Avioane supersonice. Avioane supersonice: istoria dezvoltării Avioane moderne supersonice de pasageri

Originalul este preluat din Speed, ca un vis. Viteza ca o vocație

Ani de aur aviație supersonică poți, poate, să iei în considerare anii 1960. În acel moment se părea că, doar un pic mai mult - și escadrile de aeronave supersonice vor deveni singura opțiune pentru lupta aeriană, iar avioanele supersonice ne vor urmări cerul cu urmele lor, legând totul orase mariși capitale mondiale. Cu toate acestea, s-a dovedit că, la fel ca în cazul spațiului cu echipaj, drumeția unui bărbat la viteze mari nu este nicidecum acoperită cu trandafiri: avioanele de pasageri au înghețat încă la aproximativ 800 de kilometri pe oră, iar avioanele militare stau în zona Bariera sunetului, decidând ocazional să zboare scurt într-o zonă cu sunet supersonic redus, în vecinătatea lui Mach 2 sau puțin mai mult.

Care este motivul pentru aceasta? Nu, deloc cu faptul că „nu este nevoie să zbori repede” sau „nimeni nu are nevoie”. Mai degrabă, vorbim despre faptul că la un moment dat lumea a început să urmeze calea celei mai puține rezistențe și a considerat că progresul științific și tehnologic este o căruță auto-condusă, care merge deja în jos, datorită căreia împingerea acestuia este tot doar o risipă inutilă de energie suplimentară.

Să ne punem o întrebare simplă - de ce este zborul supersonic atât de dificil și costisitor? Să începem cu faptul că atunci când aeronava depășește bariera supersonică, natura fluxului în jurul corpului aeronavei se schimbă dramatic: rezistența aerodinamică crește brusc, încălzirea cinetică a structurii aeronavei crește și datorită deplasării focalizarea aerodinamică a corpului aerodinamic, se pierde stabilitatea și controlabilitatea aeronavei.

Desigur, pentru profanul și cititorul nepregătit, toți acești termeni sună destul de anost și de neînțeles, dar dacă rezumați toate acestea sub forma unei singure fraze, se va dovedi: „Este dificil să zbori pe supersonic”. Dar, desigur, nu este deloc imposibil. În același timp, pe lângă creșterea puterii motorului, creatorii de aeronave supersonice trebuie să schimbe în mod deliberat aspectul aeronavei - apar în ea linii drepte „rapide” caracteristice, unghiuri ascuțite pe nas și pe marginile anterioare, care distinge imediat o aeronavă supersonică chiar și exterior de forme „netede” și „elegante” de aeronave subsonice.

Nasul Tu-144 a deviat în jos în timpul decolării și aterizării pentru a oferi cel puțin o vedere minimă piloților.

În plus, atunci când optimizează o aeronavă pentru zbor supersonic, are o altă caracteristică neplăcută: devine slab potrivită pentru zborul subsonic și destul de incomodă în modurile de decolare și aterizare, pe care trebuie să le efectueze încă la viteze destul de mici. Acele linii foarte ascuțite și forme rapide care sunt atât de bune la supersonic cedează vitezei mici la care avioanele supersonice trebuie să se miște inevitabil la începutul și la sfârșitul zborului lor. Și nasurile ascuțite ale mașinilor supersonice încă nu dau piloților recenzie completă Pistă de decolare.

Aici, ca exemplu, arcurile a două aeronave supersonice sovietice neimplementate în serie - M-50 al Biroului de Proiectare Myasishchev (în fundal) și „obiectul 100” T-4 al Biroului de Proiectare Sukhoi (aproape) .

Eforturile proiectanților sunt clar vizibile: aceasta este fie o încercare de a ajunge la un compromis în contururi, ca în M-50, fie un nas glisant, care se abate în jos, ca în T-4. Interesant este faptul că T-4 ar putea deveni primul avion supersonic de serie care ar zbura complet în zbor supersonic orizontal fără o vedere naturală prin baldachinul cabinei: la supersonic, conul nasului acoperea complet cabina de pilotaj și toată navigația a fost efectuată doar de instrumente , în plus, aeronava avea periscop optic. Nivelul actual de dezvoltare a mijloacelor de navigație și telemetrie permite, apropo, să abandoneze designul complex al unui con de nas mobil. aeronave supersonice- este deja destul de posibil să-l ridicați și să-l plantați doar cu instrumente sau chiar fără participarea piloților.

Condițiile și sarcinile identice dau naștere unor construcții similare. „Concorde” anglo-franceză avea, de asemenea, un nas alunecat în timpul decolării și aterizării.

Ce a împiedicat URSS să creeze deja în 1974 un sistem inovator de luptă anti-navă bazat pe supersonicul T-4, care era atât de avansat încât existau până la 600 de brevete în proiectarea sa?

Lucrul este că până la mijlocul anilor 1970, Biroul de proiectare Sukhoi nu avea propriile instalații de producție pentru a efectua teste extinse de stat ale „obiectului 100”. Pentru acest proces, nu era nevoie de o instalație experimentală, ci de o serie, pentru rolul căreia KAPO (Kazan Aviation Plant) era destul de potrivit. Cu toate acestea, de îndată ce decretul privind pregătirea Kazanului uzina de avioane la asamblarea lotului pilot T-4, academicianul Tupolev, realizând că pierde fabrica de serie, care a produs „transportatorul de defecte strategice” Tu-22, a venit cu o propunere de inițiativă de a crea modificarea Tu-22M, pentru care, presupus, a fost necesară doar reproiectarea ușoară a producției. Deși, în viitor, Tu-22M a fost dezvoltat ca un avion complet nou, decizia de a transfera uzina Kazan la Sukhoi nu a fost luată la un moment dat, iar T-4 a ajuns într-un muzeu din Monino.

O diferență atât de mare între Tu-22 și Tu-22M este o moștenire a luptei împotriva T-4.

Problema conului nasului nu este singurul compromis pe care trebuie să îl facă designerii de aeronave supersonice. Din multe motive, ele ajung atât cu un planor supersonic imperfect, cât și cu un avion mediocru subsonic. Astfel, cucerirea de noi frontiere în ceea ce privește viteza și altitudinea de către aviație este adesea asociată nu numai cu utilizarea unui sistem de propulsie mai avansat sau fundamental nou și cu o nouă dispunere a aeronavelor, ci și cu modificări ale geometriei lor în zbor. Pe prima generație de aeronave supersonice, această opțiune nu a fost niciodată implementată, însă tocmai această idee a unei aripi de maturare variabilă a devenit în cele din urmă aproape canon în anii 1970. Astfel de modificări ale măturării aripilor, îmbunătățind în același timp caracteristicile aeronavei la viteze mari, nu ar fi trebuit să le înrăutățească calitățile la viteze mici și invers.

Boeing 2707 urma să devină primul avion de pasageri supersonic cu aripi variabile.

