1 nadzvukový letoun. Nadzvukové letectví

03.01.2022

Tu-144 je sovětský nadzvukový letoun vyvinutý Tupolev Design Bureau v 60. letech 20. století. Spolu s Concordem je to jedno z pouhých dvou nadzvukových dopravních letadel, které kdy letecké společnosti používaly pro komerční cestování.

V 60. letech byly v leteckých kruzích v USA, Velké Británii, Francii a v. SSSR. V listopadu 1962 podepsaly Francie a Velká Británie dohodu o společném vývoji a výstavbě Concorde (Concord).

Tvůrci nadzvukového letadla

V Sovětském svazu se konstrukční kancelář akademika Andreje Tupoleva podílela na vytvoření nadzvukového letadla. Na předběžném zasedání Design Bureau v lednu 1963 Tupolev uvedl:

„Když se zamyslíte nad budoucností letecké přepravy lidí z jednoho kontinentu na druhý, dojdete k jasnému závěru: nadzvuková letadla jsou nepochybně potřebná a nepochybuji, že se začnou používat…“

Akademikův syn Alexej Tupolev byl jmenován hlavním konstruktérem projektu. S jeho projekční kanceláří úzce spolupracovalo více než tisíc specialistů z jiných organizací. Vzniku předcházely rozsáhlé teoretické a experimentální práce, které zahrnovaly četné testy v aerodynamických tunelech a přírodních podmínkách při analogových letech.

Concorde a Tu-144

Vývojáři si museli dát hlavu, aby našli optimální design pro stroj. Zásadně důležitá je rychlost navrženého dopravního letadla - 2500 nebo 3000 km/h. Američané, kteří se dozvěděli, že Concorde je navržen pro rychlost 2500 km/h, oznámili, že jen o šest měsíců později vydají svůj osobní Boeing 2707 vyrobený z oceli a titanu. Pouze tyto materiály vydržely zahřívání konstrukce při kontaktu s prouděním vzduchu rychlostí 3000 km/h a více bez destruktivních následků. Pevné ocelové a titanové konstrukce však musí ještě projít vážným technologickým a provozním testováním. To zabere hodně času a Tupolev se rozhodne postavit nadzvukový letoun z duralu, určený pro rychlost 2500 km/h. Projekt amerického Boeingu byl následně zcela uzavřen.

V červnu 1965 byl model předveden na výroční pařížské letecké show. Ukázalo se, že Concorde a Tu-144 jsou si navzájem nápadně podobné. Sovětští konstruktéři řekli – nic překvapivého: obecný tvar je určen zákony aerodynamiky a požadavky na určitý typ stroje.

Tvar křídla nadzvukového letadla

Ale jaký by měl být tvar křídla? Usadili jsme se na tenkém delta křídle s přední hranou ve tvaru písmene „8“. Bezocasá konstrukce - nevyhnutelná u takové konstrukce nosného letadla - učinila nadzvukové dopravní letadlo stabilním a dobře ovladatelným ve všech režimech letu. Čtyři motory byly umístěny pod trupem, blíže k ose. Palivo je umístěno v kazetových křídelních nádržích. Vyrovnávací nádrže, umístěné v zadní části trupu a náběhů křídla, jsou určeny ke změně polohy těžiště při přechodu z podzvukové na nadzvukovou rychlost letu. Nos byl ostrý a hladký. Ale jak mohou mít piloti v tomto případě výhled dopředu? Našli řešení – „sklonění nosu“. Trup měl kruhový průřez a měl čelní kužel kokpitu, který se sklápěl dolů v úhlu 12 stupňů při vzletu a 17 stupňů při přistání.

Nadzvukové letadlo vzlétne k obloze

První nadzvukový letoun vzlétl k nebi poslední den roku 1968. Vůz pilotoval testovací pilot E. Elyan. Jako osobní letadlo jako první na světě překonalo počátkem června 1969 rychlost zvuku ve výšce 11 kilometrů. Nadzvukový letoun dosáhl druhé rychlosti zvuku (2M) v polovině roku 1970, ve výšce 16,3 kilometru. Nadzvukový letoun obsahuje mnoho konstrukčních a technických inovací. Zde bych chtěl poznamenat takové řešení, jako je přední horizontální ocas. Při použití PGO se zlepšila manévrovatelnost letu a snížila se rychlost při přistání. Domácí nadzvukový letoun mohl být provozován ze dvou desítek letišť, zatímco francouzsko-anglický Concorde s vysokou přistávací rychlostí mohl přistávat pouze na certifikovaném letišti. Designéři Tupolev Design Bureau odvedli kolosální práci. Vezměte si například testy křídla v plném měřítku. Probíhaly na létající laboratoři – MiGu-21I, upraveném speciálně pro testování konstrukce a vybavení křídla budoucího nadzvukového letounu.

Vývoj a modifikace

Práce na vývoji základní konstrukce „044“ se ubíraly dvěma směry: vytvořením nového ekonomického proudového motoru s přídavným spalováním typu RD-36-51 a výrazným zlepšením aerodynamiky a konstrukce nadzvukového letounu. Výsledkem toho bylo splnění požadavků na nadzvukový letový dosah. Rozhodnutí komise Rady ministrů SSSR o verzi nadzvukového letadla s RD-36-51 bylo učiněno v roce 1969. Zároveň je na návrh MAP - MGA před vznikem RD-36-51 a jejich instalací na nadzvukový letoun rozhodnuto o konstrukci šesti nadzvukových letounů s NK-144A se sníženým měrná spotřeba paliva. Konstrukce sériových nadzvukových letounů s NK-144A měla být výrazně modernizována, měly by být provedeny výrazné změny v aerodynamice, které by v nadzvukovém cestovním režimu získaly Kmax více než 8. Tato modernizace měla zajistit splnění požadavků první etapy z hlediska doletu (4000-4500 km), v budoucnu byl plánován přechod na sérii na RD-36-51.

Stavba modernizovaného nadzvukového letadla

Stavba předsériového modernizovaného Tu-144 („004“) začala v MMZ „Experience“ v roce 1968. Podle vypočtených údajů s motory NK-144 (Cp = 2,01) měl být odhadovaný nadzvukový dolet 3275 km a s NK-144A (Cp = 1,91) měl přesáhnout 3500 km. Pro zlepšení aerodynamických charakteristik v cestovním režimu M = 2,2 byl změněn půdorys křídla (vychýlení plovoucí části podél náběžné hrany bylo zmenšeno na 76° a základní část byla zvětšena na 57°), tvar křídla křídlo se přiblížilo „gotice“. Oproti „044“ se plocha křídla zvětšila a zavedlo se intenzivnější kónické zkroucení konců křídel. Nejdůležitější novinkou v aerodynamice křídla však byla změna střední části křídla, která zajistila samovyvažování v cestovním režimu s minimální ztráty kvality, s přihlédnutím k optimalizaci pro letové deformace křídla v tomto režimu. Zvětšila se délka trupu pro 150 cestujících a zlepšil se tvar přídě, což se pozitivně projevilo i na aerodynamike.

Na rozdíl od „044“ byla každá dvojice motorů ve spárovaných motorových gondolách s přívody vzduchu od sebe oddálena, čímž se z nich uvolnila spodní část trupu, odlehčila se od zvýšeného teplotního a vibračního zatížení a zároveň se změnila spodní plocha křídla v místě vypočtené oblasti komprese proudění, zvětšení mezery mezi spodním povrchovým křídlem a horním povrchem sání vzduchu - to vše umožnilo intenzivněji využít efekt komprese proudění na vstupu do sání vzduchu na Kmax, než bylo možné dosáhnout na „044“. Nové uspořádání motorových gondol si vyžádalo změny na podvozku: hlavní podvozek byl umístěn pod motorovými gondolami a byly zasunuty dovnitř mezi vzduchové kanály motory, přešel na osmikolový vozík a změnilo se i schéma zatahování příďového podvozku. Důležitým rozdílem mezi „004“ a „044“ bylo zavedení předního vícedílného destabilizačního křídla zatahovacího za letu, které se při vzletu a přistání vysouvalo z trupu a umožňovalo požadované vyvážení při elevons-klapky byly vychýleny. Vylepšení konstrukce, zvýšení užitečného zatížení a rezerv paliva vedly ke zvýšení vzletové hmotnosti, která přesáhla 190 tun (pro „044“ - 150 tun).

