Cверхзвуковой административный самолёт бизнес-джет

Эра сверхзвуковых гражданских самолетов в XX веке

Сверхзвуковой пассажирский самолет пытались создать в Европе и США с конца 1950-х годов. В СССР работа над созданием такого самолета началась в начале 1960-х. До массового производства и коммерческого использования дошли только два проекта – российский Ту-144 и французско-британский Concorde.

Начало разработок

Изыскания в области сверхзвуковой гражданской авиации начались в Великобритании, Франции и США в конце 1950-х годов. Первые эскизные проекты соответствующих пассажирских авиалайнеров появились на Западе в начале 1960-х годов. В это же время в Советском Союзе приступили к разработке собственного сверхзвукового самолета.

Ту-144

16 июля 1963 года вышло постановление ЦК КПСС и Совмина СССР “О создании ОКБ А. Н. Туполева сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 с четырьмя реактивными двигателями и о постройке партии таких самолетов”. Общее руководство проектом осуществлял генеральный конструктор ОКБ Андрей Туполев, а после его смерти в 1972 году – сын конструктора, Алексей Туполев.

Выпуск серийных экземпляров Ту-144 был развернут на Воронежском авиационном заводе (ныне – ПАО “ВАСО” в составе ОАК). Всего с 1972 по 1984 годы было произведено 17 серийных машин, из них три проходили статические испытания, эксплуатировались 14 (в том числе две – с пассажирами), две разбились в авиакатастрофах, одна так и не была достроена. В период с ноября 1977 года по май 1978 года два Ту-144 выполнили 55 рейсов между Москвой и Алма-Атой, перевезя в общей сложности 3 тыс. 284 пассажиров.

В 1978 году после второй катастрофы эксплуатация Ту-144 была прекращена, а сама программа свернута. Работы по созданию модификации Ту-144ДА (с увеличенной дальностью полета) не получили развития.

Проект сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-444

Concorde

Aerospatiale/BAC Concorde (“Конкорд”, с фр. “согласие”) с 1962 года создавался французской компанией Aerospatiale совместно с British Aircraft Corporation. Опытный экземпляр (регистрационный номер – F-WTSS) поднялся в воздух через два месяца после первого полета Ту-144 – 2 марта 1969 года.

Всего в 1965-1979 годах было построено 20 экземпляров самолетов. 14 из них в 1976-2003 годах эксплуатировались авиакомпаниями Air France и British Airways на регулярных пассажирских линиях: в основном для трансатлантических перелетов по маршрутам в Нью-Йорк из Парижа и Лондона. В среднем расстояние между Парижем и Нью-Йорком самолет преодолевал за 3,5 часа.

За все время эксплуатации Concorde с самолетами этого типа произошла одна катастрофа. 25 июля 2000 года при взлете из из аэропорта “Шарль де Голль” машина Air France с регистрационным номером F-BTSC потерпела крушение из-за наличия на взлетно-посадочной полосе постороннего предмета. Тогда погибли 109 человек на борту и четыре человека на земле. Самолет Concorde был снят с коммерческой эксплуатации авиакомпанией Air France. Авиакомпания British Airways тогда решила продолжить полеты, но сертификат летной годности Concorde был отозван уже 16 августа. Модернизировать самолет и восстановить полеты пытались вплоть до 2003 года, но попытки успехом так и не увенчались.

Всего за 27 лет эксплуатации Concorde перевезли более 2,5 млн пассажиров. Окончательно Air France и British Airways отказались от эксплуатации самолетов этого типа из- за спада пассажиропотока, вызванного терактами в США 11 сентября 2001 года, ростом затрат на поддержание самолетов в летной готовности и отсутствием перспектив по их модернизации.

Американская программа 1960-х годов

5 июня 1963 году президент США Джон Кеннеди объявил о запуске национальной программы создания сверхзвукового пассажирского авиалайнера, предложив компенсировать за счет государства 75% затрат компании-разработчика. Целью программы было конкурировать с проектом Concorde. Создать новый самолет выразили намерение корпорации Boeing, Lockheed и North American, предложившие, соответственно, проекты Boeing 2707, Lockheed L-2000 и гражданскую версию стратегического бомбардировщика XB-70 Valkyrie.

Наиболее перспективным был проект Boeing 2707 – широкофюзеляжного лайнера, рассчитанного на перевозку 277 пассажиров на расстояние до 7,8 тыс. км со скоростью 2 тыс. 900 км/ч. Был построен натурный макет самолета, Boeing получил 120 заказов от авиакомпаний США.

