Елисеев С. П.
Одним из основных направлений исследований мировых авиастроительных компаний сегодня являются сверхзвуковые пассажирские самолеты (СЗПС). Такие летательные аппараты позволят существенно сократить время, необходимое на перелеты. По оценкам экспертов, СЗПС могут начать выполнять полеты не раньше середины 2020-х гг.
Президент России В. В. Путин в январе 2018 г., поставил перед авиастроителями задачу: «Нам сейчас нужно вернуться к сверхзвуковому пассажирскому движению. Сейчас мы в Казани реализовали блестящий проект, фактически создали новую машину Ту-160 для Вооруженных Сил, и не только сам носитель, но и оружие к нему доработали. Работает все как часы, просто здорово. Так почему не создать сверхзвуковой пассажирский самолет?».
В сентябре 2018 г. заместитель гендиректора Публичного акционерного общества «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что предприятие уже завершает предпроектные работы по СЗПС на 30 мест, который сможет развивать скорость до 1900 км/ч на высоте 11 км. Одновременно специалисты Центрального института авиационного моторостроения активно разрабатывают методы снижения шума самолетов на местности и шума авиадвигателей, что делается в том числе и в рамках проекта СЗПС.
Разработкой делового и пассажирского сверхзвуковых самолетов занимается также Центральный аэрогидродинамический институт. Сначала там решено создать демонстратор (неполную версию) СЗПС с целью определения приемлемых характеристик самолета по шуму «звукового удара» и шуму взлета-посадки.
Информации по тому, как идет разработка СЗПС за рубежом, имеется больше. В сообщениях западных СМИ много рекламы, но есть и конкретика. Например, сегодня в США ведутся работы над «тихим» СЗПС на 50 пассажиров по линии Аэрокосмического агентства (NASA) совместно с фирмой Lockheed Martin. Американский проект СЗПС имеет название X-59 QueSST. «Х» означает: «экспериментальный», «QueSST» – это то, что по-русски «тсс!», то есть – «тихо!».
Демонстратор X-59 QueSST, к сборке которого приступили в июне 2019 г., будет иметь длинный фюзеляж (около 30 м), один двигатель F-414 тягой 77 тонн с шумопоглощающими фильтрами, обычные горизонтальные рули и классический киль. Кабина «прячется» в фюзеляж. Передний обзор заменяется видом на мониторе. Шумность X-59 QueSST планируют снизить с помощью особой конструкции планера, конфигурация которого должна максимально уменьшить число «местных» ударных волн и сделать их амплитуду минимальной. Уровень шума в салоне будет не более 75 децибел (разговор средней громкости – 50 дБ).
Первый вылет X-59 QueSST должен состояться в 2020 г. Для мониторинга шума от СЗПС на земле через год начнутся его полеты над полигоном. С 2022 г. самолет будет летать над сушей для получения данных о шуме от добровольцев-обывателей, что поможет оценить «общественное» восприятие «звукового удара». Дальность самолета планируется не более трех тысяч км, то есть трансокеанские полеты на этом СЗПС выполняться не будут. По мнению экспертов, NASA подключилась к «Локхид-Мартин» в разработке X-59 QueSST для использования результатов исследования в военных целях. После исследований на демонстраторе американцы построят СЗПС с пассажирским салоном.
Также разработчиками СЗПС в США сейчас являются: 1) Фирмы «Virgin Galactic» и «Boom Technology». Их лайнер будет иметь двойную скорость звука. 2) Компания Spike Aerospace разрабатывает свой малошумный СЗПС «S-512». 3) Компания «Aerion» объявила о разработке СЗПС «AS2», полет которого должен состояться через Атлантику 23 октября 2023 г. (приурочивается к 20- летию окончания эксплуатации англо-французских СЗПС). 4) Концерн Boeing оставил далеко позади себя конкурентов по амбициозности планов. 28 июня 2018 г. эта фирма объявила концепт гиперзвукового (!) лайнера. Он будет летать быстрее пяти скоростей звука (пяти «махов») на высоте около 30 км, однако первый полет «суперлайнера» планируется не ранее 2040 г.
