Что такое сверхзвуковой полет, почему погиб «Конкорд» и вернется ли он?

Сверхзвуковой транспорт (ССТ) был мечтой, которая стала реальностью, а затем снова стала мечтой. Конкуренция времен Холодной войны означала, что в 1950-е и 60-е годы Россия, США, Великобритания и Франция соревновались за внедрение сверхзвуковых технологий в коммерческие полеты. Последние два в конечном итоге вышли на первое место в длинном, клювовидном Конкорде. Рейсы из Лондона в Нью-Йорк внезапно заняли менее 3,5 часов; будущее авиаперевозок было здесь.

А потом оно прошло. С 2003 года сверхзвукового транспорта не было. Эта технология снова стала прерогативой военных и экспериментальных самолетов. Так что же произошло? Почему сверхзвуковой транспорт оказался неустойчивым и может ли он вернуться?

Что такое сверхзвуковой полет?

Сверхзвуковой самолет — это самолет, который, проще говоря, способен летать быстрее скорости звука — примерно 1235 км/ч (767 миль в час). Безусловно, наиболее распространенное использование этой технологии — в армии, где истребители часто предназначены для полетов на сверхзвуковых скоростях.

Сверхзвуковой полет — одна из четырех скоростей полета, полный список — дозвуковая, околозвуковая, сверхзвуковая и гиперзвуковая. Когда говорят о скорости самолета по отношению к скорости звука, используется система Маха. 1 Маха – это скорость звука. Ниже 1 Маха – дозвук, выше 1 Маха – сверхзвук.

Когда вы превысите 5 Маха (в пять раз быстрее скорости звука), вы достигнете гиперзвуковой скорости. Трансзвуковая скорость составляет примерно 1 Маха, и на этой скорости самолет может оказаться в диапазоне скоростей воздушного потока.

(Вверху: российский Ту-144)

Сверхзвуковой транспортный самолет (ССТ) для населения был сосредоточен на двух самолетах: англо-французском «Конкорде» и российском Ту-144. Оба совершили свой первый полет в конце 1960-х годов и начали заниматься коммерческими поездками в конце 1970-х годов. После аварий во время испытаний российский самолет совершил всего 55 пассажирских рейсов, прежде чем его приостановили. Это сделало Concorde единственным самолетом SST до его вывода из эксплуатации в 2003 году.

Как происходит сверхзвуковой полет?

Чтобы сверхзвуковой полет работал, самолет должен двигаться и поддерживать скорость выше 1 Маха (скорость звука).

Конструкция сверхзвукового самолета, как и следовало ожидать, довольно сложна. В общих чертах, самолет должен иметь дело с огромным аэродинамическим сопротивлением и поэтому требует обтекаемой формы; способ борьбы с большим количеством тепла, вызванного трением; и мощный двигатель, обеспечивающий большую тягу.

Например, «Конкорд» мог развивать крейсерскую скорость чуть более 2 Маха. Он использовал турбореактивный двигатель Olympus 593, а также форсажные камеры для впрыска дополнительного топлива в реактивную трубу и увеличения тяги во время взлета. Алюминиевый сплав использовался для поддержания тепла, вызванного трением, удерживая детали вместе до температуры около 127 °C.

(Вверху: Конкорд с опущенным носом)

ЧИТАЙТЕ ДАЛЬШЕ: Что такое турбулентность? Разгадка одного из вопросов физики на миллион долларов

Что касается формы, культовый дизайн «Конкорда» включал в себя длинный тонкий корпус, а также «опущенный нос», который можно было опускать при взлете и посадке (что требовало большого угла атаки, что означало крутой взлет или приземление), и поднимать его. для увеличения обтекаемости при сверхзвуковом полете. Крылья имели дельта-оживальную (треугольную и изогнутую) форму, предназначенную для воздушного потока на высоких скоростях.

Почему сверхзвуковые путешествия прекратились?

К началу XXI века коммерческим сверхзвуковым самолетом остался только «Конкорд». Вскоре этому пришел конец – последний полет самолета состоялся в 2003 году.

Почему SST прекратил свое существование? В июле 2000 года самолет «Конкорд» разбился вскоре после взлета из аэропорта Париж-Шарль де Голль, в результате чего погибли все 109 человек на борту, а также четыре человека на земле. Хотя это была единственная авария со смертельным исходом, произошедшая с «Конкордом», это означало, что линия была отключена до ноября 2001 года. К тому времени после терактов 11 сентября отрасль пришла в финансовый упадок.

Даже без этих событий SST столкнулась с массой проблем. Самого масштаба «звукового удара», когда самолет преодолел скорость в 1 Мах, было достаточно, чтобы разбить окна людей на уровне земли. Это означало, что сверхзвуковой полет был возможен только над океанами, что ограничивало спрос на эту услугу. Были также серьезные экологические проблемы, связанные с ущербом, который флот SST, путешествующий на очень больших высотах, может нанести озоновому слою. Низкая топливная экономичность также ограничивала возможности путешествий, а это означало, что его можно было использовать только для трансатлантических путешествий.

Также следует учитывать тот факт, что транспорт на Конкорде был чрезвычайно дорогим: билеты туда и обратно стоили около 12 000 долларов (9 000 фунтов стерлингов).

Если сложить все это, то окажется, что «Конкорд» не имел экономического смысла. Трагическая катастрофа 2000 года, возможно, ускорила падение популярности самолета, но основная причина развала SST заключалась в том, что она не заработала достаточно денег, чтобы покрыть свои высокие затраты.

Хотя есть предположения, что такие компании, как Boom Supersonic, могут сигнализировать о возвращении к SST, этим компаниям придется столкнуться с теми же вопросами, которые преследовали Concorde в последние годы его существования: как масштабировать сверхзвуковые путешествия, чтобы удерживать их в воздухе?

Сверхзвуковые полеты быстрее, чем «Конкорд», могут начаться раньше, чем вы думаете

Коммерческие сверхзвуковые полеты были приостановлены с тех пор, как «Конкорд» совершил свой последний полет, но новые сообщения предполагают, что сверхбыстрые воздушные перевозки могут вернуться.

В соответствии с Рыночный магнати первоначально подхвачен Бизнес-инсайдерАвиационная фирма Boom Supersonic получила 76 предварительных заказов на свой будущий Boom XB-1. Сообщается, что сверхзвуковой самолет развивает скорость 2715 км/ч (1687 миль в час) – что значительно выше, чем у «Конкорда» – 2179 км/ч (1354 миль в час) – и может перевезти 55 пассажиров между Лондоном и Нью-Йорком за три часа и 15 минут.

(Вверху: XB-1 компании Boom Supersonic)

Создатели XB-1 позиционируют его как более быстрый, меньший и тихий, чем Конкорд, очевидно, предназначенный для того, чтобы не создавать громкого «звукового удара» последнего, который мешал бы людям двигаться по траектории полета. Boom Supersonic также необходимо будет доказать, что новый самолет более безопасен: в июле 2000 года самолет Air France Concorde погиб 113 человек после крушения, что привело к упадку и, в конечном итоге, к гибели Concorde.

Компания Boom Supersonic заявила, что планирует провести испытания уменьшенной версии XB-1 к концу 2018 года, а полноразмерный самолет будет введен в эксплуатацию к 2025 году. Серьезным препятствием для всего этого является тот факт, что сверхзвуковые авиаперелеты в настоящее время запрещены в США. Соединенные Штаты, что значительно усложняет поездку из Лондона в Нью-Йорк.

Если этот закон будет отменен, это может означать возвращение к коммерческим сверхзвуковым полетам. Вот объяснение того, что такое сверхзвуковые путешествия и почему они прекратились в 2003 году.