Předprodukční Tu-144

Stavba předsériového nadzvukového letounu č. 01-1 (ocasní č. 77101) byla dokončena počátkem roku 1971 a svůj první let uskutečnil 1. června 1971. Podle továrního testovacího programu vozidlo absolvovalo 231 letů v délce 338 hodin, z toho 55 hodin letělo nadzvukovou rychlostí. Tento stroj sloužil k řešení složitých problémů týkajících se interakce elektrárny v různých režimech letu. 20. září 1972 proletěl vůz po dálnici Moskva-Taškent, přičemž trasu urazil za 1 hodinu 50 minut, cestovní rychlost během letu dosáhla 2500 km/h. Předsériové vozidlo se stalo základem pro nasazení sériové výroby ve Voroněžském leteckém závodě (VAZ), který byl z rozhodnutí vlády pověřen vývojem nadzvukového letounu v sérii.

První let sériového Tu-144

První let sériového nadzvukového letounu č. 01-2 (ocasní č. 77102) s motory NK-144A se uskutečnil 20. března 1972. V sérii byla na základě výsledků testů předsériového vozidla upravena aerodynamika křídla a jeho plocha byla opět mírně zvětšena. Vzletová hmotnost v sérii dosáhla 195 tun. Do doby provozních zkoušek sériových vozidel měla být měrná spotřeba paliva NK-144A optimalizací trysky motoru zvýšena na 1,65-1,67 kg/kgf/hod a následně na 1,57 kg/kgf/hod. letový dosah měl být zvýšen na 3855-4250 km, respektive 4550 km. Ve skutečnosti byli schopni dosáhnout do roku 1977, během testování a vývoje řady Tu-144 a NK-144A, průměr = 1,81 kg/kgfh v cestovním režimu nadzvukového tahu 5000 kgf, průměr = 1,65 kg/kgfh při vzletu režim tahu přídavného spalování 20 000 kgf, Av = 0,92 kg/kgf za hodinu v cestovním podzvukovém režimu tahu 3000 kgf a v režimu maximálního přídavného spalování v transsonickém režimu jsme obdrželi 11 800 kgf. Fragment nadzvukového letadla.

Lety a zkoušky nadzvukového letadla

První fáze testování

V krátké době bylo v přísném souladu s programem uskutečněno 395 letů s celkovou dobou letu 739 hodin, z toho více než 430 hodin v nadzvukových režimech.

Druhá fáze testování

Ve druhé fázi provozního testování v souladu se společným rozkazem ministrů letecký průmysl a civilního letectví ze dne 13. září 1977 č. 149-223 došlo k aktivnějšímu propojení zařízení a služeb civilního letectví. Byla vytvořena nová zkušební komise v čele s náměstkem ministra civilního letectví B.D. Hrubý. Rozhodnutím komise, potvrzeným poté společným rozkazem ze dne 30. září - 5. října 1977, byly k provádění provozních zkoušek určeny posádky:

První posádka: piloti B.F. Kuzněcov (Moskva státní dopravní správa), S.T. Agapov (ZhLIiDB), navigátor S.P. Khramov (MTU GA), palubní inženýři Yu.N. Avaev (MTU GA), Yu.T. Seliverstov (ZhLIiDB), přední inženýr S.P. Avakimov (ZhLIiDB).
Druhá posádka: piloti V.P. Voronin (MSU GA), I.K. Vedernikov (ZhLIiDB), navigátor A.A. Senyuk (MTU GA), palubní inženýři E.A. Trebuntsov (MTU GA) a V.V. Solomatin (ZhLIiDB), přední inženýr V.V. Isaev (GosNIIGA).
Třetí posádka: piloti M.S. Kuzněcov (GosNIIGA), G.V. Vorončenko (ZhLIiDB), navigátor V.V. Vyazigin (GosNIIGA), letečtí inženýři M.P. Isaev (MTU GA), V.V. Solomatin (ZhLIiDB), přední inženýr V.N. Poklad (ZhLIiDB).
Čtvrtá posádka: piloti N.I. Yurskov (GosNIIGA), V.A. Sevankaev (ZhLIiDB), navigátor Yu.A. Vasiliev (GosNIIGA), palubní inženýr V.L. Venediktov (GosNIIGA), přední inženýr I.S. Mayboroda (GosNIIGA).

Před zahájením testování se hodně pracovalo na kontrole všech obdržených materiálů, aby bylo možné je použít „k zápočtu“ pro splnění specifických požadavků. Navzdory tomu však někteří specialisté na civilní letectví trvali na implementaci „Programu provozních zkoušek pro nadzvuková letadla“, vyvinutého v GosNIIGA již v roce 1975 pod vedením předního inženýra A. M. Teteryukova. Tento program v podstatě vyžadoval opakování již dříve absolvovaných letů v počtu 750 letů (1200 letových hodin) na trasách MGA.

Celkový objem operačních letů a zkoušek pro obě etapy bude 445 letů s 835 letovými hodinami, z toho 475 hodin v nadzvukových režimech. Na trase Moskva-Alma-Ata bylo provedeno 128 párových letů.

Poslední fáze

Závěrečná fáze testování nebyla z technického hlediska nijak stresující. Rytmická práce podle harmonogramu byla zajištěna bez vážnějších poruch a větších závad. Inženýrské a technické čety se „bavily“ posuzováním vybavení domácnosti při přípravě na přepravu cestujících. Letušky a příslušní specialisté z GosNIIGA, kteří se podíleli na testech, začali provádět pozemní výcvik, aby vyvinuli technologii pro obsluhu cestujících za letu. Takzvaný „žerty“ a dva technické lety s cestujícími. „Tombola“ proběhla 16. října 1977 s kompletní simulací cyklu odbavení letenek, odbavení zavazadel, nástupu cestujících, skutečného trvání letu, vylodění cestujících, odbavení zavazadel na cílovém letišti. „Cestujícím“ (nejlepším pracovníkům OKB, ZhLIiDB, GosNIIGA a dalších organizací) nebylo konce. Dieta během „letu“ byla na nejvyšší úrovni, jelikož vycházela z prvotřídního menu, všem moc chutnalo. „Tombola“ umožnila objasnit mnoho důležitých prvků a detailů obsluhy cestujících. Ve dnech 20. a 21. října 1977 byly po dálnici Moskva-Alma-Ata s cestujícími provedeny dva technické lety. Prvními cestujícími byli zaměstnanci mnoha organizací, které se přímo podílely na vzniku a testování nadzvukového letounu. Dnes je dokonce těžké si představit atmosféru na palubě: byl tam pocit radosti a hrdosti, velké naděje na rozvoj na pozadí prvotřídních služeb, na které nejsou technici absolutně zvyklí. Při prvních letech byli na palubě všichni vedoucí mateřských ústavů a organizací.

Silnice je otevřena pro osobní dopravu

Technické lety proběhly bez vážnějších problémů a ukázaly, že nadzvukový letoun a všechny pozemní služby jsou plně připraveny na pravidelnou přepravu. Dne 25. října 1977 ministr civilního letectví SSSR B.P. Bugaev a ministr leteckého průmyslu SSSR V.A. Kazakov schválil hlavní dokument: „Zákon o výsledcích provozních zkoušek nadzvukového letadla s motory NK-144“ s kladným závěrem a závěry.

Na základě předložených tabulek shody Tu-144 s požadavky Dočasných norem letové způsobilosti pro civilní Tu-144 SSSR byl dne 29. října 1977 vydán plný objem předložené důkazní dokumentace včetně zákonů o státních a provozních zkouškách. , předseda Státního leteckého rejstříku SSSR I.K. Mulkijanov závěr schválil a podepsal první osvědčení letové způsobilosti v SSSR, typ č. 03-144, pro nadzvukový letoun s motory NK-144A.

Silnice byla průjezdná pro osobní dopravu.

Nadzvukový letoun mohl přistávat a startovat na 18 letištích v SSSR, zatímco Concorde, jehož rychlost vzletu a přistání byla o 15 % vyšší, vyžadoval pro každé letiště samostatný přistávací certifikát. Pokud by byly motory Concorde umístěny stejně jako Tu-144, podle některých odborníků by k nehodě z 25. července 2000 nedošlo.

Podle odborníků byla konstrukce draku Tu-144 ideální, ale nedostatky se týkaly motorů a různých systémů.

