Тихий полет Стрижа: чем ответим США?

Помните, был такой ТУ-144? Советский самолет с печальной судьбой. А еще европейский Конкорд, который тоже канул в лету, правда чуть позже. И вот не прошло и столетия, как новое поколение сверхзвуковых джетов на подходе. NASA уже представило в Калифорнии свой вариант — Lockheed Martin X-59 QueSST. Цели заявлены амбициозные и, прямо скажем, непростые в исполнении: максимально снизить шум в полете и вернуть в коммерческое использование сверхзвуковые бизнес-джеты.

Все бы ничего, но X-59 пока что только эксперимент. Разработчики не замахиваются на пассажирский лайнер, а осторожно тестируют новую конструкцию фюзеляжа, пытаясь определить ее жизнеспособность. И правильно делают: учитывая предыдущий опыт, торопиться не стоит. Гонка гонкой, а безопасность превыше всего.

Каким должен быть новый сверхзвук?

Конечно, в первую очередь мы говорим о скорости. Оно и понятно: сверхзвуковой самолет способен “проглатывать” 1900 километров в час (против 900 км\ч у обычного лайнера), на то он и сверхзвуковой. А вот уменьшить шум до 65 Дб при взлете и посадке, повысить уровень комфорта пассажиров и выйти на новый экологический стандарт — это уже что-то новенькое в развитии гражданской авиации.

Не будем забывать и про надежность конструкции, а также технологичность “начинки” при заявленной скорости. Это уже зависит от используемых материалов вкупе с инновационными IT решениями. Например, в кабине пилота не предусмотрено окон, совсем. То есть вся информация, поступающая извне, будет передаваться с помощью компьютерного зрения и дополненной реальности. Поскольку в “темной комнате” управление полностью ложится на “совесть” интеллектуальной системы, последняя должна быть доведена до совершенства.

Повышенное внимание уделяется также форме фюзеляжа, эргономике салона и экологической безопасности. Параллельно идут исследования, направленные на производство электрических двигательных систем для сверхзвуковых самолетов.

В чем загвоздка?

По словам специалистов, для заявленного уровня шума (65-70 ДБ) скачок давления не должен превышать 15 Па. Если сравнивать с тем же Ту-144 и Конкордом, то там данная величина доходила аж до 140 Па. Машины были тяжеловесными и чрезвычайно шумными. Кстати, это стало одной из причин провала в использовании сверхзвуковых джетов: им запретили летать над населенными пунктами. При этом официальных международных норм по звуку до сих пор не существует, вроде бы их должны принять в ближайшее время.

Так вот, чтобы достичь минимального звукового удара, нужно внести принципиальные изменения в конструкцию самолета. Каким образом? Большой удар никуда не девается — он разбивается на ряд мелких, что в итоге приводит к кратному снижению шума. Для достижения эффекта корпус самолета должен быть остроносым и более вытянутым, чем у предшественников. Молекулы воздуха как бы отодвигаются с пути самолета при встречном потоке от носа к хвостовой части. Так как волновое движение происходит в 3-х измерениях, уменьшить звук можно путем совмещения гашения ударной волны и ее перенаправления. На первый взгляд, задача решаемая.

Получается, что самый большой вызов — снизить звуковой удар при заявленных скоростных и аэродинамических характеристиках. Но это еще не все. Чем выше летит самолет, тем больше от него загрязнений, т. к. ядовитые выбросы попадают в озоновый слой. Это еще одна головоломка, которую предстоит решить.

Учимся на ошибках

В свое время Ту-144 наделал много шума (в прямом и переносном смысле этого слова). Он был первым в мире сверхзвуковым самолетом, открыв совершенно новую главу в авиастроении. До сих пор не побит рекорд — сверхскорость 2500 км\ч на высоте в 11 километров.

Но были и недостатки. Серьезные. Один из главных — “прожорливость”, что во времена энергетического кризиса стало недопустимой роскошью. Чрезмерное потребление топлива влетало в копеечку государству, поэтому значительно сократилась дальность полетов.

Другой не менее важной проблемой стало шумовое загрязнение, которое регулярно провоцировало жалобы населения и природные аномалии.

Закончилось все печально — две катастрофы (во Франции в 1973 году и еще через 5 лет после доработок двигателя). Пытались модернизировать, но самолет упорно показывал себя не с лучшей стороны. После нескольких инцидентов был списан и снят с производства. В какой момент и что пошло не так — сейчас сказать трудно. Вероятно, роль сыграла и спешка в разработке (отсюда принципиальные недоработки), и нехватка на тот момент нужных технологий. А так хотелось быть выше и быстрее. Получилось, правда ненадолго.

Практически та же участь настигла Конкорд — самолет британо-французского производства. Он потерпел катастрофу в 2000 году и тоже был списан.

С тех пор прошло немало лет, как поется в известной песне. Посмотрим, чем удивит новое поколение. Тем более что нам есть что противопоставить американскому X-59.

Наш ответ NASA

Российский проект гражданского сверхзвукового джета называется лаконично — “Стриж”. Впервые публика увидела макет на авиасалоне МАКС в 2021 году.

В то время задача была сформулирована так: создать небольшой сверхзвуковой бизнес-джет с экономичным расходом топлива и сниженным уровнем шума. Эксперты сходились во мнении, что минимальный полет от 5-ти часов требует принципиальной новой системы двигателя. На том и согласились.

О вместимости в 25 человек речи и близко не шло. Но спустя два года проект “вырос”. В ходе Евразийского аэрокосмического конгресса были заявлены новые характеристики “Стрижа” как полноценного пассажирского лайнера. В отличие от X-59 (снова гонка?).

Команда конструкторов и разработчиков делает ставку на технологическую часть проекта. Автоматизация и интеллектуальная начинка проекта призваны снизить в несколько раз возможные риски (в том числе ошибки пилота) и сравнять по уровню безопасности сверхзвуковые джеты с современными гражданскими самолетами. По словам экспертов, нынешний проект принципиально отличается от первого поколения, представляя собой более эффективную разработку. Пока в небольшом формате, но дальше — больше. Не станет ли производство ускоряться, чтобы побить очередной рекорд? Поживем-увидим.