какую скорость развивает сверхзвуковой самолет
Самый быстрый самолет в мире и его конкуренты. С какой скоростью они летают
Современные самолеты способны летать очень быстро. Под «быстро» я понимаю не скорости в 10 раз быстрее автомобиля, а действительно БЫСТРО. Даже без форсажного режима современные истребители с легкостью преодолевают скорость звука. Пассажирская авиация уже давно летала на сверхзвуковых скоростях. Это было возможно, но дорого, поэтому (в том числе) полеты и прекратились около 20 лет назад. Все это хорошо, но если покопаться в истории и архивных документах, можно найти несколько самолетов, которые летали не просто на сверхзвуке, а на гиперзвуке, то есть в несколько раз быстрее скорости звука. Как такое вообще возможно, что с ними случилось и существуют ли они сейчас? В конце концов, в наше время скорость важна во всем, особенно в бою. Кроме этого, важна оперативная доставка груза и пассажиров в любую точку планеты. Так что там с самым быстрым самолетом в мире?
Такая конструкция вряд ли полетит со скорость в несколько тысяч километров в час. Для этого нужны другие характеристики.
С какой скоростью летают самые быстрые самолеты
На самом деле в список, который мы сегодня будем обсуждать входят не все самолеты, которые могут развивать огромную скорость. Все из-за того, что часть из них секретные, а другая часто существовала только на бумаге, или ее образцы нельзя считать законченными изделиями.
Несмотря на это, я расскажу о достаточном количестве самолетов, которые просто поражают воображение и вызывают большой интерес с точки зрения технологий. Как водится, расположим их в порядке увеличения скорости, чтобы это действительно было похоже на рейтинг.
General Dynamics F-111 — быстрый бомбардировщик
Этот самолет нельзя назвать чем-то выдающимся с точки зрения скорости. Он едва превосходил по этому показателю пассажирские Concorde (про который я уже писал большую развернутую статью) и ТУ-144, которые могли развивать скорость примерно 2200-2400 километров час.
General Dynamics F-111. При своей относительно классической конструкции от выглядит очень необычно.
Тем не менее, Aardvark, как еще называли F-111, мог достигать в полете скорости, в два раза превышающей скорость звука. Его максималка составляла 2 645 километров в час. По тем временам это было неплохой скоростью, которая позволяла с успехом проводить многие военные операции.
Скорость звука (распространения звуковой волны) сильно зависит от среды, в которой она измеряется. Чем плотнее среда, тем выше скорость звука. То есть на большой высоте и при разряженном воздухе она ниже, чем у поверхности земли. Для простоты принято считать, что скорость звука составляет примерно 330 метров в секунду (примерно 1200 километров в час). Все это очень примерно, но для понимания масштаба величин этого достаточно
Первые образцы поступили на вооружение 4480-й тактической истребительной эскадрильи США в октябре 1967 года. За время службы было потеряно только по официальным данным более 10 самолетов.
Изменяемая стреловидность крыла позволяет сверхзвуковым самолетам быть эффективными на любой скорости.
В 1996 году их вывели их состава ВВС США, а за это время они успели поучаствовать в некоторых операциях войны во Вьетнаме, в операции ”Каньон Эльдорадо” (атака на резиденцию Каддафи в Ливии), в операции ”Буря в пустыне в Ираке, и других военных действиях.
Чем отличаются крылатые и баллистические ракеты и какие они ещё бывают?
McDonnell Douglas F-15 ”Eagle” — самый известный истребитель
Этот самолет считается ярким представителем своего времени и истребителей четвертого поколения. Такие самолеты называют всепогодными тактическими истребителями, способными завоевать превосходство в воздухе.
Самолет поступил на вооружение американской армии в далеком 1976 году и за время службы успел поучаствовать в десятках операций в Персидском заливе, Ближнем востоке и даже в Югославии. Послужной список машины огромен, а сколько раз эти самолеты поднимались в воздух для выполнения секретных боевых задач или перехвата неопознанных воздушных целей, вообще не сосчитать.
Этот самолет висел на плакатах в комнате многих мальчишек лет 15 назад. У меня тоже.
Всего было создано аж 22 модификации этого самолета, предназначенных для разных задач. Максимальная скорость самолета составляет 2650 километров в час.
