφος είναι σημαντικά μεγαλύτερο από τη συσκευή της Boeing - το μήκος του είναι 17,78 μέτρα, το άνοιγμα των φτερών είναι 8,85 μ. Το μέγιστο ύψος πτήσης του υπερηχητικού μηχανήματος από την Orbical Science είναι 75 χιλιόμετρα.

Αεροσκάφη από τη Βόρεια Αμερική

Ένα άλλο διάσημο υπερηχητικό αεροσκάφος είναι το X-15, κατασκευασμένο από τη Βόρεια Αμερική. Αυτή η συσκευή αναλυτών αναφέρεται ως πειραματική.

Είναι εξοπλισμένο, γεγονός που δίνει σε ορισμένους ειδικούς έναν λόγο να μην το κατατάξουν, στην πραγματικότητα, ως αεροσκάφος. Ωστόσο, η παρουσία πυραυλοκινητήρων επιτρέπει στη συσκευή, συγκεκριμένα, να εκτελέσει Έτσι, κατά τη διάρκεια μιας από τις δοκιμές σε αυτήν τη λειτουργία, δοκιμάστηκε από πιλότους. Ο σκοπός της συσκευής X-15 είναι να μελετήσει τις ιδιαιτερότητες των υπερηχητικών πτήσεων, να αξιολογήσει ορισμένες σχεδιαστικές λύσεις, νέα υλικά και να ελέγξει χαρακτηριστικά τέτοιων μηχανών σε διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας. Είναι αξιοσημείωτο ότι εγκρίθηκε το 1954. Το X-15 πετά με ταχύτητα άνω των 7 χιλιάδων χλμ. / Ώρα. Το εύρος της πτήσης του είναι πάνω από 500 χιλιόμετρα, το ύψος ξεπερνά τα 100 χιλιόμετρα.

Το ταχύτερο αεροσκάφος παραγωγής

Τα υπερηχητικά οχήματα που μελετήσαμε παραπάνω ανήκουν στην πραγματικότητα στην κατηγορία των ερευνητικών. Θα ήταν χρήσιμο να ληφθούν υπόψη ορισμένα δείγματα παραγωγής αεροσκαφών που είναι κοντά σε χαρακτηριστικά με τα υπερηχητικά ή είναι (σύμφωνα με τη μία ή την άλλη μεθοδολογία).

Μεταξύ αυτών των μηχανών είναι η αμερικανική ανάπτυξη SR-71. Ορισμένοι ερευνητές δεν τείνουν να αποδώσουν αυτό το αεροσκάφος σε υπερηχητικό, καθώς η μέγιστη ταχύτητά του είναι περίπου 3,7 χιλιάδες χιλιόμετρα / ώρα. Μεταξύ των πιο αξιοσημείωτων χαρακτηριστικών του είναι το βάρος απογείωσης, το οποίο ξεπερνά τους 77 τόνους. Το μήκος της συσκευής είναι περισσότερο από 23 m, το άνοιγμα των φτερών είναι περισσότερο από 13 m.

Ένα από τα ταχύτερα στρατιωτικά αεροσκάφη είναι το ρωσικό MiG-25. Η συσκευή μπορεί να φτάσει ταχύτητες άνω των 3,3 χιλ. Χλμ. / Ώρα. Το μέγιστο βάρος απογείωσης του ρωσικού αεροσκάφους είναι 41 τόνοι.

Έτσι, στην αγορά σειριακών λύσεων κοντά σε χαρακτηριστικά με τις υπερηχητικές, η Ρωσική Ομοσπονδία είναι μεταξύ των ηγετών. Τι γίνεται όμως με τις ρωσικές εξελίξεις στα «κλασικά» υπερηχητικά αεροσκάφη; Μπορούν μηχανικοί από τη Ρωσική Ομοσπονδία να δημιουργήσουν μια ανταγωνιστική λύση με τα μηχανήματα της Boeing και της Orbital Scence;

Ρωσικά υπερηχητικά οχήματα

V αυτή τη στιγμήΤο ρωσικό υπερηχητικό αεροσκάφος βρίσκεται υπό ανάπτυξη. Αλλά πηγαίνει αρκετά ενεργά. Μιλάμε για τα αεροσκάφη U-71. Οι πρώτες δοκιμές, σύμφωνα με δημοσιεύματα των μέσων ενημέρωσης, πραγματοποιήθηκαν τον Φεβρουάριο του 2015 κοντά στο Όρενμπουργκ.

Υποτίθεται ότι το αεροσκάφος θα χρησιμοποιηθεί για στρατιωτικούς σκοπούς. Έτσι, μια υπερηχητική συσκευή θα είναι σε θέση, εάν είναι απαραίτητο, να παραδίδει καταστροφικά όπλα σε σημαντικές αποστάσεις, να παρακολουθεί το έδαφος και επίσης να χρησιμοποιείται ως στοιχείο της αεροπορικής επίθεσης. Ορισμένοι ερευνητές πιστεύουν ότι το 2020-2025. οι Στρατηγικές Πυραυλικές Δυνάμεις θα λάβουν περίπου 20 αεροσκάφη του αντίστοιχου τύπου.

Υπάρχουν πληροφορίες στα μέσα ενημέρωσης ότι τα θεωρούμενα υπερηχητικά αεροσκάφη της Ρωσίας θα τοποθετηθούν στον βαλλιστικό πύραυλο Sarmat, ο οποίος βρίσκεται επίσης στο στάδιο του σχεδιασμού. Ορισμένοι αναλυτές πιστεύουν ότι η ανεπτυγμένη υπερηχητική συσκευή Yu-71 δεν είναι παρά μια κεφαλή, η οποία θα πρέπει να διαχωριστεί από έναν βαλλιστικό πύραυλο στην τελευταία φάση πτήσης, έτσι ώστε στη συνέχεια, χάρη στην υψηλή ευελιξία του αεροσκάφους, να ξεπεράσει τον πύραυλο αμυντικό σύστημα.

Έργο "Άγιαξ"

Μεταξύ των πιο αξιοσημείωτων έργων που σχετίζονται με την ανάπτυξη υπερηχητικών αεροσκαφών είναι ο Ajax. Ας το μελετήσουμε λεπτομερέστερα. Το υπερηχητικό αεροσκάφος Ajax είναι μια εννοιολογική ανάπτυξη των σοβιετικών μηχανικών. Στην επιστημονική κοινότητα, η συζήτηση γι 'αυτό ξεκίνησε στη δεκαετία του '80. Μεταξύ των πιο αξιοσημείωτων χαρακτηριστικών είναι η παρουσία ενός συστήματος θερμικής προστασίας, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να προστατεύει τη θήκη από υπερθέρμανση. Έτσι, οι προγραμματιστές της συσκευής "Ajax" πρότειναν μια λύση σε ένα από τα "υπερηχητικά" προβλήματα που έχουμε περιγράψει παραπάνω.

