Авиациялық көлік өндірісіндегі барлық мамандардың ең маңызды міндеттерінің бірі - дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын жасау. Қолданыстағы дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын талдау экономикалық тиімді және экологиялық стандарттарға сәйкес келетін түбегейлі жаңаларын жасауға мүмкіндік берді. Әмбебап дыбыстан жоғары жолаушылар ұшағын жасауға бағытталған бірқатар өнертабыстарды қарастырайық, оларды дыбыстан жоғары жылдамдықпен заманауи әуе дәліздерінен тыс ұшу биіктігінде пайдалануға болады.

Корабеф Иоганн мен Прамполини Марко жасаған дыбыстан жоғары ұшақ Конкорд және Туполев ТУ-144 ұшақтарының өнімділігін жақсартты. Атап айтқанда, дыбыстық кедергіні бұзумен бірге жүретін шу деңгейін төмендету.

Бұл өнертабыста алдыңғы бөлік немесе мұрын CN, ортаңғы секция немесе жолаушылар кабинасы P және артқы бөліктен құралған фюзеляж (1-сурет) бар. Әуе кемесінің фюзеляжының тұрақты көлденең қимасы бар, ол жолаушылар салонынан бастап ұшақтың артқы жағына қарай біртіндеп кеңейіп, тарылады.

Сурет 1. Жоғары жылдамдықтағы ұшақтың бойлық қимасы

Фюзеляждың артқы бөлігінде R01 сұйық оттегі бар бір немесе бірнеше цистерналар және зымыран қозғалтқышын қуаттандыруға арналған Rv сұйық немесе тұнба күйіндегі сутегі бар цистерна бар.

Ұшақта (2-сурет) көрсетілгендей дельта готикалық қанаты бар, оның тамыры алдыңғы фюзеляждың ұзаруы басталатын деңгейден басталады. Дельта қанаты фюзеляждың екі жағында екі қақпақпен жабдықталған.

Сурет 2. Жоғары жылдамдықтағы ұшақтың перспективалық көрінісі

Кішкентай қанат a1,a2 цилиндрлік бөліктің көмегімен үшбұрыш қанатының артқы жиегінің әрбір сыртқы ұшына бекітілген. Бұл өнертабыс (Cурет 3) суретте көрсетілген.

Сурет 3. Перспективада шағын қанат

Жылжымалы шағын қанат цилиндрлік бөліктің екі жағында орналасқан екі трапеция тәрізді элементтерден тұрады. Ось фюзеляж осіне параллель болатын цилиндрлік бөлікті ұшақтың жылдамдығына байланысты шағын қанат орнату үшін өз осінің айналасында айналдыруға болады. Кішкентай қанаттардың орналасуы 1Mach-тен төмен жылдамдықта көлденең және 1Mach-тен жоғары жылдамдықта тік болады. Кішкентай қанаттың позицияларын өзгерту ауырлық центрін және кез келген әуе кемесінің жылдамдығында күш қолдану орталығын біріктіру мәселесін шешу үшін қажет.

Әуе кемесі қозғалтқыш жүйесімен жабдықталған (1-сурет). Бұл жүйеде екі турбореактивті қозғалтқыш TB1(TB2), екі ramjet қозғалтқышы ST1(ST2) және зымыран қозғалтқышы Mf.

Екі турбореактивті қозғалтқыш TB1(TB2) жолаушылар салоны Р мен артқы фюзеляж бөлігі арасындағы өтпелі аймақта орналасқан. Турбореактивті қозғалтқыштар ұшақтың қозғалыс және ұшып көтерілу кезеңдеріне арналған. Трансоникалық ұшу аймағына кірер алдында турбореактивті қозғалтқыштар өшіріліп, фюзеляж ішіне тартылады. Әуе кемесінің қону фазасы басталып, ұшақ жылдамдығы 1-мачтан төмен түссе, турбореактивті қозғалтқыштар босатылып, тұтанады. Бұл шешім стандартты турбореактивті қозғалтқыштармен салыстырғанда турбореактивті қозғалтқыштардың көлемі мен салмағын айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді.

Ұшу сатысында ұшақ тек TB1(TB2) турбореактивті қозғалтқыштары есебінен ғана емес, сонымен қатар зымыран қозғалтқышының арқасында да қозғалады. Зымыран қозғалтқышы (4-сурет) бірқалыпты өзгеретін бір қозғалтқыш болуы мүмкін, немесе негізгі қозғалтқыштың Mp комбинациясы бірнеше қосымша қозғалтқыштары бар Ma1, Ma2 бөлек тартылуы.

Сурет 4. Зымыран қозғалтқышының артқы көрінісі

Фюзеляждың артқы жағында орналасқан зымыран қозғалтқышы (5-сурет) көрсетілгендей, ұшақтың артқы люкінің P көмегімен фюзеляжда ашылуы және жабылуы мүмкін.

Сурет 5. Жоғары жылдамдықтағы ұшақтың артқы көрінісі

Ұшу кезінде люк толығымен ашық, бірақ ұшақ жоғары биіктікте болғаннан кейін зымыран қозғалтқышы өшіріліп, люк жабылады, бұл фюзеляжға ыңғайлы пішін береді. Крейсерлік жылдамдықпен ұшу фазасы басталады.

Крейсерлік жылдамдықтағы ұшу кезеңі ST1 (ST2) ramjet қозғалтқыштарын қосу және Mf зымыран қозғалтқышын өшіру кезінде орын алады. Екі ramjet қозғалтқышы ұшақтың бойлық осіне қатысты симметриялы түрде орналастырылған және круиздік жылдамдықты жасауға арналған. Ramjet қозғалтқыштары бекітілген геометрияға ие, бұл олардың салмағын азайтады және дизайнын жеңілдетеді. Раджет қозғалтқыштарының тарту күші ұшу кезінде сутегі ағынының жылдамдығын өзгерту арқылы модуляцияланады.

Осы өнертабысқа сәйкес ұшақ жиырмаға жуық жолаушыны тасымалдай алады. Ұшақтың ұшу биіктігі 30 000 м-ден 35 000 м-ге дейін ауытқиды және 4 Mach-тан 4,5 Mach-қа дейінгі жылдамдыққа жете алады.

Канард аэродинамикалық конфигурациясын қолдану арқылы жүзеге асырылуы ұсынылатын дыбыстан жоғары жолаушылар ұшағы ерекше қызығушылық тудырады. Мәлімделген техникалық шешімге сәйкес әуе кемесінің құрамында (6-сурет) көрсетілгендей фюзеляж бар, ол ағынды 2 пайдалана отырып 1 қанатқа қосылған. Жолаушылар салоны фюзеляждың орталық бөлігінде орналасқан. Көлденең қимада фюзеляждың мұрын және орталық бөліктері дөңгелек пішінді. Артқы фюзеляжда ойық бар.

Сурет 6. Әуе кемесінің жалпы көрінісі

Әуе кемесі қозғалтқыштың 3 ұяшығында орналасқан қозғалтқыштармен жабдықталған, олар екі ауа сорғышы 4 бар «пакетке» біріктірілген. Бұл «пакет» артқы фюзеляждағы ойықтың артына орнатылады, бұл кеменің кедергісін азайтады және бір қозғалтқыш істен шыққан жағдайда теңгерімді жақсартады.

Артқы фюзеляжды тереңдету ауа сорғыштарына берілетін дыбыстан жоғары ағынның біркелкі еместігін азайтуға бағытталған. Бұл техникалық шешім бірінші платформамен 6 және жұп екінші платформалармен 7 шектелген (сурет 7).

Сурет 7. Артқы фюзеляждың жоғарғы көрінісі

Тегіс жасалған бірінші платформа 6 фюзеляждың қиғаш кесіндісін құрайды. Платформаның мәні 2-ден 10 градусқа дейінгі диапазонда жататын өткір бұрышпен ыдыстың ауа сорғышына ауа беру бағытына бағдарлануы мүмкін. Бірінші платформа фюзеляж қабығына тегіс ауысусыз бұрышпен қосылады, бұл платформаның терімен түйіскен жерінде түйісудің өткір жиектері бойымен құйынды ағынды құрайтын өткір жиектің 9 болуын қамтамасыз етеді. Құйынды дыбыстан жоғары ағын платформалар бойымен ағынды жылжыту нәтижесінде пайда болатын өсіп келе жатқан шекаралық қабаттың платформалардың шеткі аймақтарынан жойылып, фюзеляждың бүйірлеріне ағып кетуін қамтамасыз етеді.

Тегіс жасалған екінші платформалар 7 ауа сорғыштары 4 және бірінші платформа 6 арасында орналасқан. Олар бір-біріне бұрышта орналасқан, оны 150 градустан артық таңдаған жөн. Аэродинамикалық кедергінің артуына жол бермеу үшін ауа сорғышқа ауа беру бағыты мен екінші платформалардың 10 қосылу шеті арасындағы бұрыш 20 градустан аспауы керек.

Екінші учаскелердің болуы қарқынды құйынның пайда болуына байланысты ұшақтың симметрия жазықтығына жақын аймақтардан шекаралық қабатты алып тастауға мүмкіндік береді. Екінші платформалар арасына фин орналасқан аймақта қарқынды құйынды ағын қалыптасады. Әуе кемесінің симметрия жазықтығына жақын аумақтардан шекаралық қабатты алып тастау ауа сорғыштарына кірер алдында шекаралық қабаттың қалыңдығын азайтуға мүмкіндік береді.

Айта кету керек, шекаралық қабат екінші платформалардың осы кесіндіден асып кетуіне байланысты ауа қабылдауды кесу алдында дереу жойылады. Бұл шешім суретте көрсетілген (8-сурет).

Сурет 8. Екінші жазық платформалардың бірінің ауа сорғыштың кесіндісінен асып түсетін нүктесіндегі көрінісі.

