avia-su.ru
Двухмоторный истребитель производства КБ Сухого был принят на вооружение ВВС СССР в 1985 году, хотя совершил первый полет еще в мае 1977 года.
Этот самолет может достигать максимальной сверхзвуковой скорости 2,35 Маха (2500 км/ч), что в два с лишним раза быстрее скорости звука.
Су-27 заработал репутацию одной из самых боеспособных единиц своего времени, а некоторые модели до сих пор используются в армиях России, Беларуси и Украины.
www.f-16.net
Тактический ударный самолет разработан в 1960-х годах General Dynamics. Рассчитанный на двух членов экипажа, первый самолет поступил на вооружение ВВС США в 1967 году, и был использован для стратегических бомбардировок, разведки и радиоэлектронной борьбы. F-111 был в состоянии развить скорость 2,5 Маха (2655 км/ч), или в 2,5 раза больше скорости звука.
letsgoflying.wordpress.com
Двухмоторный тактический истребитель разработан компанией МакДоннелл Дуглас в 1967 году. Всепогодный самолет предназначен для захвата и поддержания превосходства в воздухе над вражескими силами во время воздушного боя. F-15 Eagle совершил первый полет в июле 1972 года и официально поступил на вооружение в ВВС США в 1976 году.
F-15 способен летать на скоростях, превышающих 2,5 Маха (2655 км/ч), и считается одним из самых успешных самолетов из когда-либо созданных. F-15 Eagle, как ожидается, будет на службе ВВС США до 2025. Сейчас истребитель экспортируется в ряд зарубежных стран, включая Японию, Израиль и Саудовскую Аравию.
airforce.ru
Большой, двухмоторный сверхзвуковой самолет производства КБ Микояна предназначен для перехвата иностранных самолетов на высоких скоростях. Самолет совершил первый полет в сентябре 1975 года, и был принят на вооружение ВВС в 1982 году.
МиГ-31 достигает скорости 2,83 Маха (3000 км/ч) и был способен летать на сверхзвуковых скоростях даже на малых высотах. МиГ-31 по-прежнему на службе в ВВС России и Казахстана.
XB-70 newspaceandaircraft.com
Самолет с шестью двигателями XB-70 Valkyrie был разработан компанией North American Aviation в конце 1950-х. Самолет был построен как прототип для стратегического бомбардировщика с ядерными бомбами.
XB-70 Valkyrie достиг своей расчетной скорости 14 октября 1965 года, когда он достиг 3,02 Маха (3219 км/ч), на высоте 21300 м над базе ВВС Эдвардс в Калифорнии.
Два XB-70 были построены и использовались в испытательных полетах с 1964 по 1969 год. Один из прототипов потерпел крушение в 1966 году после столкновения в воздухе, а другой XB-70 выставлен на обозрение в Национальном музее ВВС США в Дейтоне, штат Огайо.
Bell X-2 Starbuster
X-2 wikipedia.org
Самолет с ракетным двигателем — совместная разработка Bell Aircraft Corporation, ВВС США и Национального консультативного комитета по аэронавтике (предшественник NASA) в 1945 году. Самолет был построен для исследования аэродинамических свойств при сверхзвуковом полете в диапазоне 2 и 3 Маха.
X-2 по прозвищу Starbuster совершил первый полет в ноябре 1955 года. В следующем году, в сентябре 1956-го, капитан Милберн за штурвалом смог развить скорость 3,2 Маха (3370 км/ч) на высоте 19800 м.
Вскоре после достижения этой максимальной скорости самолет стал неуправляем и упал. Это трагическое происшествие поставило крест на программе X-2.
airforce.ru
Самолет производства Микояна-Гуревича был предназначен для перехвата вражеских самолетов на сверхзвуковых скоростях и сбора разведывательных данных. МиГ-25 является одним из самых быстрых военных самолетов, введенных в эксплуатацию. МиГ-25 совершил первый полет в 1964 году и впервые был использован советскими ВВС в 1970 году.
МиГ-25 имеет невероятную максимальную скорость — 3,2 Маха (3524 км/ч). Самолет все еще находится на службе ВВС России, а также используется в ряде других стран, в том числе ВВС Алжира и сирийских ВВС.
wikipedia.org
Прототип самолета, разработанный корпорацией Lockheed в конце 50-х — начале 60-х. Самолет был построен для перехвата вражеских самолетов на скорости 3 Маха.
Тестирование YF-12 проходило на Area 51, сверхсекретном полигоне ВВС США, которому уфологи приписывали связь с инопланетянами. YF-12 совершил первый полет в 1963 году и развил максимальную скоростью 3,2 Маха (3330 км/ч) на высоте 24400 м. ВВС США в конце концов отменили программу, но YF-12 еще сделал ряд научно-исследовательских рейсов для ВВС и NASA. Окончательно самолет прекратил полеты в 1978 году.
Когда может подняться в небо новый сверхзвуковой пассажирский самолет? Бизнес-джет на базе бомбардировщика Ту-160: реально? Как бесшумно преодолеть звуковой барьер?
Ту‑160 - самый крупный и мощный в истории военной авиации сверхзвуковой самолет и самолет с изменяемой геометрией крыла. Среди летчиков получил прозвище "Белый лебедь". Фото: AP
Есть ли у сверхзвуковых пассажирских машин перспектива? - спросила я не так давно выдающегося российского авиаконструктора Генриха Новожилова.
Конечно, есть. По крайней мере сверхзвуковой бизнес-самолет обязательно появится, - ответил Генрих Васильевич. - Мне не раз доводилось беседовать с американскими бизнесменами. Они четко заявляли: "Если бы такой самолет появился, господин Новожилов, то, как бы дорого он ни стоил, его бы у вас мгновенно купили". Скорость, высота и дальность - три фактора, которые актуальны всегда.
Да, актуальны. Мечта любого бизнесмена: утром перелететь через океан, заключить крупную сделку, а вечером вернуться домой. Современные самолеты летают не быстрее 900 км/ч. А сверхзвуковой бизнес-джет будет иметь крейсерскую скорость около 1900 км в час. Какие перспективы для делового мира!
Вот почему ни Россия, ни Америка, ни Европа никогда не оставляли попыток создать новую сверхзвуковую пассажирскую машину. Но история тех, что уже летали - советского Ту-144 и англо-французского "Конкорда", - научила многому.
