Aviația viitorului: drone de pasageri, supersonică și biodesign. NASA a arătat un zbor supersonic al unei aeronave pe fundalul Soarelui. Turbulența este normală

Experții au reconstituit schema de decolare a Tu-154 conform înregistratorului de zbor, potrivit ziarului Kommersant. Rezultatul obținut părea neobișnuit experților - sa dovedit că atunci când navigatorul i-a avertizat pe piloți despre cădere, nu au reacționat în niciun fel la aceasta. Senzorii avionului nu au înregistrat o mișcare de „tragere” a volanului, ceea ce era logic în situația actuală.

PE ACEASTĂ TEMĂ

Mai mult, o sursă apropiată anchetei a spus că „înainte de coliziunea cu apa, aceștia au reacționat la acțiunile de control ale echipajului în timp util și în mod regulat”. O declarație emoțională a pilotului cu privire la clapete poate indica o întârziere necritică în ordinea retragerii, dar nu o defecțiune tehnică.

Experții în aviație au sugerat că comportamentul piloților a fost foarte afectat de faptul că zborul a fost efectuat noaptea. „La câteva secunde după ce ați decolat de pe o bandă bine luminată și marcată, traversați și iluminatul litoralși imediat ajungi într-o gaură neagră ", - a spus unul dintre specialiști. Într-o astfel de situație, pilotul ar trebui să aibă încredere doar în citirile senzorilor și nu în propriul său aparat vestibular.

Cu toate acestea, sistemele de la bord ale Tu-154 au înregistrat că comandantul a corectat manual traiectoria zborului pentru o lungă perioadă de timp. Acest lucru indică pierderea orientării sale. Mulți experți critică inacțiunea copilotului Alexander Rovensky, dar comportamentul său se explică prin teama de a lua volanul de la maiorul maior Volkov.

Cu toate acestea, un număr de experți neagă versiunea „iluzorie” a căderii Tu-154. Acestea explică schema rezultată a tragediei printr-o defecțiune a sistemului de înregistrare a parametrilor.

Să adăugăm că comportamentul organismului pilotului a fost studiat mult timp de o astfel de știință precum psihologia aviației. Cu toate acestea, experții încă nu au reușit să stabilească de ce căpitanul aeronavei încalcă instinctiv calea zborului. Experții spun că oboseala, stresul și starea de rău pot contribui la dezorientare. Conform statisticilor, fiecare al zecelea accident de avion din lume este cauzat de iluzii.

O vedere uimitoare este un con de abur care apare în jurul avionului, care zboară cu viteză transonic. Acest efect uimitor, cunoscut sub numele de efect Prandtl-Glouert, face ca ochii să se deschidă larg și maxilarul să cadă. Dar care este esența sa?

(12 fotografii în total)

1. Contrar credinței populare, acest efect nu apare atunci când aeronava sparge bariera sonoră. Efectul Prandtl-Glouert este, de asemenea, adesea asociat cu aplauze supersonice, ceea ce, de asemenea, nu este adevărat. Motoarele de aeronave bypass ultra-ridicate pot crea acest efect la viteza de decolare, deoarece intrarea motorului este la presiune scăzută, iar palele ventilatorului funcționează la viteze transonice.

2. Motivul apariției sale constă în faptul că o aeronavă care zboară cu viteză mare creează o zonă de presiune a aerului crescută în fața sa și o zonă de presiune redusă în spate. După ce avionul a zburat, zona de presiune redusă începe să se umple cu aer înconjurător. În acest caz, datorită inerției suficient de mari a maselor de aer, la început întreaga regiune de joasă presiune este umplută cu aer din regiunile învecinate adiacente regiunii de joasă presiune.

3. Imaginați-vă un obiect care se mișcă cu o viteză transonic. Viteza transonică este diferită de viteza sunetului. Bariera sonoră este spartă la o viteză de 1235 km / h. Viteza transonică este sub, peste sau aproape de viteza sunetului și poate varia de la 965 la 1448 km / h. Prin urmare, acest efect poate apărea atunci când avionul se mișcă la o viteză mai mică sau egală cu viteza sunetului.

4. Și totuși este vorba de sunet - „vizibilitatea” acestui con de abur din spatele avionului depinde de acesta. Forma conului este formată de forța sunetului (în cazul avioanelor) care se mișcă mai repede decât undele sonore pe care le produce. Efectul Prandtl-Glouert apare din natura sunetelor asemănătoare undelor.

5. Din nou, gândiți-vă la avion ca la sursă și la sunet ca la creasta valului. Aceste creste ale undelor sonore sunt o serie sau o coajă de cercuri suprapuse. Când undele sunt suprapuse unele pe altele, se creează o formă de con, iar vârful său este sursa de sunet. Până acum invizibil.

6. Pentru ca efectul să devină vizibil pentru ochiul uman, mai este nevoie de un lucru - umezeala. Când umiditatea este suficient de mare, aerul din jurul conului se condensează și formează norul pe care îl vedem. De îndată ce presiunea aerului revine la normal, norul dispare. Efectul apare aproape întotdeauna la avioanele care zboară peste ocean vara - combinația de apă și căldură oferă nivelul de umiditate dorit.

7. Aici poți distruge altul. Unii cred că efectul Prandtl-Glouert apare din arderea combustibilului.

8. Puteți fi înțeles probabil dacă credeți că acest efect este o contrailă, adică un nor nenatural care apare din vaporii de apă condensați, care sunt produși de evacuarea motorului. Cu toate acestea, nu sunt același lucru. Vaporii de apă sunt deja acolo - sunt deja în aer, chiar înainte ca avionul să treacă prin el.

9. Merită menționată și presiunea aerului. Când un avion călătorește la viteză transonic, presiunea aerului din jurul său se numește undă N, deoarece atunci când presiunea este dependentă de timp, rezultatul este similar cu litera N.

10. Dacă am putea încetini valul de explozie care trece prin noi, am vedea componenta principală a compresiei. Acesta este începutul lui N. O tijă orizontală este generată atunci când presiunea scade, iar când presiunea atmosferică normală revine la punctul final, se creează litera N.

11. Efectul este numit după doi oameni de știință proeminenți care au descoperit acest fenomen. Ludwig Prandtl (1875 - 1953) a fost un om de știință german care a studiat dezvoltarea analizei matematice sistematice în aerodinamică. Hermann Glouert (1892 - 1934) a fost un om de știință aerodinamic britanic.

12. Credeți sau nu, puteți crea singur acest efect. Ai nevoie doar de două lucruri: un bici și o zi cu umiditate ridicată. Dacă poți bate biciuitor ca Indiana Jones, vei vedea un efect similar. Deși nu ar trebui să o încercați acasă.

Am trecut de bariera sunetului :-) ...

Înainte de a începe să vorbim despre subiect, să facem o claritate cu privire la acuratețea conceptelor (ceea ce îmi place :-)). Acum există doi termeni în utilizare destul de răspândită: bariera de sunetși barieră supersonică... Sună asemănător, dar nu la fel. Cu toate acestea, nu are sens să creăm o rigoare specială: de fapt, ele sunt una și aceeași. Definiția unei bariere sonore este utilizată cel mai adesea de persoanele care sunt mai bine informate și mai apropiate de aviație. Și a doua definiție este de obicei toți ceilalți.

Cred că din punct de vedere al fizicii (și al limbii ruse :-)) este mai corect să spunem bariera sunetului. Iată o logică simplă. La urma urmei, există un concept al vitezei sunetului, dar, strict vorbind, nu există un concept fix al vitezei supersonicului. Alergând puțin în fața mea, voi spune că atunci când o aeronavă zboară în supersonic, a trecut deja de această barieră, iar când o trece (depășește), atunci trece o anumită valoare a pragului de viteză egală cu viteza sunetului (nu supersonic).

Ceva de genul:-). Mai mult, primul concept este folosit mult mai rar decât al doilea. Acest lucru se întâmplă, aparent, deoarece cuvântul supersonic sună mai exotic și mai atractiv. Și într-un zbor supersonic, exoticul este cu siguranță prezent și, în mod natural, îi atrage pe mulți. Cu toate acestea, nu toți oamenii care savură cuvintele „ barieră supersonică„Ei chiar înțeleg ce este. De mai multe ori am fost convins de acest lucru uitându-mă la forumuri, citind articole, chiar uitându-mă la televizor.

Această întrebare este de fapt destul de complicată din punct de vedere al fizicii. Dar noi, desigur, nu vom urca în dificultate. Să încercăm, ca de obicei, să clarificăm situația folosind principiul „explicării aerodinamicii pe degete” :-).

Deci, la bariera (sunetului :-))! ... Un avion în zbor, care acționează pe un mediu atât de elastic ca aerul, devine o sursă puternică de unde sonore. Cred că toată lumea știe ce sunt undele sonore din aer :-).

Undele sonore (diapason).

Aceasta este o alternanță de zone de compresie și rarefacție, răspândindu-se în direcții diferite de la sursa de sunet. Aproximativ ca niște cercuri pe apă, care sunt, de asemenea, doar valuri (dar nu și cele sonore :-)). Aceste zone, care acționează asupra timpanului urechii, ne permit să auzim toate sunetele acestei lumi, de la șoaptele umane până la vuietul motoarelor cu reacție.

Un exemplu de unde sonore.

Punctele de propagare a undelor sonore pot fi diferite părți ale aeronavei. De exemplu, un motor (sunetul său este cunoscut de oricine :-)), sau părți ale corpului (de exemplu, nasul), care, prin comprimarea aerului în fața lor atunci când se deplasează, creează un anumit tip de unde de presiune (compresie) alergând înainte.

Toate aceste unde sonore se propagă în aer cu viteza sunetului deja cunoscută de noi. Adică, dacă avionul este subsonic și chiar zboară cu viteză mică, atunci par să fugă de el. Drept urmare, atunci când o astfel de aeronavă se apropie, îi auzim mai întâi sunetul și apoi zboară singur.

Cu toate acestea, voi face o rezervare că acest lucru este adevărat dacă avionul nu zboară foarte sus. La urma urmei, viteza sunetului nu este viteza luminii :-). Magnitudinea sa nu este atât de mare, iar undele sonore au nevoie de timp pentru a ajunge la ascultător. Prin urmare, ordinea în care sunetul apare pentru ascultător și avion, dacă zboară la o altitudine mare, se poate schimba.

Și întrucât sunetul nu este atât de rapid, atunci cu o creștere a propriei viteze, avionul începe să prindă din urmă undele emise de acesta. Adică, dacă ar fi nemișcat, atunci valurile ar divera de la el în formă cercuri concentrice ca niște cercuri pe apă dintr-o piatră aruncată. Și din moment ce planul se mișcă, atunci în sectorul acestor cercuri corespunzător direcției de zbor, limitele valurilor (fronturile lor) încep să se apropie una de cealaltă.

Mișcarea corpului subsonic.

În consecință, decalajul dintre aeronavă (nasul său) și partea din față a primei unde (cap) (adică aceasta este zona în care există o decelerare treptată, într-o anumită măsură fluxul care se apropie atunci când vă întâlniți cu nasul aeronavei (aripă, coadă) și, ca rezultat, creșterea presiunii și a temperaturii) începe să scadă și cu cât este mai rapidă, cu atât este mai mare viteza de zbor.

Vine un moment când acest decalaj dispare practic (sau devine minim), transformându-se într-un tip special de zonă, care se numește undă de șoc... Acest lucru se întâmplă atunci când viteza de zbor atinge viteza sunetului, adică avionul se mișcă cu aceeași viteză ca undele emise de acesta. În acest caz, numărul Mach este egal cu unul (M = 1).

Mișcarea sonoră a corpului (M = 1).

Șoc de compactare, este o zonă foarte îngustă a mediului (aproximativ 10 -4 mm), la trecerea prin care nu mai există o schimbare treptată, ci bruscă (bruscă) a parametrilor acestui mediu - viteza, presiunea, temperatura, densitatea... În cazul nostru, viteza scade, presiunea, temperatura și densitatea cresc. De aici și numele - unda de șoc.

Într-un mod oarecum simplificat, aș spune și eu despre toate acestea. Este imposibil să decelerați brusc fluxul supersonic, dar trebuie să facă acest lucru, deoarece nu mai există posibilitatea decelerării treptate a vitezei de curgere în fața chiar nasului aeronavei, ca la viteze subsonice moderate. Se împiedică într-un fel de secțiunea subsonică din fața nasului avionului (sau degetul de la aripă) și se prăbușește într-un salt îngust, transferându-i marea energie de mișcare pe care o posedă.

Apropo, se poate spune și invers, că avionul își transferă o parte din energie la formarea undelor de șoc pentru a încetini fluxul supersonic.

Mișcarea corpului supersonic.

Există un alt nume pentru unda de șoc. Deplasându-se cu aeronava în spațiu, este, de fapt, un front al unei schimbări bruste a parametrilor de mai sus ai mediului (adică fluxul de aer). Și aceasta este esența undei de șoc.

Șoc de compactareși o undă de șoc, în general, sunt definiții egale, dar în aerodinamică prima este mai utilizată.

Unda de șoc (sau unda de șoc) poate fi practic perpendiculară pe direcția de zbor, în acest caz acestea iau aproximativ forma unui cerc în spațiu și se numesc linii drepte. Acest lucru se întâmplă de obicei în moduri apropiate de M = 1.

Moduri de mișcare a corpului. ! - subsonic, 2 - M = 1, supersonic, 4 - undă de șoc (undă de șoc).

La numerele M> 1, acestea sunt deja situate într-un unghi față de direcția de zbor. Adică, avionul își depășește deja propriul sunet. În acest caz, ele sunt numite oblice și în spațiu iau forma unui con, care, de altfel, se numește conul Mach, după numele unui om de știință care a studiat fluxurile supersonice (el l-a menționat într-unul din).

Conul Mach.

Forma acestui con (așa-numita „armonie”) depinde doar de numărul M și este legată de acesta prin raportul: M = 1 / sin α, unde α este unghiul dintre axa conului și generatorul său . Iar suprafața conică atinge fronturile tuturor undelor sonore, a căror sursă era aeronava și pe care „o depășea”, atingând viteza supersonică.

in afara de asta unde de șoc poate, de asemenea atașat când se învecinează cu suprafața unui corp care se mișcă cu viteză supersonică sau când s-au îndepărtat, dacă nu sunt în contact cu corpul.

Tipuri de unde de șoc în flux supersonic în jurul corpurilor de diferite forme.

De obicei, salturile se atașează dacă fluxul supersonic curge în jurul oricăror suprafețe ascuțite. Pentru un avion, de exemplu, acesta poate fi un nas ascuțit, LDPE, o margine ascuțită a admisiei de aer. În același timp, ei spun că "saltul se așează", de exemplu, pe nas.

Un salt în retragere poate apărea atunci când curge în jurul suprafețelor rotunjite, de exemplu, marginea rotunjită din față a unei aripi groase.

Diferite componente ale corpului aeronavei creează un sistem de unde de șoc destul de complex în zbor. Cu toate acestea, cele mai intense dintre ele sunt două. Un cap pe arc și al doilea pe coadă pe elementele ansamblului cozii. La o anumită distanță de aeronavă, salturile intermediare fie ajung din urmă cu capul și se îmbină cu acesta, fie săriturile din coadă le depășesc.

Sigiliul sare pe un model de avion în timpul suflării într-un tunel de vânt (M = 2).

Ca rezultat, rămân două sărituri, care, în general, sunt percepute de observatorul terestru ca una datorită dimensiunii reduse a aeronavei în comparație cu altitudinea de zbor și, în consecință, intervalul de timp mic dintre ele.

Intensitatea (cu alte cuvinte, energia) undei de șoc (unde de șoc) depinde de diverși parametri (viteza aeronavei, caracteristicile sale de proiectare, condițiile de mediu etc.) și este determinată de căderea de presiune din fața sa.

Pe măsură ce distanța de la vârful conului Mach, adică de la aeronavă, ca sursă de perturbări, unda de șoc slăbește, se transformă treptat într-o undă sonoră obișnuită și, în cele din urmă, dispare cu totul.

Și din ce grad de intensitate va avea undă de șoc(sau unde de șoc) care ajunge la sol depinde de efectul pe care îl poate produce acolo. Nu este un secret faptul că binecunoscutul „Concorde” a zburat supersonic doar deasupra Atlanticului, iar avioanele militare supersonice merg spre supersonic la altitudini mari sau în zone în care nu există așezări(cel puțin se pare că ar trebui să o facă :-)).

Aceste restricții sunt foarte justificate. Pentru mine, de exemplu, însăși definiția unei unde de șoc este asociată cu o explozie. Și lucrurile pe care le poate face o undă de șoc suficient de intensă îi pot corespunde. Cel puțin sticla de la ferestre poate ieși ușor. Există suficiente dovezi în acest sens (mai ales în istoria aviației sovietice, când era destul de numeroasă și zborurile erau intense). Dar poți face lucruri mai rele. Nu trebuie decât să zbori mai jos :-) ...

Cu toate acestea, în cea mai mare parte, ceea ce rămâne din undele de șoc atunci când ajung la sol nu mai este periculos. Doar un observator exterior de pe sol poate auzi un sunet similar cu un accident sau explozie. Prin acest fapt se asociază o concepție greșită obișnuită și destul de persistentă.

Persoanele care nu sunt prea sofisticate în știința aviației, auzind un astfel de sunet, spun că acest avion a depășit bariera de sunet (barieră supersonică). De fapt, nu este cazul. Această afirmație nu are nicio legătură cu realitatea din cel puțin două motive.

Undă de șoc (undă de șoc).

În primul rând, dacă o persoană de pe sol aude un zgomot răsunător sus pe cer, atunci aceasta înseamnă doar (repet :-)) că a ajuns la urechi șoc frontal(sau undă de șoc) dintr-un avion care zboară undeva. Acest avion zboară deja pe viteza supersonicăși nu doar a trecut la el.

Și dacă aceeași persoană ar putea fi brusc cu câțiva kilometri în fața avionului, atunci ar auzi din nou același sunet din același avion, pentru că ar fi fost lovit de aceeași undă de șoc care se mișca împreună cu avionul.

Se mișcă cu viteză supersonică și, prin urmare, se apropie în tăcere. Și după ce a avut efectul nu întotdeauna plăcut asupra timpanelor (bine, când numai pe ele :-)) și continuă în siguranță, zumzetul motoarelor care funcționează devine audibil.

Modelul aproximativ de zbor al aeronavei la diferite valori ale numărului M utilizând exemplul luptătorului Saab 35 „Draken”. Limba, din păcate, este germana, dar schema este în general clară.

Mai mult, trecerea la supersonic în sine nu este însoțită de niciun „boom” unic, pop, explozii etc. Pe o aeronavă supersonică modernă, pilotul învață cel mai adesea despre o astfel de tranziție doar de la citirile instrumentelor. În acest caz, însă, are loc un anumit proces, dar este practic invizibil pentru el dacă sunt respectate anumite reguli de pilotaj.

Dar asta nu este tot :-). Voi spune mai multe. sub forma unor obstacole tangibile, grele, greu de traversat pe care se sprijină avionul și care trebuie „străpuns” (am auzit astfel de judecăți :-)) nu există.

Strict vorbind, nu există deloc barieră. Cândva în zorii stăpânirii vitezei mari în aviație, acest concept a fost format mai degrabă ca o convingere psihologică despre dificultatea de a trece la viteza supersonică și de a zbura la ea. Au existat chiar afirmații că acest lucru era în general imposibil, mai ales că condițiile prealabile pentru astfel de credințe și afirmații erau destul de specifice.

Cu toate acestea, primul lucru este primul ...

În aerodinamică, există un alt termen care descrie destul de precis procesul de interacțiune cu un flux de aer al unui corp care se mișcă în acest flux și se străduiește să ajungă la supersonic. aceasta criza valurilor... El este cel care face unele dintre lucrurile rele care sunt asociate în mod tradițional cu conceptul bariera de sunet.

Deci ceva despre criză :-). Orice avion este format din părți, fluxul de aer în jurul căruia în zbor este posibil să nu fie același. Luați, de exemplu, o aripă sau mai bine zis un clasic obișnuit profil subsonic.

Din elementele de bază ale cunoștințelor despre modul în care se formează forța de ridicare, știm bine că debitul în stratul adiacent al suprafeței superioare curbate a profilului este diferit. Acolo unde profilul este mai convex, acesta este mai mare decât debitul total, apoi, atunci când profilul este aplatizat, acesta scade.

Când aripa se mișcă într-un flux la viteze apropiate de viteza sunetului, poate veni un moment în care, într-o regiune atât de convexă, de exemplu, viteza stratului de aer, care este deja mai mare decât viteza totală a fluxului , devine sonor și chiar supersonic.

Unda de șoc locală care apare pe sunet în timpul unei crize a valurilor.

Mai departe de-a lungul profilului, această viteză scade și la un moment dat devine din nou subsonică. Dar, așa cum am spus mai sus, un flux supersonic nu poate decelera rapid, prin urmare, apariția undă de șoc.

Astfel de salturi apar în diferite părți ale suprafețelor aerodinamice și inițial sunt destul de slabe, dar numărul lor poate fi mare și cu o creștere a vitezei totale de curgere, zonele supersonice cresc, salturile „devin mai puternice” și trec la marginea din spate a profilului aerian. Mai târziu, aceleași unde de șoc apar pe suprafața inferioară a profilului.

Flux supersonic complet în jurul profilului aripii.

Cu ce ​​este atat de plin? Și iată ce. Primul Este semnificativ creșterea rezistenței aerodinamiceîn domeniul vitezelor transonice (aproximativ M = 1, mai mult sau mai puțin). Această rezistență crește datorită creșterii puternice a uneia dintre componentele sale - rezistența la undă... Cel pe care nu l-am luat în considerare mai devreme la luarea în considerare a zborurilor la viteze subsonice.

Pentru formarea a numeroase unde de șoc (sau unde de șoc) în timpul decelerării unui flux supersonic, așa cum am spus mai sus, energia este consumată și este preluată din energia cinetică a mișcării aeronavei. Adică, avionul este pur și simplu încetinit (și foarte vizibil!). Asta e rezistența la undă.

Mai mult, undele de șoc, datorită decelerării accentuate a fluxului din ele, contribuie la separarea stratului limită după sine și la transformarea acestuia din laminar în turbulent. Acest lucru mărește și mai mult rezistența aerodinamică.

Umflarea profilului la diferite numere M. Salturi de compactare, zone supersonice locale, zone turbulente.

Al doilea... Datorită apariției zonelor supersonice locale pe aripa aripii și a deplasării lor în continuare la coada aripii cu o creștere a vitezei de curgere și, prin urmare, o modificare a modelului de distribuție a presiunii pe aripa, punctul de aplicare al aerodinamicii forțele (centrul de presiune) se deplasează, de asemenea, către marginea de ieșire. Rezultatul este moment de scufundare față de centrul de masă al aeronavei, determinându-i să-și coboare nasul.

În ce se traduc toate acestea ... Din cauza unei creșteri destul de accentuate a rezistenței aerodinamice, un rezerva de putere a motorului pentru a depăși zona de transă și a intra, ca să spunem așa, într-un adevărat supersonic.

O creștere accentuată a rezistenței aerodinamice a transonicului (criza undelor) datorită creșterii rezistenței la undă. Сd este coeficientul de rezistență.

Mai departe. Datorită apariției momentului de scufundare, există dificultăți în controlul pitchului. În plus, datorită tulburării și denivelărilor proceselor asociate cu apariția zonelor supersonice locale cu unde de șoc, de asemenea greu de gestionat... De exemplu, pe rolă, datorită diferitelor procese din planurile stânga și dreapta.

Plus apariția vibrațiilor, adesea destul de puternice din cauza turbulențelor locale.

În general, un set complet de plăceri care poartă numele criza valurilor... Dar, este adevărat, toate au loc (aveau, specific :-)) atunci când se utilizează aeronave tipice subsonice (cu un profil gros de aripă dreaptă) pentru a atinge viteze supersonice.

Inițial, când încă nu existau suficiente cunoștințe, iar procesele de atingere a supersonicului nu au fost studiate în mod cuprinzător, chiar acest set a fost considerat aproape fatal de insurmontabil și a primit numele bariera de sunet(sau barieră supersonică, dacă doriți să:-)).

Când am încercat să depășim viteza sunetului pe avioanele cu piston convenționale, au existat multe cazuri tragice. Vibrațiile puternice au dus uneori la deteriorarea structurii. Aeronava nu avea suficientă putere pentru accelerarea necesară. În zborul de nivel, a fost imposibil din cauza unui efect de aceeași natură ca criza valurilor.

Prin urmare, s-a folosit o scufundare pentru overclocking. Dar ar putea fi foarte fatal. Momentul scufundării care a apărut în timpul crizei valurilor a făcut ca vârful să se prelungească și, uneori, nu a existat nicio cale de ieșire din el. Într-adevăr, pentru a restabili controlul și a elimina criza valurilor, a fost necesar să se stingă viteza. Dar a face acest lucru într-o scufundare este extrem de dificil (dacă nu chiar imposibil).

Tragerea într-o scufundare din zborul orizontal este considerată unul dintre principalele motive ale dezastrului din URSS din 27 mai 1943, celebrul luptător experimental BI-1 cu motor rachetă cu propulsor lichid. Au fost efectuate teste pentru viteza maximă de zbor și, conform estimărilor proiectanților, viteza atinsă a fost mai mare de 800 km / h. Apoi a existat o întârziere în vârf, din care avionul nu a ieșit.

Luptător experimental BI-1.

In zilele de azi criza valurilor deja bine înțeles și depășit bariera de sunet(dacă este necesar :-)) nu este dificil. Pe avioanele care sunt proiectate să zboare la viteze suficient de mari, sunt aplicate anumite soluții de proiectare și restricții pentru a le facilita funcționarea în zbor.

După cum știți, o criză de valuri începe atunci când numerele M sunt aproape de unitate. Prin urmare, aproape toate liniile subsonice cu jet (pasagerii, în special) au un zbor restricție asupra numărului de M... De obicei este în regiunea de 0,8-0,9M. Pilotul este instruit să monitorizeze acest lucru. În plus, pe multe aeronave, când se atinge nivelul limită, după care trebuie redusă viteza de zbor.

Aproape toate avioanele care zboară la viteze de cel puțin 800 km / h au aripă măturată(cel puțin de-a lungul marginii de întâmpinare :-)). Vă permite să amânați începutul ofensivei. criza valurilor la viteze corespunzătoare M = 0,85-0,95.

Aripă măturată. Acțiunea principală.

Motivul acestui efect poate fi explicat destul de simplu. Pe o aripă dreaptă, fluxul de aer cu o viteză V rulează aproape în unghi drept, iar pe o aripă măturată (unghi de măturare χ) la un anumit unghi de alunecare β. Viteza V poate fi descompusă în două fluxuri în termeni vectoriali: Vτ și Vn.

Fluxul Vτ nu afectează distribuția presiunii pe aripă, dar afectează fluxul Vn, care determină proprietățile lagărului aripii. Și este evident mai puțin în ceea ce privește valoarea fluxului total V. Prin urmare, pe aripa măturată, debutul unei crize val și creștere rezistența la undă apare vizibil mai târziu decât pe o aripă dreaptă la aceeași viteză de curgere de intrare.

Luptător experimental E-2A (predecesorul MiG-21). Aripă tipică măturată.

Una dintre modificările aripii măturate a fost o aripă cu profil supercritic(l-a menționat). De asemenea, vă permite să schimbați începutul crizei valurilor la viteze mari, în plus, vă permite să creșteți eficiența, ceea ce este important pentru navele de pasageri.

SuperJet 100. Aripă măturată supercritică.

Dacă avionul este destinat să plece bariera de sunet(trecere și criza valurilor de asemenea :-)) și zborul supersonic, atunci de obicei diferă întotdeauna în anumite caracteristici de proiectare... În special, are profil subțire de aripă și coadă cu margini ascuțite(inclusiv diamant sau triunghiular) și o anumită formă aripa în plan (de exemplu, triunghiulară sau trapezoidală cu o înclinare etc.).

Supersonic MIG-21. Emisar E-2A. Aripă tipică triunghiulară în plan.

MIG-25. Un exemplu de avion tipic conceput pentru zbor supersonic. Profiluri subțiri de aripă și coadă, margini ascuțite. Aripa trapezoidală. profil

Trecerea celor notorii bariera de sunet, adică tranziția la viteza supersonică, astfel de aeronave se efectuează la operație post-arzător datorită creșterii rezistenței aerodinamice și, bineînțeles, pentru a trece rapid zona criza valurilor... Și chiar momentul acestei tranziții nu este cel mai adesea resimțit în niciun fel (repet :-)) nici de pilot (cu excepția faptului că nivelul presiunii acustice din cabină poate scădea), nici de un observator extern, dacă, bineînțeles , a putut observa acest lucru :-).

Cu toate acestea, aici merită menționat încă o amăgire asociată cu observatorii externi. Cu siguranță mulți au văzut acest tip de fotografii, subtitrările sub care spun că acesta este momentul depășirii avionului bariera de sunet, ca să spun așa, vizual.

Efectul Prandtl-Gloert. Nu este asociat cu trecerea barierei sonore.

La început, știm deja că nu există nicio barieră sonoră, ca atare, și trecerea la supersonic nu este însoțită de nimic atât de extraordinar (inclusiv un pop sau o explozie).

În al doilea rând... Ceea ce am văzut în fotografie este așa-numitul Efect Prandtl-Glauert... Am scris deja despre asta. Nu are nicio legătură cu trecerea la supersonic. Doar la viteze mari (subsonice, apropo :-)) avionul, deplasând o anumită masă de aer în fața lui, creează zona de rarefactie... Imediat după zbor, această zonă începe să se umple cu aer dintr-un spațiu din apropiere cu naturale o creștere a volumului și o scădere bruscă a temperaturii.

Dacă umiditatea aerului este suficientă, iar temperatura scade sub punctul de rouă al aerului ambiant, atunci condensarea umezelii din vaporii de apă sub formă de ceață, pe care îi vedem. De îndată ce condițiile sunt readuse la condițiile lor inițiale, această ceață dispare imediat. Întregul proces este de scurtă durată.

Acest proces la viteze transonice mari poate fi facilitat de local unde de șoc Eu, ajutând uneori să modelez ceva ca un con blând în jurul avionului.

Vitezele mari favorizează acest fenomen, totuși, dacă umiditatea aerului este suficientă, atunci poate (și se produce) la viteze destul de mici. De exemplu, peste suprafața corpurilor de apă. Majoritatea, apropo, fotografii frumoase de această natură au fost realizate dintr-un portavion, adică într-un aer destul de umed.

Și așa se dovedește. Fotografiile, desigur, sunt mișto, spectacolul este spectaculos :-), dar nu este deloc așa cum se numește cel mai adesea. nu are nimic de-a face cu ea (și barieră supersonică de asemenea:-)). Și acest lucru este bun, cred, altfel observatorii care fac acest tip de fotografie și videoclip s-ar putea să nu fie fericiți. Val de șoc, tu stii:-)…

În concluzie, un videoclip (l-am folosit deja înainte), autorii căruia arată efectul unei unde de șoc de la un avion care zboară la altitudine mică cu viteză supersonică. Există o anumită exagerare, desigur :-), dar principiu general de inteles. Și din nou, spectaculos :-) ...

Și asta e tot pentru astăzi. Vă mulțumesc că ați citit articolul până la capăt :-). Pana data viitoare ...

Fotografiile pot fi făcute clic.

Drepturile de autor asupra imaginii Airbus Legenda imaginii Un exemplu despre cum ar putea arăta un tren propulsor Airbus în viitor. În loc de „scheletul” obișnuit de rame, șnururi și spare - o plasă ușoară de o formă complexă

Este posibil ca însăși ideea de zbor să se schimbe complet? Este posibil ca acest lucru să fie cazul în viitor. Datorită noilor materiale și tehnologii, pot apărea drone de pasageri, iar avioanele supersonice se vor întoarce pe cer. BBC Russian Service a analizat informații despre ultimele proiecte ale Airbus, Uber, Toyota și alte companii pentru a determina în ce direcție se va dezvolta aviația în viitor.

• Esti gata sa pilotezi drone?
• Încercările de taxi cu conducere autonomă încep în Singapore
• Ai zbura cu un avion de avion fără pilot?

Cerul orașului

Acum, peste orașe, un strat destul de mare al atmosferei până la un kilometru înălțime rămâne relativ liber. Acest spațiu este utilizat de aeronave speciale, elicoptere, precum și de avioane individuale private sau corporative.

Dar în acest strat, un nou tip de transport aerian începe deja să se dezvolte. Are multe nume - aviație urbană sau personală, sistemul de transport aerian al viitorului, sky taxi și așa mai departe. Dar esența sa a fost formulată la începutul secolului al XIX-lea de artiști futuristi: toată lumea va avea ocazia să folosească un avion mic pentru zboruri pe distanțe scurte.

Drepturile de autor asupra imaginii Arhiva Hulton Legenda imaginii Așa a conceput artistul viitorul în 1820. O aeronavă individuală era prezentă în astfel de imagini chiar și atunci.

• La ce proiecte lucrează proiectanții de aeronave din întreaga lume

Inginerii nu au renunțat niciodată la acest vis. Dar până acum, lipsa materialelor puternice și ușoare și a componentelor electronice imperfecte, fără de care este imposibil să lansezi multe dispozitive mici, au interferat. Odată cu apariția plasticului armat cu fibră de carbon de înaltă rezistență și ușor (CFRP) și avansarea computerelor laptop, totul sa schimbat.

Stadiul actual al creării transportului urban aerian este oarecum o reminiscență a anilor 1910, chiar începutul istoriei construcției avioanelor. Apoi, designerii nu au găsit imediat forma optimă a aeronavei și au experimentat cu îndrăzneală, creând modele bizare.

Acum sarcina generală - de a face o aeronavă pentru mediul urban - vă permite, de asemenea, să construiți o mare varietate de vehicule.

Corporația Airbus, de exemplu, dezvoltă trei proiecte mari simultan - Vahana cu un singur loc echipat, care, conform planurilor corporației, va putea zbura anul viitor și până în 2021 va fi pregătit pentru zboruri comerciale. Alte două proiecte: CityAirbus, un cvadropter de taxi fără pilot pentru mai multe persoane și Pop.Up, pe care corporația îl dezvoltă împreună cu Italdesign. Acesta este un modul de dronă cu un singur loc care poate fi utilizat pe un șasiu cu roți pentru excursii în oraș, precum și suspendat de un quadcopter pentru zbor.

Airbus Pop.Up și CityAirbus folosesc principiul unui quadrocopter, iar Vahana folosește un tiltrotor (adică un dispozitiv care decolează ca un elicopter și apoi își întoarce motoarele și merge mai departe ca un avion).

Circuitele Quadrocopter și tiltrotor sunt acum principalele pentru dronele de pasageri. Quadcopterele sunt mult mai stabile în timpul zborului. Și tiltroplanele vă permit să dezvoltați viteză mare. Dar ambele scheme vă permit să decolați și să aterizați pe verticală. Aceasta este o cerință esențială pentru aviația urbană, deoarece o aeronavă convențională are nevoie de o pistă. Aceasta înseamnă că va fi necesară construirea unei infrastructuri suplimentare pentru oraș.

Alte proiecte notabile includ Volocopterul companiei germane eVolo, care este un multicopter cu 18 elice. Acesta este cel mai de succes proiect de taxi aerian de până acum; în toamna anului 2017, testele au început deja în Dubai. În iunie, Dubai Transport Management Company a vorbit despre asta cu eVolo.

Drepturile de autor asupra imaginii Lilium Legenda imaginii Lilium este alimentat de 36 de turbine electrice dispuse pe rând pe avioane și în două blocuri în partea din față a aparatului.

Un alt proiect din Germania - Lilium - este interesant pentru aspectul său neobișnuit. Este un tiltrotor electric cu 36 de turbine mici, instalat în două blocuri de-a lungul aripii și cu încă două blocuri în partea din față a navei. Compania a început deja zboruri de testare fără pilot.

Producătorul japonez de automobile Toyota investește în proiectul Cartivator.

Și serviciul de taxi online Uber își dezvoltă, de asemenea, sistemul fără pilot, în acest proiect lucrează îndeaproape cu NASA pentru a dezvolta tehnologie și software servicii în orașe cu densitate mare a populației.

Drepturile de autor asupra imaginii Ethan Miller / Getty Images Legenda imaginii Drona de pasageri EHang 184, creată de compania chineză Beijing Yi-Hang Creation Science & Technology Co., Ltd. în 2016

Există mulți experți în aviație care susțin urbanul fără pilot transportul de pasageriși sceptici.

Printre aceștia din urmă se află editorul șef al Avia.ru Roman Gusarov. În opinia sa, principala problemă este puterea redusă a motoarelor și bateriilor electrice. Și dronele de pasageri eficiente sunt puțin probabil să apară în viitorul previzibil, în ciuda faptului că se investesc mulți bani în dezvoltarea lor.

"Tehnologiile sunt încă destul de brute, iar sistemele create cu utilizarea lor sunt supuse unor defecțiuni tehnice", a declarat Denis Fedutinov, redactor-șef al portalului uav.ru, într-un interviu acordat BBC.

Potrivit acestuia, astfel de proiecte pot fi doar o cascadorie publicitară frumoasă și o oportunitate de a demonstra că compania este angajată în cercetări de ultimă generație. De asemenea, el nu exclude faptul că pe fondul publicațiilor entuziaste din presă, pot apărea multe start-up-uri care, după ce au găsit banii investitorilor, nu vor putea niciodată să creeze o dronă de pasageri zburătoare.

Directorul executiv al Infomost Consulting (o companie angajată în consultanță în domeniul transporturilor) Boris Rybak consideră că până acum cea mai mare problemă din acest domeniu este frica. Oamenii se vor teme pentru o lungă perioadă de timp să se încredă în viața lor unui avion fără pilot.

"Când au apărut primele căruțe cu benzină autopropulsate, au mers alături de cai cu fum, fum și vuiet, iar oamenii s-au împrăștiat. Dar acest lucru este normal, atunci era înfricoșător, iar acum este înfricoșător", a spus Rybak.

Între casăamiși păsăriami

NASA și Administrația Federală a Aviației din SUA lucrează în prezent la programul de gestionare a traficului (UTM) al Unmanned Aircraft System (UAS). În cadrul acestui program, Uber colaborează cu NASA și FAA.

Dezvoltarea tehnologiilor în acest domeniu este cu mult înaintea dezvoltării normelor de reglementare a acestora. Programul american a început să fie dezvoltat în 2015, dar foaia de parcurs pentru dezvoltarea sa nu a indicat nici măcar un termen limită pentru crearea regulilor pentru zborurile din zonele urbane dens populate.

Drepturile de autor asupra imaginii Italdesign Legenda imaginii Capsula de pasageri Pop.Up poate fi utilizată pe un șasiu cu roți sau atașată la un quadcopter

Aceasta se referă la zborurile cu drone pentru livrarea e-mailurilor și filmări de știri video. Și până acum nu se spune nimic despre transportul pasagerilor în cadrul programului.

Pe baza datelor prezentărilor studiate de BBC Russian Service, în viitor, zborurile dronelor de pasageri din orașe vor fi reglementate prin alinierea rutelor din coridoarele aeriene. Același principiu se aplică și aviației civile moderne. În același timp, dronele vor interacționa activ între ele și vor monitoriza spațiul aerian din jurul lor pentru a evita coliziunile cu alte drone și alte obiecte din aer (de exemplu, cu păsările).

Cu toate acestea, potrivit lui Boris Rybak, un sistem construit pe principiul zborului liber, unde rutele ar fi construite de computere, luând în considerare amplasarea tuturor vehiculelor în aer, ar fi mult mai eficient.

• Marea Britanie începe procesele de autocamioane
• Mișcările de cangur încurcă vehiculele fără pilot

Va rămâne Rusia pe margine?

În Rusia, autoritățile încearcă, de asemenea, să ia măsuri prudente pentru a reglementa zborurile cu drone în mediul urban. De exemplu, Rostelecom a fost mult timp interesat de drone. Ea este contractantă pentru sistemele spațiale rusești, care în noiembrie 2015 a câștigat licitația Roscosmos pentru 723 de milioane de ruble (12,3 milioane de dolari) pentru a crea infrastructura operatorului de rețea federal.

Drepturile de autor asupra imaginii Tom Cooper / Getty Images Legenda imaginii Un alt proiect al unui jet de afaceri supersonic - XB-1 al companiei americane Boom Technology

Această infrastructură va trebui să asigure monitorizarea vehiculelor și a vehiculelor fără pilot (inclusiv vehiculele aeriene), a vehiculelor terestre și pe apă cu echipaj și fără pilot, cu trenul, a explicat reprezentantul Rostelecom. Operatorul creează un prototip al infrastructurii care va controla mișcarea transportului, în principal drone, și este gata să cheltuiască aproximativ 100 de milioane de ruble (1,7 milioane de dolari) pentru subcontractanți.

Andrey Tikhonov, șef adjunct al Departamentului de Știință, Politică Industrială și Antreprenoriat din Moscova, a declarat pentru BBC că nu există condiții pentru apariția dronelor de pasageri în capitala Rusiei.

„În primul rând, nu este complet elaborat baza normativă pentru vehicule aeriene fără pilot și vehicule terestre. În al doilea rând, infrastructura de la Moscova nu este încă adaptată pentru transportul în masă de mărfuri și pasageri pe vehicule aeriene fără pilot. În al treilea rând, majoritatea vehiculelor proiectate pentru transportul de persoane și încărcături mari sunt încă în faza de testare și ar trebui să primească documentația adecvată pentru funcționarea în mediul urban. Din nou, există întrebări privind asigurarea obligatorie a pasagerilor și a multor altele ", a explicat el.

Este adevărat, potrivit acestuia, aceste probleme nu opresc atât autoritățile orașului, cât îi obligă să caute modalități de a le rezolva.

Mai rapid decât sunetul

Un alt domeniu la care lucrează multe corporații de construcții de aeronave este transportul supersonic de călători.

Această idee nu este deloc nouă. 22 noiembrie marchează 40 de ani de la începerea zborurilor comerciale regulate între New York, Paris și Londra pe avioane Concorde. În anii 1970, ideea transportului supersonic a fost implementată de British Airways împreună cu Air France, precum și de Aeroflot pe Tu-144. Dar, în practică, s-a dovedit că tehnologiile de atunci nu erau potrivite pentru aviația civilă.

Drept urmare, proiectul sovietic a fost restrâns după șapte luni de funcționare, iar proiectul britanico-francez - după 27 de ani.

Drepturile de autor asupra imaginii Standard de seară Legenda imaginii „Concorde”, ca și Tu-144, a fost înaintea timpului său, dar a arătat cât de dificil este să faci un avion de pasageri supersonic

Principalul motiv pentru care proiectele Concorde și Tu-144 au fost abandonate este de obicei citat ca finanțare. Aceste avioane erau scumpe.

Motoarele unor astfel de dispozitive consumă mult mai mult combustibil. Pentru astfel de aeronave, a fost necesar să se creeze propria infrastructură. Tu-144, de exemplu, și-a folosit propriul tip de combustibil pentru aviație, mult mai complex în compoziție, avea nevoie de întreținere specială, mai aprofundată și mai costisitoare. Pentru acest avion, trebuiau păstrate chiar și scări separate.

În plus față de complexitatea și costurile de întreținere, zgomotul a fost o altă preocupare majoră. În timpul zborului la viteză supersonică, are loc o etanșare puternică pe toate marginile anterioare ale elementelor aeronavei, care generează o undă de șoc. Se întinde după avion sub forma unui con uriaș, iar când ajunge la pământ, persoana prin care trece, aude un sunet asurzitor, similar cu o explozie. Din această cauză au fost interzise zborurile Concordelor peste teritoriul Statelor Unite la viteze supersonice.

Și este cu zgomotul cu care designerii încearcă să lupte acum, în primul rând.

După încetarea zborurilor Concorde, încercările de a construi o nouă aeronavă de pasageri supersonică mai eficientă nu s-au oprit. Și odată cu apariția noilor tehnologii în domeniul materialelor, propulsiei și aerodinamicii, au început să se vorbească despre ele din ce în ce mai des.

Mai multe proiecte mari în domeniul aviației civile supersonice sunt în curs de dezvoltare în lume simultan. Practic, acestea sunt avioane de afaceri. Adică, proiectanții încearcă inițial să vizeze segmentul de piață în care costul biletelor și al serviciilor joacă un rol mai mic decât în ​​transportul rutier.

Drepturile de autor asupra imaginii Aerion Legenda imaginii Aerion dezvoltă AS2 în parteneriat cu Airbus

NASA lucrează cu Lockheed Martin pentru a dezvolta o aeronavă supersonică, în încercarea de a aborda în primul rând bariera sonoră. Tehnologia QueSST include căutarea unei forme aerodinamice speciale a aeronavei, care, ca să zicem, a „murdărit” bariera rigidă a sunetului, făcându-l neclar și mai puțin zgomotos. În prezent, NASA a dezvoltat deja aspectul aeronavei, iar testele sale de zbor ar putea începe în 2021.

Un alt proiect notabil este AS2, care este dezvoltat de Aerion în parteneriat cu Airbus.

Airbus lucrează, de asemenea, la proiectul Concord 2.0. Este planificat ca acest avion să fie echipat cu trei tipuri de motoare - rachetă în secțiunea de coadă și două motoare cu reacție convenționale, cu ajutorul cărora aeronava poate decola aproape vertical, precum și un motor cu flux direct, care va accelera deja dispozitivul la o viteză de Mach 4.5.

Este adevărat, astfel de proiecte sunt tratate la Airbus destul de prudent.

"Airbus continuă să cerceteze tehnologiile supersonice / hipersonice, de asemenea, studiem piața pentru a vedea dacă proiectele de acest gen vor fi viabile și fezabile", a declarat Airbus într-un comentariu oficial adresat BBC Russian Service. Avioane acum și în viitorul previzibil datorită costurilor ridicate ale unor astfel de sisteme. Acest lucru se poate schimba odată cu apariția noilor tehnologii sau cu o schimbare a mediului economic sau social.

Redarea media nu este acceptată pe dispozitivul dvs.

Concorde poate fi reînviat?

Este cu adevărat dificil să se prevadă dacă va exista cerere pentru astfel de aeronave. Boris Rybak remarcă faptul că, în paralel cu aviația, s-au dezvoltat și tehnologiile informaționale, iar acum un om de afaceri care trebuie să rezolve rapid o problemă de cealaltă parte a Atlanticului o poate face adesea nu personal, ci prin internet.

"Pentru a zbura în clasa business sau într-un avion de afaceri la șase ore de la Londra la New York. Și astfel cheltuiți tehnic patru, ei bine, trei patruzeci. Merită acest [joc] lumânarea?" - Rybak a spus despre zborurile supersonice.

Experimentați Tu-144

Cu toate acestea, alți experți din aviația rusă gândesc altfel. Avioanele supersonice își vor putea ocupa locul pe piață, a declarat rectorul Institutului de Aviație din Moscova Mikhail Pogosyan, fostul șef al Corporației Aeronautice Unite.

"O aeronavă supersonică face posibilă atingerea unui nivel calitativ nou, economisește la nivel global - o zi. Prognozele pieței indică faptul că introducerea acestui tip de tehnologie și a acestui tip de proiecte vor fi asociate cu costul unui astfel de zbor. Ori diferă de costul unui zbor pe un avion subsonic, atunci vă asigur că există o piață ", a declarat el pentru BBC Russian Service.

Poghosyan a vorbit la forumul Săptămânii științei aerospațiale de la Institutul de Aviație din Moscova, unde, în special, a vorbit despre perspectivele creării aeronave supersonice cu participarea specialiștilor ruși. Întreprinderile rusești (TsAGI, MAI, UAC) participă la marele program european de cercetare Orizont 2020, dintre care unul dintre domenii este dezvoltarea unei aeronave supersonice de pasageri.

Poghosyan a enumerat principalele proprietăți ale unei astfel de aeronave - un nivel scăzut de boom sonor (altfel avionul nu va putea zbura deasupra zonelor populate), un motor cu ciclu variabil (trebuie să funcționeze bine la viteza subsonică și la viteza supersonică), noi materiale rezistente la căldură (la viteză supersonică, avionul se încălzește foarte mult), inteligență artificială, precum și faptul că un pilot poate controla o astfel de aeronavă.

În același timp, rectorul MAI este convins că proiectul unei aeronave supersonice poate fi creat doar la nivel internațional.

Drepturile de autor asupra imaginii Boris Korzin / TASS Legenda imaginii Potrivit lui Serghei Cernîșev, Rusia încă mai are o școală pentru crearea avioanelor de pasageri supersonice

Șeful Institutului Central Aerohidrodinamic, numit după profesorul N.E. Zhukovsky (TsAGI), Serghei Cernîșev, a declarat la forum că specialiștii ruși participă la trei proiecte internaționale în domeniul supersonicului aviația pasagerilor- Hisac, Hexafly și Rumble. Toate cele trei proiecte nu au ca scop crearea unui produs comercial final. Sarcina lor principală este de a studia proprietățile vehiculelor supersonice și hipersonice. Potrivit acestuia, acum producătorii de aeronave creează doar un concept pentru o astfel de aeronavă.

Într-un interviu acordat BBC, Serghei Cernîșev a spus că forța producătorilor de avioane rusești este experiența în crearea avioanelor supersonice și funcționarea acestora. Potrivit acestuia, aceasta este o școală aerodinamică puternică, cu o vastă experiență în efectuarea testelor, inclusiv în condiții extreme. Rusia are, de asemenea, „o școală tradițională puternică de oameni de știință în materie de materiale”, a adăugat el.

"Prognoza mea subiectivă: [un avion de afaceri] va apărea la orizontul 2030-35. Academicianul Poghosyan crede că între 2020 și 2030. Le-a dat zece ani. Acest lucru este adevărat, dar totuși mai aproape de 2030", - a spus Serghei Cernîșev .

Căptușeli neobișnuite „obișnuite”

Principala sarcină a proiectanților de aeronave de astăzi este de a realiza o creștere a eficienței consumului de combustibil al unei aeronave, reducând în același timp emisiile și zgomotul nociv. A doua sarcină este de a dezvolta noi sisteme de control în care computerul va efectua din ce în ce mai multe sarcini.

În zilele noastre nimeni nu poate fi surprins de sistemul de comandă fly-by-wire al unei aeronave, când semnalele de pe butonul de comandă sau volan, pedale și alte organe sunt transmise cârmelor și altor elemente de mecanizare sub formă de semnale electrice. Un astfel de sistem permite computerului de bord să controleze acțiunile pilotului, făcând ajustări și corectând erorile. Cu toate acestea, acest sistem este deja ieri.

• Ultimul „Concorde” supersonic a fost predat muzeului
• Primul avion de linie cu fuziune din lume: cât de curând?
• De ce fac corporațiile de aeronave aceleași aeronave?

Kirill Budaev, vicepreședinte al corporației Irkut, a declarat pentru BBC că compania rusă lucrează la un sistem în care avionul va fi operat de un singur pilot, iar un însoțitor de bord special instruit va îndeplini funcțiile celui de-al doilea în timpul decolării și aterizare. În timpul zborului aeronavei la nivelul zborului, un singur pilot este suficient, potrivit Irkut.

După legile naturii

O altă inovație majoră care a apărut în ultimul deceniu- materiale compozite. Dezvoltarea plasticului ușor și durabil poate fi comparată cu utilizarea aluminiului în aviația postbelică. Acest material, împreună cu apariția motoarelor turbojete eficiente, au schimbat fața aeronavelor. Acum, exact aceeași revoluție are loc cu compozitul, care înlocuiește treptat metalul din structurile aeronavei.

Proiectarea aeronavelor folosește din ce în ce mai mult imprimarea 3D pentru a crea forme mai complexe cu o precizie mai mare. Și depuneți eforturi pentru a reduce consumul de combustibil.

De exemplu, Airbus și Boeing folosesc cele mai noi motoare LEAP de la CFM International. Injectoarele din aceste motoare sunt imprimate 3D. Și acest lucru a sporit eficiența consumului de combustibil cu 15%.

În plus, industria aviației a început acum să adopte designul bionic mai activ.

Bionica este o știință aplicată care studiază posibilitățile de aplicare practică în diferite dispozitive tehnice ale principiilor și structurilor care au apărut în natură datorită evoluției.

Drepturile de autor asupra imaginii Airbus Legenda imaginii Suport conceput cu tehnologie bionică

Iată un exemplu simplu - imaginea de mai sus arată o paranteză similară cu cea utilizată pe un avion Airbus. Acordați atenție formei sale - de obicei un astfel de element este o bucată solidă de metal de formă triunghiulară. Cu toate acestea, calculând pe un computer forțele care vor fi aplicate diferitelor sale părți, inginerii au aflat ce părți pot fi îndepărtate și care pot fi modificate în așa fel încât să nu doar să faciliteze, dar și să consolideze o astfel de componentă.

O muncă mult mai complexă a fost efectuată de un grup de oameni de știință condus de profesorul Universității Tehnice din Danemarca Niels Aage. În octombrie 2017, au publicat un raport în revista Nature în care au descris modul în care au calculat pe supercomputerul francez Curie setul de putere al aripii unui avion Boeing 777 - o structură complexă de jumperi și strunguri destul de subțiri.

Ca urmare, potrivit cercetătorilor, greutatea celor două aripi ale aeronavei ar putea fi redusă cu 2-5% fără a pierde puterea. Având în vedere că ambele aripi cântăresc în total 20 de tone, acest lucru ar duce la economii de până la 1 tonă, ceea ce corespunde unei reduceri estimate a consumului de combustibil de 40-200 tone pe an. Dar acest lucru este deja esențial, nu-i așa?

În același timp, proiectarea bionică în viitor, potrivit corporațiilor de construcție de aeronave, va fi utilizată din ce în ce mai mult. Avionul din prima ilustrare a acestui text este doar o schiță a inginerilor Airbus, dar se poate vedea deja pe ce principiu va fi creat setul de putere al avioanelor viitorului.

Electricitate

Motorul este cea mai importantă și mai scumpă parte a aeronavei. Și el este cel care determină configurația oricărei aeronave. În prezent, majoritatea motoarelor de aeronave sunt fie cu combustibil intern, cu combustie internă, benzină sau motorină. Doar cea mai mică parte a acestora funcționează cu energie electrică.

Potrivit lui Boris Rybak, de-a lungul tuturor deceniilor de existență a aviatiei cu reacție, dezvoltarea de motoare de avioane fundamental noi nu a fost realizată. El vede acest lucru ca pe o manifestare a lobby-ului corporațiilor petroliere. Indiferent dacă este adevărat sau nu, pe toată perioada postbelică, nu a apărut niciodată un motor eficient care să nu ardă combustibilul cu hidrocarburi. Deși chiar și cele atomice au fost testate.

În prezent, atitudinea față de electricitate în industria aeriană globală se schimbă dramatic. Conceptul „Mai multe avioane electrice” a apărut în aviația mondială. Aceasta implică o electrificare mai mare a unităților și mecanismelor aparatului în comparație cu cele moderne.

În Rusia, tehnologiile din cadrul acestui concept sunt tratate de exploatația Tekhnodinamika, care face parte din Rostec. Compania dezvoltă acționări electrice inversate pentru viitorul motor rus PD-14, acționări pentru sistemul de alimentare cu combustibil, retragerea și eliberarea trenului de aterizare.

"Pe termen lung, ne uităm, desigur, la proiecte pentru avioane comerciale mari. Și la aceste avioane mari, cel mai probabil vom folosi un sistem de propulsie hibrid înainte de a trece la propulsie electrică completă", a spus Airbus într-un comentariu. - greutatea în bateriile moderne este încă foarte departe de ceea ce avem nevoie. Dar ne pregătim pentru un viitor în care acest lucru este posibil. "

Doamnelor și domnilor, acesta este căpitanul vostru. Avem o mică problemă. Toate cele patru motoare s-au oprit. Facem tot posibilul pentru a le pune în funcțiune din nou. Sunt sigur că nu ești într-adevăr într-o situație dificilă. ”

Există multe pericole reale pentru zborul avionului. Toate sunt destul de bine studiate. Zeci de cazuri pe an de coliziuni de avioane cu păsări, de regulă, nu duc deloc la dezastre sau accidente și cu atât mai mult nu servesc drept motiv pentru interdicțiile de restricționare a zborurilor către țările în care există păsări. Norii Cumulonimbus reprezintă un pericol mortal pentru aeronave, totuși sute de aeronave zilnic ocolesc pur și simplu aceste buzunare la o distanță sigură (aproximativ 50 de kilometri în mijloc între nori, sau 15 kilometri distanță de un singur nor). Enumerarea unor astfel de fenomene nu este subiectul materialului, credeți-mă, prezența lor în natura siguranței generale în zbor nu se reduce.

Pentru o clarificare detaliată a problemei, am vorbit telefonic cu Valery Georgievich Shelkovnikov, membru al Consiliului de administrație al Fondului mondial pentru siguranța zborurilorși președintele Agenției consultative și analitice privind siguranța zborului. Vă prezint rezultatele conversației noastre private mai jos, în propriile mele cuvinte și din mine, pentru că nu există nicio modalitate de a separa cuvintele expertului de cuvintele jurnalistului:

Erupția vulcanului Eyjafjallajokull și evenimentele ulterioare legate de anularea zborurilor în Europa m-au amuzat foarte mult. Nu sunt deloc împotriva securității aviației. Mai mult, dacă o persoană poate chiar glumi pe această temă, atunci încă nu știe ce este un accident de avion. Cu toate acestea, voi continua subiectul. Mitologia erupțiilor vulcanice și isteria presei au forțat companiile aeriene să oprească sau să amâne zborurile în acele teritorii de stat în care au căzut „nori” de cenușă vulcanică.

Așadar, a existat un pericol real pentru zboruri sau a existat o isterie aeriană colectivă, al cărei început a fost pus de jurnaliști, iar apoi efectul domino a funcționat? Să încercăm să ne dăm seama.

Într-adevăr, pătrunderea unei cantități mari de praf abraziv în motoarele aeronavelor (și este absolut neimportant de ce origine) poate provoca un incendiu al motorului din cauza supraîncălzirii instantanee și a distrugerii ulterioare a lagărelor turbinei. La o viteză de câteva mii de rotații pe minut, se vor topi într-un mod banal de frecare. Prin urmare, atunci când o aeronavă lovește o coloană de praf vulcanic, o astfel de situație este destul de posibilă.

Un alt lucru se află în structura specială a prafului vulcanic. În plus față de particulele de roci expulzate de explozie, aceasta constă și din particule amorfe (de altfel, sticla este și amorfă) de o formă extrem de neregulată. Dacă te uiți la praf vulcanic la microscop, poți vedea clar că este format din „panglici”, „stele” și alte particule, care au o suprafață foarte mare la o greutate redusă. Acestea. datorită acestei caracteristici, poate rămâne în aer de câteva ori mai mult, fără a se împrăștia. Deoarece datorită electrificării și a altor interacțiuni ale particulelor de cenușă, astfel de nori sunt extrem de reticenți în dispersare.

De asemenea, caracteristica sa este „lipicios”, adică capacitatea de a se lipi de diferite obiecte sau de a înfunda diferite găuri. Mai mult, particulele, fiind nuclee excelente de condensare, după un timp devin absolut indistincte de un nor obișnuit.

Un alt lucru este că, chiar și la o distanță de „sute” de kilometri de vulcan, praful devine atât de rar și fin dispersat, încât probabilitatea refuzului aeronavelor din acest motiv devine posibilă „teoretic”. Și la o distanță de o mie de kilometri sau mai mult, praful vulcanic nu poate decât să înnămolească ușor aerul, care este totuși clar vizibil cu ochiul liber, deoarece răsăriturile și apusurile de soare devin cele mai frumoase datorită refracției speciale a soarelui în aerul prăfuit.

Cei care au fost în Egipt sunt conștienți de furtunile de nisip de pe aeroportul din Hurghada. Suspensia de nisip din aer și, în special, concentrația și dimensiunea particulelor din aer, sunt cu câteva ordine de mărime mai mari decât concentrația de praf din Europa. Iar în Australia, zborurile în condiții de furtuni de praf la nivel global se opresc doar în caz de deteriorare extremă a vizibilității. Aceste exemple pot fi continuate la nesfârșit. Acum, atenție !!! Singura diferență este că, spre deosebire de praful vulcanic, restul fenomenelor periculoase sunt bine studiate și există recomandări clare pentru evitarea lor, precum și o reglementare clară a interdicțiilor și permiselor „în funcție de”.

Permiteți-mi acum să spun versiunea mea consecventă a ceea ce s-a întâmplat.

Efectul cenușii vulcanice asupra zborului aeronave- a existat întotdeauna un lucru care nu a fost suficient studiat. Desigur, oamenii de știință vulcanologi au studiat cu încăpățânare fiecare erupție, iar meteorologii au avut o idee destul de clară despre direcția și viteza de dispersie a cenușii, dar nimeni nu a trădat soarta ulterioară a acestor particule, deoarece deja la câteva sute de kilometri de vulcanul din direcția vântului, cenușa deja reprezentată nu este altceva decât o iluzie optică interesantă. Da, și aviația civilă știa doar câteva cazuri înainte când avioanele au căzut de fapt în nori de cenușă foarte dense și, din această cauză, motoarele s-au oprit și alte lucruri neplăcute. Desigur, cenușa vulcanică ca fenomen periculos este inclusă în toate manualele și instrucțiunile.

În practică, atât piloții, cât și controlorii de trafic aerian au fost destul de derizanți cu privire la aceste puncte de instrucțiuni și nu le-au studiat suficient de bine. Datorită rarității și exotismului. Și acești oficiali ai aviației au fost cei care au ieșit din foști piloțiși controlorii de trafic aerian, practic nu au alocat bani pentru cercetarea acestor fenomene în interesul aviației civile, care, în loc de cunoștințe „exacte”, au devenit instantaneu acoperite de mituri și legende. În general, în meteorologie s-au produs unele prostii flagrante. Datorită credinței oarbe în „computere” și „sateliți” din întreaga lume, numărul stațiilor meteo cu oameni „vii” a scăzut cu aproximativ 60% -70%. Iar „sistemele automatizate” existente nu pot construi decât modele matematice ipotetice care nu au nicio legătură cu starea reală a lucrurilor.

Așadar, jurnaliștii au umflat subiectul, iar autoritățile aeronautice internaționale, în special Eurocontrol, au căzut imediat pentru asta. Nu numai că, când oficialii din aviație au început să apeleze la numeroși experți în acest domeniu, ei (experții) au raportat destul de răzbunător ceva de genul: „Acest fenomen este cu siguranță periculos, dar nu este bine înțeles. Echipamentele noastre practic nu permit să distingem norii de concentrație periculoasă de praf vulcanic de cei obișnuiți. Deci, unde sunt acești nori și dacă sunt cu adevărat, nu știm. "

Și apoi a devenit și mai amuzant. Zona periculoasă de fapt, era destul de local (cu câteva sute de kilometri în diametru și durată), dar în realitate sute și sute de mii de kilometri pătrați din suprafața pământului și a apei au intrat în zona de „închidere”. În același timp, toate eșaloanele de la "0" la 35.000 de picioare (aproximativ 12 km) erau, de asemenea, absolut închise la altitudine, deși chiar și cei mai mulți reasigurători au prezis o închidere periculoasă a înălțimilor doar de la înălțimi de 22.000 de picioare. Pe scurt, interzicerea zborurilor a luat un caracter absolut, deoarece nici inițiatorii săi nu mai puteau face nimic. Efectul domino a fost declanșat.

În plus, a fost dezvăluit un lucru absolut neașteptat. Era posibil să zbori în zone libere de cenușă și, în unele cazuri, abaterile de la traseu sau creșterea duratei sale cu câteva sute de kilometri nu au jucat niciun rol, dar sistemele automate moderne pur și simplu nu au reușit să rearanjeze masiv programul. Și a devenit imposibil să o faci individual. Automatizare, automatizare și mai multă automatizare. Specialiștii în programarea „manuală” au dispărut pur și simplu ca dinozaurii, iar companiile aeriene moderne pur și simplu nu au astfel de specialiști. Cei care sunt în acest subiect ar trebui să-și imagineze că elaborarea chiar și a programului obișnuit pentru o lecție la o universitate este deja o acțiune între știință, artă și misticism. Nu a existat nicio întrebare de a redesena programul în Europa. A fost o mizerie. Nu condamn absolut nicio măsură legată de siguranța zborului, dar recunosc că în secolul XXI este destul de amuzant să închizi jumătate de continent de dragul unui munte de fum. Chiar dacă sunt puternici.

Ajutorul „american” a prins doar o groază suplimentară în Europa și, în cele din urmă, i-a privat pe oficialii din aviația europeni de rămășițele voinței lor.

În ceea ce privește Rusia ca parte a Europei, nu a existat deloc panică. Faptul este că studiul pe termen lung al Kurile (ca zonă de erupții constante) a adus o cantitate suficientă de cunoștințe și abilități în determinarea pericolelor zborurilor. Prin urmare, Rusia a zburat pe teritoriul său fără probleme.

Deși în Rusia, așa-numitul „Inel de alerte de furtună” a fost distrus mai devreme, i. E. a închis sute și sute de stații meteorologice, unde stăteau prognozatoare de fete prost plătite, iar precizia predicțiilor și avertismentelor despre evenimente periculoase era fără precedent ridicată.

În ceea ce privește oamenii de știință „subfinanțați”, putem spune imediat cu încredere că li se vor aloca o mulțime de bani pentru cercetare, drept compensație pentru chinurile trecute. Dar faptul că acest lucru va perturba armonia mondială, deoarece acești bani vor fi luați din alte zone, este cu adevărat rău. Afacerile și caritatea nu sunt foarte compatibile, nu-i așa?

Cu toate acestea, nu mă îndoiesc că oamenii de știință de frunte și-au scris imediat și s-au sunat reciproc și au dezvoltat o poziție comună. Internetul, comunicațiile mobile și e-mailul fac minuni în ceea ce privește comunicațiile. Mai mult, am și eu astfel de informații. Nu degeaba eu, cel puțin pentru o scurtă perioadă de timp, am rămas ca geolog-geofizician. Deci afacerea va primi prețuri din știință în totalitate.

Și ca epilog pentru cei care mi-au luat cuvintele ca „amuzant” și „amuzant” la propriu, iată un scurt extras din articolul lui Sergey Melnichenko „History of British Airways 9”.

Au putut vedea luminile pistei printr-o mică zgârietură pe parbriz, dar luminile de aterizare ale aeronavei erau stinse. După aterizare, nu au reușit să conducă, deoarece datorită iluminării șorțului, parbrizele lor au devenit plictisitoare. Orașul Edinburgh aștepta un remorcher pentru al scoate de pe pistă ...

Ulterior s-a stabilit că avionul a intrat în norul de cenușă. Deoarece norul de cenușă era uscat, nu a fost afișat pe radarul meteo, care este capabil doar să reflecte umezeala din nori. Norul a acționat ca o mașină de sablat și a făcut mată suprafața parbrizelor. Odată ajuns în motoare, cenușa s-a topit în camerele de ardere și s-a așezat în interiorul centralei.

De când motoarele au început să se răcească datorită opririi lor, după ce avionul a părăsit norul de cenușă, cenușa topită a început să se solidifice și, sub presiunea aerului, a început să zboare din motoare, ceea ce le-a permis să pornească din nou. Repornirea a devenit posibilă datorită faptului că una dintre bateriile de la bord a rămas în stare de funcționare.

Toate cele 263 de persoane de la bord au supraviețuit.

Aveți grijă de dumneavoastră. Victor Galenko, controlor de trafic aerian, navigator, geolog-geofizician

Potrivit Eurocontrol, la 18 aprilie 2010, aproximativ 5.000 de zboruri au fost înregistrate în spațiul aerian european, comparativ cu aproximativ 24.000 de zboruri înainte de erupția vulcanică din Islanda duminică. Astfel, traficul aerian a scăzut de aproximativ 6 ori. Începând cu 15 aprilie, aproximativ 63.000 de zboruri au fost anulate. Mai jos este un tabel care arată reducerea numărului de zboruri în spațiul aerian european:

Serviciu în prezent Trafic aerian nu este disponibil pentru aeronavele civile în majoritatea țărilor europene, inclusiv Austria, Belgia, Croația, Republica Cehă, Danemarca, Estonia, Finlanda, aproape toată Franța și Germania, precum și Ungaria, Irlanda, partea de nord Italia, Olanda, Norvegia, Polonia, România, Serbia, Slovenia, Slovacia, nordul Spaniei, Suedia, Elveția și Marea Britanie.

În unele țări din această listă, spațiul aerian superior este deschis ținând seama de răspândirea norului de cenușă, dar având în vedere închiderea completă a spațiului aerian pe teritoriul altor țări, nu este posibil să se utilizeze secțiunile permise ale spațiul aerian superior.

Spațiul aerian al teritoriilor și țărilor precum sudul Europei, inclusiv părți din Spania, Portugalia, partea de sud a Balcanilor, sudul Italiei, Bulgaria, Grecia și Turcia, rămân deschise traficului aerian normal.

Aproximativ 30% din totalul zborurilor programate vor fi operate astăzi peste 50% din suprafața totală a Europei.

În dimineața zilei de 19 aprilie, toate zonele aeriene din Ucraina sunt deschise. Aeroporturile Ucrainei pentru plecare și sosire aeronave funcționează normal, dar un număr de aeroporturi europene rămân închise. Este permis să operați zboruri conform regulilor zborurilor vizuale înainte de întuneric. Vor fi informate alte posibile schimbări în spațiul aerian al Ucrainei din cauza mișcării norului de cenușă vulcanică (erupție vulcanică în Islanda). Companiile aeriene ucrainene raportează că zborurile nu sunt efectuate doar către aeroporturile închise din Europa, traficul aerian către toate aeroporturile deschise din lume a fost reluat.