Este interesant faptul că soarta Boeing-2707 a fost distrusă nu de imperfecțiunea sa constructivă, ci doar de o masă de probleme politice. În 1969, când programul de dezvoltare Boeing 2707 se apropia de întinderea sa, 26 de companii aeriene comandaseră 122 de avioane Model 2707 de la Boeing, evaluate la aproape 5 miliarde de dolari. În acest moment, programul Boeing a părăsit deja faza de proiectare și cercetare și a început construcția a două prototipuri ale modelului 2707. Pentru a finaliza construcția și fabricarea avioanelor de testare, compania a trebuit să atragă undeva între 1-2 miliarde și 500 de avioane. se apropia de 5 miliarde de dolari. Au fost necesare împrumuturi de stat. În esență, în altă perioadă, Boeing și-ar fi găsit propriile fonduri pentru asta, dar anii 1960 nu au fost așa.

La sfârșitul anilor 1960, instalațiile de producție Boeing au fost puternic încărcate cu crearea celui mai mare avion de pasageri subsonic din lume, Boeing 747, pe care îl pilotăm și astăzi. Din această cauză, modelul 2707 literalmente timp de câțiva ani „nu s-a înghesuit” înainte de „transportatorul aerian de vite” și a ajuns în spatele fuselajului său kurgozny. În Vitoge, toate finanțările disponibile și toate echipamentele au fost folosite pentru a produce modelul 747, iar modelul 2707 a fost finanțat de Boeing în rest.

Două abordări ale aviația pasagerilor- „Boeing-747” și „Boeing-2707” într-o singură imagine.

Însă dificultățile cu crearea lui 2707 au fost mult mai grave decât doar problemele tehnice sau programul de producție al Boeing. Din 1967, mișcarea ecologistă împotriva supersonicului transport persoane... S-a susținut că zborurile lor ar distruge stratul de ozon, iar șocul acustic puternic care are loc în timpul zborului supersonic a fost considerat inacceptabil pentru zonele populate. Sub presiunea opiniei publice și a Congresului, președintele Nixon înființează un comitet format din 12 membri pentru a decide finanțarea programului SST, care a inclus și Boeing 2707. Dar, contrar așteptărilor sale, comisia respinge necesitatea de a crea un SST, nu numai din motive de mediu, ci și din motive economice. Pentru a crea prima aeronavă, conform calculelor lor, a fost necesar să cheltuiți 3 miliarde de dolari, ceea ce ar fi dat roade numai dacă ar fi vândute 300 de aeronave. Starea financiară a Statelor Unite a fost slăbită de războiul prelungit din Vietnam și de costurile rasei lunii.

Lucrările la 2707 au fost întrerupte în 1971, după care Boeing a încercat să continue singură construcția timp de aproximativ un an. În plus, persoane private, inclusiv studenți și școlari, au încercat, de asemenea, să susțină „avionul Visului American”, care a strâns peste un milion de dolari. Dar nici acest lucru nu a salvat programul. Drept urmare, închiderea programului a coincis cu o recesiune în industria aerospațială și cu criza petrolului, în urma căreia Boeing a fost forțat să concedieze aproape 70.000 de angajați din Seattle, iar 2707 a fost supranumit „avionul care a mâncat Seattle ".

Noapte bună, dulce prinț. Cabina de pilotaj și o parte a fuselajului Boeing-2707 de la Hiller Aviation Museum.

Ce i-a determinat pe creatorii de mașini supersonice? În ansamblu, situația cu clienții militari este clară. Războinicii au avut întotdeauna nevoie de un avion care să zboare mai sus și mai repede. Viteza de zbor supersonică a făcut posibilă nu numai atingerea mai rapidă a teritoriului inamic, ci și creșterea plafonului de zbor al unei astfel de aeronave la o altitudine de 20-25 de kilometri, ceea ce era important pentru avioanele de recunoaștere și bombardiere. La viteze mari, după cum ne amintim, ridicarea aripii crește, de asemenea, datorită căreia zborul ar putea avea loc într-o atmosferă mai rarefiată și, în consecință, la o altitudine mai mare.

În anii 1960, până la apariția sistemelor de rachete antiaeriene capabile să lovească ținte la altitudini mari, principiul principal al utilizării bombardierelor era să zboare către țintă la cea mai mare înălțime și viteză posibilă. Desigur, sistemele actuale de apărare aeriană închid acest tip de nișă pentru utilizarea aeronavelor supersonice (de exemplu, complexul S-400 poate doborî ținte chiar în spațiu, la o altitudine de 185 de kilometri și la propria viteză de 4,8 km / s, de fapt, fiind un sistem de apărare antirachetă, nu de apărare antiaeriană). Cu toate acestea, în operațiuni împotriva țintelor terestre, de suprafață și aeriene - viteza supersonică este destul de solicitată și este încă prezentă în planurile militare promițătoare atât pentru avioanele rusești, cât și pentru cele occidentale. Doar că implementarea unui zbor supersonic destul de complex este dificil de a fi compatibilă cu sarcina furtului și furtului, pe care au încercat să le insufle bombardierilor și luptătorilor în ultimii 30 de ani, datorită cărora trebuie să aleagă, așa cum se spune , un lucru - fie să te ascunzi, fie să străpungi.

Cu toate acestea, Rusia are acum un remediu de încredere împotriva AUG american? Deci, pentru a nu se apropia de ei 300 de kilometri pentru a lansa Onyx de către o navă discretă, dar vulnerabilă? T-4 avea un concept coerent al propriului stil de distrugere a grupului de portavioane, dar Rusia îl are acum? Cred că nu - la fel cum nu există încă rachete hipersonice X-33 și X-45.

Bombardier american XB-70 „Valkyrie”. MiG-25 trebuia să lupte cu ei.

Unde se va întoarce viitorul construcției avioanelor militare este o întrebare deschisă.

Aș vrea să mai spun câteva cuvinte despre avioanele supersonice civile.

Funcționarea lor a făcut posibilă nu numai reducerea semnificativă a timpului de zbor pe zborurile pe distanțe lungi, ci și utilizarea spațiului aerian descărcat la altitudini mari (aproximativ 18 km), în timp ce spațiul aerian principal utilizat de linie (altitudini de 9-12 km) era deja chiar în anii 1960. încărcat semnificativ. De asemenea, avioanele supersonice au zburat pe rute îndreptate (în afara căilor respiratorii și a coridoarelor). Și acest lucru nu este să menționăm elementarul: economisirea timpului pasagerilor obișnuiți, ceea ce reprezenta aproximativ jumătate din timpul de zbor pentru, de exemplu, un zbor din Europa către Statele Unite.

În același timp, voi repeta încă o dată - proiectul aeronavelor supersonice, atât militare, cât și civile, nu este nicidecum imposibil din punct de vedere practic sau în niciun fel nerealist din punct de vedere economic.