В декабре этого года будет полвека, как Ту-144 совершил первый полет. А спустя год лайнер показал, на что конкретно способен: преодолел звуковой барьер. Он набрал скорость в 2,5 тыс. км/ч на высоте 11 км. Это событие вошло в историю. В мире до сих пор нет аналогов пассажирских бортов, которые способны повторить подобный маневр.
"Сто сорок четверка" открыла принципиально новую страницу в мировом самолетостроении. Рассказывают, на одном из совещаний в ЦК КПСС конструктор Андрей Туполев докладывал Хрущеву: машина получается довольно прожорливой. Но тот лишь махнул рукой: ваше дело - утереть нос капиталистам, а керосина у нас - хоть залейся...
Нос - утерли. Керосином - залились.
Впрочем, и европейский конкурент, взлетевший позже, тоже не отличился экономичностью. Так, в 1978 году девять "Конкордов" принесли своим компаниям около 60 млн долларов убытка. И только правительственные субсидии спасли положение. Тем не менее "англо-француз" летал вплоть до ноября 2003 года. А вот Ту-144 списали намного раньше. Почему?
Прежде всего не оправдался хрущевский оптимизм: в мире разразился энергетический кризис и цены на керосин устремились вверх. Сверхзвуковой первенец сразу же окрестили "удавом на шее "Аэрофлота". Огромный расход топлива нокаутировал и проектную дальность полетов: Ту-144 не дотягивал ни до Хабаровска, ни до Петропавловска-Камчатского. Только из Москвы до Алма-Аты.
И если бы только это. 200-тонный "утюг", курсировавший над густонаселенными районами на сверхзвуковой скорости, буквально взорвал все пространство вдоль трассы. Посыпались жалобы: надои у буренок упали, куры перестали нестись, кислотные дожди задавили... Где правда, где ложь - сегодня однозначно не скажешь. Но факт остается фактом: "Конкорд" летал только над океаном.
Наконец, самое важное - катастрофы. Одна - в июне 1973-го на авиасалоне в парижском Ле Бурже, что называется, на виду у планеты всей: экипаж летчика-испытателя Козлова хотел продемонстрировать возможности советского лайнера... Другая - через пять лет. Тогда выполнялся испытательный полет с двигателями новой серии: они как раз должны были вытащить самолет на необходимую дальность.
"Конкорд" тоже не избежал трагедии: самолет разбился в июле 2000 года при вылете из аэропорта Шарль де Голль. По иронии судьбы, он рухнул почти там, где когда-то Ту-144. Погибли 109 человек на борту и четверо на земле. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только год спустя. Но последовала еще череда инцидентов, и на этом сверхзвуковике тоже поставили жирную точку.
31 декабря 1968 года состоялся первый полет Ту‑144, на два месяца раньше "Конкорда". А 5 июня 1969 года на высоте 11 000 метров наш самолет первым в мире вырвался за пределы звукового барьера. Фото: Сергей Михеев/ РГ
Сегодня, на новом витке развития технологий, ученым необходимо найти баланс между противоречивыми факторами: хорошей аэродинамикой нового сверхзвукового самолета, небольшим расходом топлива, а также жесткими ограничениями на шум и звуковой удар.
Насколько реально создать новый пассажирский сверхзвуковик на базе бомбардировщика Ту-160? С точки зрения чисто инженерной - вполне, говорят эксперты. И в истории есть примеры, когда военные самолеты успешно "снимали погоны" и улетали "на гражданку": так, Ту-104 был создан на основе дальнего бомбардировщика Ту-16, а Ту-114 - бомбардировщика Ту-95. В обоих случаях пришлось переделывать фюзеляж - менять схему расположения крыла, расширять диаметр. Фактически это были новые самолеты, и достаточно успешные. Кстати, любопытная деталь: когда Ту-114 впервые прилетел в Нью-Йорк, там в ошарашенном аэропорту не нашлось ни подходящего по высоте трапа, ни тягача...
Схожие работы как минимум потребуются и по конверсии Ту-160. Однако насколько это решение будет экономически эффективно? Все требуется тщательно оценить.
Сколько нужно таких самолетов? Кто и куда на них будет летать? Насколько они будут коммерчески доступны для пассажиров? Как скоро окупятся затраты на разработку?.. Билеты на том же Ту-144 стоили в 1,5 раза дороже обычных, но даже такая высокая стоимость не покрывала эксплуатационных затрат.
Между тем, как утверждают эксперты, первый российский сверхзвуковой административный самолет (бизнес-джет), может быть спроектирован за семь-восемь лет при наличии задела по двигателю. Такой самолет сможет вместить до 50 человек. Общий спрос на внутреннем рынке прогнозируется на уровне 20-30 машин при цене 100-120 млн долларов.
Серийный сверхзвуковой пассажирский самолет нового поколения может появиться около 2030 года
Над проектами сверхзвуковых бизнес-джетов работают конструкторы по обе стороны океана. Все ищут новые компоновочные решения. Кто-то предлагает нетипичный хвост, кто-то - совершенно необычное крыло, кто-то - фюзеляж с изогнутой центральной осью...
Специалисты ЦАГИ разрабатывают проект СДС/СПС ("сверхзвуковой деловой самолет / сверхзвуковой пассажирский самолет"): по задумке, трансатлантические перелеты на расстояние до 8600 км он сможет выполнять с крейсерской скоростью не менее 1900 км/ч. Причем салон сделают трансформируемым - из 80-местного в 20-местный VIP-класса.
А минувшим летом на авиасалоне в Жуковском одной из самых интересных стала модель высокоскоростного гражданского самолета, созданная учеными ЦАГИ в рамках международного проекта HEXAFLY-INT. Этот самолет должен летать со скоростью более 7-8 тыс. км/ч, соответствующей числам Маха 7 или 8.
Но чтобы высокоскоростной гражданский самолет стал реальностью, предстоит решить огромный спектр задач. Они связаны с материалами, водородной силовой установкой, ее интеграцией с планером и получением высокой аэродинамической эффективности самого летательного аппарата.
И что уже совершенно точно: конструктивные особенности проектируемой крылатой машины будут явно нестандартными.
