Корреспондент: Скорость соединения. Как изменится гражданская авиация в ближайшие десятилетия

Американский авиационный эксперт, журналист Майкл Хатчилло убежден:в последние годы, с тех пор как прекратились полеты сверхзвуковогопассажирского лайнера Concorde, гражданская авиация словно застыла во времени.

“Тот факт, что на борту трансатлантических лайнеров появилсяWi-Fi, а некоторые авиакомпании даже не скупятся на iPad для своих пассажиров,не отменяет того обстоятельства, что эти самолеты летают по технологиям50-летней давности”, - считает эксперт. Возможно, пассажирам не понадобился быWi-Fi, сократись время трансатлантического перелета с десяти часов до, скажем,полутора, рассуждает Хатчилло.

Космические агентства США,России и Европейского союза заняты разработкой проектов сверхзвуковых самолетов, использующих новые виды двигателей и топлива.

Однако революция не за горами. Космические агентства США,России и Европейского союза заняты разработкой проектов сверхзвуковыхсамолетов, использующих новые виды двигателей и топлива, а также способных поднятьсяна высоту, по сравнению с которой нынешние 10 км покажутся детским лепетом.

Американские военные также вовсю испытывают технологии, позволяющиелетательным аппаратам перемещаться со скоростями, многократно превышающимискорость звука.

Вне зависимости от того, откуда придут такие технологии - изразработок в сфере космического туризма, из лабораторий Пентагона или это будутконцепции мирных ученых, - уже в ближайшие десятилетия гражданская авиациястанет другой, уверяют эксперты. Более быстрой, безопасной и экологическибезвредной.

Крылатый ниндзя

Космический туризм - это хорошо, но научно-технический прогресслучше. Так рассуждают в NASA и обещают в обозримом будущем воспользоватьсяключевыми технологиями, которые разрабатывались для суборбитальных полетов, исовершить революцию в гражданской авиации.

Логика тут проста. Сложно и дорого идти той же дорогой, чтошли инженеры 50 лет назад, проектируя Concorde - самолет, тративший огромноеколичество топлива на разгон и преодоление сопротивления воздуха. Идея суборбитальногосамолета подразумевает большую эффективность - самолет тратит значительную частьэнергии на разгон и подъем выше плотных слоев атмосферы, за счет чегосокращаются и время полета, и энергетические затраты.

Идея суборбитального самолета подразумевает большую эффективность - самолет тратит значительную часть энергии на разгон и подъем выше плотных слоев атмосферы, за счет чего сокращаются и время полета, и энергетические затраты.

В связи с этим свою новую разработку инженеры NASA амбициозноименуют “самолетом будущего” и “новой ступенью в развитии авиации”. Внешний видаппарата, который пока, конечно, существует только на бумаге, произвелнеизгладимое впечатление на журналистов, сразу окрестивших его“самолетом-ниндзя”.

Дело в том, что лайнер похож на звезду с четырьмя лучами исильно напоминает оружие легендарных японских воинов ниндзя - метательныезвездочки-сюрикены. Корпус самолета вытянутый и плоский, по бокам оснащендлинными крыльями, как у обычных моделей. А перпендикулярно им располагается втораяпара крыльев покороче.

По замыслу разработчиков, длинная пара крыльев задействуетсяпри взлете и посадке, когда аппарат будет функционировать подобно классическомуавиалайнеру. Поднявшись на высоту около 10 км и достигнув скорости, близкой кзвуковому барьеру (1.200 км/ ч), аппарат развернется на 90° и полетит,используя короткую пару крыльев, за счет чего возникают лучшие аэродинамическиехарактеристики.

По словам профессора ДжиЧенг Жэ из Майамского университета,предложившего NASA концепцию самолета-ниндзя, такая конструкция позволит добитьсядвух важных целей.

Во-первых, крейсерская скорость может с легкостью достигатьдвух скоростей звука, то есть 2.400 км / ч, во-вторых, удастся свести кминимуму явление, именуемое звуковым ударом.

Поднявшись на высоту около 10 км и достигнув скорости, близкой к звуковому барьеру (1.200 км/ ч), аппарат развернется на 90° и полетит,используя короткую пару крыльев, за счет чего возникают лучшие аэродинамические характеристики.

В момент преодоления скорости звука самолеты производят особенногромкий звук, в связи с чем пребывание на борту сверхзвукового лайнера можетбыть некомфортным для пассажиров. Это была одна из ключевых претензий кConcorde, напоминает ученый.