La un moment dat tocmai ne-am întors „pe un drum greșit” și am rostogolit căruciorul progresului nu în sus, ci pe calea cea mai ușoară și mai plăcută - în jos și în jos pe o pantă. Chiar și astăzi, sunt dezvoltate proiecte pentru avioane de pasageri supersonice pentru același segment pentru care a fost creat un alt concept inovator: tiltrotorul Augusta-Westland AW609. Acest segment este un segment de transport de afaceri pentru clienții bogați, când avionul transportă nu jumătate de mie de pasageri în condiții de vite, ci o duzină de persoane în condiții de eficiență maximă și confort maxim. Faceți cunoștință cu Aerio AS2. Dacă aveți noroc, va zbura în viitorul apropiat, în 2021:

Cred că totul este deja destul de serios acolo - atât parteneriatul cu Airbus, cât și investițiile anunțate de 3 miliarde de dolari ne permit să considerăm proiectul nu o „rață înșelătoare”, ci o aplicație serioasă. Pe scurt, „un domn respectabil este pentru domni respectabili”. Și nu pentru toți escrocii care au permis lumii la sfârșitul secolului al XX-lea să pornească pe o cale ușoară și convenabilă.

Cu toate acestea, am scris deja despre acest lucru, nu mă voi repeta. Acum nu mai este decât trecutul:

Acum trăim într-o lume diferită. Într-o lume fără aviație supersonică pentru toată lumea. Cu toate acestea, aceasta nu este cea mai gravă pierdere.

Un avion obișnuit de pasageri zboară cu o viteză de aproximativ 900 km / h. Un avion de luptă militar poate atinge de trei ori viteza. Cu toate acestea, inginerii moderni din Federația Rusă și din alte țări ale lumii dezvoltă activ mașini și mai rapide - avioane hipersonice. Care este specificitatea conceptelor respective?

Criterii de aeronave hipersonice

Ce este un avion hipersonic? Ca atare, este obișnuit să înțelegem un aparat capabil să zboare cu o viteză de multe ori mai mare decât cea pentru sunet. Abordările cercetătorilor pentru determinarea indicatorului său specific diferă. Există o metodologie larg răspândită conform căreia o aeronavă ar trebui considerată hipersonică dacă este multiplă a indicatorilor de viteză a celor mai rapide vehicule moderne supersonice. Care sunt cam 3-4 mii km / h. Adică, o aeronavă hipersonică, dacă respectați această metodologie, ar trebui să dezvolte o viteză de 6 mii km / h.

Vehicule fără pilot și ghidate

Abordările cercetătorilor pot diferi, de asemenea, în ceea ce privește determinarea criteriilor pentru clasificarea unui anumit vehicul ca aeronavă. Există o versiune conform căreia numai acele mașini care sunt controlate de oameni pot fi clasificate ca atare. Există un punct de vedere potrivit căruia un vehicul fără pilot poate fi considerat și un avion. Prin urmare, unii analiști clasifică mașinile de tipul considerat în cele care sunt supuse controlului uman și cele care funcționează autonom. O astfel de diviziune poate fi justificată, deoarece vehiculele aeriene fără pilot pot avea caracteristici tehnice mult mai impresionante, de exemplu, în ceea ce privește congestia și viteza.

În același timp, mulți cercetători consideră aeronavele hipersonice ca un concept unic pentru care viteza este indicatorul cheie. Nu contează dacă o persoană stă la cârma aeronavei sau dacă mașina este controlată de un robot - principalul lucru este că avionul este suficient de rapid.

Decolare - independentă sau cu ajutor din exterior?

O clasificare pe scară largă a aeronavelor hipersonice se bazează pe atribuirea acestora la categoria celor care sunt capabili să decoleze singuri sau a celor care implică plasarea pe un transportor mai puternic - o rachetă sau un avion de marfă. Există un punct de vedere potrivit căruia este legitim să se facă referire la vehiculele tipului în cauză, în principal pe cele care sunt capabile să decoleze singure sau cu implicarea minimă a altor tipuri de echipamente. Cu toate acestea, acei cercetători care cred că principalul criteriu pentru caracterizarea unei aeronave hipersonice - viteza, ar trebui să fie primordial în orice clasificare. Fie că este vorba de clasificarea dispozitivului ca fără pilot, controlat, capabil să decoleze singur sau cu ajutorul altor mașini - dacă indicatorul corespunzător atinge valorile de mai sus, atunci vorbim despre un avion hipersonic.

Principalele probleme ale soluțiilor hipersonice

Conceptele hipersonice sunt vechi de decenii. De-a lungul anilor de dezvoltare a tipului de aparat corespunzător, inginerii mondiali au rezolvat o serie de probleme semnificative care împiedică în mod obiectiv producția de „sunete” să fie pusă în circulație - la fel ca organizarea producției de aeronave cu turbopropulsie.

Principala dificultate în proiectarea aeronavelor hipersonice este crearea unui motor capabil să fie suficient de eficient din punct de vedere energetic. O altă problemă este construirea aparatului necesar. Faptul este că viteza unui avion hipersonic în acele valori pe care le-am considerat mai sus implică o încălzire puternică a corpului datorită fricțiunii împotriva atmosferei.

Astăzi vom lua în considerare mai multe eșantioane de prototipuri de succes de avioane de tipul corespunzător, dezvoltatorii cărora au reușit să facă progrese semnificative în ceea ce privește rezolvarea cu succes a problemelor menționate. Să studiem acum cele mai faimoase evoluții mondiale în ceea ce privește crearea de aeronave hipersonice de tipul luat în considerare.

de către Boeing

Potrivit unor experți, cel mai rapid avion hipersonic din lume este americanul Boeing X-43A. Deci, în timpul testării acestui dispozitiv, s-a înregistrat că a atins o viteză de peste 11 mii km / h. Aceasta este de aproximativ 9,6 ori mai rapid

Ce este atât de special la avionul hipersonic X-43A? Caracteristicile acestui avion sunt următoarele:

Viteza maximă înregistrată la teste este de 11.230 km / h;

Anvergură - 1,5 m;

Lungimea corpului - 3,6 m;

Motor - ramjet, Supersonic Combustion Ramjet;

Combustibil - oxigen atmosferic, hidrogen.

Se poate observa că dispozitivul în cauză este unul dintre cele mai ecologice. Faptul este că combustibilul folosit practic nu implică eliberarea de produse de ardere dăunătoare.

Avionul hipersonic X-43A a fost dezvoltat în comun de către inginerii NASA, Orbical Science Corporation și Minocraft. a fost creat timp de aproximativ 10 ani. Aproximativ 250 de milioane de dolari au fost investiți în dezvoltarea sa. Noutatea conceptuală a aeronavei în cauză este că a fost concepută în scopul testării cea mai recentă tehnologie asigurarea muncii de propulsie.

Dezvoltare din știința orbitală

Știința orbitală, care, așa cum am menționat mai sus, a participat la crearea aparatului X-43A, a reușit, de asemenea, să își creeze propriul avion hipersonic - X-34.