Валерий Николаевич Сиротиннің патентінің басқаларынан айырмашылығы – ол апатты құтқару модульдері бар алға қарай иілген қанаты бар жолаушыларға арналған дыбыстан жоғары ұшақты ұсынады (9-суретте көрсетілген).

Әуе кемесі патентке сәйкес фюзеляж 1 бар, оның тұмсығында кабина 11. Ортаңғы бөлігінде жылу оқшауланған қабырғалардың арқасында фюзеляждың сыртқы контурын құрайтын құтқару модульдері 2 орналасқан. Сондай-ақ, дыбыстан жылдам ұшу аппаратында фюзеляж осіне қатысты айналуға арналған сол және оң қанаттар 3 бар. Өнертабыстың электр станциясына төрт көтергіш-қозғалтқыш турбореактивті қозғалтқыштар 9 кіреді.

Сурет 9. Оң және сол қанаттарын фюзеляжды ұстау тұтқаларына бұрғанға дейінгі ұшақтың үстіңгі көрінісі.

Айта кетейік, ұшақта тік 6 және көлденең 7 тұрақтандырғыш бар. Алдыңғы көлденең құйрық 8, арнайы қозғалтқыштардың көмегімен фюзеляждың көлденең осіне қатысты айналу мүмкіндігімен орнатылады.

Оң және сол қанат 3 фюзеляждың көлденең осіне қатысты айналу мүмкіндігімен бекітілген.Оң және сол қанаттардың орналасуы дыбыстан жоғары жылдамдықпен бекітілгенін қамтамасыз ету үшін төменгі бөлігінде ұстағыштар бар. фюзеляж. Қанаттарды айналдыру үшін арнайы қозғалтқыштар қарастырылған. Қанаттардың айналу мөлшері фюзеляждың көлденең осіне қатысты 53 градусты құрайды. Бұл мән ағынның бөлінуі қанаттардың ұштарынан тамырға қарай басталатын аймақтың ығысуын қамтамасыз етеді.

(10-сурет) ұшып көтерілу кезінде механизмдердің қозғалтқыштары 15 фюзеляж бағыты бойынша оң және сол қанаттарды 53 градус бұрышпен қалай бұратынын және алдыңғы көлденең құйрықты 85 градус бұрышпен қалай бұратыны көрсетілген. Бұл алға қарай бағытталған аэродинамикалық дизайн ұшақтың көтерілуіне мүмкіндік береді.

Сурет 10. Қанаттың айналу механизмі диаграммасының жоғарғы көрінісі

Жоғары дыбыстық жылдамдыққа жеткенде, механизм қозғалтқыштары қанаттарды фюзеляж осіне қарай ішке қарай бұрады, онда олар тіректермен бекітіледі. Алдыңғы көлденең құйрық те айналады. Осы әрекеттердің арқасында ұшақ өзінің аэродинамикалық конфигурациясын өзгертеді (11-сурет), бұл дыбыстан жоғары жылдамдықты дамытуға мүмкіндік береді.

Сурет 11. Оң және сол қанаттарын фюзеляжды ұстау тұтқаларына қарай бұрғаннан кейін ұшақтың үстіңгі көрінісі.

Төтенше жағдайда кеме авариялық-құтқару модульдерімен жабдықталған (12-сурет). Әрбір модуль ұшқыштардың пәрменімен іске қосылатын лақтыру қондырғыларымен 21, парашютпен 22, қону құрылғысы 23 және автономды электрмен жабдықтау жүйесімен жабдықталған.

Сурет 12. Тұруға жарамды модульдің түсуі

№ 2391254 патент авторлары бізге «GO with tailless» аэродинамикалық конструкциясы бойынша жасалған дыбыстан жоғары кемені ұсынады. Патентке сәйкес, (13-сурет) көрсетілгендей, әуе кемесі фюзеляжды 1 қамтиды, оның алдыңғы бөлігінде кабина мен жолаушылар бөлімі 8. Фюзеляждың тұмсығы тегістелгеніне ерекше назар аудару керек. 7. Тік жазықтықта радиусы 0, 1...5 мм, ал көлденеңінен 300...1500 мм орындалады.

Сурет 13. Әуе кемесінің жалпы көрінісі

Минималды дыбыстық бумға дөңгелекке жақын көлденең қиманың фюзеляждың алдыңғы бөлігінің радиусы ұлғаюымен қол жеткізіледі.

Осы патентке сәйкес, бойлық басқарудың жоғары тиімділігін қамтамасыз ету және дыбыстан жоғары жылдамдықта қолайлы қадам жасау сәтін жасау үшін фюзеляждың төменгі артқы бөлігі көлденең бағытта тегіс бетке тегіс айналады. Фюзеляждың төменгі құйрық бөлігі элеватормен аяқталады.

Ағынның минималды бұзылуын және толқын кедергісін қамтамасыз ету үшін авторлар қанат пен фюзеляж 14 түйіскен жерінде сыпырылған қанаттың түбір бөлігінде 78...84 ретті үлкен сыпыру бұрышын жасауды ұсынады. Ал алдыңғы жиектің 9 профилі 5...40 мм қисықтық радиусымен, қанаттың көлемін және максималды рұқсат етілген шабуыл бұрышының мәнін арттыру үшін жасалуы керек.

Фюзеляждың бүйірлерінде қанат түбірінің үстіңгі бетінен жоғары орналасқан қозғалтқыштардың 4 ауа сорғыштарына ерекше назар аудару керек, бұл олардың дыбыс бумының шамасына кері әсерін азайтады. Ауа қабылдағыштардың алдында ағын бәсеңдетілгендіктен, шекаралық қабат ауа сорғыштарының алдындағы жазықтықтарда және олардың өздерінде жасалған перфорацияланған секциялар 16 ((14-сурет) көрсетілген) арқылы жойылады.

14-сурет. Ауа қабылдағыштардың алдындағы қанаттың (фюзеляждың) сығу схемасы және шекаралық қабаттың айналып өту схемасы.

Бұл шекаралық қабат су төгетін арна 17 арқылы фюзеляж мен қанаттың үстіңгі бетіне ағызылады. Бірақ әртүрлі режимдерде ауаның қажетті мөлшерін беру үшін дыбыстан жоғары ауа қабылдағыштарында шекаралық қабаттың су төгетін арнасынан бақыланатын ауаны айналып өту 18 механизмі бар. ауа сорғыштарынан қозғалтқышқа дейінгі ауа құбырының арнасына 19.

Жүзеге асырылды берілген уақытдыбыстан жоғары ұшақтар қандай да бір себептермен пайдаланудан алынып тасталды. Осы мақалада ұсынылған өнертабыстар дыбыстан жоғары жылдамдықты жасауға бағытталған ұшақ, жоғары ұшу сипаттамалары мен қоршаған ортаны қорғау көрсеткіштері.

Мұндай құрылғыларды жасаудың негізгі техникалық міндеттері:

Кеменің аэродинамикалық кедергісін азайту;

Дыбыс кедергісін бұзумен бірге жүретін шу деңгейін төмендету;

Атмосфераға зиянды заттардың шығарындыларының азаюы, бұл ауа сорғыштарының сипаттамаларын жақсарту арқылы отын шығынын азайту арқылы қол жеткізіледі.

Көптеген патенттелген дыбыстан жоғары ұшақтардың ұшу биіктігі кәдімгі әуе лайнеріне қарағанда жоғары. Бұл артықшылық ұшақты барлық дерлік ауа-райында пайдалануға мүмкіндік береді, өйткені ұшу қалыпты пилоттық басқаруға әсер ететін метеорологиялық құбылыстар жоқ биіктікте жүзеге асырылады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Бабулин А.А., Власов С.А., Субботин В.В., Титов В.Н., Тюрин С.В. Пат. № 2517629 (РФ). IPC B 64 D 33/02, B 64 D 27/20, B 64 C 30/00. Ұшақ.
2. Бахтин Е.Ю., Житенев В.К., Кажан А.В., Кажан В.Г., Миронов А.К., Поляков А.В., Ремеев Н.Х. Пат. № 2391254 (РФ). IPC B 64 D 33/02, B 64 D 27/16, B 64 C 3/10, B 64 C 1/38, B 64 C30. Дыбыстан жоғары ұшақ (опциялар).
3. Корабеф Иоганн, Прамполини Марко, № 2547962 (РФ). IPC B 64 C 30/00, B 64 D 27/020, B 64 C 5/10, B 64 C 5/08. Жоғары жылдамдықты ұшақтар және олармен байланысты әуе қозғалысы режимі
4. Сиротин В.Н. Пат. № 2349506 (РФ). IPC B 64 C 3/40, B 64 C30. Алға қарай қозғалатын қанаттары және авариялық-құтқару модульдері бар жолаушыларға арналған дыбыстан жоғары ұшақ.

Осыдан тура 15 жыл бұрын британдық British Airways әуе компаниясының дыбыстан жоғары үш жолаушы ұшағы Конкорд қоштасу рейсін жасады. Сол күні, 2003 жылдың 24 қазанында бұл ұшақтар ұшты төмен биіктікЛондонның үстінде, Хитроуға қонды және осылайша дыбыстан жылдам жолаушылар авиациясының қысқа тарихын аяқтады. Дегенмен, бүгінде дүние жүзіндегі авиаконструкторлар қайтадан жылдам ұшу мүмкіндігі туралы ойланып жатыр – Парижден Нью-Йоркке 3,5 сағатта, Сиднейден Лос-Анджелеске 6 сағатта, Лондоннан Токиоға 5 сағатта. Бірақ дыбыстан жоғары ұшақтар халықаралық жолаушылар маршруттарына оралмас бұрын, әзірлеушілерге көптеген мәселелерді шешуге тура келеді, олардың ішінде ең маңыздыларының бірі жылдам ұшақтардың шуды азайту болып табылады.

