Сверхзвуковые самолёты – что мы о них знаем?Часть2

Сверхзвуковые самолёты – что мы о них знаем?Часть2

Скорость всегда была пределом мечтаний и первоначально эти устремления довольно успешно претворялись в жизнь. Передовые разработки позволили самолётам «разогнаться» до скорости, большей, чем та, с коей распространяется звук. Конечно, первым делом, это было применено в военной авиации. Ведь речь идёт, всё-таки, о двадцатом веке. Который, как ни прискорбно это осознавать, был столетием конфликтов, двух мировых войн, «холодной» борьбы СССР и США…

Первые достижение сверхзвуковой скорости

Сверхзвуковыми самолетами называют летательные аппараты исходя из их физической способности передвигаться со скоростью выше чем звуковые волны…

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. И едва ли не каждая новая технология, созданная ведущими государствами мира, прежде всего рассматривалась с точки зрения того, как её можно использовать в обороне или нападении…

Первый сверхзвуковой самолет

Подробнее о самолете Bell XS-1

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…

XLR-11

Ракетный двигатель XLR-11 для самолета Х-1. Крыло, так же как и оперение этого самолета не имело заметной стреловидности. Стартовать он мог самостоятельно или же из бомболюка специально модернизированного самолета В-29  (впоследствии EB-50A). Рекордный полет был выполнен 14 октября 1947 года на самолете с серийным номером № 46-062. Пилотировал его капитан ВВС США Charles Elwood «Chuck» Yeager. Свой самолет он назвал «Glamorous Glennis» в честь своей жены…

Подвеска Х-1 (№46-064) под самолетом ЕВ-50А 9 ноября 1951 года на авиабазе Эдвардс (Калифорния).

Х-1 стартовал с борта В-29 и в управляемом пологом снижении достиг скорости 1,06М, что соответствовало 1299 км/ч (361 м/с). Это был полет под номером 50. После совершения 80-ти исследовательских полетов этот самолет был помещен в музей Смитсоновского института.

В Советском Союзе скорость звука была впервые достигнута 26 декабря 1948 года на экспериментальном самолете ЛА-176 на высоте 9060 м. В течение последующих двух месяцев летчики, участвовавшие в установлении рекорда, О.В.Соколовский и И.Е.Федоров, еще шесть раз достигали скорости звука. Полеты осуществлялись методом спуска с высоты 10000 м с разгоном и последующим выходом в горизонтальный полет на высоте 6000 м (так называемый метод «с прижимом»).

Подробнее: Ла-176

В январе на Ла-176 были установлен более мощный двигатель ВК-1 (вместо ранее стоявшего РД-45) и с этим двигателем 25 января 1949 года на высоте 7000 м была достигнута (и официально зафиксирована!) скорость, превышающая скорость звука: 1105км/ч (или М=1,02). Интересно, что при этом максимальная скорость самолета в горизонтальном полете была всего на 1% меньше звуковой. ЛА-176 по внешнему виду был, в общем-то, типичным сверхзвуковым самолетом со стреловидным крылом и тонким профилем. Однако потерянная из-за нелепой случайности  экспериментальная машина (срыв фонаря на взлете и неправильные действия летчика О.В.Соколовского, закончившиеся катастрофой и его гибелью), поставила крест на дальнейшей разработке этого проекта…

Первыми серийно выпускавшимися сверх-звуковыми самолетами стали практически одновременно появившиеся американский F-100 Super Sabre и советский  Миг-19 (наименование по классификации НАТО — Farmer). Рекорд скорости F-100 (29 октября 1953 года) составил 1215 км/ч. Он продержался недолго, в конце 1954 года МИГ-19 разогнался до 1450 км/ч…

МиГ-19 вообще обладал рядом преимуществ по сравнению со своим американским аналогом (если так можно его назвать). Он был легче, обладал значительно большей (очень высокой по тем временам) скороподъемностью, большей, как я уже сказал, максимальной скоростью, лучшей маневренностью и большим (на 200 км) боевым радиусом. Этот самолет выпускался в различных модификациях и в качестве истребителя-перехватчика в войсках ПВО страны в начале 60-х годов успешно выполнял реальные боевые задачи…

Читайте также: Десятка сверхзвуковых самолетов мира

В течение 60-х-70-х годов авиационной наукой были решены многие проблемы, связанные со сверхзвуком и осложнявшие эксплуатацию самолетов на больших скоростях. Появилось много моделей сверхзвуковых самолетов различного назначения, от истребителя и истребителя-бомбардировщика до бомбардировщика и разведчика…

Читайте также: Десятка сверхзвуковых самолетов мира

Большая скорость и высота полета была наиболее актуальна для истребителей-перехватчиков, а также для самолетов-разведчиков и бомбардировщиков, основной принцип применения которых был полет к цели на максимально возможной высоте и скорости для преодоления ПВО противника…

Читайте также: Десятка сверхзвуковых самолетов мира

Сверхзвуковые самолеты создаются и по сей день. Практически любой вновь создаваемый военный самолет в наши дни обладает возможностью сверхзвукового полета…

Самолеты-рекордсмены

В ходе гонки за рекордными скоростями в небе самолетом Bell-X15, на борту которого был установлен ракетный двигатель, была достигнута рекордная скорость М=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.