МиГ-31 — двухместный истребитель
Этот самолет изначально проектировался, как сверхзвуковой истребитель-перехватчик для полетов в любую погоду. В итоге им он и получился. Это самолет дальнего радиуса действия, у которого есть несколько модификаций под разные условия использования.
История самого известного самолета в мире и почему Конкорд больше не летает
Примечательно, что именно этот самолет сал первым в СССР боевым самолетом четвертого поколения. Спектр его применения очень высок. Он способен перехватывать любые воздушные цели на больших, средних, малых и предельно малых высотах. Даже тепловые ловушки и искусственно созданные радиолокационные помехи не должны быть для него проблемой.
Не хотелось бы встретить такую машину в воздухе.
Экипаж составляет два человека. Эта машина способна разгоняться до 3000 километров в час, что не оставляет шансов самолету противника. Конечно, если он не идет дальше в нашем списке.
Самолеты с вертикальным взлетом. Как они работают и зачем нужны
МиГ-25 — сверхзвуковой перехватчик
Решение о проектировании МиГ 25 было принято на основании того, что у Советского Союза не было самолета, который смог бы летать на очень большой высоте и с очень большой скоростью. Тем более, из-за океана поступили разведданные о том, что американцы готовят новые средства нападения — сверхзвуковой бомбардировщик ”Валькирия”, ракету ”Навахо” и самолет-разведчик A12. Забегая вперед, оказалось, что ”Валькирия” слишком дорогая и от нее отказались, ”Навахо” просто оказалась неудачной, а А-12 позднее сменил индекс на SR-71, но тоже особо не добился славы. Впрочем, к нему мы еще вернемся в этой статье.
Этот самолет навсегда останется в истории авиации. При том, что летает до сих пор.
Модификация МиГ-25Р не имела вооружения. Вместо этого у нее были мощные камеры.
Характеристики самолета не предполагали выполнение на нем фигур высшего пилотажа, но летчики все равно делали это, и руководство их даже поощряло. Сделан, в отличии от других самолетов, он был не из алюминия, а из стали. Только так можно было эффективно противостоять нагреву при трении о воздух на максимальной скорости. Вообще машина могла подниматься на 22 500 метров и преодолевать до 2 000 километров. Всего было выпущено около 1 000 Миг-25 разных модификаций. Его максимальная скорость составляла 3 300 километров в час.
SR-71 ”Blackbird” — черная птица
Этот самолет формально послужил причиной создания МиГ-25, но сам по себе был не менее интересным. Это стратегический сверхзвуковой самолет-разведчик ВВС США. Для своего времени он летал чертовски быстро — более 3 700 километров в час.
Чем вам не самолет «Людей Х»?
Сухая масса самолета составляет 27 тонн, а максимальная взлетная — 77 тонн. Это не удивительно, читывая, сколько топлива ему приходилось брать на борт. Он летал очень быстро и даже несколько раз нарушал границы СССР. Командование думало, что такие действия окажутся безнаказанными. В результате одного из таких пролетов его сбили и полеты прекратились. Никто не хотел отдавать такой самолет, пусть и в разрушенном виде, противнику. Это была слишком ценная информация и очень большие риски за возможность сфотографировать территорию страны около границы.
North American X-15 — может ли самолет улететь в космос
Этот самолет разгонялся до фантастических 7 300 километров в час, но его нельзя назвать серийным. Это был экспериментальный самолет. Такой тип машин еще называется ”ракетоплан”. В его конструкции используются уже не самолетные реактивные двигатели, а ракетные.
Больше похоже на ракету, но это все еще самолет.
X-15 создавался не для военных действий или разведки, а для изучения поведения техники на гиперзвуковой скорости. А также он помогал проводить исследования по выводу крылатых аппаратов в верхние слои атмосферы и входу обратно. До сих пор это единственный самолет, который совершил суборбитальный космический полет с пилотами и вернулся обратно. Вообще, потолком этой ”штуковины” являлась высота 107 000 метров. Именно на такую высоту в 1963 году дважды и поднимался North American X-15, пилотируемый Джозефом Уокером — летчиком-испытателем NASA и неофициальным астронавтом.
