Стремление человечества к познанию границ возможного очень часто проявлялось в неустанном стремлении к максимальной скорости. От легкоатлетических состязаний на короткие и длинные дистанции до рекордных достижений на разнообразных транспортных средствах — эта захватывающая, но порой опасная гонка за скоростью проходит красной нитью через всю историю человечества. 65 лет назад вершиной гонки за скоростью стал американский гиперзвуковой ракетоплан Х-15, совместный проект ВМС и ВВС США совместно с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). В рамках этой программы с 1959 по 1968 год было построено три таких аппарата, один из которых в октябре 1967 года достиг ошеломляющей скорости в 6,7 Маха (7274 км/ч). Однако все эти достижения так и не стали нормой для гражданских авиалиний. Мир пассажирских перевозок развивался по собственным, куда более консервативным законам, предпочитая надежность и рентабельность дозвуковых полетов.
Исключением является «Конкорд» - результат совместной работы инженеров из Франции и Британской авиастроительной корпорации, Самолёт мог развивать скорость до 2179 км/ч, что в 2,04 раза превышает скорость звука (2,04 Маха). На протяжении почти трёх десятилетий этот уникальный самолёт выполнял коммерческие рейсы, оставаясь символом прогресса вплоть до начала XXI-го века. Однако именно его феноменальная скорость породила проблему, которая предрешила его судьбу. Речь идет об оглушительном звуковом ударе — мощной ударной волне, сотрясавшей землю под маршрутом самолета. Закономерным итогом многочисленных жалоб от населения европейских стран стали повсеместные запреты на сверхзвуковые полеты над сушей, которые фактически заперли «Конкорд» на трансатлантических маршрутах между Нью-Йорком, Лондоном и Парижем. Природа этого оглушительного эффекта, который доставлял куда больше проблем, чем обычный высокочастотный шум, кроется в фундаментальных законах аэродинамики.
Природа звукового удара и ударных волн
Проблема заключалась не только в оглушительном шуме. Ударные волны от преодоления звукового барьера обладали такой силой, что в зданиях трескалась штукатурка и вылетали стекла. Во время испытательных полетов в США в 50-60-е годы в одной только Аризоне ежемесячно фиксировалось более 300 случаев повреждения окон, что повлекло за собой тысячи исков от собственников жилья.
Дело в том, что звук от неподвижного объекта распространяется равномерными концентрическими волнами. Когда же источник звука движется, волны искажаются из-за эффекта Доплера: звук приближающегося объекта кажется выше, а удаляющегося — ниже. Динамика этого процесса кардинально меняется, когда объект начинает двигаться быстрее звука. Звуковые волны, не успевая за самолетом, уплотняются и образуют за ним невидимый конус ударной волны, известный как конус Маха. Когда граница этого конуса достигает земли, наблюдатели слышат два резких, громких хлопка. Примечательно, что люди на борту самолета удара не слышат, поскольку лайнер фактически обгоняет создаваемый им же звук.
При определенных атмосферных условиях эти ударные волны становились видимыми, проявляясь как сферические облака белого цвета позади самолета. Кроме того, «Конкорд» являлся чрезвычайно шумным даже на дозвуковых скоростях. Для достижения сверхзвуковой тяги конструкторы оснастили его турбореактивными двигателями, которые, в отличие от более распространенных турбовентиляторных, работали намного громче, особенно на взлете и при посадке.
Реакция стран на сверхзвуковые полёты
Конструктивной особенностью «Конкорда» было и треугольное крыло. Оно обеспечивало устойчивость на сверхзвуковых скоростях, но создавало недостаточную подъемную силу на малых. Из-за этого взлетная скорость лайнера составляла около 362 км/ч, тогда как самолетам Boeing и Airbus требовалось лишь 240-290 км/ч.
В 1973 году, столкнувшись с массовыми жалобами граждан на шум и порчу имущества, США ввели полный запрет на сверхзвуковые полеты над своей территорией. Еще раньше, в 1965 году, в Англии юрист Ричард Уиггс основал «Проект Анти-Конкорд», добившийся аналогичных ограничений. Вслед за ними Канада запретила такие полеты над густонаселенными районами, а Малайзия выразила протест Сингапуру из-за шума от рейсов в Лондон. Сингапурским авиалиниям пришлось согласовывать облетной маршрут через Индонезию, что привело к увеличению времени в пути и расхода топлива. Даже Саудовская Аравия отозвала свое разрешение на полеты над пустыней, после того как выяснилось, что грохот звуковых ударов стал мешать размножению верблюдов.
Таким образом, летать без ограничений «Конкорд» мог лишь над океаном, что и определило его основное предназначение — быстрые трансатлантические перелеты. Расстояние от Парижа или Лондона до Нью-Йорка он покрывал в среднем за 3,5 часа, то есть более чем вдвое быстрее современных лайнеров. Такие показатели убедительно доказывали, что «Конкорд» опередил свое время. Однако непомерные расходы на топливо и постоянные проблемы из-за шума делали его эксплуатацию все менее рентабельной. Роковую точку в истории лайнера поставила катастрофа рейса 4590 Air France в 2000 году, унесшая жизни 113 человек. Хотя это и была единственная катастрофа за всю его историю, проект был окончательно свернут, и 24 октября 2003 года «Конкорд» совершил свой последний пассажирский рейс.
Уважаемые читатели, если для вас данная статья была полезной, пожалуйста подпишитесь, это поможет начинающему автору и каналу в продвижении.