Το παραδοσιακό σχήμα θερμικής προστασίας των αεροσκαφών περιλαμβάνει την τοποθέτηση ειδικών υλικών στο σώμα. Οι προγραμματιστές του "Ajax" πρότειναν μια διαφορετική ιδέα, σύμφωνα με την οποία δεν έπρεπε να προστατεύσει τη συσκευή από εξωτερική θέρμανση, αλλά να αφήσει τη θερμότητα στο μηχάνημα, αυξάνοντας ταυτόχρονα τον ενεργειακό της πόρο. Ο κύριος ανταγωνιστής της σοβιετικής συσκευής θεωρήθηκε το υπερηχητικό αεροσκάφος "Aurora", που δημιουργήθηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ωστόσο, λόγω του γεγονότος ότι οι σχεδιαστές από την ΕΣΣΔ επέκτειναν σημαντικά τις δυνατότητες της ιδέας, το ευρύτερο φάσμα εργασιών ανατέθηκε στη νέα ανάπτυξη, ιδίως, την έρευνα. Μπορούμε να πούμε ότι το "Ajax" είναι ένα υπερηχητικό αεροσκάφος πολλαπλών χρήσεων.

Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τις τεχνολογικές καινοτομίες που προτείνουν οι μηχανικοί από την ΕΣΣΔ.

Έτσι, οι σοβιετικοί προγραμματιστές του "Ajax" πρότειναν να χρησιμοποιήσουν τη θερμότητα που παράγεται ως αποτέλεσμα της τριβής του σώματος του αεροσκάφους ενάντια στην ατμόσφαιρα, για να τη μετατρέψουν σε χρήσιμη ενέργεια. Τεχνικά, αυτό θα μπορούσε να πραγματοποιηθεί τοποθετώντας επιπλέον κελύφη στη συσκευή. Ως αποτέλεσμα, σχηματίστηκε κάτι σαν δεύτερο κτίριο. Η κοιλότητα του έπρεπε να γεμίσει με κάποιο είδος καταλύτη, για παράδειγμα, ένα μείγμα καύσιμου υλικού και νερού. Το θερμομονωτικό στρώμα από στερεό υλικό στον "Ajax" υποτίθεται ότι αντικαταστάθηκε από ένα υγρό, το οποίο, αφενός, έπρεπε να προστατεύσει τον κινητήρα και αφετέρου, θα προωθήσει μια καταλυτική αντίδραση, τα οποία, εν τω μεταξύ, θα μπορούσαν μέρη του σώματος προς τα μέσα. Θεωρητικά, η ψύξη των εξωτερικών τμημάτων της συσκευής θα μπορούσε να είναι οτιδήποτε. Η υπερβολική θερμότητα, με τη σειρά της, έπρεπε να χρησιμοποιηθεί προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση του κινητήρα του αεροσκάφους. Ταυτόχρονα, αυτή η τεχνολογία θα επέτρεπε την παραγωγή, λόγω της αντίδρασης, καυσίμων και τύπων ελεύθερου υδρογόνου.

Προς το παρόν, δεν υπάρχουν διαθέσιμες πληροφορίες στο ευρύ κοινό για τη συνέχιση της ανάπτυξης του "Ajax", αλλά οι ερευνητές θεωρούν ότι είναι πολλά υποσχόμενο να εισαχθούν στην πράξη οι σοβιετικές έννοιες.

Κινεζικά υπερηχητικά οχήματα

Η Κίνα γίνεται ανταγωνιστής της Ρωσίας και των Ηνωμένων Πολιτειών στην αγορά υπερήχων. Μεταξύ των πιο διάσημων εξελίξεων μηχανικών από τη ΛΔΚ είναι το αεροσκάφος WU-14. Πρόκειται για ένα υπερηχητικό καθοδηγούμενο αεροπλάνο τοποθετημένο σε βαλλιστικό πύραυλο.

Ένα ICBM εκτοξεύει αεροσκάφος στο διάστημα, από όπου το μηχάνημα καταδύεται απότομα προς τα κάτω, αναπτύσσοντας υπερηχητική ταχύτητα. Η κινεζική συσκευή μπορεί να τοποθετηθεί σε διαφορετικά ICBM με εμβέλεια από 2 έως 12 χιλιάδες χιλιόμετρα. Διαπιστώθηκε ότι κατά τη διάρκεια των δοκιμών, το WU-14 μπόρεσε να φτάσει ταχύτητες άνω των 12 χιλιάδων χλμ. / Ώρα, καθιστώντας έτσι το ταχύτερο υπερηχητικό αεροσκάφος σύμφωνα με ορισμένους αναλυτές.

Ταυτόχρονα, πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι η κινεζική ανάπτυξη δεν είναι απολύτως θεμιτή να αναφέρεται στην κατηγορία των αεροσκαφών. Έτσι, η έκδοση είναι ευρέως διαδεδομένη, σύμφωνα με την οποία η συσκευή πρέπει να ταξινομηθεί ακριβώς ως κεφαλή. Επιπλέον, είναι πολύ αποτελεσματικό. Όταν πετάμε κάτω με την καθορισμένη ταχύτητα, ακόμη και τα πιο σύγχρονα συστήματα πυραυλικής άμυνας δεν θα είναι σε θέση να εγγυηθούν την υποκλοπή του αντίστοιχου στόχου.

Μπορεί να σημειωθεί ότι η Ρωσία και οι Ηνωμένες Πολιτείες ασχολούνται επίσης με την ανάπτυξη υπερηχητικών οχημάτων που χρησιμοποιούνται για στρατιωτικούς σκοπούς. Ταυτόχρονα, η ρωσική αντίληψη, σύμφωνα με την οποία υποτίθεται ότι δημιουργεί μηχανές του αντίστοιχου τύπου, διαφέρει σημαντικά, όπως αποδεικνύεται από τα δεδομένα σε ορισμένα μέσα, από τις τεχνολογικές αρχές που εφαρμόζουν οι Αμερικανοί και οι Κινέζοι. Έτσι, προγραμματιστές από τη Ρωσική Ομοσπονδία συγκεντρώνουν προσπάθειες στον τομέα της δημιουργίας αεροσκαφών εξοπλισμένων με κινητήρα ramjet που μπορεί να εκτοξευθεί από το έδαφος. Η Ρωσία σχεδιάζει να συνεργαστεί προς αυτή την κατεύθυνση με την Ινδία. Τα υπερηχητικά οχήματα που δημιουργήθηκαν σύμφωνα με τη ρωσική ιδέα, σύμφωνα με ορισμένους αναλυτές, χαρακτηρίζονται από χαμηλότερο κόστος και ευρύτερο πεδίο εφαρμογής.

Ταυτόχρονα, το υπερηχητικό αεροσκάφος της Ρωσίας, το οποίο αναφέραμε παραπάνω (Yu-71), υποθέτει, όπως πιστεύουν ορισμένοι αναλυτές, ακριβώς την ίδια τοποθέτηση σε ICBM. Εάν αυτή η διατριβή αποδειχθεί αληθινή, τότε θα είναι δυνατό να πούμε ότι μηχανικοί από τη Ρωσική Ομοσπονδία εργάζονται ταυτόχρονα σε δύο δημοφιλείς εννοιολογικές κατευθύνσεις στην κατασκευή υπερηχητικών αεροσκαφών.

