В конце 2025 года экспериментальный самолёт X-59 впервые поднялся в воздух. Его создала компания Lockheed Martin по заказу NASA в рамках программы Quesst.
Цель не рекорд скорости, а кое-что куда сложнее: доказать, что сверхзвуковой самолёт может летать над жилыми кварталами, не пугая людей громом с ясного неба.
Почему сверхзвук запретили
Именно звуковой удар в своё время поставил крест на регулярных сверхзвуковых рейсах.
Concorde, летевший со скоростью 2 маха на высоте 17 тысяч м, оставлял за собой двойную ударную волну громкостью от 105 до 110 децибел.
После этого сверхзвуковые полёты запретили над территорией США и многих других стран, и знаменитый лайнер был вынужден ходить только через Атлантику.
Физика здесь простая: на поверхности самолёта возникает система скачков уплотнения, которые по мере снижения к Земле сливаются в один или два резких хлопка, неотличимых от взрыва.
Как инженеры решили задачу
Инженеры Lockheed Martin взялись за принципиально иной подход.
Задача сформулирована так: не дать волнам слиться и снизить уровень звука с 110 до 75 децибел. Для сравнения, примерно с такой громкостью закрывается дверь автомобиля.
Компоновку X-59 подобрали так, чтобы все скачки уплотнения имели примерно одинаковую интенсивность и были равномерно разнесены друг от друга.
Головной скачок выносится далеко вперёд благодаря носовой части длиной около 11 м.
Остальные скачки сгруппированы вблизи переднего горизонтального оперения и хвоста.
Мощная ударная волна от двигателя решена элегантно: его гондола расположена сверху фюзеляжа, и скачок уходит на верхнюю плоскость крыла, вниз не проникая.
На земле это будет ощущаться не как взрыв, а как серия коротких, мягких и глухих ударов, что-то похожее на очередь из авиационной пушки, только намного тише и без резкости.
Конструкция и аэродинамика
Стреловидность крыла малого размаха составляет около 70 градусов.
На самолёте установлено развитое горизонтальное оперение: переднее закреплено неподвижно под положительным углом, заднее цельноповоротное, как у истребителей, и дополнено небольшим оперением на киле.
Планер сделан преимущественно из алюминиевых сплавов, углеродные композиты применяются только в носовой части и обшивке крыла.
Передняя и основная стойки шасси взяты от истребителя F-16, а катапультное кресло в кабине пилота позаимствовано у учебно-тренировочного T-38 Talon.
Топливные баки в крыле вмещают почти 4 т топлива, а максимальная взлётная масса не превышает 15 т.
Двигатель
Силовая установка взята из военной авиации.
На X-59 стоит двигатель General Electric F414, разработанный изначально для палубного истребителя F/A-18 Super Hornet.
Конкретная модификация F414-GE-100 создана на базе варианта F414-GE-39E, который устанавливается на новейшие версии шведского Saab Gripen.
Под нужды X-59 он получил изменённое программное обеспечение и другую систему крепления к планеру. На всякий случай изготовили два экземпляра.
Тяга на форсаже составляет около 10 т.
По словам одного из инженеров General Electric, двигатель способен длительно поддерживать максимальную мощность на большой высоте с частым использованием форсажной камеры.
Крейсерская скорость X-59 ожидается на уровне 1,4 маха на высоте почти 17 тысяч м, то есть около 1500 км/ч.
Скорость в сравнении с Concorde
Для сравнения: Concorde летал в полтора раза быстрее и без форсажа.
Однако сегодня среди разработчиков перспективных самолётов популярна другая логика: взять крейсерские 0,8 маха дозвуковых авиалайнеров, умножить на два и получить 1,6 маха. X-59 вписывается именно в этот диапазон.
Кабина без переднего обзора
Кабина буквально вписана в обводы носовой части, чтобы не создавать лишнего сопротивления и ударных волн.
Переднего обзора у лётчика нет, его заменяет система External Vision System: изображение с двух камер, одна расположена сверху перед кабиной, другая снизу и является выдвижной, выводится на монитор с разрешением 4K вместе со всеми навигационными и пилотажными данными.
Skunk Works и история проекта
Всей этой разработкой занималось знаменитое подразделение Skunk Works, чей послужной список говорит сам за себя:
- разведчики Lockheed U-2 и трёхмаховый SR-71 Blackbird
- малозаметный бомбардировщик F-117
- истребители F-104, F-22 Raptor и F-35
Контракт на создание X-59 подписали в апреле 2018 года, NASA заплатит Lockheed Martin четверть миллиарда долларов.
Пандемия сдвинула сроки: самолёт выкатили из ангара в июле 2023 года, в январе 2024-го состоялась официальная презентация с покраской в бело-синюю ливрею, а первый полёт прошёл лишь в конце октября 2025 года.
Программа испытаний
Программа предусматривает несколько этапов.
Сначала замеры звукового удара ведутся на безлюдном полигоне с помощью специальных приборов с микрофонами, затем самолёт будет летать над жилыми районами и городами, и уже жители решат, приемлем ли для них такой уровень шума.
Именно человеческое восприятие, а не только приборные данные, станет мерилом успеха. NASA планирует завершить программу Quesst в 2029 году.
Конкурент: Boom Supersonic и технология Boomless Cruise
Параллельно работает компания Boom Supersonic.
28 января 2025 года её демонстратор XB-1 трижды преодолел звуковой барьер так, что на земле звуковой удар не был слышен вовсе.
Эффект достигнут за счёт технологии Boomless Cruise, основанной на явлении Mach cutoff: при строго определённом сочетании высоты и атмосферных условий звуковой удар преломляется и рассеивается в верхних слоях атмосферы, не достигая земли.
Boomless Cruise, по заявлению Boom, работает на скоростях до 1,3 маха, но требует данных об атмосфере в реальном времени.
В любых других условиях XB-1 и перспективный лайнер Overture на 60-80 пассажиров будут сопровождаться громкой волной в полной мере.
Авиаперевозчиков вряд ли устроит самолёт с "опциональным" сверхзвуком, который не вписывается в расписание.
Политика и отмена запрета
X-59 пытается решить задачу радикально, без компромиссов.
Ещё один попутный импульс дала политика: 6 июня 2025 года президент США Трамп подписал указ, обязывающий отменить запрет на сверхзвуковые полёты над сухопутной территорией страны. Этот запрет действовал с 1973 г.
FAA теперь должна разработать новые правила сертификации, и результаты программы Quesst должны сыграть в этом определяющую роль.