100 великих рекордов авиации и космонавтики - Зигуненко Станислав Николаевич - Страница 71

Главной задачей, которая будет стоять перед конструкторами, является соблюдение норм охраны окружающей среды, снижение уровня шума, решение проблем, связанных с преодолением самолетами звукового барьера.

Пока же история повторяется. Пока эта книга готовилась к печати, крупнейший в мире авиационный концерн «Боинг» объявил об отказе от планов создания сверхзвукового пассажирского самолета «Соник Крузер». По словам представителя корпорации, основная причина тому — падение спроса на подобные машины.

Для тех же, кто действительно спешит, у кого время на вес золота, конструкторы могут предложить сверхзвуковые самолеты бизнес-класса или, как их еще называют, служебные авиалайнеры. Их типичным представителем может, например, послужить авиалайнер «Гольфстрим», над которым совместно работают американские и российские специалисты из ОКБ имени П. О. Сухого. Этот самолет вмещает не сотни, а всего 30–40 пассажиров, которых он способен доставить, скажем, из Москвы в Токио или из Лондона в Нью-Йорк со скоростью не менее 2000 км/ч всего за 3–4 часа. Такой самолет намного тише и экономичнее полномасштабного авиалайнера, на него можно поставить менее мощные, а значит, и более экономичные двигатели.

В США и Европе в последние годы родилось немало проектов таких небольших сверхзвуковиков, которые сейчас находятся на разных этапах реализации. Впрочем, все эти проекты, при всей их оригинальности, объединяет одно: новые самолеты подозрительно похожи на «подросшие» истребители Су-27 или F-15, либо напоминают сильно «усохшие» «Конкорды» и Ту-144.

Между тем есть один такой проект, который уже внешне выбивается из общего ряда. Американская корпорация Aerion проектирует необычную 12-местную машину под названием Aerion SB J, то есть «сверхзвуковой реактивный самолет бизнес-класса от Aerion».

В облике этого самолета обращает на себя внимание прямое крыло (ромбовидное, если быть точнее) и такое же прямое оперение. Кажется, что такая машина едва ли будет особенно быстра и тем более экономична — по сравнению с самолетами, похожими на истребители. Но впечатление это обманчиво.

Свою аэродинамическую схему и технологию крыла компания называет «сверхзвуковой естественный поток» (Supersonic Natural Flow — NLF). Внешнее сходство нового самолета с канувшим в Лету истребителем F-104 (который заслужил прозвище «летающий гроб» за капризное поведение, стоившее многих жизней летчиков) ничего не значит — аэродинамика крыла Aerion совершенно новая.

Длина Aerion SBJ составляет 44,15 м, а размах крыла — 19,8 м. Самое главное конкурентное преимущество Aerion SBJ (по заверениям разработчиков) — он обещает быть тихим сверхзвуковым самолетом, не создающим никакого звукового удара на земле до скорости 1,1 М (то есть 1,1 скорости звука). Это открывает машине дорогу в широкую эксплуатацию без того, чтобы увязнуть в разнообразных согласованиях и разрешениях от властей стран, над которыми должен проходить маршрут.

При полете над океанами самолет разгонится до 1,6 М. Кстати, даже на этой скорости сила звукового удара должна быть несколько ниже, чем от куда меньших по размеру сверхзвуковых истребителей, и намного меньше, чем от «Конкорда».

Посадочная скорость Aerion SBJ, по расчетам, должна быть 237 км/ч, что позволит машине садиться на полосах длиной всего 1,5 км. Разбег машины составит примерно 1,8 км, что также очень неплохо для сверхзвуковой машины.

Есть и еще один примечательный момент. Одна из главных причин, по которой сверхзвуковые лайнеры не вытеснили из эксплуатации обычные аэробусы, — это стоимость билета. По мнению же создателей Aerion, «наш сверхзвуковой полет обойдется пассажиру не дороже, а даже дешевле, чем рейс на существующих реактивных дозвуковых 10–20-местных самолетах».

ЭКЗОТИКА АВИАЦИИ

Самолет с косым крылом

Еще в 40-х годах прошлого столетия аэродинамики выяснили, что самолет с несимметричным, косым крылом может оказаться лучшей формой машины для сверхзвукового полета. С тех пор аэродинамики время от времени экспериментируют с подобными конструкциями, надеясь, что они в конце концов превзойдут традиционные.

Подобные эксперименты в 70-е годы XX века привели к появлению самолетов с крыльями переменной стреловидности. Классическим примером такой конструкции можно назвать, пожалуй, самолет Ту-160. При взлете и посадке концы его плоскостей оттопырены, обеспечивая самолету нужную подъемную силу на небольшой скорости. Но как только он наберет скорость, крылья плотно прижимаются к фюзеляжу.

Однако недостатком такого аппарата является сложность конструкции поворотного крыла, заметно снижающая надежность и удорожающая стоимость машины.

Тогда конструкторы попробовали упростить поворотный узел, сделав крыло цельным и поворачивающимся как бы на центральном шкворне. На малой скорости оно располагается перпендикулярно потоку, а на сверхзвуке будет вставать диагонально — одна половина крыла отклонится назад, а вторая, соответственно, вперед.

Как показали продувки, аэродинамика такой системы весьма интересна для практике. Тогда в конце 70-х годов этой темой вплотную занялось NASA а точнее два его исследовательских центра — Эймса (Ames Research Center) и Драйдена (Dryden Flight Research Center).

Инженер центра Эймса Роберт Джонс показал, что косое крыло может дать двукратный выигрыш в экономичности самолета нормального размера по сравнению с обычным стреловидным крылом на скоростях до 1,4 скорости звука. Его расчеты подтвердились в 1979 году, когда был построен Ames-Dryden-1 (AD-1) — экспериментальный пилотируемый турбореактивный самолет с косым крылом. Его крыло могло занимать перпендикулярное положение на взлете и поворачивалось на угол до 60 градусов в крейсерском полете при скорости порядка 270 км/ч.

До 1982 года эта машина поднималась в воздух около 80 раз, показав неплохие летные качества. Заодно, впрочем, выявились и некоторые проблемы; так, например, асимметричный летательный аппарат требовал особого управления. Похоже, что пилотирование такой машины лучше поручить не пилоту, а компьютеру, в который будет заложена соответствующая программа управления.

Ныне эту мысль намерено довести до стадии практической реализации оборонное агентство Пентагона DARPA. Его проект — «Автоматический (раскладной) нож» (Switchblade), он же «Косое летающее крыло» (OFW) — представляет собой самолет-крыло, без каких-либо выступающих частей, килей, фюзеляжа, кабины или подвешенных снаружи двигателей. Но при этом крыло, способное менять угол между собой и направлением полета. А это значит, что его двигатели должны иметь управляемый вектор тяги, а их воздухозаборники должны хорошо работать в широчайшем диапазоне углов набегающего потока.

Масштабный демонстратор Switchblade по плану должен взлететь в 2010 году. DARPA полагает, что такая беспилотная машина, с ее сочетанием огромной максимальной скорости и завидной экономичности, могла бы стать идеальным дальним разведчиком. Ну а там, глядишь, дело дойдет и до создания сверхзвуковых авиалайнеров такой конфигурации.

Эксперименты с обратной стреловидностью

Незаметно мелькнула дата: 7 сентября 1997 года в США совершил первый полет предсерийный истребитель пятого поколения F-22 «Раптор». А спустя две с небольшим недели, 25 сентября 1997 года, с летного поля ЛИИ имени М. М. Громова поднялся в небо самолет С-37, разработанный в ОКБ Сухого и ведомый старшим летчиком-испытателем фирмы Игорем Вотинцевым. Он был представлен как прототип российского истребителя пятого поколения.

С той поры прошел десяток лет, но серийными машинами ни наш, ни американский самолеты до сих пор не стали. Почему?

Попытка ответить на этот вопрос неизбежно приведет нас к заключению, что попытки построить летательный аппарат с обратной стреловидностью крыла опять-таки далеко не новы.