Viteza sa maximă este de peste 12 mii km / h. Este adevărat, în cursul testelor practice, nu s-a realizat - în plus, nu a fost posibil să se realizeze cifra arătată de aeronava X43-A. Aeronava în cauză este accelerată atunci când racheta Pegasus, care funcționează pe combustibil solid, este activată. X-34 a fost testat pentru prima dată în 2001. Aeronava în cauză este semnificativ mai mare decât dispozitivul Boeing - lungimea sa este de 17,78 m, anvergura aripilor este de 8,85 m. Altitudinea maximă de zbor a mașinii hipersonice de la Orbical Science este de 75 de kilometri.

Avioane din America de Nord

Un alt avion hipersonic celebru este X-15, fabricat de nord-american. Acest aparat al analiștilor este denumit experimental.

Este echipat, ceea ce oferă unora experților un motiv pentru a nu-l clasifica, de fapt, drept aeronavă. Cu toate acestea, prezența motoarelor rachete permite dispozitivului, în special, să efectueze Deci, în timpul unuia dintre testele din acest mod, a fost testat de către piloți. Scopul aparatului X-15 este de a studia specificul zborurilor hipersonice, de a evalua anumite soluții de proiectare, materiale noi și caracteristici de control ale acestor mașini în diferite straturi ale atmosferei. Este de remarcat faptul că a fost aprobat în 1954. X-15 zboară cu o viteză de peste 7 mii km / h. Gama de zbor este mai mare de 500 km, înălțimea depășește 100 km.

Cel mai rapid avion de producție

Vehiculele hipersonice studiate de noi mai sus aparțin categoriei celor de cercetare. Va fi util să se ia în considerare unele eșantioane de producție de aeronave care au caracteristici apropiate de cele hipersonice sau care sunt (conform unei metodologii sau altei) ele.

Printre aceste mașini se numără dezvoltarea americană SR-71. Unii cercetători nu sunt înclinați să atribuie această aeronavă hipersonică, deoarece viteza maximă este de aproximativ 3,7 mii km / h. Printre caracteristicile sale cele mai notabile se numără greutatea la decolare, care depășește 77 de tone. Lungimea aparatului este mai mare de 23 m, anvergura aripilor este mai mare de 13 m.

Unul dintre cele mai rapide avioane militare este MiG-25 rus. Dispozitivul poate atinge viteze de peste 3,3 mii km / h. Greutatea maximă la decolare a aeronavei rusești este de 41 de tone.

Astfel, Federația Rusă se numără printre liderii de pe piața soluțiilor seriale care au caracteristici apropiate de cele hipersonice. Dar cum rămâne cu evoluțiile rusești ale avioanelor hipersonice „clasice”? Sunt inginerii din Federația Rusă capabili să creeze o soluție care să fie competitivă cu mașinile de la Boeing și Orbital Scence?

Vehicule hipersonice rusești

V acest moment Avioanele hipersonice rusești sunt în curs de dezvoltare. Dar merge destul de activ. Vorbim despre aeronava U-71. Primele sale teste, judecând după rapoartele mass-media, au fost efectuate în februarie 2015 lângă Orenburg.

Se presupune că aeronava va fi utilizată în scopuri militare. Deci, un dispozitiv hipersonic va fi capabil, dacă este necesar, să livreze arme distructive pe distanțe considerabile, să monitorizeze teritoriul și, de asemenea, să fie folosit ca element al aviației de asalt. Unii cercetători cred că în 2020-2025. Forțele strategice de rachetă vor primi aproximativ 20 de avioane de tipul corespunzător.

Există informații în mass-media că avioanele hipersonice considerate ale Rusiei vor fi plasate pe racheta balistică Sarmat, care este, de asemenea, în stadiul de proiectare. Unii analiști consideră că aparatul hipersonic dezvoltat Yu-71 nu este altceva decât un focos, care va trebui separat de o rachetă balistică în faza finală a zborului, astfel încât, datorită manevrabilității ridicate a aeronavei, va depăși sisteme de apărare antirachetă.

Proiectul "Ajax"

Printre cele mai notabile proiecte legate de dezvoltarea aeronavelor hipersonice se numără Ajax. Să-l studiem mai detaliat. Aeronava hipersonică Ajax este o dezvoltare conceptuală a inginerilor sovietici. În comunitatea științifică, vorbirea despre aceasta a început în anii '80. Printre cele mai notabile caracteristici se numără prezența unui sistem de protecție termică, care este conceput pentru a proteja carcasa de supraîncălzire. Astfel, dezvoltatorii dispozitivului „Ajax” au propus o soluție la una dintre problemele „hipersonice” pe care le-am subliniat mai sus.

Schema tradițională de protecție termică a aeronavelor implică plasarea de materiale speciale pe corp. Dezvoltatorii „Ajax” au propus un concept diferit, conform căruia nu trebuia să protejeze dispozitivul de încălzirea externă, ci să lase căldura să intre în mașină, crescând în același timp resursa sa de energie. Principalul concurent al aparatului sovietic a fost considerat a fi avionul hipersonic Aurora, care a fost creat în Statele Unite. Cu toate acestea, datorită faptului că proiectanții din URSS au extins semnificativ posibilitățile conceptului, cea mai largă gamă de sarcini a fost încredințată noii dezvoltări, în special cercetării. Putem spune că „Ajax” este un avion polivalent hipersonic.

Să luăm în considerare mai detaliat inovațiile tehnologice propuse de inginerii din URSS.

Deci, dezvoltatorii sovietici ai „Ajax” au propus să folosească căldura generată ca urmare a fricțiunii corpului aeronavei împotriva atmosferei, pentru ao transforma în energie utilă. Din punct de vedere tehnic, acest lucru ar putea fi realizat prin plasarea unor cochilii suplimentare pe dispozitiv. Ca urmare, s-a format ceva de genul unei a doua clădiri. Cavitatea sa trebuia să fie umplută cu un fel de catalizator, de exemplu, un amestec de material combustibil și apă. Stratul termoizolant din material solid din „Ajax” trebuia înlocuit cu unul lichid, care, pe de o parte, trebuia să protejeze motorul și, pe de altă parte, ar promova o reacție catalitică, care, între timp, ar putea părți ale corpului spre interior. În teorie, răcirea părților exterioare ale aparatului ar putea fi orice. La rândul său, surplusul de căldură trebuia folosit pentru a crește eficiența motorului aeronavei. În același timp, această tehnologie ar face posibilă generarea, datorită reacției, a combustibililor și a tipurilor de hidrogen liber.

În prezent, nu există informații disponibile publicului larg despre continuarea dezvoltării „Ajax”, dar cercetătorii consideră că este foarte promițător introducerea conceptelor sovietice în practică.

Vehicule hipersonice chinezești

China devine un concurent pentru Rusia și Statele Unite pe piața hipersonică. Printre cele mai faimoase evoluții ale inginerilor din RPC se numără avionul WU-14. Este un cadru aerian ghidat hipersonic montat pe o rachetă balistică.

Un ICBM lansează o aeronavă în spațiu, de unde mașina se scufundă brusc în jos, dezvoltând viteza hipersonică. Dispozitivul chinezesc poate fi montat pe diferite ICBM-uri cu o rază de acțiune cuprinsă între 2 și 12 mii km. S-a constatat că în timpul testelor, WU-14 a reușit să atingă viteze de peste 12 mii km / h, devenind astfel cel mai rapid avion hipersonic, potrivit unor analiști.