Однако в 1971 году стало очевидно отставание американской программы от европейского Concorde и советского Ту-144. В результате Конгресс США прекратил ее финансирование. Boeing и другие компании продолжать ее за свой счет отказались.

Эра сверхзвуковых гражданских самолетов в XXI веке

Ученые возобновили исследования сверхзвукового самолета?

А они никогда не прекращались, хотя надо признать, что масштаб этих исследований – невелик. Главным технологическим вызовом здесь является обеспечение высокой аэродинамической и весовой эффективности самолета при соблюдении жестких ограничений на шум и звуковой удар. Звуковой удар напоминает несколько следующих друг за другом взрывов. Уровень звукового удара (резкий перепад давления в ударной волне) от Ту-144 равнялся 100-130 Паскалей. Но наши современные исследования показали: его можно довести до 15-20. Более того, снизить громкость звукового удара до 65 децибел, а это эквивалентно шуму большого города. Приемлемый уровень, который человека не беспокоит. Опускать еще ниже? Смысла нет. Бесполезно делать самолет, который будет тише, чем шум от потока автомобилей на дорогах. Новый подход, который апробирован, – введение в обиход как раз второй характеристики звукового удара, – громкости, которая лучше отражает восприятие человека. А именно: в децибелах. В ЦАГИ существует центр компетенции в области создания сверхзвуковых пассажирских самолетов. На новом витке развития технологий нашим ученым удалось найти тот хрупкий баланс между двумя противоречивыми факторами: хорошей аэродинамикой и низким экологическим воздействием самолета. Результатом исследований последних лет явился концептуальный облик такого самолета, воплощающий в себе компромиссные решения по его интегральной аэродинамической компоновке. Удалось получить хорошую аэродинамику, небольшой расход топлива, низкий уровень шума и звукового удара. То, чего не было у первого поколения “сверхзвуковиков”. Почему они и прекратили летать.

Cверхзвуковой гражданский бизнес-джет «Стриж»

Опыт программ Ту-144 и Concorde показал, что эксплуатация самолетов такого типа имеет целый ряд недостатков по сравнению с обычными, дозвуковыми лайнерами. В частности, из-за большого потребления топлива и дороговизны обслуживания сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров очень сложно сделать прибыльной. Также не удалось решить проблем с шумностью двигателей самолетов, а также похожих на взрыв звуковых ударов в момент перехода на сверхзвук.

Тем не менее, изыскания в данной области продолжаются и в настоящее время. Так, в 2016 году американская Boom Technologyобъявила о разработке самолета на 40 мест, способного преодолеть расстояние между Лос-Анджелесом и Сиднеем за шесть часов.

Американские компании Aerion и Lockheed Martin работают над проектом трехдвигательного сверхзвукового бизнес-джет Aerion AS2 на 12 пассажиров, первые поставки которого намечены на 2023 год. Еще одна американская компания Spike Aerospace планирует сертифицировать в том же 2023 г. свой бизнес-джет Spike S-512, рассчитанный на перевозку 18 пассажиров.

Aerion не смогла привлечь достаточно капитала. «В текущих финансовых условиях оказалось чрезвычайно сложно выполнить все запланированные и необходимые требования для начала серийного производства самолетов AS2», — говорится в сообщении компании.

Закрытие проекта оказалось неожиданным, так как ранее Aerion получила заказы на сумму 11,2 млрд долларов. В число заказчиков входили известные компании, будь то NetJets и Flexjet. Они заключили контракты на поставку более 15 самолетов.

AS2. Фото: Aerion

В развитии проекта принимали участие Boeing, BAE Systems, Collins, Spirit AeroSystems, Universal Avionics и другие компании. Первый полет AS2 был запланирован на 2024 год, а коммерческая эксплуатация должна была начаться в 2026 году. Ожидалось, что AS2 поможет сократить время трансатлантических перелетов.

Разработка первого AS2 началась в 2014 году. По данным Aerion, его длина должна была составить 51,8 метра, высота — 6,7 метра, а размах крыла — 18,6 метра. Ожидалось, что самолет с 12 пассажирами на борту будет летать с максимальной крейсерской скоростью 1,5 Маха (1836 км/ч).

Сейчас созданием пассажирских сверхзвуковых самолетов все еще занимаются компании Lockheed Martin, Boom Supersonic и Virgin Galactic.

Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ, город Жуковский, Московская область) представил на международном аэрокосмическом салоне МАКС-2017 макет сверхзвукового бизнес-джета, который может быть создан в течение ближайших десяти лет.

В числе отмененных проектов такого рода – Sukhoi Supersonic Business Jet, Ту-344 (бизнес-джет на базе ракетоносца Ту-22М3), Ту-444 и др., программа NASA High Speed Civil Transport  (1990-1999).

“На предприятиях ПАО “ОАК” имеется научно-технический задел по сверхзвуковым административным самолётам.

По предварительным оценкам, на проектирование и создание первого демонстрационного лётного образца вместимостью до 50 мест промышленности может потребоваться около семи-восьми лет при наличии задела по силовой установке”, – сказали ТАСС в пресс-службе Минпромторга.

Возвращение к идее полётов на сверхзвуковых самолётах

Идею создать сверхзвуковой бизнес-джет на базе Ту-160 высказал президент России Владимир Путин 25 января во время посещения Казанского авиазавода и просмотра демонстрационного полёта ракетоносца Ту-160М “Пётр Дейнекин”.

“Надо сделать гражданскую версию, – сказал Путин. – Ту-144 почему сошёл с производства – билет должен был соответствовать какому-то среднему заработку в стране. А сейчас ситуация другая. Сейчас крупные компании появились, которые могли бы использовать этот самолёт”. Президент обратил внимание, что быстрее долететь до Нью-Йорка, чем из Калининграда до Владивостока.

Российский серийный гражданский сверхзвуковой самолёт могут создать к 2030 году, а в ближайшее время может появиться летающий демонстратор, облик которого пока прорабатывается. Об этом сообщил в январе 2017 года в интервью подробнее:  “Российской газете” генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) Сергей Чернышёв.

В ЦАГИ в центре компетенций в области создания сверхзвуковых пассажирских самолётов проводятся научно-исследовательские работы по сверхзвуковым самолётам, которые бы обладали хорошей аэродинамикой и низким экологическим воздействием звукового удара. Результатом исследований последних лет явился концептуальный облик самолёта, воплощающий в себе компромиссные решения по его интегральной аэродинамической компоновке. Удалось получить хорошую аэродинамику, небольшой расход топлива, низкий уровень шума и звукового удара, чего не было у первого поколения сверхзвуковых самолётов – Ту-144 и Конкорд.

Проект сверхзвукового делового самолёта, на 12-16 пассажиров, на Западе его называют Rumblе, направлен на обоснование приемлемых уровней звукового удара. Исследования и испытания в аэродинамических трубах в ЦАГИ доказывают, что самолёт может быть сделан и с хорошей аэродинамикой, и с очень низким уровнем звукового удара.

– На сегодняшний день мы значительно продвинулись в сверхзвуковых технологиях, а также гораздо лучше понимаем, как должен выглядеть такой самолет, какие иметь потребительские качества. Я 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 самолёта с низким уровнем звукового удара. Серийный сверхзвуковой самолёт нового поколения может появиться на горизонте 2030 года, – отметил Сергей Чернышёв:

• При этом он добавил, что в проекте сверхзвукового самолёта на 12-16 человек, который был запущен совместно с КБ “Сухой” и МАИ, участвуют и европейцы, и добавил, что в настоящее время рассматривается несколько вариантов такого самолёта.
• Рассматриваем несколько вариантов: самолёт на 12-16 пассажиров и на 60-80. Есть вариант совсем маленького делового самолёта – на 6-8 пассажиров. Но стартуем мы именно с первого из обозначенных сверхзвуковых самолётов.

Почему?

• По разным оценкам уже сегодня есть нереализованная на рынке потребность в быстрых перелетах деловых людей на самолётах с пассажировместимостью 12-16 человек. И, конечно, машина должна летать на расстояние не меньше 7-8 тысяч километров по трансатлантическим маршрутам, • пояснил Чернышёв.

Концепция сверхзвукового делового самолёта:

• В Америке сейчас тоже разрабатывают сразу два проекта сверхзвуковых бизнес-джетов. У одного якобы какой-то нетипичный хвост, а у другого – совершенно необычное крыло.
• Да, все ищут новых компоновочных решений. Конструкция нашего самолета тоже выглядит очень необычно. Как чайка в полете:

V-образное крыло с большим углом раствора, консоли с меньшим углом, но тоже с V-образностью, фюзеляж с изогнутой центральной осью…

Двигатели сверху, и это принципиально, поскольку за счёт эффекта экрана снижается уровень звукового удара.

Мы должны подтвердить заметное уменьшение шума струи за счёт отражения акустических возмущений от плоской поверхности хвостовой части планера.

Сверхзвуковой самолет – это шаг к гиперзвуковому?

Когда вернется в небо пассажирский “сверхзвуковик”? Зачем нужны самолету два фюзеляжа сразу и двигатель наверху? Об этом корреспондент “РГ” беседует с генеральным директором Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ) академиком РАН Сергеем Чернышевым.