Жылдам ұшулардың қысқаша тарихы

Жолаушылар авиациясы 1910 жылдары адамдарды әуе көлігімен тасымалдауға арналған алғашқы ұшақтар пайда болған кезде қалыптаса бастады. Олардың алғашқысы Bleriot Aeronautique фирмасының француздық Bleriot XXIV лимузині болды. Ол әуеде ләззат алу үшін пайдаланылды. Екі жылдан кейін Ресейде Игорь Сикорскийдің «Орыс рыцарь» ауыр бомбалаушысының негізінде жасалған S-21 Grand пайда болды. Ол Ресей-Балтық вагон зауытында салынған. Содан кейін авиация қарқынды дами бастады: әуелі қалалар арасында, содан кейін елдер арасында, содан кейін континенттер арасында ұшулар басталды. Ұшақтар пойызға немесе кемеге қарағанда межелі жерге тезірек жетуге мүмкіндік берді.

1950 жылдары реактивті қозғалтқыштарды дамытудағы прогресс айтарлықтай жеделдеді және дыбыстан жылдам ұшу әскери ұшақтарға қысқа болса да қол жетімді болды. Дыбыстан жоғары жылдамдық әдетте таралу ортасына және оның температурасына байланысты өзгеретін дыбыс жылдамдығынан бес есе жылдам қозғалыс деп аталады. Теңіз деңгейіндегі қалыпты атмосфералық қысымда дыбыс секундына 331 метр немесе сағатына 1191 шақырым жылдамдықпен таралады. Биіктікке көтерілген сайын ауаның тығыздығы мен температурасы төмендейді, ал дыбыс жылдамдығы төмендейді. Мысалы, 20 мың метр биіктікте қазірдің өзінде секундына шамамен 295 метр. Бірақ қазірдің өзінде шамамен 25 мың метр биіктікте және ол 50 мың метрден жоғары көтерілген сайын, атмосфераның температурасы төменгі қабаттармен салыстырғанда бірте-бірте көтеріле бастайды және онымен бірге дыбыстың жергілікті жылдамдығы артады.

Бұл биіктіктерде температураның жоғарылауы, басқалармен қатар, озон қалқанын құрайтын және күн энергиясының бір бөлігін сіңіретін ауадағы озонның жоғары концентрациясымен түсіндіріледі. Нәтижесінде теңізден 30 мың метр биіктікте дыбыс жылдамдығы секундына шамамен 318 метр, ал 50 мың биіктікте секундына шамамен 330 метр. Авиацияда ұшу жылдамдығын өлшеу үшін Мах саны кеңінен қолданылады. Қарапайым тілмен айтқанда, ол белгілі бір биіктік, тығыздық және ауа температурасы үшін дыбыстың жергілікті жылдамдығын білдіреді. Осылайша, екі Мах санына тең кәдімгі ұшу жылдамдығы теңіз деңгейінде сағатына 2383 шақырым, ал 10 мың метр биіктікте сағатына 2157 шақырым болады. Америкалық ұшқыш Чак Йегер алғаш рет 1947 жылы 12,2 мың метр биіктікте 1,04 Мах (сағатына 1066 шақырым) жылдамдықпен дыбыстық бөгетті бұзды. Бұл дыбыстан жылдам ұшуларды дамыту жолындағы маңызды қадам болды.

1950 жылдары әлемнің бірнеше елдеріндегі авиаконструкторлар дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшақтарының конструкцияларымен жұмыс істей бастады. Нәтижесінде 1970 жылдары француздық Конкорд пен кеңестік Ту-144 пайда болды. Бұл әлемдегі дыбыстан жылдам жүретін жолаушыларға арналған бірінші және әзірге жалғыз ұшақ болды. Ұшақтың екі түрі де дыбыстан жылдам ұшуда ұзақ уақыт жұмыс істеу үшін оңтайландырылған кәдімгі турбореактивті қозғалтқыштарды пайдаланды. Ту-144 1977 жылға дейін қызмет етті. Ұшақтар сағатына 2,3 мың шақырым жылдамдықпен ұшып, 140 жолаушыны тасымалдай алатын. Дегенмен, олардың рейстеріне билеттер әдеттегіден орташа есеппен 2,5-3 есе қымбат. Жылдам, бірақ қымбат ұшуларға сұраныстың төмендігі, сондай-ақ Ту-144 ұшағын пайдалану және техникалық қызмет көрсетудегі жалпы қиындықтар олардың жолаушылар рейстерінен алынып тасталуына әкелді. Дегенмен, ұшақ біраз уақыт сынақ ұшуларында, соның ішінде NASA-мен келісім-шарт бойынша пайдаланылды.

Конкорд әлдеқайда ұзақ қызмет етті - 2003 жылға дейін. Француз авиалайнерлеріндегі рейстер де қымбат болды және онша танымал болмады, бірақ Франция мен Ұлыбритания оларды пайдалануды жалғастырды. Мұндай рейстің бір билетінің құны, бүгінгі бағамен есептегенде, шамамен 20 мың доллар болды. Француздық «Конкорд» сағатына екі мың шақырымнан сәл асатын жылдамдықпен ұшты. Ұшақ Парижден Нью-Йоркке дейінгі қашықтықты 3,5 сағатта өте алады. Конфигурацияға байланысты Конкорд 92-ден 120 адамға дейін тасымалдай алады.

Конкорд оқиғасы күтпеген жерден және тез аяқталды. 2000 жылы Конкорд ұшағы апатқа ұшырап, 113 адам қаза тапты. Бір жылдан кейін жолаушылар әуе тасымалыдағдарыс 2001 жылғы 11 қыркүйектегі лаңкестік әрекеттерден басталды (террористер басып алған жолаушылары бар екі ұшақ Әлемнің мұнараларына құлады сауда орталығыНью-Йоркте, екіншісі, үшінші Арлингтон округіндегі Пентагон ғимаратына құлады, ал төртіншісі Пенсильваниядағы Шэнксвилл маңындағы алқапқа құлады). Содан кейін Airbus өңдеген Concorde ұшақтарының кепілдік мерзімі аяқталды. Осы факторлардың барлығы дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын пайдалануды өте тиімсіз етті және 2003 жылдың жазы мен күзінде әуе компанияларыФранция мен British Airways кезекпен барлық Конкордтарды пайдаланудан шығарды.

2003 жылы «Конкорд» бағдарламасы жабылғаннан кейін, дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын қызметке қайтаруға әлі де үміт бар еді. Дизайнерлер жаңа тиімді қозғалтқыштарға, аэродинамикалық есептеулерге және дыбыстан жоғары ұшуларды экономикалық тұрғыдан қолжетімді ете алатын компьютерлік дизайн жүйелеріне үміттенді. Бірақ 2006 және 2008 жылдары Халықаралық ұйым азаматтық авиацияБейбіт уақытта елді мекендердің үстінде дыбыстан жоғары ұшуға тыйым салатын әуе кемелерінің жаңа шу стандарттарын қабылдады. Бұл тыйым әскери авиация үшін арнайы белгіленген әуе дәліздеріне қолданылмайды. Жаңа дыбыстан жылдам ұшақтардың жобалары бойынша жұмыс баяулады, бірақ бүгін олар қайтадан қарқын ала бастады.

Тыныш дыбыстан жоғары

Бүгінгі таңда әлемде бірнеше кәсіпорындар мен мемлекеттік ұйымдар дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын жасауда. Мұндай жобаларды, атап айтқанда, ресейлік «Сухой» және «Туполев» компаниялары, Жуковский атындағы Орталық аэрогидродинамикалық институты, француздық Dassault, Жапонияның аэроғарыштық барлау агенттігі, еуропалық Airbus концерні, американдық Lockheed Martin және Boeing, сондай-ақ бірнеше стартаптар жүзеге асырады. , соның ішінде Aerion және Boom Technologies. Жалпы, дизайнерлер шартты түрде екі лагерьге бөлінеді. Олардың біріншісінің өкілдері жақын арада дыбыстан тыс авиалайнерлердің шу деңгейіне сәйкес келетін «тыныш» дыбыстан жоғары ұшақты жасау мүмкін емес деп санайды, бұл жылдам жолаушылар ұшағын жасау қажет екенін білдіреді. рұқсат етілген жерде дыбыстан жоғары. Бұл тәсіл бірінші лагерьдегі дизайнерлердің пікірінше, бір нүктеден екінші нүктеге ұшу уақытын азайтады.

Екінші лагерьдің дизайнерлері ең алдымен соққы толқындарымен күресуге назар аударды. Дыбыстан жоғары жылдамдықпен ұшу кезінде ұшақтың корпусы көптеген соққы толқындарын тудырады, олардың ең маңыздысы мұрын және құйрық аймағында пайда болады. Сонымен қатар, соққы толқындары әдетте қанаттың алдыңғы және артқы жиектерінде, құйрықтың алдыңғы жиектерінде, бұралу аймақтарында және ауа сорғыштарының шеттерінде пайда болады. Соққы толқыны - бұл ортаның қысымы, тығыздығы және температурасы кенеттен және күшті секіруді сезінетін аймақ. Жердегі бақылаушылар мұндай толқындарды қатты жарылыс немесе тіпті жарылыс ретінде қабылдайды - дәл осы себепті елді мекендердің үстінен дыбыстан жоғары ұшуға тыйым салынады.

Жарылыс немесе өте қатты жарылыс әсері бомба жарылғанда немесе дыбыстан жылдам жойғыш ұшақтың планерінде пайда болатын N типті соққы толқындарымен жасалады. Қысым мен тығыздықтың өсу графигінде мұндай толқындар латын алфавитінің N әрпіне ұқсайды, себебі одан кейін қысымның күрт төмендеуімен толқындық фронттағы қысымның күрт артуы және кейіннен қалыпқа келуі. Зертханалық эксперименттерде Жапонияның аэроғарыштық барлау агенттігінің зерттеушілері ұшақ корпусының пішінін өзгерту соққы толқыны графигіндегі шыңдарды тегістеп, оны S типті толқынға айналдыра алатынын анықтады. Мұндай толқынның N-толқыны сияқты маңызды емес тегіс қысымның төмендеуі бар. NASA сарапшылары S-толқындарын бақылаушылар көлік есігінің алыстан тарсылдатуы ретінде қабылдайды деп есептейді.

Дыбыстан жоғары планерді аэродинамикалық оңтайландыруға дейінгі N-толқыны (қызыл) және оңтайландырудан кейінгі S-толқынына ұқсастық

2015 жылы жапондық дизайнерлер D-SEND 2 ұшқышсыз планерін құрастырды, оның аэродинамикалық пішіні онда пайда болатын соққы толқындарының санын және олардың қарқындылығын азайтуға арналған. 2015 жылдың шілдесінде әзірлеушілер Швециядағы Esrange зымыран полигонында ұшақ корпусын сынақтан өткізіп, жаңа әуе корпусының бетінде пайда болатын соққы толқындарының санының айтарлықтай азайғанын атап өтті. Сынақ барысында қозғалтқыштармен жабдықталмаған D-SEND 2 әуе шарынан 30,5 мың метр биіктіктен лақтырылды. Ұзындығы 7,9 метрлік планер құлау кезінде 1,39 Мах жылдамдығын жинап, әртүрлі биіктікте орналасқан микрофондармен жабдықталған байланыстырылған шарлардың жанынан ұшып өтті. Бұл ретте зерттеушілер соққы толқындарының қарқындылығы мен санын өлшеп қана қоймай, олардың ерте пайда болуына атмосфера күйінің әсерін де талдады.

Жапон агенттігінің мәліметі бойынша, көлемі жағынан Concorde дыбыстан жоғары жолаушылар ұшақтарымен салыстыруға болатын және D-SEND 2 дизайны бойынша жасалған әуе кемелерінің дыбыстық бум дыбыстан жоғары жылдамдықпен ұшқан кезде бұрынғыдай екі есе қарқынды болады. Жапондық D-SEND 2 кәдімгі заманауи ұшақтардың планерлерінен мұрынның осьтік емес орналасуымен ерекшеленеді. Көлік құралының кильі доғаға қарай ығысқан, ал көлденең құйрық бөлігі толығымен қозғалады және әуе корпусының бойлық осіне қатысты теріс орнату бұрышына ие, яғни эмпеннаждың ұштары бекіту нүктесінен төмен орналасқан, және әдеттегідей жоғары емес. Планердің қанаты қалыпты сыпыруға ие, бірақ сатылы: ол фюзеляжмен біркелкі жұптасады, ал оның алдыңғы жиегінің бір бөлігі фюзеляжға өткір бұрышта орналасқан, бірақ артқы жиекке жақынырақ бұл бұрыш күрт артады.

Осыған ұқсас схемаға сәйкес, қазіргі уақытта дыбыстан жоғары американдық Aerion стартапы құрылуда және оны Lockheed Martin NASA үшін әзірлеуде. Ресейлік (Supersonic Business Aircraft/Supersonic Passenger Aircraft) да соққы толқындарының саны мен қарқындылығын азайтуға баса назар аудара отырып әзірленуде. Жылдам жолаушылар ұшағы жобаларының кейбірін 2020 жылдардың бірінші жартысында аяқтау жоспарлануда, бірақ авиация ережелері сол уақытқа дейін қайта қаралмайды. Бұл жаңа ұшақ әуелде дыбыстан жоғары ұшуларды тек су үстінде орындайтынын білдіреді. Мәселе мынада, елді мекендердің үстінде дыбыстан жоғары ұшуларға шектеуді алып тастау үшін әзірлеушілер көптеген сынақтар өткізіп, олардың нәтижелерін авиациялық билік органдарына, соның ішінде АҚШ федералды авиация әкімшілігі мен Еуропалық авиациялық қауіпсіздік агенттігіне жіберуі керек.

S-512 / Spike Aerospace

Жаңа қозғалтқыштар

Дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағын құрудағы тағы бір күрделі кедергі қозғалтқыштар болып табылады. Бүгінгі күні дизайнерлер турбореактивті қозғалтқыштарды он-жиырма жыл бұрынғыға қарағанда үнемді етудің көптеген жолдарын тапты. Бұл қозғалтқыштағы желдеткіш пен турбинаның қатты муфтасын алып тастайтын редукторларды пайдалануды және электр станциясының ыстық аймағында температура тепе-теңдігін оңтайландыруға мүмкіндік беретін керамикалық композициялық материалдарды пайдалануды, тіпті қосымша үштен бірін енгізуді қамтиды. бұрыннан бар екеуіне қосымша ауа тізбегі, ішкі және сыртқы. Үнемді дыбыстық қозғалтқыштарды жасау саласында дизайнерлер таңғажайып нәтижелерге қол жеткізді, ал үздіксіз жаңа әзірлемелер айтарлықтай үнемдеуге уәде береді. Перспективті зерттеулер туралы толығырақ біздің материалдан оқи аласыз.

Бірақ, барлық осы оқиғаларға қарамастан, дыбыстан жылдам ұшуды үнемді деп айту қиын. Мысалы, Boom Technologies стартапының болашағы зор дыбыстан жоғары жолаушылар ұшағы Pratt & Whitney-тен JT8D отбасының үш турбожелдеткіш қозғалтқыштарын немесе GE Aviation-дан J79 алады. Круиздік ұшу кезінде бұл қозғалтқыштардың отынның меншікті шығыны сағатына килограмм күшіне шамамен 740 граммды құрайды. Бұл жағдайда J79 қозғалтқышы отыннан кейінгі оттықпен жабдықталуы мүмкін, ол отын шығынын сағатына килограмм күшіне екі килограммға дейін арттырады. Бұл шығын қозғалтқыштардың отын шығынымен салыстырылады, мысалы, міндеттері жолаушыларды тасымалдаудан айтарлықтай ерекшеленетін Су-27 истребителінің.

Салыстыру үшін, Украинаның Ан-70 көлік ұшағында орнатылған әлемдегі жалғыз сериялы турбовентильді қозғалтқыштардың D-27 отынның үлестік шығыны сағатына килограмм күшіне небәрі 140 граммды құрайды. Американдық CFM56 қозғалтқышы, Boeing және Airbus әуе лайнерлерінің «классигі» сағатына килограмм күшіне 545 грамм отын шығынын құрайды. Бұл реактивті ұшақтардың қозғалтқыштарын түбегейлі қайта жасамайынша, дыбыстан жылдам ұшулар кең таралу үшін арзанға түспейді және тек іскерлік авиацияда сұранысқа ие болады дегенді білдіреді - жанармайдың жоғары тұтынуы билет бағасының қымбаттауына әкеледі. Сондай-ақ дыбыстан жоғары әуе тасымалының жоғары құнын көлем бойынша төмендету мүмкін болмайды - бүгінгі күні жобаланатын ұшақтар 8-ден 45 жолаушыны тасымалдауға арналған. Кәдімгі ұшақтар жүзден астам адамды қабылдай алады.

Дегенмен, осы жылдың қазан айының басында GE Aviation жаңа Affinity турбожелдеткіш реактивті қозғалтқышын жобалады. Бұл электр станцияларын Aerion компаниясының AS2 дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағында орнату жоспарлануда. Жаңа электр станциясы жауынгерлік ұшақтар үшін төмен айналып өту коэффициенті бар реактивті қозғалтқыштардың және жолаушы ұшақтары үшін жоғары айналма коэффициенті бар электр станцияларының ерекшеліктерін құрылымдық түрде біріктіреді. Сонымен қатар, Affinity-де жаңа немесе серпінді технологиялар жоқ. GE Aviation жаңа қозғалтқышты орташа айналып өту коэффициенті бар электр станциясы ретінде жіктейді.

Қозғалтқыш CFM56 турбожелдеткіш қозғалтқышының модификацияланған газ генераторына негізделген, ол өз кезегінде B-1B Lancer дыбыстан жылдам бомбалаушыға арналған электр станциясы F101 газ генераторына негізделген. Электр станциясы толық жауапкершілікпен қозғалтқышты басқарудың жаңартылған электрондық цифрлық жүйесін алады. Әзірлеушілер перспективалы қозғалтқыштың дизайны туралы ешқандай мәліметтерді ашпады. Дегенмен, GE Aviation Affinity қозғалтқыштарының меншікті отын шығыны кәдімгі дыбыстан төмен жолаушылар ұшақтарының қазіргі турбожелдеткіш қозғалтқыштарының отын шығынынан әлдеқайда жоғары немесе тіпті салыстыруға болмайтынын күтеді. Бұған дыбыстан жылдам ұшуға қалай қол жеткізуге болатыны анық емес.

Бум / Бум технологиялары

Жобалар

Дүниедегі дыбыстан жылдам жолаушылар ұшағын жасаудың көптеген жобаларына қарамастан (соның ішінде Ресей президенті Владимир Путин ұсынған Ту-160 стратегиялық бомбалаушы ұшағын дыбыстан жылдам жолаушылар лайнеріне айналдырудың іске асырылмаған жобасы да) американдық Aerion стартапының AS2, S-512, испандық Spike Aerospace және Boom American Boom Technologies ұшуды сынауға және шағын өндіріске ең жақын деп санауға болады. Біріншісі 1,5 Mach, екіншісі 1,6 Mach, үшіншісі 2,2 Mach ұшуы жоспарланған. NASA үшін Lockheed Martin жасаған X-59 ұшағы технологияны көрсетуші және ұшатын зертхана болады, оны өндіріске енгізу жоспарда жоқ.