Один из самых скоростных серийных самолетов в истории авиации разведчик-бомбардировщик МиГ-25РБ  (1970 год) — одноместный все высотный самолёт оперативной разведки — бомбардировщик. Носитель ядерного оружия. Строились серийно два года. В 1972 году четыре машины испытывались в реальных боевых условиях арабо-израильского конфликта. Из состава ВВС РФ МиГ-25 были окончательно выведены в 2013 году. Максимальная скорость 3000 км/час, практический потолок 20 700 м и дальность полёта 1730 км.

Кроме того, нельзя забывать о том, что сверхзвуквые самолеты, особенно большие и тяжелые типы, предназначенные для долгого суперкруиза на больших числах М – это машины высокозатратные, как на этапе их создания, так и на этапе эксплуатации, сложные (зачастую даже громоздкие) в обслуживании и управлении, и не каждое государство может себе позволить заниматься такого рода удовольствиями…

Примером тому несчастливая судьба пассажирских ТУ-144 и Конкорда, а также таких шедевров авиационной мысли (иначе не скажешь), как North American Aviation XB-70 Valkyrie (США); максимальная скорость 3,1М (3309 км/ч), крейсерская 3,0М (3200 км/ч) и советский разведчик-бомбардировщик СУ-100 (Т-4), знаменитая «сотка» (максимальная скорость 3200 км/ч, крейсерская3000 км/ч)…

Все эти замечательные по сути самолеты теперь остались только в музеях (последние два в единственном экземпляре каждый) и достойных наследников у них нет. Все в основном на уровне теоретических прожектов. Относительно ХВ-70, кстати, были намерения о переделке его в пассажирский самолет. Однако намерения таковыми и остались…

Сверхзвуковые самолеты в гражданской авиации

Не обошла эта «мода» и гражданскую авиацию. Первый в истории полет гражданского лайнера на сверхзвуковой скорости состоялся 21 августа 1961 года. Это был самолет Douglas DC-8. Хотя самолет был гражданский, но обычных пассажиров на нем не было ), был только балласт, соответствующий полной загрузке. Это было сделано потому что полет был экспериментальный и проводился для сбора данных с целью проверки работы вновь установленной передней кромки крыла с пониженным сопротивлением. Эксперимент проводился при пологом пикировании с динамической высоты 15877 м, в результате чего на высоте 12300 м была достигнута скорость 1262 км/ч (число М= 1,012)…

Был в истории гражданской авиации еще один заслуживающий внимание случай, когда самолет, не предназначенный для полетов на сверхзвуке, тем не менее стал на некоторое время сверхзвуковым  самолет Boeing 747SP-09 китайской авиакомпании China Airlines, 19 февраля 1985 года совершавший рейс из Тайпея (Тайвань) в Лос-Анджелес в 550 км к северо-западу от Сан-Франциско из-за отказа одного из двигателей и дальнейших некорректных действий экипажа перешел в неуправляемое пикирование с высоты 12500 м. Экипаж смог вывести самолет в горизонтальный полет только на высоте 2900 м. По заключению специалистов в пикировании была превышена скорость звука. При этом вертикальная перегрузка достигла величины 5,1g. Большой пассажирский самолет совсем не рассчитан на такие нагрузки. Однако из 251 пассажира и 23 членов экипажа, находившихся на борту, относительно серьезные травмы получили только 2 человека. Самолет произвел благополучную посадку в Сан-Франциско и впоследствии был восстановлен для дальнейших полетов

Настоящих сверхзвуковых самолетов в мировой гражданской авиации, которые более или менее длительно использовались по своему прямому назначению известны 2 серийных самолета, выполняющих регулярные рейсы: советский ТУ-144 и французский «Concorde».

ТУ-144 и «Concorde» оборудованы четырьмя мощными ТРДФ. Причем на первом эти двигатели предназначены для длительной работы на форсаже, а на втором форсаж используется только для взлета и прохождения звукового барьера с достижением определенной скорости. Именно поэтому (из-за неэкономичности двигателей) практическая дальность 144-го была меньше, чем у Конкорда (3080 км против 6400 км)…

Однако наш самолет имел ряд преимуществ перед «Конкордом», которые были результатом огромной конструкторской работы, проделанной его создателями. ТУ-144 имел максимальную скорость полета 2500 км/ч, Конкорд 2330 км/ч, крейсерская скорость  на сверхзвуке была соответственно 2200 км/ч и 2150 км/ч. Посадочная скорость у 144-го  270 км/ч и 295 км/ч у Конкорда соответственно. Практический потолок 20000 м и 18300 м соответственно.

Сравнительная таблица характеристик

ТУ-144 имел возможность использовать для перелетов 18 аэропортов Советского Союза, в то время как для приема и посадки Конкорда требовалась специальная сертификация аэропорта…

Ту-144 – это первый сверхзвуковой пассажирский самолет в мире. Мы вправе гордиться этим.
Конечно, это символическая дань памяти людей, которые были гордостью нашей страны – конструкторов, работников авиапрома, всех тех, кто поднимал эти самолеты в воздух. Сверхзвуковой пассажирский самолет разработало в 1960-е годы конструкторское бюро Туполева, впервые полет
он совершил 31 декабря 1968 года.
«Сто сорок четвертый» был первым и единственным советским серийным сверхзвуковым пассажирским самолетом. Ту-144 сравнивали с появившимся тогда же сверхзвуковым лайнером «Concorde» британо-французского производства. Однако советский самолет и поднялся в воздух раньше (первый «Конкорд» был введен в эксплуатацию в 1969-м), и по габаритам был больше европейского конкурента, и летные характеристики на низких скоростях были лучше, чем у «Конкорда».

Из 16-ти построенных машин две разбилось, две хранятся в учебных институтах, три — в музеях, остальных порезали на метал…

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…

Свой последний полет «русский Конкорд» совершил в 1999 году и с тех пор в более-менее целом виде сохранилось, насколько известно, семь экземпляров. Два из них хранились на территории Летно-исследовательского института (ЛИИ) имени Громова, рядом с Жуковским, это были самолеты с бортовыми номерами RA-77114 и СССР-77115. Теперь 114-й борт и отправился на постамент. Он эксплуатировался с апреля 1981 года и до февраля 1990 года летал как обычный гражданский лайнер

Председатель совета фонда «Легенды авиации» Михаил Агафонов: «Сто четырнадцатый» – самолет, который мы ставим качестве памятника – это самолет из общей серии Ту-144. Свои последние полеты «сто четырнадцатый» выполнял
в конце 90-х годов в качестве летающей лаборатории для исследования характеристик сверхзвуковых самолетов.
Была такая
совместная программа с американцами с Boeing (на «114-м» были установлены новые двигатели, он использовался для исследований возможностей сверхзвуковых пассажирских самолетов второго поколения по программе NASA и по апреля 1999 года выполнил 32 полета)…

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. Основной причиной прекращения проекта Ту-144 стали не технические проблемы и даже не катастрофы(две громких катастрофы, одна на авиасалоне в Ле Бурже в 1973 году, вторая во время испытательного полета под Москвой в 1978 году), а его экономическая нерентабельность. Даже для Советского Союза, где не слишком любили считать деньги, эксплуатация этого лайнера была слишком дорогой и бессмысленной. Совсем короткая коммерческая эксплуатация с 1 ноября 1977 по 1 июня 1978 года.

Второй пассажирский сверхзвуковой коммерческий авиалайнер — Aerospatiale-BAC Concorde. Конкорд эксплуатировался значительно дольше, с 1976-го по 2003-й год. Франко-британский самолёт, который с 1976-го постоянно совершал регулярные рейсы. Но произошедшая 25-го июля в 2000-м году в Париже авиакатастрофа приостановила полеты Конкорда. А в 2003-м от услуг этого авиалайнера отказались вообще. Поэтому сегодня все уцелевшие Aerospatiale-BAC хранятся в музеях. Максимальная скорость — 2330 км/ч (2,2 Маха), крейсерская скорость — 2150 км/ч (2,02 Маха)…

Тем временем несмотря на дорогие билеты, французский сверхзвуковой самолет «Конкорд» продолжал оказывать услуги авиарейсов 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.

Дороговизна при создании и эксплуатации преследовали его постоянно. В целом эксплуатация его тоже считалась  нерентабельной и в конце концов полеты были прекращены. Этому немало поспособствовала громкая катастрофа при вылете из парижского аэропорта «Шарль де Голль» 25 июля 2000 года, и общее сокращение пассажиропотока после известных событий 11 сентября 2001 года в Америке. После закрытия обоих программ, как ТУ-144, так и Конкорда, в мире не осталось постоянно летающих  сверхзвуковых пассажирских самолетов...

Все существующие на данный момент разработки имеют место только в качестве перспективных в той или иной степени проектов. Хотя на мой взгляд перспективность эта здесь достаточно эфемерна. В физическом смысле, то есть чтобы «пощупать», есть разве что летающие модели. Но в основном все же красивые картинки, далее некоторые из-них: