В Советском Союзе было много проектов перешедшие к приемнику России, так и оставшихся нереализованными. Аналогичная ситуация и за рубежом. Во многом, эти проекты остались передовыми для своего времени и на перспективу. Представляю некоторые из них:
Идея Flying-V принадлежит немцу Юстасу Бенаду, который в 2014 году представил концепт пассажирского самолёта по форме напоминающего латинскую букву V.
В англоязычных источниках концепция гибридного крыла называется “blended wing body” – BWB – корпус со смешанным крылом.
Лётная модель самолёта Flying-V и полноразмерный макет пассажирского салона с интерьером будут представлены на праздновании 100-летия KLM – в октябре 2019 года. В своей базовой конфигурации Flying-V будет вмещать около 314 пассажиров в салоне двух классов…
Самолёт шириной около 65 м и длиной 55 м сможет эксплуатироваться в существующих аэропортах. Представитель Университета в Делфте утверждает, что конструкция планера может быть легко увеличена или уменьшена путём вставки или удаления модулей, и будет хорошо подходить для рынка дальнемагистрального авиасообщения. В своей нынешней итерации ВС будет оснащаться существующими ТРДД с низким расходом топлива, но в будущем могут применяться новые перспективные авиадвигатели.
Идея V-образного самолёта довольно революционна, и ожидать его появление на дальнемагистральных авиалиниях пока не стоит, т.к. концепция должна пройти всестороннюю проверку и опробацию. Полноценные коммерческие полёты Flying-V может начать не ранее 2040-2050 годов…
Концепция гибридного или смешанного крыла представляет собой летательный аппарат, не имеющий чёткой разделительной линии между крылом и фюзеляжем. Аппарат может быть, как с вертикальным оперением, так и без него. Такая конструкция ВС отличается от самолётов, выполненных по схеме “летающее крыло“, где нет явно выраженного фюзеляжа. Основным преимуществом гибридного крыла является уменьшение площади омываемой поверхности, а самолёты с широким аэродинамическим корпусом планера, будут обладать увеличенной подъёмной силой, создаваемой всей нижней поверхностью ВС, что позволит уменьшить размер и сопротивление крыла.
Однако у такой конструкции есть и серьёзные недостатки:
- Во-первых, затруднена эвакуация пассажиров в чрезвычайной ситуации. Из-за формы самолёта компоновка пассажирского салона будет похожа на театральное расположение кресел, что накладывает ограничения на количество выходных дверей.
- Во-вторых, чтобы полностью реализовать потенциальные преимущества конструкции гибридного крыла в большом самолёте, двигатели должны быть установлены над задней частью фюзеляжа. В случае аварии они могут оторваться и по инерции упасть на пассажирский салон.
И кроме того, пассажирам не комфортно в течении многочасового полёта сидеть в условиях без окон. А пассажиры, сидящие наиболее удалённо от осевой линии самолёта, будут испытывать дискомфорт от крена на виражах при маневрировании лайнера, что приведёт к укачиванию и дискомфорту.
самолет М-60
Опытно-конструкторское бюро имени Мясищева получило патент на изобретение многофункционального дозвукового самолета М-60, способного выполнять полеты в стратосфере. Об этом, как сообщает РИА Новости, заявил генеральный конструктор бюро Александр Архипов. По его словам, модели самолета прошли полный цикл продувочных испытаний в аэродинамической трубе Центрального аэрогидродинамического института имени Жуковского. Перспективный самолет, согласно проекту, должен получить эллиптический в поперечном сечении фюзеляж…
Сегодня одновременно несколько мировых исследовательских организаций занимаются оценкой аэродинамических компоновок, до сих пор практически не использовавшихся или вовсе не использовавшихся в гражданской авиации. Поводом для таких исследований стал рост цен на авиационное топливо и объемов пассажирских перевозок. Считается, что новые аэродинамические компоновки пассажирских самолетов позволят сделать их заметно экономичнее современных лайнеров. Кроме того, предполагается, что новые самолеты будут более экологичными, тихими и надежными.
Перспективный самолет М-60 спроектирован по схеме «несущий фюзеляж». При такой схеме значительная часть подъемной силы (в некоторых конструкциях даже большая, чем на крыле) формируется на фюзеляже. Схема «несущий фюзеляж» позволяет существенно снизить нагрузку на обычное крыло, а в случае с высокоскоростными самолетами и вовсе исключить крыло из конструкции аппарата. В случае с М-60 эллиптическая в поперечном сечении форма фюзеляжа позволяет оптимально использовать внутреннее пространство для размещения пассажиров и грузов.
Новый самолет может выпускаться в трех модификациях: пассажирской, грузопассажирской и самолета-разведчика. В пассажирской версии М-60 сможет перевозить до 400 человек.