În același timp, mulți cercetători consideră că dezvoltarea chineză nu este pe deplin legitimă pentru a se referi la clasa de aeronave. Deci, versiunea este larg răspândită, conform căreia dispozitivul ar trebui clasificat exact ca un focos. Mai mult, este foarte eficient. Când zboară cu viteza marcată, nici cele mai moderne sisteme de apărare antirachetă nu vor putea garanta interceptarea țintei corespunzătoare.

Se poate observa că Rusia și Statele Unite sunt implicate și în dezvoltarea vehiculelor hipersonice utilizate în scopuri militare. În același timp, conceptul rus, potrivit căruia se presupune că ar crea mașini de tipul corespunzător, diferă semnificativ, după cum reiese din datele din unele medii, de principiile tehnologice puse în aplicare de americani și chinezi. Deci, dezvoltatorii din Federația Rusă își concentrează eforturile în domeniul creării de aeronave echipate cu un motor ramjet care poate fi lansat de la sol. Rusia intenționează să coopereze în această direcție cu India. Vehiculele hipersonice create în conformitate cu conceptul rusesc, potrivit unor analiști, se caracterizează prin costuri mai mici și un domeniu de aplicare mai larg.

În același timp, aeronava hipersonică a Rusiei, pe care am menționat-o mai sus (Yu-71), presupune, așa cum cred unii analiști, aceeași plasare pe ICBM-uri. Dacă această teză se dovedește a fi adevărată, atunci va fi posibil să spunem că inginerii din Federația Rusă lucrează simultan în două direcții conceptuale populare în construcția de aeronave hipersonice.

rezumat

Deci, probabil cel mai rapid avion hipersonic din lume, dacă vorbim despre avioane, indiferent de clasificarea lor, este în continuare WU-14 chinezesc. Deși trebuie să înțelegeți că informațiile reale despre el, inclusiv cele legate de teste, pot fi clasificate. Acest lucru este în concordanță cu principiile dezvoltatorilor chinezi, care deseori se străduiesc să păstreze secret tehnologiile lor militare cu orice preț. Viteza celui mai rapid avion hipersonic este de peste 12 mii km / h. Dezvoltarea americană X-43A o „recuperează” - mulți experți consideră că este cea mai rapidă. Teoretic, avionul hipersonic X-43A, precum și WU-14 chinezesc, pot ajunge din urmă la dezvoltarea din Orbical Science, proiectată pentru o viteză de peste 12 mii km / h.

Caracteristicile aeronavelor U-71 din Rusia nu sunt încă cunoscute publicului larg. Este foarte posibil ca acestea să fie apropiate de parametrii aeronavei chineze. Inginerii ruși dezvoltă, de asemenea, un avion hipersonic capabil să decoleze nu pe baza unui ICBM, ci pe cont propriu.

Proiectele actuale ale cercetătorilor din Rusia, China și Statele Unite sunt într-un fel sau altul legate de sfera militară. Avioane hipersonice, indiferent de clasificarea lor posibilă, sunt considerați în primul rând ca purtători de arme, cel mai probabil nucleare. Cu toate acestea, în lucrările cercetătorilor din diferite țări ale lumii există teze conform cărora „hipersonul”, precum tehnologiile atomice, ar putea fi pașnic.

Ideea este apariția unor soluții accesibile și fiabile care permit organizarea producției în serie a mașinilor de tipul corespunzător. Utilizarea unor astfel de dispozitive este posibilă în cea mai largă gamă de ramuri ale dezvoltării economice. Cea mai mare cerere de aeronave hipersonice este probabil să se găsească în industriile spațiale și de cercetare.

Pe măsură ce tehnologia de producție a mașinilor corespunzătoare devine mai ieftină, întreprinderile de transport pot începe să manifeste interes pentru investițiile în astfel de proiecte. Corporațiile industriale, furnizorii de diverse servicii pot începe să considere „hipersunetul” ca un instrument de creștere a competitivității afacerilor în ceea ce privește organizarea comunicațiilor internaționale.

La o întâlnire cu angajații Uzinei de aviație din Kazan, președintele rus Vladimir Putin a vorbit din nou despre posibilitatea creării în Rusia a unui avion de pasageri supersonic bazat pe bombardierul strategic Tu-160. În continuare, ministrul industriei și comerțului Denis Manturov a anunțat începerea lucrărilor de cercetare pe această temă. Propunerea de a dezvolta o nouă aeronavă de pasageri supersonică de producție internă este percepută de mulți sceptic, dar dezvoltarea de acest gen în sine nu va deveni o problemă de nerezolvat. În același timp, este puțin probabil ca apariția unei astfel de mașini să poată schimba poziția actuală a industriei aeronautice rusești. Izvestia a dat seama de situație.

Copiii epocii de aur

Înfloritor avion cu jetîn anii 1950-1960, când înregistrările erau rescrise aproape în fiecare an, iar creșterea constantă a caracteristicilor noilor aeronave a fost percepută ca un fenomen natural, a fost momentul primului val de interes pentru avioanele supersonice de pasageri. Dezvoltările corespunzătoare au fost lansate pentru prima dată în Marea Britanie în 1954, câțiva ani mai târziu, producătorii de avioane franceze, sovietice și americane și-au început proiectele. Viitorul părea luminos, iar predicțiile erau cele mai entuziaste. Chiar și Boeing, după ce a pus legendarul B-747 pe linie în 1969, credea că zilele acestei mașini, deși numai create, erau deja numărate, iar viitorul transportului pe distanțe lungi aparținea avioanelor supersonice. Astăzi, după cum știm, modelul B-747 încă zboară, mai mult, rămâne în producție în serie (deși nu la fel de mare ca în anii 1970-80).

Realitatea s-a dovedit a fi mai dură. Doar două proiecte au ajuns la implementare în mașinile zburătoare: franco-britanic combinat (în 1962 la Paris și Londra au convenit asupra dezvoltării comune) și sovietic, în timp ce URSS a negociat și cu Franța dezvoltarea comună, care nu a fost încoronată cu succes. Mașina sovietică - Tu-144 - a zburat prima, decolând pentru prima dată pe 31 decembrie 1968. Concorde a decolat pe 2 martie 1969. Operațiunea Tu-144 ca camion - pentru transportul de articole de poștă urgente - a început la sfârșitul lunii decembrie 1975, la sfârșitul lunii ianuarie 1976, Concorde a intrat în linie, dar imediat ca pasager. Tu-144 a fost încredințat transportul de pasageri puțin mai târziu: din noiembrie 1977.

