Зовсім скоро з Нью-Йорка до Сіднея пасажири літатимуть на надзвукових лайнерах і лише за 2,5 години. Майбутнє світової цивільної авіації наближають США, Європа, а також Росія, – пише Олексій Бондарєв у № 39 журналу Корреспондент від 5 жовтня 2012
Американський авіаційний експерт, журналіст Майкл Хатчілло переконаний: в останні роки, з того часу як припинилися польоти надзвукового пасажирського лайнера
Concorde, цивільна авіація ніби застигла у часі.
"Той факт, що на борту трансатлантичних лайнерів з'явився Wi-Fi, а деякі авіакомпанії навіть не скупляться на iPad для своїх пасажирів, не скасовує ті обставини, що ці літаки літають за технологіями 50-річної давності", – вважає експерт. Можливо, пасажирам не знадобився б Wi-Fi, якби час трансатлантичного перельоту скоротився з десяти годин до, скажімо, півтори, міркує Хатчілло.
Космічні агентства США, Росії та Європейського союзу зайняті розробкою проектів надзвукових літаків, що використовують нові види двигунів і палива
Проте революція не за горами. Космічні агентства США, Росії та Європейського союзу зайняті розробкою проектів надзвукових літаків, що використовують нові види двигунів і палива, а також здатних піднятися на висоту, в порівнянні з якою нинішні 10 км здадуться дитячим лепетом.
Американські військові також щосили випробовують технології, що дозволяють літальним апаратам переміщатися зі швидкостями, багаторазово перевищуючи швидкість звуку.
Незалежно від того, звідки прийдуть такі технології – з розробок у сфері космічного туризму, з лабораторій Пентагону або це будуть концепції мирних учених, – уже в найближчі десятиліття цивільна авіація стане іншою, запевняють експерти. Більш швидкою, безпечною та екологічно нешкідливою.
Крилатий ніндзя
Космічний туризм – це добре, але науково-технічний прогрес краще. Так міркують у NASA і обіцяють у найближчому майбутньому скористатися ключовими технологіями, які розроблялися для суборбітальних польотів, і зробити революцію у цивільній авіації.
Логіка тут проста. Складно і дорого йти тією ж дорогою, що йшли інженери 50 років тому, проектуючи Concorde – літак, витрачає величезну кількість палива на розгін і подолання опору повітря. Ідея суборбітального літака приділяє велику увагу ефективності – літак витрачає значну частину енергії на розгін і підйом вище щільних шарів атмосфери, за рахунок чого скорочуються і час польоту, і енергетичні витрати.
Ідея суборбітального літака приділяє велику увагу ефективності – літак витрачає значну частину енергії на розгін і підйом вище щільних шарів
атмосфери, за рахунок чого скорочуються і час польоту, і енергетичні витрати
У зв'язку з цим свою нову розробку інженери NASA амбітно іменують "літаком майбутнього" і "новим щаблем у розвитку авіації". Зовнішній вигляд апарата, який поки що, звичайно, існує лише на папері, справив незабутнє враження на журналістів, які відразу охрестили його "літаком-ніндзя".
Справа в тому, що лайнер схожий на зірку з чотирма променями і сильно нагадує зброю легендарних японських воїнів ніндзя – метальні зірочки-сюрікени. Корпус літака витягнутий і плоский, з боків оснащений довгими крилами, як у звичайних моделей. А перпендикулярно до них розташовується друга коротша пара крил.
За задумом розробників, довга пара крил задіюється при зльоті та посадці, коли апарат буде функціонувати подібно до класичного авіалайнера. Піднявшись на висоту близько 10 км і досягнувши швидкості, близької до звукового бар'єру (1.200 км/ год), апарат розгорнеться на 90° і полетить, використовуючи коротку пару крил, за рахунок чого виникають кращі аеродинамічні характеристики.
За словами професора Джі-Ченг ЖЕУ з Майамського університету, який запропонував NASA концепцію літака-ніндзя, така конструкція дозволить добитися двох важливих цілей.
По-перше, крейсерська швидкість може з легкістю досягати двох швидкостей звуку, тобто 2.400 км/ год, по-друге, вдасться звести до мінімуму явище, іменоване звуковим ударом.
Піднявшись на висоту близько 10 км і досягнувши швидкості, близької до звукового бар'єру (1.200 км/ год), апарат розгорнеться на 90° і полетить, використовуючи
коротку пару крил, за рахунок чого виникають кращі аеродинамічні характеристики
У момент подолання швидкості звуку літаки виробляють особливо гучний звук, у зв'язку з чим перебування на борту надзвукового лайнера може бути некомфортним для пасажирів. Це була одна з ключових претензій до Concorde, нагадує вчений.