Druhá produkční kopie nadzvukového letadla

V červnu 1973 se ve Francii konala 30. mezinárodní letecká výstava v Paříži. Zájem, který vyvolalo sovětské dopravní letadlo Tu-144, první nadzvukový letoun na světě, byl obrovský. 2. června sledovaly tisíce návštěvníků leteckého dne na pařížském předměstí Le Bourget východ do přistávací dráha druhá produkční kopie nadzvukového letadla. Řev čtyř motorů, silný vzlet – a teď je auto ve vzduchu. Ostrý nos dopravního letadla se napřímil a zamířil k nebi. Nadzvukový Tu pod vedením kapitána Kozlova provedl svůj první demonstrační let nad Paříží: po dosažení požadované výšky se vůz dostal za horizont, poté se vrátil a kroužil nad letištěm. Let proběhl normálně, nebyly zaznamenány žádné technické problémy.

Druhý den se sovětská posádka rozhodla ukázat vše, čeho je ta nová schopna.

Katastrofa během demonstrace

Slunečné ráno 3. června nezdálo se, že by věštilo potíže. Zpočátku šlo vše podle plánu – diváci zvedli hlavy a jednohlasně tleskali. Nadzvukový letoun, ukazující „nejvyšší třídu“, začal klesat. V tu chvíli se ve vzduchu objevila francouzská stíhačka Mirage (jak se později ukázalo, natáčela leteckou show). Srážka se zdála nevyhnutelná. Aby nenarazil na letiště a diváky, rozhodl se velitel posádky zvednout výš a strhl volant k sobě. Výška však již byla ztracena, což způsobilo velké zatížení konstrukce; V důsledku toho pravé křídlo prasklo a upadlo. Tam začal hořet a o několik sekund později se hořící nadzvukové letadlo řítilo k zemi. K hroznému přistání došlo na jedné z ulic pařížského předměstí Goussainville. Obří stroj, který zničil vše, co mu stálo v cestě, se zřítil na zem a explodoval. Zahynula celá posádka – šest lidí – a osm Francouzů na zemi. Goosenville také trpěl - několik budov bylo zničeno. Co vedlo k tragédii? Podle většiny odborníků byl příčinou katastrofy pokus posádky nadzvukového letadla vyhnout se srážce s Mirage. Během přistání byl Tu zachycen v brázdě od francouzské stíhačky Mirage.

Video: Havárie Tu-144 v roce 1973: jak se to stalo

Tato verze je uvedena v knize Gene Alexandera „Russian Airplanes since 1944“ a v článku v časopise Aviation Week and Space Technology z 11. června 1973, napsaném na čerstvých kolejích. Autoři se domnívají, že pilot Michail Kozlov přistál na špatné dráze – buď chybou letového ředitele, nebo neopatrností pilotů. Kontrolor si chyby včas všiml a varoval sovětské piloty. Kozlov ale místo toho, aby obešel, prudce zatočil – a ocitl se přímo před stíhačkou francouzského letectva. Kopilot v té době natáčel filmovou kamerou příběh o posádce Tu pro francouzskou televizi, a proto nebyl připoután. Při manévru spadl na středovou konzolu, a když se vracel na své místo, už ztratil výšku. Kozlov prudce strhl volant k sobě – přetížení: pravé křídlo to nevydrželo. Zde je další vysvětlení strašlivé tragédie. Kozlov dostával rozkazy, aby z vozu dostal maximum. I během vzletu při nízké rychlosti zaujal téměř svislý úhel. Pro vložku s takovou konfigurací je to spojeno s obrovským přetížením. V důsledku toho to jeden z vnějších uzlů nevydržel a spadl.

Podle pracovníků A.N. Tupolev Design Bureau bylo příčinou katastrofy připojení neodladěného analogového bloku řídicího systému, což vedlo k destruktivnímu přetížení.

Špionážní verze patří spisovateli Jamesi Albergovi. Zkrátka je to takto. Sověti se pokusili „vybavit“ Concorde. Skupina N.D. Kuzněcovová vytvořila dobré motory, ale nemohly pracovat při nízkých teplotách, na rozdíl od těch Concorde. Pak se do toho vložili sovětští zpravodajští důstojníci. Penkovsky prostřednictvím svého agenta Greville Wine získal část kreseb Concordu a poslal je do Moskvy prostřednictvím východoněmeckého obchodního zástupce. Britská kontrarozvědka tak únik identifikovala, ale místo zatčení špióna se rozhodla pustit dezinformace do Moskvy jeho vlastními kanály. V důsledku toho se zrodil Tu-144, velmi podobný Concordu. Je těžké zjistit pravdu, protože „černé skříňky“ nic neobjasnily. Jeden byl nalezen v Bourges na místě havárie, ale podle zpráv byl poškozen. Druhý nebyl nikdy objeven. Předpokládá se, že „černá skříňka“ nadzvukového letadla se stala bodem sporu mezi KGB a GRU.

Podle pilotů, nouzové situace došlo téměř na každém letu. 23. května 1978 havarovalo druhé nadzvukové letadlo. Vylepšená experimentální verze dopravního letadla Tu-144D (č. 77111) po požáru paliva v prostoru motorové gondoly 3. elektrárny v důsledku zničení palivového potrubí, kouře v kabině a otáčení posádky vypnuté dva motory, nouzové přistání na poli u vesnice Iljinskij Pogost nedaleko města Jegorjevsk.

Po přistání velitel posádky V.D. Popov, druhý pilot E.V. Elyan a navigátor V.V. Vyazigin opustili letadlo oknem kokpitu. Inženýři V.M. Kulesh, V.A. Isaev, V.N. Stolpovsky, kteří byli v kabině, opustili letoun předkem přední dveře. Palubní inženýři O. A. Nikolaev a V. L. Venediktov se ocitli na svém pracovišti uvězněni konstrukcemi, které se při přistání zdeformovaly a zemřely. (Vychýlený příďový kužel se dotkl země jako první, fungoval jako radlice buldozeru, nabíral půdu a rotoval pod břichem a vstupoval do trupu.) 1. června 1978 Aeroflot navždy zastavil nadzvukové lety cestujících.

Zlepšení nadzvukových letadel

Práce na vylepšení nadzvukového letadla pokračovaly ještě několik let. Bylo vyrobeno pět sériových letadel; dalších pět bylo ve výstavbě. Byla vyvinuta nová modifikace - Tu-144D (daleký dosah). Volba nového motoru (ekonomičtějšího), RD-36-51, však vyžadovala výraznou přestavbu letounu, zejména elektrárna. Vážné konstrukční mezery v této oblasti vedly ke zpoždění vydání nového dopravního letadla. Teprve v listopadu 1974 vzlétl sériový Tu-144D (ocasní číslo 77105) a devět (!) let po svém prvním letu, 1. listopadu 1977, obdržel nadzvukový letoun osvědčení o letové způsobilosti. Ve stejný den byly zahájeny osobní lety. Linky během svého krátkého provozu přepravily 3 194 cestujících. 31. května 1978 byly lety zastaveny: na jednom ze sériově vyráběných Tu-144D vypukl požár a dopravní letadlo utrpělo katastrofu, při nouzovém přistání havarovalo.

Katastrofy v Paříži a Jegorjevsku vedly k tomu, že zájem o projekt ze strany státu poklesl. Od roku 1977 do roku 1978 bylo identifikováno 600 problémů. V důsledku toho bylo již v 80. letech rozhodnuto odstranit nadzvukový letoun, což se vysvětluje „špatným vlivem na zdraví lidí při překračování zvukové bariéry“. Přesto byly čtyři z pěti Tu-144D ve výrobě stále dokončeny. Následně sídlili v Žukovském a vzlétli do vzduchu jako létající laboratoře. Celkem bylo postaveno 16 nadzvukových letounů (včetně modifikací na velké vzdálenosti), které provedly celkem 2 556 bojových letů. Do poloviny 90. let jich přežilo deset: čtyři v muzeích (Monino, Kazaň, Kujbyšev, Uljanovsk); jeden zůstal v závodě ve Voroněži, kde byl postaven; další byl v Žukovském spolu se čtyřmi Tu-144D.

Následně byl Tu-144D používán pouze pro přepravu nákladu mezi Moskvou a Chabarovskem. Celkem uskutečnil nadzvukový letoun pod vlajkou Aeroflotu 102 letů, z toho 55 osobních letů (přepraveno 3 194 cestujících).

Později nadzvuková letadla provedla pouze zkušební lety a několik letů k vytvoření světových rekordů.

Tu-144LL byl vybaven motory NK-32 kvůli nedostatku provozuschopných NK-144 nebo RD-36-51, podobných těm, které se používaly na Tu-160, různými senzory a testovacím monitorovacím a záznamovým zařízením.

Celkem bylo postaveno 16 dopravních letadel Tu-144, které provedly celkem 2 556 bojových letů a nalétaly 4 110 hodin (z nich nejvíce nalétal letoun 77144, 432 hodin). Stavba dalších čtyř dopravních letadel nebyla nikdy dokončena.

Co se stalo s letadly

Celkem jich bylo postaveno 16 - strany 68001, 77101, 77102, 77105, 77106, 77107, 77108, 77109, 77110, 77111, 77112, 77171, 7714, 771, 777.

Ty, které zůstaly v letovém stavu, v současné době neexistují. Boky Tu-144LL č. 77114 a TU-144D č. 77115 jsou téměř kompletně kompletní s díly a lze je uvést do letového stavu.

V opravitelném stavu je TU-144LL č. 77114, který byl použit pro testy NASA, uložen na letišti v Žukovském.

TU-144D č. 77115 je také uložen na letišti v Žukovském. V roce 2007 byla obě letadla přebarvena a vystavena pro veřejnost na letecké přehlídce MAKS-2007.

Č. 77114 a č. 77115 budou s největší pravděpodobností instalovány jako pomníky nebo vystaveny na letišti v Žukovském. V letech 2004-2005 s nimi byly provedeny některé transakce za účelem jejich prodeje do šrotu, ale protesty letecké komunity vedly k jejich zachování. Nebezpečí jejich prodeje do šrotu není zcela eliminováno. Otázky, čí se stanou vlastnictvím, nebyly definitivně vyřešeny.

Fotografie obsahuje podpis prvního kosmonauta, který přistál na Měsíci, Neila Armstronga, pilotního kosmonauta Georgije Timofejeviče Beregovoye a všech mrtvých členů posádky. Nadzvukový letoun č. 77102 havaroval při předváděcím letu na letecké show Le Bourget. Zahynulo všech 6 členů posádky (ctený zkušební pilot Hrdina Sovětského svazu M.V. Kozlov, zkušební pilot V.M. Molčanov, navigátor G.N. Baženov, zástupce hlavního konstruktéra, inženýr generálmajor V.N. Benderov, vedoucí inženýr B.A. Pervuchin a palubní inženýr A.I. Dralin).

Zleva doprava. Šest členů posádky na palubě nadzvukového letadla č. 77102: Ctěný zkušební pilot Hrdina Sovětského svazu M. V. Kozlov, zkušební pilot V. M. Molčanov, navigátor G. N. Baženov, zástupce hlavního konstruktéra, inženýr generálmajor V. N. Benderov, přední inženýr B. A. Pervukhin a palubní inženýr A. I. Dralin (bohužel neupřesnila, kdo je v pořadí). Další je pilot-kosmonaut dvakrát Hrdina Sovětského svazu, generálmajor Beregovoy Georgy Timofeevich, za ním vlevo je Lavrov Vladimir Aleksandrovich, pak první americký kosmonaut, který přistál na měsíci Neil Armstrong, pak (stojí za Neilem) - Stepan Gavrilovič Kornejev (vedoucí ředitelství pro vnitřní záležitosti z odboru vnějších vztahů prezidia Akademie věd), ve středu Andrej Nikolajevič Tupolev - sovětský letecký konstruktér, akademik Akademie věd SSSR, generálplukovník, třikrát Hrdina socialistů Labour, Hrdina práce RSFSR, dále Alexander Alexandrovič Archangelskij, hlavní konstruktér závodu, sovětský letecký konstruktér, doktor technických věd, ctěný vědec a technici RSFSR, Hrdina socialistické práce. Zcela vpravo je Tupolev Alexej Andrejevič (syn A.N. Tupoleva) - ruský letecký konstruktér, akademik Ruské akademie věd, od roku 1984 akademik Akademie věd SSSR, Hrdina socialistické práce. Fotografie byla pořízena v roce 1970. Popisky k fotce G. T. Beregovoye a Neila Armstronga.

Svornost

Nehoda Concordu.

V současné době není parník v provozu kvůli katastrofě 25. července 2000. 10. dubna 2003 oznámily British Airways a Air France své rozhodnutí ukončit komerční provoz jejich flotily Concorde. Poslední lety proběhly 24. října. Poslední let Concordu se uskutečnil 26. listopadu 2003, kdy G-BOAF (poslední postavený letoun) odlétal z Heathrow, letěl nad Biskajským zálivem, prolétal nad Bristolem a přistával na letišti Filton.

Proč se nadzvuková letadla již nepoužívají?

Tupolevův nadzvukový letoun je často nazýván „ztracenou generací“. Mezikontinentální lety jsou považovány za neekonomické: za hodinu letu spálí nadzvukové letadlo osmkrát více paliva než běžné osobní letadlo. Ze stejného důvodu nebyly opodstatněné ani dálkové lety do Chabarovska a Vladivostoku. Nadzvukové Tu není vhodné používat jako dopravní letadlo pro jeho malou nosnost. Je pravda, že přeprava cestujících na ní se přesto stala pro Aeroflot prestižním a výnosným podnikáním, ačkoli lístky byly v té době považovány za velmi drahé. I po oficiálním uzavření projektu, v srpnu 1984, vedoucí letové zkušební základny Žukovskij Klimov, vedoucí konstrukčního oddělení Pukhov a zástupce hlavního konstruktéra Popova za podpory nadšenců nadzvukového létání zrestaurovali a uvedli do provozu dvě dopravní letadla, a v roce 1985 získali povolení létat pro stanovení světových rekordů. Posádky Aganov a Veremey vytvořily více než 18 světových rekordů ve třídě nadzvukových letadel - v rychlosti, stoupání a doletu s nákladem.

16. března 1996 začala v Žukovském série výzkumných letů Tu-144LL, která znamenala začátek vývoje druhé generace nadzvukových dopravních letadel pro cestující.

95-99 let. Nadzvukový letoun s ocasním číslem 77114 používala americká NASA jako létající laboratoř. Dostal název Tu-144LL. Hlavním účelem je výzkum a testování amerického vývoje za účelem vytvoření vlastního moderního nadzvukového letadla pro přepravu cestujících.

V průběhu historie byl člověk přitahován k překonání všech možných bariér. Jeden z nich na dlouhou dobu byla rychlost zvuku. Na tento moment Existuje mnoho nadzvukových letadel, z nichž některá jsou aktivně využívána různými zeměmi, zatímco jiná z toho či onoho důvodu již neberou.

V průběhu vývoje, který probíhal po mnoho desetiletí, byly navrženy nejen nadzvukové stíhačky pro vojenské účely, ale také civilní dopravní letadla, z nichž některá přepravovala cestující.

Vývoj letadel schopných ji překonat začal v polovině minulého století. Stalo se to během druhé světové války, kdy němečtí vědci usilovně pracovali na vývoji nadzvukového letadla, které by mohlo zvrátit průběh války.

Válka však skončila a mnoho německých vědců, kteří na tomto vývoji pracovali, bylo zajato Američany. Z velké části díky nim USA vyvinuly letadlo s raketovými motory – Bell X-1, na kterém v roce 1947 Chuck Yeager jako první na světě překonal rychlost zvuku.

O rok později jsem došel k podobnému výsledku Sovětský svaz, který vyvinul LA-176, který se nejprve vyrovnal rychlosti zvuku ve výšce 9000 metrů a o měsíc později, když dostal vylepšené motory, ji překonal ve výšce 7000 metrů.

Bohužel byl projekt uzavřen z důvodu tragické smrti O.V. Sokolovský, jeden z pilotů tohoto letadla. Další pokrok v konstrukci nadzvukových letadel se zpomalil kvůli některým fyzikálním překážkám: zkapalňování vzduchu při příliš vysoké rychlosti, změnám aerodynamiky a zefektivnění. Vážnou překážkou bylo přehřátí letounu prolomení zvukové bariéry. Tento jev se nazývá „flutter“.

Během následujících let konstruktéři pracovali na zefektivnění, aerodynamice, materiálech karoserie a dalších vylepšeních.