Soarta a două avioane de aceeași vârstă, foarte asemănătoare ca aspect, s-a dezvoltat în moduri diferite. Tu-144 a fost scos de pe liniile de pasageri la doar șapte luni după începerea lucrărilor, în iunie 1978. Motivul a fost dezastrul unui prototip al modelului Tu-144D îmbunătățit, dar motivul a fost nerentabilitatea aeronavei și absența unei nevoi practice pentru o mașină de călători cu o viteză de zbor mai mare de 2 mii km / h. Ulterior, Tu-144 a fost încă folosit pentru diferite transporturi speciale și sarcini experimentale, dar nu a revenit niciodată la linie.

Concorde a funcționat mult mai mult, părăsind liniile în noiembrie 2003, dar amploarea utilizării sale s-a dovedit a fi departe de așteptări: doar 9 avioane au fost vândute și chiar și atunci erau „acasă” pentru British Airways (cinci avioane ) și Air France (patru) ... Ambele companii și-au extins ulterior flota la șapte avioane fiecare, primind restul în condiții extrem de concesionale.

Au existat mai multe motive. În primul rând, apariția la începutul anilor 1960-1970 a unor avioane capace și, în același timp, destul de economice, atât pe distanțe medii, cât și pe distanțe lungi, a extins dramatic piața transportului aerian, care anterior fusese considerată lotul exclusiv al oamenilor bogați. Modelul câștigurilor companiei aeriene a trecut de la durate de zbor mai scurte la extinderea pieței prin scăderea prețurilor biletelor, permițând din ce în ce mai multor segmente ale populației să ajungă la călătoriile cu avionul.

O lovitură suplimentară pentru planurile de vânzări ale Concorde a fost lovită de criza petrolului din 1973, după care economia noii generații de avioane a devenit principalul lor avantaj competitiv. Drept urmare, Concorde a rămas o mașină foarte îngustă, care, din cauza costului prohibitiv al biletelor, ar putea fi folosită de puțini. Deci, în 1979-1980, un zbor de la Londra la Washington și înapoi ar fi costat 2350 de dolari, adică mai mult de 8 mii de dolari de astăzi, dacă recalculăm inflația timp de patruzeci de ani. A fost cam dublu față de prețul unui zbor de primă clasă pe avioanele regulate. Dar chiar și astfel de prețuri nu ar putea face rentabila mașina: dacă British Airways, cu traficul său mai intens în Statele Unite, obținea încă profit, atunci la Air France, Concordele se aflau mereu în pragul pierderii.

Cei mai întreprinzători la acea vreme erau americanii: după ce și-au început proiectul de autoturism supersonic puțin mai târziu decât dezvoltatorii anglo-francezi și sovietici, nu și-au luat niciodată avionul în aer, oprind dezvoltarea Boeing 2707 în 1971.

Speranța nouă

Despre dezvoltarea avioanelor supersonice de pasageri s-a vorbit din nou în anii '90. Biroul de proiectare Tupolev a prezentat în mod constant proiectele Tu-244 („upgrade” Tu-144D), Tu-344 (avion de afaceri supersonic bazat pe bombardierul Tu-22M3), Tu-444 (proiect de avion de afaceri îmbunătățit). În același timp, Sukhoi Design Bureau și-a demonstrat proiectul SSBJ.

Cu toate acestea, toate aceste proiecte au doi factori în comun. Niciunul dintre ei nu a intrat în niciun fel de dezvoltare detaliată și toate au fost oferite de industria rusă, care traversa o criză acută în anii 1990, în absența cererii pentru mașinile de serie disponibile.

Rezultatul a fost destul de previzibil: niciunul dintre aceste proiecte nu a avut loc. În Occident, la acea vreme, ei nu se gândeau prea mult la linii supersonice: duopolul Boeing și Airbus care s-a dezvoltat în anii 1990, care a lansat o linie completă de aeronave pentru zboruri pe distanțe medii și lungi, se potrivea tuturor, fără a necesita investiții într-un proiect fundamental nou.

În plus, în anii 2000, ultimul factor important care a făcut Concordele cu adevărat necesare a dispărut: dezvoltarea tehnologiilor de videoconferință și a comunicațiilor în general a redus drastic numărul de întâlniri de afaceri importante care necesitau prezența fizică a interlocutorilor. Problemele cu adevărat urgente ar putea fi discutate acum de la distanță fără a pierde calitatea comunicării; pentru orice altceva, viteza avioanelor obișnuite și a avioanelor de afaceri era suficientă.

În acel moment, industria aeriană rusă rezolva o problemă mult mai urgentă de supraviețuire proprie și a rezolvat-o în primul rând prin aprovizionare militară - atât pentru propria forță aeriană (care a reluat achizițiile în a doua jumătate a anilor 2000), cât și pentru export. Producția de avioane comerciale este limitată în prezent de singurul avion de serie „Sukhoi Superjet”, deși există speranța că MS-21 supus testelor va găsi cerere și chiar la o scară mai mare decât „Superjet”.

Ce sarcină în aceste condiții poate rezolva construcția unui nou avion de zbor supersonic în Rusia?

Cu siguranță, o astfel de aeronavă poate fi creată, mai ales dacă vorbim despre dezvoltarea pe baza bombardierului Tu-160, a cărui producție în serie este reluată acum.

Cu toate acestea, odată cu dezvoltarea aeronavei, problemele vor începe doar. Factorii care au făcut ca Concorde să nu fie rentabil la vremea lor nu au dispărut. În plus, problema cheie a industriei aeronautice civile rusești nu constă atât în ​​dezvoltarea aeronavei în sine, cât în ​​calitatea vânzărilor și a serviciilor ulterioare. Progresul în aceste tehnologii, aparent dezvoltări de servicii și inginerie este secundar în comparație cu „metalul nobil”, care face ca Airbus și Boeing să fie atât de puternici astăzi. Pentru a crea o rețea cu adevărat dezvoltată de vânzări, leasing, întreținere și reparații este o sarcină nu mai puțin dificilă decât dezvoltarea unei aeronave ca atare și în condițiile unei penurii acute de experiență relevantă în conducerea aviației interne, este posibil ca chiar mai mult.

În aceste condiții, este evident că un avion de zbor supersonic ipotetic bazat pe Tu-160 nu este destinat să cucerească piața mondială. transportul de pasageri... Plafonul său este un jet de afaceri extrem de scump. Dar există încă un sens practic în acest proiect. Dacă se creează o astfel de aeronavă, iar statul îi convinge pe căpitanii afacerii interne că au nevoie de ea, atunci producția în serie a acesteia poate face construirea de bombardiere pentru forțele armate, ținând seama de creșterea numărului de serie de unități și sisteme , puțin mai puțin ruinant pentru buget.

În cele din urmă, de la linii civile, se obțin zboruri speciale militare excelente. Dar avioanele de recunoaștere supersonice și avioanele de război electronic ar putea fi deja necesare de către armata rusă - pe lângă un bombardier curat.

Viteza unei unde sonore nu este constantă, chiar dacă mediul de propagare a sunetului luat în considerare este aerul. Viteza sunetului la o temperatură fixă ​​a aerului și presiunea atmosferică se modifică odată cu creșterea altitudinii.