Профессор Джи-Ченг Жэ говорит, что созданная им концепция,безусловно, нуждается в доработке, а некоторые расчеты следовало бы подвергнутькорректировке. В частности, правоту умозаключений разработчика относительноконструкции могут подтвердить или опровергнуть испытания модели самолета-ниндзяв аэродинамической трубе.

Однако в NASA определенно воспринимают идею всерьез. Наначальный этап разработок агентство уже выделило солидный бюджет - $ 100 млн.

Европа - за экологию

О европейском космическом агентстве, EADS, рядовому обывателюизвестно значительно меньше, чем о NASA, но в Европе надеются, что так будет невсегда.

В июне 2011 года на Парижском международном авиасалоне европейскоеагентство представило проект стратосферного самолета-ракетоплана, способногодоставить пассажиров из Парижа в Токио всего за два часа, и при этом в ходеполета будет сжигаться только экологически чистое топливо.

Самолет, получивший название ZEHST (сокращение от Zero EmissionHigh Speed Transport (англ.) - высокоскоростной транспорт с нулевым уровнемвыбросов), будет летать по такому сценарию.

В июне 2011 года на Парижском международном авиасалоне европейское агентство представило проект стратосферного самолета-ракетоплана, способного доставить пассажиров из Парижа в Токио всего за два часа,

Аппарат взлетает и набирает высоту, используя мощь реактивныхдвигателей, работающих на биотопливе. На высоте в действие вступают ракетныедвигатели, функционирующие на смеси кислорода и водорода (также экологическибезвредной).

Поднявшись с их помощью в стратосферу (на высоту свыше 30км), самолет достигает скорости, в четыре раза превышающей скорость звука(около 4.800 км/ч). Когда приходит время снижаться, ракетные двигателиотключаются.

Для захода на посадку будут использоваться традиционные реактивныедвигатели, подобные тем, что применяются в современных авиалайнерах.

Разработчики обещают, что максимальные перегрузки в ходе полетане превысят значения 1,2 g, что позволит летать на борту ZEHST обычным людям,которые не оканчивали школы летчиков-истребителей. И что еще немаловажно,инженеры подчеркивают, что их детище не потребует создания новойинфраструктуры: стратосферный самолет сможет взлетать и садиться, используя полосы,построенные для современных авиалайнеров.

ZEHST вообще не подразумевает никаких революционных инноваций,говорит Жан Ботти, директор по развитию EADS. По его словам, все описанные технологииуже существуют и многократно опробованы. Осталось лишь свести их воедино.

Первый прототип ZEHST европейцы намереваются построить к2020 году. Тогда же станет ясно, насколько утопичной окажется мечта о перелетеиз Парижа в Нью-Йорк за один час, из Москвы в Сидней - за три часа, а из Лондонав Барселону - за 20 минут.

Учитывая малую провозную способность, экономическая целесообразность проекта будет небольшой

Как и в NASA, в EADS крайне озабочены проблемой шумностисверхзвукового самолета. Но европейцы считают, что их разработка фактическисводит проблему к нулю. ZEHST превысит скорость звука, уже находясь над атмосферой,а следовательно, никто ничего не услышит, поясняет Ботти.

Хотя ключевым преимуществом ZEHST все же считают экологичность.Разработчики не устают подчеркивать, что оба используемых в аппарате двигателябудут абсолютно безвредными для окружающей среды.

Критиков у проекта хватает, но, к чести создателей ZEHST, никтоне сомневается в том, что реализация идеи возможна с инженерной точки зрения.

Основные претензии выдвигаются к экономической стороне проекта.В частности, эксперты указывают, что применение дорогого водородного топливастанет причиной астрономических цен на билеты.

“Учитывая малую провозную способность, экономическая целесообразностьпроекта будет небольшой”, - говорит американский авиа-эксперт Дэвид Камински-Морроу.

Впрочем, ряд экспертов считают: такую претензию на сегодняшнийдень можно предъявить к большинству проектов сверхзвуковых и суборбитальныхсамолетов.

“Сотовую связь еще 20 лет назад называли роскошью, - говоритХатчилло. - Сегодня она по карману даже бедным слоям населения в далеко несамых богатых странах”.

Российский прорыв

Нация, которая отправилась в космос первой, давно утратила лидерствов освоении внеземного пространства. Смириться с таким положением вещей российскиевласти упорно отказываются. Едва ли не ежегодно на высшем уровне проводятсясерьезные встречи, аэрокосмические предприятия регулярно получают благословениеот Кремля на разработку масштабных проектов, способных вернуть России статус ведущейкосмической державы.

Смежная с космической авиационная индустрия также необделена вниманием. В России хорошо помнят, что единственным идейнымконкурентом легендарного Concorde был советский самолет Ту-154, снятый с полетов,в сущности, по тем же причинам - экономическая неэффективность, ненадежность, шумность.

И сейчас, когда ведущие инженерные компании мира пытаютсявоскресить идею сверхзвуковой гражданской авиации и развить направление суборбитальныхполетов, Россия не намерена отставать.

Самолеты-носители будут поднимать крылатый космический аппарат в воздух. На высоте 10-12 км он должен отделяться от носителя и стартовать при помощи твердотопливного ракетного ускорителя до скорости около 1.000 м/ с.

Один из наиболее реалистичных проектов, обсуждаемых в последнеевремя, пока относится больше к теме космического туризма, чем гражданской авиации.

В отличие от западных коллег, российские разработчики решилиотказаться от неподъемной задачи создания проекта с нуля.

Вместо этого базой для проекта было решено сделать существующиесамолеты-носители М55 и 3М-Т. Последний когда-то применялся для транспортировкимногоразового орбитального корабля Буран.

По замыслу инженеров, самолеты-носители будут поднимать крылатыйкосмический аппарат в воздух. На высоте 10-12 км он должен отделяться относителя и стартовать при помощи твердотопливного ракетного ускорителя доскорости около 1.000 м/ с. Максимальная высота полета составит примерно 120 км.

Затем аппарат выполнит планирующий спуск и осуществит посадкуна аэродроме подобно обычному самолету. На борту космического аппарата смогутнаходиться 14 туристов.

По мнению экспертов, российский проект с инженерной точкизрения не особо примечателен. Предлагаемая технология мало отличается от той, чтоиспользует компания Virgin Galactic британского миллиардера Ричарда Брэнсона.

Однако факт, что российские разработчики также устремились вобласть суборбитальных технологий, лишний раз подтверждает предположение:будущее авиации находится именно там, в стратосфере и поближе к космосу.

Прощай, оружие

Помимо космического туризма, еще одной областью, откуда придуттехнологии, которые изменят облик гражданской авиации, может стать военнаяиндустрия.

Разработка, способная преобразить облик сверхзвуковой авиации,носит название X-51A WaveRider.

Это гиперзвуковой летательный аппарат, теоретическиразгоняющийся до скорости 6.900 км/ ч с помощью революционного прямоточноговоздушно-реактивного двигателя.

На текущий момент американские военные осуществили несколькопробных запусков модели. Технология выглядит так: аппарат крепится на бортубомбардировщика B-52, который взлетает с авиабазы в Калифорнии и поднимается навысоту 15 км. Затем происходит сброс X51A.

Аппарат крепится на борту бомбардировщика B-52, который взлетает с авиабазы в Калифорнии и поднимается на высоту 15 км. Затем происходит сброс X51A.

Несколько секунд он находится в свободном падении, а потом стартуютего собственные двигатели, которые поднимают аппарат на высоту более 20 км наскорости, в шесть раз превышающей скорость звука.

Фантастическая скорость достигается благодаря новому типу “дышащего”реактивного двигателя. На борту аппарата содержится только водородное топливо,а кислород, необходимый для создания горючей смеси, двигатель сам забирает изокружающей атмосферы.

Кислород под огромным давлением нагнетается в передней частидвигателя, откуда затем подается в камеру сгорания, где встречается сводородом. Взаимное сжатие газов приводит к моментальному повышению температурыи воспламенению, дающему мощную тягу.

Конечно, мирное применение этой технологии - вопрос отдаленногобудущего. Пока военные считают WaveRider новым стелсом. Дело в том, чтоблагодаря высокой скорости такие аппараты будут практически неуязвимы длясистем ПВО. На разработку WaveRider Пентагон потратил уже более $ 140 млн.

Будь такая технология доведена до рабочего состояния, теоретическистало бы возможным создание летательного аппарата, способного долететь изНью-Йорка в Лондон всего за час (против шести часов у современных авиалайнеров).

А в Сидней из того же Нью-Йорка можно было бы добраться за2,5 часа, вместо нынешних 20, говорят эксперты.

Первый блин

Попытки сделать гражданскую авиациюсверхзвуковой в XX веке провалились из-за проблем с надежностью и стоимоститоплива

Данные информационно-справочной службы Корреспондента

***

Этот материал опубликован в №39 журнала Корреспондент от 5 октября 2012 года. Перепечатка публикаций журнала Корреспондент в полном объеме запрещена. С правилами использования материалов журнала Корреспондент,опубликованных на сайте Корреспондент.net, можно ознакомиться здесь.

• Теги:
• самолет
• журнал Корреспондент
• авиация
• прогнозы
• будущее
• разработки