Пассажирские сверхзвуковые самолёты: история и современные проекты
Автор: Реуцкий Виталий Витальевич Возраст: 17 лет ( II курс ) Место учебы: Государственное Бюджетное Профессиональное Учреждение Краснодарского Края "Брюховецкий Аграрный Колледж" (ГБПОУ КК "БАК")
(Краснодарский край, ст. Брюховецкая) Руководитель: Чухрай Вера Григорьевна (ГБПОУ КК "БАК" ст. Брюховецкая)
Историко-исследовательская работа:
« Пассажирские сверхзвуковые самолёты: история и современные проекты»
План исследовательской работы:
1)Цель работы
2)Введение
3)История создания сверхзвукового пассажирского самолета
4)Первые сверхзвуковые пассажирские самолеты
4.1) Ту-144
4.2)Concorde
5)Современные проекты сверхзвуковых самолетов
5.1)Зарубежные проекты
5.2)Российские проекты
6)Преимущества и недостатки сверхзвуковых пассажирских самолетов
7)Перспективы применения сверхзвуковых пассажирских самолетов
8)Выводы
9)Источники информации
1)Цель работы
Целью моей работы является исследование проектов сверхзвуковых ВС в недавнем прошлом и будущем, а также эффективен ли этот тип ВС в наше время
2)Введение
К концу 50-х годов, гонка вооружений в период Холодной войны подтолкнула развитие технологий, и военная авиация с успехом преодолевает звуковой барьер. Мир ликует: этот период времени характеризует внедрение передовых технологий во все сферы жизни. Логично, что следующий шаг, который пытается сделать мировая авиация – создание сверхзвуковых пассажирских самолетов. Их называют будущим гражданской авиации, авиакомпании торопятся идти в ногу со временем и размещают заказы на новые самолеты. Считалось, что время дозвуковых самолетов прошло…
3)История создания сверхзвукового пассажирского самолета
60-е—70-е годы XX-го века ознаменовались бурным развитием сверхзвуковой авиации. Были решены основные проблемы устойчивости и управляемости самолётов, их аэродинамической эффективности. Именно в 60-е годы зародились такие шедевры как «Конкорд» и «Ту-144».
Эти два самолета разрабатывались примерно в одно и то же время, но когда «КБ Туполева» узнали об аналогичном проекте французско-британского сверхзвукового самолета, они решили ускорить развитие проекта, и итогом стало то, что они Ту-144 взлетел на 2 месяца раньше(31.12.1968) своего конкурента, взлетевшего 2.03.1969.
Ту-144 — советский сверхзвуковой самолет, разработанный КБ Туполева в 1960-е годы.
Является первым и одним из двух типов сверхзвуковых авиалайнеров, которые использовались авиакомпаниями для коммерческих перевозок.
Первый полёт Ту-144 состоялся 31 декабря. Ту-144 также является первым в истории пассажирским авиалайнером, преодолевшим звуковой барьер, это произошло 5 июня 1969 года на высоте 11 000 метров.
Следующий символический рубеж в 2 Маха самолёт преодолел 25 мая 1970 года, совершив полёт на высоте 16300 м со скоростью 2150 км/ч.
Самолёт сочетал огромное количество передовых разработок и конструкторских решений. Например, убирающееся на время полёта Переднее Горизонтальное Оперение (ПГО), которое позволяло существенно увеличить маневренность и уменьшить скорость при посадке. Ту-144 мог садиться и взлетать в 18 аэропортах СССР, в то время как «Конкорду», взлётно-посадочная скорость которого была на 15 % выше, для каждого аэропорта требовался отдельный сертификат на посадку.
При проектировании была проведена колоссальная работа. В частности, проведено моделирование крыла при натурных испытаниях на специально подготовленном для этого истребителе МиГ-21И.
Хотя активные работы по Ту-144 в начале 80-х годов были практически свернуты, направление на создание отечественного сверхзвукового пассажирского самолета получило в дальнейших работах ОКБ по созданию СПС-2 - самолета Ту-244. Помимо наработок по аэродинамике, силовой установке, системе управления и т.д., для работ по теме СПС-2, в рамках совместных работ с западными авиационными фирмами, один из летных экземпляров Ту-114Д. был переоборудован в летающую лабораторию Ту-144ЛЛ "Москва" (4 х НК-321), на которой было выполнено несколько десятков экспериментальных полетов по совместной программе нацеленной на создание в будущем экономически и экологически совершенного сверхзвукового пассажирского самолета XXI века.
4.2)Concorde
Конко́рд— англо-французский сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолётов, находившихся в коммерческой эксплуатации.
«Конкорд» был создан в результате слияния в 1962 году двух национальных программ разработки сверхзвукового пассажирского авиатранспорта, основными разработчиками самолёта стали компании Sud Aviation с французской стороны и BAC с английской, двигательные установки самолёта совместной разработки английской Rolls-Royce и французской SNECMA. Всего было изготовлено 20 самолётов, из которых 9 были проданы авиакомпаниям British Airways и Air France, а ещё 5 переданы этим же авиакомпаниям по символическим ценам 1 фунт стерлингов и 1 франк соответственно. Первый полёт прототипа состоялся в 1969 году, ввод в коммерческую эксплуатацию произошёл в 1976 году.
«Конкорды» эксплуатировались авиакомпаниями British Airways и Air France, каждая из которых имела по 7 самолётов. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более 3 миллионов пассажиров, общий налёт самолётов составил 243 845 часов (см. ниже).
25 июля 2000 года один самолёт был потерян в катастрофе при вылете из парижского аэропорта «Шарль де Голль», погибло 113 человек, из них на борту 100 пассажиров и 9 членов экипажа. Эта катастрофа, а также сокращение рынка авиаперевозок после 11 сентября 2001 года стали основными причинами прекращения эксплуатации «Конкордов» на коммерческих авиалиниях в 2003 году, и снятия самолетов с эксплуатации.
5) Современные проекты сверхзвуковых самолетов
5.1)Зарубежные проекты
На данный момент существует несколько «замороженных» проектов СПС такие как (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000. Все эти проекты разрабатывались в США, но из-за нехватки средств данные проекты были отменены. Единственный на данный момент проект который развивался, и в скором времени выйдет в свет: это Airbus Aerion AS2 Supersonic Business Jet.
В данный момент проект этого бизнес-самолета разрабатывается и планируется его запуск в серию к 2019 году. Заявленные характеристики самолета впечатляют — максимальная скорость в 2000 км/ч, десятиметровая кабина с роскошным интерьером на 12 пассажиров и перелет через Атлантику за два часа. Такие исходные данные могут заинтересовать покупателей премиум-сегмента и окупить расходы почти десятилетних разработок. Пока проект находится на той стадии разработки, когда сложно сказать с уверенностью, что он будет воплощен в реальность. Скорее всего, этот проект станет площадкой для отработки приемов сверхзвуковой авиации и их адаптации к бизнес-перелетам. У Конкорда и ТУ-144 не получилось, может быть получится у Aerion AS2 Supersonic.
5.2)Российские проекты
В России существовало и существует несколько проектов СПС:
это Ту-244, Ту-344, Ту-444, С-21(SSBJ). На данный момент проект бизнес-самолета Ту-344 заморожен, но на его основе заложен проект Ту-444, который, к сожалению «заглох» из-за недостатка финансирования. Но, как я считаю, не все потеряно, и возможно в будущем мы увидим Ту-444 в полете!
Проект С-21 - проект сверхзвукового пассажирского самолёта бизнес-класса, разрабатываемого ОКБ Сухого. В поисках финансирования ОАО Сухой сотрудничала по данному проекту с компаниями Gulfstream Aerospace, Dassault Aviation, а также рядом китайских компаний. В настоящее время дальнейшая судьба С-21, как и Ту-444 остаётся неясной.
6)Преимущества и недостатки сверхзвуковых пассажирских самолетов
И так, плюсы пассажирских сверхзвуковых самолётов по сравнению с дозвуковыми самолётами:
-Малое время полёта.
-Высокая скорость.
-Комфорт.
Минусы:
-Узкий длинный фюзеляж не позволяет перевозить крупногабаритные грузы, а также размещать пассажиров всего в два ряда по два места.
-Высокая стоимость билета и малая пассажировместительность .
-Высокий расход топлива.
-Сложность в управлении.
-Потребность в длинных и идеально гладких ВПП.
-Сложность в обслуживании.
-Динамический удар при переходе звукового барьера.
-Сильнейший нагрев конструкции.
-Ненадёжность двигателей.
-Экономическая малорентабельность.
Так что, о сверхзвуковых самолётах нам придётся забыть, пока наши бравые инженеры разрабатывают «Ту-244» , в котором большинство из этих недостатков должны быть устранены.
7)Перспективы применения сверхзвуковых пассажирских самолетов
Парадоксально, но сверхзвуковые пассажирские самолёты оказались никому не нужны. Слишком дорогие, слишком сложные, слишком шумные, они в итоге проиграли вместительным авиалайнерам нового поколения, первым из которых был Boeing-747.
Так, ранние модификации Boeing-747 могли брать на борт 400–500 пассажиров, в то время как «Конкорд» принимал лишь 144 человека. Стоит ли говорить о расходе топлива, специальных требованиях к пилотам и других факторах, из-за которых сверхзвуковые самолёты были менее рентабельны. А между тем, когда «747-е» только появились, им готовили роль грузовых самолётов и предусматривалась возможность лёгкой переделки изготавливаемых авиалайнеров для грузоперевозок, ведь ожидалось, что все пассажирские самолёты будут только сверхзвуковыми. Вдобавок война Судного дня и последовавшая за ней нефтяная блокада вызвали существенный скачок цен на топливо, что сделало полеты «Конкорда» неоправданно дорогими.
Отдельной головной болью было обслуживание самолётов. Колоссальные нагрузки на конструкции и обшивку вкупе со сложным оборудованием требовали более квалифицированного, длительного и дорогого ремонта и постоянного, более строгого контроля за всеми системами.
Однако, как видно из интереса НАСА и других разработчиков к данной теме, мы вполне можем стать свидетелями появления наследников Ту-144 и «Конкорда». Кроме того, интерес к сверхзвуковым самолётам заметен и на рынке частной и корпоративной авиации. Основными проблемами всё так же остаются высокий расход топлива и чрезмерные нагрузки на планер, и остаётся лишь надеяться, что новые технологии в авиастроении, недоступные в 1960-е годы, помогут обойти эти препятствия.
8)Выводы
Несмотря на все минусы сверхзвуковых пассажирских самолетов, я считаю, что люди найдут им применение: например в бизнес авиации где человеку нужно очень быстро добраться из пункта А в пункт В. Да это затратно, но без развития мы не узнаем будущего. Ведь все учатся на своих ошибках, и вскоре я надеюсь появится идеальный сверхзвуковой пассажирский самолет.