Pe măsură ce altitudinea crește, viteza sunetului scade. Punctul de referință de referință pentru valoare este nivelul mării zero. Deci, viteza cu care unda sonoră se răspândește de-a lungul suprafeței apei este de 340,29 m / s, cu condiția ca temperatura ambiantă să fie de 15 0 С și presiunea atmosferică să fie de 760 mm. Hg Deci, avioanele care zboară cu o viteză mai mare decât viteza sunetului sunt numite supersonice.

Mai întâi atinge viteza supersonică

Avioanele supersonice sunt numite avioane pe baza capacității lor fizice de a se deplasa cu o viteză mai mare decât undele sonore. În kilometrii noștri obișnuiți pe oră, această cifră este de aproximativ 1200 km / h.

Chiar și aeronavele din cel de-al doilea război mondial cu motoare cu combustie internă și elice cu piston care creează un flux de aer în timpul scufundărilor au atins deja viteza de 1000 km / h. Este adevărat, conform poveștilor piloților, în aceste momente avionul a început să tremure teribil din cauza vibrațiilor puternice. Senzația a fost că aripile ar putea pur și simplu să se desprindă de pe fuselajul aeronavei.

Ulterior, la crearea aeronavelor supersonice, inginerii de proiectare au luat în considerare efectul curenților de aer asupra proiectării aeronavelor la atingerea vitezei sunetului.

Depășirea barierei supersonice cu avionul

Când avionul se deplasează printre masele de aer, acesta tăie literalmente aerul în toate direcțiile, creând un efect de zgomot și undele de presiune ale aerului divergând în toate direcțiile. Când avionul atinge viteza sunetului, apare un moment în care unda sonoră nu este capabilă să depășească avionul. Din această cauză, o undă de șoc apare în fața părții frontale a aeronavei sub forma unei bariere aeriene dense.

Stratul de aer format în fața aeronavei în momentul în care aeronava atinge viteza sunetului creează o creștere bruscă a rezistenței, care este sursa modificărilor caracteristicilor de stabilitate ale aeronavei.

Când un avion zboară, undele sonore se deplasează din acesta în toate direcțiile cu viteza sunetului. Când avionul atinge o viteză de M = 1, adică viteza sunetului, undele sonore se acumulează în fața sa și formează un strat de aer compactat. La viteze peste viteza sunetului, aceste unde formează o undă de șoc care ajunge la sol. Unda de șoc este percepută ca un șoc sonor, perceput acustic de urechea umană de dedesubt pe suprafața pământului ca o explozie plictisitoare.

Acest efect poate fi observat în mod constant în timpul exercițiilor de aeronave supersonice de către civili în zona de zbor.

Un alt fenomen fizic interesant în timpul zborului aeronavelor supersonice este avansul vizual al aeronavelor cu propriul lor sunet. Sunetul este observat cu o oarecare întârziere în spatele cozii aeronavei.

Numărul Mach în aviație

Teoria cu un proces experimental confirmator al formării undelor de șoc a fost demonstrată cu mult înainte de primul zbor al unei aeronave supersonice de către fizicianul austriac Ernst Mach (1838 - 1916). Valoarea care exprimă raportul dintre viteza unei aeronave și viteza unei unde sonore este numită astăzi în onoarea omului de știință - Mach.

După cum am menționat deja în partea de apă, viteza sunetului în aer este influențată de condiții meteorologice precum presiunea, umiditatea și temperatura aerului. Temperatura, în funcție de altitudinea de zbor a aeronavei, variază de la +50 pe suprafețele Pământului până la -50 în stratosferă. Prin urmare, la diferite altitudini, trebuie luate în considerare condițiile meteorologice locale pentru a atinge viteze supersonice.

Pentru comparație, peste marca zero a nivelului mării, viteza sunetului este de 1240 km / h, în timp ce la o altitudine de peste 13 mii km. această viteză scade la 1060 km / h.

Dacă luăm raportul dintre viteza avionului și viteza sunetului ca M, atunci cu o valoare M> 1, acesta va fi întotdeauna supersonic.

Avioanele subsonice au o valoare de M = 0,8. O furcă de valori Mach între 0,8 și 1,2 setează viteza transonică. Dar aeronavele hipersonice au un număr Mach mai mult de 5. Printre bine-cunoscutele avioane militare rusești supersonice, se poate distinge SU-27, un luptător interceptor, și Tu-22M, un bombardier purtător de rachete. Dintre cele americane este cunoscut SR-71 - un avion de recunoaștere. Primul avion supersonic din serie a fost luptătorul american F-100 în 1953.

Un model de navetă spațială în timpul testelor într-un tunel de vânt supersonic. O tehnică specială de fotografie a umbrelor a făcut posibilă surprinderea unde apar undele de șoc.

Primul avion supersonic

Timp de 30 de ani, din 1940 până în 1970, viteza aeronavelor a crescut de mai multe ori. Primul zbor cu viteză transonic a fost efectuat pe 14 octombrie 1947 pe un avion american Bell XS-1 din statul California, peste o bază aeriană.

Avionul Bell XS-1 a fost pilotat de căpitanul forțelor aeriene americane Chuck Yige. El a reușit să accelereze dispozitivul la o viteză de 1066 km / h. În cursul acestui test, a fost obținută o reducere semnificativă a datelor pentru un impuls suplimentar în dezvoltarea aeronavelor supersonice.

Proiectare aripă a aeronavelor supersonice

Ridicarea și tracțiunea cresc cu viteza, astfel încât aripile devin mai mici, mai subțiri și măturate în spate, pentru îmbunătățirea raționalizării.

La aeronavele adaptate pentru zboruri supersonice, aripile, spre deosebire de aeronavele subsonice convenționale, s-au extins la un unghi acut înapoi, asemănător cu o vârf de săgeată. Extern, aripile au format un triunghi într-un singur plan cu vârful său unghiular acut în partea din față a aeronavei. Geometria triunghiulară a aripii a făcut posibilă controlul previzibil al aeronavei în momentul traversării barierei sonore și, ca urmare, evitarea vibrațiilor.

Există modele care au folosit aripi cu geometrie variabilă. În momentul decolării și aterizării, unghiul aripii în raport cu aeronava era de 90 de grade, adică era perpendicular. Acest lucru este necesar pentru a crea o ridicare maximă în momentul decolării și aterizării, adică în momentul în care viteza scade și ridicarea într-un unghi acut cu geometrie neschimbată atinge minimul critic. Odată cu creșterea vitezei, geometria aripii se schimbă la unghiul acut maxim la baza triunghiului.

Deținătorii de recorduri de aeronave

În cursa pentru viteze record pe cer, aeronava Bell-X15, la bordul căreia era echipat un motor rachetă, a atins o viteză record de 6,72 sau 7200 km / h în 1967. Acest record nu a putut fi doborât după mult timp.

Și abia în 2004, vehiculul aerian hipersonic fără pilot NASA X-43, care a fost dezvoltat pentru zbor la viteză hipersonică, a reușit să accelereze la un record de 11.850 km / h ca parte a celui de-al treilea zbor.