В 1950-х годах в СССР обозначение М-60 использовалось для стратегического бомбардировщика. Его разработкой занимался Экспериментальный машиностроительный завод имени Мясищева. Он базировался на прототипе стратегического реактивного бомбардировщика М-50 длиной 58,7 метра и с размахом крыла 25,1 метра. Новый четырехдвигательный атомолет должен был получить компактные ядерные двигатели, созданием которых занимался советский конструктор Архип Люлька…
Ядерные силовые установки должны были работать на забортном воздухе, проходящем через горячую зону реактора. Они должны были развивать тягу до 220 килоньютонов и обеспечивать дальность полета бомбардировщика не менее 25 тысяч километров на скорости не менее 3,2 тысячи километров в час. В 1960 году проект бомбардировщика закрыли по нескольким причинам. В их числе были трудности радиационной защиты экипажа, а также необходимость организации дистанционного обслуживания. Концепцию пассажирского самолёта М-60 с фюзеляжем овального сечения в ОКБ Мясищева (Экспериментальный машиностроительный завод, ЭМЗ) начали прорабатывать в 1980-90-х годах.
Элементы концепции самолёта с фюзеляжем овального сечения проверялись в течение многих лет как часть изучения нетрадиционных конфигураций ВС, отметили в ОАК. Будущая работа, являющаяся частью более широких исследований по разработке конструкций самолётов нового поколения, будет включать в себя дополнительное аэродинамическое моделирование и, возможно, изготовление рабочего демонстратора…
Следует отметить, что разработку пассажирского среднемагистрального трёхпроходного самолёта ведёт частная проектная компания ООО «Фрегат Экоджет».
Разрабатываемый самолёт «Фрегат Экоджет» представляет собой нетривиальное решение в виде фюзеляжа овального сечения с количеством кресел от 276 до 358 в зависимости от конфигурации при габаритах, сравнимых с габаритами Боинг 757 (вмещает от 200 до 235 пассажиров)…
Инновационная конструкция самолёта должна обеспечить улучшение топливной эффективности на 15–25% по сравнению с аналогичными по вместимости самолётами, а сборы за взлёт/посадку должны сократиться почти на 50%.
Основной проблемой разработчиков подобных типов самолётов, является проблема отсутствия современных двигателей в классе тяг от 20 до 23 ТС. В качестве решения этой проблемы конструкторы «Фрегат Экоджет» выбрали вариант конструкции с маршевой силовой установкой, состоящей из 4-х двигателей. «Фрегат Экоджет» выбирает четыре двигателя ПД-14.
«На ТАНТК им. Г. М. Бериева разрабатываются проекты будущих самолетов-амфибий с взлетной массой, превышающей 1000 тонн. Такие летательные аппараты смогут доставлять грузы и пассажиров на большие расстояния на высотах и скоростях, свойственных самолетам, используя при этом транспортную инфраструктуру существующих морских портов», – сообщили в пресс-службе ОАК.
На сегодняшний день самым грузоподъёмным самолётом в мире считается советский военно-транспортный самолёт Ан-124, однако, по сравнению с ним, новейший российский самолёт будет иметь грузоподъёмность почти в 6 раз больше…
Когда именно планируется реализовать проект российского самолёта с грузоподъёмностью свыше 1000 тонн – неизвестно, однако специалисты полагают, что это может произойти уже к концу будущего десятилетия, по крайней мере, для этого имеются все тенденции. Примечателен тот факт, что интерес к российскому самолёту-монстру могут проявить многие государства, поскольку при значительной грузоподъёмности, возможности посадки на воду и перелётах на дальние расстояния, подобная машина может оказаться незаменимой.
Отечественные нереализованные проекты из прошлого:
Водород, энергия атома или электричество — самолеты с двигателями, работающими на альтернативных бензину и керосину видах топлива, так и не пошли в серию, хотя экспериментировали с ними многие авиационные державы. 15 апреля 1988 года в воздух впервые поднялся советский опытный борт Ту-155 на сжиженном водороде:
Перспективы развития авиапрома России до 2025 года
Энергетический кризис 1970-х подтолкнул советскую авиапромышленность к поискам новых топливных решений. Один из вариантов был разработан Машиностроительным заводом “Опыт” на базе пассажирского реактивного Ту-154Б —экспериментальный самолет Ту-155. Специально для него создали двигатель НК-88 (центральный), работавший на сжиженном водороде температурой минус 253 градуса по Цельсию. Кроме того, борт оснастили двумя турбореактивными “керосиновыми” НК-8-2 — для подстраховки. Самолет получился удачным. Он мог находиться в воздухе более двух часов — причем только на водородном топливе. Жидкий водород с его высокой удельной теплотворной способностью, втрое превосходящей углеводородное топливо, чрезвычайно перспективен как горючее для различных двигателей. К тому же он стоит дешевле авиационного керосина и не загрязняет окружающую среду. Приобретенный советскими конструкторами опыт в создании и испытаниях Ту-155 послужил хорошей базой для освоения технологий строительства пассажирских и грузовых самолетов на криогенных видах топлива. Однако распад Советского Союза поставил крест на этой смелой программе. Единственный построенный Ту-155 в настоящее время находится на территории ЛИИ имени Громова.
