Jedan od najvažnijih zadataka svih stručnjaka u avio i transportnoj industriji je stvaranje nadzvučnih putničkih aviona. Analiza već postojećih supersoničnih putničkih aviona omogućila je razvoj fundamentalno novih, isplativih i zadovoljavajućih ekoloških standarda. Razmotrimo niz izuma koji imaju za cilj stvaranje univerzalnih nadzvučnih putničkih aviona koji bi se mogli koristiti na visinama izvan modernih zračnih koridora pri nadzvučnim brzinama.
Supersonični avion, koji su dizajnirali Korabef Johann i Prampolini Marko, poboljšao je performanse aviona Concorde i Tupoljev TU-144. Konkretno, smanjenje nivoa buke koja prati prevazilaženje zvučne barijere.
Predmetni pronalazak se sastoji od trupa (Slika 1) koji je formiran od prednjeg ili nosnog dijela CN, srednjeg dijela ili putničke kabine P i stražnjeg dijela. Trup aviona ima stalan presjek, koji se, počevši od dijela putničke kabine, postepeno širi, a sužava u smjeru stražnjeg dijela aviona.
Slika 1. Uzdužni presjek aviona super velike brzine
Unutar stražnjeg dijela trupa nalazi se jedan ili više spremnika s tekućim kisikom R01 i spremnik sa vodonikom u tečnom ili muljom obliku Rv, namijenjen za pogon raketnog motora.
Avion ima trouglasto gotičko krilo, kao što je prikazano na (sl. 2), čiji koren potiče na nivou gde počinje produžetak prednjeg trupa. Delta krilo je opremljeno sa dva zakrilca sa svake strane trupa.
Slika 2. Pogled iz perspektive na super brzi avion
Uz pomoć cilindričnog dijela, malo krilo a1,a2 je pričvršćeno na svakom vanjskom kraju zadnje ivice delta krila. Na (Sl. 3) ovaj pronalazak je ilustrovan.
Slika 3. Malo krilo u perspektivi
Pokretno malo krilo sastoji se od dva trapezna elementa, koji se nalaze na obje strane cilindričnog dijela. Cilindrični dio, čija je osa paralelna s osi trupa, može se rotirati oko svoje ose za ugradnju malog krila, ovisno o brzini aviona. Položaj malih krila je horizontalan pri brzinama ispod 1 Max i okomit pri brzinama iznad 1 Max. Promjena položaja malog krila neophodna je kako bi se riješio problem kombinovanja težišta i centra primjene potiska pri bilo kojoj brzini aviona.
Avion je opremljen motornim sistemom (slika 1). Ovaj sistem sadrži dva turbomlazna motora TB1(TB2), dva ramjet motora ST1(ST2) i raketni motor Mf.
Dva turbomlazna motora TB1(TB2) nalaze se u prelaznom delu između putničke kabine P i zadnjeg dela trupa. Turbomlazni motori su projektovani za fazu taksiranja aviona i fazu poletanja. Neposredno prije ulaska u područje transzvučnog leta, turbomlazni motori se isključuju i uvlače u trup. Čim počne faza sletanja aviona i brzina aviona padne ispod 1 Max, turbomlazni motori se izvlače i pale. Ovo rješenje omogućava značajno smanjenje veličine i težine turbomlaznih motora u odnosu na konvencionalne turbomlazne motore.
U fazi poletanja, letelicu pokreću ne samo turbomlazni motori TB1(TB2), već i raketni motori. Raketni motor može biti (slika 4) ili jedan motor sa glatkim promjenjivim potiskom, ili kombinacija glavnog motora Mp sa nekoliko pomoćnih motora Ma1,Ma2 sa odvojenim potiskom.
Slika 4. Pogled straga na raketni motor
Raketni motor, koji se nalazi u zadnjem delu trupa, ima mogućnost otvaranja i zatvaranja u trupu pomoću stražnjeg otvora P aviona, kao što je prikazano na (sl. 5).
Slika 5. Pogled straga na super brzi avion
U fazi poletanja, otvor je potpuno otvoren, ali čim se avion uključi velika visina, raketni motor je isključen, a otvor zatvoren, što daje aerodinamičan oblik trupu. Počinje faza leta pri krstarećoj brzini.
Faza leta pri krstarećoj brzini nastaje uključivanjem ramjet motora ST1 (ST2) i gašenjem raketnog motora Mf. Dva ramjet motora postavljena su simetrično oko uzdužne ose aviona i dizajnirana su da stvaraju brzinu krstarenja. Scramjet motori imaju fiksnu geometriju, što smanjuje njihovu masu i pojednostavljuje njihov dizajn. Potisak ramjet motora se modulira tokom leta promjenom protoka vodonika.
Vazduhoplov prema predmetnom pronalasku može da preveze dvadesetak putnika. Visina leta aviona je od 30.000m do 35.000m i može dostići brzine od 4 do 4,5 maha.
Od posebnog interesa je nadzvučni putnički avion, koji se predlaže da se izvodi prema aerodinamičkoj konfiguraciji "patka". U skladu sa zahtevanim tehničkim rešenjem, avion sadrži trup, kao što je prikazano na (sl. 6), koji je spojen sa krilom 1 uz pomoć priliva 2. U centralnom delu trupa nalazi se putnički prostor. . U poprečnom presjeku, nos i središnji dijelovi trupa su zaobljeni. U repnom dijelu trupa nalazi se udubljenje.
Slika 6. Opšti izgled aviona
Avion je opremljen motorima smeštenim u gondolu motora 3, koji su kombinovani u "paket" sa dva usisnika za vazduh 4. Ovaj "paket" je ugrađen odozgo iza produbljivanja stražnjeg trupa, što omogućava smanjenje otpora plovila, poboljšanje balansiranja u slučaju kvara jednog motora.
Produbljivanje zadnjeg trupa ima za cilj smanjenje neravnomjernosti nadzvučnog strujanja dovoda u usisnike zraka. Ovo tehničko rješenje je ograničeno na prvu platformu 6 i par drugih platformi 7, kao što je prikazano na (sl. 7).
Slika 7. Pogled odozgo na zadnji trup
Prva platforma 6, ravna, čini kosi rez trupa. Mjesto se može orijentirati prema smjeru dovoda zraka do ulaza zraka u plovilo pod oštrim uglom, čija vrijednost leži u rasponu od 2 do 10 stepeni. Sa omotačem trupa, prva platforma je spojena pod uglom bez glatkog prijelaza, što osigurava prisustvo oštre ivice 9 na spoju platforme sa oblogom, koja formira vrtložni tok duž oštrih rubova spoja. Vrtložni nadzvučni tok osigurava uklanjanje rastućeg graničnog sloja, nastalog zbog kretanja toka preko jastučića, sa perifernih područja jastučića i njegovo otjecanje iz trupa.
Druge platforme 7, ravne, postavljene su između usisnika za vazduh 4 i prve platforme 6. One se nalaze pod uglom jedna prema drugoj, što je preporučljivo izabrati više od 150 stepeni. Da bi se spriječilo povećanje aerodinamičkog otpora, kut između smjera dovoda zraka do ulaza zraka i priključne ivice drugih platformi 10 ne bi trebao biti veći od 20 stupnjeva.
Prisustvo drugih mjesta vam omogućava da uklonite granični sloj iz područja blizu ravnine simetrije zrakoplova, zbog formiranja intenzivnog vrtloga. U području postavljanja peraja između drugih platformi formira se intenzivan vrtložni tok. Uklanjanje graničnog sloja sa područja blizu ravni simetrije aviona omogućava smanjenje debljine graničnog sloja prije ulaska u ulaze za zrak.
Treba napomenuti da je uklanjanje graničnog sloja neposredno prije usjeka dovoda zraka osigurano proširenjem drugih platformi izvan ovog usjeka. (Sl. 8) ilustruje ovo rešenje.
Slika 8. Pogled na jednu od drugih ravnih površina na mjestu njenog proširenja izvan dijela za unos zraka
Razlika između patenta Valerija Nikolajeviča Sirotina i ostalih je u tome što on predlaže putnički nadzvučni avion sa obrnutim zamašenim krilima, koji ima module za hitno spašavanje (prikazano na sl. 9).
Avion, prema patentu, sadrži trup 1, u čijem pramcu je smještena pilotska kabina 11. U srednjem dijelu smješteni su moduli za hitno spašavanje 2 koji čine vanjsku konturu trupa, zbog toplinske izolacije. zidovi. Nadzvučni avion takođe uključuje levo i desno krilo 3, koje se može rotirati u odnosu na osu trupa. Elektrana prema pronalasku uključuje četiri turbomlazna motora 9.
Slika 9. Pogled na avion odozgo prije okretanja desnog i lijevog krila na držače trupa
Vrijedi napomenuti da avion ima vertikalne 6 i horizontalne 7 stabilizatore. Prednji horizontalni rep 8, uz pomoć specijalnih motora, ugrađen je sa mogućnošću rotacije oko ose duž horizontale trupa.
I desno i lijevo krilo 3 su pričvršćeni sa mogućnošću rotacije oko ose trupa horizontalno.Za fiksiranje položaja desnog i lijevog krila pri nadzvučnoj brzini, u donjem dijelu trupa postoje pričvrsne ručke. Za okretanje krila predviđeni su posebni motori. Količina rotacije krila je 53 stepena u odnosu na horizontalnu os trupa. Ova vrijednost obezbjeđuje pomak zone u kojoj počinje zastoj protoka od krajeva krila do korijena.
Na (sl. 10) je prikazano kako, prilikom polijetanja, motori mehanizama 15 okreću desno i lijevo krilo pod uglom od 53 stepena u pravcu od trupa, a prednji horizontalni repni sklop rotira pod uglom od 85 stepeni. stepeni. Ova aerodinamička konfiguracija usmjerena naprijed omogućava poletanje aviona.
Slika 10. Prikaz odozgo na šemu mehanizma za okretanje krila
Po dostizanju velike podzvučne brzine, motori mehanizama okreću krila prema unutra prema osi trupa, gdje se fiksiraju držačima. Postoji okret i prednji horizontalni rep. Zbog ovih dejstava, avion menja svoju aerodinamičku konfiguraciju (slika 11), što mu omogućava da razvije nadzvučnu brzinu.
Slika 11. Pogled na avion odozgo nakon okretanja desnog i lijevog krila na držače trupa
U slučaju nužde, brod je opremljen modulima za spašavanje (Sl. 12). Svaki modul je opremljen jedinicama za izbacivanje 21 koje se aktiviraju na komandu pilota, padobranom 22, stajnim trapom 23 i autonomnim sistemom napajanja.
Slika 12. Spuštanje useljivog modula
Autori patenta br. 2391254 nude nam supersonično plovilo, koje je napravljeno po aerodinamičkoj šemi "bez repa sa GO". Prema patentu, kao što je prikazano na (Sl. 13), avion sadrži trup 1, čiji prednji deo obuhvata kokpit i putnički prostor 8. Posebnu pažnju treba obratiti na činjenicu da je nos trupa spljošten. 7. U vertikalnoj ravni radijusom od 0, 1 ... 5 mm, au horizontalnoj 300 ... 1500 mm.
Slika 13. Opšti izgled aviona
Minimalni zvučni udar postiže se činjenicom da oblik poprečnog presjeka, koji je blizak kružnom obliku, ima povećanje polumjera prednjeg trupa.
Prema ovom patentu, kako bi se osigurala visoka efikasnost uzdužnog upravljanja, stvorio povoljan moment nagiba pri nadzvučnim brzinama, donji repni dio trupa glatko prelazi u ravnu površinu u poprečnom smjeru. Donji repni dio trupa završava se dizalom.
Kako bi se osigurali minimalni poremećaji strujanja i otpor valova, autori predlažu da se na korijenskom dijelu zamašenog krila na spoju krila i trupa napravi veliki ugao zamaha od 78 ... 84 . A profil prednje ivice 9 treba napraviti s radijusom zakrivljenosti od 5 ... 40 mm, kako bi se povećao volumen krila i vrijednost maksimalnog dopuštenog ugla napada.
Posebnu pažnju treba obratiti na usisnike vazduha u motor 4, koji se nalaze na bočnim stranama trupa iznad gornje površine korena krila, što smanjuje njihov negativan uticaj na veličinu zvučnog udara. Kako se strujanje usporava ispred usisnika zraka, granični sloj se odvodi kroz perforirane dijelove 16 (prikazano na (sl. 14)), koji se izrađuju na ravnima ispred usisnika zraka i u njima samim.
Slika 14. Šema predopterećenja krila (trupa) ispred usisnika zraka i shema zaobilaženja graničnog sloja
Pražnjenje ovog graničnog sloja se dešava na gornjoj površini trupa i krila, kroz odvodni kanal 17. Ali za snabdevanje potrebne količine vazduha u različitim režimima, nadzvučni usisnici vazduha sadrže mehanizam za kontrolisano zaobilaženje vazduha 18 iz graničnog sloja. odvodni kanal u kanal zračnog kanala 19 od usisnika zraka do motora.
Implementirano na dato vrijeme supersonični avioni su iz ovog ili onog razloga povučeni iz upotrebe. Izumi predstavljeni u ovom članku imaju za cilj stvaranje nadzvučnih aviona koji imaju visoke performanse leta i ekološke performanse.
Glavni tehnički zadaci za stvaranje takvih uređaja su:
Smanjenje aerodinamičkog otpora plovila;
Smanjenje nivoa buke koja prati probijanje zvučne barijere;
Smanjenje emisije štetnih materija u atmosferu, što se postiže smanjenom potrošnjom goriva poboljšanjem performansi usisnika vazduha.
Većina patentiranih nadzvučnih aviona ima visinu veću od one kod konvencionalnog aviona. Ova prednost omogućava upotrebu aviona u gotovo svim vremenskim uslovima, budući da se let obavlja na visinama na kojima nema meteoroloških pojava koje utiču na normalno pilotiranje.
Bibliografija:
- Babulin A.A., Vlasov S.A., Subbotin V.V., Titov V.N., Tjurin S.V. Pat. br. 2517629 (RF). IPC B 64 D 33/02, B 64 D 27/20, B 64 C 30/00. Zrakoplov.
- Bahtin E.Yu., Zhitenev V.K., Kazhan A.V., Kazhan V.G., Mironov A.K., Polyakov A.V., Remeev N.Kh. Pat. br. 2391254 (RF). IPC B 64 D 33/02, B 64 D 27/16, B 64 C 3/10, B 64 C 1/38, B 64 C30. Supersonični avion (opcije).
- Korabef Johann, Prampolini Marco, patent br. 2547962 (RF). IPC B 64 C 30/00, B 64 D 27/020, B 64 C 5/10, B 64 C 5/08. Super brzi avion i odgovarajući način kretanja vazduha
- Sirotin V.N. Pat. br. 2349506 (RF). IPC B 64 C 3/40, B 64 C30. Putnički supersonični avion sa obrnutim zamašenim krilima i modulima za spasavanje.
Konstruktori aviona su se suočili sa zadatkom daljeg povećanja brzine. Veća brzina proširila je borbene sposobnosti i lovaca i bombardera.
Početak supersonične ere obilježio je let Chucka Yeagera, američkog probnog pilota, 14. oktobra 1947. godine na eksperimentalnoj letjelici Bell X-1 sa raketnim motorom XLR-11, koji je u kontroliranom letu dostizao nadzvučnu brzinu.
Razvoj
60-70-e godine 20. vijeka obilježile su nagli razvoj nadzvučne avijacije. Rešeni su glavni problemi stabilnosti i upravljivosti aviona, njihove aerodinamičke efikasnosti. Velika brzina leta omogućila je i povećanje plafona preko 20 km, što je bilo važno za izviđače i bombardere. U to vrijeme, prije pojave protivavionskih raketnih sistema sposobnih da gađaju ciljeve na velikim visinama, glavni princip korištenja bombardera bio je letjeti do cilja na najvećoj mogućoj visini i brzini. Tokom ovih godina izgrađeni su i pušteni u proizvodnju nadzvučni avioni različite namene - lovci, bombarderi, presretači, lovci-bombarderi, izviđački avioni (prvi nadzvučni presretač za sve vremenske uslove - Convair F-102 Delta Dagger; prvi nadzvučni dalekometni bombarder - Convair B-58 Hustler) .
Danas se pojavljuju novi avioni, uključujući i one napravljene pomoću Stealth tehnologije smanjenja vidljivosti.
Uporedni dijagrami Tu-144 i Concordea
Putnički supersonični avion
U istoriji vazduhoplovstva postojala su samo dva putnička supersonična aviona koja su obavljala redovne letove. Sovjetski avion Tu-144 izveo je prvi let 31. decembra 1968. godine, bio je u upotrebi od 1978. do 1978. godine. Dva mjeseca kasnije, 2. marta 1969., anglo-francuski Konkord (fr. Concorde- "saglasnost") obavljao je transatlantske letove od 2003. do 2003. godine. Njihov rad omogućio je ne samo značajno smanjenje vremena leta na dugim letovima, već i korištenje neopterećenih vazdušni prostor na velikoj visini (≈18 km), dok je glavni vazdušni prostor koji koriste linijski brodovi (visine 9-12 km) već tih godina bio značajno opterećen. Takođe, nadzvučni avioni leteli su po ispravljenim rutama (izvan disajnih puteva).
Teorijska pitanja
Let nadzvučnom brzinom, za razliku od podzvučne, odvija se po drugim zakonima, jer kada objekt dostigne brzinu zvuka, aerodinamički obrazac strujanja se kvalitativno mijenja, zbog čega se aerodinamički otpor naglo povećava, kinetičko zagrijavanje struktura se povećava, aerodinamički fokus se pomera, što dovodi do gubitka stabilnosti i upravljivosti aviona. Osim toga, pojavio se tako do sada nepoznat fenomen kao što je "talasni otpor".
Stoga je postizanje brzine zvuka i efikasnog leta bilo nemoguće jednostavnim povećanjem snage motora, bila su potrebna nova dizajnerska rješenja. Rezultat je bila promjena u izgledu aviona - pojavile su se karakteristične ravne linije, oštri uglovi, za razliku od "glatkog" oblika podzvučnih aviona.
Treba napomenuti da se zadatak stvaranja efikasnog nadzvučnog aviona ne može smatrati do sada riješenim. Kreatori moraju napraviti kompromis između zahtjeva za povećanjem brzine i održavanjem prihvatljivih karakteristika polijetanja i slijetanja. Dakle, postizanje novih granica avijacije u pogledu brzine i visine povezano je ne samo sa upotrebom naprednijeg ili suštinski novog pogonskog sistema i novim rasporedom aviona, već i sa promenama u njihovoj geometriji u letu. Takve promjene, uz poboljšanje karakteristika aviona pri velikim brzinama, ne bi trebale pogoršati njihove kvalitete pri malim brzinama, i obrnuto. Odnedavno kreatori odbijaju da smanje površinu krila i relativnu debljinu njihovih profila, kao i da povećaju ugao zamaha krila za avione sa promenljivom geometrijom, vraćajući se na krila malog zamaha i velike relativne debljine, ako su zadovoljavajuće vrednosti. maksimalne brzine i plafona su već postignuti. U ovom slučaju se smatra važnim da nadzvučni avion ima dobre performanse pri malim brzinama i smanjenje otpora pri velikim brzinama, posebno na malim visinama.
Bilješke
vidi takođe
Wikimedia fondacija. 2010 .
Pogledajte šta je "Supersonični avion" u drugim rečnicima:
Zrakoplov čija konstrukcija i karakteristike leta omogućavaju letove brzinama većim od brzine zvuka. Za razliku od aviona koji lete podzvučnim brzinama, supersonic aircraft zakrivljeni ili trouglasti (u ... ... Enciklopedija tehnologije
supersonic aircraft- viršgarsinis lėktuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ultrazvučni avion vok. Oberschallflugzeug, n rus. supersonični avion, m pranc. avion supersonique, m … Fizikos terminų žodynas
supersonic aircraft Enciklopedija "Vazduhoplovstvo"
supersonic aircraft- nadzvučni avion - vazduhoplov čiji radni uslovi omogućavaju let brzinom većom od brzine zvuka. Uvođenje koncepta „S. Sa." 1950-ih godina uzrokovano značajnom razlikom u geometrijskim oblicima koji pružaju ... ... Enciklopedija "Vazduhoplovstvo"
Poznato je da su glavni putevi razvoja avijacije određeni i determinisani uglavnom napretkom aviona za vojnu upotrebu, za čiji razvoj je potrebno mnogo truda i novca. Istovremeno, civilna avijacija, za koju ... ... Wikipedia
Supersonični avion Tu-144: performanse leta- 31. decembra 1968. godine eksperimentalni supersonični avion Tu 144 (repni broj SSSR-a 68001) izvršio je prvi let. Tu 144 uspio je poletjeti dva mjeseca ranije od svog anglo-francuskog konkurenta, avioprevoznika Concord, koji je prvi let obavio 2 ... ... Enciklopedija njuzmejkera
supersonični putnički avion- Pirinač. 1. Supersonični putnički avion Tu-144. Supersonični putnički avion (SPS) je dizajniran za prevoz putnika, prtljaga i tereta pri supersoničnoj brzini krstarenja (Machov broj leta M∞ > 1). Prvo (i...... Enciklopedija "Vazduhoplovstvo"
avia-su.ru
Dvomotorni borbeni avion proizveden u Konstruktorskom birou Suhoj usvojen je od strane Ratnog vazduhoplovstva SSSR-a 1985. godine, iako je prvi let izveo već u maju 1977. godine.
Ovaj avion može postići maksimalnu supersoničnu brzinu od 2,35 maha (2500 km/h), što je više od dva puta. veća brzina zvuk.
Su-27 je stekao reputaciju jedne od borbeno najspremnijih jedinica svog vremena, a neki modeli se još uvijek koriste u vojskama Rusije, Bjelorusije i Ukrajine.
www.f-16.net
Taktički udarni avion koji je 1960-ih razvio General Dynamics. Dizajniran za dva člana posade, prvi avion je ušao u službu američkog ratnog vazduhoplovstva 1967. godine i korišćen je za strateško bombardovanje, izviđanje i elektronsko ratovanje. F-111 je mogao postići brzinu od 2,5 maha (2655 km/h), odnosno 2,5 puta veću brzinu od zvuka.
letsgoflying.wordpress.com
Dvomotorni taktički lovac koji je razvio McDonnell Douglas 1967. godine. Avion za sve vremenske uslove dizajniran za hvatanje i održavanje superiornosti u vazduhu nad neprijateljskim snagama tokom vazdušne borbe. F-15 Eagle je prvi put poletio u julu 1972. i službeno je ušao u službu američkog ratnog zrakoplovstva 1976. godine.
F-15 je sposoban da leti brzinom većom od 2,5 maha (2.655 km/h) i smatra se jednim od najuspješnijih aviona ikada napravljenih. Očekuje se da će F-15 Eagle biti u službi američkog ratnog zrakoplovstva do 2025. godine. Lovac se trenutno izvozi u nekoliko zemalja. stranim zemljama uključujući Japan, Izrael i Saudijsku Arabiju.
airforce.com
Veliki, dvomotorni supersonični avion koji proizvodi Mikoyan Design Bureau dizajniran je za presretanje stranih aviona pri velikim brzinama. Avion je izveo svoj prvi let u septembru 1975. godine, a ratno vazduhoplovstvo ga je usvojilo 1982. godine.
MiG-31 dostiže brzinu od 2,83 maha (3.000 km/h) i bio je sposoban da leti nadzvučnim brzinama čak i na malim visinama. MiG-31 je i dalje u službi vazduhoplovnih snaga Rusije i Kazahstana.
XB-70 newspaceandaircraft.com
Zrakoplov XB-70 Valkyrie sa šest motora razvila je North American Aviation kasnih 1950-ih. Avion je napravljen kao prototip za strateški bombarder sa nuklearnim bombama.
XB-70 Valkyrie je svoju projektovanu brzinu dostigao 14. oktobra 1965. godine, kada je dostigao 3,02 maha (3219 km/h) na visini od 21300 m iznad vazduhoplovne baze Edvards u Kaliforniji.
Dva XB-70 su napravljena i korištena u probnim letovima od 1964. do 1969. godine. Jedan od prototipova srušio se 1966. nakon sudara u zraku, a drugi XB-70 je izložen u Nacionalnom muzeju ratnog zrakoplovstva Sjedinjenih Država u Daytonu, Ohajo.
Bell X-2 Starbuster
X-2 wikipedia.org
Zrakoplov na raketni pogon - zajednički razvoj Bell Aircraft Corporation, američkog ratnog zrakoplovstva i Nationala savjetodavni komitet u aeronautici (preteča NASA-e) 1945. Avion je napravljen da proučava aerodinamičke osobine tokom nadzvučnog leta u rasponima od 2 i 3 maha.
X-2, nadimak Starbuster, prvi put je poletio u novembru 1955. godine. Sljedeće godine, u septembru 1956., kapetan Milburn na čelu uspio je postići brzinu od 3,2 maha (3370 km/h) na visini od 19800 m.
Ubrzo nakon dostizanja ove maksimalne brzine, letelica je postala nekontrolisana i srušila se. Ovaj tragični incident prekinuo je program X-2.
airforce.com
Avion Mikoyan-Gurevič dizajniran je da presreće neprijateljske avione nadzvučnim brzinama i prikuplja obavještajne podatke. MiG-25 je jedan od najbržih vojnih aviona stavljenih u upotrebu. MiG-25 je prvi put poleteo 1964. godine, a sovjetsko ratno vazduhoplovstvo ga je prvi put koristilo 1970. godine.
MiG-25 ima neverovatnu maksimalnu brzinu od 3,2 maha (3524 km/h). Avion je i dalje u službi ruskog ratnog vazduhoplovstva, a koristi ga i niz drugih zemalja, uključujući alžirsko i sirijsko ratno vazduhoplovstvo.
wikipedia.org
Prototip aviona koji je razvio Lockheed Corporation u kasnim 50-im i ranim 60-im. Avion je napravljen za presretanje neprijateljskih aviona brzinom od 3 maha.
Testiranje YF-12 obavljeno je u Area 51, strogo tajnom poligonu za obuku američkih zračnih snaga koje ufolozi pripisuju vanzemaljcima. YF-12 je prvi put poleteo 1963. godine i dostigao maksimalnu brzinu od 3,2 maha (3,330 km/h) na 24,400 m. NASA. Avion je konačno prestao da leti 1978. godine.
Jedan od primjera postojećih projekata nadzvučnih aviona.
Danas ću početi sa malim predgovorom 🙂.
Na ovoj stranici već imam let aviona. Odnosno, krajnje je vrijeme da se nešto napiše supersonic, pogotovo jer sam obećao da ću to učiniti :-). Pre neki dan sam se s velikim žarom prihvatio posla, ali sam shvatio da je tema koliko zanimljiva, toliko i obimna.
U posljednje vrijeme moji članci ne blistaju sažetošću, ne znam da li je to prednost ili mana :-). Izdanje na temu " supersonic„Priti mi da postanem još veći, a niko ne zna koliko ću morati da“ stvaram „to“ :-).
Stoga sam odlučio pokušati napraviti neke članke. Neka vrsta malih serija (tri ili četiri komada), u kojima će svaka komponenta biti posvećena jednom ili dva koncepta na temu nadzvučne brzine. I biće mi lakše, a čitaoce ću manje gnjaviti :-), a Yandex i Gugl će biti više podrška (što je važno, i sami razumijete :-)). Pa šta će iz ovoga da sudiš, naravno, tebi..
********************
Hajde da pričamo danas o nadzvučnom i supersonic aircraft. Sam pojam supersonic"u našem jeziku (posebno u superlativima) treperi mnogo češće od izraza "podzvučno".
S jedne strane, to je generalno razumljivo. Podzvučni avioni su odavno postali nešto sasvim uobičajeno u našim životima. A supersonic aircraft, iako lete u vazdušnom prostoru već 65 godina, i dalje se čine nešto posebno, zanimljivo i zaslužuju povećanu pažnju.
S druge strane, ovo je sasvim pošteno. Uostalom, letovi do supersonic- ovo je, moglo bi se reći, zasebno područje kretanja zatvoreno određenom barijerom. Međutim, neiskusni ljudi mogu imati pitanje: „Šta je, zapravo, tako izvanredno u ovom nadzvučnom zvuku? Koja je razlika između aviona koji leti brzinom od 400 km/h ili 1400 km/h? Dajte mu jači motor i sve će biti u redu!” Otprilike u ovoj semantičkoj poziciji nalazila se avijacija u zoru svog razvoja.
Brzina je oduvijek bila krajnji san, a u početku su se te težnje prilično uspješno realizovale. Već 1945. godine Messerschmittov probni pilot L. Hoffmann u ravnom letu na jednom od prvih svjetskih aviona s mlaznim motorima, ME-262, postigao je brzinu od 980 km/h u ravnom letu na visini od 7200 m.
Međutim, u stvarnosti, daleko od toga da je sve tako jednostavno. Na kraju krajeva, let supersonic razlikuje se od podzvučnog ne samo po veličini brzine i ne toliko po njoj. Razlika je ovdje kvalitativna.
Već od brzina od 400 km / h, takvo svojstvo zraka kao kompresibilnost počinje se postepeno manifestirati. I nema ništa, u principu, neočekivano. je gas. A svi su plinovi, kao što znate, za razliku od tekućina, kompresibilni. Kada se komprimuje, parametri gasa se menjaju, kao što su, na primer, gustina, pritisak, temperatura. Zbog toga se različiti fizički procesi već mogu odvijati drugačije u komprimiranom plinu nego u razrijeđenom.
Što brže leti avion, on, zajedno sa svojim aerodinamičkim površinama, postaje kao neka vrsta klipa, koji u određenom smislu sabija vazduh ispred sebe. Preterano, naravno, ali generalno baš tako :-).
Sa povećanjem brzine, aerodinamički obrazac strujanja oko aviona se mijenja i što je brže, to više :-). I dalje supersonic kvalitativno je drugačija. Istovremeno, do izražaja dolaze novi koncepti aerodinamike, koji često jednostavno nemaju nikakvog smisla za avione male brzine.
Za karakterizaciju brzine leta sada postaje zgodno i neophodno koristiti parametar kao što je Mahov broj (Mahov broj, odnos brzine aviona u odnosu na vazduh u datoj tački i brzine zvuka u struji vazduha u ovoj tački ). Pojavljuje se i postaje opipljiv (veoma opipljiv!) Druga vrsta aerodinamičkog otpora - talasni otpor(zajedno sa već povećanim konvencionalnim otporom).
Takve pojave kao što je talasna kriza (sa kritičnim brojem M), supersonic barijera, udarni talasi i udarni talasi.
Pored toga, karakteristike upravljivosti i stabilnosti aviona pogoršavaju se zbog pomeranja nazad tačke primene aerodinamičkih sila.
Prilikom približavanja području transzvučnih brzina, letjelica može doživjeti jako podrhtavanje (ovo je bilo tipičnije za prvu letjelicu koja je jurišala na tada misterioznu granicu brzine zvuka), slična po svojim manifestacijama još jednoj vrlo neugodnoj pojavi s kojom su se avijatičari morali suočiti. u njihovom profesionalnom razvoju. Ovaj fenomen se zove flutter (tema za drugi članak :-)).
Takav neugodan trenutak javlja se kao zagrijavanje zraka kao posljedica njegovog oštrog kočenja ispred aviona (tzv. kinetičko zagrevanje), kao i zagrijavanje kao rezultat viskoznog trenja zraka. Istovremeno, temperature su prilično visoke, oko 300ºS. Koža aviona se zagreva na takve temperature tokom dugog nadzvučnog leta.
O svim gore navedenim pojmovima i pojavama, kao i razlozima njihovog nastanka, svakako ćemo govoriti detaljnije u drugim člancima. Ali trenutno, mislim da je to sasvim jasno supersonic- ovo je nešto sasvim drugo od letenja podzvučnom (posebno malom) brzinom.
Da bi se snašao sa svim novonastalim efektima i pojavama pri velikim brzinama i u potpunosti odgovarao svojoj namjeni, avion se mora i kvalitativno mijenjati. Ovo bi trebalo da bude supersonic aircraft, odnosno vazduhoplov sposoban da leti brzinom većom od brzine zvuka u datom delu vazdušnog prostora.
I za njega nije dovoljno samo povećati snagu motora (iako je i to vrlo važan i obavezan detalj). Takvi avioni se obično menjaju i spolja. Oštri uglovi i ivice, ravne linije pojavljuju se u njihovom izgledu, za razliku od "glatkih" obrisa podzvučnih aviona.
supersonic aircraft imaju zakrivljeno ili trouglasto krilo u planu. Tipičan i jedan od najpoznatijih aviona sa delta krilima je izuzetan lovac MIG-21 (maksimalna brzina na visini od 2230 km/h, blizu zemlje 1300 km/h).
Supersonični avion sa trouglastim krilom MIG-21.
Jedna od zamašenih varijanti je krilo u obliku givala, koje ima povećan koeficijent uzgona. Ima poseban dotok u blizini trupa, dizajniran da formira umjetne spiralne vrtloge.
MIG-21I sa animiranim krilom.
MIG-21I - animirano krilo.
Životinjsko krilo TU-144.
Zanimljivo je da je krilo ovog tipa, kasnije ugrađeno na TU-144, testirano u letećoj laboratoriji na bazi istog MIG-21 (MIG-21I).
Druga opcija je superkritično krilo. Ima spljošten profil sa određenim zakrivljenim zadnjim delom, što omogućava odlaganje pojave talasne krize pri velikim brzinama i može biti ekonomski povoljno za brze podzvučne letelice. Takvo krilo se koristi, posebno, na avionu SuperJet 100.
SuperJet 100. Primjer superkritičnog krila. Krivina profila je jasno vidljiva (stražnji dio)
Fotografije se mogu kliknuti.
"Uključi supersonic!"
Supersonični putnički avioni - šta znamo o njima? Barem činjenica da su nastali relativno davno. Ali, iz raznih razloga, nisu se koristili toliko dugo, a ni onoliko često koliko su mogli. I danas postoje samo kao dizajnerski modeli.
Žašto je to? Koja je posebnost i "tajna" supersonika? Ko je stvorio ovu tehnologiju? I takođe – kakva će biti budućnost supersoničnih letelica u svetu, i naravno – u Rusiji? Pokušaćemo da odgovorimo na sva ova pitanja.
"Oproštajni let"
Dakle, od kada su poslednja tri funkcionalna supersonična putnička aviona izvršila svoje poslednje letove, nakon čega su stavljeni iz upotrebe, prošlo je petnaest godina. Bilo je to davne 2003. godine. Tada su se 24. oktobra svi zajedno "oprostili do neba". Poslednji put su leteli na maloj visini, iznad glavnog grada Velike Britanije.
Zatim smo sleteli na londonski aerodrom Hitrou. Radilo se o avionima Concorde u vlasništvu British Airwaysa. I ovakvim "oproštajnim letom" zaokružili su vrlo kratku istoriju putnički saobraćaj, brzinom većom od zvuka ...
To je ono što ste možda pomislili prije nekoliko godina. Ali sada je to već moguće sa sigurnošću reći. Ovo je finale samo prve faze ove priče. I vjerovatno - sve njegove svijetle stranice tek dolaze.
Danas su pripreme, sutra let
Danas mnoge kompanije i dizajneri aviona razmišljaju o izgledima za nadzvučnu putničku avijaciju. Neki planiraju da ga ožive. Drugi se već pripremaju za to.
Uostalom, ako je mogao postojati i djelotvorno funkcionirati prije nekoliko decenija, danas, s tehnologijama koje su ozbiljno iskoračile, sasvim je moguće ne samo oživjeti, već i riješiti niz problema koji su primorali vodeće aviokompanije da ga napuste. .
A izgledi su previše primamljivi. Vrlo zanimljivom se čini mogućnost leta, na primjer, iz Londona do Tokija, za pet sati. Preći razdaljinu od Sidneja do Los Anđelesa za šest sati? I stići od Pariza do New Yorka za tri i po? Sa putničkim avionom, koji može da leti većom brzinom od zvuka, to nije nimalo teško.
Ali, naravno, prije trijumfalnog "povratka" takvih u zračni prostor - naučnika, inženjera, dizajnera i mnogih drugih - ima još puno posla. Neophodno je ne samo ponudom obnoviti ono što je nekada bilo novi model. Ne sve.
Cilj je riješiti mnoge probleme koji su povezani sa putničkom nadzvučnom avijacijom. Stvaranje aviona koji neće samo pokazati sposobnosti i moć zemalja koje su ih napravile. Ali oni će takođe biti zaista efikasni. Toliko da zauzmu svoju dostojnu nišu u avijaciji.
Istorija supersonika. Deo 1. Šta se desilo na početku...
Gdje je sve počelo? Zapravo, iz jednostavne putničke avijacije. A takav je star već više od jednog veka. Njegov dizajn je započeo 1910-ih, u Evropi. Kada su majstori iz najrazvijenijih zemalja svijeta stvorili prvi avion, čija je glavna namjena bila prevoz putnika na različite udaljenosti. To je - let, sa mnogo ljudi u avionu.
Prva među njima je francuska limuzina Bleriot XXIV. Pripadao je proizvođaču aviona Bleriot Aeronautique. Međutim, korišćena je uglavnom za zabavu onih koji su plaćali „šetnje“ – letove na njemu. Dvije godine nakon njegovog stvaranja, analogni se pojavljuje u Rusiji.
Bio je to S-21 Grand. Dizajniran je na osnovu "Ruskog viteza" koji je stvorio Igor Sikorsky - teškog bombardera. A konstrukciju ovog putničkog aviona izveli su radnici Baltic Carriage Works.
Pa, nakon toga napredak je bio nezaustavljiv. Vazduhoplovstvo se brzo razvijalo. I putnički, posebno. U početku su letovi između određenih gradova. Tada su avioni uspjeli savladati udaljenosti između država. Konačno, avioni su počeli da prelaze okeane i lete sa jednog kontinenta na drugi.
Razvoj tehnologije i sve veći broj inovacija omogućili su avijaciji da putuje vrlo brzo. Mnogo brže od vozova ili brodova. A za nju, na kraju krajeva, praktički nije bilo prepreka. Nije bilo potrebe za prelaskom iz jednog transporta u drugi, ne samo, recimo, putovanjem na neki posebno daleki "kraj svijeta".
Čak i kada je potrebno preći kopnene i vodene površine odjednom. Ništa nije zaustavilo avione. I to je prirodno, jer lete iznad svega - kontinenata, okeana, zemalja...
Ali vrijeme je brzo proletjelo, svijet se promijenio. Naravno, razvila se i avioindustrija. Avioni u narednih nekoliko decenija, do 1950-ih, toliko su se promenili u poređenju sa onima koji su leteli ranih 1920-ih i 30-ih godina, da su postali nešto sasvim drugo, posebno.
I tako je sredinom dvadesetog veka razvoj mlaznog motora išao veoma brzo, čak iu poređenju sa prethodnih dvadeset-trideset godina, brzim tempom.
Mala informativna digresija. Ili - malo fizike
Napredni razvoj je omogućio letjelicama da "ubrzaju" do brzine veće od one kojom se širi zvuk. Naravno, prije svega, to je primijenjeno u vojnom zrakoplovstvu. Uostalom, govorimo o dvadesetom veku. Što je, nažalost, bilo vek sukoba, dva svetska rata, "hladne" borbe SSSR-a i SAD...
I gotovo svaka nova tehnologija koju su stvorile vodeće države svijeta prije svega je razmatrana sa stanovišta kako se može koristiti u odbrani ili napadu.
Dakle, avioni su sada mogli da lete brzinama koje nikada ranije nisu viđene. Brže od zvuka. I koja je njegova specifičnost?
Prije svega, očito je da je riječ o brzini koja premašuje onu kojom se prenosi zvuk. Ali, prisjećajući se osnovnih zakona fizike, možemo reći da se u različitim uvjetima može razlikovati. Da, i “premašuje” je vrlo labav koncept.
I stoga - postoji poseban standard. Nadzvučna brzina je ona koja premašuje brzinu zvuka i do pet puta, uzimajući u obzir činjenicu da se u zavisnosti od temperature i drugih faktora okoline može mijenjati.
Na primjer - ako uzmemo normalan atmosferski tlak, na razini mora, tada će u ovom slučaju brzina zvuka biti jednaka impresivnoj cifri - 1191 km / h. To jest, 331 metar se savlada u sekundi.
Ali, što je posebno važno pri projektovanju nadzvučnih aviona, kako se penjete, temperatura opada. To znači da je brzina kojom se zvuk širi veoma značajna.
Recimo, ako se podignete na visinu od 20 hiljada metara, onda će to biti već 295 metara u sekundi. Ali postoji još jedna važna tačka.
Na 25.000 metara nadmorske visine temperatura počinje rasti jer više nije niža atmosfera. I tako to ide dalje. Ili bolje rečeno, više. Recimo na visini od 50.000 metara biće još toplije. Shodno tome, brzina zvuka tamo - raste još više.
Zanimljivo - koliko? Uzdižući se 30 kilometara iznad nivoa mora, nalazite se u "zoni" u kojoj se zvuk širi brzinom od 318 metara u sekundi. I na 50.000 metara, respektivno - 330 m / s.
Na Mahovom broju
Inače, zanimljivo je da se u avijaciji koristi Mahov broj, kako bi se pojednostavilo razumijevanje karakteristika leta i rada u takvim uvjetima. opći opis takve, mogu se svesti na sljedeće zaključke. Izražava brzinu zvuka koja se odvija u datim uslovima, na određenoj visini, pri datoj temperaturi i gustini vazduha.
Na primjer, brzina leta, koja je jednaka dva Mahova broja, na visini od deset kilometara iznad tla, u normalnim uslovima, biće 2.157 km/h. A na nivou mora - 2.383 km / h.
Istorija supersonika. Dio 2. Prevazilaženje barijera
Inače, prvi put je dostigao brzinu leta, veću od 1 Mach, pilot iz SAD-a - Chuck Yeager. To se dogodilo 1947. godine. Zatim je "raspršio" svoj avion, koji je leteo na visini od 12,2 hiljade metara iznad zemlje, do brzine od 1066 km/h. To je bio prvi nadzvučni let na zemlji.
Već 1950-ih započeli su radovi na dizajnu i pripremi za masovnu proizvodnju putničkih aviona sposobnih da lete brzinama - većim od zvuka. Predvode ih naučnici i konstruktori aviona iz najmoćnijih zemalja svijeta. I uspijevaju u tome.
Isti "Konkord", model - koji će konačno biti napušten 2003. godine, nastao je 1969. Ovo je zajednički - britansko-francuski razvoj. Simbolično odabrano ime - "Concorde", sa francuskog se prevodi kao "saglasnost".
Bio je to jedan od dva postojeća tipa supersoničnih putničkih aviona. Pa, stvaranje drugog (ili bolje rečeno - hronološki - prvog) zasluga je konstruktora aviona SSSR-a. Sovjetski analog Concordea zove se Tu-144. Dizajniran je 1960-ih i prvi put je poletio 31. decembra 1968. Godinu dana prije britansko-francuskog modela.
Drugi tipovi nadzvučnih putničkih aviona, do danas, nisu implementirani. I Konkord i Tu-144 leteli su zahvaljujući turbomlaznim motorima, koji su posebno rekonstruisani da bi dugo radili nadzvučnom brzinom.
Sovjetski analog Concordea radio je mnogo kraće. Već 1977. godine je napuštena. Avion je leteo prosečnom brzinom od 2.300 kilometara na sat i mogao je da preveze do 140 putnika istovremeno. Ali u isto vrijeme, cijena karte za takav "nadzvučni" let bila je dva, dva i po, pa čak i tri puta veća nego za običan.
Naravno, oni nisu bili u velikoj potražnji među sovjetskim građanima. A servisiranje Tu-144 nije bilo lako i skupo. Stoga su u SSSR-u tako brzo napušteni.
Konkordi su trajali duže, iako su karte za letove kojima su letjeli također bile skupe. A potražnja takođe nije bila velika. Ali ipak, uprkos tome, nastavili su da budu eksploatisani, kako u Velikoj Britaniji tako i u Francuskoj.
Ako preračunate cijenu karte za Concorde, 1970-ih, po današnjem kursu, onda će to biti oko dvije desetine hiljada dolara. Za kartu u jednom pravcu. Možete razumjeti zašto je potražnja za njima bila nešto manja nego za letovima koji koriste avione koji ne postižu nadzvučne brzine.
Concorde je mogao ukrcati od 92 do 120 putnika istovremeno. Letio je brzinom većom od 2 hiljade km/h i prešao je put od Pariza do Njujorka za tri i po sata.
Tako je prošlo nekoliko decenija. Sve do 2003.
Jedan od razloga odbijanja rada ovog modela bila je avionska nesreća koja se dogodila 2000. godine. Tada je u srušenom Concordeu bilo 113 ljudi. Svi su umrli.
Kasnije je počela međunarodna kriza u oblasti putničkog vazdušnog saobraćaja. Njegov uzrok su teroristički napadi koji su se dogodili 11. septembra 2001. godine na teritoriji Sjedinjenih Država.
Štaviše, na sve, garantni rok za Concorde ističe od strane Airbusa. Sve to zajedno činilo je dalji rad supersoničnih putničkih aviona krajnje neisplativim. A 2003. godine, svi Concordi su redom otpisani, kako u Francuskoj tako i u Velikoj Britaniji.
nade
Nakon toga je još bilo nade u rani "povratak" supersoničnih putničkih aviona. Konstruktori aviona govorili su o stvaranju specijalnih motora, koji bi uštedjeli gorivo, uprkos brzini leta. Razgovarali smo o poboljšanju kvaliteta i optimizaciji glavnih sistema avionike na takvim avionima.
Ali, 2006. i 2008. nove rezolucije Međunarodne organizacije civilno vazduhoplovstvo. Utvrdili su najnovije (usput rečeno, trenutno važeće) standarde za dozvoljenu buku aviona tokom leta.
A supersonični avioni, kao što znate, nisu imali pravo da lete iznad naseljenih mesta, zbog čega. Na kraju krajeva, proizvodili su jaku buku (također zbog fizičkih karakteristika leta) kada su se kretali najvećim brzinama.
To je bio razlog da je "planiranje" "oživljavanja" nadzvučne putničke avijacije donekle usporeno. Međutim, u stvari, nakon uvođenja ovog zahtjeva, dizajneri aviona počeli su razmišljati o tome kako riješiti takav problem. Uostalom, i to je imalo mjesto prije, samo je "zabrana" bila fokusirana na to - "problem buke".
Ali šta je sa danas?
Ali prošlo je deset godina od posljednje "zabrane". A planiranje se glatko pretvorilo u dizajn. Do danas se nekoliko kompanija i vladinih organizacija bavi stvaranjem putničkih nadzvučnih aviona.
Sta tacno? Ruski: Centralni aerohidrodinamički institut (onaj koji nosi ime Žukovskog), kompanije Tupoljev i Suhoj. Ruski konstruktori aviona imaju neprocenjivu prednost.
Iskustvo sovjetskih dizajnera i kreatora Tu-144. Ipak, bolje je govoriti o domaćim dešavanjima u ovoj oblasti posebno i detaljnije, što predlažemo da uradimo sljedeće.
Ali ne samo da Rusi stvaraju novu generaciju supersoničnih putničkih aviona. To je i evropski koncern - Airbus, te francuska kompanija Dassault. Među kompanijama Sjedinjenih Američkih Država koje rade u ovom pravcu su Boeing i, naravno, Lockheed Martin. U zemlji izlazećeg sunca, glavna organizacija koja dizajnira takav avion je agencija za istraživanje svemira.
I ova lista nikako nije potpuna. Istovremeno, važno je pojasniti da je velika većina profesionalnih konstruktora aviona koji rade u ovoj oblasti podijeljena u dvije grupe. Bez obzira na zemlju porijekla.
Neki smatraju da je na bilo koji način nemoguće stvoriti "tihu" nadzvučnu putničku letjelicu, na sadašnjem nivou tehnološkog razvoja čovječanstva.
Stoga je jedini izlaz dizajn "jednostavno brzog" aviona. On će se zauzvrat kretati do nadzvučne brzine na onim mjestima gdje je to dozvoljeno. I leteći, na primjer, iznad naselja, vratite se na podzvučni.
Ovakvi "skokovi", smatra ova grupa naučnika i dizajnera, smanjiće vreme leta na najmanju moguću meru, a ne narušiće zahteve za efekte buke.
Drugi su, naprotiv, puni odlučnosti. Vjeruju da je sada moguće riješiti uzrok buke. I uložili su mnogo napora kako bi dokazali da je supersonični avion koji tiho leti sasvim moguće napraviti u narednim godinama.
I još malo dosadne fizike
Dakle, kada leti brzinom većom od 1,2 maha, okvir aviona generiše udarne talase. Najjači su u predelu repa i nosa, kao i na nekim drugim delovima aviona, kao što su, na primer, na ivicama usisnika za vazduh.
Šta je udarni talas? Ovo je zona u kojoj gustina, pritisak i temperatura vazduha doživljavaju nagle skokove. Pojavljuju se pri kretanju velikim brzinama, bržim od zvuka.
Ljudi koji u isto vrijeme stoje na zemlji, uprkos udaljenosti, čini se da je došlo do neke vrste eksplozije. Naravno, riječ je o onima koji su u relativnoj blizini - ispod mjesta gdje leti avion. Zbog toga su bili zabranjeni letovi nadzvučnih aviona iznad gradova.
Sa takvim udarnim talasima se bore predstavnici "drugog tabora" naučnika i dizajnera, koji veruju u mogućnost nivelisanja ove buke.
Ako uđete u detalje, onda je razlog za to bukvalno "sudar" sa zrakom pri vrlo velikoj brzini. Na frontu talasa pritisak je naglo i snažno povećan. Istovremeno, odmah nakon njega dolazi do pada tlaka, a zatim prijelaza na normalan indikator tlaka (kao što je bio prije „sudara“).
Međutim, već je izvršena klasifikacija tipova valova i pronađena su potencijalno optimalna rješenja. Ostaje samo dovršiti posao u ovom pravcu i izvršiti potrebna prilagođavanja dizajna aviona, ili ih kreirati od nule, uzimajući u obzir ove izmjene.
Konkretno, stručnjaci NASA-e su shvatili potrebu za strukturnim promjenama kako bi se reformisale karakteristike leta u cjelini.
Naime, mijenjanje specifičnosti udarnih valova, koliko je to moguće na sadašnjem tehnološkom nivou. Šta se postiže restrukturiranjem talasa, zbog specifičnih promena dizajna. Kao rezultat toga, standardni val se smatra N-tipom, a onaj koji se javlja tokom leta, uzimajući u obzir inovacije koje su predložili stručnjaci, kao S-tip.
A kod potonjeg se značajno smanjuje „eksplozivni“ efekat promene pritiska, a ljudi ispod, na primer, u gradu, ako avion preleti iznad njega, čak i kada čuju takav efekat, onda samo kao „daleki udar“. vrata automobila”.
Oblik je takođe važan
Osim toga, na primjer, japanski dizajneri avijacije, ne tako davno, sredinom 2015. godine, stvorili su model jedrilice bez posade D-SEND 2. Njegov oblik je dizajniran na poseban način, što vam omogućava da značajno smanjite intenzitet i broj udara talasi koji nastaju kada uređaj leti nadzvučnom brzinom.
Efikasnost inovacija koje su na ovaj način predložili japanski naučnici dokazana je tokom testiranja D-SEND 2. Oni su sprovedeni u Švedskoj u julu 2015. Tok događaja je bio prilično zanimljiv.
Jedrilica, koja nije bila opremljena motorima, podignuta je na visinu od 30,5 kilometara. Uz pomoć balona. Onda je bačen. Tokom pada "ubrzao" je do brzine od 1,39 maha. Dužina samog D-SEND 2 je 7,9 metara.
Nakon testiranja, japanski konstruktori aviona uspjeli su pouzdano izjaviti da je intenzitet udarnih valova, kada leti brzinom većom od brzine zvuka, dva puta manji od intenziteta Concordea.
Koje su karakteristike D-SEND 2? Prije svega, njegov nos nije osi simetričan. Kobilica je pomaknuta prema njoj, a istovremeno je horizontalna repna jedinica postavljena kao pokretna. Također se nalazi pod negativnim uglom u odnosu na uzdužnu os. I u isto vrijeme, krajevi repa nalaze se niže od točke pričvršćivanja.
Krilo, glatko spojeno sa trupom, izrađeno je normalnog zamaha, ali stepenasto.
Po približno istoj shemi, sada, od novembra 2018. godine, projektiraju putnički supersonični AS2. Profesionalci iz Lockheed Martina rade na tome. Kupac je NASA.
Takođe, projekat ruskog VTS/SPS je sada u fazi poboljšanja forme. Planirano je da bude kreiran sa naglaskom na smanjenju intenziteta udarnih talasa.
Certifikacija i... više certificiranja
Važno je shvatiti da će neki projekti putničkih supersoničnih aviona biti implementirani već početkom 2020-ih. Istovremeno, pravila koja je uspostavila Međunarodna organizacija civilnog vazduhoplovstva 2006. i 2008. godine i dalje će biti na snazi.
To znači da ako do tada nije došlo do ozbiljnog tehnološkog iskora na polju „tihog supersonika“, onda je vjerovatno da će se stvoriti avioni koji će prelaziti na brzine iznad jednog Maha, samo u područjima gdje je to dozvoljeno.
A nakon toga, kada se pojave potrebne tehnologije, u takvom scenariju morat će se provesti mnoga nova testiranja. Da bi avioni mogli da dobiju dozvolu za letenje iznad naseljenih mesta. Ali to su samo nagađanja o budućnosti, danas je vrlo teško išta sa sigurnošću reći po tom pitanju.
Pitanje cijene
Još jedno ranije spomenuto pitanje je trošak. Naravno, do danas su već stvoreni mnogi motori koji su mnogo ekonomičniji od onih koji su radili prije dvadeset ili trideset godina.
Konkretno, sada se konstruišu oni koji letelici mogu da obezbede kretanje nadzvučnim brzinama, ali pritom ne „pojedu“ toliko goriva kao Tu-144 ili Concorde.
Kako? Prije svega, to je upotreba keramičkih kompozitnih materijala, koji osiguravaju smanjenje temperature, a to je posebno važno u toplim zonama elektrana.
Uz to - uvođenje drugog, trećeg, zračnog kruga - pored vanjskog i unutrašnjeg. Nivelisanje krute spojnice turbine sa ventilatorom, unutar motora aviona itd.
Ali ipak, čak i zahvaljujući svim ovim inovacijama, ne može se reći da je nadzvučni let, u današnjim realnostima, ekonomičan. Stoga je, kako bi postao pristupačan i privlačan široj populaciji, izuzetno važan rad na poboljšanju motora.
Možda će - stvarno rješenje biti potpuni redizajn strukture - kažu stručnjaci.
Inače, neće biti moguće smanjiti troškove povećanjem broja putnika po letu. Budući da su oni avioni koji se danas projektuju (misli se, naravno, na nadzvučne letelice) dizajnirani da prevoze mali broj ljudi - od osam do četrdeset pet.
Novi motor - rješenje problema
Od najnovijih inovacija u ovoj oblasti treba istaći inovativnu mlaznu, turboventilatorsku elektranu, koju je ove, 2018. godine kreirao GE Aviation. U oktobru je predstavljen pod imenom Affinity.
Ovaj motor je planiran za ugradnju na pomenuti putnički AS2 model. U ovom tipu elektrana nema značajnijih tehnoloških "noviteta". Ali istovremeno kombinuje karakteristike mlaznih motora sa velikim i malim stepenom zaobilaženja. Ono što model čini veoma interesantnim za ugradnju na supersonični avion.
Između ostalog, kreatori motora tvrde da će tokom testiranja dokazati svoju ergonomiju. Potrošnja goriva elektrane bit će približno jednaka onoj koja se može zabilježiti kod standardnih motora aviona koji su trenutno u pogonu.
To jest, to je aplikacija za power point supersonični avion će potrošiti približno istu količinu goriva kao i konvencionalni avion, koji nije u stanju da ubrza do brzina iznad 1 Maha.
Kako će se to dogoditi još je teško objasniti. Budući da dizajnerske karakteristike motora, njegovi kreatori trenutno ne otkrivaju.
Šta oni mogu biti - ruski supersonični avioni?
Naravno, danas postoji mnogo konkretnih projekata za supersonične putničke avione. Međutim, nisu svi blizu implementacije. Pogledajmo one koji najviše obećavaju.
Dakle - ruski proizvođači aviona, koji su naslijedili iskustvo sovjetskih majstora, zaslužuju posebnu pažnju. Kao što je ranije spomenuto, danas je unutar zidina TsAGI nazvanog po Žukovskom, prema riječima njegovih zaposlenika, stvaranje koncepta nove generacije supersoničnog putničkog aviona gotovo završeno.
U zvaničnom opisu modela, koji je dala pres služba instituta, pominje se da je riječ o "lakoj, administrativnoj" letjelici, "sa niskim nivoom zvučnog udara". Dizajn izvode stručnjaci, zaposleni u ovoj ustanovi.
Takođe, u poruci pres službe TsAGI spominje se da će zbog posebnog rasporeda trupa aviona i posebne mlaznice na kojoj je ugrađen sistem za suzbijanje buke, ovaj model demonstrirati najnovija tehnološka dostignuća u ruskoj avio industriji. .
Uzgred, važno je napomenuti da je među najperspektivnijim projektima TsAGI-ja, pored opisanog, i nova konfiguracija putničkih aviona, nazvana "leteće krilo". Implementira nekoliko posebno relevantnih poboljšanja. Konkretno, omogućava poboljšanje aerodinamike, smanjenje potrošnje goriva itd. Ali za ne-supersonične avione.
Između ostalog, ovaj institut je više puta predstavljao gotove projekte koji su privukli pažnju zaljubljenika u avijaciju iz cijelog svijeta. Recimo – jedan od najnovijih – model supersoničnog poslovnog mlažnjaka koji može preći do 7.000 kilometara bez dopunjavanja goriva, a dostići brzinu od 1,8 hiljada km/h. Ovo je predstavljeno na izložbi Gidroaviasalon-2018.
"... dizajn se odvija u cijelom svijetu!"
Pored pomenutih ruskih, najperspektivniji su i sledeći modeli. Američki AS2 (sposoban za brzine do 1,5 Maha). Španski S-512 (ograničenje brzine - 1,6 maha). Takođe, trenutno u izradi u SAD, Boom, iz Boom Technologies (pa, moći će da leti maksimalnom brzinom od 2,2 Maha).
Tu je i X-59, koji je po nalogu NASA-e kreirao Lockheed Martin. Ali to će biti leteća naučna laboratorija, a ne putnički avion. I do sada niko nije planirao da ga pusti u masovnu proizvodnju.
Zanimljivi su planovi Boom Technologies. Zaposleni u ovoj kompaniji izjavljuju da će pokušati postići maksimalno smanjenje troškova leta na supersoničnim avionima koje je kreiralo preduzeće. Na primjer, oni mogu približno procijeniti cijenu leta od Londona do New Yorka. Radi se o 5000 američkih dolara.
Poređenja radi, ovoliko košta karta za let od engleske prestonice do "Njujorka" redovnim, odnosno "podzvučnim" avionom, u poslovnoj klasi. Odnosno, cijena leta na avionu koji može letjeti brzinom većom od 1,2 maha bit će približno jednaka cijeni skupe karte za avion koji nije mogao obaviti isti brz let.
Međutim, Boom Technologies se kladio da neće biti moguće stvoriti "tihi" supersonični putnički brod u kratkom roku. Stoga će njihov Boom letjeti maksimalnom brzinom koju može razviti samo iznad vodenih prostora. I dok ste iznad kopna, prebacite se na manji.
S obzirom da će dužina Booma biti 52 metra, istovremeno će moći da preveze do 45 putnika. Prema planovima kompanije koja projektuje letelicu, prvi let ove novine trebalo bi da se dogodi 2025. godine.
Ono što se trenutno zna o drugom obećavajući projekat– AS2? Moći će prevesti znatno manje ljudi - samo osam do dvanaest ljudi po letu. U ovom slučaju, dužina košuljice bit će jednaka 51,8 metara.
Iznad vode, on će, kako je planirano, moći da leti brzinom od 1,4-1,6 maha, a iznad kopna - 1,2. Usput, u potonjem slučaju, zbog posebnog oblika, avion, u principu, neće formirati udarne valove. Prvi put bi ovaj model trebao poletjeti u zrak u ljeto 2023. godine. U oktobru iste godine letjelica će izvesti svoj prvi let preko Atlantika.
Ovaj događaj će se poklopiti sa nezaboravnim datumom - dvadesetom godišnjicom od kada je Concordes posljednji put preletio London.
Štaviše, španski S-512 će prvi put poleteti u nebo najkasnije do kraja 2021. godine. A isporuke ovog modela kupcima počeće 2023. godine. Maksimalna brzina ovog aviona je 1,6 maha. Na brodu je moguće smjestiti 22 putnika. Maksimalni domet leta je 11,5 hiljada km.
Klijent je glava svega!
Kao što vidite, neke kompanije se veoma trude da završe dizajn i počnu da prave avione – što je brže moguće. Za čije dobro su spremni toliko žuriti? Hajde da pokušamo da objasnimo.
Tako je tokom 2017. godine, na primjer, obim vazdušnog putničkog saobraćaja iznosio četiri milijarde ljudi. Štaviše, njih 650 miliona letelo je na velike udaljenosti, putovavši od 3,7 do trinaest sati. Dalje - 72 miliona od 650, štaviše, leteli su prvom, ili poslovnom klasom.
Upravo na ovih 72.000.000 ljudi, u prosjeku, računaju one kompanije koje se bave stvaranjem supersoničnih putničkih aviona. Logika je jednostavna - moguće je da mnogima od njih neće smetati da plate kartu malo više, uz uslov da će let biti otprilike duplo brži.
Ali, uprkos svim perspektivama, mnogi stručnjaci razumno vjeruju da bi aktivni napredak nadzvučne avijacije, stvorene za prijevoz putnika, mogao početi nakon 2025.
U prilog ovom mišljenju ide i činjenica da će pomenuta „leteća” laboratorija X-59 prvi put poleteti u vazduh tek 2021. godine. A zašto?
Istraživanja i perspektive
Glavna svrha njegovih letova, koji će se odvijati tokom nekoliko godina, biće prikupljanje informacija. Činjenica je da ova letjelica mora nadzvučnom brzinom letjeti iznad raznih naselja. Stanovnici ovih naselja već su dali saglasnost za testiranje.
A nakon što laboratorijski avion završi sljedeći "eksperimentalni let", ljudi koji žive u njima naselja, iznad koje je preletela, trebalo bi da ispriča o "utiscima" koje su stekli za vreme dok im je avion bio nad glavom. I posebno jasno izraziti kako je buka percipirana. Da li je to uticalo na njihovu egzistenciju itd.
Podaci prikupljeni na ovaj način bit će proslijeđeni Federalnoj upravi za zrakoplovstvo u Sjedinjenim Državama. A nakon njihove detaljne analize od strane stručnjaka, moguće je da će zabrana letova nadzvučnih aviona iznad naseljenih područja kopna biti ukinuta. Ali u svakom slučaju, to će se dogoditi ne prije 2025. godine.
U međuvremenu možemo gledati stvaranje ovih inovativnih aviona koji će svojim letovima uskoro označiti rođenje nove ere supersonične putničke avijacije!