Boom Technologies қазірдің өзінде дыбыстан жоғары ұшақтарда ұшуларды өте арзан жасауға тырысатынын хабарлады. Мысалы, Нью-Йорк – Лондон бағыты бойынша рейс құнын Boom Technologies бес мың долларға бағалаған. Дәл дыбыстан төмен әуе лайнерінде бизнес-класста осы бағыт бойынша ұшу бүгінде қанша тұрады. Boom лайнері елді мекендердің үстінде дыбыстан төмен жылдамдықпен ұшып, мұхит үстінде дыбыстан жоғары жылдамдыққа ауысады. Ұзындығы 52 метр, қанаты 18 метр болатын ұшақ 45 жолаушыны тасымалдай алады. 2018 жылдың соңына қарай Boom Technologies металлда іске асыру үшін бірнеше жаңа ұшақ жобаларының бірін таңдауды жоспарлап отыр. Әуе лайнерінің алғашқы рейсі 2025 жылға жоспарланған. Компания бұл мерзімдерді кейінге қалдырды; Бастапқыда Boom 2023 жылы ұшады деп жоспарланған болатын.

Алдын ала есеп бойынша 8-12 жолаушыға есептелген AS2 ұшағының ұзындығы 51,8 метр, қанаты 18,6 метр болады. Дыбыстан тез ұшатын ұшақтың максималды ұшып көтерілу салмағы 54,8 тонна болады. AS2 судың үстінде 1,4-1,6-мач крейсерлік жылдамдықпен ұшып, құрлықта 1,2-мач-қа дейін баяулайды. Құрлықтағы ұшу жылдамдығының біршама төмен болуы, әуе корпусының ерекше аэродинамикалық пішінімен бірге, әзірлеушілер күткендей, соққы толқындарының пайда болуын толығымен болдырмайды. Ұшақтың ұшу қашықтығы 1,4 Мах жылдамдықпен 7,8 мың шақырым және 0,95 Mach жылдамдықпен 10 мың шақырым болады. Ұшақтың алғашқы ұшуы 2023 жылдың жазына жоспарланған, ал бірінші трансатлантикалық ұшуы сол жылдың қазан айында болады. Оны әзірлеушілер Конкордтың соңғы рейсінің 20 жылдығын атап өтеді.

Ақырында, Spike Aerospace 2021 жылдан кешіктірмей S-512 толық прототипін ұшуды сынауды бастауды жоспарлап отыр. Тұтынушыларға алғашқы өндірістік ұшақтарды жеткізу 2023 жылға жоспарланған. Жобаға сәйкес, S-512 22 жолаушыға дейін 1,6 Mach жылдамдықпен тасымалдай алады. Бұл ұшақтың ұшу қашықтығы 11,5 мың шақырымды құрайды. Өткен жылдың қазан айынан бастап Spike Aerospace дыбыстан жоғары ұшақтардың бірнеше кішірейтілген үлгілерін іске қосты. Олардың мақсаты – конструкторлық шешімдер мен ұшуды басқару элементтерінің тиімділігін тексеру. Үш перспективті жолаушы ұшағы да дыбыстан жоғары ұшу кезінде пайда болатын соққы толқындарының қарқындылығын төмендететін ерекше аэродинамикалық пішінге баса назар аудара отырып жасалуда.

2017 жылы әлем бойынша әуе жолаушылар тасымалының көлемі төрт миллиард адамды құрады, оның ішінде 650 миллионы 3,7-ден 13 мың шақырымға дейінгі ұзақ қашықтыққа ұшуды жүзеге асырды. 72 миллион алыс жолаушы бірінші және бизнес класспен ұшты. Дәл осы 72 миллион адам әуеде әдеттегідей жартысына жуық уақыт өткізу мүмкіндігі үшін аздап көбірек ақша төлейтініне сеніп, дыбыстан жылдам жолаушылар ұшақтарын жасаушылар бірінші кезекте көздейді. Дегенмен, дыбыстан жоғары жолаушылар авиациясы 2025 жылдан кейін белсенді түрде дами бастайды. Өйткені, X-59 зертханасының зерттеу ұшулары тек 2021 жылы басталып, бірнеше жылға созылады.

Зерттеу нәтижелері X-59 рейсі кезінде, соның ішінде жоғарыда елді мекендер- еріктілер (олардың тұрғындары жұмыс күндері олардың үстінен дыбыстан жылдам ұшақтар ұшуына келіскен; ұшудан кейін бақылаушылар зерттеушілерге шуды қабылдауы туралы айтып береді), оны АҚШ федералды авиация әкімшілігіне тапсыру жоспарлануда. Олардың негізінде ол елді мекендердің үстінен дыбыстан жылдам ұшуға тыйым салуды қайта қарауы мүмкін деп күтілуде, бірақ бұл 2025 жылға дейін болмайды.

Василий Сычев

Дыбыстан жоғары жылдамдықты дамыту жолаушылар ұшағы SPS-2 деп қысқартылған екінші буын өзінің соңғы кезеңіне өтуде. Ту-244-тің алғашқы ұшуы 2025 жылға қарай күтілуде. Жаңа ресейлік коммерциялық лайнер сипаттамалары, ұшу қашықтығы, ыңғайлылығы, кеңдігі, көлемі, қозғалтқыш қуаты және авионика жағынан кеңестік Ту-144-тен құрылымдық жағынан ерекшеленеді. Оның Mach 2 дыбыстан жоғары жылдамдығы оның алдындағы Ту-144ЛЛ Москваның жылдамдығымен бірдей болып қалады; бұл әлі де ауыр азаматтық ұшақтарды жасаудағы әлемдегі ең жақсы көрсеткіш. 20 км биіктікте маршруттар тегін.

Әуе кемелерін құрастырушылар мен әзірлеушілер үшін шектеу 1-ші дәрежелі ҰҚЖ ұзындығы болуы мүмкін, кем дегенде 3 км қажет. Әлемдегі және елдегі барлық әуежайларда мұндай бетон жолақтары жоқ. Ең жақсы ұшақ 700 - 900 км/сағ жылдамдықпен 2,5-3 есе баяу ұшатын өздерінің еуропалық Airbus және американдық Боингті сатуға көбірек қызығушылық танытатын Батыс елдерінде сұранысқа ие болмайды деген елес болуы мүмкін емес. Сізге тек Ресей мен БРИКС-тің қажеттіліктеріне, сондай-ақ мұндай ұшақтарды сатып алуға мүмкіндігі бар бай клиенттерге сенуге тура келеді.

Жоба мақсаттары

Бірінші Ту-244 моделінде 2017 жылы 16 қарашада жаңартылған Ту-160М2 стратегиялық бомбалаушы ұшағы сияқты дәлелденген NK-32 қозғалтқыштары болады деп күтілуде. SPS-2-нің ең алғашқы дамуы 1973 жылы 1950 жылдардағы кеңестік әскери конструкторлардың әзірлемелері арқасында өз уақытынан 50 жыл озып кетті. Ол кезде көп мөлшерде қолданылатын жоғары сапалы композициялық материалдар әлі жоқ болатын, ал электр станцияларының тарту күші жеткіліксіз болатын. 1960 жылдары 20 тонналық, 1970 жылдары 25 тонналық қозғалтқыштар пайда болды, қазір 32 тонналық қозғалтқыштар қолданылады.

Ұшақ конструкторларына 2 негізгі тапсырма беріледі:

Ұшу қашықтығы – 9200 км.

Жабдықтың осы класы үшін отын шығынын азайту.

Бірінші және екінші есептерді Ту-160 және Ту-22М3 үлгісі бойынша шешуге болады, қанатты айнымалы сыпыру арқылы ұшақты көп режимді етеді. Сіз Черняковтың Т-4 және Т-4МС жабық жобаларын талдай аласыз, Мясищевтің М-50 модификациялары бойынша әзірлемелерін зерттей аласыз, сол кездегі тапқыр және фантастикалық, бүгінгі күні қолайлы. Туполев конструкторлық бюросында бұл үшін бәрі бар, онда КСРО-ның ауыр стратегиялық авиациямен айналысатын барлық жетекші конструкторлық бюроларының материалдары бар, олардың негізінде әлемдегі ең жақсы әскери алыс қашықтыққа ұшатын Ту-22М3М және Ту-160М2 ұшақтары, құрылды.

Реактивті ұшақтардың артықшылықтары

Артықшылық реактивті ұшақ- жылдамдық. Бұл ыңғайлы ұшуға кепілдік береді және уақыт бойынша қашықтықты қысқартады. Орында үш есе аз сағат өткізу жолаушыларды жақсы сезінетінін білдіреді, мысалы, Владивосток – Калининград рейсінде. Жұмыс уақыты үнемделеді. Ту-244 лайнерінің қызметтерін пайдалана отырып, демалыста тағы 1 күн жұмсауға болады, ал келгеннен кейін бірден шаршамай жұмысқа шыға аласыз. Сондай-ақ Ту-244 беделінен азаматтарымыз үшін моральдық қанағат алу және Ресейде мақтаныш сезімін сезіну маңызды. Ресейдің әскери-өнеркәсіптік кешенінен азаматтық реактивті ұшақтарды шығару елдің қорғаныс кәсіпорындарының өзін-өзі қамтамасыз етуінен маңыздырақ, бұл коммерциялық бағыт, жұмыс орындары, тұрақтылықтың кепілі және қатаң нарық жағдайында пайданың жинақталуы.

Жоғары жылдамдықты жолаушылар лайнерлерінің кемшіліктері

1960 жылдары Туполев конструкторлық бюросында олар дыбыстан жоғары азаматтық құрылғының құрылуын байқады. жолаушылар ұшағыӘскери принциптерге сәйкес ол жайлылық пен қауіпсіздік талаптарына байланысты жұмыс істемейді. Біз бұл тұрғыда АҚШ, Франция, Англия тәжірибесін зерттей бастадық, ең жақсы деп танылғаны кейін бас конструктор Алексей Андреевич Туполевтің жоспары бойынша жұмысқа кірісті. Бірінші Ту-144 пен Конкордтың кемшіліктеріне жоғары жанармай шығыны, қозғалтқыштың шуы, дыбыс бумдары және атмосфераға зиянды шығарындылардың мөлшері жатады.