Vojenské letectví v 50. letech 20. století

Na začátku tohoto desetiletí byly v USA a SSSR vyvinuty F-100 Super Sabre a MiG-19, které si konkurovaly ve všech sférách. Nejprve americký F-100 předběhl sovětský MiG, v roce 1953 dosáhl rychlosti 1215 kilometrů za hodinu, ale o rok později jej dokázal předběhnout sovětský MiG, který zrychlil na 1450 kilometrů za hodinu.

I přes absenci otevřených vojenských střetů mezi USA a SSSR se v lokálních konfliktech vietnamské a korejské války prokázalo, že sovětský MiG v mnohém předčil svého amerického konkurenta.

MiG-19 byl lehčí, vzlétl rychleji, předčil svého konkurenta dynamickými vlastnostmi a jeho bojový dosah byl o 200 kilometrů delší než u F-100.

Takové okolnosti vedly ke zvýšenému zájmu o sovětský vývoj ze strany Američanů a po skončení korejské války důstojník No Geum Seok ukradl MiG-19 ze sovětské letecké základny a poskytl jej Spojeným státům, za což obdržel odměnu 100 000 $.

Civilní nadzvukové letectví

Technický vývoj dosažený během válek dal impuls k rychlému rozvoji letectví v 60. letech. Hlavní problémy způsobené prolomením zvukové bariéry byly vyřešeny a konstruktéři mohli začít konstruovat první nadzvukový civilní letoun.

První nadzvukové dopravní letadlo určené k přepravě cestujících vzlétlo v roce 1961. Toto letadlo bylo Douglas DC-8, pilotované bez cestujících, se zátěží umístěnou na palubě, aby simulovala jejich hmotnost pro testování v podmínkách co nejblíže skutečným. V době sestupu z výšky 15877 byla rychlost 1262 km/h.

Také rychlost zvuku byla neplánovaně překročena Boeingem 747, když se letadlo na cestě z Taipei do Los Angeles dostalo do nekontrolovaného ponoru v důsledku poruchy a neschopnosti posádky. Letoun při potápění z výšky 125 000 metrů až 2 900 metrů překročil rychlost zvuku, poškodil ocas a způsobil vážné zranění dvěma cestujícím. K incidentu došlo v roce 1985.

Celkem byla postavena dvě letadla, která byla schopna skutečně překonat rychlost zvuku při pravidelných letech. Byly to sovětský Tu-144 a anglo-francouzský Aérospatiale-BAC Concorde. Kromě těchto letadel nemohlo žádné jiné osobní letadlo udržet nadzvukovou cestovní rychlost.

Tu-144 a Concorde

Tu-144 je právem považován za první nadzvukový dopravní letoun v historii, protože byl postaven před Concordem. Tyto vložky se vyznačovaly nejen vynikajícími Specifikace, ale také elegantní vzhled– mnozí je považují za nejkrásnější letadlo v historii letectví.

Tu-144 se bohužel stal nejen prvním nadzvukovým dopravním letadlem, které vzlétlo k obloze, ale také prvním dopravním letadlem tohoto typu, které havarovalo. V roce 1973 zahynulo 14 lidí při havárii v Le Bourget, což posloužilo jako první impuls k zastavení letů na tomto stroji.

K druhé havárii Tu-144 došlo v Moskevské oblasti v roce 1978 – v letadle vypukl požár, kvůli kterému se přistání stalo osudným pro dva členy posádky.

Při prohlídce bylo zjištěno, že příčinou požáru byla závada na palivovém systému nového motoru, který se v té době testoval, ale jinak letoun vykazoval vynikající výkon, neboť při zachycení dokázal přistát oheň. Navzdory tomu byla na něm přerušena komerční železniční doprava.

Concorde sloužil evropskému letectví mnohem déle - lety na něm trvaly od roku 1976 do roku 2003. V roce 2000 však havarovala i tato vložka. Při startu z Charlese De Gaulla letadlo začalo hořet a zřítilo se k zemi a zabilo 113 lidí.

Za celou historii letů se Concorde nikdy nezačal vyplácet a po katastrofě se tok cestujících snížil natolik, že se projekt stal ještě nerentabilnějším a o tři roky později lety na tomto nadzvukovém letounu ustaly.

Technické vlastnosti Tu-144

Mnoho lidí se diví, jaká byla rychlost nadzvukové letadlo? Podívejme se na technické vlastnosti letadla, které je již dlouho chloubou domácího letectví:

Posádka – 4 osoby;
Kapacita – 150 osob;
Poměr délky a výšky je 67/12,5 metru;
Maximální hmotnost – 180 tun;
Tah s přídavným spalováním – 17500 kg/s;
Cestovní rychlost -2200 km/h;
Maximální výška letu – 18 000 metrů;
Dolet - 6500 kilometrů.

M = 1,2-5).

Encyklopedický YouTube

1 / 5
V současné době se objevují nová letadla, včetně těch vyrobených pomocí technologie Stealth pro snížení viditelnosti.

Osobní nadzvukové letadlo

Existují pouze dvě známá sériově vyráběná nadzvuková osobní letadla, která se předvedla pravidelné lety: Sovětský letoun Tu-144, který uskutečnil svůj první let 31. prosince 1968 a byl v provozu v letech 1978 až 1978, a o dva měsíce později - 2. března 1969 - byl jeho prvním letem Anglo-francouzský Concorde (francouzský Concorde - „accord“), která uskutečnila transatlantické lety v letech 2003 až 2003. Jejich provoz umožňoval nejen výrazně zkrátit dobu letu na dálkových letech, ale také využít vyložené vzdušný prostor na vysoké nadmořské výšky(≈18 km), zatímco hlavní vzdušný prostor využívaný dopravními letadly (nadmořské výšky 9-12 km) byl již v těchto letech silně přetížen. Také nadzvuková letadla létala po přímých trasách (mimo letecké trasy).
Navzdory neúspěchu několika dalších bývalých i stávajících projektů osobních nadzvukových a transsonických letadel (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Tu-244, Tu-344, Tu-444, SSBJ atd.) a vyřazení letadel z provozu dvou realizovaných projektů, byly rozpracovány již dříve a existují moderní projekty hypersonických (včetně suborbitálních) dopravních letadel pro cestující (např. ZEHST, SpaceLiner) a vojenských dopravních (přistávajících) letadel rychlé reakce. Pevná objednávka na 20 jednotek byla podána v listopadu 2015 na vyvíjený osobní business jet Aerion AS2 s celkovými náklady 2,4 miliardy USD, přičemž dodávky začnou v roce 2023.

Teoretické problémy

Let nadzvukovou rychlostí, na rozdíl od podzvukové rychlosti, probíhá za podmínek různé aerodynamiky, protože když letadlo dosáhne rychlosti zvuku, aerodynamika proudění se kvalitativně změní, díky čemuž prudce vzroste aerodynamický odpor a kinetické zahřátí letadla. zvětšuje se také struktura od tření proudícího vzduchu proudícího vysokou rychlostí., posouvá se aerodynamické zaměření, což vede ke ztrátě stability a ovladatelnosti letadla. Kromě toho se objevil takový fenomén, neznámý před vytvořením prvního nadzvukového letadla, jako „vlnový odpor“.
Proto nebylo možné dosáhnout rychlosti zvuku a efektivního stabilního letu při blízkých a nadzvukových rychlostech pouhým zvýšením výkonu motoru – bylo zapotřebí nových konstrukčních řešení. V důsledku toho se vzhled letadla změnil: objevily se charakteristické rovné linie a ostré rohy, na rozdíl od „hladkých“ tvarů podzvukových letadel.
Je třeba poznamenat, že problém vytvoření účinného nadzvukového letadla nelze stále považovat za vyřešený. Tvůrci musí udělat kompromis mezi požadavkem na zvýšení rychlosti a zachováním přijatelných vzletových a přistávacích charakteristik. Dobývání nových hranic v rychlosti a výšce letectvím je tedy spojeno nejen s použitím pokročilejšího nebo zásadně nového pohonného systému a nového konstrukčního uspořádání letadel, ale také se změnami jejich geometrie za letu. Takové změny, zatímco zlepšují výkon letadla při vysokých rychlostech, by neměly zhoršovat jeho výkon při nízkých rychlostech a naopak. V poslední době tvůrci upustili od zmenšování plochy křídel a relativní tloušťky jejich profilů, stejně jako od zvětšování úhlu sklonu křídla letounů s proměnnou geometrií, návrat k křídlům s nízkým vychýlením a velké relativní tloušťce, pokud již byly zjištěny uspokojivé hodnoty. dosaženo maximální rychlost a praktický strop. V tomto případě se považuje za důležité, aby měl nadzvukový letoun dobrý výkon při nízkých rychlostech a nízký odpor při vysokých rychlostech, zejména v malých výškách.

