Создание пассажирского сверхзвукового самолета, который был бы приемлем для современного общества по своим эксплуатационным, коммерческим и экологическим характеристикам сталкивается со множеством проблем. Одна из них связана со звуковым ударом, который возникает при преодолении самолетом сверхзвукового барьера. Над решением этой проблемы работает множество крупнейших научных центров мира, в том числе в России и Франции.
В настоящее время в мире ведется разработка сразу нескольких сверхзвуковых самолетов бизнес-класса, причем основная часть этих проектов приходится на США.
Страны Европы также пытаются не отставать от Штатов в этой сфере. Особенно старается Франция, в прошлом являвшаяся активнейшим участником проекта сверхзвукового пассажирского самолета Concorde.
Аналогичные амбиции присущи и России, которая еще в составе СССР сумела довести до реального применения на гражданских авиалиниях аналог «Конкорда» - Ту-144.
В 2005-2009 годах уже реализовывался проект по разработке экологичного (насколько это возможно) сверхзвукового самолета бизнес-класса – HISAC. В проекте, координатором которого выступал французский авиапроизводитель Dassault Aviation, принимали участие 38 партнеров из Европы и России, включая ЦАГИ, АО «Гражданские самолеты Сухого», ЦИАМ и др.
Продолжением данного проекта стала новая инициатива, главные роли в которой отведены Франции и России. Европейско-российский проект RUMBLE (сокращение от Regulation and Norm for Low Sonic Boom Levels, дословный перевод с английского – «громыхание, грохот») имеет целью разработку международных норм по уровню звукового удара для пассажирских самолетов. Это особенно актуально для стран Европы с их крайне высокой плотностью населения и чрезвычайно ответственным отношением к экологическим нормам.
Конечной целью проекта является передача разработанных предложений в ИКАО (ICAO — Международная организация гражданской авиации) с целью официального принятия международных норм по уровню звукового удара для сверхзвуковых пассажирских самолетов.
Из 18 партнеров проекта, координатором которого выступает европейский авиационный концерн Airbus, 5 представлены российскими организациями.
Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ) им. Н.Е. Жуковского в рамках проекта выполняет предварительные исследования аэродинамики и конструкции моделей семейства сверхзвуковых гражданских самолетов (Advanced Super Sonic Civil Jet Family - SSCJ) с низким уровнем звукового удара.
Помимо продувок моделей в аэродинамической трубе ЦАГИ, используются данные, полученные в ходе исследования звукового удара при летных испытаниях самолета Су-30.
Также ЦАГИ разрабатывает рекомендации по технологии оценки уровня звукового удара от различных вариантов SSCJ и установлению приемлемого значения звукового удара.
В аэродинамической трубе ЦАГИ ведутся исследования макетов с воздушными потоками на скорости до 1,7-2 Маха.
Главная испытательная база российской, а ранее советской авиации - ЛИИ им. Громова предоставляет в рамках проекта результаты испытаний сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 и других испытаний на сверхзвуке. Также ЛИИ делится опытом и методологиями оценки звукового удара, полученными в ходе работ в советское и пост-советское время, включая предполетную подготовку в ходе испытаний, методики и метрики, протоколы проведенных испытаний, информацию о сопутствующем наземном оборудовании и пр. Кроме того, предоставляются данные об произведенных испытаниях в ходе сверхзвуковых полетов самолета Су-30.
Государственный НИИ Гражданской авиации (ГосНИИ ГА) в рамках проекта занимается оценкой коммерческих перспектив семейства сверхзвуковых гражданских самолетов, а также текущего регулирования процесса эксплуатации гражданских сверхзвуковых самолетов и разработкой документов для ее регулирования в будущем.
Московский авиационный институт (МАИ) занимается в рамках проекта исследованиями аэродинамических параметров сверхзвукового гражданского самолета, оценкой звукового удара, исследованиями результатов, полученных в ходе летных испытаний сверхзвукового самолета Су-30.
Центральный институт авиационного моторостроения (ЦИАМ) в рамках проекта предоставляет данные по возможным параметрам современных авиадвигателей, которые могут использоваться на сверхзвуковом гражданском самолете, включая уровень шума при взлете и посадке, а также при возникновении звукового удара.
Российская сторона проекта имеет целью подготовить предложения в новый ГОСТ РФ по звуковому удару сверхзвуковых гражданских самолетов. Попутно идет работа над созданием концепта российского сверхзвукового самолета бизнес-класса с низким уровнем шума и приемлемым уровнем звукового удара.
Суть проекта RUMBLE сводится к решению следующей проблемы. При достижении самолетом сверхзвуковой скорости раздается громкий хлопок, от которого буквально дрожат окна и стены домов, а люди и животные испытывают крайне неприятные ощущения. Причем радиус распространения такого «рамбла» - 10 километров, что очень критично, учитывая близкое расположение аэропортов гражданской авиации к крупным мегаполисам.
Одной из причин провала коммерческой эксплуатации «Конкордов» и Ту-144 была именно проблема звукового удара: в США и многих других странах был введен полный запрет полетов над жилыми зонами, что лишило сверхзвуковую авиацию большей части потенциальных маршрутов.
В современных авиалайнерах проблема шума решается использованием двухконтурных турбореактивных двигателей большого диаметра. Эти «бочки» создают значительное аэродинамическое сопротивление, но при этом имеют очень низкий уровень шума. Однако в случае со сверхзвуковой скоростью полета такие двигатели явно не применимы.
Поэтому сейчас в рамках проекта RUMBLE, под Парижем, в непосредственной близости от известного дворцово-паркового ансамбля французских королей – Версаля, ведутся активные исследования воздействия звукового удара на типичный дом европейской семьи. Здесь на базе крупнейшей во Франции военной академии в Сен-Сир-ЛЭколь с привлечением сотрудников Сорбонны создан симулятор звукового удара, который воздействует на макет классического французского коттеджа.
Разумеется, французская сторона (как и российская) преследует не только цели разработки регламентов для ИКАО, но и стремится к созданию прототипа сверхзвукового самолета бизнес-класса с низким уровнем звукового удара, который мог бы составить конкуренцию американским разработкам.
Речь идет о летательном аппарате на 8-20 мест весом около 60 тонн. В создании подобного самолета сейчас заинтересован сразу ряд стран: помимо России и стран Европы, это, конечно, США, а также Япония и Китай. Финансирование работ по созданию подобного концепта осуществляется на паритетных началах: 50% платит Еврокомиссия, 50% — Минпромторг РФ.
В случае успешного завершения проекта RUMBLE Россия может вплотную подойти к созданию сверхзвукового пассажирского самолета собственной разработки, который сможет использоваться не только на внутренних, но и на внешних (международных) авиалиниях.
В любом случае, участие в подобных проектах позволит России сохранить пусть и не первое, но все же почетное место в клубе стран – мировых лидеров в авиационной отрасли.
О том, как летающая лаборатория Ту-144 из ЛИИ им. Громова превратилась в памятник в Жуковском, читайте здесь.