Ту-155 открыл дорогу в небо авиации на криогенном топливе
Американские межконтинентальные стратегические бомбардировщики Convair B-36, стоявшие на вооружении ВВС США с 1949 по 1959 год, использовались как платформа для испытаний принципиально новой силовой установки — ядерной. Специально под нее была создана летающая лаборатория NB-36H с защитной 12-тонной капсулой для экипажа в носовой части, призванной уберечь летчиков от радиации. Реактор на быстрых нейтронах мощностью один мегаватт диаметром 1,2 метра и весом 16 тонн разместили в задней части бомбоотсека. Он должен был запускаться в полете и охлаждаться атмосферным воздухом, поступавшим за счет скоростного напора через специально сделанные в борту самолета воздухозаборники…
Всего экспериментальный борт совершил 47 вылетов, но ядерная силовая установка включалась лишь на короткие промежутки времени. Сама идея атомолета в то время выглядела очень привлекательной. Такой летательный аппарат мог бы применяться как стратегический бомбардировщик или разведчик, способный нести боевое дежурство в воздухе без дозаправки в течение нескольких суток. Однако конструкторам так и не удалось справиться с основными недостатками ядерной силовой установки:
- Во-первых, каждый атомолет — это, по сути, “грязная” бомба, которая вполне может упасть на своих.
- Во-вторых, экспериментальный борт и в воздухе тащил за собой “шлейф” радиоактивных веществ.
- И в-третьих, экипаж все равно получал большую дозу облучения.
- Наконец, развитие межконтинентальных баллистических ракет как основных средств доставки ядерного оружия лишило сложную и опасную программу атомолетов всех перспектив.
Концепция зарубежных проектов:
Авиация будущего из «метаматериала»
Авиастроение в ближайшее время может ожидать настоящая революция. Конструктивно самолеты за последние десятки лет фактически не изменились. Воздушные единицы имеют крылья и элероны на них, которые позволяют управлять корпусом во время взлета, непосредственно полета и посадки. Однако скоро все может измениться...
Инженеры MIT и NASA создали уникальный образец планера из инновационного «метаматериала». Он представляет собой соединение тысяч маленьких частей треугольной формы. Примечательно, что внутренняя часть материала фактически полая, а соединяются части между собой специальными болтами. Сверху конструкция заливается полимерами. В результате удалось получить конструкцию, которая может менять свою форму фактически в любой момент. Другими словами, скоро авиастроители смогут отказаться от элеронов для управления, крыло самолета будет само видоизменяться в зависимости от необходимости…
Этот «метаматериал» обойдется авиастроителям дешевле, а конструкция станет существенно легче. Для военной авиации вес самолетов играет решающую роль, ведь снижение веса приведет к возможности брать на борт больше вооружения. В современном авиастроении инженеры вынуждены идти на уступки, жертвуя эффективностью в угоду установки отработанных годами технических решений. Однако новая разработка способна совершить революцию и изменить представление людей о военных самолетах будущего.
Авиация компоновки “треугольник” с токопроводящими композитами
Наблюдатели утверждали, что, при заходе на посадку треугольники вдруг не спеша переворачивались на спину и выпускали шасси из «спины». Это сделано для того, чтобы «брюхо» самолёта было буквально зеркально гладким и совершенно плоским. Дело в том, что сигнал радара, в основном, отражается от любых неровностей на поверхности самолёта и от вертикальных частей самолёта. Поэтому вертикального хвоста на этом самолёте нет, а есть хвост наподобие хвоста ласточки. А шасси убраны на спину для того, чтобы на «брюхе» самолёта не было створок шасси. Дело в том, что даже если, створки шасси подогнать друг к другу очень плотно, то всё равно останется микротрещина шириной хотя бы несколько микрон и радар, работающий на частоте 10 ГГц будет получать отражённый сигнал от этой микротрещины. Треугольники летали в сопровождении истребителей «F–117А»...
При постройке этих самолётов широко применялись ТОКОПРОВОДЯЩИЕ КОМПОЗИТЫ (сверхпрочные пластики, армированные углеродными волокнами), поглощающие радиоволны. Композит – это материал, состоящий из смеси металла с неметаллом, причём ДОЛЯНЕМЕТАЛЛА составляет не менее 43%.