Přesně před 15 lety poslední tři nadzvukové osobní letadla Concorde britské letecké společnosti British Airways uskutečnil let na rozloučenou. Toho dne, 24. října 2003, tato letadla, letící v malé výšce nad Londýnem, přistála na Heathrow a ukončila tak krátkou historii nadzvukového osobního letectví. Letečtí konstruktéři po celém světě však dnes opět přemýšlejí o možnosti rychlých letů – z Paříže do New Yorku za 3,5 hodiny, ze Sydney do Los Angeles za 6 hodin, z Londýna do Tokia za 5 hodin. Než se však nadzvuková letadla vrátí na mezinárodní linky pro cestující, budou muset vývojáři vyřešit mnoho problémů, z nichž jedním z nejdůležitějších je snížení hluku rychlých letadlo.

Krátká historie rychlých letů

Osobní letectví se začalo formovat v 10. letech 20. století, kdy se objevila první letadla speciálně určená pro leteckou přepravu lidí. Úplně první z nich byla francouzská limuzína Bleriot XXIV od Bleriot Aeronautique. To bylo používáno pro výlety vzduchem. O dva roky později se v Rusku objevil S-21 Grand, vytvořený na základě těžkého bombardéru Russian Knight Igorem Sikorským. Byl postaven v rusko-baltském přepravním závodě. Poté se letectví začalo rozvíjet mílovými kroky: nejprve začaly lety mezi městy, pak mezi zeměmi a pak mezi kontinenty. Letadla umožnila dostat se do cíle rychleji než vlakem nebo lodí.

V 50. letech se pokrok ve vývoji proudových motorů výrazně zrychlil a nadzvukový let se stal dostupným i pro vojenské letouny, i když nakrátko. Nadzvuková rychlost se obvykle nazývá pohyb až pětinásobek vyšší rychlost zvuk, který se mění v závislosti na prostředí šíření a jeho teplotě. Při normálním atmosférickém tlaku na hladině moře se zvuk šíří rychlostí 331 metrů za sekundu, neboli 1191 kilometrů za hodinu. Jak nabíráte nadmořskou výšku, hustota a teplota vzduchu klesá a rychlost zvuku klesá. Například ve výšce 20 tisíc metrů je to už asi 295 metrů za vteřinu. Ale již ve výšce kolem 25 tisíc metrů a jak stoupá do více než 50 tisíc metrů, začíná postupně narůstat teplota atmosféry oproti nižším vrstvám a s tím se zvyšuje i místní rychlost zvuku.

Nárůst teploty v těchto nadmořských výškách se vysvětluje mimo jiné vysokou koncentrací ozonu ve vzduchu, který tvoří ozonový štít a pohlcuje část sluneční energie. Výsledkem je, že rychlost zvuku ve výšce 30 tisíc metrů nad mořem je asi 318 metrů za sekundu a ve výšce 50 tisíc - téměř 330 metrů za sekundu. V letectví se Machovo číslo široce používá k měření rychlosti letu. Zjednodušeně vyjadřuje místní rychlost zvuku pro konkrétní nadmořskou výšku, hustotu a teplotu vzduchu. Rychlost konvenčního letu, která se rovná dvěma Machovým číslům, na hladině moře bude tedy 2383 kilometrů za hodinu a ve výšce 10 tisíc metrů - 2157 kilometrů za hodinu. Americký pilot Chuck Yeager poprvé prolomil zvukovou bariéru rychlostí 1,04 Mach (1066 kilometrů za hodinu) ve výšce 12,2 tisíce metrů v roce 1947. To byl důležitý krok k rozvoji nadzvukových letů.

V padesátých letech minulého století začali konstruktéři letadel v několika zemích po celém světě pracovat na nadzvukových projektech. osobní letadla. V důsledku toho se v 70. letech objevil francouzský Concorde a sovětský Tu-144. Jednalo se o první a dosud jediná osobní nadzvuková letadla na světě. Oba typy letadel využívaly konvenční proudové motory optimalizované pro dlouhodobý provoz v nadzvukovém letu. Tu-144 byly v provozu až do roku 1977. Letouny létaly rychlostí 2,3 tisíce kilometrů za hodinu a mohly přepravit až 140 cestujících. Letenky na jejich lety však stojí v průměru 2,5–3krát více než obvykle. Nízká poptávka po rychlých, ale drahých letech, stejně jako obecné potíže s provozem a údržbou Tu-144, vedly k jejich vyřazení z osobních letů. Letouny však byly nějakou dobu používány při zkušebních letech, mimo jiné na základě smlouvy s NASA.
Concorde sloužil mnohem déle - až do roku 2003. Lety francouzskými dopravními letadly byly také drahé a nebyly příliš populární, ale Francie a Velká Británie je nadále provozovaly. Náklady na jednu letenku na takový let byly v přepočtu na dnešní ceny asi 20 tisíc dolarů. Francouzský Concorde letěl rychlostí něco málo přes dva tisíce kilometrů za hodinu. Letadlo dokázalo překonat vzdálenost z Paříže do New Yorku za 3,5 hodiny. V závislosti na konfiguraci mohl Concorde přepravit 92 až 120 lidí.
Příběh Concordu skončil nečekaně a rychle. V roce 2000 došlo k havárii letadla Concorde, při které zemřelo 113 lidí. O rok později začala krize osobní letecké dopravy způsobená teroristickými útoky z 11. září 2001 (dvě letadla s pasažéry unesenými teroristy narazila do věží 2. světové války nákupní centrum v New Yorku, další, třetí, spadl do budovy Pentagonu v Arlington County a čtvrtý spadl na pole poblíž Shanksville v Pensylvánii). Pak vypršela záruční doba na letouny Concorde, které odbavoval Airbus. Všechny tyto faktory dohromady způsobily, že provoz nadzvukových osobních letadel byl extrémně nerentabilní a v létě a na podzim roku 2003 letecké společnosti Air Francie a British Airways se střídaly ve vyřazování všech Concordů.

Po uzavření programu Concorde v roce 2003 stále existovala naděje na návrat nadzvukových osobních letadel do provozu. Konstruktéři doufali v nové účinné motory, aerodynamické výpočty a počítačem podporované konstrukční systémy, které by mohly učinit nadzvukové lety ekonomicky dostupnými. Ale v letech 2006 a 2008 přijala Mezinárodní organizace pro civilní letectví nové normy pro hluk letadel, které mimo jiné zakazovaly v době míru všechny nadzvukové lety nad obydlenou zemí. Tento zákaz se nevztahuje na letecké koridory speciálně určené pro vojenské letectví. Práce na projektech nových nadzvukových letadel se zpomalily, ale dnes začaly opět nabírat na obrátkách.

Tichý nadzvukový

Dnes několik podniků a vládních organizací na světě vyvíjí nadzvuková osobní letadla. Takové projekty zejména vedou ruské společnosti Suchoj a Tupolev, Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute, francouzský Dassault, Japonská agentura pro výzkum letectví, evropský koncern Airbus, americký Lockheed Martin a Boeing a také několik startupů, včetně Aerion a Boom Technologies. Obecně jsou návrháři podmíněně rozděleni do dvou táborů. Zástupci prvního z nich se domnívají, že v blízké budoucnosti nebude možné vyvinout „tiché“ nadzvukové letadlo, které by odpovídalo hladině hluku podzvukových dopravních letadel, což znamená, že je nutné postavit rychlé osobní letadlo, které přejde na nadzvukové tam, kde je to povoleno. Tento přístup, jak se konstruktéři z prvního tábora domnívají, stále zkrátí dobu letu z jednoho bodu do druhého.

Designéři z druhého tábora se primárně zaměřili na boj s rázovými vlnami. Při letu nadzvukovou rychlostí generuje kostra letadla mnoho rázových vln, z nichž nejvýznamnější se vyskytují v oblasti nosu a ocasu. Kromě toho se rázové vlny typicky vyskytují na náběžné a odtokové hraně křídla, na náběžné hraně ocasní plochy, v oblastech víření a na okrajích sání vzduchu. Rázová vlna je oblast, ve které tlak, hustota a teplota média zaznamenají náhlý a silný skok. Pozorovatelé na zemi jsou takové vlny vnímány jako hlasitý třesk nebo dokonce výbuch - kvůli tomu jsou nadzvukové lety nad obydlenou zemí zakázány.

Efekt exploze nebo velmi hlasité rány vyvolávají tzv. rázové vlny typu N, které se tvoří při výbuchu bomby nebo na kluzáku nadzvukové stíhačky. Na grafu růstu tlaku a hustoty se takové vlny podobají písmenu N latinské abecedy v důsledku prudkého nárůstu tlaku na čelu vlny s prudkým poklesem tlaku po něm a následnou normalizací. V laboratorních experimentech výzkumníci z Japan Aerospace Exploration Agency zjistili, že změna tvaru draku letadla může vyhladit vrcholy v grafu rázové vlny a přeměnit ji na vlnu typu S. Taková vlna má hladký pokles tlaku, který není tak významný jako N-vlna. Experti NASA se domnívají, že S-vlny budou pozorovatelé vnímat jako vzdálené zabouchnutí dveří auta.

N-vlna (červená) před aerodynamickou optimalizací nadzvukového kluzáku a podobnost s S-vlnou po optimalizaci

V roce 2015 japonští konstruktéři sestavili bezpilotní kluzák D-SEND 2, jehož aerodynamický tvar byl navržen tak, aby snížil počet rázových vln na něm generovaných a jejich intenzitu. V červenci 2015 vývojáři testovali kostru letadla na zkušebním místě střel Esrange ve Švédsku a zaznamenali výrazné snížení počtu rázových vln generovaných na povrchu nového draku. Během testu vypadl D-SEND 2, který nebyl vybaven motory horkovzdušný balón z výšky 30,5 tisíce metrů. Při pádu nabral 7,9 metru dlouhý kluzák rychlost 1,39 Mach a proletěl kolem upoutaných balónů vybavených mikrofony umístěnými v různých výškách. Vědci přitom měřili nejen intenzitu a počet rázových vln, ale analyzovali i vliv stavu atmosféry na jejich časný výskyt.
Podle japonské agentury bude sonický třesk z letadel velikostí srovnatelných s nadzvukovými osobními letouny Concorde a navrženými podle konstrukce D-SEND 2 při letu nadzvukovou rychlostí o polovinu silnější než dosud. Japonský D-SEND 2 se od kluzáků běžných moderních letadel liší nesymetrickým uspořádáním přídě. Kýl zařízení je posunut směrem k přídi a horizontálně ocasní jednotka je vyroben jako všepohyblivý a má negativní montážní úhel vzhledem k podélné ose draku letadla, to znamená, že ocasní konce jsou umístěny pod připojovacím bodem a ne nad, jako obvykle. Křídlo kluzáku má normální sklon, ale je stupňovité: plynule zapadá do trupu a část jeho náběžné hrany je umístěna v ostrém úhlu k trupu, ale blíže k odtokové hraně se tento úhel prudce zvětšuje.

Podle podobného schématu právě vzniká nadzvukový americký startup Aerion, který pro NASA vyvíjí Lockheed Martin. Ruský (Supersonic Business Aircraft/Supersonic Passenger Aircraft) je rovněž konstruován s důrazem na snížení počtu a intenzity rázových vln. Některé z projektů rychlých osobních letadel mají být dokončeny v první polovině roku 2020, ale do té doby ještě nebudou revidovány letecké předpisy. To znamená, že nový letoun bude zpočátku provádět nadzvukové lety pouze nad vodou. Faktem je, že za účelem zrušení omezení nadzvukových letů nad obydlenou zemí budou muset vývojáři provést mnoho testů a své výsledky předložit leteckým úřadům, včetně Federálního úřadu pro letectví USA a Evropské agentury pro bezpečnost letectví.

S-512 / Spike Aerospace

Nové motory

Další vážnou překážkou pro vytvoření sériového osobního nadzvukového letadla jsou motory. Konstruktéři již našli mnoho způsobů, jak učinit proudové motory hospodárnějšími, než byly před deseti až dvaceti lety. To zahrnuje použití převodovek, které odstraňují tuhou spojku ventilátoru a turbíny v motoru, a použití keramických kompozitních materiálů, které umožňují optimalizaci teplotní rovnováhy v horké zóně elektrárny, a dokonce i zavedení další třetiny vzduchový okruh navíc k již existujícím dvěma, vnitřnímu a vnějšímu. V oblasti vytváření ekonomických podzvukových motorů již konstruktéři dosáhli úžasných výsledků a pokračující nový vývoj slibuje značné úspory. Více o slibném výzkumu si můžete přečíst v našem materiálu.

Ale navzdory všemu tomuto vývoji je stále obtížné označit nadzvukový let za ekonomický. Například nadějné nadzvukové osobní letadlo od startupu Boom Technologies dostane tři turboventilátorové motory rodiny JT8D od Pratt & Whitney nebo J79 od GE Aviation. Při cestovním letu je měrná spotřeba paliva těchto motorů asi 740 gramů na kilogram síly za hodinu. V tomto případě může být motor J79 vybaven přídavným spalováním, které zvyšuje spotřebu paliva na dva kilogramy na kilogram síly za hodinu. Tato spotřeba je srovnatelná se spotřebou paliva motorů například stíhačky Su-27, jejíž úkoly se výrazně liší od přepravy cestujících.

Pro srovnání, měrná spotřeba paliva jediných sériových turboventilátorových motorů D-27 na světě, instalovaných na ukrajinském dopravním letounu An-70, je pouze 140 gramů na kilogram síly za hodinu. Americký motor CFM56, „klasika“ dopravních letadel Boeing a Airbus, má specifickou spotřebu paliva 545 gramů na kilogram síly za hodinu. To znamená, že bez zásadního přepracování motorů proudových letadel se nadzvukové lety nezlevní natolik, aby se rozšířily, a budou žádané pouze v obchodním letectví – vysoká spotřeba paliva vede k vyšším cenám letenek. Objemově také nebude možné snižovat vysoké náklady na nadzvukovou leteckou dopravu - dnes konstruovaná letadla jsou navržena pro přepravu 8 až 45 cestujících. Do konvenčních letadel se vejde více než sto lidí.

Začátkem října tohoto roku však společnost GE Aviation navrhla nový proudový motor Affinity s turbodmychadlem. Tyto elektrárny mají být instalovány na slibném nadzvukovém osobním letounu AS2 společnosti Aerion. Nová elektrárna konstrukčně kombinuje vlastnosti proudových motorů s nízkým obtokovým poměrem pro bojová letadla a elektrárny s vysokým obtokovým poměrem pro osobní letadla. Zároveň v Affinity nejsou žádné nové nebo průlomové technologie. Nový motor GE Aviation klasifikuje elektrárny se středním obtokovým poměrem.

Motor je založen na upraveném plynovém generátoru z turbodmychadlového motoru CFM56, který zase konstrukčně vychází z plynového generátoru z F101, elektrárny pro nadzvukový bombardér B-1B Lancer. Power point obdrží modernizovaný elektronický digitální systém řízení motoru s plnou odpovědností. O designu slibného enginu vývojáři neprozradili žádné podrobnosti. GE Aviation však očekává, že měrná spotřeba paliva motorů Affinity nebude o mnoho vyšší nebo dokonce srovnatelná se spotřebou paliva moderních turboventilátorových motorů běžných podzvukových osobních letadel. Jak toho lze dosáhnout pro nadzvukový let, není jasné.

Boom / Boom Technologies

Projekty

Navzdory mnoha projektům nadzvukových dopravních letadel ve světě (včetně nerealizovaného projektu přestavby strategického bombardéru Tu-160 na nadzvukové dopravní letadlo navrženého ruským prezidentem Vladimirem Putinem), AS2 amerického start-upu Aerion, S-512, se v roce 2012 podařilo prosadit. lze považovat za nejbližší letovým zkouškám a malosériové výrobě Spanish Spike Aerospace a Boom American Boom Technologies. První je plánován létat rychlostí 1,5 Mach, druhý rychlostí 1,6 Mach a třetí rychlostí 2,2 Mach. Letoun X-59, který vytvořil Lockheed Martin pro NASA, bude technologickým demonstrátorem a létající laboratoří, jeho uvedení do výroby se neplánuje.

Společnost Boom Technologies již oznámila, že se pokusí lety na nadzvukových letadlech velmi zlevnit. Například náklady na let na trase New York – Londýn odhadla společnost Boom Technologies na pět tisíc dolarů. Tolik dnes stojí let na této trase v business třídě běžným podzvukovým dopravním letadlem. Dopravní letadlo Boom bude létat podzvukovou rychlostí nad obydlenou zemí a přepne se na nadzvukovou rychlost nad oceánem. Letoun o délce 52 metrů a rozpětí křídel 18 metrů bude schopen přepravit až 45 cestujících. Do konce roku 2018 plánuje Boom Technologies vybrat jeden z několika nových leteckých projektů pro realizaci v kovu. První let dopravního letadla je plánován na rok 2025. Společnost tyto termíny posunula; Boom měl původně létat v roce 2023.

Podle předběžných propočtů bude délka letadla AS2, určeného pro 8-12 cestujících, 51,8 metru, rozpětí křídel bude 18,6 metru. Maximální vzletová hmotnost nadzvukového letounu bude 54,8 tuny. AS2 poletí nad vodou cestovní rychlostí 1,4-1,6 Mach, nad pevninou zpomalí na Mach 1,2. Poněkud nižší rychlost letu nad pevninou ve spojení se speciálním aerodynamickým tvarem draku letadla, jak vývojáři očekávají, téměř zcela zabrání vzniku rázových vln. Dolet letadla při rychlosti 1,4 Mach bude 7,8 tisíce kilometrů a 10 tisíc kilometrů při rychlosti 0,95 Mach. První let letadla je plánován na léto 2023 a první transatlantický let se uskuteční v říjnu téhož roku. Jeho vývojáři oslaví 20. výročí posledního letu Concordu.

Nakonec Spike Aerospace plánuje zahájit letové testování úplného prototypu S-512 nejpozději v roce 2021. Dodávky prvních sériově vyráběných letadel zákazníkům jsou naplánovány na rok 2023. Podle projektu bude S-512 schopen přepravit až 22 cestujících rychlostí až 1,6 Mach. Dolet tohoto letadla bude 11,5 tisíce kilometrů. Od října loňského roku uvedla společnost Spike Aerospace na trh několik zmenšených modelů nadzvukových letadel. Jejich účelem je otestovat konstrukční řešení a účinnost prvků řízení letu. Všechny tři nadějné osobní letouny vznikají s důrazem na speciální aerodynamický tvar, který sníží intenzitu rázových vln vznikajících při nadzvukovém letu.

V roce 2017 dosáhl objem letecké osobní dopravy po celém světě čtyři miliardy lidí, z toho 650 milionů uskutečnilo dálkové lety v rozmezí od 3,7 do 13 tisíc kilometrů. První a business třídou letělo 72 milionů cestujících na dlouhé vzdálenosti. Právě na těchto 72 milionů lidí se vývojáři nadzvukových dopravních letadel zaměřují jako první a věří, že za možnost strávit ve vzduchu zhruba o polovinu méně času než obvykle, rádi zaplatí o něco více peněz. Nicméně nadzvukové osobní letectví, s největší pravděpodobností se začne aktivně rozvíjet po roce 2025. Faktem je, že výzkumné lety laboratoře X-59 začnou až v roce 2021 a potrvají několik let.

Výsledky výzkumu získané během letů X-59, včetně přes osad- dobrovolníci (jejich obyvatelé souhlasili s tím, že nad nimi budou ve všední dny přelétávat nadzvuková letadla; po přeletech pozorovatelé řeknou výzkumníkům, jak vnímají hluk), plánuje se předložit ji Federálnímu úřadu pro letectví USA. Očekává se, že na jejich základě může revidovat zákaz nadzvukových letů nad obydlenou zemí, ale nestane se tak dříve než v roce 2025.

Vasilij Syčev

Konstruktéři letadel stáli před úkolem dále zvyšovat jejich rychlost. Vyšší rychlost rozšířila bojové schopnosti stíhaček i bombardérů.

Nadzvuková éra začala letem amerického zkušebního pilota Chucka Yeagera 14. října 1947 na experimentálním letounu Bell X-1 s raketovým motorem XLR-11, který při řízeném letu dosahoval nadzvukové rychlosti.

Rozvoj

Ve znamení byla 60.-70. léta 20. století rychlý vývoj nadzvukové letectví. Byly vyřešeny hlavní problémy stability a ovladatelnosti letadel a jejich aerodynamické účinnosti. Vysoká rychlost letu také umožnila zvýšit strop až nad 20 km, což bylo důležité pro průzkumné letouny a bombardéry. V té době, před nástupem protiletadlových raketových systémů schopných zasahovat cíle ve velkých výškách, bylo hlavním principem použití bombardérů letět na cíl v co nejvyšší výšce a rychlosti. Během těchto let byla postavena a uvedena do výroby nadzvuková letadla pro nejrůznější účely - stíhačky, bombardéry, stíhačky, stíhací bombardéry, průzkumná letadla (první nadzvukový stíhač za každého počasí - Convair F-102 Delta Dagger; první nadzvukový bombardér dlouhého doletu - Convair B-58 Hustler) .

V současné době se objevují nová letadla, včetně těch vyrobených pomocí technologie Stealth pro snížení viditelnosti.

Srovnávací diagramy Tu-144 a Concorde

Osobní nadzvukové letadlo

V historii letectví byla na pravidelných linkách provozována pouze dvě osobní nadzvuková letadla. Sovětský letoun Tu-144 uskutečnil svůj první let 31. prosince 1968 a v provozu byl v letech 1978 až 1978. O dva měsíce později, 2. března 1969, Anglo-francouzský Concorde (fr. Concorde- „souhlas“) uskutečnila v letech 2003 až 2003 transatlantické lety. Jejich provoz umožnil nejen výrazně zkrátit dobu letu na dálkových letech, ale také využít nepřetížený vzdušný prostor pro vysoká nadmořská výška(≈18 km), zatímco hlavní vzdušný prostor využívaný dopravními letadly (nadmořské výšky 9-12 km) byl již v těchto letech výrazně přetížen. Také nadzvuková letadla létala po přímých trasách (mimo letecké trasy).

Teoretické problémy

Let nadzvukovou rychlostí, na rozdíl od podzvukové rychlosti, probíhá podle jiných zákonů, protože když objekt dosáhne rychlosti zvuku, aerodynamický vzor proudění se kvalitativně změní, díky čemuž prudce vzroste aerodynamický odpor, zvýší se kinetické zahřívání konstrukce, aerodynamické posuny fokusu, což vede ke ztrátě stability a ovladatelnosti letadla. Navíc se objevil dosud neznámý jev zvaný „vlnový odpor“.

Proto nebylo možné dosáhnout rychlosti zvuku a efektivního letu pouhým zvýšením výkonu motoru, bylo zapotřebí nových konstrukčních řešení. Důsledkem byla změna vzhledu letadla - objevily se charakteristické rovné linie a ostré rohy, na rozdíl od „hladkého“ tvaru podzvukových letadel.

Je třeba poznamenat, že úkol vytvořit efektivní nadzvukový letoun zatím nelze považovat za vyřešený. Tvůrci musí udělat kompromis mezi požadavkem na zvýšení rychlosti a zachováním přijatelných vzletových a přistávacích charakteristik. Dobývání nových hranic v rychlosti a výšce letectvím je tedy spojeno nejen s použitím pokročilejšího nebo zásadně nového pohonného systému a nového uspořádání letadel, ale také se změnami jejich geometrie za letu. Takové změny, zatímco zlepšují výkon letadla při vysokých rychlostech, by neměly zhoršovat jeho výkon při nízkých rychlostech a naopak. Nedávno tvůrci odmítají zmenšit plochu křídla a relativní tloušťku svých profilů, stejně jako zvětšit úhel sklonu křídla pro letadla s proměnnou geometrií, vracející se ke křídlům s nízkým vychýlením a velkou relativní tloušťkou, pokud jsou vyhovující maximální rychlost a hodnoty stropu již bylo dosaženo. V tomto případě se považuje za důležité, aby měl nadzvukový letoun dobrý výkon při nízkých rychlostech a snížený odpor při vysokých rychlostech, zejména v malých výškách.

Poznámky

viz také

Nadace Wikimedia. 2010.

Podívejte se, co je „nadzvukové letadlo“ v jiných slovnících: