Tout au long de l'histoire, l'homme a été amené à surmonter toutes les barrières possibles. L'un d'eux a longtemps été la vitesse du son. À l'heure actuelle, il existe de nombreux avions supersoniques, dont certains sont activement utilisés par divers États, tandis que d'autres, pour une raison ou une autre, ne prennent plus le ciel.
Au cours des développements qui se déroulent depuis de nombreuses décennies, non seulement des chasseurs militaires supersoniques ont été conçus, mais également des paquebots civils, qui ont pendant un certain temps transporté des passagers.
Le développement d'avions capables de le dépasser a commencé au milieu du siècle dernier. C'était pendant la Seconde Guerre mondiale, lorsque des scientifiques allemands travaillaient dur pour développer un avion supersonique capable de renverser le cours de la guerre.
Cependant, la guerre a pris fin et de nombreux scientifiques allemands qui ont travaillé sur ces développements ont été capturés par les Américains. En grande partie grâce à eux, les États-Unis ont développé un avion propulsé par fusée - le Bell X-1, sur lequel en 1947 Chuck Yeager a été le premier au monde à dépasser la vitesse du son.
Un an plus tard, l'Union soviétique est parvenue à un résultat similaire en développant le LA-176, qui a d'abord rattrapé la vitesse du son à une altitude de 9000 mètres, et un mois plus tard, après avoir reçu des moteurs améliorés, il l'a dépassé à un altitude de 7000 mètres.
Malheureusement, le projet a été fermé en raison du décès tragique d'O.V. Sokolovsky, l'un des pilotes de cet avion. De plus, les progrès dans la conception des avions supersoniques ont été ralentis en raison de certains obstacles physiques : liquéfaction de l'air à trop grande vitesse, modifications de l'aérodynamique et carénage. Un obstacle sérieux était la surchauffe des avions franchissant le mur du son. Ce phénomène est appelé flottement.
Au cours des années suivantes, les concepteurs ont travaillé sur la rationalisation, l'aérodynamique, les matériaux de coque et d'autres améliorations.
L'aviation militaire dans les années 1950
Au début de cette décennie, les États-Unis et l'URSS, en concurrence dans tous les domaines, ont développé le F-100 Super Sabre et le MiG-19. Au début, le F-100 américain a dépassé le MiG soviétique, atteignant une vitesse de 1215 kilomètres par heure en 1953, mais un an plus tard, le MiG soviétique a pu le devancer, accélérant à 1450 kilomètres par heure.
Malgré l'absence d'affrontements militaires ouverts entre les États-Unis et l'URSS, dans les conflits locaux des guerres du Vietnam et de Corée, il a été constaté que le MiG soviétique était à bien des égards supérieur à son concurrent américain.
Le MiG-19 était plus léger, a décollé plus rapidement, a surpassé le concurrent en termes de performances dynamiques et le rayon de son utilisation au combat était supérieur de 200 kilomètres à celui du F-100.
De telles circonstances ont conduit les Américains à un intérêt accru pour les développements soviétiques, et après la fin de la guerre de Corée, l'officier No Geum Sok a détourné un MiG-19 d'une base aérienne soviétique, le fournissant aux États-Unis, pour lequel il a reçu un récompense de 100 000 $.
Aviation civile supersonique
Les développements techniques obtenus pendant les années de guerre ont donné une impulsion au développement rapide de l'aviation dans les années 60. Les principaux problèmes causés par le franchissement du mur du son ont été résolus et les concepteurs ont pu commencer à concevoir le premier avion supersonique civil.
Le vol du premier avion de ligne supersonique conçu pour transporter des passagers a eu lieu en 1961. Cet avion était un Douglas DC-8, piloté sans passagers, avec des ballasts placés à bord pour simuler leur poids pour des essais dans des conditions aussi proches que possible de la réalité. Au moment de la descente d'une hauteur de 15877, une vitesse de 1262 km / h a été développée.
De plus, la vitesse du son n'a pas été planifiée par le Boeing 747 lorsque l'avion, se dirigeant de Taipei à Los Angeles, à la suite d'un dysfonctionnement et de l'incompétence de l'équipage, est entré dans une plongée incontrôlée. Plongé d'une altitude de 125 000 mètres à 2 900 mètres, l'avion a dépassé la vitesse du son, tout en subissant des dommages à l'empennage et en blessant grièvement deux passagers. L'incident s'est produit en 1985.
Au total, deux avions ont été construits qui pourraient vraiment dépasser la vitesse du son lors de vols réguliers. Il s'agissait du Tu-144 soviétique et de l'Aérospatiale-BAC Concorde anglo-français. En dehors de ces avions, aucun autre avion de passagers ne pouvait maintenir une vitesse de croisière supersonique.
Tu-144 et Concorde
Le Tu-144 est à juste titre considéré comme le premier avion de passagers supersonique de l'histoire, car il a été construit avant le Concorde. Ces paquebots se distinguaient non seulement par leurs excellentes caractéristiques techniques, mais également par leur apparence élégante - beaucoup les considèrent comme les plus beaux avions de l'histoire de l'aviation.
Malheureusement, le Tu-144 n'était pas seulement le premier avion de passagers supersonique à s'envoler, mais aussi le premier avion de ligne de ce type à s'écraser. En 1973, lors du crash du Bourget, 14 personnes périrent, ce qui fut la première impulsion à l'arrêt des vols sur cet engin.
Le deuxième accident du Tu-144 s'est produit dans la région de Moscou en 1978 - un incendie s'est déclaré dans l'avion, à cause duquel l'atterrissage de deux membres d'équipage s'est transformé en une issue fatale.
Lors de l'inspection, il a été établi que la cause de l'incendie était un défaut du système d'alimentation en carburant du nouveau moteur, qui était en cours de test à ce moment-là, sinon l'avion a montré d'excellentes performances, car il a pu atterrir en cas de un feu. Malgré cela, les rails commerciaux y ont été interrompus.
Concorde a servi l'aviation européenne beaucoup plus longtemps - les vols se sont poursuivis de 1976 à 2003. Cependant, en 2000, ce paquebot s'est également écrasé. Alors qu'il décollait à Charles de Gaulle, l'avion a pris feu et s'est écrasé au sol, tuant 113 personnes.
Concorde dans toute l'histoire des vols n'a jamais commencé à porter ses fruits, et après la catastrophe, le flux de passagers a tellement diminué que le projet est devenu encore moins rentable, et trois ans plus tard, les vols sur cet avion supersonique ont cessé.
Spécifications Tu-144
Beaucoup de gens se demandent quelle était la vitesse d'un avion supersonique ? Considérez les caractéristiques techniques de l'avion, qui a longtemps fait la fierté de l'aviation nationale:
- Équipage - 4 personnes ;
- Capacité - 150 personnes ;
- Le rapport longueur/hauteur est de 67/12,5 mètres ;
- Poids maximal - 180 tonnes;
- Poussée avec postcombustion - 17500 kg / s;
- Vitesse de croisière -2200 km/h ;
- L'altitude maximale de vol est de 18 000 mètres ;
- Portée de vol - 6500 kilomètres.
Le Tu-144 est un avion supersonique soviétique développé par le Tupolev Design Bureau dans les années 1960. Avec le Concorde, c'est l'un des deux seuls avions de ligne supersoniques jamais utilisés par les compagnies aériennes à des fins commerciales.
Dans les années 60, les cercles de l'aviation aux États-Unis, en Grande-Bretagne, en France et en URSS ont activement discuté de projets pour la création d'un avion supersonique de passagers avec une vitesse maximale de 2500-3000 km / h, une autonomie de vol d'au moins 6-8 mille km. En novembre 1962, la France et la Grande-Bretagne signent un accord sur le développement et la construction en commun du Concorde (Consent).
Les créateurs de l'avion supersonique
En Union soviétique, le bureau d'études de l'académicien Andrey Tupolev s'est engagé dans la création d'un avion supersonique. Lors d'une réunion préliminaire du bureau d'études en janvier 1963, Tupolev déclara :
"En pensant à l'avenir du transport aérien de personnes d'un continent à l'autre, vous arrivez à une conclusion sans équivoque: des avions de ligne supersoniques sont sans aucun doute nécessaires, et je ne doute pas qu'ils verront le jour ..."
Le fils de l'académicien, Alexei Tupolev, a été nommé concepteur principal du projet. Plus d'un millier de spécialistes d'autres organisations ont étroitement coopéré avec son bureau d'études. La création a été précédée de vastes travaux théoriques et expérimentaux, qui comprenaient de nombreux tests en soufflerie et dans des conditions naturelles lors des vols d'un analogue.
Concorde et Tu-144
Les développeurs ont dû se creuser la tête pour trouver la disposition optimale de la machine. La vitesse du paquebot conçu est d'une importance fondamentale - 2500 ou 3000 km/h. Les Américains, ayant appris que le Concorde était conçu pour 2500 km/h, ont annoncé qu'ils libéreraient leur passager Boeing 2707, fait d'acier et de titane, seulement six mois plus tard. Seuls ces matériaux ont résisté à l'échauffement de la structure au contact du flux d'air à des vitesses de 3000 km/h et plus sans conséquences destructrices. Cependant, les structures solides en acier et en titane doivent encore subir de sérieux tests technologiques et opérationnels. Cela prendra beaucoup de temps, et Tupolev décide de construire un avion supersonique en duralumin, basé sur une vitesse de 2500 km/h. Le projet américain Boeing a ensuite été complètement fermé.
En juin 1965, le modèle a été présenté au salon annuel de l'aéronautique de Paris. Le Concorde et le Tu-144 se sont révélés étonnamment similaires. Les concepteurs soviétiques ont déclaré - rien de surprenant: la forme générale est déterminée par les lois de l'aérodynamique et les exigences d'un certain type de machine.
forme d'aile d'avion supersonique
Mais quelle devrait être la forme de l'aile? Nous nous sommes installés sur une fine aile triangulaire avec un contour du bord d'attaque en forme de lettre "8". Le schéma sans queue - inévitable avec une telle conception de l'avion porteur - a rendu le paquebot supersonique stable et bien contrôlé dans tous les modes de vol. Quatre moteurs étaient situés sous le fuselage, plus près de l'axe. Le carburant est placé dans des réservoirs d'aile à caissons. Les réservoirs d'équilibrage, situés à l'arrière du fuselage et des renflements des ailes, sont conçus pour modifier la position du centre de gravité lors du passage de la vitesse de vol subsonique au supersonique. Le nez a été rendu pointu et lisse. Mais comment dans ce cas offrir aux pilotes une vision vers l'avant ? Ils ont trouvé une issue - "le nez incliné". Le fuselage à section circulaire avait un cône de nez de cockpit déviant vers le bas à un angle de 12 degrés lors du décollage et de 17 degrés lors de l'atterrissage.
Un avion supersonique prend son envol
Le premier avion supersonique prend son envol le dernier jour de 1968. La machine était pilotée par le pilote d'essai E. Yelyan. En tant qu'avion de passagers, il a été le premier au monde à dépasser la vitesse du son début juin 1969, se trouvant à une altitude de 11 kilomètres. L'avion supersonique a pris la deuxième vitesse du son (2M) au milieu de 1970, étant à une altitude de 16,3 kilomètres. L'avion supersonique a incorporé de nombreuses innovations de conception et techniques. Ici, je voudrais noter une décision telle que la queue horizontale avant. Lors de l'utilisation du PGO, la maniabilité du vol a été améliorée et la vitesse s'est éteinte lors de l'approche à l'atterrissage. L'avion supersonique domestique pouvait être exploité à partir de deux douzaines d'aéroports, tandis que le Concorde franco-anglais, ayant une vitesse d'atterrissage élevée, ne pouvait atterrir que dans un aéroport certifié. Les designers du Tupolev Design Bureau ont fait un travail formidable. Prenez, par exemple, les essais sur le terrain de l'aile. Ils se sont déroulés sur un laboratoire volant - le MiG-21I, spécialement converti pour tester la conception et l'équipement de l'aile du futur avion supersonique.
Développement et modification
Les travaux de développement de la conception de base "044" sont allés dans deux directions: la création d'un nouveau turboréacteur économique sans postcombustion de type RD-36-51 et une amélioration significative de l'aérodynamique et de la conception d'un avion supersonique. Le résultat était de répondre aux exigences de la gamme de vol supersonique. La décision de la commission du Conseil des ministres de l'URSS sur la variante d'un avion supersonique avec RD-36-51 a été adoptée en 1969. Dans le même temps, sur proposition du MAP - MGA, une décision est prise, jusqu'à la création des RD-36-51 et leur installation sur un avion supersonique, de construire six avions supersoniques avec des NK-144A à carburant spécifique réduit consommation. La conception des avions supersoniques de série avec le NK-144A était censée être considérablement modernisée, pour effectuer des changements importants dans l'aérodynamique, ayant reçu Kmax plus de 8 en mode croisière supersonique de série sur RD-36-51.
Construction d'un avion supersonique modernisé
La construction du Tu-144 modernisé de pré-production ("004") a commencé au MMZ "Experience" en 1968. Selon les données calculées avec les moteurs NK-144 (Cp = 2,01), la portée supersonique attendue aurait dû être de 3275 km, et avec le NK-144A (Cp = 1,91), elle aurait dû dépasser 3500 km. Afin d'améliorer les caractéristiques aérodynamiques en mode croisière M = 2,2, la forme de l'aile en plan a été modifiée (le balayage de la partie d'entrée le long du bord d'attaque a été réduit à 76 °, et celui de base a été augmenté à 57 °), le la forme des ailes est devenue plus proche du "gothique". Par rapport au "044", la surface de l'aile a augmenté, une torsion conique plus intense des parties d'extrémité de l'aile a été introduite. Cependant, l'innovation la plus importante dans l'aérodynamique de l'aile était le changement de la partie médiane de l'aile, qui permettait un auto-équilibrage en mode croisière avec une perte de qualité minimale, en tenant compte de l'optimisation des déformations de vol de l'aile dans ce mode. La longueur du fuselage a été augmentée pour accueillir 150 passagers, la forme de la proue a été améliorée, ce qui a également eu un effet positif sur l'aérodynamisme.
Contrairement au "044", chaque paire de moteurs dans des nacelles bimoteurs avec prises d'air a été écartée, en libérant la partie inférieure du fuselage, en la déchargeant des charges de température et de vibration accrues, tout en modifiant la surface inférieure de l'aile dans le place de la zone de compression de flux calculée, augmentant l'écart entre la surface inférieure de l'aile et la surface supérieure de la prise d'air - tout cela a permis d'utiliser plus intensivement l'effet de préchargement du flux à l'entrée vers les prises d'air à Kmax qu'il était possible d'obtenir sur "044". La nouvelle disposition des nacelles moteurs a nécessité des modifications du châssis : le train d'atterrissage principal a été placé sous les nacelles moteurs, avec leur nettoyage à l'intérieur entre les canaux d'air des moteurs, ils sont passés à un bogie à huit roues, et le schéma de nettoyage de le train d'atterrissage avant a également changé. Une différence importante entre «004» et «044» était l'introduction d'une aile de déstabilisateur avant à plusieurs sections rétractable en vol, qui était prolongée du fuselage en modes décollage et atterrissage, et permettait de fournir l'équilibrage requis avec elevon dévié volets. Des améliorations de conception, une augmentation de la charge utile et de l'approvisionnement en carburant ont entraîné une augmentation de la masse au décollage, qui a dépassé 190 tonnes (pour "044" - 150 tonnes).
Pré-production Tu-144
La construction de l'avion supersonique de pré-production n ° 01-1 (numéro de queue 77101) a été achevée au début de 1971, le 1er juin 1971, il a effectué son premier vol. Selon le programme d'essais en usine, la machine a effectué 231 vols, d'une durée de 338 heures, dont 55 heures de vol supersonique. Sur cette machine, des problèmes complexes ont été résolus - des questions d'interaction de la centrale électrique dans différents modes de vol. Le 20 septembre 1972, la voiture effectua un vol sur la route Moscou-Tachkent, alors que la route était achevée en 1 heure 50 minutes, la vitesse de croisière pendant le vol atteignait 2500 km / h. La machine de pré-production est devenue la base du déploiement de la production de masse à l'usine d'aviation de Voronezh (VAZ), qui, par décision du gouvernement, s'est vu confier le développement d'un avion supersonique en série.
Le premier vol de la série Tu-144
Le premier vol d'un avion supersonique de série n ° 01-2 (numéro de queue 77102) avec des moteurs NK-144A a eu lieu le 20 mars 1972. Dans la série, selon les résultats des tests de la machine de pré-production, l'aérodynamique de l'aile a été corrigée et sa surface a été légèrement augmentée à nouveau. La masse au décollage de la série a atteint 195 tonnes. La consommation de carburant spécifique du NK-144A au moment des tests opérationnels des machines en série devait être augmentée à 1,65-1,67 kg / kgf heure en optimisant la buse du moteur, et plus tard jusqu'à 1,57 kg / kgf heure, tandis que la plage de vol devrait être d'augmenter à 3855-4250 km et 4550 km respectivement. En 1977, lors des essais et du raffinement des séries Tu-144 et NK-144A, nous étions en mesure d'atteindre Cp = 1,81 kg / kgf heure en mode de poussée supersonique de croisière de 5000 kgf, Cp = 1,65 kg / kgf heure dans le poussée postcombustion au décollage 20 000 kgf, Cp=0,92 kg/kgf heure en mode poussée subsonique croisière de 3 000 kgf et en mode postcombustion maximale en mode transsonique a reçu 11 800 kgf Fragment d'un avion supersonique.
Vols et essais d'avions supersoniques
Première étape de test
En peu de temps, dans le strict respect du programme, 395 vols ont été effectués pour un temps de vol total de 739 heures, dont plus de 430 heures en modes supersoniques.
Deuxième étape de test
Lors de la deuxième étape des essais opérationnels, conformément à l'arrêté conjoint des ministres de l'industrie aéronautique et de l'aviation civile du 13 septembre 1977 n° 149-223, il y a eu une connexion plus active des installations et services de l'aviation civile. Une nouvelle commission d'essai a été formée, dirigée par le sous-ministre de l'Aviation civile B.D. Rugueux. Par décision de la commission, puis confirmée par un arrêté conjoint du 30 septembre au 5 octobre 1977, des équipages sont désignés pour effectuer des essais opérationnels :
- Premier équipage : les pilotes B.F. Kuznetsov (Administration des transports de l'aviation civile de Moscou), S.T. Agapov (ZhLIiDB), navigateur S.P. Khramov (MTU GA), ingénieurs de vol Yu.N. Avaev (MTU GA), Yu.T. Seliverstov (ZhLIiDB), ingénieur en chef S.P. Avakimov (ZhLIiDB).
- Le deuxième équipage : les pilotes V.P. Voronine (MGU GA), I.K. Vedernikov (ZhLIiDB), navigateur A.A. Senyuk (MTU GA), ingénieurs de vol E.A. Trebuntsov (MTU GA) et V.V. Solomatin (ZhLIiDB), ingénieur principal V.V. Isaev (GosNIIGA).
- Le troisième équipage : les pilotes M.S. Kuznetsov (GosNIIGA), G.V. Voronchenko (ZhLIiDB), navigateur V.V. Vyazigin (GosNIIGA), ingénieurs de vol M.P. Isaev (MTU GA), V.V. Solomatin (ZhLIiDB), ingénieur en chef V.N. Poklad (ZhLIiDB).
- Le quatrième équipage : les pilotes N.I. Yurskov (GosNIIGA), V.A. Sevankaev (ZhLIiDB), navigateur Yu.A. Vasiliev (GosNIIGA), ingénieur de vol V.L. Venediktov (GosNIIGA), ingénieur en chef I.S. Mayboroda (GosNIIGA).
Avant le début des tests, un gros travail a été fait pour revoir tous les matériaux reçus afin de les utiliser « pour compenser » le respect d'exigences spécifiques. Cependant, malgré cela, certains experts de l'aviation civile ont insisté sur la mise en œuvre du "Programme d'essais opérationnels d'un avion supersonique", développé à GosNIIGA en 1975 sous la direction de l'ingénieur en chef A.M. Teteryukov. Ce programme nécessitait, en effet, la répétition de vols précédemment effectués à hauteur de 750 vols (1200 heures de vol) sur les routes MGA.
Le volume total de vols opérationnels et d'essais pour les deux étapes s'élèvera à 445 vols avec 835 heures de vol, dont 475 heures en modes supersoniques. 128 vols jumelés ont été effectués sur la liaison Moscou-Alma-Ata.
L'étape finale
La dernière étape des tests n'a pas été ardue d'un point de vue technique. Un travail rythmé dans les délais a été assuré sans pannes graves ni défauts majeurs. Le personnel d'ingénierie et technique "s'est amusé" à évaluer l'équipement ménager, à préparer le transport de passagers. Les agents de bord impliqués dans les tests et les spécialistes concernés de l'Institut national de recherche de l'aviation civile ont commencé à dispenser une formation au sol pour développer la technologie de service aux passagers en vol. La dite. "blagues" et deux vols techniques avec passagers. Le "Raffle" a eu lieu le 16 octobre 1977, avec une simulation complète de l'enregistrement des billets, de l'enregistrement des bagages, de l'embarquement des passagers, du vol en temps réel, du débarquement des passagers et de l'enregistrement des bagages à l'aéroport de destination. Parmi les "passagers" (les meilleurs employés du Bureau d'études, ZhLIiDB, GosNIIGA et d'autres organisations), il n'y avait pas de fin. Le régime pendant le "vol" était au plus haut niveau, puisqu'il a été approuvé par le menu de première classe, tout le monde l'a beaucoup apprécié. Le "tirage" a permis de clarifier de nombreux éléments et détails importants du service aux passagers. Les 20 et 21 octobre 1977, deux vols techniques ont été effectués le long de la route Moscou-Alma-Ata avec des passagers. Les premiers passagers étaient des employés de nombreuses organisations directement impliquées dans la création et les tests d'un avion supersonique. Aujourd'hui, il est même difficile d'imaginer l'ambiance à bord : il y avait un sentiment de joie et de fierté, un grand espoir d'évolution sur fond de service de premier ordre, auquel les techniciens ne sont absolument pas habitués. Dans les premiers vols, tous les chefs d'institutions et d'organisations de premier plan étaient à bord.
La route pour le trafic de passagers est ouverte
Les vols techniques se sont déroulés sans remarques sérieuses et ont montré la pleine disponibilité de l'avion supersonique et de tous les services au sol pour le transport régulier. Le 25 octobre 1977, le ministre de l'aviation civile de l'URSS B.P. Bugaev et ministre de l'industrie aéronautique de l'URSS V.A. Kazakov a approuvé le document principal: "Agir sur les résultats des tests opérationnels d'un avion supersonique avec des moteurs NK-144" avec une conclusion et des conclusions positives.
Sur la base des tableaux présentés de la conformité du Tu-144 aux exigences des normes de navigabilité provisoires pour les Tu-144 civils de l'URSS, l'ensemble des preuves présentées, y compris les actes sur les tests d'état et opérationnels, le 29 octobre 1977, le président du registre national de l'aviation de l'URSS I.K. Mulkidzhanov a approuvé la conclusion et a signé le premier certificat de navigabilité de l'URSS de type n ° 03-144 pour un avion supersonique avec des moteurs NK-144A.
La route pour le trafic de passagers était ouverte.
L'avion supersonique pouvait atterrir et décoller dans 18 aéroports de l'URSS, tandis que Concorde, dont la vitesse de décollage et d'atterrissage était 15% plus rapide, exigeait un certificat d'atterrissage séparé pour chaque aéroport. Selon certains experts, si les moteurs du Concorde avaient été placés de la même manière que ceux du Tu-144, alors l'accident du 25 juillet 2000 ne se serait pas produit.
Selon les experts, la conception de la cellule du Tu-144 était parfaite, mais les défauts concernaient les moteurs et divers systèmes.
Le deuxième exemplaire en série de l'avion supersonique
En juin 1973, le 30e Salon international de l'aéronautique et de l'espace de Paris a lieu en France. L'intérêt suscité par le paquebot soviétique Tu-144, le premier avion supersonique au monde, était énorme. Le 2 juin, des milliers de visiteurs du salon aéronautique de la banlieue parisienne, Le Bourget, ont vu le deuxième exemplaire de série de l'avion supersonique décoller sur la piste. Le rugissement de quatre moteurs, un décollage puissant - et maintenant la voiture est dans les airs. Le nez pointu du paquebot se redressa et visa le ciel. Le supersonique Tu, piloté par le capitaine Kozlov, effectue son premier vol de démonstration au-dessus de Paris : ayant pris la hauteur nécessaire, la voiture dépasse l'horizon, puis revient et fait un cercle au-dessus de l'aérodrome. Le vol s'est déroulé en mode normal, aucun problème technique n'a été constaté.
Le lendemain, l'équipage soviétique a décidé de montrer tout ce dont le nouveau était capable.
Catastrophe lors d'une manifestation
La matinée ensoleillée du 3 juin ne semblait pas augurer de troubles. Au début, tout s'est déroulé comme prévu, - le public, levant la tête, a applaudi à l'unisson. L'avion supersonique, ayant montré la "classe la plus élevée", est descendu. À ce moment, un chasseur français Mirage est apparu dans les airs (il s'est avéré plus tard qu'il filmait un spectacle aérien). Une collision semblait inévitable. Afin de ne pas s'écraser sur l'aérodrome et les spectateurs, le commandant d'équipage a décidé de monter plus haut et a tiré le volant vers lui. Cependant, la hauteur était déjà perdue, des charges importantes ont été créées sur la structure; en conséquence, l'aile droite s'est fissurée et est tombée. Un incendie s'y est déclaré, et quelques secondes plus tard, un avion supersonique flamboyant s'est précipité au sol. Un terrible atterrissage s'est produit dans une des rues de la banlieue parisienne de Goosenville. La machine géante, détruisant tout sur son passage, s'est écrasée au sol et a explosé. L'équipage au complet - six personnes - et huit Français au sol sont tués. Goosenville a également souffert - plusieurs bâtiments ont été détruits. Qu'est-ce qui a conduit au drame ? Selon la plupart des experts, la cause de la catastrophe était une tentative de l'équipage d'un avion supersonique d'éviter une collision avec le Mirage. Lors de l'atterrissage, le Tu est entré dans le sillage du chasseur français Mirage.
Vidéo : Crash du Tu-144 en 1973 : comment c'était
Cette version est donnée dans le livre de Gene Alexander "Russian Aircraft since 1944" et dans un article du 11 juin 1973 dans le magazine Aviation Week and Space Technology , écrit dans une nouvelle poursuite. Les auteurs pensent que le pilote Mikhail Kozlov a atterri sur la mauvaise piste - soit par erreur du directeur de vol, soit par la négligence des pilotes. Le contrôleur a remarqué l'erreur à temps et a averti les pilotes soviétiques. Mais au lieu d'aller au deuxième cercle, Kozlov a effectué un virage serré - et s'est retrouvé juste devant le nez du chasseur de l'armée de l'air française. Le copilote de l'époque filmait une histoire sur l'équipage du Tu pour la télévision française avec une caméra et ne portait donc pas de ceinture de sécurité. Pendant la manœuvre, il est tombé sur la console centrale, et le temps qu'il revienne à sa place, il avait déjà perdu de l'altitude. Kozlov a brusquement tiré le volant vers lui - surcharge: l'aile droite ne pouvait pas le supporter. Et voici une autre explication de la terrible tragédie. Kozlov a reçu l'ordre de tirer le maximum de la voiture. Même au décollage, à basse vitesse, il a pris presque un angle vertical. Pour un paquebot avec une telle configuration, cela se heurte à d'énormes surcharges. En conséquence, l'un des nœuds externes n'a pas pu le supporter et est tombé.
Selon les employés de A.N. Tupolev Design Bureau, la cause de la catastrophe était la connexion d'une unité de système de contrôle analogique mal ajustée, ce qui a entraîné une surcharge destructrice.
La version espion appartient à l'écrivain James Ahlberg. Bref, ça l'est. Les Soviétiques ont tenté de « meubler » le Concorde. Groupe N.D. Kuznetsova a créé de bons moteurs, mais ils ne pouvaient pas fonctionner à basse température, contrairement aux Concorde. Ensuite, les officiers du renseignement soviétiques sont intervenus. Penkovsky, par l'intermédiaire de son agent Greville Wine, a mis la main sur certains des plans du Concorde et les a envoyés à Moscou par l'intermédiaire d'un représentant commercial est-allemand. Le contre-espionnage britannique a donc établi la fuite, mais au lieu d'arrêter l'espion, ils ont décidé de laisser entrer la désinformation à Moscou par ses propres canaux. En conséquence, le Tu-144 est né, très similaire au Concorde. Il est difficile d'établir la vérité, puisque les "boîtes noires" n'ont rien clarifié. L'un a été retrouvé à Bourges, sur le site du crash, cependant, à en juger par les rapports, endommagé. Le second n'a jamais été retrouvé. Il y a une opinion que la "boîte noire" de l'avion supersonique est devenue le sujet de discorde entre le KGB et le GRU.
Selon les pilotes, des situations d'urgence se sont produites dans presque tous les vols. Le 23 mai 1978, le deuxième crash d'un avion supersonique s'est produit. Une version expérimentale améliorée du paquebot, Tu-144D (n° 77111), après un incendie de carburant dans la zone de la nacelle du moteur de la 3e centrale électrique en raison de la destruction de la conduite de carburant, de la fumée dans la cabine et l'arrêt de deux moteurs par l'équipage, a effectué un atterrissage d'urgence dans un champ près du village d'Ilyinsky Pogost, non loin de la ville d'Egoryevsk.
Après l'atterrissage, le commandant d'équipage V.D. Popov, le copilote E.V. Elyan et le navigateur V.V. Vyazigin ont quitté le paquebot par la fenêtre du cockpit. Les ingénieurs V. M. Kulesh, V. A. Isaev, V. N. Stolpovsky, qui se trouvaient dans la cabine, ont quitté le paquebot par la porte d'entrée principale. Les ingénieurs de vol O. A. Nikolaev et V. L. Venediktov ont été pris au travail par des structures déformées lors de l'atterrissage et sont décédés. (Le cône de nez dévié a touché le sol en premier, a fonctionné comme un couteau de bulldozer, gagnant du terrain et tourné sous le ventre, entrant dans le fuselage.) Le 1er juin 1978, Aeroflot a définitivement arrêté les vols supersoniques de passagers.
Amélioration de l'avion supersonique
Les travaux d'amélioration de l'avion supersonique se sont poursuivis pendant plusieurs années. Cinq avions en série produits; cinq autres étaient en construction. Une nouvelle modification a été développée - Tu-144D (longue portée). Cependant, le choix d'un nouveau moteur (plus économique), le RD-36-51, a nécessité une refonte importante de l'avion, notamment du groupe motopropulseur. De graves lacunes de conception dans ce domaine ont entraîné un retard dans la sortie du nouveau revêtement. Ce n'est qu'en novembre 1974 que le Tu-144D de série (numéro de queue 77105) a pris son envol, et neuf (!) Ans après son premier vol, le 1er novembre 1977, l'avion supersonique a reçu un certificat de navigabilité. Le même jour, les vols passagers ont été ouverts. Au cours de leur courte opération, les paquebots ont transporté 3194 passagers. Le 31 mai 1978, les vols ont été arrêtés: un incendie s'est déclaré sur l'un des Tu-144D de série et le paquebot s'est écrasé lors d'un atterrissage d'urgence.
Les catastrophes de Paris et d'Egorievsk ont entraîné une diminution de l'intérêt de l'État pour le projet. De 1977 à 1978, 600 problèmes ont été identifiés. En conséquence, déjà dans les années 80, il a été décidé de supprimer l'avion supersonique, expliquant cela par "des effets néfastes sur la santé des personnes lors du franchissement du mur du son". Néanmoins, quatre des cinq Tu-144D qui étaient en production ont néanmoins été achevés. Plus tard, ils étaient basés à Joukovski et ont pris l'air en tant que laboratoires volants. Au total, 16 avions supersoniques ont été construits (y compris les modifications à longue portée), ce qui a fait un total de 2556 sorties. Au milieu des années 90, dix d'entre eux avaient survécu : quatre dans des musées (Monino, Kazan, Kuibyshev, Ulyanovsk) ; un est resté à l'usine de Voronej, où elle a été construite; un autre était à Joukovski avec quatre Tu-144D.
Par la suite, le Tu-144D n'a été utilisé que pour le transport de fret entre Moscou et Khabarovsk. Au total, l'avion supersonique a effectué 102 vols sous le pavillon d'Aeroflot, dont 55 étaient des vols passagers (3 194 passagers ont été transportés).
Plus tard, les avions supersoniques n'ont effectué que des vols d'essai et quelques vols dans le but d'établir des records du monde.
Sur le Tu-144LL, des moteurs NK-32 ont été installés en raison du manque de NK-144 ou RD-36-51 utilisables, similaires à ceux utilisés sur le Tu-160, de divers capteurs et d'équipements de contrôle et d'enregistrement de test.
Au total, 16 paquebots Tu-144 ont été construits, ce qui a fait un total de 2 556 sorties et a volé 4 110 heures (dont 77 144 ont volé le plus, 432 heures). La construction de quatre autres paquebots n'a jamais été achevée.
Que sont devenus les avions
Un total de 16 ont été construits - planches 68001, 77101, 77102, 77105, 77106, 77107, 77108, 77109, 77110, 77111, 77112, 77113, 77114, 77115, 77116 et 77144.
Ceux qui restent en état de vol n'existent pas actuellement. Les côtés du Tu-144LL n° 77114 et du Tu-144D n° 77115 sont presque entièrement équipés de pièces et peuvent être remis en état de vol.
Le TU-144LL n ° 77114, qui a été utilisé pour les tests de la NASA, est stocké dans un état récupérable sur l'aérodrome de Joukovski.
Le TU-144D n ° 77115 est également stocké sur l'aérodrome de Joukovski. En 2007, les deux paquebots ont été repeints et exposés au public lors du spectacle aérien MAKS-2007.
Les numéros 77114 et 77115 seront très probablement installés en tant que monuments ou exposés sur l'aérodrome de Joukovski. En 2004-2005, des accords ont été conclus avec eux pour les revendre à la ferraille, mais les protestations de la communauté aéronautique ont conduit à leur préservation. Le danger de les vendre pour la ferraille n'a pas été complètement éliminé. Les questions sur la propriété à laquelle ils passeront ne sont pas définitivement résolues.
La signature du premier cosmonaute qui a atterri sur la lune Neil Armstrong, du cosmonaute pilote Georgy Timofeevich Beregovoy et de tous les membres d'équipage décédés est sur la photo. L'avion supersonique n°77102 s'écrase lors d'un vol de démonstration au salon aéronautique du Bourget. Les 6 membres d'équipage (le pilote d'essai honoré de l'Union soviétique M.V. Kozlov, le pilote d'essai V.M. Molchanov, le navigateur G.N. Bazhenov, le concepteur en chef adjoint, le général de division V.N. Benderov, l'ingénieur en chef B.A. Pervukhin et l'ingénieur de vol A.I. Dralin) sont décédés.
De gauche à droite. Six membres d'équipage à bord de l'avion supersonique n° 77102 : héros pilote d'essai honoré de l'Union soviétique M.V. Kozlov, pilote d'essai V.M. Molchanov, navigateur G.N. Bazhenov, concepteur en chef adjoint, ingénieur général de division V.N. Benderov, ingénieur en chef B.A. Pervukhin et ingénieur de vol A.I. Ensuite, le pilote-cosmonaute, deux fois héros de l'Union soviétique, le général de division Georgy Timofeevich Beregovoy, derrière lui à gauche Lavrov Vladimir Alexandrovitch, puis le premier cosmonaute américain qui a atterri sur la lune Neil Armstrong, puis (debout derrière le Nil) - Stepan Gavrilovich Korneev (chef de l'UVS du département des relations extérieures du Présidium de l'Académie des sciences), au centre Tupolev Andrei Nikolaevich - concepteur d'avions soviétique, académicien de l'Académie des sciences de l'URSS, colonel général, trois fois héros du travail socialiste , héros du travail de la RSFSR, puis Alexander Alexandrovich Arkhangelsky, concepteur en chef de l'usine, concepteur d'avions soviétique, docteur en sciences techniques, scientifique honoré et techniciens de la RSFSR, héros du travail socialiste. Tupolev Aleksey Andreyevich (fils d'A.N. Tupolev) à l'extrême droite est un concepteur d'avions russe, académicien de l'Académie russe des sciences, académicien de l'Académie des sciences de l'URSS depuis 1984, héros du travail socialiste. La photo a été prise en 1970. Signatures sur la photo de G.T. Beregovoy et Neil Armstrong.
Concorde
Accident de Concorde.
Actuellement, le paquebot n'est pas en service en raison de la catastrophe du 25 juillet 2000. Le 10 avril 2003, British Airways et Air France ont annoncé leur décision de cesser l'exploitation commerciale de leur flotte de Conchords. Les derniers vols ont eu lieu le 24 octobre. Le dernier vol du Concorde a eu lieu le 26 novembre 2003, le G-BOAF (le dernier avion construit) a décollé d'Heathrow, a survolé le golfe de Gascogne, a fait un passage au-dessus de Bristol, et a atterri à l'aéroport de Filton.
Pourquoi les avions supersoniques ne sont plus exploités
L'avion supersonique de Tupolev est souvent qualifié de "génération perdue". Les vols intercontinentaux sont reconnus comme peu économiques : en une heure de vol, un avion supersonique consomme huit fois plus de carburant qu'un avion passager classique. Pour la même raison, les vols longue distance vers Khabarovsk et Vladivostok ne se justifiaient pas. Il n'est pas pratique d'utiliser le "Tu" supersonique comme revêtement de transport en raison de sa faible capacité de charge. Certes, le transport de passagers y est néanmoins devenu une activité prestigieuse et rentable pour Aeroflot, même si les billets étaient considérés comme très chers à l'époque. Même après la clôture officielle du projet, en août 1984, le chef de la base d'essais en vol Joukovski, Klimov, le chef du département de conception, Pukhov, et le concepteur en chef adjoint, Popov, avec le soutien de passionnés de vol supersonique, ont restauré et a commandé deux avions, et en 1985 a obtenu l'autorisation de voler pour établir des records du monde. Les équipages d'Aganov et de Veremey ont établi plus de 18 records du monde dans la classe des avions supersoniques - en vitesse, taux de montée et autonomie avec une charge.
Le 16 mars 1996, une série de vols de recherche Tu-144LL a commencé à Joukovski, ce qui a marqué le début du développement de la deuxième génération de paquebots supersoniques.
95-99 ans. L'avion supersonique portant le numéro de queue 77114 a été utilisé par la NASA américaine comme laboratoire volant. A reçu le nom de Tu-144LL. L'objectif principal est la recherche et les tests de développements américains pour créer notre propre avion supersonique moderne pour le transport de passagers.
Un avion de ligne ordinaire vole à une vitesse d'environ 900 km/h. Un avion de chasse à réaction peut atteindre environ trois fois la vitesse. Cependant, des ingénieurs modernes de la Fédération de Russie et d'autres pays du monde développent activement des machines encore plus rapides - des avions hypersoniques. Quelles sont les spécificités des concepts respectifs ?
Critères pour un avion hypersonique
Qu'est-ce qu'un avion hypersonique ? On entend par là un appareil capable de voler à une vitesse plusieurs fois supérieure à celle du son. Les approches des chercheurs pour déterminer son indicateur spécifique varient. Il existe une méthodologie répandue selon laquelle un avion doit être considéré comme hypersonique s'il s'agit d'un multiple des indicateurs de vitesse des véhicules supersoniques modernes les plus rapides. Qui sont environ 3-4 mille km / h. Autrement dit, un avion hypersonique, si vous suivez cette méthodologie, devrait atteindre des vitesses de 6 000 km / h.
Véhicules sans pilote et contrôlés
Les approches des chercheurs peuvent également différer en termes de détermination des critères de classification d'un appareil particulier en tant qu'aéronef. Il existe une version selon laquelle seules les machines contrôlées par une personne peuvent être considérées comme telles. Il existe un point de vue selon lequel un véhicule sans pilote peut également être considéré comme un aéronef. Par conséquent, certains analystes classent les machines du type en question entre celles qui sont soumises au contrôle humain et celles qui fonctionnent de manière autonome. Une telle division peut être justifiée, car les véhicules sans pilote peuvent avoir des caractéristiques techniques beaucoup plus impressionnantes, par exemple en termes de surcharge et de vitesse.
Parallèlement, de nombreux chercheurs considèrent l'avion hypersonique comme un concept unique, dont l'indicateur clé est la vitesse. Peu importe qu'une personne soit assise à la barre de l'appareil ou que la machine soit contrôlée par un robot - l'essentiel est que l'avion soit suffisamment rapide.
Décollage - indépendant ou avec une aide extérieure ?
La classification des avions hypersoniques est répandue, basée sur leur classification comme ceux qui sont capables de décoller de manière indépendante, ou ceux qui impliquent un placement sur un transporteur plus puissant - une fusée ou un avion cargo. Il existe un point de vue selon lequel il est légitime de se référer aux dispositifs du type considéré principalement ceux qui sont capables de décoller indépendamment ou avec une implication minimale d'autres types d'équipements. Cependant, les chercheurs qui pensent que le critère principal caractérisant un avion hypersonique - la vitesse - devrait être primordial dans toute classification. Qu'il s'agisse de classer l'appareil comme sans pilote, contrôlé, capable de décoller indépendamment ou avec l'aide d'autres machines - si l'indicateur correspondant atteint les valeurs ci-dessus, cela signifie que nous parlons d'un avion hypersonique.
Les principaux problèmes des solutions hypersoniques
Les concepts de solutions hypersoniques datent de plusieurs décennies. Tout au long des années de développement du type de véhicules correspondant, les ingénieurs du monde entier ont résolu un certain nombre de problèmes importants qui empêchent objectivement la mise en service de la production d '"hyperson" - similaire à l'organisation de la production d'avions à turbopropulseurs.
La principale difficulté dans la conception d'avions hypersoniques est la création d'un moteur pouvant être suffisamment économe en énergie. Un autre problème est l'alignement des appareils nécessaires. Le fait est que la vitesse d'un avion hypersonique dans les valeurs que nous avons considérées ci-dessus implique un fort échauffement de la coque dû au frottement contre l'atmosphère.
Aujourd'hui, nous examinerons plusieurs échantillons de prototypes réussis d'avions du type correspondant, dont les développeurs ont pu faire des progrès significatifs en termes de résolution réussie des problèmes notés. Étudions maintenant les développements mondiaux les plus célèbres en termes de création d'avions hypersoniques du type en question.
de Boeing
L'avion hypersonique le plus rapide au monde, selon certains experts, est le Boeing X-43A américain. Ainsi, lors des tests de cet appareil, il a été enregistré qu'il atteignait une vitesse supérieure à 11 000 km / h. C'est environ 9,6 fois plus rapide
Quelle est la particularité de l'avion hypersonique X-43A ? Les caractéristiques de cet avion sont les suivantes :
La vitesse maximale enregistrée lors des tests est de 11 230 km/h ;
Envergure - 1,5 m;
Longueur de coque - 3,6 m;
Moteur - statoréacteur à combustion supersonique à flux direct ;
Carburant - oxygène atmosphérique, hydrogène.
On peut noter que l'appareil en question est l'un des plus respectueux de l'environnement. Le fait est que le carburant utilisé n'implique pratiquement pas la libération de produits de combustion nocifs.
L'avion hypersonique X-43A a été développé grâce aux efforts conjoints des ingénieurs de la NASA, ainsi que d'Orbical Science Corporation et de Minocraft. créé depuis environ 10 ans. Environ 250 millions de dollars ont été investis dans son développement. La nouveauté conceptuelle de l'avion considéré est qu'il a été conçu pour tester les dernières technologies permettant d'assurer le fonctionnement de la poussée motrice.
Développé par Orbital Science
Orbital Science, qui, comme nous l'avons noté plus haut, a participé à la création du X-43A, a également réussi à créer son propre avion hypersonique, le X-34.
Sa vitesse de pointe est supérieure à 12 000 km/h. Certes, au cours des tests pratiques, il n'a pas été atteint - de plus, il n'a pas été possible d'atteindre l'indicateur affiché par l'avion X43-A. L'avion en question est accéléré par l'utilisation de la fusée Pegasus, qui fonctionne au carburant solide. Le X-34 a été testé pour la première fois en 2001. L'avion en question est nettement plus grand que l'appareil de Boeing - sa longueur est de 17,78 m, son envergure est de 8,85 m et l'altitude de vol maximale du véhicule hypersonique d'Orbical Science est de 75 kilomètres.
Avions d'Amérique du Nord
Un autre avion hypersonique bien connu est le X-15, produit par North American. Les analystes qualifient cet appareil d'expérimental.
Il est équipé, ce qui donne à certains experts des raisons de ne pas le classer, en fait, comme un avion. Cependant, la présence de moteurs-fusées permet à l'appareil, notamment, de fonctionner Ainsi, lors d'un des tests dans ce mode, il a été testé par des pilotes. Le but de l'appareil X-15 est d'étudier les spécificités des vols hypersoniques, d'évaluer certaines solutions de conception, de nouveaux matériaux et de contrôler les caractéristiques de ces machines dans différentes couches de l'atmosphère. Il est à noter qu'il a été approuvé en 1954. X-15 vole à une vitesse de plus de 7 000 km / h. Sa portée de vol est supérieure à 500 km, son altitude dépasse 100 km.
L'avion de série le plus rapide
Les véhicules hypersoniques que nous avons étudiés ci-dessus appartiennent en réalité à la catégorie recherche. Il sera utile de considérer certains échantillons en série d'aéronefs dont les caractéristiques sont proches de l'hypersonique ou qui sont (selon une méthodologie ou une autre) hypersoniques.
Parmi ces machines figure le développement américain du SR-71. Certains chercheurs ne sont pas enclins à classer cet avion comme hypersonique, car sa vitesse maximale est d'environ 3,7 mille km / h. Parmi ses caractéristiques les plus notables figure sa masse au décollage, qui dépasse les 77 tonnes. La longueur de l'appareil est supérieure à 23 m, l'envergure est supérieure à 13 m.
L'un des avions militaires les plus rapides est le MiG-25 russe. L'appareil peut atteindre des vitesses de plus de 3,3 mille km / h. La masse maximale au décollage de l'avion russe est de 41 tonnes.
Ainsi, sur le marché des solutions série, aux caractéristiques proches des solutions hypersoniques, la Fédération de Russie figure parmi les leaders. Mais que dire des développements russes en matière d'avions hypersoniques "classiques" ? Les ingénieurs de la Fédération de Russie sont-ils capables de créer une solution compétitive avec les machines de Boeing et d'Orbital Scence ?
Véhicules hypersoniques russes
À l'heure actuelle, l'avion hypersonique russe est en cours de développement. Mais elle est assez active. Nous parlons de l'avion Yu-71. Ses premiers tests, selon les médias, ont été effectués en février 2015 près d'Orenbourg.
On suppose que l'avion sera utilisé à des fins militaires. Ainsi, un véhicule hypersonique pourra, si nécessaire, délivrer des armes de frappe sur des distances considérables, surveiller le territoire, et également être utilisé comme élément d'aviation d'attaque. Certains chercheurs pensent qu'en 2020-2025. les forces de missiles stratégiques recevront environ 20 avions du type correspondant.
Il y a des informations dans les médias selon lesquelles l'avion hypersonique russe en question sera placé sur le missile balistique Sarmat, qui est également au stade de la conception. Certains analystes estiment que le véhicule hypersonique Yu-71 en cours de développement n'est rien de plus qu'une ogive qui devra se séparer d'un missile balistique dans le segment de vol final, de sorte que, grâce à la caractéristique de maniabilité élevée d'un avion, il surmontera le missile systèmes de défense.
Projet Ajax
L'Ajax est l'un des projets les plus notables liés au développement d'avions hypersoniques. Étudions-le plus en détail. L'avion hypersonique Ajax est un développement conceptuel des ingénieurs soviétiques. Dans la communauté scientifique, on en parle depuis les années 80. Parmi les caractéristiques les plus notables, citons la présence d'un système de protection thermique, conçu pour protéger le boîtier de la surchauffe. Ainsi, les développeurs de l'appareil Ajax ont proposé une solution à l'un des problèmes "hypersoniques" que nous avons identifiés ci-dessus.
Le schéma traditionnel de protection thermique des aéronefs implique le placement de matériaux spéciaux sur le corps. Les développeurs d'Ajax ont proposé un concept différent, selon lequel il était censé non pas protéger l'appareil des échauffements extérieurs, mais laisser entrer la chaleur dans la voiture, tout en augmentant sa ressource énergétique. Le principal concurrent de l'appareil soviétique était l'avion hypersonique Aurora, créé aux États-Unis. Cependant, étant donné que les concepteurs de l'URSS ont considérablement élargi les capacités du concept, le plus large éventail de tâches, en particulier la recherche, a été attribué au nouveau développement. On peut dire que l'Ajax est un avion polyvalent hypersonique.
Examinons plus en détail les innovations technologiques proposées par les ingénieurs de l'URSS.
Ainsi, les développeurs soviétiques d'Ajax ont proposé d'utiliser la chaleur résultant du frottement du corps de l'avion contre l'atmosphère pour la convertir en énergie utile. Techniquement, cela pourrait être mis en œuvre en plaçant des coques supplémentaires sur l'appareil. En conséquence, quelque chose comme un deuxième bâtiment a été formé. Sa cavité était censée être remplie d'une sorte de catalyseur, par exemple un mélange de matière combustible et d'eau. La couche calorifuge constituée d'un matériau solide en Ajax devait être remplacée par une couche liquide, qui, d'une part, était censée protéger le moteur, d'autre part, contribuerait à une réaction catalytique, qui, pendant ce temps, pourrait s'accompagner d'un effet endothermique - le mouvement de la chaleur des parties extérieures du corps vers l'intérieur. Théoriquement, le refroidissement des parties externes de l'appareil pourrait être n'importe quoi. L'excès de chaleur, à son tour, était censé être utilisé pour augmenter l'efficacité du moteur de l'avion. Dans le même temps, cette technologie permettrait de générer de l'hydrogène libre grâce à la réaction du carburant et des espèces.
Pour le moment, aucune information n'est disponible pour le grand public sur la poursuite du développement d'Ajax, mais les chercheurs considèrent qu'il est très prometteur de mettre en pratique les concepts soviétiques.
Véhicules hypersoniques chinois
La Chine devient un concurrent de la Russie et des États-Unis sur le marché des solutions hypersoniques. L'avion WU-14 est l'un des développements les plus célèbres des ingénieurs chinois. C'est un planeur hypersonique monté sur un missile balistique.
Un ICBM lance un avion dans l'espace, d'où le véhicule plonge brusquement, développant une vitesse hypersonique. L'appareil chinois peut être monté sur divers ICBM d'une portée de 2 000 à 12 000 km. Il a été constaté que lors des tests, le WU-14 était capable d'atteindre des vitesses supérieures à 12 000 km / h, devenant ainsi l'avion hypersonique le plus rapide selon certains analystes.
Dans le même temps, de nombreux chercheurs pensent qu'il n'est pas tout à fait juste d'attribuer le développement chinois à la classe d'avions. Ainsi, la version est répandue, selon laquelle l'appareil doit être classé précisément comme une ogive. Et très efficace. En volant à une vitesse marquée, même les systèmes de défense antimissile les plus modernes ne pourront pas garantir l'interception de la cible correspondante.
On peut noter que la Russie et les États-Unis développent également des véhicules hypersoniques utilisés à des fins militaires. Dans le même temps, le concept russe, selon lequel il est censé créer des machines du type correspondant, diffère considérablement, comme en témoignent les données de certains médias, des principes technologiques mis en œuvre par les Américains et les Chinois. Ainsi, les développeurs de la Fédération de Russie concentrent leurs efforts dans le domaine de la création d'avions équipés d'un statoréacteur capable d'être lancé depuis le sol. La Russie prévoit une coopération dans ce sens avec l'Inde. Les appareils hypersoniques créés selon le concept russe, selon certains analystes, se caractérisent par un coût inférieur et une portée plus large.
Dans le même temps, l'avion hypersonique russe, que nous avons mentionné ci-dessus (Yu-71), suggère, selon certains analystes, exactement le même placement sur les ICBM. Si cette thèse s'avère vraie, il sera alors possible de dire que des ingénieurs de la Fédération de Russie travaillent simultanément dans deux domaines conceptuels populaires dans la construction d'avions hypersoniques.
Sommaire
Donc, probablement l'avion hypersonique le plus rapide au monde, si on parle d'avions, quelle que soit leur classification, il s'agit toujours du WU-14 chinois. Bien que vous deviez comprendre que de vraies informations à son sujet, y compris celles liées aux tests, peuvent être classifiées. Cela est conforme aux principes des développeurs chinois, qui s'efforcent souvent de garder leur technologie militaire secrète à tout prix. La vitesse de l'avion hypersonique le plus rapide est supérieure à 12 000 km/h. Il "rattrape" le développement américain du X-43A - de nombreux experts le considèrent comme le plus rapide. Théoriquement, l'avion hypersonique X-43A, ainsi que le WU-14 chinois, peuvent rattraper le développement d'Orbical Science, conçu pour des vitesses supérieures à 12 000 km / h.
Les caractéristiques de l'avion russe Yu-71 ne sont pas encore connues du grand public. Il est possible qu'ils soient proches des paramètres de l'avion chinois. Les ingénieurs russes développent également un avion hypersonique capable de décoller non pas sur la base d'ICBM, mais de manière indépendante.
Les projets actuels de chercheurs de Russie, de Chine et des États-Unis sont en quelque sorte liés à la sphère militaire. Les avions hypersoniques, quelle que soit leur éventuelle classification, sont considérés avant tout comme porteurs d'armes, très probablement nucléaires. Cependant, dans les travaux de chercheurs du monde entier, il y a des thèses selon lesquelles "l'hyperson", comme la technologie nucléaire, pourrait bien être pacifique.
Le point est l'émergence de solutions abordables et fiables qui permettent d'organiser la production en série de machines du type approprié. L'utilisation de tels dispositifs est possible dans la plus large gamme de branches de développement économique. La plus grande demande d'avions hypersoniques se trouvera probablement dans les industries spatiales et de la recherche.
À mesure que le coût des technologies de fabrication des machines correspondantes devient moins cher, les entreprises de transport peuvent commencer à s'intéresser à investir dans de tels projets. Les industriels, prestataires de services divers, peuvent commencer à considérer « l'hypersonorisation » comme un outil pour accroître la compétitivité des entreprises en matière d'organisation des communications internationales.
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Histoire
Les années 60-70 du XXe siècle ont été marquées par le développement rapide de l'aviation supersonique. Les principaux problèmes de stabilité et de contrôlabilité des avions, leur efficacité aérodynamique ont été résolus. La vitesse de vol élevée permettait également d'augmenter le plafond à plus de 20 km, ce qui était pertinent pour la reconnaissance et les bombardiers (à cette époque, avant l'avènement des systèmes de missiles anti-aériens capables de toucher des cibles à haute altitude, le grand principe d'utilisation les bombardiers devaient voler vers la cible à l'altitude et à la vitesse les plus élevées possibles). Au cours de ces années, des avions supersoniques à des fins diverses ont été construits et mis en production en série: chasseurs (tactiques et intercepteurs), bombardiers, chasseurs-bombardiers, avions de reconnaissance (le premier intercepteur supersonique tout temps - Convair F-102 Delta Dagger; le premier bombardier supersonique à longue portée - Convair B -58 Hustler).
De nos jours, de nouveaux avions font leur apparition, y compris ceux fabriqués à l'aide de la technologie de réduction de visibilité Stealth.
Schémas comparatifs du Tu-144 et du Concorde
Avion supersonique de passagers
Seuls deux avions supersoniques de passagers produits en série sont connus qui ont effectué des vols réguliers: l'avion soviétique Tu-144, qui a effectué son premier vol le 31 décembre 1968 et a été en service de 1975 à 1978 et a effectué deux mois plus tard - le 2 mars, 1969 - son premier vol anglo-français Concorde, qui a effectué des vols transatlantiques de 1976 à 2003. Leur fonctionnement a permis non seulement de réduire considérablement le temps de vol sur les vols long-courriers, mais aussi d'utiliser l'espace aérien déchargé à haute altitude (≈18 km), alors que l'espace aérien principal utilisé par les paquebots (hauteur de 9-12 km) était déjà dans ces années chargé. De plus, des avions supersoniques ont volé le long de routes redressées (en dehors des voies aériennes).
Malgré l'échec de plusieurs autres projets anciens et existants d'avions passagers supersoniques et transsoniques (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Tu-244, Tu-344, Tu-444, SSBJ, etc.) et le retrait de l'exploitation de l'avion des deux projets mis en œuvre, ont été développés plus tôt et il existe des projets modernes d'avions de ligne hypersoniques (y compris suborbitaux) (par exemple, ZEHST, SpaceLiner) et d'avions d'intervention rapide de transport militaire (atterrissage). L'avion d'affaires Aerion AS2 en cours de développement a reçu une commande ferme de 20 unités en novembre 2015 pour un coût total de 2,4 milliards de dollars avec des livraisons à partir de 2023.
Problèmes théoriques
Le vol à vitesse supersonique, contrairement à la vitesse subsonique, se déroule dans des conditions d'aérodynamique différentes, car lorsque l'avion atteint la vitesse du son, l'aérodynamique de l'écoulement autour change qualitativement, en raison de laquelle la traînée aérodynamique augmente fortement et le chauffage cinétique de la structure de la friction du flux d'air à grande vitesse augmente également , le foyer aérodynamique est décalé, ce qui conduit à une perte de stabilité et de contrôlabilité de l'avion. De plus, un tel phénomène, inconnu avant la création du premier avion supersonique, apparaissait sous la forme de « traînée des vagues ».
Par conséquent, il était impossible d'atteindre la vitesse du son et un vol stable efficace à des vitesses proches et supersoniques en raison d'une simple augmentation de la puissance du moteur - de nouvelles solutions de conception étaient nécessaires. En conséquence, l'apparence de l'avion a changé: des lignes droites caractéristiques et des angles vifs sont apparus, contrairement aux formes "lisses" des avions subsoniques.
Il convient de noter que le problème de la création d'un avion supersonique efficace ne peut pas être considéré comme résolu jusqu'à présent. Les créateurs doivent faire un compromis entre l'exigence d'augmenter la vitesse et de maintenir des caractéristiques de décollage et d'atterrissage acceptables. Ainsi, la réalisation de nouvelles frontières par l'aviation en termes de vitesse et d'altitude est associée non seulement à l'utilisation d'un système de propulsion plus avancé ou fondamentalement nouveau et à une nouvelle disposition structurelle des aéronefs, mais également à des modifications de leur géométrie en vol. De tels changements, tout en améliorant les caractéristiques des avions à haute vitesse, ne doivent pas détériorer leurs qualités à basse vitesse, et vice versa. Depuis peu, les créateurs refusent de réduire la surface alaire et l'épaisseur relative de leurs profils, ainsi que d'augmenter l'angle de flèche de l'aile pour les avions à géométrie variable, revenant aux ailes de faible flèche et de grande épaisseur relative, si maximale satisfaisante la vitesse et le plafond pratique ont déjà été atteints. Dans ce cas, il est jugé important que l'avion supersonique ait de bonnes performances à basse vitesse et une faible traînée à haute vitesse, notamment à basse altitude.
Publié le mar, 09/29/2015 - 07:20 par russianinterest...Original extrait de Speed like a dream. La vitesse est une vocation
Peut-être que les années 1960 peuvent être considérées comme les années dorées de l'aviation supersonique. C'est à cette époque qu'il semblait que, juste un peu plus, les escadrons d'avions supersoniques deviendraient la seule option pour le combat aérien, et les paquebots supersoniques traceraient notre ciel de leurs traces, reliant toutes les grandes villes et capitales mondiales. Cependant, il s'est avéré que, comme dans le cas de l'espace habité, l'approche d'une personne aux vitesses élevées n'est en aucun cas jonchée de roses : l'aviation de passagers a gelé à environ 800 kilomètres à l'heure, et des avions militaires traînent autour du mur du son, occasionnellement oser voler dans l'espace pendant une courte période, la région du supersonique bas, de l'ordre de Mach 2 ou légèrement plus.
A quoi est-ce lié ? Non, pas du tout avec le fait que "il n'y a pas besoin de voler vite" ou "personne n'en a besoin". Nous parlons plutôt du fait qu'à un moment donné, le monde a commencé à suivre la voie de la moindre résistance et a considéré que le progrès scientifique et technologique est un chariot autonome qui descend déjà, c'est pourquoi le pousser en plus n'est que juste un gaspillage d'énergie supplémentaire.
Posons-nous une question simple : pourquoi le vol supersonique est-il si difficile et coûteux ? Commençons par le fait que lorsque l'avion franchit la barrière supersonique, la nature de l'écoulement autour du corps de l'avion change radicalement : la résistance aérodynamique augmente fortement, l'échauffement cinétique de la structure de la cellule augmente et, en raison du déplacement de la focalisation aérodynamique du corps profilé, il y a une perte de stabilité et de contrôlabilité de l'avion.
Bien sûr, pour le profane et le lecteur non préparé, tous ces termes semblent plutôt fanés et incompréhensibles, mais si nous résumons tout cela sous la forme d'une phrase, il s'avérera : "il est difficile de voler en supersonique". Mais, bien sûr, ce n'est en aucun cas impossible. Dans le même temps, en plus d'augmenter la puissance du moteur, les créateurs d'avions supersoniques doivent opter pour un changement conscient de l'apparence extérieure de l'avion - des lignes droites «rapides» caractéristiques y apparaissent, des angles vifs sur le nez et sur le bords d'attaque, ce qui distingue immédiatement un avion supersonique, même extérieurement, des formes «lisses» et «élégantes» d'avions subsoniques.
Le nez du Tu-144 s'est dévié pendant le décollage et l'atterrissage afin de fournir au moins une vue minimale aux pilotes.
De plus, lorsqu'un avion est optimisé pour le vol supersonique, il présente une autre caractéristique désagréable : il devient mal adapté au vol subsonique et assez maladroit dans les modes décollage et atterrissage, qu'il doit encore effectuer à des vitesses assez faibles. Ces lignes très nettes et ces formes rapides qui sont si bonnes en supersonique cèdent aux faibles vitesses auxquelles les avions supersoniques doivent inévitablement se déplacer au début et à la fin de leur vol. Et le nez pointu des machines supersoniques ne donne pas non plus aux pilotes une vue complète de la piste.
Voici, à titre d'exemple, le nez de deux avions supersoniques soviétiques non vendus dans la série - le M-50 Myasishchev Design Bureau (en arrière-plan) et le T-4 "object 100" du Sukhoi Design Bureau (fermé).
Les efforts des concepteurs sont bien visibles : il s'agit soit d'une tentative de compromis dans les contours, comme le M-50, soit d'un nez coulissant déviant vers le bas, comme le T-4. Fait intéressant, le T-4 aurait bien pu devenir le premier avion supersonique de série qui volerait complètement en vol supersonique horizontal sans visibilité naturelle à travers la verrière du cockpit : à une vitesse supersonique, le carénage avant recouvrait complètement le cockpit et toute la navigation était effectuée uniquement par instruments, en outre, l'avion avait un périscope optique. Le niveau actuel de développement des outils de navigation et de télémétrie permet, soit dit en passant, d'abandonner la conception complexe du carénage avant coulissant d'un avion supersonique - il peut déjà être soulevé et atterri uniquement par des instruments, voire sans la participation de pilotes.
Les mêmes conditions et tâches donnent lieu à des constructions similaires. Le nez anglo-français "Concorde" s'est également abaissé lors du décollage et de l'atterrissage.
Qu'est-ce qui a empêché l'URSS de créer en 1974 un système de guerre anti-navire innovant basé sur le supersonique T-4, qui était si avancé qu'il y avait jusqu'à 600 brevets dans sa conception ?
Le fait est que le bureau de conception de Sukhoi au milieu des années 1970 ne disposait pas de ses propres installations de production pour effectuer des tests d'état étendus de "l'objet 100". Pour ce processus, il ne fallait pas une usine expérimentale, mais une usine en série, pour le rôle de laquelle KAPO (Kazan Aviation Plant) convenait parfaitement. Cependant, dès que la décision sur la préparation de l'usine d'aviation de Kazan pour l'assemblage du lot pilote de T-4 a commencé à être préparée, l'académicien Tupolev, réalisant qu'il perdait l'usine en série, qui produisait le "porte-défaut stratégique " Tu-22, a présenté une proposition d'initiative pour créer sa modification Tu-22M, pour laquelle, prétendument, il n'aurait été nécessaire que de redéfinir légèrement la production. Bien qu'à l'avenir, le Tu-22M ait été développé comme un avion entièrement nouveau, la décision de transférer l'usine de Kazan à Sukhoi n'a pas été prise à l'époque et le T-4 s'est retrouvé au musée de Monino.
Une si grande différence entre le Tu-22 et le Tu-22M est un héritage de la lutte contre le T-4.
La question du nez n'est pas le seul compromis que les créateurs d'avions supersoniques doivent faire. Pour de nombreuses raisons, ils se retrouvent à la fois avec un planeur supersonique imparfait et un avion subsonique médiocre. Ainsi, l'atteinte de nouvelles frontières par l'aviation en termes de vitesse et d'altitude est souvent associée non seulement à l'utilisation d'un système de propulsion plus avancé ou fondamentalement nouveau et à une nouvelle disposition des aéronefs, mais aussi à des modifications de leur géométrie en vol. Sur la première génération de machines supersoniques, cette option n'a jamais été implémentée, mais c'est cette idée d'aile à balayage variable qui est finalement devenue presque canon dans les années 1970. De tels changements dans le balayage de l'aile, tout en améliorant les caractéristiques de l'avion à haute vitesse, n'auraient pas dû détériorer ses qualités à basse vitesse, et vice versa.
Le Boeing 2707 devait être le premier avion supersonique de passagers avec une aile à flèche variable.
Il est intéressant de noter que le sort du Boeing-2707 n'a pas été gâché par son imperfection constructive, mais uniquement par une multitude de problèmes politiques. En 1969, alors que le programme de développement du Boeing 2707 en était à sa dernière ligne droite, 26 compagnies aériennes avaient commandé 122 Boeing 2707 pour un coût de près de 5 milliards de dollars. À ce stade, le programme Boeing avait déjà quitté la phase de conception et de recherche et la construction de deux prototypes du modèle 2707 avait commencé.Pour achever leur construction et fabriquer des avions d'essai, l'entreprise devait attirer entre 1 et 2 milliards. le coût total du programme avec la construction de 500 avions a approché 5 milliards de dollars. Des prêts gouvernementaux étaient nécessaires. En principe, à une autre époque, Boeing aurait trouvé ses propres fonds pour cela, mais les années 1960 n'étaient pas comme ça.
À la fin des années 1960, les installations de production de Boeing étaient fortement chargées de la création du plus grand avion subsonique de passagers au monde - le Boeing 747, que nous pilotons encore aujourd'hui. Pour cette raison, le modèle 2707 littéralement pendant plusieurs années "n'a pas" bousculé "en avant du" camion à bétail aérien "et s'est retrouvé derrière son fuselage sinueux. En conséquence, tous les financements en espèces et tous les équipements ont été impliqués dans la production du 747, et le 2707 a été financé par Boeing sur une base résiduelle.
Deux approches de l'aviation de passagers - "Boeing-747" et "Boeing-2707" en un seul chiffre.
Mais les difficultés de construction du 2707 étaient bien plus sérieuses que de simples problèmes techniques ou que le programme de production de Boeing. Depuis 1967, un mouvement écologiste contre le transport supersonique de passagers a pris de l'ampleur aux États-Unis. Il a été affirmé que leurs vols détruiraient la couche d'ozone, et le puissant choc acoustique qui se produit pendant le vol supersonique était considéré comme inacceptable pour les zones peuplées. Sous la pression de l'opinion publique, puis du Congrès, le président Nixon crée une commission de 12 membres pour décider du financement du programme SST, dont fait partie le Boeing 2707. Mais contrairement à ses attentes, la commission rejette la nécessité de créer SST non seulement pour des raisons environnementales mais aussi pour des raisons économiques. Pour créer le premier avion, selon leurs calculs, il a fallu dépenser 3 milliards de dollars, qui ne rapporteraient qu'avec la vente de 300 avions. La situation financière des États-Unis a été fragilisée par la longue guerre du Vietnam et le coût de la course lunaire.
Les travaux sur le modèle 2707 ont été interrompus en 1971, après quoi Boeing a tenté de poursuivre la construction à ses propres frais pendant environ un an. De plus, des particuliers, dont des étudiants et des écoliers, ont également tenté de soutenir « l'American Dream Plane », qui a permis de récolter plus d'un million de dollars. Mais cela n'a pas sauvé le programme. La fin du programme a coïncidé avec une récession dans l'industrie aérospatiale et une crise pétrolière, qui ont forcé Boeing à licencier près de 70 000 de ses employés à Seattle, et le modèle 2707 a été surnommé "l'avion qui a mangé Seattle".
Bonne nuit, doux prince. Le cockpit et une partie du fuselage d'un Boeing 2707 au Hiller Aviation Museum.
Qu'est-ce qui a motivé les créateurs des machines supersoniques ? Avec les clients militaires, la situation est généralement claire. Les guerriers ont toujours eu besoin d'un avion qui volerait plus haut et plus vite. La vitesse de vol supersonique a permis non seulement d'atteindre plus rapidement le territoire ennemi, mais également d'augmenter le plafond de vol d'un tel avion à une hauteur de 20 à 25 kilomètres, ce qui était important pour la reconnaissance et les bombardiers. À grande vitesse, comme on s'en souvient, la force de portance de l'aile augmente également, grâce à quoi le vol pourrait avoir lieu dans une atmosphère plus raréfiée et, par conséquent, à une altitude plus élevée.
Dans les années 1960, avant l'apparition des systèmes de missiles anti-aériens capables de toucher des cibles à haute altitude, le principe de base de l'utilisation des bombardiers était de voler vers la cible à l'altitude et à la vitesse les plus élevées possibles. Bien sûr, les systèmes de défense aérienne actuels ferment ce genre de créneau pour l'utilisation d'avions supersoniques (par exemple, le complexe S-400 peut abattre des cibles directement dans l'espace, à une altitude de 185 kilomètres et à leur propre vitesse de 4,8 km / s, en fait, étant un système de défense antimissile , pas de défense aérienne). Cependant, dans les opérations contre des cibles terrestres, terrestres et aériennes, la vitesse supersonique est très demandée et est toujours présente dans les plans militaires prometteurs pour les avions russes et occidentaux. C'est juste que la mise en œuvre d'un vol supersonique assez complexe est difficilement compatible avec la tâche de furtivité et de furtivité, qu'ils ont essayé d'inculquer aux bombardiers et aux chasseurs au cours des 30 dernières années, c'est pourquoi il faut choisir, comme on dit , une chose - soit se cacher, soit percer.
Cependant, la Russie dispose-t-elle désormais d'un moyen fiable contre les AUG américains ? Afin de ne pas les approcher à 300 kilomètres pour lancer les Onyx avec un vaisseau discret mais vulnérable ? Le T-4 avait un concept cohérent de son propre style de destruction d'un groupe de porte-avions, mais la Russie l'a-t-elle maintenant ? Je pense que non - tout comme il n'y a toujours pas de missiles hypersoniques Kh-33 et X-45.
Bombardier américain XB-70 "Valkyrie". C'est avec eux que le MiG-25 a dû se battre.
La direction que prendra l'avenir de la construction d'avions militaires est une question ouverte.
Je veux dire encore quelques mots sur les avions supersoniques civils.
Leur fonctionnement a permis non seulement de réduire considérablement le temps de vol sur les vols long-courriers, mais également d'utiliser l'espace aérien déchargé à haute altitude (environ 18 km), alors que l'espace aérien principal utilisé par les avions de ligne (hauteur de 9-12 km) était déjà même dans les années 1960. lourdement chargé. De plus, des avions supersoniques ont volé le long de routes redressées (en dehors des voies aériennes et des couloirs). Et c'est sans parler de l'élémentaire : économiser le temps des passagers ordinaires, qui représentait environ la moitié du temps de vol pour, par exemple, le vol Europe-États-Unis.
Dans le même temps, je le répète encore une fois - le projet d'avions supersoniques, à la fois militaires et civils, n'est en aucun cas impossible d'un point de vue pratique ou en quelque sorte irréaliste d'un point de vue économique.
Nous avons juste tourné «dans le mauvais sens» à un moment donné et avons roulé le chariot de progression non pas en montée, mais le long du chemin le plus facile et le plus agréable - en descente et en descente. Aujourd'hui encore, des projets d'avions de passagers supersoniques sont en cours de développement pour le même segment pour lequel un autre concept innovant a été conçu : le tiltrotor Augusta-Westland AW609. Ce segment est un segment de transport d'affaires pour une clientèle fortunée, lorsque l'avion transporte non pas cinq mille passagers dans des conditions bestiales, mais une dizaine de personnes dans des conditions d'efficacité maximale et de confort maximal. Découvrez Aerio AS2. Si vous avez de la chance, il volera dans un futur proche, en 2021 :
Je pense que tout y est déjà assez sérieux - tant le partenariat avec Airbus que les investissements annoncés de 3 milliards de dollars permettent d'envisager le projet non pas comme un "canard tabouret", mais comme une application sérieuse. En bref, "un seigneur respectable est pour des gentlemen respectables". Et pas pour tous les escrocs qui ont permis au monde de tourner sur un chemin facile et commode à la fin du 20e siècle.
Cependant, j'ai déjà écrit à ce sujet, je ne vais pas me répéter. Maintenant, ce n'est rien de plus que le passé :
Maintenant, nous vivons dans un monde différent. Dans un monde sans aviation supersonique pour tous. Cependant, ce n'est pas la pire perte.