Например, таким композитом является сталь смешанная с кремнием. Вообще композиты дают неограниченные возможности в авиастроении. Например, есть такие композиты, которые прочнее не просто металлов, а даже сплавов металлов, и это при меньшем весе материала. Усталостные напряжения композитных материалов значительно ниже, чем у металлов. Композитные материалы практически не ржавеют. Существуют такие разновидности композитов, которые НЕ горят, по крайней мере, при температуре горения керосина – 2 500 градусов Цельсия. Учитывая значительно меньший вес, композиты –это выигрыш в полезной нагрузке самолёта. Сплошные преимущества над металлом!!!
Сконструирован самолёт – невидимка так, что все участки его поверхности «гасят» сигналы радаров. На борту установлена новейшая цифровая ударно–навигационная система. Кроме бортовой РЛС, лётчик снабжён очками ночного видения, позволяющими видеть цели на расстоянии до 12 км. Самолёт оборудован сверхточной лазерной системой наведения бомб, способен нести вооружения – от управляемых ракет класса «воздух–воздух» до ядерных зарядов весом 900 кг. На невидимках сопла двигателей приплюснутой формы, рассеивают тепло выхлопных газов и ограничивают эффективность наведения зенитных ракет с инфракрасным наведением. Тот случай, когда Стелс был сбит в Югославии – это стало возможным только при сочетании специфических условий. Во-первых, Стелс был замечен только с задней полусферы самолёта. Во-вторых, радар, который заметил Стелс, остался в рабочем состоянии только потому, что он не был включен заранее, иначе этот радар был бы уничтожен заранее…
Однако,F117А и его собрат«В-2» – это день вчерашний. Ракетчики ПВО заставили летать самолёты – ниже, тише, незаметней. Эту тенденцию продолжают «бесшумные треугольники». Авиаспециалисты предположили, что бесшумность их связана, прежде всего, с новым топливом. Учёные уверяют, что в будущем авиация перейдёт на сжиженный газ, например, метан или водород, которые обладают прекрасными теплотворными качествами. В более мощных и экономичных двигателях можно за счёт конструктивных особенностей понизить шум, теряя при этом какие – то проценты тяги. Композиты уменьшают вес самолёта, при увеличении прочности конструкции. Соответственно, можно увеличивать запас топлива…
В обычном турбореактивном двигателе прежде, чем смешаться с топливом, воздух сжимается компрессором. Полное сгорание топлива повышает мощность и экономичность двигателя. Однако уже на скорости 2М (М – это скорость звука, 331 м/с) встречное давление воздуха так велико, что компрессор практически не нужен. При скорости 6М, набегающий поток, благодаря ударной волне сжимается в 100 раз – можно включать прямоточное устройство. По расчётам оно может разогнать самолёт до скорости 16М. После чего прямоточный двигатель выключается и включается ракетный двигатель. В сверхзвуковом потоке воздух через камеру сгорания пролетает так быстро, что воспламенение топлива длится одну тысячную секунды. Здесь НЕ подходит керосин, а подходит ЖИДКИЙ ВОДОРОД.
Дальнейшее развитие летательных аппаратов – это аэрокосмический самолёт или гиперзвуковой самолёт. Предположительно в шестидесятых годах 21-го века начнётся массовый перехода авиации на гиперзвуковые скорости полёта. Дело в том, что человечество НЕ будет устраивать, при перелёте с континента на континент, при наиболее удалённых друг от друга городах, время в пути до 17–20 часов. Гиперзвуковая авиация использует скорости полёта до 20М, на высотах 50-70 км. Соответственно расстояние 17 000-20 000 км будет преодолено на гиперзвуковом самолёте НЕ более, чем за 3,5 часа и БЕЗ промежуточных посадок!
Второму самолету Х-43А удалось несколько превысить семикратную скорость звука (около 8300 км/ч). Первый Х-43А был испытан в 2001 году, но тогда эксперимент завершился неудачей, поскольку ракета-носитель отклонилась от заданной траектории полета и была уничтожена вместе с экспериментальным аппаратом… Целью этих запусков является испытание технологии Scramjet: гиперзвуковой альтернативы турбореактивному двигателю. Самолет X-43A оснащен экспериментальным прямоточным воздушно-реактивным двигателем и в качестве топлива использует смесь водорода и кислорода, причем окислитель забирается прямо из воздуха, что позволяет значительно снизить массу аппарата. В этом двигателе нет турбин, необходимых для нагнетания воздуха в камеру сжигания топлива, вместо этого давление в ней создается встречным потоком воздуха за счет уже набранной высокой скорости самолета…подробнее:
Источник:По теме:
https://ilsvik.ru/?p=63525