Компетентно
Сергей Чернышев, генеральный директор ЦАГИ, академик РАН:
Уровень звукового удара (резкий перепад давления в ударной волне) от Ту-144 равнялся 100-130 паскалей. Но современные исследования показали: его можно довести до 15-20. Более того, снизить громкость звукового удара до 65 децибел, а это эквивалентно шуму большого города. До сих пор в мире нет официальных нормативов по допустимому уровню звукового удара. И скорее всего он будет определен не раньше 2022 года.
Мы уже предложили облик демонстратора сверхзвукового гражданского самолета будущего. Образец должен показать возможность снижения звукового удара в сверхзвуковом крейсерском полете и шума в районе аэропорта. Рассматриваются несколько вариантов: самолет на 12-16 пассажиров, также на 60-80. Есть вариант совсем маленького делового самолета - на 6-8 пассажиров. Это разные веса. В одном случае машина будет весить примерно 50 тонн, а в другом - 100-120 и т.д. Но стартуем мы именно с первого из обозначенных сверхзвуковых самолетов.
По разным оценкам, уже сегодня есть нереализованная на рынке потребность в быстрых перелетах деловых людей на самолетах с пассажировместимостью 12-16 человек. И, конечно, машина должна летать на расстояние не меньше 7-8 тысяч километров по трансатлантическим маршрутам. Крейсерская скорость будет 1,8-2 Маха, то есть примерно в два раза быстрее скорости звука. Такая скорость является технологическим барьером для использования в конструкции планера обычных алюминиевых материалов. Поэтому мечта ученых - сделать самолет полностью из температурных композитов. И хорошие наработки есть.
Четкие требования к самолету должен определить стартовый заказчик, и тогда на этапах эскизного проектирования и проведения опытно-конструкторских работ возможно некоторое изменение исходного облика самолета, полученного на этапе предварительного проектирования. Но обоснованные принципы снижения звукового удара останутся неизменными.
Недолгая пассажирская эксплуатация сверхзвукового Ту‑144 ограничилась рейсами из Москвы в Алма‑Ату. Фото: Борис Корзин/ Фотохроника ТАСС
Думаю, до летающего прототипа нас отделяет 10-15 лет. В ближайшее время, по нашим планам, должен появиться летающий демонстратор, облик которого прорабатывается. Его главная задача - продемонстрировать основные технологии создания сверхзвукового самолета с низким уровнем звукового удара. Это необходимый этап работы. Серийный сверхзвуковой самолет нового поколения может появиться на горизонте 2030 года.
Олег Смирнов, заслуженный пилот СССР, председатель комиссии по гражданской авиации Общественного совета Ространснадзора:
Сделать на базе Ту-160 пассажирский сверхзвуковик? Для наших инженеров - совершенно реально. Не проблема. Тем более что машина эта очень хорошая, с замечательными аэродинамическими качествами, хорошим крылом, фюзеляжем. Однако сегодня любой пассажирский самолет должен прежде всего соответствовать международным требованиям летной и технической годности. Несовпадений, если сравнивать бомбардировщик и пассажирский самолет, - более 50 процентов. Например, когда некоторые говорят, что при переделке надо "раздуть фюзеляж", надо понимать: сам Ту-160 весит более 100 тонн. "Раздуть" - это еще добавить вес. А значит - увеличить расход топлива, уменьшить скорость и высоту, сделать аппарат по своим эксплуатационным расходам абсолютно непривлекательным для любой авиакомпании.
Чтобы создать сверхзвуковой самолет для деловой авиации, нужны новая авионика, новые авиадвигатели, новые материалы, новые виды топлива. На Ту-144 керосин, что называется, лился рекой. Сегодня подобное невозможно. А главное - на такой самолет должен быть массовый спрос. Одна-две машины по заказу от миллионеров финансовой проблемы не решат. Авиакомпании должны будут брать его в лизинг и "отрабатывать" стоимость. На ком? Естественно, на пассажирах. С точки зрения экономики, проект станет провальным.
Сергей Мельниченко, генеральный директор МКАА "Безопасность полетов":
За почти 35 лет, прошедших с начала серийного выпуска Ту-160, технологии ушли вперед, и это придется учитывать при глубокой модернизации существующего самолета. Самолетостроители говорят, что намного проще и дешевле создать новый самолет в соответствии с новой концепцией, чем перестраивать старый.
Другой вопрос: если Ту-160 будет перестроен именно под бизнес-джет, заинтересуются ли им все-таки арабские шейхи? Однако есть несколько "но". Самолету нужно будет получить международный сертификат (а за его выдачей стоят Евросоюз и США), что очень проблематично. Кроме того, понадобятся новые экономичные двигатели, которых у нас нет. Те, которые имеются, топливо не потребляют, а пьют.
Если же самолет переоборудуют под перевозку эконом-пассажиров (что маловероятно), то вопрос - а куда летать и кого возить? Мы за прошлый год только-только подобрались к цифре 100 млн перевезенных пассажиров. В СССР эти показатели были куда выше. Количество аэродромов уменьшилось в несколько раз. Далеко не все, кто хотел бы слетать в европейскую часть страны с Камчатки и Приморья, могут себе это позволить. Билеты на "пьющий топливо самолет" будут дороже, чем на "боинги" и "эрбасы".
Если самолет планируется перестроить сугубо под интересы руководителей крупных компаний, то так, скорее всего, и будет. Но тогда этот вопрос касается сугубо их, а не российской экономики и людей. Хотя и в этом случае сложно представить, что полеты будут выполняться только в Сибирь или на Дальний Восток. Проблема с шумами на местности. А если обновленный самолет не пустят на Сардинию, то кому он нужен?
В начале 60-х годов стало понятно, что СССР необходим сверхзвуковой пассажирский самолёт, т.к. основной реактивный лайнер того времени - Ту-104 от Москвы до Хабаровска летел с двумя промежуточными посадками для дозаправки. Турбовинтовой Ту-114 выполнял на этом маршруте беспосадочные рейсы, но в полете был целых 14 часов. А сверхзвуковой Ту-144 расстояние 8500 километров преодолел бы за 3,5 часа! Советскому Союзу для обеспечения растущих пассажиропотоков в условиях протяжённых трансконтинентальных маршрутов нужен был новый современный сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС).