Primele două zboruri s-au încheiat fără succes. Până în prezent, aceasta este cea mai mare cifră pentru viteza unei aeronave.

Testele auto supersonice

Acest vehicul cu jet supersonic Thrust SSC este alimentat de 2 motoare de aeronave. În 1997, a devenit primul teren vehicul spargerea barierei sonore. Ca și în cazul zborului supersonic, o undă de șoc este generată în fața vehiculului.

Abordarea mașinii este silențioasă, deoarece tot zgomotul generat este concentrat în unda de șoc care o urmează.

Avioane supersonice în aviația civilă

În ceea ce privește aeronavele supersonice civile, există doar 2 avioane de producție cunoscute pentru performanță zboruri regulate: TU-144 sovietic și Concorde francez. TU-144 și-a făcut debutul în 1968. Aceste dispozitive au fost proiectate pentru zboruri transatlantice pe distanțe lungi. Timpii de zbor au fost reduși semnificativ în comparație cu vehiculele subsonice prin creșterea altitudinii de zbor la 18 km, unde aeronava a folosit un coridor de aer descărcat și a trecut de încărcătura norilor.

Primul avion civil supersonic al URSS, TU-144, și-a finalizat zborurile în 1978 din cauza nerealizării lor. Ultimul punct din decizia de a refuza să opereze pe zboruri regulate a fost făcut din cauza dezastrului prototipului TU-144D în timpul testării sale. Deși este demn de remarcat faptul că, în afara aviației civile, aeronava Tu-144 a continuat să fie operată pentru livrarea urgentă de poștă și marfă de la Moscova la Khabarovsk până în 1991.

Între timp, în ciuda biletelor scumpe, avionul supersonic francez Concorde a continuat să ofere servicii de zbor clienților săi europeni până în 2003. Dar, în cele din urmă, în ciuda stratului social mai bogat al rezidenților europeni, problema neprofitabilității era încă inevitabilă.

M = 1,2-5).

Istorie

Anii 60-70 ai secolului XX au fost marcate de dezvoltarea rapidă a aviației supersonice. Principalele probleme de stabilitate și controlabilitate ale aeronavelor, eficiența aerodinamică a acestora au fost rezolvate. Viteza ridicată a zborului a făcut posibilă creșterea plafonului peste 20 km, ceea ce era relevant pentru avioanele de recunoaștere și bombardiere (la acea vreme, înainte de apariția sistemelor de rachete antiaeriene capabile să lovească ținte la altitudini mari, principiul principal al folosirea bombardierelor a fost să zboare către țintă la cea mai mare înălțime și viteză posibilă). În acești ani, au fost construite și puse în producție în masă avioane supersonice pentru diverse scopuri: avioane de luptă (tactice și interceptoare), bombardiere, bombardiere, avioane de recunoaștere (primul interceptor supersonic pentru toate vremile - Convair F-102 Delta Dagger; primul bombardier supersonic cu rază lungă de acțiune - Convair B -58 Hustler).

În zilele noastre apar noi aeronave, inclusiv cele realizate folosind tehnologia Stealth.

Scheme comparative ale Tu-144 și „Concorde”

Avioane supersonice de pasageri

Există doar două aeronave supersonice de pasageri produse în serie care au efectuat zboruri regulate: avionul sovietic Tu-144, care a efectuat primul zbor la 31 decembrie 1968 și a funcționat între 1975 și 1978 și a finalizat primul său zbor Anglo două luni mai târziu, la 2 martie 1969. -Franceză „Concorde”, care a efectuat zboruri transatlantice din 1976 până în 2003. Funcționarea lor a făcut posibilă nu numai reducerea semnificativă a timpului de zbor pe zborurile pe distanțe lungi, ci și utilizarea spațiului aerian descărcat la altitudini mari (~ 18 km), în timp ce spațiul aerian principal utilizat de linie (altitudini de 9-12 km) a fost deja puternic în acei ani.încărcat. De asemenea, aeronavele supersonice au zburat pe rute îndreptate (în afara căilor respiratorii).

În ciuda eșecului de a implementa alte câteva proiecte anterioare și existente de avioane supersonice și transonice pentru pasageri (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Tu-244, Tu-344, Tu-444, SSBJ etc.) și retragerea din funcționarea aeronavei celor două proiecte implementate au fost dezvoltate mai devreme și există proiecte moderne de avioane de pasageri hipersonice (inclusiv suborbitale) (de exemplu, ZEHST, SpaceLiner) și de transport militar (aterizare) avioane cu răspuns rapid. Avionul de afaceri Aerion AS2 în curs de dezvoltare a fost comandat ferm în noiembrie 2015 pentru 20 de unități cu un cost total de 2,4 miliarde de dolari, livrările începând cu 2023.

Probleme teoretice

Zborul la viteza supersonică, spre deosebire de subsonic, se desfășoară în condiții de aerodinamică diferită, deoarece atunci când aeronava atinge viteza sunetului, aerodinamica fluxului se schimbă calitativ, ceea ce crește brusc rezistența aerodinamică și încălzirea cinetică a structurii crește din fricțiunea fluxului de aer intrat la viteză mare., focalizarea aerodinamică se schimbă, ceea ce duce la pierderea stabilității și controlabilității aeronavei. În plus, un astfel de fenomen, necunoscut înainte de crearea primei aeronave supersonice, s-a manifestat ca „trage de undă”.

Prin urmare, realizarea vitezei sunetului și a zborului stabil eficient la viteze apropiate și supersonice au fost imposibile din cauza unei creșteri simple a puterii motorului - au fost necesare noi soluții de proiectare. Ca urmare, aspectul aeronavei s-a schimbat: au apărut linii drepte caracteristice, colțuri ascuțite, spre deosebire de formele „netede” ale aeronavelor subsonice.

Trebuie remarcat faptul că problema creării unei aeronave supersonice eficiente nu poate fi considerată rezolvată până acum. Creatorii trebuie să facă compromisuri între cerința de a crește viteza și de a menține caracteristici acceptabile de decolare și aterizare. Astfel, cucerirea de noi frontiere în ceea ce privește viteza și altitudinea de către aviație este asociată nu numai cu utilizarea unui sistem de propulsie mai avansat sau fundamental nou și cu un nou aspect structural al aeronavelor, ci și cu modificări ale geometriei acestora în zbor. Astfel de schimbări, în timp ce îmbunătățesc caracteristicile aeronavei la viteze mari, nu ar trebui să le degradeze calitatea la viteze mici și invers. Recent, creatorii refuză să reducă aria aripii și grosimea relativă a profilurilor lor, precum și să mărească unghiul de măturare a aripilor în aeronave cu geometrie variabilă, revenind la aripile de măturare mică și grosime relativă mare, dacă sunt valori satisfăcătoare. a vitezei maxime și a plafonului practic au fost deja realizate. Într-un astfel de caz, se consideră important ca aeronava supersonică să aibă performanțe bune de zbor la viteze mici și rezistență redusă la viteze mari, în special la altitudini mici.