3700 километров в час. Virgin Galactic показала концепт сверхзвукового пассажирского самолета
Orbital Sciences Corporation Х-34 — рекорд скорости на самолете
Продолжаем идти по нарастающей и еще один самолет, который больше похож на ракету, но формально является именно самолетом, так как придерживается его принципов управления и имеет несущие крылья. Этот самолет уже не имел на борту пилотов, в воздух поднимался ”под брюхом” самолета-носителя. Зато во время испытаний в 2004 году он разогнался до 11 000 километров в час над Тихим океаном.
11 000 километров в час? Засекай!
Изначально планировалось, что аппарат сможет набрать 12 200 километров час, но не получилось. Что касается конструкции, то самолет сам по себе не очень большой и имеет длину всего 17,78 метра, а размах крыльев 8,85 метра. За движение отвечает твердотопливный двигатель, на производство которого потратили четверть миллиарда долларов, а на испытания — 7 лет.
Самолет не может подниматься слишком высоко, хотя 75 километров — это уже более чем внушительная цифра.
Virgin Orbit не смогла запустить ракету с самолета — что с ней стало?
Boeing X-43 — самый быстрый самолет в мире
Этот самолет лишь ненамного превзошел результаты предыдущего аппарата, но победитель должен быть только один. Boeing X-43 развил скорость, которая примерно в 9,5 раз выше скорости звука — 11 230 километров в час. Проект обошелся также в четверть миллиарда долларов, но его реализация заняла 10 лет.
Boeing X-43 тоже является беспилотником и при этом он не очень большой. Размах крыльев всего 1,5 метра, а длина лишь 3,6 метра. Говорить о практическом применении такого самолета не приходится. Он тоже создавался, как летающая лаборатория.
Больше похоже на бумажный самолетик, но нет…
Интересно, что в его конструкции нет трущихся деталей. Топливом для него является смесь кислорода и водорода, которая в своем выхлопе дает просто водяной пар. Самолет должен был показать, что такие скорости возможны, а еще, что возможно использования альтернативных видов топлива.
Также он должен был показать, что времена, когда самолет может долететь до любой точки мира за 2-3 часа, уже почти наступили.
Какой самолет из нашего списка вам больше всего понравился? Мой любимчик МиГ-25. Особенно мне нравится его угловатый строгий внешний вид. Про него я готов даже написать отдельную статью и может быть когда-то это сделаю, а пока выскажите свое мнение в комментариях или в нашем Telegram-чате.
Что происходит во время преодоления звукового барьера самолетом
Первый пилот, сумевший преодолеть звуковой барьер — Чарльз Йегер, совершивший полет на самолете Bell X-1 осенью 1947 года. В Советском Союзе данный подвиг повторили летчики Федоров и Соколовский, пилотировавшие истребитель ЛА-176 на высоте более 15 тысяч метров. Сверхзвуковая скорость судна составляла 1104 км/час, на которой он мог пройти порядком тысячи километров без дозаправок. Число маха — это отношение скорости звука к скорости, с которой передвигается летательный аппарат. Названо в честь известного австрийского физика Эрнста Маиевского, изучавшего причины возникновения ударных волн и аэродинамические процессы при сверхзвуковом передвижении тел.
Что такое звуковой барьер?
Самолёт FA-18 Hornet, движущийся с околозвуковой скоростью
Потребность в преодолении звукового барьера возникла в годы Второй мировой войны, когда многие летчики замечали, что при увеличении скорости истребителя ухудшается его управляемость и ряд других важных характеристик, таких как корректировка элеронов и воздушных рулей. Пилоты самолетов поршневого типа, предпринимавшие попытки развить предельные скорости, неизбежно сталкивались с волновым кризисом, выбраться из которого без пикирования не представлялось возможным.
Значимую роль в задаче объяснения и преодоления звукового барьера сыграли научные работы, посвященные исследованиям сверхзвукового движения газа.
Величина сверхзвуковой скорости полета
Пока самолет передвигается с небольшой скоростью (до 420 км/час) на высоте до 3 тысяч метров, вычислить точные параметры полета довольно просто. Однако в случае преодоления звукового барьера самолетом падает не только температура за бортом, но и плотность воздушной среды. Когда приборы демонстрируют эквивалентные показания скорости на высоте 2 тысячи метров и 10 тысяч метров, в условиях разреженного воздуха реальная скорость будет больше.