Однако детальный анализ и проработка предложенных проектов СПС на базе первых сверхзвуковых бомбардировщиков показали, что создание эффективного конкурентоспособного СПС путём модификации военного прототипа - задача крайне сложная. Первые сверхзвуковые боевые тяжёлые самолёты по своим конструктивным решениям в основном отвечали требованиям сравнительно кратковременного полёта на сверхзвуке. Для СПС требовалось обеспечить длительный крейсерский полёт на скоростях не менее двух скоростей звука - число Маха равное 2 (М=2). Специфика задачи по перевозке пассажиров дополнительно требовала значительного повышения надёжности работы всех элементов конструкции самолёта, при условии более интенсивной эксплуатации с учётом увеличения длительности полётов на сверхзвуковых режимах. Анализируя все возможные варианты технических решений, авиационные специалисты как в СССР, так и на Западе, пришли к твёрдому мнению, что экономически эффективный СПС необходимо проектировать как принципиально новый тип летательного аппарата.
Перед отечественной авиационной наукой и промышленностью в ходе создания советского СПС ставился ряд научно-технических проблем, с которыми наша ни дозвуковая пассажирская, ни военная сверхзвуковая авиация не сталкивались. Прежде всего, для обеспечения требуемых лётно-технических характеристик СПС, это полёт со скоростью М=2 на дальность до 6500 км со 100-120 пассажирами, в сочетании с приемлемыми взлётно-посадочными данными, требовалось значительно улучшить аэродинамическое качество самолёта при крейсерских скоростях полёта. Требовалось решить вопросы устойчивости и управляемости тяжёлого самолёта при полётах в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях, выработать практические методы балансировки самолёта на всех этих режимах с учётом минимизации аэродинамических потерь. Длительный полёт на скорости М=2 был связан с исследованиями и обеспечением прочности конструкции и агрегатов планера при повышенных температурах, близких к 100-120 градусам С, предстояло создать теплостойкие конструкционные материалы, смазки, герметики, а также разработать типы конструкций, способных длительное время работать в условиях циклического аэродинамического нагрева.
Аэродинамический облик Ту-144 определялся главным образом получением большой дальности полёта на крейсерском сверхзвуковом режиме, при условии получения требуемых характеристик устойчивости и управляемости, а также заданных характеристик взлёта и посадки. Аэродинамическое качество Ту-144 на двойной скорости звука равнялось 8,1, на «Конкорде» - 7,7, а у большинства сверхзвуковых «МиГов» середины 60-х годов прошлого века АК не превышало коэффициента, равного 3,4. В конструкции планера первого СПС в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы, на 20% он был изготовлен из титана, хорошо переносящего нагрев до 200 градусов С. Единственный самолет в мире, в котором так же применялся титан,- SR-71, знаменитый «Черный дрозд», американский сверхзвуковой разведчик.
ТУ-144Д № 77115 на авиасалоне МАКС 2015 / Фото (с) Андрей Величко
Исходя из условий получения требуемого аэродинамического качества и оптимальных режимов работы планера, систем и агрегатов самолёта при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, остановились на схеме низкоплана "бесхвостка" с составным треугольным крылом оживальной формы. Крыло образовывалось двумя треугольными поверхностями с углом стреловидности по передней кромке 78° и 55°- для задней базовой части. Четыре ТРДДФ размещались под крылом. Вертикальное оперение располагалось по продольной оси самолёта. В конструкции планера в основном использовались традиционные алюминиевые сплавы. Крыло образовывалось из симметричных профилей и имело сложную крутку в двух направлениях: в продольном и поперечном. Этим достигалось наилучшее обтекание поверхности крыла на сверхзвуковом режиме, кроме того, подобная крутка содействовала улучшению продольной балансировки на этом режиме.
Постройка первого опытного самолёта Ту-144 ("044") началась в 1965 году, одновременно строился второй экземпляр для статических испытаний. Опытный "044" первоначально рассчитывался на 98 пассажиров, позднее эта цифра была увеличена до 120. Соответственно, расчетная взлётная масса увеличилась со 130 до 150 тонн. Опытная машина строилась в Москве в цехах ММЗ "Опыт", часть агрегатов изготовлялась на его филиалах. В 1967 году была закончена сборка основных элементов самолёта. В конце 1967 года опытный "044" перевезли на Жуковскую лётно-испытательную и доводочную базу, где в течение всего 1968 года осуществлялись доводочные работы и доукомплектование машины недостающими системами и агрегатами.
Одновременно на аэродроме ЛИИ начались полеты самолета-аналога МиГ-21И (А-144, "21-11"), созданного на базе истребителя МиГ-21С. Аналог создавался в ОКБ А. И. Микояна и имел крыло геометрически и аэродинамически подобное крылу опытного "044". Всего было построено две машины "21-11", на них летали многие лётчики-испытатели, в том числе и те, которым предстояло испытывать Ту-144. Самолёт-аналог успешно достигал скорости 2500 км/ч, материалы этих полётов послужили основой для окончательной доводки крыла Ту-144, а также позволили лётчикам-испытателям подготовиться к особенностям поведения самолёта с таким крылом.
31 декабря 1968 года - первый полёт Ту-144
В конце 1968 года опытный "044" (бортовой № 68001) был готов к первому полёту. На машину назначили экипаж в составе: командира корабля - заслуженного лётчика-испытателя Э. В. Еляна (получившего затем за Ту-144 Героя Советского Союза); второго пилота - заслуженного лётчика испытателя Героя Советского Союза М.В.Козлова; ведущего инженера-испытателя В. Н. Бендерова и бортинженера Ю. Т. Селивёрстова. Учитывая новизну самолёта, ОКБ пошло на неординарное решение: впервые на опытную пассажирскую машину решили установить катапультируемые кресла экипажа.
В течение месяца проводились гонки двигателей, пробежки, наземные проверки систем. С начала третьей декады декабря 1968 года "044" находился в предстартовой готовности, машина и экипаж были полностью готовы к первому вылету, в течение всех этих десяти дней над аэродромом ЛИИ не было погоды, и опытный Ту-144 оставался на земле. Наконец, в последний день уходящего 1968 года, через 25 секунд после момента старта "044" впервые оторвался от взлетной полосы аэродрома ЛИИ и быстро набрал высоту. Первый полёт продолжался 37 минут, в полёте машину сопровождал самолёт-аналог "21-11". Ту-144 успел взлететь на два месяца раньше своего англо-французского «коллеги» - лайнера «Конкорд», который выполнил первый полёт 2 марта 1969 года.
По отзывам экипажа, машина показала себя послушной и "летучей". На первом вылете присутствовали А. Н. Туполев, А. А. Туполев, многие руководители подразделений ОКБ. Первый полёт Ту-144 стал событием мирового значения и немаловажным моментом в истории отечественной и мировой авиации. Впервые в воздух поднялся сверхзвуковой пассажирский самолёт.
3 июня 1973 года первая серийная машина во время демонстрационного полёта в Ле-Бурже потерпела катастрофу. Погибли командир лётчик-испытатель М. В. Козлов, второй пилот В. М. Молчанов, заместитель главного конструктор В. Н. Бендеров, бортинженер А. И. Дралин, штурман Г. Н. Баженов, инженер Б. А. Первухин. Для расследования катастрофы была создана комиссия, в которой принимали участия специалисты СССР и Франции. По результатам расследования французы отмечали, что отказа в технической части самолёта не было, причиной катастрофы явилось наличие в кабине не пристёгнутых членов экипажа, внезапное появление самолета "Мираж" в поле зрения экипажа Ту-144, наличие кинокамеры в руках одного из членов экипажа, которая при падении могла заклинить штурвал управления. Наиболее ёмко и точно о катастрофе Ту-144 в Ле-Бурже в 90-е годы высказался Э. В. Елян: "Эта катастрофа - горький пример того, как стечение мелких на первый взгляд, незначительных небрежностей, в данном случае и со стороны французских служб управления полётами, привело к трагическим последствиям".
Тем не менее, Ту-144 стал совершать регулярные рейсы. Первый рабочий рейс был выполнен 26 декабря 1975 года по маршруту Москва-Алма-Ата, где самолёт перевёз почту и посылки, а с ноября 1977 года на том же направлении начались и пассажирские перевозки.
Рейсы выполняли только два самолёта - № 77108 и № 77109. Лётчики Аэрофлота летали только в качестве вторых пилотов, командирами же экипажа всегда были лётчики-испытатели ОКБ Туполева. Билет стоил немалые по тем временам деньги - 82 рубля, а на обычный рейс Ил-18 или Ту-114 по тому же маршруту - 48 рублей.
С экономической точки зрения уже через некоторое время стало понятно, что эксплуатация Ту-144 была убыточна - сверхзвуковые самолёты летали полупустыми, и через 7 месяцев Ту-144 сняли с регулярных рейсов. Похожие проблемы испытывал и «Конкорд»: из Европы в Америку летали всего 14 самолетов, и даже дорогие билеты не могли компенсировать авиакомпаниям огромные расходы на топливо. В отличие от Ту-144, полёты "Конкордов" дотировались правительствами Франции и Великобритании почти до начала 90-х годов. Стоимость билета на трассе Лондон-Нью-Йорк в 1986 году составляла 2 745 USD. Позволить такие дорогие полеты могли только весьма состоятельные люди, для которых формула "время-деньги" - есть основное кредо существования. На Западе такие люди были и для них полёты на "Конкордах" - естественная экономия времени и денег, тому подтверждение - их общий налет на межконтинентальных трассах за 1989 год в 325 000 лётных часов. Поэтому можно считать, что программа "Конкорд" для англичан и французов была в достаточной мере коммерческой, а дотации выделялись для поддержания престижа по отношению к американцам.
23 мая 1978 года произошло второе крушение Ту-144. Улучшенный опытный вариант самолёта Ту-144Д (№ 77111) после возгорания топлива в зоне мотогондолы 3-й силовой установки из-за разрушения топливопровода, задымления в кабине и отключения экипажем двух двигателей, совершил вынужденную посадку на поле у деревни Ильинский Погост, неподалеку от города Егорьевска. Командир экипажа В. Д. Попов, второй пилот Э. В. Елян и штурман В. В. Вязигин смогли покинуть самолёт через форточку кабины. Находившиеся в салоне инженеры В. М. Кулеш, В. А. Исаев, В. Н. Столповский покинули самолет через переднюю входную дверь. Бортинженеры О. А. Николаев и В. Л. Венедиктов оказались зажатыми на рабочем месте деформировавшимися при посадке конструкциями и погибли. Отклоненный носовой обтекатель коснулся грунта первым, он сработал, как нож бульдозера, входя землю, провернулся под днище и вошёл в фюзеляж. 1 июня 1978 года Аэрофлот навсегда прекратил сверхзвуковые пассажирские рейсы.
Впоследствии Ту-144Д использовался только для грузовых перевозок между Москвой и Хабаровском. В общей сложности, Ту-144 совершил 102 рейса под флагом Аэрофлота, из них 55 - пассажирскихв которых было перевезено 3 194 пассажира.
Фото: Ту-144 борт СССР-77115 / (с) Баскаков В.Д.
Позже Ту-144 совершали только испытательные полёты и несколько полётов с целью установления мировых рекордов. С 1995 по 1999 годы один значительно модифицированный Ту-144Д (№77114) под названием Ту-144ЛЛ использовался американским космическим агентством НАСА для исследований в области высокоскоростных коммерческих полётов с целью разработать план для создания нового, современного сверхзвукового пассажирского самолёта. Из-за отсутствия пригодных к эксплуатации двигателей НК-144 или РД-36-51 на Ту-144ЛЛ были установлены НК-32, аналогичные используемым на Ту-160, разнообразные датчики и контрольно-записывающая аппаратура.
Всего было построено 16 самолётов Ту-144, которые совершили в общей сложности 2 556 вылетов и налетали 4 110 часов (среди них больше всего, 432 часа, налетал борт 77144). Постройка ещё четырёх самолётов так и не была закончена.