Ту-244-тің негізгі кемшілігі Батыстың коммерциялық, әскери және саяси институттары болып табылады, өйткені олардың Конкордтары 2003 жылы ұшып кеткен және жаңа жоспарлар жоқ, өйткені біздің ұшақтарды жасау жолдары әрқилы. Мұның түсіндірмесі: біріншіден, НАТО-ға дыбыстан жоғары стратегиялық авиация қажет емес, өйткені Олардың күші ұшақ тасымалдайтын мұхит флотына негізделген және ядролық бомбалар мен зымырандарды 1,5 км (истребитель) қашықтығы бар ұшақтармен бүкіл әлем бойынша шашыраңқы әскери базалардан жеткізуге жеткілікті, сондықтан бұл әскери жобалардың әскери жобалары. класс Батыста үлкен сұранысқа ие емес. Сондай-ақ, рейстің айтарлықтай жоғары құны бұл ұшақтардың әлеуетті нарық сегментін күрт тарылтады, сондықтан жаппай өндіру мүмкін емес. Дегенмен, әскери және жолаушылар тасымалына бір мезгілде тапсырыс беру дыбыстан жылдам жолаушылар авиациясына айтарлықтай серпін бере алады.

Ту-244 ұшу сипаттамалары бойынша қандай болады?

Дизайн кешіктірілді, 1968 жылғы конфигурациядағы Ту-144 өзінің алғашқы дизайн сипаттамаларына 1970 жылдардың ортасында жетті. Оны жетілдіру жұмыстары 1992 жылдан бері – Ту-244 жобасының басынан бері жүргізілуде, содан бері 25 жыл өтті, біз бастаған істі аяқтау үшін тағы 10 жыл қажет. АҚШ, Англияның қатысуы анық байқалады. және Франция КСРО-ның ыдырауымен Ту-244 бағдарламасын әзірлеуде бұрынғы КСРО-дағы барлық ұқсас жағдайлардағыдай жақсы ештеңе әкелмеді. NASA әскери ғарыш бағдарламасына арналған Ту-144ЛЛ-дан тек ғылыми мәліметтерді жинау және әзірлеуде біздің кәсіпорындарды тежеу.

Бүгінгі күні Ту-244 жобаларының көптеген нұсқалары бар. Ұшақтың өзі қандай болатынын ешкім нақты айта алмайды. Бейресми ақпарат көздері түсініксіз ақпарат таратуда. Төменде сипатталған сипаттамалар шартты, ағымдағы мүмкіндіктер негізінде құрастырылған. Сипаттамалары: ұзындығы 88,7 м; қанатының ұзындығы 54,77 м, ауданы 1200 ш.м., арақатынасы 2,5 м; жиегі бойымен қанат сыпыру - орталық бөлікте 75 градус, консольде 35 градус; фюзеляж ені 3,9 м, биіктігі 4,1 м, багаж бөлімі 32 ш.м.; ұшып көтерілу салмағы 350 тонна, оның ішінде отын 178 тонна; НК-32 қозғалтқыштары – 4 бірлік; круиздік жылдамдығы 2,05 М; қашықтығы 10 мың км; Макс. биіктігі 20 км.

Ту-244 конструкциясы

Трапеция тәрізді қанатты және оның ортаңғы трапециясының күрделі деформациясын елестетейік. Айлронды кесу, айналдыру және қадамды басқару. Алдыңғы шетінде саусақтар механикалық түрде ауытқиды. Қанат құрылымы бөліктерге бөлінеді: алдыңғы, ортаңғы және консоль. Ортаңғы және консоль бөліктерінде көп шпатты және көп қабырғалы қуат схемалары бар, бірақ алдыңғы бөлікте қабырғалар жоқ. Тік құйрық қанат құрылымы мен екі секциялы руль бағыттағышымен бірдей.

Қысымды кабинасы бар фюзеляж, мұрын және құйрық бөлімдері - өлшем жолаушылар орындықтарының санына қарай тапсырыс бойынша таңдалады. 250 және 320 жолаушылар үшін фюзеляждың диаметрі 3,9-дан 4,1 м-ге дейін жарамды.Салон 1-ші, 2-ші және 3-ші сыныптарға бөлінеді. Ыңғайлылық тұрғысынан Ту-244 Ту-204-тің соңғы модификациясы деңгейінде болады. Ұшақ жүк бөлімімен жабдықталған. Төрт ұшқыш бар, олардың орындықтары катапульталары бар (орыс тілінде), жоғары қарай атуда. Борттағы барлығы жаңадан автоматтандырылған және орталық бағдарламалық басқаруға бағынады.

Ту-244 соңғы оптикалық-электрондық жабдықтың дамуына және заманауи отандық электр станцияларында басқарылатын күш векторларын бұру мүмкіндігіне байланысты Ту-144ЛЛ сияқты иілгіш мұрынды жоғалтуы мүмкін. Максималды жүктеме аймақтарында доңғалақ аймағында титан қорытпасы VT-64 қолданылуы мүмкін. Садақ тірегі өзгеріссіз қалуы мүмкін, бірақ жоғары жүктемелерге арналған бетон жолағы үшін міндетті түрде 3 жаңа негізгі тірек болады. Навигация және ұшу жабдықтары ICAO IIIA халықаралық классификациясы бойынша метеорологиялық минимумға сәйкес келеді.

Жаңа дыбыстан жылдам жолаушылар ұшағы қашан аспанға көтерілуі мүмкін? Ту-160 бомбалаушы ұшағына негізделген іскерлік ұшақ: шын ба? Дыбыс кедергісін қалай үнсіз бұзуға болады?

Ту-160 - әскери авиация тарихындағы дыбыстан жоғары және айнымалы қанатты геометриялық ұшақтардың ең үлкені және ең қуаттысы. Ұшқыштар арасында «Ақ аққу» деген лақап атқа ие болды. Фото: AP

Дыбыстан жылдам жүретін жеңіл көліктердің болашағы бар ма? – деп сұрағаным аз уақыт бұрын Ресейдің көрнекті авиаконструкторы Генрих Новожиловтан.

Әрине бар. Ең болмағанда дыбыстан жылдам іскерлік ұшақ міндетті түрде пайда болады», - деп жауап берді Генрих Васильевич. – Америкалық бизнесмендермен бір емес, бірнеше рет сөйлесу мүмкіндігім болды. Олар: «Егер мұндай ұшақ пайда болса, Новожилов мырза, қанша қымбат болса да, оны сізден бірден сатып алар еді», - деп анық айтты. Жылдамдық, биіктік және қашықтық әрқашан өзекті болып табылатын үш фактор.

Иә, олар өзекті. Кез келген кәсіпкердің арманы: таңертең мұхит арқылы ұшып, ірі мәміле жасасып, кешке үйге оралу. Қазіргі заманғы ұшақОлар 900 км/сағ жылдамдықтан аспайды. Дыбыстан жоғары бизнес-джет сағатына шамамен 1900 км жылдамдыққа ие болады. Бизнес әлемінің болашағы қандай!

Сондықтан Ресей де, Америка да, Еуропа да жаңа дыбыстан жылдам жеңіл автомобиль жасау әрекетінен бас тартқан жоқ. Бірақ ұшқандардың тарихы - кеңестік Ту-144 және ағылшын-француздық Конкорд - бізге көп нәрсені үйретті.

Биыл желтоқсанда Ту-144 ұшағын алғаш рет ұшқанына жарты ғасыр толады. Ал бір жылдан кейін лайнер өзінің не істей алатынын нақты көрсетті: дыбыс кедергісін бұзды. Ол 11 км биіктікте 2,5 мың км/сағ жылдамдыққа ие болды. Бұл оқиға тарихта қалды. Әлемде мұндай маневрді қайталай алатын жолаушы ұшақтарының аналогтары әлі жоқ.

«Жүз қырық төрт» әлемдік авиация өнеркәсібінде түбегейлі жаңа бет ашты. Олардың айтуынша, КОКП Орталық Комитетіндегі жиналыстардың бірінде дизайнер Андрей Туполев Хрущевке хабарлады: машина өте ашкөз болып шықты. Бірақ ол жай ғана қолын бұлғады: сенің жұмысың капиталистердің мұрнын сүрту, бірақ бізде керосин жеткілікті...

Мұрын сүртілді. Олар өздерін керосинмен толтырды.

Алайда кейінірек көтерілген еуропалық бәсекелес те тиімділігімен ерекшеленбеді. Осылайша, 1978 жылы тоғыз Конкорд өз компанияларына шамамен 60 миллион доллар шығын әкелді. Тек мемлекет субсидиялары ғана жағдайды сақтап қалды. Дегенмен, «Англо-Француз» 2003 жылдың қарашасына дейін ұшты. Бірақ Ту-144 әлдеқайда ертерек есептен шығарылды. Неліктен?

Біріншіден, Хрущевтің оптимизмі орындалмады: әлемде энергетикалық дағдарыс басталып, керосин бағасы көтерілді. Дыбыстан жоғары тұңғышы бірден «Аэрофлоттың мойнындағы боа контрикторы» деп аталды. Жанармайдың көп жұмсалуы жобаланған ұшу қашықтығын да бұзды: Ту-144 Хабаровскіге де, Петропавл-Камчатскийге де жете алмады. Тек Мәскеуден Алматыға дейін. .

Тек солай болса. 200 тонналық «темір» тығыз қоныстанған аудандарда дыбыстан жоғары жылдамдықпен саяхаттап, жол бойындағы бүкіл кеңістікті жарып жіберді. Шағымдар төгілді: сиыр сүті төмендеді, тауықтар жұмыртқалауды тоқтатты, қышқыл жаңбыр жауды... Бүгін шындық қайда, өтірік қайда екенін нақты айта алмайсыз. Бірақ факт сақталады: Конкорд тек мұхиттың үстімен ұшты.

Ақырында, ең бастысы - апаттар. Бірі – 1973 жылы маусымда Париждегі Ле-Буржедегі авиасалонда, айтқандай, бүкіл планетаның көз алдында: ұшқыш-сынақ Козловтың экипажы кеңестік лайнердің мүмкіндіктерін көрсеткісі келді... Екіншісі – бес жылдан кейін. . Содан кейін жаңа сериядағы қозғалтқыштармен сынақ ұшуы жүргізілді: олар ұшақты қажетті қашықтыққа дейін тартуы керек еді.

Конкорд та қайғылы оқиғадан құтыла алмады: ұшақ 2000 жылы шілдеде Шарль де Голль әуежайынан көтерілу кезінде апатқа ұшырады. Бір қызығы, ол Ту-144 ұшағы болған жерде дерлік құлады. Борттағы 109 адам және жерде болған төрт адам қаза тапты. Тұрақты Жолаушыларды тасымалдаубір жылдан кейін ғана қайта жалғасты. Бірақ кейін бірқатар оқиғалар болды және бұл дыбыстан жоғары ұшақ та тоқтатылды.

1968 жылы 31 желтоқсанда Ту-144 ұшағы Конкордтан екі ай бұрын бірінші рейс жасады. Ал 1969 жылы 5 маусымда 11 000 метр биіктікте біздің ұшақ әлемде бірінші болып дыбыс кедергісін бұзды. Фото: Сергей Михеев/ Р.Г

Бүгінгі таңда, технологияларды дамытудың жаңа кезеңінде ғалымдар қарама-қайшы факторлар арасындағы тепе-теңдікті табуы керек: дыбыстан жоғары жаңа ұшақтың жақсы аэродинамикасы, отынның аз шығыны, сондай-ақ шу мен дыбыстық бумға қатаң шектеулер.

Ту-160 бомбалаушы ұшағы негізінде дыбыстан жоғары жаңа жолаушылар ұшағын жасау қаншалықты шынайы? Таза инженерлік тұрғыдан алғанда, бұл әбден мүмкін, дейді мамандар. Тарихта әскери ұшақтар сәтті «погондарын шешіп» және «азаматтық өмірге» ұшқан мысалдар бар: мысалы, Ту-104 ұзақ қашықтыққа ұшатын Ту-16 бомбалаушы ұшағы негізінде жасалды, ал Ту- 114 Ту-95 бомбалаушы ұшағына негізделген. Екі жағдайда да фюзеляжды қайта жасау қажет болды - қанаттың орналасуын өзгерту, диаметрін кеңейту. Шындығында, бұл жаңа ұшақтар және өте сәтті болды. Айтпақшы, қызық деталь: Ту-114 Нью-Йоркке алғаш ұшқанда таңырқаған әуежайда биіктікке сай келетін пандус та, трактор да болмаған...

Кем дегенде, осындай жұмыс Ту-160 конверсиясы үшін қажет болады. Дегенмен, бұл шешім қаншалықты тиімді болады? Барлығын мұқият бағалау керек.

Сізге қанша ұшақ қажет? Оларды кім және қайда ұшады? Олар жолаушылар үшін қаншалықты коммерциялық қолжетімді болады? Әзірлеуге жұмсалған шығындар қашан өтеледі?.. Дәл сол Ту-144-тің билеттері әдеттегіден 1,5 есе қымбатқа түсті, бірақ мұндай жоғары бағаның өзі операциялық шығындарды өтей алмады.

Сонымен қатар, сарапшылардың пікірінше, егер қозғалтқыш резерві болса, Ресейдің дыбыстан жоғары әкімшілік ұшағын (бизнес-jet) жеті-сегіз жылда құрастыруға болады. Мұндай ұшақ 50 адамға дейін сыяды. Ішкі нарықтағы жалпы сұраныс 100-120 миллион доллар бағасымен 20-30 автокөлікке болжануда.

2030 жылы дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшақтарының жаңа буыны пайда болуы мүмкін

Мұхиттың екі жағындағы дизайнерлер дыбыстан жоғары бизнес-джет жобаларын жасауда. Барлығы жаңа орналасу шешімдерін іздейді. Кейбіреулер типтік емес құйрықты, кейбіреулері мүлдем ерекше қанатты, кейбіреулері қисық орталық осі бар фюзеляжды ұсынады...

TsAGI мамандары SDS/SPS жобасын («суперсоникалық іскерлік ұшақ / дыбыстан жоғары жолаушылар ұшағы») әзірлеуде: жоспарға сәйкес, ол кемінде 1900 круиздік жылдамдығымен 8600 км-ге дейінгі қашықтықта трансатлантикалық ұшуларды орындай алады. км/сағ. Сонымен қатар, кабина өзгермелі болады – 80 орындықтан 20 орындық VIP класқа дейін.

Ал өткен жазда Жуковскийдегі авиасалонда ең қызықтыларының бірі халықаралық HEXAFLY-INT жобасы аясында ЦАГИ ғалымдары жасаған жоғары жылдамдықтағы азаматтық ұшақтың үлгісі болды. Бұл ұшақ 7 немесе 8 Mach сандарына сәйкес 7-8 мың км/сағ жоғары жылдамдықпен ұшуы керек.

Бірақ жоғары жылдамдықтағы азаматтық ұшақтың шындыққа айналуы үшін көптеген мәселелер шешілуі керек. Олар материалдармен, сутегімен байланысты электр станциясы, оның әуе корпусымен интеграциясы және ұшақтың өзінің жоғары аэродинамикалық тиімділігін алу.

Және бір нәрсе анық: жобаланған қанатты ұшақтың дизайн ерекшеліктері стандартты емес болады.

Сауатты

Сергей Чернышев, ЦАГИ бас директоры, Ресей ғылым академиясының академигі:

Ту-144-тен дыбыстық бумның деңгейі (соққы толқынындағы қысымның күрт төмендеуі) 100-130 паскаль болды. Бірақ заманауи зерттеулер оны 15-20-ға дейін арттыруға болатынын көрсетті. Сонымен қатар, дыбыстық бумның дыбыс деңгейін 65 децибелге дейін азайтыңыз, бұл шуға тең. үлкен қала. Дүние жүзінде дыбыстық бумның рұқсат етілген деңгейі туралы ресми стандарттар әлі жоқ. Және ол 2022 жылдан ерте емес анықталады.

Біз болашақтың дыбыстан жоғары азаматтық ұшағын демонстранттың пайда болуын ұсындық. Үлгі әуежай аймағында дыбыстан жоғары круиздік ұшу кезінде дыбыстық бумды және шуды азайту мүмкіндігін көрсетуі керек. Бірнеше нұсқа қарастырылуда: 12-16 жолаушыға арналған ұшақ, сонымен қатар 60-80. Өте шағын бизнес ұшақтары үшін нұсқа бар - 6-8 жолаушыға арналған. Бұл әртүрлі салмақтар. Бір жағдайда автомобильдің салмағы шамамен 50 тонна, ал екіншісінде - 100-120 және т.б. Бірақ біз тағайындалған дыбыстан жоғары ұшақтың біріншісінен бастаймыз.

Түрлі бағалаулар бойынша, бүгінде нарықта жылдам рейстерге қажеттілік қазірдің өзінде орындалмаған. іскер адамдаржолаушы сыйымдылығы 12-16 адам болатын ұшақтарда. Және, әрине, көлік трансатлантикалық бағыттар бойынша кемінде 7-8 мың шақырым қашықтықты ұшуы керек. Круиздік жылдамдық 1,8-2 Мах, яғни дыбыс жылдамдығынан шамамен екі есе жоғары болады. Бұл жылдамдық әуе корпусының құрылысында кәдімгі алюминий материалдарын пайдалану үшін технологиялық кедергі болып табылады. Сондықтан ғалымдардың арманы - ұшақты толығымен температурамен басқарылатын композиттерден жасау. Және жақсы жетістіктер бар.

ӘК-ге қойылатын нақты талаптарды ұшыруға тапсырыс беруші анықтауы керек, содан кейін алдын ала жобалау және әзірлеу жұмыстарының кезеңдерінде алдын ала жобалау кезеңінде алынған әуе кемесінің бастапқы сыртқы түріне кейбір өзгерістер енгізуге болады. Бірақ дыбыстық бумды азайтудың дұрыс принциптері өзгеріссіз қалады.

Дыбыстан жылдам ұшатын Ту-144-тің қысқа жолаушылар жұмысы Мәскеуден Алматыға ұшумен шектелді. Фото: Борис Корзин/ ТАСС фотохроникасы

Менің ойымша, біз ұшатын прототиптен 10-15 жыл алыспыз. Жақын арада, біздің жоспарымыз бойынша, сыртқы түрі пысықталып жатқан ұшатын демонстрант пайда болуы керек. Оның негізгі мақсаты дыбыстық бум деңгейі төмен дыбыстан жоғары ұшақ жасаудың негізгі технологияларын көрсету болып табылады. Бұл жұмыстың қажетті кезеңі. 2030 жылы көкжиекте дыбыстан жылдам жүретін жаңа буынның сериялық ұшағы пайда болуы мүмкін.

Олег Смирнов, КСРО еңбек сіңірген ұшқышы, Ространснадзор қоғамдық кеңесінің азаматтық авиация комиссиясының төрағасы:

Ту-160 негізінде дыбыстан жоғары жолаушылар ұшағын жасаңыз ба? Біздің инженерлер үшін - мүлдем шынайы. Проблема емес. Оның үстіне, бұл машина өте жақсы, тамаша аэродинамикалық қасиеттері, жақсы қанаты мен фюзеляжі бар. Дегенмен, бүгінгі таңда кез келген жолаушы ұшағы ең алдымен халықаралық ұшуға жарамдылығы мен техникалық талаптарға сай болуы керек. Бомбалаушы ұшақ пен жолаушы ұшағын салыстыру кезіндегі сәйкессіздіктер 50 пайыздан асады. Мысалы, кейбіреулер жөндеу кезінде «фюзеляжды үрлеу» керек деп айтқанда, сіз түсінуіңіз керек: Ту-160 салмағы 100 тоннадан асады. «Үлдету» салмақ қосу дегенді білдіреді. Бұл жанармай шығынын арттыру, жылдамдық пен биіктікті азайту және пайдалану шығындары тұрғысынан ұшақты кез келген авиакомпания үшін мүлдем тартымсыз ету дегенді білдіреді.

Іскерлік авиация үшін дыбыстан жылдам ұшақ жасау үшін бізге жаңа авионика, жаңа ұшақ қозғалтқыштары, жаңа материалдар және жанармайдың жаңа түрлері қажет. Ту-144-те керосин, олар айтқандай, өзен сияқты ағып жатты. Бүгінде бұл мүмкін емес. Ең бастысы, мұндай ұшаққа жаппай сұраныс болуы керек. Миллионерлерге тапсырыс берген бір-екі көлік қаржы мәселесін шешпейді. Әуе компаниялары оны жалға алып, құнын «жұмыс істеуге» мәжбүр болады. Кімге? Әрине, жолаушыларда. Экономикалық тұрғыдан алғанда жоба сәтсіз болады.

Сергей Мельниченко, «Ұшу қауіпсіздігі» ICAA бас директоры:

Ту-160 сериялық өндірісі басталғаннан бері өткен 35 жылға жуық уақыт ішінде технология алға жылжыды және бұл қолданыстағы ұшақтарды мұқият жаңғырту кезінде ескерілуі керек. Ұшақ өндірушілері сәйкес жаңа ұшақ жасау әлдеқайда оңай және арзанырақ дейді жаңа тұжырымдамаескісін қалпына келтіруден гөрі.

Тағы бір сұрақ: егер Ту-160 арнайы бизнес-джет ретінде қайта құрастырылса, араб шейхтері әлі де оған қызығушылық таныта ма? Дегенмен, бірнеше «бірақ» бар. Ұшақ халықаралық сертификат алуы керек (және оны берудің артында Еуропалық Одақ пен АҚШ тұр), бұл өте проблемалы. Оған қоса, бізде жоқ жаңа тиімді қозғалтқыштар қажет болады. Қолда барлары отын тұтынбайды, ішеді.

Егер ұшақ үнемді жолаушыларды тасымалдауға ауыстырылса (бұл екіталай), онда сұрақ - қайда ұшу керек және кімді тасымалдау керек? Өткен жылы біз 100 миллион жолаушы тасымалданған көрсеткішке енді ғана жақындадық. КСРО-да бұл көрсеткіштер әлдеқайда жоғары болды. Аэродромдар саны бірнеше есеге азайды. Елдің еуропалық бөлігіне Камчатка мен Приморьеден ұшқысы келетіндердің барлығының қалтасы көтере бермейді. «Отын шашатын ұшақтың» билеттері Boeing және Airbus-қа қарағанда қымбатырақ болады.

Егер ұшақты тек ірі компания басшыларының мүддесі үшін қайта жасау жоспарланса, онда бұл жағдайдың болуы әбден мүмкін. Бірақ бұл сұрақ Ресей экономикасы мен халқына емес, тек оларға қатысты. Тіпті бұл жағдайда да рейстер тек Сібірге немесе Қиыр Шығысқа орындалатынын елестету қиын. Аймақтағы шу мәселесі. Ал егер жаңартылған ұшақ Сардинияға ұшуға рұқсат етілмесе, оның кімге керегі бар?

M = 1,2-5).

Оқиға

20 ғасырдың 60-70 жылдары қарқынды дамумен ерекшеленді дыбыстан жоғары авиация. Әуе кемелерінің тұрақтылығы мен басқарылуының және олардың аэродинамикалық тиімділігінің негізгі мәселелері шешілді. Ұшу жылдамдығы жоғары төбені 20 км-ден жоғарылатуға мүмкіндік берді, бұл барлау ұшақтары мен бомбалаушы ұшақтар үшін маңызды болды (сол кезде нысанаға дәл соғуға қабілетті зениттік-зымырандық жүйелер пайда болғанға дейін). биік таулар, бомбалаушы ұшақтарды пайдаланудың негізгі принципі нысанаға ең жоғары биіктікте және жылдамдықпен ұшу болды). Осы жылдары әртүрлі мақсаттарға арналған дыбыстан жоғары ұшақтар жасалып, жаппай өндіріске енгізілді: жойғыштар (тактикалық және тосқауыл), бомбалаушы ұшақтар, истребитель-бомбардировщиктер, барлау ұшақтары (бірінші дыбыстан жылдам барлық ауа-райында ұстағыш - Convair F-102 Delta Dagger ; бірінші дыбыстан жоғары алыс қашықтыққа ұшатын бомбалаушы - Convair B -58 Hustler).

Қазіргі уақытта жаңа ұшақтар, соның ішінде көрінуді азайту үшін Stealth технологиясын қолдану арқылы жасалған ұшақтар пайда болуда.

Ту-144 және Конкордтың салыстырмалы диаграммалары

Дыбыстан жылдам жүретін жолаушылар ұшағы

Тұрақты рейстерде тек екі жаппай шығарылған жолаушы дыбыстан жылдам ұшағы белгілі: 1968 жылы 31 желтоқсанда алғашқы рейсін жасаған және 1975 жылдан 1978 жылға дейін пайдаланылған және екі айдан кейін алғашқы рейсін орындаған кеңестік Ту-144 ұшағы - 2 наурыз, 1969. - 1976 жылдан 2003 жылға дейін трансатлантикалық ұшулар жасаған француздық Конкорд. Олардың жұмысы алыс қашықтықтарға ұшу уақытын айтарлықтай қысқартуға ғана емес, сонымен қатар әуе кемелері пайдаланатын негізгі әуе кеңістігін (9-12 км биіктікте) жоғары биіктікте (≈18 км) кептелмеген әуе кеңістігін пайдалануға мүмкіндік берді. сол жылдар жүктелді. Сондай-ақ дыбыстан жоғары ұшақтар түзу маршруттармен (сыртқы әуе жолдарымен) ұшты.

Дыбыстан жоғары және трансоникалық жолаушы ұшақтарының (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Дуглас 2229, Lockheed L-2000, Ту-244, Ту-344, Ту-444, SSBJ және т. Әуе кемелерін пайдаланудан алып тастау жүзеге асырылған екі жоба бұрын әзірленген және қазіргі заманғы жобалары бар гиперсоникалық (соның ішінде суборбитальды) жолаушылар лайнерлері (мысалы, ZEHST, SpaceLiner) және әскери-көліктік (қону) жедел әрекет етуші ұшақтар. 20 бірлікке 2015 жылдың қарашасында әзірленіп жатқан Aerion AS2 жолаушылар бизнес-джетіне нақты тапсырыс берілді, жалпы құны 2,4 миллиард долларды құрайды, жеткізілім 2023 жылы басталады.

Теориялық мәселелер

Дыбыстан жоғары жылдамдықпен ұшу, дыбыстан тыс жылдамдықтан айырмашылығы, әртүрлі аэродинамика жағдайында жүреді, өйткені ұшақ дыбыс жылдамдығына жеткенде ағынның аэродинамикасы сапалы өзгереді, соның салдарынан аэродинамикалық кедергі күрт артады және кинетикалық қызады. жоғары жылдамдықпен ағып жатқан ауа ағынының үйкелісінен құрылым да артады. , аэродинамикалық фокус ауысады, бұл ұшақтың тұрақтылығы мен басқарылуының жоғалуына әкеледі. Сонымен қатар, бірінші құруға дейін белгісіз нәрсе дыбыстан жоғары ұшақ«толқын кедергісі» деп аталатын құбылыс.

Сондықтан, қозғалтқыш қуатын жай ғана арттыру арқылы дыбыс жылдамдығына және дыбыстан жоғары жылдамдықта тиімді тұрақты ұшуға қол жеткізу мүмкін болмады - жаңа дизайн шешімдері қажет болды. Нәтижесінде ұшақтың сыртқы түрі өзгерді: дыбыстан тыс ұшақтардың «тегіс» пішіндерінен айырмашылығы, тән түзу сызықтар мен өткір бұрыштар пайда болды.

Айта кету керек, тиімді дыбыстан жылдам ұшақ жасау мәселесі әлі шешілген деп санауға болмайды. Жасаушылар жылдамдықты арттыру және қолайлы ұшу және қону сипаттамаларын сақтау талаптары арасында ымыраға келулері керек. Осылайша, авиацияның жылдамдық пен биіктікте жаңа шекараларды бағындыруы тек қана жетілдірілген немесе түбегейлі жаңа қозғалтқыш жүйесін және ұшақтардың жаңа құрылымдық орналасуын қолданумен ғана емес, сонымен қатар олардың ұшудағы геометриясының өзгеруімен де байланысты. Мұндай өзгерістер ұшақтың жоғары жылдамдықтағы жұмысын жақсарта отырып, төмен жылдамдықта олардың жұмысын нашарлатпауы керек және керісінше. IN Соңғы уақытжасаушылар қанат аймағын және олардың профильдерінің салыстырмалы қалыңдығын азайтудан бас тартады, сондай-ақ қанағаттанарлық максималды жылдамдық пен қызмет көрсету төбелерінің мәндері болған жағдайда айнымалы геометриясы бар әуе кемелері үшін қанаттың айналу бұрышын арттырудан бас тартады, егер қанағаттанарлық максималды жылдамдық пен қызмет көрсету төбесінің мәндері болса қазірдің өзінде қол жеткізілді. Бұл жағдайда дыбыстан жоғары ұшақтың төмен жылдамдықта жақсы өнімділігі және жоғары жылдамдықта, әсіресе төмен биіктікте аз кедергі болуы маңызды деп саналады.