Величина сверхзвуковой скорости полета
На скорости звука воздушное пространство перестает быть однородным и сильно затрудняет передвижение низкоскоростных летательных аппаратов. Создается среда, в которой возникают скачки уплотнения и изменение характера обтекания самолета, что создает предпосылки для волнового кризиса. Скачок уплотнения увеличивает энтропию газа, которая уменьшается в процессе прохождения звукового барьера.
Особенности сверхзвукового полета
Переход на сверхзвуковую скорость сопровождается ударной волной, возникающей из-за разницы давления. В случае, если она будет длиться больше секунды, фюзеляж судна может не выдержать подобных нагрузок, что приведет к его крушению. Если посмотреть на преодоление самолетом звукового барьера на видео, то можно заметить, что ударной волной разрушаются практически все стекла жилых домов, расположенных на поверхности земли.
После того как американский летчик Чарльз Йегер сумел впервые преодолеть звуковой барьер, он был поражен воцарившейся в кабине самолета «божественной тишиной». В момент, когда стрелке махметра удается перевалить за отметку 1.0, звуковое давление внутри судна заметно уменьшается. Однако повышается риск деформации фюзеляжа и других частей летательного аппарата.
На показатели энергетики (интенсивности) скачка уплотнения оказывают влияние условия окружающей среды, конструктивные особенности самолета и скорость его передвижения. Пилотам гиперзвуковых пассажирских лайнеров «Concorde» и «ТУ-144» было дозволено преодолевать звуковой барьер исключительно над поверхностью океана в воздушном пространстве, превышающем на несколько тысяч метров высоту передвижения стандартных летательных аппаратов гражданской авиации.
Что происходит с самолетом во время преодоления звукового барьера?
Что происходит с летательным аппаратом при достижении скорости звука? Начинается образование ударных волн, которые появляются в хвостовой части самолета, в задней и фронтальной кромке, а также на острие фюзеляжа. Скачок уплотнения обладает очень малой толщиной, а фронт ударной волны отличается кардинальными изменениями, происходящими со свойствами потока. Его скоростные показатели снижаются по отношению к телу, и скорость приобретает свойства дозвуковой. Кинетическая энергия частично преображается в газовую (внутреннюю).
Хлопок сверхзвукового самолета представляет собой «звуковой удар», который возникает из-за скачков давления воздуха. Хлопок появляется в результате прохождения основной волны и воспринимается слушателем каждый раз, когда самолет пролетает над его головой.
Масштаб подобных изменений прямо пропорционален скорости гиперзвукового потока. Число маха в данном случае превышает 5, а температурные показатели серьезно повышаются, что выступает причиной ряда проблем для летательных аппаратов, передвигающихся на сверхзвуковых скоростях. Повреждение термозащитных оболочек спровоцировало крушение многоразового космического транспортного корабля NASA под названием «Columbia» в 2003 году. Шаттл входил в земную атмосферу для совершения посадки и был поврежден ударной волной высокой силы.
Российский пассажирский сверхзвуковой самолет
Первый пассажирский самолет, который преодолел звуковой барьер, — ТУ-144, созданный инженерами из конструкторского бюро Туполева. Для преодоления звукового барьера лайнер был выполнен в форме бесхвостового низкоплана, оснащенного дополнительными силовыми установками. ТУ-144 был лишен привычных для летательных средств предыдущего поколения закрылков и предкрылков, а переход на гиперзвуковой режим осуществлялся благодаря сложной процедуре перераспределения топлива в задние центровочные баки.
Сверхзвуковой высотный бомбардировщик Валькирия
Без затруднений преодолевает звуковой барьер высотный бомбардировщик «Валькирия» XB-70, развивающий скорость свыше трех махов (3673 км/час) и поднимающийся на высоту свыше 20 тысяч метров. Для передвижения на гиперзвуковой скорости конструкторы были вынуждены снизить взлетную массу, а также перевести самолет на пентаборан (бороводородную топливную смесь), обладающую повышенной энергией сгорания. Бомбардировщик представляет собой «бесхвостку», выполненную из высокопрочной инструментальной стали.
Сверхзвук, часть1. Кое-что о сверхзвуковых самолетах.
Привет, друзья!
Один из примеров существующих проектов сверхзвуковых самолетов.
Сегодня начну с небольшого предисловия 🙂.
На этом сайте у меня уже есть статья о дозвуковых скоростях полета летательных аппаратов. То есть давно уже пришла пора написать что-нибудь и о сверхзвуке, тем более, что я обещал это сделать :-). На днях взялся за работу с немалым рвением, но понял, что тема настолько же интересна, насколько и объемна.
Мои статьи в последнее время краткостью не блещут, не знаю уж достоинство это или недостаток :-). А выпуск на тему «сверхзвук» грозил стать еще больше и уж неизвестно сколько бы времени мне пришлось бы его «творить» :-).
Итак, поговорим сегодня о сверхзвуке и сверхзвуковых самолетах. Само понятие «сверхзвук» в нашем языке (тем более в превосходной степени) мелькает гораздо чаще, чем термин « дозвук ».
С одной стороны это, вобщем-то, понятно. Дозвуковые летательные аппараты давно стали в нашей жизни чем-то совсем обыденным. А сверхзвуковые самолеты, хоть и летают в воздушном пространстве вот уже 65 лет, но до сих пор представляются чем-то особенным, интересным и заслуживающим повышенного внимания.
Говоря с другой стороны, это вполне справедливо. Ведь полеты на сверхзвуке — это, можно сказать, отдельная, закрытая неким барьером область движения. Однако, у людей неискушенных вполне может возникнуть вопрос: «А чего, собственно, такого выдающегося в этом сверхзвуке? Какая разница летит самолет со скоростью 400 км/ч или 1400 км/ч? Дайте ему движок помощнее и все будет в порядке!» Примерно в таком смысловом положении находилась авиация на заре своего развития.
Messerschmitt Me 262.
Однако, далее скорость расти не хотела. Даже при пологом пикировании. Более того проявились проблемы с управляемостью. Хотя, казалось бы, на первый взгляд преград в достижении цели нет….
Уже со скоростей порядка 400 км/ч начинает понемногу проявляться такое свойство воздуха, как сжимаемость. И ничего здесь, в принципе, неожиданного нет. Воздух – это газ. А все газы, как известно, в отличие от жидкостей, сжимаемы. При сжатии меняются параметры газа, такие, например, как плотность, давление, температура. Из-за этого в сжатом газе уже по-другому могут протекать различные физические процессы, нежели в разреженном.
Чем быстрее летит самолет, тем больше он вместе со своими аэродинамическими поверхностями становится похожим на эдакий поршень, в определенном смысле сжимающий воздух перед собой. Утрированно, конечно, но в целом именно так :-).
С ростом скорости аэродинамическая картина обтекания летательного аппарата меняется и чем быстрее, тем больше :-). А на сверхзвуке она уже качественно другая. При этом на первый план выходят новые понятия аэродинамики, которые для малоскоростных самолетов зачастую просто не имеют никакого смысла.
Кроме того ухудшаются управляемость и характеристики устойчивости самолета из-за смещения назад точки приложения аэродинамических сил.
При подходе к области околозвуковых скоростей самолет может испытывать сильную тряску (это было более характерно для первых самолетов, штурмовавших тогда еще таинственный рубеж скорости звука), схожую по своим проявлениям с еще одним очень неприятным явлением, с которым пришлось столкнуться авиаторам в своем профессиональном развитии. Это явление называется флаттер (тема для очередной статьи :-)).
Обо всех упомянутых выше понятиях и явлениях, а также причинах их возникновения мы обязательно поговорим в других статьях более подробно. Но сейчас итак, я думаю, вполне понятно, что сверхзвук – это уже нечто совсем другое, нежели полет на дозвуковой ( тем более малой) скорости.
Для того, чтобы ужиться со всеми вновь возникающими эффектами и явлениями на больших скоростях и полностью соответствовать своему предназначению, летательный аппарат тоже должен качественно измениться. Теперь это должен быть сверхзвуковой самолет, то есть самолет, способный выполнять полет со скоростью, превышающей скорость звука на данном участке воздушного пространства.
И для него недостаточно только лишь увеличения мощности двигателя (хотя это тоже очень важная и обязательная деталь). Такие самолеты обычно меняются и внешне. В их облике появляются острые углы и кромки, прямые линии, в отличие от «плавных» очертаний дозвуковых самолетов.