Професор Джі-Ченг ЖЕУ говорить, що створена ним концепція, безумовно, потребує доопрацювання, а деякі розрахунки слід було б піддати коригуванню. Зокрема, правоту умонаслідків розробника щодо конструкції можуть підтвердити або спростувати випробування моделі літака-ніндзя в аеродинамічній трубі.
Проте в NASA виразно сприймають ідею серйозно. На початковий етап розробок агентство вже виділило солідний бюджет – $ 100 млн.
Європа – за екологію
Про європейське космічне агентство, EADS, пересічному громадянину відомо значно менше, ніж про NASA, але в Європі сподіваються, що так буде не завжди.
У червні 2011 року на Паризькому міжнародному авіасалоні європейське агентство представило проект стратосферного літака-ракетоплана, здатного доставити пасажирів з Парижа до Токіо лише за дві години, і при цьому під час польоту буде спалюватися лише екологічно чисте паливо.
Літак, що отримав назву ZEHST (скорочення від Zero Emission High Speed Transport (англ.) – високошвидкісний транспорт з нульовим рівнем викидів), буде літати за таким сценарієм.
У червні 2011 року на Паризькому міжнародному авіасалоні європейське агентство
представило проект стратосферного літака-ракетоплана, здатного доставити пасажирів з Парижа до Токіо лише за дві години
Апарат злітає і набирає висоту, використовуючи міць реактивних двигунів, що працюють на біопаливі. На висоті в дію вступають ракетні двигуни, що функціонують на суміші кисню і водню (також екологічно нешкідливо).
Піднявшись з їхньою допомогою у стратосферу (на висоту понад 30 км), літак досягає швидкості, в чотири рази перевищує швидкість звуку (близько 4.800 км/ год). Коли приходить час знижуватися, ракетні двигуни відключаються.
Для заходу на посадку будуть використовуватися традиційні реактивні двигуни, подібні тим, що застосовуються у сучасних авіалайнерах.
Розробники обіцяють, що максимальні перевантаження під час польоту не перевищать значення 1,2 g, що дозволить літати на борту ZEHST звичайним людям, які не закінчували школи льотчиків-винищувачів. І що ще важливо, інженери наголошують, що їхнє дітище не потребуватиме створення нової інфраструктури: стратосферний літак зможе злітати і сідати, використовуючи смуги, побудовані для сучасних авіалайнерів.
ZEHST взагалі не має на увазі жодних революційних інновацій, говорить Жан Ботте, директор з розвитку EADS. За його словами, всі описані технології вже існують і багаторазово випробувані. Залишилося лише звести їх воєдино.
Перший прототип ZEHST європейці мають намір побудувати до 2020 року. Тоді ж стане ясно, наскільки утопічною виявиться мрія про переліт з Парижа до Нью-Йорка за одну годину, з Москви до Сіднея – за три години, а з Лондона до Барселони – за 20 хвилин.
Враховуючи малу провізну спроможність, економічна доцільність проекту буде невеликою
Як і в NASA, в EADS вкрай стурбовані проблемою шумності надзвукового літака. Але європейці вважають, що їхня розробка фактично зводить проблему до нуля. ZEHST перевищить швидкість звуку, вже перебуваючи над атмосферою, а отже, ніхто нічого не почує, пояснює Ботте.
Хоча ключовою перевагою ZEHST все ж вважають екологічність. Розробники не втомлюються підкреслювати, що обидва використовуваних в апараті двигуна будуть абсолютно нешкідливими для навколишнього середовища.
Критиків у проекту вистачає, але, до честі творців ZEHST, ніхто не сумнівається в тому, що реалізація ідеї можлива з інженерної точки зору.
Основні претензії висуваються до економічної сторони проекту. Зокрема експерти вказують, що застосування дорогого водневого палива стане причиною астрономічних цін на квитки.
"Враховуючи малу провізну спроможність, економічна доцільність проекту буде невеликою", – повідомляє американський авіа-експерт Девід Камінські-Морроу.
Втім, ряд експертів вважають: таку претензію на сьогоднішній день можна пред'явити до більшості проектів надзвукових і суборбітальних літаків.
"Стільниковий зв'язок ще 20 років тому називали розкішшю, – говорить Хатчілло. – Сьогодні вона по кишені навіть бідним верствам населення у досить не найзаможніших країнах".
Російський прорив
Нація, яка відправилася до космосу першою, давно втратила лідерство в освоєнні позаземного простору. Змиритися з таким станом речей російська влада вперто відмовляється. Чи не щороку на найвищому рівні проводяться серйозні зустрічі, аерокосмічні підприємства регулярно отримують благословення від Кремля на розробку масштабних проектів, здатних повернути Росії статус провідної космічної держави.
Суміжна з космічною авіаційна індустрія також не обділена увагою. У Росії добре пам'ятають, що єдиним ідейним конкурентом легендарного Concorde був радянський літак Ту-154, знятий з польотів, по суті, з тих-таки причин – економічна неефективність, ненадійність, шумність.
І зараз, коли провідні інженерні компанії світу намагаються воскресити ідею надзвукової цивільної авіації та розвинути напрямок суборбітальних польотів, Росія не має наміру відставати.
Літаки-носії будуть піднімати крилатий космічний апарат у повітря. На висоті 10-12 км він повинен відокремлюватися від носія і стартувати за допомогою
твердопаливного ракетного прискорювача до швидкості близько 1.000 м/ с
Один з найбільш реалістичних проектів, що обговорюється останнім часом, поки що відноситься більше до теми космічного туризму, ніж цивільної авіації.
На відміну від західних колег, російські розробники вирішили відмовитися від непідйомного завдання створення проекту з нуля.
Замість цього базою для проекту було вирішено зробити існуючі літаки-носії М55 і 3М-Т. Останній колись застосовувався для транспортування багаторазового орбітального корабля Буран.
За задумом інженерів, літаки-носії будуть піднімати крилатий космічний апарат у повітря. На висоті 10-12 км він повинен відокремлюватися від носія і стартувати за допомогою твердопаливного ракетного прискорювача до швидкості близько 1.000 м/ с. Максимальна висота польоту складе приблизно 120 км.
Потім апарат виконає запланований спуск і здійснить посадку на аеродромі подібно звичайному літаку. На борту космічного апарату зможуть перебувати 14 туристів.
На думку експертів, російський проект з інженерної точки зору не особливо примітний. Пропонована технологія мало відрізняється від тієї, що використовує компанія Virgin Galactic британського мільярдера Річарда Бренсона.
Проте факт, що російські розробники також кинулися в область суборбітальних технологій, зайвий раз підтверджує припущення: майбутнє авіації перебуває саме там, у стратосфері і ближче до космосу.
Прощавай, зброє
Окрім космічного туризму, ще однією областю, звідки прийдуть технології, які змінять вигляд цивільної авіації, може стати військова індустрія.
Розробка, здатна перетворити зовнішність надзвукової авіації, носить назву X-51A WaveRider.
Це гіперзвукової літальний апарат, теоретично що розганяється до швидкості 6.900 км/ год за допомогою революційного прямоточного повітряно-реактивного двигуна.
На поточний момент американські військові здійснили декілька пробних запусків моделі. Технологія виглядає так: апарат кріпиться на борту бомбардувальника B-52, який злітає з авіабази в Каліфорнії і піднімається на висоту 15 км. Потім відбувається скидання X51A.
Апарат кріпиться на борту бомбардувальника B-52, який злітає з авіабази в Каліфорнії і піднімається на висоту 15 км. Потім відбувається скидання X51A
Кілька секунд він перебуває у вільному падінні, а потім стартують його власні двигуни, які піднімають апарат на висоту більше 20 км на швидкості, що в шість разів перевищує швидкість звуку.
Фантастична швидкість досягається завдяки новому типу "дихального" реактивного двигуна. На борту апарата міститься лише водневе паливо, а кисень, який необхідний для створення горючої суміші, двигун сам забирає з навколишньої атмосфери.
Кисень під величезним тиском нагнітається у передній частині двигуна, звідки потім подається до камери згорання, де зустрічається з воднем. Взаємне стиснення газів призводить до моментального підвищення температури і запалення, що дає потужну тягу.
Звичайно, мирне застосування цієї технології – питання віддаленого майбутнього. Поки що військові вважають WaveRider новим стелсом. Справа в тому, що завдяки високій швидкості такі апарати будуть практично невразливі для систем ППО. На розробку WaveRider Пентагон витратив уже понад $ 140 млн.
Якби така технологія була б доведена до робочого стану, теоретично стало б можливим створення літального апарату, здатного долетіти з Нью-Йорка до Лондона лише за годину (проти шести годин у сучасних авіалайнерів).
А до Сіднея з того ж Нью-Йорка можна було б дістатися за 2,5 години, замість нинішніх 20, кажуть експерти.
Перший млинець
Спроби зробити цивільну авіацію надзвуковою у XX столітті провалилися через проблеми з надійністю та вартістю палива.