Περίληψη

Έτσι, πιθανώς το ταχύτερο υπερηχητικό αεροσκάφος στον κόσμο, αν μιλάμε για αεροσκάφη, όποια και αν είναι η ταξινόμησή τους, εξακολουθεί να είναι το κινεζικό WU-14. Αν και πρέπει να καταλάβετε ότι οι πραγματικές πληροφορίες για αυτόν, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που σχετίζονται με δοκιμές, μπορούν να ταξινομηθούν. Αυτό είναι σύμφωνο με τις αρχές των Κινέζων προγραμματιστών, οι οποίοι συχνά προσπαθούν να κρατήσουν τις στρατιωτικές τους τεχνολογίες μυστικές με κάθε κόστος. Η ταχύτητα του ταχύτερου υπερηχητικού αεροσκάφους είναι πάνω από 12 χιλιάδες χιλιόμετρα / ώρα. Η αμερικανική ανάπτυξη X -43A το "προλαβαίνει" - πολλοί ειδικοί το θεωρούν το γρηγορότερο. Θεωρητικά, το υπερηχητικό αεροσκάφος X-43A, καθώς και το κινεζικό WU-14, μπορούν να προλάβουν την ανάπτυξη της Orbical Science, σχεδιασμένη για ταχύτητα άνω των 12 χιλιάδων χλμ. / Ώρα.

Τα χαρακτηριστικά των ρωσικών αεροσκαφών U-71 δεν είναι ακόμη γνωστά στο ευρύ κοινό. Είναι πολύ πιθανό να βρίσκονται κοντά στις παραμέτρους των κινεζικών αεροσκαφών. Ρώσοι μηχανικοί αναπτύσσουν επίσης ένα υπερηχητικό αεροσκάφος ικανό να απογειωθεί όχι με βάση ICBM, αλλά μόνο του.

Τα τρέχοντα έργα ερευνητών από τη Ρωσία, την Κίνα και τις Ηνωμένες Πολιτείες σχετίζονται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο με τη στρατιωτική σφαίρα. Υπερτονικό αεροσκάφος, ανεξάρτητα από την πιθανή ταξινόμησή τους, θεωρούνται κυρίως ως φορείς όπλων, πιθανότατα πυρηνικών. Ωστόσο, στα έργα ερευνητών από διαφορετικές χώρες του κόσμου υπάρχουν θέσεις που "υπερήχους", όπως και οι ατομικές τεχνολογίες, μπορεί κάλλιστα να είναι ειρηνικές.

Το θέμα είναι η εμφάνιση προσιτών και αξιόπιστων λύσεων που επιτρέπουν την οργάνωση της μαζικής παραγωγής μηχανών του αντίστοιχου τύπου. Η χρήση τέτοιων συσκευών είναι δυνατή στο ευρύτερο φάσμα κλάδων της οικονομικής ανάπτυξης. Η μεγαλύτερη ζήτηση για υπερηχητικά αεροσκάφη είναι πιθανό να βρεθεί στις βιομηχανίες του διαστήματος και της έρευνας.

Καθώς η τεχνολογία για την παραγωγή των αντίστοιχων μηχανών γίνεται φθηνότερη, οι επιχειρήσεις μεταφορών ενδέχεται να αρχίσουν να δείχνουν ενδιαφέρον για επενδύσεις σε τέτοια έργα. Οι βιομηχανικές εταιρείες, οι πάροχοι διαφόρων υπηρεσιών μπορεί να αρχίσουν να θεωρούν το "υπερήχημα" ως ένα εργαλείο για την αύξηση της ανταγωνιστικότητας των επιχειρήσεων όσον αφορά την οργάνωση διεθνών επικοινωνιών.

Σε συνάντηση με τους υπαλλήλους του εργοστασίου αεροπορίας του Καζάν, ο Ρώσος πρόεδρος Βλαντιμίρ Πούτιν μίλησε ξανά για τη δυνατότητα δημιουργίας στη Ρωσία ενός υπερηχητικού επιβατικού αεροσκάφους βασισμένου στο στρατηγικό βομβαρδιστικό Tu-160. Στη συνέχεια, ο υπουργός Βιομηχανίας και Εμπορίου Ντένις Μαντούροφ ανακοίνωσε την έναρξη ερευνητικών εργασιών σε αυτό το θέμα. Η πρόταση για την ανάπτυξη ενός νέου υπερηχητικού επιβατικού αεροσκάφους εγχώριας παραγωγής γίνεται αντιληπτή από πολλούς με σκεπτικισμό, αλλά η ίδια η ανάπτυξη αυτού του είδους δεν θα αποτελέσει άλυτο πρόβλημα. Ταυτόχρονα, η εμφάνιση ενός τέτοιου μηχανήματος είναι απίθανο να είναι σε θέση να αλλάξει την τρέχουσα θέση της ρωσικής βιομηχανίας αεροσκαφών. Η Izvestia κατάλαβε την κατάσταση.

Παιδιά της χρυσής εποχής

Ακμαίος τζετ αεροσκάφητη δεκαετία 1950-1960, όταν οι δίσκοι ξαναγράφονταν σχεδόν κάθε χρόνο και η συνεχής αύξηση των χαρακτηριστικών των νέων αεροσκαφών θεωρούνταν φυσικό φαινόμενο, ήταν η εποχή της πρώτης αύξησης του ενδιαφέροντος για υπερηχητικά επιβατικά αεροσκάφη. Οι αντίστοιχες εξελίξεις ξεκίνησαν για πρώτη φορά στο Ηνωμένο Βασίλειο το 1954, λίγα χρόνια αργότερα οι Γάλλοι, οι Σοβιετικοί και στη συνέχεια οι Αμερικανοί κατασκευαστές αεροσκαφών ξεκίνησαν τα έργα τους. Το μέλλον φαινόταν λαμπρό και οι προβλέψεις ήταν οι πιο ενθουσιώδεις. Ακόμη και η Boeing, έχοντας θέσει το θρυλικό B-747 στη γραμμή το 1969, πίστευε ότι οι ημέρες αυτού του μηχανήματος, αν και δημιουργήθηκαν μόνο, ήταν ήδη μετρημένες και το μέλλον των μακρινών μεταφορών ανήκε σε υπερηχητικά αεροσκάφη. Σήμερα, όπως γνωρίζουμε, το B-747 εξακολουθεί να πετάει, επιπλέον, παραμένει σε σειριακή παραγωγή (αν και όχι τόσο μεγάλης κλίμακας όσο στη δεκαετία του 1970-80).

Η πραγματικότητα αποδείχθηκε πιο σκληρή. Μόνο δύο έργα έφτασαν σε εφαρμογή σε ιπτάμενα μηχανήματα: το συνδυασμένο Γαλλο-Βρετανικό (το 1962 στο Παρίσι και το Λονδίνο συμφώνησαν για κοινή ανάπτυξη) και το Σοβιετικό, ενώ η ΕΣΣΔ διαπραγματεύτηκε επίσης με τη Γαλλία για κοινή ανάπτυξη, τα οποία δεν στέφθηκαν με επιτυχία. Το σοβιετικό αυτοκίνητο - Tu -144 - πέταξε πρώτο, απογειώθηκε για πρώτη φορά στις 31 Δεκεμβρίου 1968. Το Concorde απογειώθηκε στις 2 Μαρτίου 1969. Η λειτουργία του Tu -144 ως φορτηγό - για τη μεταφορά επειγόντων ταχυδρομείων - ξεκίνησε στα τέλη Δεκεμβρίου 1975, στα τέλη Ιανουαρίου 1976, το Concorde μπήκε στη γραμμή, αλλά αμέσως ως επιβάτης. Το Tu-144 ανατέθηκε στη μεταφορά επιβατών λίγο αργότερα: από τον Νοέμβριο του 1977.

Η μοίρα δύο αεροσκαφών της ίδιας ηλικίας, πολύ παρόμοια στην εμφάνιση, αναπτύχθηκε με διαφορετικούς τρόπους. Το Tu-144 αφαιρέθηκε από τις γραμμές επιβατών μόλις επτά μήνες μετά την έναρξη των εργασιών, τον Ιούνιο του 1978. Ο λόγος ήταν η καταστροφή ενός πρωτοτύπου του βελτιωμένου Tu-144D, αλλά ο λόγος ήταν η μη κερδοφορία του αεροσκάφους και η απουσία πρακτικής ανάγκης για επιβατικό αυτοκίνητο με ταχύτητα πτήσης άνω των 2 χιλιάδων χλμ / ώρα. Στη συνέχεια, το Tu-144 εξακολουθούσε να χρησιμοποιείται για διάφορες ειδικές μεταφορές και πειραματικές εργασίες, αλλά δεν επέστρεψε ποτέ στη γραμμή.

Το Concorde ήταν σε λειτουργία για πολύ περισσότερο, αφήνοντας τις γραμμές τον Νοέμβριο του 2003, αλλά η κλίμακα της χρήσης του αποδείχθηκε πολύ αναμενόμενη: πωλήθηκαν μόνο 9 αεροσκάφη και ακόμη και τότε ήταν «σπίτι» της British Airways (πέντε αεροσκάφη ) και Air France (τέσσερα).… Και οι δύο εταιρείες επέκτειναν τους στόλους τους σε επτά αεροσκάφη η καθεμία, λαμβάνοντας το υπόλοιπο με εξαιρετικά ευνοϊκούς όρους.

Υπήρχαν διάφοροι λόγοι. Πρώτον, η εμφάνιση στη στροφή της δεκαετίας του 1960-1970 μεγάλων και ταυτόχρονα αρκετά οικονομικών αεροπλάνων, τόσο μεσαίων όσο και μεγάλων αποστάσεων, επέκτεινε δραματικά την αγορά αεροπορικών μεταφορών, η οποία στο παρελθόν είχε θεωρηθεί ως αποκλειστική παρτίδα πλούσιων ανθρώπων. Το μοντέλο κερδών της αεροπορικής εταιρείας μετατοπίστηκε από τους μικρότερους χρόνους πτήσεων στην επέκταση της αγοράς μειώνοντας τις τιμές των εισιτηρίων, επιτρέποντας σε όλο και περισσότερα τμήματα του πληθυσμού να φτάσουν στα αεροπορικά ταξίδια.

Ένα επιπλέον χτύπημα στα σχέδια πωλήσεων της Concorde δέχθηκε η πετρελαϊκή κρίση του 1973, μετά την οποία η οικονομία της νέας γενιάς αεροπλάνων έγινε το κύριο ανταγωνιστικό πλεονέκτημά τους. Ως αποτέλεσμα, το Concorde παρέμεινε ένα πολύ στενό μηχάνημα, το οποίο, λόγω του απαγορευτικού κόστους των εισιτηρίων, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από λίγους. Έτσι, το 1979-1980, μια πτήση από το Λονδίνο στην Ουάσινγκτον και πίσω θα κόστιζε 2350 δολάρια, δηλαδή περισσότερα από 8 χιλιάδες δολάρια σήμερα, αν επανυπολογίσουμε τον πληθωρισμό για σαράντα χρόνια. Wasταν περίπου διπλάσια από την τιμή μιας πτήσης πρώτης θέσης με τακτικά αεροπλάνα. Αλλά ακόμη και τέτοιες τιμές δεν θα μπορούσαν να κάνουν το αυτοκίνητο κερδοφόρο: εάν η British Airways, με την πιο εντατική κίνηση στις Ηνωμένες Πολιτείες, εξακολουθούσε να έχει κέρδη, τότε στην Air France οι Concordes ανέβαιναν πάντα στα πρόθυρα της απώλειας.

Οι πιο επιχειρηματικοί εκείνη την εποχή ήταν οι Αμερικανοί: έχοντας ξεκινήσει το έργο ενός υπερηχητικού επιβατικού αυτοκινήτου λίγο αργότερα από τους Αγγλο-Γάλλους και Σοβιετικούς προγραμματιστές, δεν ανέβασαν ποτέ το αεροπλάνο τους στον αέρα, σταματώντας την ανάπτυξη του Boeing 2707 το 1971.

Νέα ελπίδα

Η ανάπτυξη υπερηχητικών επιβατικών αεροσκαφών συζητήθηκε ξανά στη δεκαετία του 1990. Το Γραφείο Σχεδιασμού Tupolev παρουσίασε με συνέπεια τα έργα Tu-244 ("αναβάθμιση" Tu-144D), Tu-344 (υπερηχητικό επιχειρηματικό τζετ βασισμένο στο βομβαρδιστικό βομβαρδιστικό Tu-22M3), Tu-444 (βελτιωμένο έργο επιχειρηματικού τζετ). Ταυτόχρονα, το Sukhoi Design Bureau παρουσίασε το έργο του SSBJ.

Όλα αυτά τα έργα, ωστόσο, έχουν δύο κοινούς παράγοντες. Κανένα από αυτά δεν προχώρησε σε κάθε είδους λεπτομερή ανάπτυξη και όλα αυτά προσφέρθηκαν από τη ρωσική βιομηχανία, η οποία περνούσε μια οξεία κρίση τη δεκαετία του 1990 ελλείψει ζήτησης για τα διαθέσιμα σειριακά μηχανήματα.

Το αποτέλεσμα ήταν αρκετά προβλέψιμο: κανένα από αυτά τα έργα δεν πραγματοποιήθηκε. Στη Δύση, εκείνη την εποχή, δεν σκεφτόντουσαν πολύ τις υπερηχητικές γραμμές: το δυότυπο της Boeing και της Airbus που αναπτύχθηκε τη δεκαετία του 1990, το οποίο έβγαλε μια πλήρη σειρά αεροσκαφών για πτήσεις μεσαίων και μεγάλων αποστάσεων, ταιριάζει σε όλους, χωρίς να απαιτείται. επένδυση σε ένα θεμελιωδώς νέο έργο.

Επιπλέον, στη δεκαετία του 2000, ο τελευταίος σημαντικός παράγοντας που έκανε πραγματικά τα Concordes εξαφανίστηκε: η ανάπτυξη τεχνολογιών τηλεδιάσκεψης και επικοινωνιών γενικά μείωσε δραστικά τον αριθμό των σημαντικών επιχειρηματικών συναντήσεων που απαιτούσαν τη φυσική παρουσία των συνομιλητών. Πραγματικά επείγοντα θέματα θα μπορούσαν τώρα να συζητηθούν εξ αποστάσεως χωρίς να χαθεί η ποιότητα της επικοινωνίας · για όλα τα άλλα, η ταχύτητα των συνηθισμένων αεροπλάνων και των επιχειρηματικών αεροσκαφών ήταν αρκετή.

Εκείνη την εποχή, η ρωσική αεροπορική βιομηχανία έλυνε ένα πολύ πιο επείγον πρόβλημα της δικής της επιβίωσης και το έλυσε κυρίως μέσω στρατιωτικών προμηθειών - τόσο για τη δική της Πολεμική Αεροπορία (η οποία επανέλαβε τις αγορές στο δεύτερο μισό της δεκαετίας του 2000) όσο και για εξαγωγή. Η παραγωγή εμπορικών αεροπλάνων περιορίζεται προς το παρόν στο μοναδικό, στην πραγματικότητα, σειριακό αεροσκάφος "Sukhoi Superjet", αν και υπάρχει η ελπίδα ότι το MS-21 που υποβάλλεται σε δοκιμές θα βρει ζήτηση, ακόμη και σε μεγαλύτερη κλίμακα από το "Superjet".

Τι έργο σε αυτές τις συνθήκες μπορεί να λύσει η κατασκευή ενός νέου υπερηχητικού αεροσκάφους στη Ρωσία;

Σίγουρα, μπορεί να δημιουργηθεί ένα τέτοιο αεροσκάφος, ειδικά αν μιλάμε για την ανάπτυξη με βάση το βομβαρδιστικό Tu-160, η σειριακή παραγωγή του οποίου έχει ξαναρχίσει.

Ωστόσο, με την ανάπτυξη του αεροσκάφους, τα προβλήματα θα αρχίσουν μόνο. Οι παράγοντες που έκαναν το Concorde ασύμφορο στην εποχή τους δεν έχουν εξαφανιστεί. Επιπλέον, το βασικό πρόβλημα της ρωσικής βιομηχανίας πολιτικών αεροσκαφών δεν είναι τόσο η ανάπτυξη του ίδιου του αεροσκάφους όσο η ποιότητα των πωλήσεων και των επακόλουθων υπηρεσιών του. Είναι η πρόοδος σε αυτές τις τεχνολογίες, φαινομενικά οι υπηρεσίες και οι μηχανικές εξελίξεις που είναι δευτερεύουσες σε σύγκριση με το «ευγενές μέταλλο», που κάνει την Airbus και την Boeing τόσο ισχυρές σήμερα. Η δημιουργία ενός πραγματικά ανεπτυγμένου δικτύου πωλήσεων, εκμίσθωσης, συντήρησης και επισκευής είναι ένα έργο όχι λιγότερο δύσκολο από την ανάπτυξη ενός αεροσκάφους καθεαυτού, και σε συνθήκες έντονης έλλειψης σχετικής εμπειρίας στην εγχώρια αεροπορική ηγεσία, είναι πιθανό ότι είναι ακόμη περισσότερο.

Υπό αυτές τις συνθήκες, είναι προφανές ότι ένα υποθετικό υπερηχητικό αεροσκάφος που βασίζεται στο Tu-160 δεν προορίζεται να κατακτήσει την παγκόσμια αγορά. μεταφορά επιβατών... Το ταβάνι του είναι ένα εξαιρετικά ακριβό επαγγελματικό τζετ. Αλλά υπάρχει ακόμα μια πρακτική αίσθηση σε αυτό το έργο. Εάν δημιουργηθεί ένα τέτοιο αεροσκάφος και το κράτος πείσει τους καπετάνιους της εγχώριας επιχείρησης ότι το χρειάζονται, τότε η σειριακή παραγωγή του μπορεί να κάνει την κατασκευή βομβαρδιστικών για τις ένοπλες δυνάμεις, λαμβάνοντας υπόψη την αύξηση της σειριακής παραγωγής μονάδων και συστημάτων , λίγο λιγότερο καταστροφικό για τον προϋπολογισμό.

Τέλος, από πολιτικά σκάφη, λαμβάνονται εξαιρετικές στρατιωτικές ειδικές πτήσεις. Αλλά το υπερηχητικό αναγνωριστικό αεροσκάφος και το ηλεκτρονικό πολεμικό αεροσκάφος μπορεί να χρειαστούν ήδη από τον ρωσικό στρατό - εκτός από ένα καθαρό βομβαρδιστικό.

Η ταχύτητα ενός ηχητικού κύματος δεν είναι σταθερή, ακόμη και αν το υπό εξέταση μέσο διάδοσης του ήχου είναι ο αέρας. Η ταχύτητα του ήχου σε σταθερή θερμοκρασία αέρα και ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει με την αύξηση του υψομέτρου.

Καθώς το υψόμετρο αυξάνεται, η ταχύτητα του ήχου μειώνεται. Το σημείο αναφοράς για την τιμή είναι η μηδενική στάθμη της θάλασσας. Έτσι, η ταχύτητα με την οποία το ηχητικό κύμα εξαπλώνεται κατά μήκος της επιφάνειας του νερού είναι 340,29 m / s, με την προϋπόθεση ότι η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι 15 0 C και η ατμοσφαιρική πίεση είναι 760 mm. Hg Έτσι, τα αεροπλάνα που πετούν με ταχύτητα μεγαλύτερη από την ταχύτητα του ήχου ονομάζονται υπερηχητικά.

Πρώτη επίτευξη υπερηχητικής ταχύτητας

Τα υπερηχητικά αεροσκάφη ονομάζονται αεροσκάφη με βάση τη φυσική τους ικανότητα να κινούνται με ταχύτητα μεγαλύτερη από τα ηχητικά κύματα. Στα συνηθισμένα χιλιόμετρα ανά ώρα, ο αριθμός αυτός είναι περίπου 1200 χλμ. / Ώρα.

Ακόμα και αεροσκάφη από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο με έμβολο κινητήρες εσωτερικής καύσης και έλικες που δημιουργούσαν ροή αέρα κατά τη διάρκεια των καταδύσεων έφτασαν ήδη το όριο ταχύτητας των 1000 km / h. Είναι αλήθεια ότι, σύμφωνα με τις ιστορίες των πιλότων, αυτές τις στιγμές το αεροπλάνο άρχισε να κουνιέται τρομερά λόγω ισχυρών κραδασμών. Η αίσθηση ήταν ότι τα φτερά θα μπορούσαν απλά να βγουν από την άτρακτο του αεροσκάφους.

Στη συνέχεια, κατά τη δημιουργία υπερηχητικών αεροσκαφών, οι μηχανικοί σχεδιασμού έλαβαν υπόψη την επίδραση των ρευμάτων αέρα στο σχεδιασμό των αεροσκαφών όταν επιτεύχθηκε η ταχύτητα του ήχου.

Ξεπερνώντας το υπερηχητικό φράγμα με αεροπλάνο

Όταν το αεροπλάνο κινείται ανάμεσα στις μάζες του αέρα, κόβει κυριολεκτικά τον αέρα προς όλες τις κατευθύνσεις, δημιουργώντας φαινόμενο θορύβου και κύματα πίεσης του αέρα που αποκλίνουν προς όλες τις κατευθύνσεις. Όταν το αεροσκάφος φτάσει την ταχύτητα του ήχου, συμβαίνει μια στιγμή που το ηχητικό κύμα δεν είναι σε θέση να προσπεράσει το αεροσκάφος. Εξαιτίας αυτού, ένα κύμα κρούσης εμφανίζεται μπροστά από το μετωπικό τμήμα του αεροσκάφους με τη μορφή ενός πυκνού φράγματος αέρα.

Το στρώμα αέρα που σχηματίζεται μπροστά από το αεροσκάφος τη στιγμή που το αεροσκάφος φτάνει στην ταχύτητα του ήχου δημιουργεί μια απότομη αύξηση της αντίστασης, η οποία είναι η πηγή αλλαγών στα χαρακτηριστικά σταθερότητας του αεροσκάφους.

Όταν ένα αεροπλάνο πετάει, ηχητικά κύματα ταξιδεύουν από αυτό προς όλες τις κατευθύνσεις με την ταχύτητα του ήχου. Όταν το επίπεδο φτάσει σε ταχύτητα Μ = 1, δηλαδή στην ταχύτητα του ήχου, τα ηχητικά κύματα συσσωρεύονται μπροστά του και σχηματίζουν ένα στρώμα συμπιεσμένου αέρα. Σε ταχύτητες πάνω από την ταχύτητα του ήχου, αυτά τα κύματα σχηματίζουν ένα κύμα κρούσης που φτάνει στο έδαφος. Το κρουστικό κύμα γίνεται αντιληπτό ως ένα ηχητικό σοκ, το οποίο ακούγεται ηχητικά από το ανθρώπινο αυτί κάτω στην επιφάνεια της γης ως μια θαμπή έκρηξη.

Αυτό το αποτέλεσμα μπορεί να παρατηρηθεί συνεχώς κατά τη διάρκεια ασκήσεων υπερηχητικών αεροσκαφών από πολίτες στην περιοχή της πτήσης.

Ένα άλλο ενδιαφέρον φυσικό φαινόμενο κατά την πτήση υπερηχητικών αεροσκαφών είναι η οπτική πρόοδος του αεροσκάφους με τον δικό τους ήχο. Ο ήχος παρατηρείται με κάποια καθυστέρηση πίσω από την ουρά του αεροσκάφους.

Αριθμός Mach στην αεροπορία

Η θεωρία με μια επιβεβαιωτική πειραματική διαδικασία σχηματισμού κρουστικών κυμάτων αποδείχθηκε πολύ πριν από την πρώτη πτήση ενός υπερηχητικού αεροσκάφους από τον Αυστριακό φυσικό Ernst Mach (1838 - 1916). Η τιμή που εκφράζει τον λόγο της ταχύτητας ενός αεροσκάφους προς την ταχύτητα ενός ηχητικού κύματος ονομάζεται σήμερα προς τιμήν του επιστήμονα - Mach.

Όπως έχουμε ήδη αναφέρει στο μέρος του νερού, η ταχύτητα του ήχου στον αέρα επηρεάζεται από τέτοιες μετεωρολογικές συνθήκες όπως η πίεση, η υγρασία και η θερμοκρασία του αέρα. Η θερμοκρασία, ανάλογα με το ύψος πτήσης του αεροσκάφους, κυμαίνεται από +50 στις επιφάνειες της Γης έως -50 στη στρατόσφαιρα. Επομένως, σε διαφορετικά υψόμετρα, πρέπει να ληφθούν υπόψη οι τοπικές μετεωρολογικές συνθήκες για να επιτευχθούν υπερηχητικές ταχύτητες.

Για σύγκριση, πάνω από το μηδενικό σήμα της στάθμης της θάλασσας, η ταχύτητα του ήχου είναι 1240 χλμ. / Ώρα, ενώ σε υψόμετρο πάνω από 13 χιλιάδες χιλιόμετρα. η ταχύτητα αυτή πέφτει στα 1060 χλμ. / ώρα.

Αν πάρουμε τον λόγο της ταχύτητας του αεροσκάφους προς την ταχύτητα του ήχου ως Μ, τότε με τιμή Μ> 1, θα είναι πάντα υπερηχητικός.

Τα υποηχητικά αεροσκάφη έχουν τιμή Μ = 0,8. Ένα πιρούνι με τιμές Mach από 0,8 έως 1,2 ορίζει την διατονική ταχύτητα. Αλλά τα υπερηχητικά αεροσκάφη έχουν αριθμό Mach μεγαλύτερο από 5. Μεταξύ των γνωστών ρωσικών στρατιωτικών υπερηχητικών αεροσκαφών, μπορεί κανείς να ξεχωρίσει το SU-27, ένα μαχητικό αναχαίτισης και το Tu-22M, ένα βομβαρδιστικό αεροπλανοφόρο. Από τα αμερικανικά, το SR -71 είναι γνωστό - αναγνωριστικό αεροσκάφος. Το πρώτο υπερηχητικό αεροσκάφος σε σειρά παραγωγής ήταν το αμερικανικό μαχητικό F-100 το 1953.

Μοντέλο διαστημικού λεωφορείου κατά τη διάρκεια δοκιμών σε υπερηχητική σήραγγα ανέμου. Μια ειδική τεχνική της φωτογραφίας σκιών επέτρεψε την καταγραφή του τόπου όπου εμφανίζονται τα κύματα σοκ.

Το πρώτο υπερηχητικό αεροσκάφος

Για 30 χρόνια, από το 1940 έως το 1970, η ταχύτητα των αεροσκαφών αυξήθηκε αρκετές φορές. Η πρώτη πτήση με υπερτονική ταχύτητα πραγματοποιήθηκε στις 14 Οκτωβρίου 1947 σε αμερικανικό αεροσκάφος Bell XS-1 στην πολιτεία της Καλιφόρνια πάνω από αεροπορική βάση.

Το αεροσκάφος Bell XS-1 χειριζόταν ο κυβερνήτης της Αμερικανικής Πολεμικής Αεροπορίας Chuck Yige. Κατάφερε να επιταχύνει τη συσκευή σε ταχύτητα 1066 km / h. Κατά τη διάρκεια αυτής της δοκιμής, επιτεύχθηκε σημαντική περικοπή δεδομένων για περαιτέρω ώθηση στην ανάπτυξη υπερηχητικών αεροσκαφών.

Σχεδιασμός πτερυγίων υπερηχητικών αεροσκαφών

Η ανύψωση και η σύρση αυξάνονται με την ταχύτητα, έτσι τα φτερά γίνονται μικρότερα, λεπτότερα και σαρώνουν προς τα πίσω για βελτιωμένο εξορθολογισμό.

Σε αεροσκάφη προσαρμοσμένα για υπερηχητικές πτήσεις, τα φτερά, σε αντίθεση με τα συμβατικά υποηχητικά αεροσκάφη, επεκτείνονταν σε οξεία γωνία προς τα πίσω, μοιάζοντας με βελόνα βέλους. Εξωτερικά, τα φτερά σχημάτισαν ένα τρίγωνο σε ένα μόνο επίπεδο με την οξεία γωνία κορυφή του στο μπροστινό μέρος του αεροσκάφους. Η τριγωνική γεωμετρία της πτέρυγας επέτρεψε τον έλεγχο του αεροσκάφους προβλέψιμα τη στιγμή της διέλευσης του φράγματος του ήχου και, ως αποτέλεσμα, την αποφυγή κραδασμών.

Υπάρχουν μοντέλα που χρησιμοποιούσαν φτερά μεταβλητής γεωμετρίας. Κατά τη στιγμή της απογείωσης και προσγείωσης, η γωνία πτέρυγας σε σχέση με το αεροσκάφος ήταν 90 μοίρες, δηλαδή ήταν κάθετη. Αυτό είναι απαραίτητο για τη δημιουργία μέγιστης ανύψωσης κατά τη στιγμή της απογείωσης και προσγείωσης, δηλαδή τη στιγμή που η ταχύτητα μειώνεται και η ανύψωση σε οξεία γωνία με αμετάβλητη γεωμετρία φτάνει στο κρίσιμο ελάχιστο. Με την αυξανόμενη ταχύτητα, η γεωμετρία των φτερών αλλάζει στη μέγιστη οξεία γωνία στη βάση του τριγώνου.

Κάτοχοι ρεκόρ αεροσκαφών

Στον αγώνα για ταχύτητες ρεκόρ στον ουρανό, το αεροσκάφος Bell-X15, το οποίο ήταν εξοπλισμένο με πυραυλικό κινητήρα, έφτασε ταχύτητα ρεκόρ 6,72 ή 7200 χλμ. / Ώρα το 1967. Αυτό το ρεκόρ δεν θα μπορούσε να σπάσει μετά από πολύ καιρό.

Και μόνο το 2004, το μη επανδρωμένο υπερηχητικό εναέριο όχημα της NASA X-43, το οποίο αναπτύχθηκε για πτήσεις με υπερηχητική ταχύτητα, μπόρεσε να επιταχύνει στα 11,850 χλμ. / Ώρα ως μέρος της τρίτης πτήσης του.

Οι δύο πρώτες πτήσεις τελείωσαν ανεπιτυχώς. Μέχρι σήμερα, αυτό είναι το υψηλότερο ποσοστό για την ταχύτητα ενός αεροσκάφους.

Δοκιμές υπερηχητικών αυτοκινήτων

Αυτό το υπερηχητικό όχημα Thrust SSC τροφοδοτείται από 2 κινητήρες αεροσκαφών. Το 1997, έγινε το πρώτο έδαφος όχημασπάζοντας το φράγμα του ήχου. Όπως και με την υπερηχητική πτήση, ένα κύμα κρούσης δημιουργείται μπροστά από το όχημα.

Η προσέγγιση ενός αυτοκινήτου είναι αθόρυβη, επειδή όλος ο θόρυβος που παράγεται συγκεντρώνεται στο κύμα κρούσης που ακολουθεί.

Υπερηχητικά αεροσκάφη στην πολιτική αεροπορία

Όσον αφορά τα πολιτικά υπερηχητικά αεροσκάφη, υπάρχουν μόνο 2 αεροσκάφη παραγωγής που είναι γνωστό ότι εκτελούν τακτικές πτήσεις: Σοβιετικό TU-144 και γαλλικό Concorde. Το TU-144 έκανε την πρώτη του πτήση το 1968. Αυτές οι συσκευές σχεδιάστηκαν για υπερατλαντικές πτήσεις μεγάλων αποστάσεων. Οι χρόνοι πτήσεων μειώθηκαν σημαντικά σε σύγκριση με τα ηχητικά οχήματα αυξάνοντας το ύψος της πτήσης στα 18 χιλιόμετρα, όπου το αεροσκάφος χρησιμοποίησε έναν εκφορτωμένο διάδρομο αέρα και πέρασε το φορτίο του νέφους.

Το πρώτο πολιτικό υπερηχητικό αεροσκάφος της ΕΣΣΔ, το TU-144, ολοκλήρωσε τις πτήσεις του το 1978 λόγω της μη κερδοφορίας τους. Το τελευταίο σημείο στην απόφαση για άρνηση λειτουργίας κανονικών πτήσεων έγινε λόγω της καταστροφής του πρωτοτύπου TU-144D κατά τη διάρκεια των δοκιμών του. Αν και αξίζει να σημειωθεί ότι εκτός του πλαισίου της πολιτικής αεροπορίας, το αεροσκάφος Tu-144 συνέχισε να λειτουργεί για επείγουσα αποστολή ταχυδρομείου και φορτίου από τη Μόσχα στο Khabarovsk μέχρι το 1991.

Εν τω μεταξύ, παρά τα ακριβά εισιτήρια, το γαλλικό υπερηχητικό αεροσκάφος Concorde συνέχισε να παρέχει υπηρεσίες πτήσης για τους Ευρωπαίους πελάτες του μέχρι το 2003. Αλλά τελικά, παρά το πλουσιότερο κοινωνικό στρώμα των Ευρωπαίων κατοίκων, το ζήτημα της μη κερδοφορίας ήταν ακόμα αναπόφευκτο.

Μ = 1,2-5).

Ιστορία

Οι δεκαετίες 60-70 του 20ού αιώνα χαρακτηρίστηκαν από την ταχεία ανάπτυξη της υπερηχητικής αεροπορίας. Λύθηκαν τα κύρια προβλήματα σταθερότητας και ελέγχου του αεροσκάφους, η αεροδυναμική τους απόδοση. Η υψηλή ταχύτητα πτήσης κατέστησε επίσης δυνατή την αύξηση του ανώτατου ορίου πάνω από 20 χιλιόμετρα, το οποίο αφορούσε αναγνωριστικά αεροσκάφη και βομβαρδιστικά (εκείνη την εποχή, πριν από την εμφάνιση αντιαεροπορικών πυραυλικών συστημάτων ικανών να χτυπήσουν στόχους σε μεγάλα υψόμετρα, η κύρια αρχή της χρησιμοποιώντας βομβαρδιστικά επρόκειτο να πετάξει προς τον στόχο στο υψηλότερο δυνατό ύψος και ταχύτητα). Κατά τη διάρκεια αυτών των ετών, υπερηχητικά αεροσκάφη για διάφορους σκοπούς κατασκευάστηκαν και τέθηκαν σε μαζική παραγωγή: μαχητικά (τακτικά και αναχαιτιστικά), βομβαρδιστικά, μαχητικά-βομβαρδιστικά, αναγνωριστικά αεροσκάφη (το πρώτο υπερηχητικό αναχαιτιστικό παντός καιρού-Convair F-102 Delta Dagger · το πρώτο υπερηχητικό βομβαρδιστικό μεγάλης εμβέλειας -Convair B -58 Hustler).

Σήμερα, εμφανίζονται νέα αεροσκάφη, συμπεριλαμβανομένων αυτών που κατασκευάζονται με την τεχνολογία Stealth.

Συγκριτικά σχέδια Tu-144 και "Concorde"

Υπερηχητικά επιβατικά αεροσκάφη

Υπάρχουν μόνο δύο υπερηχητικά επιβατικά αεροσκάφη μαζικής παραγωγής που εκτελούσαν τακτικές πτήσεις: το σοβιετικό αεροσκάφος Tu-144, το οποίο πραγματοποίησε την πρώτη του πτήση στις 31 Δεκεμβρίου 1968 και ήταν σε λειτουργία από το 1975 έως το 1978 και ολοκλήρωσε την πρώτη του πτήση στο Anglo δύο μήνες αργότερα, στις 2 Μαρτίου 1969. -Γαλλική "Concorde", η οποία πραγματοποίησε υπερατλαντικές πτήσεις από το 1976 έως το 2003. Η λειτουργία τους κατέστησε δυνατή όχι μόνο τη σημαντική μείωση του χρόνου πτήσης σε πτήσεις μεγάλων αποστάσεων, αλλά και τη χρήση μη εκφορτωμένου εναέριου χώρου σε μεγάλα υψόμετρα (≈18 χλμ.), Ενώ ο κύριος εναέριος χώρος που χρησιμοποιούσαν τα σκάφη (υψόμετρα 9-12 χλμ.) Ήταν ήδη ισχυρά εκείνα τα χρόνια.φορτωμένος. Επίσης, υπερηχητικά αεροσκάφη πετούσαν σε ευθείες διαδρομές (έξω από τους αεραγωγούς).

Παρά την αποτυχία υλοποίησης αρκετών άλλων προηγούμενων και υπαρχόντων έργων επιβατικών υπερηχητικών και υπερηχητικών αεροσκαφών (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Tu-244, Tu-344, Tu-444, SSBJ, κ.λπ.) Και η απόσυρση από τη λειτουργία του αεροσκάφους των δύο υλοποιημένων έργων αναπτύχθηκε νωρίτερα και υπάρχουν σύγχρονα έργα υπερηχητικών (συμπεριλαμβανομένων των υποθαλάσσιων) επιβατικών αεροπλάνων (για παράδειγμα, ZEHST, SpaceLiner) και στρατιωτικών μεταφορών (προσγείωσης) αεροσκαφών ταχείας απόκρισης. Το επιβατικό αεροσκάφος Aerion AS2 υπό ανάπτυξη παραγγέλθηκε τον Νοέμβριο του 2015 για 20 μονάδες συνολικού κόστους 2,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων, με τις παραδόσεις να ξεκινούν το 2023.

Θεωρητικά προβλήματα

Η πτήση με υπερηχητική ταχύτητα, σε αντίθεση με την υποηχητική, πραγματοποιείται υπό συνθήκες διαφορετικής αεροδυναμικής, αφού όταν το αεροσκάφος φτάσει την ταχύτητα του ήχου, η αεροδυναμική της ροής αλλάζει ποιοτικά, λόγω της οποίας η αεροδυναμική αντίσταση αυξάνεται απότομα και η κινητική θέρμανση του Η δομή από την τριβή του εισερχόμενου ρεύματος αέρα σε υψηλή ταχύτητα αυξάνεται επίσης., η αεροδυναμική εστίαση αλλάζει, γεγονός που οδηγεί στην απώλεια της σταθερότητας και του ελέγχου του αεροσκάφους. Επιπλέον, ένα τέτοιο φαινόμενο, άγνωστο πριν από τη δημιουργία του πρώτου υπερηχητικού αεροσκάφους, εκδηλώθηκε ως "ολίσθηση κύματος".

Επομένως, η επίτευξη της ταχύτητας του ήχου και της αποτελεσματικής σταθερής πτήσης σε κοντινές και υπερηχητικές ταχύτητες ήταν αδύνατη λόγω μιας απλής αύξησης της ισχύος του κινητήρα - απαιτούνταν νέες σχεδιαστικές λύσεις. Ως αποτέλεσμα, η εμφάνιση του αεροσκάφους άλλαξε: εμφανίστηκαν χαρακτηριστικές ευθείες γραμμές, αιχμηρές γωνίες, σε αντίθεση με τις "ομαλές" μορφές υποηχητικών αεροσκαφών.

Πρέπει να σημειωθεί ότι το πρόβλημα της δημιουργίας ενός αποτελεσματικού υπερηχητικού αεροσκάφους δεν μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει λυθεί μέχρι τώρα. Οι δημιουργοί πρέπει να συμβιβαστούν μεταξύ της απαίτησης για αύξηση της ταχύτητας και διατήρηση αποδεκτών χαρακτηριστικών απογείωσης και προσγείωσης. Έτσι, η κατάκτηση νέων συνόρων σε ταχύτητα και υψόμετρο από την αεροπορία συνδέεται όχι μόνο με τη χρήση ενός πιο προηγμένου ή θεμελιωδώς νέου συστήματος πρόωσης και μιας νέας δομικής διάταξης των αεροσκαφών, αλλά και με τις αλλαγές στη γεωμετρία τους κατά την πτήση. Τέτοιες αλλαγές, ενώ βελτιώνουν τα χαρακτηριστικά του αεροσκάφους σε υψηλές ταχύτητες, δεν πρέπει να υποβαθμίζουν την ποιότητά τους σε χαμηλές ταχύτητες και το αντίστροφο. Πρόσφατα, οι δημιουργοί αρνούνται να μειώσουν την περιοχή των φτερών και το σχετικό πάχος των προφίλ τους, καθώς και να αυξήσουν τη γωνία σάρωσης των πτερυγίων σε αεροσκάφη με μεταβλητή γεωμετρία, επιστρέφοντας στα φτερά μικρού σάρωσης και μεγάλου σχετικού πάχους, εάν είναι ικανοποιητικές τιμές της μέγιστης ταχύτητας και της πρακτικής οροφής έχουν ήδη επιτευχθεί. Σε μια τέτοια περίπτωση, θεωρείται σημαντικό το υπερηχητικό αεροσκάφος να έχει καλή απόδοση πτήσης σε χαμηλές ταχύτητες και χαμηλή οπισθέλκουσα σε υψηλές ταχύτητες, ειδικά σε χαμηλά υψόμετρα.