Ту-144 борт СССР-77114 на стоянке в ЛИИ им. Громова, аэродром в Жуковском / Фото (с) Андрей Величко, МАКС 2003
Оставшихся в лётном состоянии самолётов в настоящее время не существует. Практически полностью укомплектованы деталями и могут быть восстановлены до лётного состояния только борты Ту-144ЛЛ № 77114 и ТУ-144Д № 77115. Борт № 77114, который использовался для тестов НАСА, хранится на аэродроме в Жуковском. ТУ-144Д № 77115 также хранится на аэродроме в Жуковском. Раз в два года эти машины демонстрируют на статической стоянке во время международных авиакосмических салонов МАКС.
| Ту-144 различных модификаций | Concorde | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ту-144 («044») | Ту-144С | Ту-144Д | Ту-144ЛЛ | ||
| Технические характеристики | |||||
| Экипаж , чел. | 4 | 3 | |||
| Длина , м | 59,40 | 65,70 | 61,66 | ||
| Высота , м | 12,25 | 12,50 | 12,2 | ||
| Размах крыла , м | 27,65 | 28,00 | 28,80 | 25,60 | |
| Площадь крыла , м² | 438 | 503 | 507 | 358,6 | |
| Максимальная взлётная масса , кг | 180 000 | 195 000 | 207 000 | 203 000 | 185 000 |
| Масса полезной нагрузки , кг | 12 000 | 15 000 | 13 380 | ||
| Масса топлива , кг | 70 000 | 98 000 | 95 000 | 95 680 | |
| Двигатели | |||||
| Количество | 4 | ||||
| НК-144 | НК-144A | РД-36-51А | НК-32-1 | Olympus 593 | |
| Тяга, максимальная , кН | 171,6 | 178,0 | 196,1 | 245,0 | 170,0 |
| Тяга на сверхзвуке , кН | 127,5 | 147,0 | 137,5 | ||
| Лётные характеристики | |||||
| Максимальная скорость , км/ч | 2 443 | 2 500 | 2 285 | 2 500 | 2 330 |
| Крейсерская скорость (на сверхзвуке) , км/ч | 2 300 | 2 200 | 2 120 | 2 300 | 2 150 |
| Посадочная скорость , км/ч | 270 | 295 | |||
| Практическая дальность (с полной загрузкой) , км | 2 920 | 3 080 | 5 330 | 4 000 | 6 470 |
| Практический потолок , м | 20 000 | 18 300 | |||
| Длина разбега , м | 2 930 | ||||
| Длина пробега , м | 2 570 | ||||
Интересно сравнить судьбу Ту-144 и англо-французского "Конкорда" - машин близких по назначению, конструктивному исполнению и времени создания. Прежде всего следует отметить, что "Конкорд" проектировался в основном для сверхзвуковых полётов над безлюдными просторами Атлантического океана. По условиям звукового удара, это выбор меньших высот крейсерского сверхзвукового полёта и, как следствие, меньшая площадь крыла, меньшая взлётная масса, меньшая потребная крейсерская тяга силовой установки и удельные расходы топлива.
Ту-144 предстояло в основном летать над сушей, поэтому требовались большие высоты полёта и соответствующие параметры самолёта, требуемая тяга силовой установки. Сюда следует добавить менее совершенные двигатели. По своим удельным параметрам двигатели Ту-144 приблизились к "Олимпу" только в последних вариантах, плюс худшие удельные параметры отечественного оборудования и самолётных агрегатов по сравнению с западными. Все эти отрицательные исходные моменты в значительной мере удалось компенсировать высоким совершенством аэродинамики Ту-144 - по значению полученного аэродинамического качества при полётах на крейсерском сверхзвуковом режиме Ту-144 превосходил "Конкорд". Это давалось усложнением конструкции самолёта и снижением уровня технологичности в производстве.
В СССР богатых деловых людей не было, поэтому не было и естественного рынка услуг, который должен был удовлетворять Ту-144. Самолёт заведомо должен был стать в значительной степени дотационным и убыточным в эксплуатации, из-за чего программу создания Ту-144 нужно отнести к понятию престижа страны. Реальных экономических предпосылок для использования СПС на рынке авиационных услуг СССР 60-70 годов ХХ века не существовало. В результате, - с одной стороны героические усилия ОКБ А. Н. Туполева и других предприятий и организаций МАП по развитию Ту-144, а с другой - первоначальный эмоциональный подъём и поддержка со стороны руководства страны, постепенно перешедшая в безразличие и в значительной степени торможение со стороны руководства Аэрофлота, которому малодоходная головная боль с освоением сложнейшего комплекса Ту-144 была, по большому счёту, просто не нужна. Поэтому в начале 80-х годов, когда в СССР начали чётко проступать черты грядущего экономического и политического кризиса, одной из первых пострадала программа Ту-144.
Скорость звуковой волны величина не постоянная даже при условии, что рассматриваемая среда распространения звука является воздухом. Скорость звука при фиксированной температуре воздуха и атмосферного давления изменяется с ростом высоты над уровнем моря.
По мере увеличения высоты над уровнем моря скорость звука уменьшается. Условной точкой отсчета величины является нулевой уровень моря. Итак, скорость с которой звуковая волна стелится по водной глади равняется 340.29 м/с при условии температуры окружающего воздуха в 15 0 С и атмосферного давления 760 мм. рт.ст. Итак, самолеты летающие со скоростью выше, чем скорость звука, называют сверхзвуковыми.
Первые достижение сверхзвуковой скорости
Сверхзвуковыми самолетами называют летательные аппараты исходя из их физической способности передвигаться со скоростью выше чем звуковые волны. В привычных для нас километрах в час этот показатель грубо равен 1200 км/ч.
Еще самолеты времен Второй мировой войны с поршневыми ДВС и создающими воздушный поток пропеллерами при пикировании уже достигали отметки скорости в 1000 км/ч. Правда по рассказам пилотов, в эти моменты самолет начинало жутко трясти вследствие сильной вибрации. Ощущение было такое, что крылья могут попросту оторваться от фюзеляжной части самолета.
Впоследствии при создании сверхзвуковых самолетов инженеры-проектировщики учитывали влияние воздушных потоков на конструкцию самолетов при достижении скорости звука.
Преодоление сверхзвукового барьера самолетом
Когда самолет передвигается среди воздушных масс он буквально рассекает воздух во все стороны, создавая шумовой эффект и расходящиеся во все направления волны воздушного давления. При достижении летательного аппарата скорости звука возникает момент, когда звуковая волна не способна обогнать самолет. Из-за этого перед фронтальной частью самолета возникает ударная волна в виде плотного барьера из воздуха.
Возникший впереди самолета слой воздуха в момент достижения летательным аппаратом скорости звука создает резкий рост сопротивления, что и служит источником изменения характеристик устойчивости самолета.
Когда самолет летит, звуковые волны распространяются от него во все стороны со скоростью звука. Когда самолет достигает скорости М=1, то есть скорости звук, звуковые волны скапливаются перед ним и образуют слой уплотненного воздуха. При скоростях выше скорости звука эти волны образуют ударную волну, которая достигает земли. Ударная волна воспринимается как звуковой удар, акустически воспринимаемый человеческим ухом внизу на земной поверхности как глухой взрыв.
Этот эффект можно постоянно наблюдать при проведении учений сверхзвуковых самолетов гражданским населением в районе полетов.
Еще одним интересным физическим явлением при полете сверхзвуковых самолетов — это визуальное опережение летательных аппаратов их собственного звука. Звук наблюдается с некоторым опозданием за хвостом самолета.
Число Маха в авиации
Теорию с подтверждающим экспериментальным процессом образования ударных волн был продемонстрировал еще задолго до первого полета сверхзвукового самолета австрийский физик Эрнст Мах (1838 — 1916). Величину, выражающую отношение скорости летательного аппарата к скорости звуковой волны называют сегодня в честь ученого - Махом.
Как мы уже оговорились в водной части, на скорость звука в воздушной среде влияют такие метеорологические условия как давление, влажность и температура воздуха. Температура в зависимости от высоты полета самолета меняется от +50 на поверхностях Земли до -50 в слоях стратосферы. Поэтому на разных высотах для достижения сверхзвуковых скоростей обязательно учитываются местные метеоусловия.
Для сравнения над нулевой отметкой уровня моря скорость звука составляет 1240 км/ч, тогда как на высоте более 13 тыс. км. эта скорость снижается до 1060 км/ч.
Если принять соотношение скорости летательного аппарата к скорости звукова за М, то при значении М>1, это будет всегда сверхсвуковая скорость.
Самолеты с дозвуковой скоростью имеют значение М = 0.8. Вилка значений Маха от 0,8 до 1,2 задают околозвуковую скорость. А вот гиперзвуковые летательные аппараты имеют число Маха более 5. Из известных военных российских сверхзвуковых самолетов можно выделить СУ-27 — истребитель перехватчик, Ту-22М — бомбардировщик ракетоносец. Из американских известен SR-71 — самолет разведчик. Первым сверхзвуковым самолетом в рамках серийного производства стал американский истребитель F-100 в 1953 году.
Модель космического челнока во время испытаний в сверхзвуковой аэродинамической трубе. Специальная методика теневой фотографии позволила запечатлеть, где возникают ударные волны.
Первый сверхзвуковой самолет
За 30 лет с 1940 по 1970 скорость самолетов выросла в несколько раз. Первый перелет с околозвуковой скоростью был совершен 14 октября 1947 года на американском самолете Bell XS-1 в штате Калифорния над авиабазой.
Пилотировал реактивный самолет Bell XS-1 капитан американских ВВС Чак Йиге. Ему удалось разогнать аппарат до скорости 1066 км/ч. В ходе данного испытания был получен существенный срез данных для дальнейшего толчка в развитии сверхзвуковых самолетов.
Конструкция крыльев сверхзвуковых самолетов
Подъемная сила и лобовое сопротивление со скоростью увеличиваются, поэтому крылья становятся меньше, тоньше и приобретали стреловидную форму, улучшая обтекаемость.
У самолетов, приспособленных к сверхзвуковым полетам крылья в отличии от обычных дозвуковых самолетов вытягивались под острым углом назад, напоминая наконечник стрелы. Внешне крылья образовывали треугольник в единой плоскости с его остроугольной вершиной в передней части самолета. Треугольная геометрия крыла позволяла управлять самолетом предсказуемо в момент перехода звукового барьера и как следствие избежать вибраций.
Существуют модели, в которых применялись крылья с изменяемой геометрией. В момент взлета и посадки угол крыла относительно самолета равнялся 90 градусам, то есть перпендикулярен. Это необходимо для создания максимальной подъемной силы в момент взлета и посадки, то есть в тот момент когда скорость снижается и подъемная сила при остром угле при неизменной геометрии достигает своего критического минимума. С ростом скорости геометрия крыла изменяется до максимально острого угла у основания треугольника.
Самолеты-рекордсмены
В ходе гонки за рекордными скоростями в небе самолетом Bell-X15, на борту которого был установлен ракетный двигатель, была достигнута рекордная скорость 6,72 или 7200 км/ч в 1967 году. Этот рекорд не могли побить спустя долгое время.
И только в 2004 году беспилотный гиперзвуковой летательный аппарат NASA X-43, который разрабатывался для полета с гиперзвуковой скоростью, удалось в рамках его третьего полета разогнать до рекордных 11 850 км/ч.
Первые два полета закончились неудачно. На сегодняшний день эта самая высокая цифра скорости самолета.
Испытания сверхзвукового автомобиля
На этом реактивном сверхзвуковом автомобиле Thrust SSC установлены 2 авиационных двигателя. В 1997 году он стал первым наземным транспортным средством, преодолевшим звуковой барьер. Как и при сверхзвуковом полете, перед автомобилем возникает ударная волна.
Приближение автомобиля беззвучно, потому, что весь создаваемый шум сосредоточен в идущей за ним ударной волне.
Сверхзвуковые самолеты в гражданской авиации
Что касается гражданских сверхзвуковых самолетов, то всего известны 2 серийных самолета, выполняющих регулярные рейсы: советский ТУ-144 и французский Concorde. ТУ-144 осуществил свой дебютный вылет в 1968 году. Данные аппараты были предназначены для дальних трансатлантических перелетов. Время перелета были значительно сокращены в сравнении с дозвуковыми аппаратами за счет увеличения высоты перелета до 18 км, где самолет использовал незагруженный воздушный коридор и миновал облачную загрузку.
Первый гражданский сверхзвуковой самолет СССР ТУ-144 завершил свои полеты в 1978 году по причине их нерентабельности. Окончательную точку в решении об отказе эксплуатировать в регулярных рейсах было принято из-за катастрофы опытного экземпляра ТУ-144Д во время его испытания. Хотя стоит отметить, что за рамками гражданской авиации самолет ТУ-144 продолжали эксплуатировать для срочной почтовой и грузовой доставки с Москвы в Хабаровск вплоть до 1991 года.
Тем временем несмотря на дорогие билеты, французский сверхзвуковой самолет «Конкорд» продолжал оказывать услуги аваиарейсов для своих европейских клиентов до 2003 года. Но в конце концов, несмотря на более богатый социальный слой европейских жителей, вопрос нерентабельности был все равно неминуем.
Перед авиаконструкторами встала задача дальнейшего увеличения их скорости. Более высокая скорость расширяла боевые возможности как истребителей, так и бомбардировщиков.
Начало сверхзвуковой эре положил полёт Чака Йегера , американского лётчика-испытателя, 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11 достигшего сверхзвуковой скорости в управляемом полёте.
Развитие
60-е-70-е годы XX-го века ознаменовались бурным развитием сверхзвуковой авиации. Были решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности. Большая скорость полёта также позволила увеличить потолок свыше 20 км, что было актуально для разведчиков и бомбардировщиков . В то время, до появления зенитно-ракетных комплексов , способных поражать цели на больших высотах, основным принципом применения бомбардировщиков был полёт к цели на максимально возможной высоте и скорости. В эти годы были построены и пущены в серию сверхзвуковые самолёты самого различного назначения - истребители, бомбардировщики, перехватчики , истребители-бомбардировщики , разведчики (первый сверхзвуковой всепогодный перехватчик - Convair F-102 Delta Dagger ; первый сверхзвуковой дальний бомбардировщик - Convair B-58 Hustler).
В наши дни появляются новые самолёты, в том числе выполненные по технологии снижения заметности «Стелс ».
Сравнительные схемы Ту-144 и конкорда
Пассажирские сверхзвуковые самолёты
В истории авиации было всего два пассажирских сверхзвуковых самолёта, выполнявших регулярные рейсы. Советский самолёт Ту-144 совершил первый полёт 31 декабря 1968 года , находился в эксплуатации с по 1978 год . Выполнивший двумя месяцами позже, 2 марта 1969 года , свой первый полёт англо-французский «Конкорд» (фр. Concorde - «согласие») совершал трансатлантические рейсы с по 2003 год . Их эксплуатация позволяла не только значительно сократить время перелёта на дальних рейсах, но и использовать незагруженное воздушное пространство на большой высоте (≈18 км), в то время как основное используемое лайнерами воздушное пространство (высоты 9-12 км) уже в те годы было значительно загруженным. Также сверхзвуковые самолёты совершали полёты по спрямлённым маршрутам (вне воздушных трасс).
Теоретические вопросы
Полёт на сверхзвуковой скорости, в отличие от дозвукового, протекает по другим законам, поскольку при достижении объектом скорости звука качественно меняется аэродинамическая картина обтекания, из-за чего резко возрастает аэродинамическое сопротивление , увеличивается кинетический нагрев конструкции, смещается аэродинамический фокус, что ведёт к утрате устойчивости и управляемости самолёта. Кроме того, появилось такое доселе неизвестное явление как «волновое сопротивление».
Поэтому достижение скорости звука и эффективный полёт были невозможны простым увеличением мощности двигателей, требовались новые конструктивные решения. Следствием стало изменение внешнего облика самолёта - появились характерные прямые линии, острые углы, в отличие от «гладкой» формы дозвуковых самолётов.
Следует отметить, что задачу создания эффективного сверхзвукового самолёта нельзя считать решённой до сих пор. Создателям приходится идти на компромисс между требованием увеличения скорости и сохранением приемлемых взлётно-посадочных характеристик. Таким образом, завоевание авиацией новых рубежей по скорости и высоте связано не только с использованием более совершенной или принципиально новой двигательной установки и новой компоновки самолётов, но также с изменениями их геометрии в полёте. Такие изменения, улучшая характеристики самолёта при больших скоростях, не должны ухудшать их качеств на малых скоростях, и наоборот. Последнее время создатели отказываются от уменьшения площади крыла и относительной толщины их профилей, а также увеличения угла стреловидности крыла у самолётов с изменяемой геометрией, возвращаясь к крыльям малой стреловидности и большой относительной толщины, если уже достигнуты удовлетворительные величины максимальной скорости и потолка. В таком случае считается важным, чтобы сверхзвуковой самолёт имел хорошие лётные данные на малых скоростях и уменьшение сопротивления при больших скоростях, особенно на малых высотах.
Примечания
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "Сверхзвуковой самолёт" в других словарях:
Самолёт, конструкция и лётно технические характеристики которого допускают полёты со скоростями, превышающими скорость звука. В отличие от самолётов, летающих на дозвуковых скоростях, у сверхзвуковых самолётов стреловидная или треугольная (в… … Энциклопедия техники
сверхзвуковой самолёт - viršgarsinis lėktuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ultrasonic airplane vok. Überschallflugzeug, n rus. сверхзвуковой самолёт, m pranc. avion supersonique, m … Fizikos terminų žodynas
сверхзвуковой самолёт Энциклопедия «Авиация»
сверхзвуковой самолёт - сверхзвуковой самолёт самолёт, условия эксплуатации которого предусматривают полёт со скоростями, превышающими скорость звука. Введение понятия «С. с.» в 1950 е гг. вызвано существенным отличием геометрических форм, обеспечивающих… … Энциклопедия «Авиация»
Известно, что основные пути развития авиации определялись и определяются главным образом прогрессом летательных аппаратов военного применения, на разработку которых затрачиваются большие силы и средства. При этом гражданская авиация, для которой… … Википедия
Сверхзвуковой авиалайнер Ту-144: летно-технические характеристики - 31 декабря 1968 года опытный сверхзвуковой самолет Ту 144 (бортовой номер СССР 68001) совершил первый полет. Ту 144 успел взлететь на два месяца раньше своего англо французского конкурента лайнера Конкорд, который совершил свой первый полет 2… … Энциклопедия ньюсмейкеров
сверхзвуковой пассажирский самолёт - Рис. 1. Сверхзвуковой пассажирский самолёт Ту‑144. сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС) предназначается для перевозки пассажиров, багажа и грузов с сверхзвуковой крейсерской скоростью полёта (Маха число полёта M∞ > 1). Первыми (и… … Энциклопедия «Авиация»