Напомним читателю, что США уже имеют опыт разработки СЗПС. Одна из них велась с июня 1963 г. «Боингом». Предполагалось, что самолет с названием «Боинг-2707» будет иметь крейсерскую скорость полета 2,7 «маха» при дальности до 6740 км и пассажировместимости до 277 человек, однако, по мере разработки, общественность все более озабочивалась проблемой «звукового удара». Население Америки уже было в курсе, что это такое. Так, в ходе испытаний военного самолета XB-70 в штате Оклахома в 1965 г. из-за этого «удара» вдоль трассы полета в полосе шириной около 26 км владельцы домов подали большое число исков к ВВС США по возмещению ущерба за разбитые стекла и неудобства. Появились опасения, что сверхзвуковые «Боинги» (а было уже заказано 115 самолетов) создадут дискомфорт для населения, и разработка была прекращена на стадии постройки второго прототипа. Неудобства появляются из-за того, что, когда самолет летит на «сверхзвуке», то он распространяет вокруг себя конус ударной волны. Она, достигая уха наблюдателя, вызывает эффект «выстрела». Это означает, что все люди на земле, находясь под самолетом – «возмутителем спокойствия», в полосе шириной в десятки километров будут слышать этот «выстрел».
Россия имеет свою историю СЗПС. Создание первого в мире сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144 – достижение СССР. Форма советского СЗПС определялась законами аэродинамики и наличием материалов. Опытный образец Ту-144 был построен летом 1968 г., а 31 декабря 1968 г., после 16 дней ожидания хорошей погоды, заслуженный летчик-испытатель Эдуард Ваганович Елян берет штурвал на себя и поднимает в небо с аэродрома «Жуковский» первый в мире пассажирский сверхзвуковой реактивный самолет Ту-144. В июне 1969 г. он уже летал с двойной скоростью звука – 2 300 км/ч. Сначала Ту-144 использовался для грузовых перевозок, а с 1977 г. перевозил до 150 пассажиров в Алма-Ату и Хабаровск (6 145 км). Цена билета на «сверхзвуковой» рейс была почти в три раза больше обычной. Обслуживать Ту-144 было сложно и дорого. Поэтому к началу 1980-х гг. от них отказались. Всего было построено 15 самолетов, из них три – для статических испытаний. В 1998–1999 гг. NASA США приобрела у России Ту-144 и использовала его модификацию Ту-144 LL для исследования сверхзвуковых полетов гражданских самолетов.
Англо-французский СЗПС «Конкорд» (в пер. – согласие, гармония) впервые вылетел 2 марта 1969 г. 21 января 1976 г. началась его эксплуатация французской авиакомпанией «Эр Франс» и английской – «Бритиш Аэролайнс» (с дотацией от правительств Франции и Великобритании). «Конкорд» мог принять на борт до 120 пассажиров, преодолевал расстояние от Парижа до Нью-Йорка (5 837 км) за 3,5 часа. Примерно такое же время требовалось, чтобы пролететь от Лондона до Нью-Йорка (5 572 км). Было построено 20 самолетов. «Конкорды» летали на «сверхзвуке» над Атлантикой. В аэропорту они взлетали и садились, как обычные лайнеры, но все равно шумели достаточно сильно. Об этом и сейчас помнят свидетели взлет-посадок «Конкордов» близ Нью-Йорка, Парижа и Лондона. На Ту-144 в этом плане нареканий почему-то не сохранилось.
25 июля 2000 г. один из французских «Конкордов» потерпел катастрофу на взлете из-за постороннего предмета, оказавшегося на полосе, а 23 октября 2003 г. эксплуатация «Конкордов» была прекращена по коммерческим соображениям.
Сегодня в немецком Музее техники в Зинсхайме экспонируются два сверхзвуковых лайнера Ту-144 и «Конкорд».
Таким образом, сверхзвуковые пассажирские самолеты уже эксплуатировались в ХХ веке, однако проекты СЗПС и сейчас сталкиваются с множеством вопросов и проблем. Прежде всего, на пути к созданию СЗПС авиастроители встречают препятствие в виде больших расходов на разработку из-за применения высокотехнологичных материалов и особой технологии производства. Без помощи государства здесь не обойтись. Кроме того, любой самолет, в том числе и высокотехнологичный, должен соответствовать традиционным стандартам безопасности и прочности. Поэтому СЗПС в мировой гражданской авиации пока нет.
31 января 2020 года, № 2 (72)