Сверхзвуковые самолеты имеют стреловидное или треугольное в плане крыло. Типичный и один из самых известных самолетов с треугольным крылом – замечательный истребитель МИГ-21 (максимальная скорость на высоте 2230 км/ч, у земли 1300 км/ч).
Сверхзвуковой самолет с треугольным в плане крылом МИГ-21.
Один из вариантов стреловидного – это крыло оживальной формы, имеющее повышенный коэффициент подъемной силы. У него имеется специальный наплыв около фюзеляжа, предназначенный для образования искусственных спиральных вихрей.
МИГ-21И с крылом оживальной формы.
Оживальное крыло ТУ-144.
SuperJet 100. Пример сверхкритического крыла. Хорошо виден изгиб профиля (задняя часть)
Профиль крыла, особенно если самолет предназначен для полетов на больших сверхзвуковых скоростях (тем более длительных полетов), обычно тонкий с острыми кромками (характерный пример — МИГ-25 ).
Управляющие поверхности хвостового оперения из-за ухудшения условий управляемости на сверхзвуке имеют достаточно большую площадь. Часто стабилизаторы бывают цельно-поворотными, а на некоторых сверхзвуковых самолетах цельноповоротными сделаны и кили.
Х-1 был создан чисто для эксперимента по достижению высоких скоростей и явился родоначальником Х-серии экспериментальных самолетов, на которых отрабатывались различные новинки и разработки из области скоростных и высотных полетов.
Bell X-1. Первый самолет, преодолевший скорость звука.
Ракетный двигатель XLR-11 для самолета Х-1.
Charles Yeager у самолета Х-1.
Подвеска Х-1 (№46-064) под самолетом ЕВ-50А 9 ноября 1951 года на авиабазе Эдвардс (Калифорния).
ЛА-176 по внешнему виду был, вобщем-то, типичным сверхзвуковым самолетом со стреловидным крылом и тонким профилем. Однако потерянная из-за нелепой случайности экспериментальная машина (срыв фонаря на взлете и неправильные действия летчика О.В.Соколовского, закончившиеся катастрофой и его гибелью), поставила крест на дальнейшей разработке этого проекта.
North American F-100, 1953 год.
Истребитель МИГ-19 (аэродром Кубинка).
Этот самолет выпускался в различных модификациях и в качестве истребителя-перехватчика в войсках ПВО страны в начале 60-х годов успешно выполнял реальные боевые задачи.
МИГ-19 в китайском варианте J-6 на авиашоу в 2006 году.
Легендарный МИГ-15, правда уже не наш :-). Тоже кандидат на сверхзвук.
Немного отвлекаясь упомяну об интересном факте. Вышеупомянутому летчику испытателю Чаку Йегеру довелось опробовать МИГ-15 в полете. Это случилось уже после окончания войны, когда лейтенант северокорейских ВВС НО Гым Сок угнал самолет в Южную Корею. За это он, кстати, получил 100000 долларов, как обещанную США награду за доставку невредимого МИГ-15. Теперь этот самолет находится в национальном музее ВВС США.
«Американский» МИГ-15 после окончания войны в Корее. Похоже тот самый угнанный.
Эти, хоть и первые, но уже достаточно смелые шаги стали началом эры бурного развития сверхзвуковой авиации. В течение 60-х-70-х годов авиационной наукой были решены многие проблемы, связанные со сверхзвуком и осложнявшие эксплуатацию самолетов на больших скоростях. Появилось много моделей сверхзвуковых самолетов различного назначения, от истребителя и истребителя-бомбардировщика до бомбардировщика и разведчика.
Большая скорость и высота полета была наиболее актуальна для истребителей-перехватчиков, а также для самолетов-разведчиков и бомбардировщиков, основной принцип применения которых был полет к цели на максимально возможной высоте и скорости для преодоления ПВО противника.
Сверхзвуковые самолеты создаются и по сей день. Практически любой вновь создаваемый военный самолет в наши дни обладает возможностью сверхзвукового полета.
СУ-35. Современный сверхзвуковой самолет.
Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик-ракетоносец ТУ-22М3. Исключительный самолет. Максимальная скорость на высоте 2300 км/ч.
Перехватчик МИГ-31. Крейсерская скорость сверхзвука 2,35М (2500 км/ч), максимально допустимая скорость на высоте 3000 км/ч (2,82М). Потомок МИГ-25.
McDonnell Douglas DC-8, первый гражданский самолет, вышедший на сверхзвк.
Эксперимент проводился при пологом пикировании с динамической высоты 15877 м, в результате чего на высоте 12300 м была достигнута скорость 1262 км/ч (число М= 1,012).
Был в истории гражданской авиации еще один заслуживающий внимание случай, когда самолет, не предназначенный для полетов на сверхзвуке, тем не менее стал на некоторое время сверхзвуковым :-).
Повреждения хвостового оперения Boeing-747 после вынужденного сверхзвука.
Однако из 251 пассажира и 23 членов экипажа, находившихся на борту, относительно серьезные травмы получили только 2 человека. Самолет произвел благополучную посадку в Сан-Франциско и впоследствии был восстановлен для дальнейших полетов.
Случай, конечно, курьезный, но тем не менее по теме… А вобщем все хорошо, что хорошо кончается :-).
Однако же эти два примера, вобщем-то, случайны и бессистемны. Настоящих сверхзвуковых самолетов в мировой гражданской авиации, которые более или менее длительно использовались по своему прямому назначению было всего два. И наверное нет на земле человека, который бы о них не знал.
ТУ-144 и Concorde были в этом плане одними из первых. Ведь в то время, когда они создавались, время полета для подавляющего большинства самолетов на сверхзвуке ограничивалось довольно короткими промежутками времени. Исключениями были двухмаховый (максимальная скорость 2100 км/ч на высоте) английский перехватчик English Electric Lightning (ставший пионером в освоении «суперкруиза»), перехватчик ТУ-128 (максимальная скорость с нагрузкой/без – 1655 км/ч/1900 км/ч), наш замечательный МИГ-25 (скорость на высоте до 3000 км/ч, 2,83М), да полуэкзотические А-12,YF-12 и SR-71 (допустимая скорость до 3,2-3,3М).
Дальний истребитель-перехватчик ТУ-128.
Британский перехватчик English Electric «Lightning». Первый суперкруизер.
Один из самых скоростных серийных самолетов в истории авиации разведчик-бомбардировщик МИГ-25РБ.
Разведчик А-12. (60-е годы).
Легенда скорости Lockheed SR-71 «Blackbird».
Разведчик-перехватчик YF-12. Прототип SR-71. Хорошо видно, что кили цельно-поворотные.
Сейчас на таком режиме летает все больше эксплуатируемых и вновь создаваемых сверхзвуковых самолетов.
Как наш, так и англо-французский пассажирские сверхзвуковые самолеты создавались практически одновременно, но ТУ-144 все же несколько раньше :-). Поэтому он носит почетное звание «первый в мире». Внешний вид их даже для неосведомленного человека не оставляет сомнений: их стихия – сверхзвук. Оба выполнены по схеме «бесхвостка» и имеют тонкое крыло оживальной формы.
ТУ-144 и Concorde оборудованы четырьмя мощными ТРДФ. Причем на первом эти двигатели предназначены для длительной работы на форсаже, а на втором форсаж используется только для взлета и прохождения звукового барьера с достижением определенной скорости. Именно поэтому (из-за неэкономичности двигателей) практическая дальность 144-го была меньше, чем у Конкорда (3080 км против 6400 км).
Однако наш самолет имел ряд преимуществ перед Конкордом, которые были результатом огромной конструкторской работы, проделанной его создателями. ТУ-144 имел максимальную скорость полета 2500 км/ч, Конкорд – 2330 км/ч, крейсерская скорость на сверхзвуке была соответственно 2200 км/ч и 2150 км/ч. Посадочная скорость у 144-го 270 км/ч и 295 км/ч у Конкорда соответственно. Практический потолок 20000 м и 18300 м соответственно.
ТУ-144 имел возможность использовать для перелетов 18 аэропортов Советского Союза, в то время как для приема и посадки Конкорда требовалась специальная сертификация аэропорта.
Наш лайнер стал средоточием самых передовых достижений науки и конструкторских решений (одно только переднее горизонтальное оперение чего стоит :-)). Но судьба его оказалась несчастливой.
Две громких катстрофы, одна на авиасалоне в Ле Бурже в 1973 году, вторая во время испытательного полета под Москвой в 1978 году. Совсем короткая коммерческая эксплуатация с 1 ноября 1977 по 1 июня 1978 года.
Самолет оказался нерентабельным и, думается мне, не только в экономическом плане…
Первый сверхзвуковой пассажирский самолет ТУ-144.
Конкорд. Ушедший символ.
После закрытия обоих программ, как ТУ-144, так и Конкорда, в мире не осталось постоянно летающих сверхзвуковых пассажирских самолетов. Все существующие на данный момент разработки имеют место только в качестве перспективных в той или иной степени проектов. Хотя на мой взгляд перспективность эта здесь достаточно эфемерна. В физическом смысле, то есть чтобы «пощупать», есть разве что летающие модели. Но в основном все же красивые картинки :-).
Один из проектов сверхзвукового самолета. Aerion Supersonic Business Jet-5.
Еще один проект сверхзвукового самолета будущего.
Вот такие не совсем веселые итоги. На сегодняшний момент нельзя сказать, что задача по созданию полностью эффективного сверхзвукового самолета уже решена. Дело в том, что в существующей ситуации конструкторам и инженерам приходится решать очень сложные задачи и для достижения искомой эффективности приходится неимоверно изощряться :-), совмещая вещи часто несовместимые.
В наибольшей степени это относится к взлетно-посадочным характеристикам и выполнению различных задач на малых и относительно малых скоростях. Тонкое крыло с большим углом стреловидности, отлично выполняющее свою задачу на сверхзвуке, значительно менее эффективно на взлете и посадке, нежели прямое крыло с толстым профилем. А прямое крыло, в свою очередь, мало подходит для сверхзвуковых скоростей.
Сверхзвуковой самолет со «скоростным» крылом практически всегда имеет большую посадочную скорость, длинну разбега и пробега, что влечет за собой множество неудобств и технических проблем, как для самого самолета,так и для аэродромного оборудования, вплоть до невозможности выполнения полета.
Компромиссом в этом случае становятся самолеты с изменяемой геометрией крыла в полете. Это различные модели как истребителей, так и бомбардировщиков.
Сверхзвуковой стратегический бомбардировщик с изменяемой в полете геометрией крыла ТУ-160. Максимальная скорость на высоте 2230 км/ч (1,87М).
Сверхзвуковой самолет с изменяемой в полете геометрией крыла истребитель МИГ-23.
Но изменяемая геометрия — это тоже своего рода компромисс. Он не всегда может стать выходом из положения, потому что опять же влечет за собой необходимость решения множества технических и аэродинамических проблем.
Кроме того нельзя забывать о том, что сверхзвуквые самолеты, особенно большие и тяжелые типы, предназанченные для долгого суперкруиза на больших числах М – это машины высокозатратные, как на этапе их создания, так и на этапе эксплуатации, сложные (зачастую даже громоздкие) в обслуживании и управлении, и не каждое государство может себе позволить заниматься такого рода удовольствиями :-).
North American XB-70. Красавица Валькирия.
Су-100 (Т-4). Легендарная «сотка». С совсем не легендарной судьбой.
Т-4 (СУ-100) в музее в Монино.
Все эти замечательные по сути самолеты теперь остались только в музеях (последние два в единственном экземпляре каждый) и достойных наследников у них нет. Все в основном на уровне теоретических прожектов. Относительно ХВ-70, кстати, были намерения о переделке его в пассажирский самолет. Однако намерения таковыми и остались :-).
К сожалению, технический прогресс в авиации (и, похоже, не только там) получает толчок в своем развитии именно через разработки в военной сфере. И выходит, что у нас на Земле практически все самые красивые и «умные» самолеты ( особенно это касается сверхзвуковых самолетов) создают только с одной целью…. эту самую красоту уничтожить….
Никуда от этого не денешься, факт остается фактом…
Однако, пора заканчивать. Хватит я думаю для введения. На этом я с вами прощаюсь. С надеждой, все же, на лучшее 🙂 и до новых встреч в следующих статьях этой серии… и не только этой :-)…..