1 Überschallflugzeug. Überschallluftfahrt

03.01.2022

Tu-144 ist ein sowjetisches Überschallflugzeug, das in den 1960er Jahren vom Tupolev Design Bureau entwickelt wurde. Zusammen mit der Concorde ist sie eines von nur zwei Überschallflugzeugen, die jemals von Fluggesellschaften für kommerzielle Reisen eingesetzt wurden.

In den 60er Jahren wurden in den Luftfahrtkreisen der USA, Großbritanniens, Frankreichs und der UdSSR Projekte zur Schaffung eines Überschall-Passagierflugzeugs mit einer Höchstgeschwindigkeit von 2500-3000 km / h und einer Flugreichweite von mindestens 6-8 Tausend km wurden aktiv diskutiert. Im November 1962 unterzeichneten Frankreich und Großbritannien ein Abkommen über die gemeinsame Entwicklung und den Bau der Concorde (Concord).

Schöpfer von Überschallflugzeugen

In der Sowjetunion beschäftigte sich das Konstruktionsbüro des Akademikers Andrei Tupolev mit der Entwicklung eines Überschallflugzeugs. Bei einer Vorbesprechung des Konstruktionsbüros im Januar 1963 sagte Tupolev:

„Wenn man über die Zukunft des Lufttransports von Menschen von einem Kontinent zum anderen nachdenkt, kommt man zu einem eindeutigen Schluss: Überschallflugzeuge werden zweifellos benötigt, und ich habe keinen Zweifel, dass sie zum Leben erwachen werden ...“

Der Sohn des Akademikers, Aleksey Tupolev, wurde zum leitenden Designer des Projekts ernannt. Mehr als tausend Spezialisten anderer Organisationen arbeiteten eng mit seinem OKB zusammen. Der Entstehung gingen umfangreiche theoretische und experimentelle Arbeiten voraus, die zahlreiche Tests in Windkanälen und natürlichen Bedingungen bei Analogflügen beinhalteten.

Concorde und Tu-144

Die Entwickler mussten sich den Kopf zerschlagen, um das optimale Maschinenlayout zu finden. Die Geschwindigkeit des entworfenen Liners ist von grundlegender Bedeutung - 2500 oder 3000 km / h. Die Amerikaner, die erfahren hatten, dass die Concorde für 2500 km/h ausgelegt ist, kündigten an, nur sechs Monate später ihre Passagier-Boeing-2707 aus Stahl und Titan freizugeben. Nur diese Materialien könnten der Erwärmung des Bauwerks ohne zerstörerische Folgen im Kontakt mit der Luftströmung bei Geschwindigkeiten von 3000 km / h und höher standhalten. Massive Stahl- und Titankonstruktionen müssen jedoch noch strengen Prozess- und Betriebstests unterzogen werden. Dies wird lange dauern, und Tupolev beschließt, ein Überschallflugzeug aus Duraluminium zu bauen, das auf einer Geschwindigkeit von 2500 km / h basiert. Das amerikanische Boeing-Projekt wurde daraufhin ganz eingestellt.

Im Juni 1965 wurde das Modell auf der jährlichen Paris Air Show gezeigt. Die Concorde und die Tu-144 erwiesen sich als auffallend ähnlich. Sowjetische Designer sagten - nichts überraschend: Die allgemeine Form wird durch die Gesetze der Aerodynamik und die Anforderungen an einen bestimmten Maschinentyp bestimmt.

Flügelform von Überschallflugzeugen

Aber wie soll der Flügel aussehen? Wir entschieden uns für einen dünnen dreieckigen Flügel mit dem Umriss der Vorderkante in Form des Buchstabens "8". Das schwanzlose Schema - unvermeidlich bei einer solchen Konstruktion der Peilebene - machte das Überschallflugzeug in allen Flugmodi stabil und gut kontrolliert. Vier Triebwerke befanden sich unter dem Rumpf, näher an der Achse. Der Treibstoff wird in Flügeltanks gelagert. Die Ausgleichstanks, die sich im hinteren Teil des Rumpfes und der Flügelauflagen befinden, sollen die Position des Schwerpunkts beim Übergang von Unterschall- auf Überschallfluggeschwindigkeit ändern. Die Nase wurde scharf und glatt gemacht. Aber wie verschafft man den Piloten Sicht nach vorne? Einen Ausweg gefunden - "Nase verneigen". Der kreisförmige Rumpf hatte einen Cockpit-Nasenkonus, der beim Start um 12 Grad und bei der Landung um 17 Grad nach unten geneigt war.

Ein Überschallflugzeug fliegt in den Himmel

Am letzten Tag des Jahres 1968 hebt zum ersten Mal ein Überschallflugzeug in die Lüfte. Das Auto wurde von Testpilot E. Elyan gefahren. Als Passagierflugzeug überwand sie als erstes Flugzeug der Welt Anfang Juni 1969 in einer Höhe von 11 Kilometern die Schallgeschwindigkeit. Das Überschallflugzeug erreichte Mitte 1970 die zweite Schallgeschwindigkeit (2M) in einer Höhe von 16,3 Kilometern. Das Überschallflugzeug enthält viele konstruktive und technische Innovationen. Hier möchte ich eine solche Lösung wie das vordere Höhenleitwerk erwähnen. Beim Einsatz des PGO wurde die Flugmanövrierfähigkeit verbessert und die Geschwindigkeit beim Landeanflug unterdrückt. Inländische Überschallflugzeuge könnten von zwei Dutzend Flughäfen aus betrieben werden, während die französisch-englische Concorde mit einer hohen Landegeschwindigkeit nur auf einem zertifizierten Flughafen landen konnte. Die Designer des Tupolev Design Bureau haben großartige Arbeit geleistet. Nehmen Sie zum Beispiel den Feldtest eines Flügels. Sie fanden in einem fliegenden Labor statt - der MiG-21I, die speziell für die Erprobung des Designs und der Ausrüstung des Flügels des zukünftigen Überschallflugzeugs umgebaut wurde.

Entwicklung und Modifikation

Die Entwicklung des Grunddesigns der "044" ging in zwei Richtungen: die Schaffung eines neuen sparsamen Turbostrahltriebwerks des Typs RD-36-51 und eine deutliche Verbesserung der Aerodynamik und des Designs des Überschallflugzeugs. Das Ergebnis war, die Anforderungen an die Reichweite des Überschallfluges zu erfüllen. Der Beschluss der Kommission des Ministerrats der UdSSR über die Version des Überschallflugzeugs mit der RD-36-51 wurde 1969 angenommen. Gleichzeitig wird auf Vorschlag der MAP - MGA bis zur Schaffung der RD-36-51 und deren Einbau in ein Überschallflugzeug über den Bau von sechs Überschallflugzeugen mit NK-144A mit reduziertem Spezifischer Kraftstoffverbrauch. Das Design von seriellen Überschallflugzeugen mit der NK-144A sollte erheblich modernisiert werden, um wesentliche Änderungen in der Aerodynamik vorzunehmen, nachdem sie im Überschallflugmodus auf der RD-36-51 mehr als 8 Kmax erhalten hatte.

Bau eines modernisierten Überschallflugzeugs

1968 wurde im MMZ "Experience" mit dem Bau der modernisierten Vorserie Tu-144 ("004)" begonnen. Nach den berechneten Daten mit den NK-144-Triebwerken (Cp = 2,01) hätte die geschätzte Überschallreichweite 3275 km betragen und mit der NK-144A (Cp = 1,91) 3500 km überschreiten sollen. Um die aerodynamischen Eigenschaften im Reiseflugmodus M = 2,2 zu verbessern, wurde die Flügelform im Grundriss geändert (die Krümmung des fließenden Teils entlang der Vorderkante wurde auf 76 ° reduziert und der Basisteil wurde auf 57 ° erhöht), die Flügelform näherte sich der "gotischen". Gegenüber der "044" wurde die Flügelfläche vergrößert, eine intensivere konische Verwindung der Flügelendteile wurde eingeführt. Die wichtigste Neuerung in der Flügelaerodynamik war jedoch die Änderung im mittleren Teil des Flügels, die unter Berücksichtigung der Optimierung der Flugverformungen des Flügels in diesem Modus einen Selbstausgleich im Reiseflugmodus mit minimalem Qualitätsverlust gewährleistete. Der Rumpf wurde für 150 Passagiere verlängert, die Bugform verbessert, was sich auch positiv auf die Aerodynamik auswirkte.

Im Gegensatz zu "044" wurde jedes Triebwerkspaar in gepaarten Triebwerksgondeln mit Lufteinlässen auseinandergedrückt, wodurch der untere Teil des Rumpfes von ihnen befreit wurde, wodurch er von erhöhten Temperatur- und Vibrationsbelastungen entlastet wurde, während die untere Flügeloberfläche an der Stelle verändert wurde des berechneten Strömungskompressionsbereichs, vergrößerte den Spalt zwischen der unteren Fläche des Flügels und der oberen Fläche des Lufteinlasses - all dies ermöglichte es, den Effekt der Strömungskompression am Einlass zu den Lufteinlässen auf den Kmax intensiver zu nutzen als er war es möglich, auf die "044" zu gelangen. Die neue Anordnung der Triebwerksgondeln erforderte Änderungen am Fahrwerk: Die Hauptfahrwerksstreben wurden unter den Triebwerksgondeln platziert, mit ihrem Einziehen nach innen zwischen den Triebwerksluftkanälen, sie wechselten auf ein achträdriges Drehgestell und das Bugfahrwerkseinzug Schema wurde auch geändert. Ein wichtiger Unterschied zwischen "004" und "044" war die Einführung eines vorderen, mehrteiligen, einziehbaren Destabilisierungsflügels, der im Start- und Landemodus aus dem Rumpf ausgefahren wurde und es ermöglichte, die erforderliche Balance bereitzustellen mit ausgelenkten Klappen Elevons. Änderungen am Design, eine Erhöhung der Nutzlast und der Treibstoffreserven führten zu einer Erhöhung des Startgewichts von über 190 Tonnen (für "044" - 150 Tonnen).

Vorproduktion Tu-144

Der Bau des Vorserien-Überschallflugzeugs Nr. 01-1 (Seiten-Nr. 77101) wurde Anfang 1971 abgeschlossen und absolvierte am 1. Juni 1971 seinen Erstflug. Laut Werkstestprogramm führte das Flugzeug 231 Flüge mit einer Dauer von 338 Stunden durch, davon 55 Stunden im Überschallmodus. An dieser Maschine wurden komplexe Fragen des Zusammenspiels des Triebwerks in verschiedenen Flugmodi erarbeitet. Am 20. September 1972 flog das Auto entlang der Autobahn Moskau-Taschkent, während die Strecke in 1 Stunde 50 Minuten abgeschlossen war, die Reisegeschwindigkeit während des Fluges erreichte 2500 km / h. Das Vorserienflugzeug wurde zur Grundlage für den Einsatz der Serienproduktion im Luftfahrtwerk Woronesch (VAZ), das von der Regierung mit der Entwicklung einer Serie von Überschallflugzeugen beauftragt wurde.

Der Erstflug der seriellen Tu-144

Der Erstflug des seriellen Überschallflugzeugs Nr. 01-2 (Seitennummer 77102) mit NK-144A-Triebwerken fand am 20. März 1972 statt. In der Serie wurde nach den Testergebnissen der Vorserienmaschine die Aerodynamik des Flügels korrigiert und seine Fläche nochmals leicht vergrößert. Das Startgewicht in der Serie erreichte 195 Tonnen. Der spezifische Treibstoffverbrauch der NK-144A zum Zeitpunkt der Betriebstests von Serienmaschinen sollte durch Optimierung der Triebwerksdüse auf 1,65-1,67 kg / kgf h und später auf 1,57 kg / kgf h erhöht werden, während die Flugreichweite sollte auf 3855-4250 km bzw. 4550 km ansteigen. Tatsächlich konnten sie bis 1977 bei Tests und Verfeinerungen der Tu-144- und NK-144A-Serien Cp = 1,81 kg / kgf Stunde im Reiseflug-Überschallschubmodus 5000 kgf erreichen, Cp = 1,65 kg / kgf Stunde beim Start Nachbrenner-Schubmodus 20.000 kgf, Cp = 0,92 kg / kgf Stunde bei einem Unterschall-Kreuzfahrtmodus mit Schub von 3000 kgf und bei einem maximalen Nachbrenner-Modus in einem transsonischen Modus erhielten sie 11.800 kgf. Ein Fragment eines Überschallflugzeugs.

Flüge und Tests eines Überschallflugzeugs

Erste Testphase

In kurzer Zeit wurden programmgemäss 395 Flüge mit einer Gesamtflugzeit von 739 Stunden durchgeführt, davon mehr als 430 Stunden im Überschallmodus.

Zweite Testphase

In der zweiten Phase der Betriebstests erfolgte gemäß der gemeinsamen Verordnung der Minister der Luftfahrtindustrie und der Zivilluftfahrt vom 13. September 1977, Nr. 149-223, eine aktivere Verbindung der Mittel und Dienste der Zivilluftfahrt . Für die Durchführung von Tests wurde eine neue Kommission gebildet, die vom stellvertretenden Minister für Zivilluftfahrt B.D. Unhöflich. Durch die Entscheidung der Kommission, die dann durch eine gemeinsame Anordnung vom 30. September - 5. Oktober 1977 bestätigt wurde, wurden die Besatzungen mit der Durchführung von Betriebstests beauftragt:

Die erste Crew: Piloten B.F. Kuznetsov (Moskauer Verkehrsministerium für Zivilluftfahrt), S.T. Agapov (ZhLiDB), Navigator S.P. Khramov (MTU GA), Flugingenieure Yu.N. Avajew (MTU GA), Yu.T. Seliverstov (ZhLiDB), führender Ingenieur S.P. Avakimov (ZhLiDB).
Zweite Besatzung: Piloten V.P. Voronin (Moskauer Staatliche Universität GA), I.K. Vedernikov (ZhLiDB), Navigator A.A. Senyuk (MTU GA), Flugingenieure E.A. Trebuntsov (MTU GA) und V.V. Solomatin (ZhLiDB), leitender Ingenieur V.V. Isaev (GosNIIGA).
Dritte Besatzung: Piloten M.S. Kuznetsov (GosNIIGA), G.V. Woronchenko (ZhLiDB), Navigator V.V. Vyazigin (GosNIIGA), Flugingenieure M.P. Isaev (MTU GA), V.V. Solomatin (ZhLiDB), leitender Ingenieur V.N. Poklad (ZhLiDB).
Die vierte Besatzung: Piloten N.I. Yurskov (GosNIIGA), V.A. Sevankaev (ZhLiDB), Navigator Yu.A. Vasiliev (GosNIIGA), Flugingenieur V.L. Venediktov (GosNIIGA), leitender Ingenieur I.S. Mayboroda (GosNIIGA).

Vor Beginn der Tests wurde viel Arbeit geleistet, um alle eingegangenen Materialien zu überprüfen, um sie „für den Offset“ anforderungsgerecht einzusetzen. Trotzdem bestanden einige Spezialisten der Zivilluftfahrt auf der Umsetzung des bereits 1975 bei GosNIIGA unter der Leitung des leitenden Ingenieurs A.M. Teterukov entwickelten "Programms für operationelle Tests eines Überschallflugzeugs". Dieses Programm erforderte im Wesentlichen die Wiederholung zuvor durchgeführter Flüge im Umfang von 750 Flügen (1200 Flugstunden) auf den MGA-Strecken.

Das Gesamtvolumen der operativen Flüge und Tests für beide Etappen wird sich auf 445 Flüge mit 835 Flugstunden belaufen, davon 475 Stunden im Überschallmodus. Auf der Strecke Moskau-Alma-Ata wurden 128 Paarflüge durchgeführt.

Die letzte Etappe

Die letzte Testphase war technisch nicht anspruchsvoll. Ein rhythmisches Arbeiten nach Zeitplan wurde ohne größere Störungen und größere Mängel sichergestellt. Die Ingenieur- und Technikmannschaften „hatten Spaß“, begutachteten Haushaltsgeräte und bereiteten sich auf die Personenbeförderung vor. Die Flugbegleiter und die entsprechenden Spezialisten von GosNIIGA, verbunden mit den Tests, begannen, Bodentrainings durchzuführen, um die Technologie der Passagierbetreuung im Flug zu testen. Die sogenannte. "Raffles" und zwei technische Flüge mit Passagieren. Die „Verlosung“ fand am 16. Oktober 1977 mit einer kompletten Simulation des Zyklus Ticket-Check-in, Gepäckabfertigung, Passagier-Boarding, Flugdauer, Passagiere Ausschiffung, Gepäck-Check-in am Zielflughafen statt. Von den „Passagieren“ (den besten Arbeitern von OKB, ZhLiDB, GosNIIGA und anderen Organisationen) gab es kein Ende. Die Essensration im "Flug" war auf höchstem Niveau, da es nach der erstklassigen Speisekarte zugelassen war, hat es allen sehr gut geschmeckt. Durch die „Verlosung“ konnten viele wichtige Elemente und Details des Fahrgastservice geklärt werden. Am 20. und 21. Oktober 1977 wurden zwei technische Flüge mit Passagieren entlang der Autobahn Moskau-Alma-Ata durchgeführt. Die ersten Passagiere waren Mitarbeiter vieler Organisationen, die direkt an der Entwicklung und Erprobung eines Überschallflugzeugs beteiligt waren. Heute ist die Atmosphäre an Bord kaum noch vorstellbar: Es herrschte dort ein Gefühl von Freude und Stolz, eine große Hoffnung auf Entwicklung vor dem Hintergrund eines erstklassigen Service, den Techniker absolut nicht gewohnt sind. Bei den ersten Flügen waren alle Leiter der führenden Institute und Organisationen an Bord.

Die Straße ist für den Personenverkehr geöffnet

Technische Flüge verliefen ohne ernsthafte Kommentare und zeigten die volle Bereitschaft des Überschallflugzeugs und aller Bodendienste für regelmäßige Flüge. Am 25. Oktober 1977 hat der Minister für Zivilluftfahrt der UdSSR B.P. Bugaev und Minister für Luftfahrtindustrie der UdSSR V.A. Kasakow genehmigte das Hauptdokument: "Gesetz über die Ergebnisse der Betriebstests eines Überschallflugzeugs mit NK-144-Triebwerken" mit einem positiven Fazit und Schlussfolgerungen.

Auf der Grundlage der vorgelegten Tabellen über die Übereinstimmung der Tu-144 mit den Anforderungen der vorläufigen Lufttüchtigkeitsnormen der zivilen Tu-144 der UdSSR wird der gesamte Umfang der vorgelegten Beweisdokumente, einschließlich der Gesetze über staatliche und betriebliche Prüfungen, auf 29. Oktober 1977, Vorsitzender des staatlichen Luftfahrtregisters der UdSSR IK Mulkidzhanov genehmigte den Abschluss und unterzeichnete das erste Lufttüchtigkeitszeugnis der UdSSR des Typs Nr. 03-144 für ein Überschallflugzeug mit NK-144A-Triebwerken.

Die Straße wurde für den Personenverkehr freigegeben.

Das Überschallflugzeug konnte auf 18 Flughäfen in der UdSSR landen und starten, während die Concorde, deren Start- und Landegeschwindigkeit um 15 % höher war, für jeden Flughafen eine separate Landebescheinigung benötigte. Nach Ansicht einiger Experten wäre der Unfall am 25. Juli 2000 nicht passiert, wenn die Motoren der Concorde wie die der Tu-144 angeordnet wären.

Laut Experten war das Design der Tu-144-Flugzeugzelle perfekt, während die Mängel Motoren und verschiedene Systeme betrafen.

Die zweite Produktionskopie eines Überschallflugzeugs

Im Juni 1973 fand in Frankreich die 30. Internationale Pariser Luftfahrtausstellung statt. Die sowjetische Tu-144, das erste Überschallflugzeug der Welt, stieß auf großes Interesse. Am 2. Juni sahen Tausende Besucher der Flugschau im Pariser Vorort Le Bourget, wie der zweite Serienprototyp eines Überschallflugzeugs auf die Landebahn ging. Das Dröhnen von vier Motoren, ein kraftvoller Abflug – und jetzt liegt das Auto in der Luft. Die scharfe Nase des Schiffes richtete sich auf und zielte in den Himmel. Die Überschall-Tu unter der Führung von Kapitän Kozlov absolvierte ihren ersten Demonstrationsflug über Paris: Nachdem das Auto die erforderliche Höhe erreicht hatte, ging es über den Horizont, kehrte dann zurück und drehte einen Kreis über dem Flugplatz. Der Flug fand im Normalmodus statt, es wurden keine technischen Probleme festgestellt.

Am nächsten Tag beschloss die sowjetische Besatzung, alles zu zeigen, wozu die neue fähig ist.

Katastrophe während der Demonstration

Der sonnige Morgen des 3. Juni schien nichts Gutes zu verheißen. Zunächst lief alles nach Plan - das Publikum hob die Köpfe und applaudierte einstimmig. Das Überschallflugzeug, das die "höchste Klasse" gezeigt hatte, ging unter. In diesem Moment tauchte der französische Mirage-Jäger in der Luft auf (wie sich später herausstellte, drehte er eine Flugshow). Eine Kollision schien unvermeidlich. Um nicht in Flugplatz und Zuschauer zu krachen, beschloss der Crew Commander, höher zu steigen und zog das Steuerrad zu sich heran. Die Höhe war jedoch bereits verloren gegangen und die Konstruktion wurde stark belastet; Infolgedessen brach der rechte Flügel und fiel ab. Dort brach ein Feuer aus, und nach wenigen Sekunden stürzte das lodernde Überschallflugzeug zu Boden. Auf einer der Straßen des Pariser Vororts Gusenville fand eine schreckliche Landung statt. Das riesige Auto zerstörte alles, was sich ihm in den Weg stellte, stürzte zu Boden und explodierte. Die gesamte Besatzung - sechs Personen - und acht Franzosen am Boden wurden getötet. Auch Gusenville litt darunter – mehrere Gebäude wurden zerstört. Was führte zu der Tragödie? Ursache der Katastrophe war nach Ansicht der meisten Experten ein Versuch der Besatzung eines Überschallflugzeugs, eine Kollision mit der Mirage zu vermeiden. Während des Landeanflugs wurde die Tu vom französischen Jäger Mirage aufgefangen.

Video: Der Absturz der Tu-144 1973: wie es war

Diese Version findet sich in Gene Alexanders Buch Russian Airplanes Since 1944 und in einem Artikel in der Zeitschrift Aviation Week and Space Technology vom 11. Juni 1973, der mit frischen Spuren geschrieben wurde. Die Autoren gehen davon aus, dass der Pilot Mikhail Kozlov auf der falschen Landebahn gelandet ist - entweder aus Versehen des Flugleiters oder aus Unaufmerksamkeit der Piloten. Der Dispatcher bemerkte den Fehler rechtzeitig und warnte die sowjetischen Piloten. Aber anstatt herumzulaufen, machte Kozlov eine scharfe Kurve - und befand sich direkt vor der Nase des französischen Luftwaffenjägers. Der Co-Pilot filmte zu diesem Zeitpunkt mit einer Filmkamera eine Geschichte über die Tu-Crew für das französische Fernsehen und war deshalb nicht angeschnallt. Während des Manövers stürzte er auf die Mittelkonsole und hatte bei der Rückkehr an seinen Platz bereits an Höhe verloren. Kozlov zog das Lenkrad abrupt zu sich heran - Überlastung: Der rechte Flügel hielt es nicht aus. Und hier ist eine weitere Erklärung für die schreckliche Tragödie. Kozlov wurde befohlen, das Maximum aus dem Auto herauszuholen. Schon beim Start nahm er bei niedriger Geschwindigkeit einen fast vertikalen Winkel ein. Für einen Liner mit einer solchen Konfiguration ist dies mit enormen Überlastungen behaftet. Als Ergebnis konnte einer der externen Knoten es nicht aushalten und fiel ab.

Ursache der Katastrophe war nach Angaben der Mitarbeiter des Tupolev Design Bureau der Anschluss eines unruhigen Analogblocks der Steuerung, der zu einer zerstörerischen Überlastung führte.

Die Spionageversion gehört dem Schriftsteller James Olberg. Kurz gesagt, es ist wie folgt. Die Sowjets versuchten, die Concorde zu "besiegen". Die Gruppe von N. D. Kuznetsova hat gute Motoren entwickelt, die jedoch im Gegensatz zu den Concord-Motoren bei niedrigen Temperaturen nicht funktionieren konnten. Dann wurden sowjetische Geheimdienstoffiziere in den Fall verwickelt. Penkovsky beschaffte über seinen Agenten Grevil Wyne einige der Blaupausen der Concorde und verschiffte sie über einen Handelsvertreter der DDR nach Moskau. Die britische Spionageabwehr stellte somit das Leck fest, entschied sich jedoch, anstatt den Spion zu verhaften, Desinformation über seine eigenen Kanäle nach Moskau zu lassen. Als Ergebnis wurde die Tu-144 geboren, die der Concorde sehr ähnlich ist. Es ist schwierig, die Wahrheit herauszufinden, da die „Black Boxes“ nichts aufgeklärt haben. Einer wurde in Bourges an der Absturzstelle gefunden, aber Berichten zufolge beschädigt. Der zweite wurde nie gefunden. Es wird vermutet, dass die "Black Box" eines Überschallflugzeugs zum Streitpunkt zwischen dem KGB und der GRU geworden ist.

Bei fast jedem Flug kam es nach Angaben der Piloten zu Notsituationen. Am 23. Mai 1978 ereignete sich der zweite Überschallflugzeugabsturz. Eine verbesserte Versuchsversion des Liners, Tu-144D (Nr. 77111), nach Kraftstoffzündung im Gondelbereich des 3. Kraftwerks durch Zerstörung der Kraftstoffleitung, Rauch im Cockpit und Abstellen der Besatzung zwei Motoren, machte eine Notlandung auf einem Feld in der Nähe des Dorfes Ilyinsky Pogost, nicht weit von der Stadt Jegoryevsk.

Nach der Landung durch das Cockpitfenster verließen Crew Commander V.D.Popov, Co-Pilot E.V. Elyan und Navigator V.V. Vyazigin das Verkehrsflugzeug. Die Ingenieure V. M. Kulesh, V. A. Isaev, V. N. Stolpovsky, die sich in der Kabine befanden, verließen den Liner durch die Eingangstür. Die Flugingenieure O. A. Nikolaev und V. L. Venediktov wurden am Arbeitsplatz durch während der Landung deformierte Strukturen eingeklemmt und starben. (Der abgelenkte Nasenkegel berührte zuerst den Boden, arbeitete wie ein Bulldozer-Messer, hob den Boden auf, drehte sich unter dem Bauch und drang in den Rumpf ein.) Am 1. Juni 1978 stellte Aeroflot die Überschall-Passagierflüge dauerhaft ein.

Verbesserung des Überschallflugzeugs

Die Arbeit an der Verbesserung des Überschallflugzeugs wurde noch mehrere Jahre fortgesetzt. Fünf Serienflugzeuge wurden produziert; fünf weitere waren im Bau. Eine neue Modifikation wurde entwickelt - Tu-144D (Langstrecken). Die Wahl eines neuen (sparsameren) Triebwerks, RD-36-51, erforderte jedoch eine erhebliche Neukonstruktion des Flugzeugs, insbesondere des Triebwerks. Schwerwiegende Konstruktionslücken in diesem Bereich führten zu einer Verzögerung bei der Veröffentlichung des neuen Liners. Erst im November 1974 hob die Serien-Tu-144D (Hecknummer 77105) ab, und neun (!) Jahre nach ihrem Erstflug, am 1. November 1977, erhielt das Überschallflugzeug ein Lufttüchtigkeitszeugnis. Passagierflüge wurden am selben Tag eröffnet. Während ihres kurzen Einsatzes beförderten die Linienschiffe 3194 Passagiere. Am 31. Mai 1978 wurden die Flüge eingestellt: Auf einer der serienmäßigen Tu-144D brach ein Feuer aus, und der Liner stürzte bei einer Notlandung ab.

Die Katastrophen in Paris und Jegoryevsk führten dazu, dass das staatliche Interesse an dem Projekt abnahm. Von 1977 bis 1978 wurden 600 Probleme identifiziert. Infolgedessen wurde bereits in den 80er Jahren beschlossen, das Überschallflugzeug zu entfernen, was mit "schlechten Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit beim Überqueren der Schallmauer" begründet wurde. Trotzdem wurden vier der fünf in Produktion befindlichen Tu-144D fertiggestellt. Später waren sie in Schukowski stationiert und starteten als fliegende Laboratorien. Insgesamt wurden 16 Überschallflugzeuge (einschließlich Langstreckenmodifikationen) gebaut, die insgesamt 2556 Einsätze machten. Bis Mitte der 90er Jahre überlebten zehn von ihnen: vier in Museen (Monino, Kasan, Kuibyschew, Uljanowsk); einer blieb in der Fabrik in Woronesch, wo er gebaut wurde; eine weitere befand sich zusammen mit vier Tu-144D in Schukowski.

Anschließend wurde die Tu-144D nur noch für den Güterverkehr zwischen Moskau und Chabarowsk eingesetzt. Insgesamt absolvierte das Überschallflugzeug 102 Flüge unter der Flagge von Aeroflot, davon 55 Passagiere (3.194 Passagiere wurden befördert).

Später machten Überschallflugzeuge nur noch Testflüge und mehrere Flüge, um Weltrekorde aufzustellen.

Auf der Tu-144LL wurden die NK-32-Triebwerke mangels wartungsfähiger NK-144 oder RD-36-51, ähnlich denen der Tu-160, einer Vielzahl von Sensoren und Testkontroll- und Aufzeichnungsgeräten installiert.

Insgesamt wurden 16 Tu-144-Flugzeuge gebaut, die insgesamt 2.556 Flüge machten und 4.110 Stunden flogen (von denen die meisten 432 Stunden 77.144 flogen). Der Bau von vier weiteren Linern wurde nie abgeschlossen.

Was ist mit den Flugzeugen passiert?

Insgesamt wurden 16 gebaut - Platinen 68001, 77101, 77102, 77105, 77106, 77107, 77108, 77109, 77110, 77111, 77112, 77113, 77114, 77115, 77116 und 77144.

Diejenigen, die im Flugstatus verbleiben, existieren derzeit nicht. Die Platinen Tu-144LL Nr. 77114 und TU-144D Nr. 77115 sind fast vollständig mit Teilen fertig und können wieder in Flugzustand versetzt werden.

Auf dem Flugplatz in Schukowski lagert in wiederherstellbarem Zustand die TU-144LL Nr. 77114, die für NASA-Tests verwendet wurde.

TU-144D Nr. 77115 wird auch auf dem Flugplatz in Schukowski aufbewahrt. Im Jahr 2007 wurden beide Verkehrsflugzeuge neu lackiert und für öffentliche Besuche auf der Flugschau MAKS-2007 ausgestellt.

Die Nummern 77114 und 77115 werden höchstwahrscheinlich als Denkmäler aufgestellt oder auf dem Flugplatz in Schukowski ausgestellt. In den Jahren 2004-2005 wurden einige Geschäfte mit ihnen abgeschlossen, um sie für Schrott zu verkaufen, aber Proteste der Luftfahrtgemeinschaft führten zu ihrer Erhaltung. Die Gefahr des Schrottverkaufs ist nicht vollständig gebannt. Die Fragen, auf wessen Eigentum sie übergehen werden, sind noch nicht abschließend geklärt.

Das Foto zeigt die Unterschrift des ersten Kosmonauten, der auf dem Mond landete, Neil Armstrong, des Piloten-Kosmonauten Georgy Timofeevich Beregovoy und aller toten Besatzungsmitglieder. Das Überschallflugzeug Nr. 77102 stürzte während eines Demonstrationsflugs auf der Flugschau von Le Bourget ab. Alle 6 Besatzungsmitglieder (verehrter Testpilot Held der Sowjetunion M. V. Kozlov, Testpilot V. M. Molchanov, Navigator G. N. Bazhenov, stellvertretender Chefkonstrukteur, Ingenieur Generalmajor V. N. Benderov, leitender Ingenieur B. A. Pervukhin und Flugingenieur A. I. Dralin) starben.

Von links nach rechts. Sechs Besatzungsmitglieder an Bord des Überschallflugzeugs # 77102: Verdienter Testpilot Held der Sowjetunion MV Kozlov, Testpilot VM Molchanov, Navigator GN Bazhenov, stellvertretender Chefkonstrukteur, Ingenieur Generalmajor VN Benderov, leitender Ingenieur BA Pervukhin und Flugingenieur AIDralin ( die leider nicht angegeben haben, wie sie in der Reihenfolge stehen). Außerdem Pilot-Kosmonaut, zweimal Held der Sowjetunion, Generalmajor Georgy Timofeevich Beregovoy, hinter ihm links Wladimir Alexandrowitsch Lawrow, dann der erste amerikanische Kosmonaut, der auf dem Mond landete Neil Armstrong, dann (hinter dem Nil stehend) - Stepan Gavrilovich Korneev (Leiter des UVS des Präsidiums für Außenbeziehungen der Akademie der Wissenschaften), im Zentrum Tupolev Andrey Nikolaevich - sowjetischer Flugzeugkonstrukteur, Akademiker der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Generaloberst, dreimal Hero der sozialistischen Arbeit, Held der Arbeit der RSFSR, dann Alexander Alexandrovich Archangelsky, Chefkonstrukteur des Werks, sowjetischer Flugzeugkonstrukteur, Doktor der technischen Wissenschaften, Verdienter Wissenschaftler und Ausrüstung der RSFSR, Held der sozialistischen Arbeit. Ganz rechts Tupolev Alexey Andreevich (Sohn von A. N. Tupolev) - russischer Flugzeugkonstrukteur, Akademiker der Russischen Akademie der Wissenschaften, Akademiker der Akademie der Wissenschaften der UdSSR seit 1984, Held der sozialistischen Arbeit. Das Bild wurde 1970 aufgenommen. Bildunterschriften von G. T. Beregovoy und Neil Armstrong.

Concorde

Concorde-Absturz.

Aufgrund der Katastrophe vom 25. Juli 2000 ist der Liner derzeit außer Betrieb. Am 10. April 2003 gaben British Airways und Air France ihre Entscheidung bekannt, den kommerziellen Betrieb ihrer Concord-Flotte einzustellen. Die letzten Flüge fanden am 24. Oktober statt. Der letzte Flug der Concorde fand am 26. November 2003 statt, G-BOAF (das letzte gebaute Verkehrsflugzeug) startete in Heathrow, überflog die Biskaya, überflog Bristol und landete auf dem Flughafen Filton.

Warum das Überschallflugzeug nicht mehr in Betrieb ist

Das Überschallflugzeug von Tupolev wird oft als "verlorene Generation" bezeichnet. Interkontinentalflüge wurden als unwirtschaftlich erkannt: Pro Flugstunde verbrauchte ein Überschallflugzeug achtmal mehr Treibstoff als ein reguläres Passagierflugzeug. Aus dem gleichen Grund rechtfertigten sich auch Langstreckenflüge nach Chabarowsk und Wladiwostok nicht. Die Verwendung des Überschall-Tu als Transportliner ist aufgrund seiner geringen Tragfähigkeit unzweckmäßig. Es stimmt, dass die Personenbeförderung für Aeroflot dennoch zu einem prestigeträchtigen und profitablen Geschäft wurde, obwohl Tickets zu dieser Zeit als sehr teuer galten. Auch nach dem offiziellen Abschluss des Projekts im August 1984 wurden der Leiter der Flugtestbasis in Schukowskaja Klimov, der Leiter der Konstruktionsabteilung Pukhov und der stellvertretende Chefkonstrukteur Popov mit Unterstützung von Überschallflugbegeisterten restauriert und in Betrieb genommen zwei Liner und erhielt 1985 die Flugerlaubnis zum Aufstellen von Weltrekorden. Die Besatzungen von Aganov und Veremey stellten mehr als 18 Weltrekorde in der Klasse der Überschallflugzeuge auf – in Bezug auf Geschwindigkeit, Steigrate und Reichweite mit Last.

Am 16. März 1996 begann in Schukowski eine Reihe von Tu-144LL-Forschungsflügen, die den Beginn der Entwicklung der zweiten Generation von Überschall-Passagierflugzeugen markierten.

95-99 Jahre. Das Überschallflugzeug mit der Leitwerksnummer 77114 diente der amerikanischen NASA als fliegendes Labor. Erhielt den Namen Tu-144LL. Der Hauptzweck ist die Erforschung und Erprobung amerikanischer Entwicklungen, um eigene moderne Überschallflugzeuge für die Passagierbeförderung zu entwickeln.

Im Laufe der Geschichte zieht es einen Menschen dazu, alle möglichen Barrieren zu überwinden. Einer von ihnen ist seit langem die Schallgeschwindigkeit. Im Moment gibt es viele Überschallflugzeuge, von denen einige von verschiedenen Staaten aktiv eingesetzt werden, während andere aus dem einen oder anderen Grund nicht mehr in den Himmel fliegen.

Im Zuge der jahrzehntelangen Entwicklung wurden nicht nur militärische Überschalljäger konstruiert, sondern auch zivile Linienschiffe, die längere Zeit Passagiere beförderten.

Die Entwicklung von Flugzeugen, die diese übertreffen können, begann Mitte des letzten Jahrhunderts. Dies geschah während des Zweiten Weltkriegs, als deutsche Wissenschaftler hart daran arbeiteten, ein Überschallflugzeug zu entwickeln, das das Blatt des Krieges wenden könnte.

Der Krieg endete jedoch und viele der deutschen Wissenschaftler, die an diesen Entwicklungen arbeiteten, wurden von den Amerikanern gefangen genommen. Vor allem dank ihnen wurde in den Vereinigten Staaten ein raketengetriebenes Flugzeug entwickelt - die Bell X-1, mit der Chuck Yeager 1947 als erster weltweit die Schallgeschwindigkeit übertraf.

Ein Jahr später kam die Sowjetunion zu einem ähnlichen Ergebnis und entwickelte die LA-176, die zunächst der Schallgeschwindigkeit in einer Höhe von 9000 Metern entsprach und einen Monat später, nachdem sie verbesserte Motoren erhalten hatte, sie in einer Höhe von . übertraf 7000 Meter.

Leider wurde das Projekt aufgrund des tragischen Todes von O.V. Sokolovsky, einer der Piloten dieses Flugzeugs. Der weitere Fortschritt bei der Konstruktion von Überschallflugzeugen verlangsamte sich aufgrund einiger physischer Hindernisse: Luftverflüssigung bei zu hoher Geschwindigkeit, Änderungen der Aerodynamik und Stromlinienform. Die Überhitzung von Flugzeugen, die die Schallmauer durchbrachen, wurde zu einem ernsthaften Hindernis. Dieses Phänomen wird "Flattern" genannt.

In den nächsten Jahren arbeiteten Designer an Stromlinienform, Aerodynamik, Karosseriematerialien und anderen Verbesserungen.

Militärluftfahrt in den 1950er Jahren

Zu Beginn dieses Jahrzehnts wurden der F-100 Super Sabre und die MiG-19 entwickelt, indem sie in allen Gebieten der Vereinigten Staaten und der UdSSR konkurrierten. Zunächst überholte die amerikanische F-100 die sowjetische MiG und erreichte 1953 eine Geschwindigkeit von 1215 Stundenkilometern, doch ein Jahr später konnte die sowjetische MiG diese überholen und auf 1450 Stundenkilometer beschleunigen.

Trotz des Fehlens offener militärischer Auseinandersetzungen zwischen den USA und der UdSSR zeigte sich in den lokalen Konflikten des Vietnam- und Koreakrieges, dass die sowjetische MiG ihrem amerikanischen Konkurrenten in vielerlei Hinsicht überlegen ist.

Die MiG-19 war leichter, hob schneller ab, übertraf ihre Konkurrenten an dynamischer Leistung und ihre Kampfreichweite war 200 Kilometer höher als die der F-100.

Diese Umstände führten zu einem erhöhten Interesse der Amerikaner an den sowjetischen Entwicklungen, und nach dem Ende des Koreakrieges entführte der Offizier No Geum Sokom die MiG-19 vom sowjetischen Luftwaffenstützpunkt und stellte sie den Vereinigten Staaten zur Verfügung, für die er erhielt eine Belohnung von 100.000 US-Dollar.

Zivile Überschallluftfahrt

Die technischen Entwicklungen während der Kriegsjahre gaben in den 60er Jahren den Anstoß zur rasanten Entwicklung der Luftfahrt. Die Hauptprobleme, die durch das Durchbrechen der Schallmauer verursacht wurden, wurden gelöst und die Konstrukteure konnten mit der Entwicklung des ersten zivilen Überschallflugzeugs beginnen.

Das erste Überschallflugzeug zur Beförderung von Passagieren flog 1961. Bei diesem Flugzeug handelte es sich um eine Douglas DC-8, die ohne Passagiere pilotiert wurde, mit Ballast an Bord, der ihr Gewicht für Tests unter realen Bedingungen simulierte. Beim Abstieg aus einer Höhe von 15877 wurde eine Geschwindigkeit von 1262 km/h entwickelt.

Auch die Schallgeschwindigkeit war von einer Boeing 747 ungeplant, als das Flugzeug auf dem Weg von Taipeh nach Los Angeles aufgrund von Fehlfunktionen und Inkompetenz der Besatzung in einen unkontrollierten Tauchgang geriet. Beim Abtauchen aus einer Höhe von 125.000 Metern auf 2.900 Meter überschritt das Flugzeug die Schallgeschwindigkeit, beschädigte das Heckteil und lieferte schweres Gras an zwei Passagiere. Der Vorfall ereignete sich 1985.

Insgesamt wurden zwei Flugzeuge gebaut, die in der Lage sind, die Schallgeschwindigkeit auf regulären Flügen wirklich zu übertreffen. Es waren die sowjetische Tu-144 und die englisch-französische Aérospatiale-BAC Concorde. Außer diesen Flugzeugen konnte kein anderes Passagierflugzeug eine Reiseüberschallgeschwindigkeit halten.

Tu-144 und Concorde

Die Tu-144 gilt zu Recht als das erste Überschall-Passagierflugzeug der Geschichte, denn sie wurde vor der Concorde gebaut. Diese Liner zeichneten sich nicht nur durch ihre hervorragenden technischen Eigenschaften aus, sondern auch durch ihr anmutiges Aussehen - viele halten sie für das schönste Flugzeug der gesamten Luftfahrtgeschichte.

Leider war die Tu-144 nicht nur das erste Überschall-Passagierflugzeug, das in den Himmel startete, sondern auch das erste abgestürzte Verkehrsflugzeug dieses Typs. 1973 starben 14 Menschen bei dem Absturz in Le Bourget, was der erste Anlass für die Einstellung der Flüge mit dieser Maschine war.

Der zweite Absturz der Tu-144 ereignete sich 1978 in der Region Moskau - ein Feuer begann im Flugzeug, wodurch die Landung für zwei Besatzungsmitglieder tödlich war.

Bei der Überprüfung wurde festgestellt, dass die Brandursache ein Fehler im Kraftstoffsystem des neuen Triebwerks war, das zu dieser Zeit getestet wurde, ansonsten zeigte das Flugzeug jedoch hervorragende Eigenschaften, da es beim Auffangen landen konnte Feuer. Trotzdem wurden kommerzielle Schienen darauf eingestellt.

Die Concorde diente der europäischen Luftfahrt viel länger – die Flüge dauerten von 1976 bis 2003. Im Jahr 2000 stürzte jedoch auch dieser Liner ab. Beim Start in Charles de Gaulle fing das Flugzeug Feuer und stürzte zu Boden, wobei 113 Menschen starben.

In der gesamten Fluggeschichte begann sich die Concorde nicht auszuzahlen, und nach der Katastrophe nahm der Passagierstrom so stark ab, dass das Projekt noch unrentabler wurde und die Flüge mit diesem Überschallflugzeug nach drei Jahren eingestellt wurden.

Technische Eigenschaften von Tu-144

Viele Leute fragen sich, wie schnell ein Überschallflugzeug war. Betrachten Sie die technischen Eigenschaften des Flugzeugs, das seit langem der Stolz der russischen Luftfahrt ist:

Besatzung - 4 Personen;
Kapazität - 150 Personen;
Länge-zu-Höhe-Verhältnis - 67 / 12,5 Meter;
Höchstgewicht - 180 Tonnen;
Schub mit Nachbrenner - 17500 kg / s;
Reisegeschwindigkeit -2200 km / h;
Maximale Flughöhe - 18.000 Meter;
Die Flugreichweite beträgt 6500 Kilometer.

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Heutzutage erscheinen neue Flugzeuge, auch solche, die mit der Stealth-Technologie hergestellt wurden.

Überschall-Passagierflugzeug

Es gibt nur zwei seriengefertigte Überschall-Passagierflugzeuge, die reguläre Flüge durchführten: die sowjetische Tu-144, die am 31. Dezember 1968 ihren Erstflug absolvierte und von bis 1978 in Betrieb war und zwei Monate später ihren Erstflug in England absolvierte 2. März 1969. Französische "Concorde" (fr. Concorde - "Zustimmung"), die von 2003 bis 2003 transatlantische Flüge durchführte. Ihr Betrieb ermöglichte es, nicht nur die Flugzeit auf Langstreckenflügen deutlich zu verkürzen, sondern auch den unbeladenen Luftraum in großen Höhen (≈18 km) zu nutzen, während der Hauptluftraum der Linienschiffe (Höhen 9-12 km) war schon stark in diesen jahren geladen. Außerdem flogen Überschallflugzeuge auf begradigten Strecken (außerhalb der Luftwege).
Trotz des Versäumnisses, mehrere andere frühere und bestehende Projekte von Passagier-Überschall- und Überschallflugzeugen (Boeing 2707, Boeing Sonic Cruiser, Douglas 2229, Lockheed L-2000, Tu-244, Tu-344, Tu-444, SSBJ usw.) und Rückzug aus dem Betrieb von Flugzeugen der beiden umgesetzten Projekte, wurden früher entwickelt und es gibt moderne Projekte von Hyperschall- (einschließlich suborbitaler) Passagierflugzeugen (zum Beispiel ZEHST, SpaceLiner) und militärischen Transportflugzeugen (Landung) Schnellreaktionsflugzeugen. Der in Entwicklung befindliche Passagier-Businessjet Aerion AS2 wurde im November 2015 für 20 Einheiten mit einem Gesamtpreis von 2,4 Milliarden US-Dollar fest bestellt, mit Auslieferungen ab 2023.

Theoretische Probleme

Der Flug mit Überschallgeschwindigkeit verläuft im Gegensatz zum Unterschall unter Bedingungen unterschiedlicher Aerodynamik, da sich beim Erreichen der Schallgeschwindigkeit des Flugzeugs die Aerodynamik der Stromlinie qualitativ ändert, was den aerodynamischen Widerstand stark erhöht, und auch die kinetische Erwärmung der Struktur durch Reibung des einströmenden Luftstroms bei hoher Geschwindigkeit zunimmt, verschiebt sich der aerodynamische Schwerpunkt, was zum Verlust der Stabilität und Steuerbarkeit des Flugzeugs führt. Darüber hinaus manifestierte sich ein solches Phänomen, das vor der Entwicklung des ersten Überschallflugzeugs unbekannt war, als „Wellenwiderstand“.
Daher war das Erreichen der Schallgeschwindigkeit und ein effektiver stabiler Flug bei Nah- und Überschallgeschwindigkeit aufgrund einer einfachen Erhöhung der Triebwerksleistung unmöglich - neue konstruktive Lösungen waren erforderlich. Dadurch veränderte sich das Erscheinungsbild des Flugzeugs: Im Gegensatz zu den "glatten" Formen von Unterschallflugzeugen traten charakteristische gerade Linien, scharfe Ecken auf.
Es sei darauf hingewiesen, dass das Problem der Schaffung eines effektiven Überschallflugzeugs bisher nicht als gelöst betrachtet werden kann. Die Entwickler müssen Kompromisse eingehen zwischen der Anforderung, die Geschwindigkeit zu erhöhen und akzeptable Start- und Landeeigenschaften beizubehalten. So ist die Eroberung neuer Grenzen in Bezug auf Geschwindigkeit und Höhe durch die Luftfahrt nicht nur mit der Verwendung eines fortschrittlicheren oder grundlegend neuen Antriebssystems und einer neuen strukturellen Anordnung von Flugzeugen verbunden, sondern auch mit Änderungen ihrer Geometrie im Flug. Solche Änderungen, während sie die Eigenschaften des Flugzeugs bei hohen Geschwindigkeiten verbessern, sollten seine Qualität bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht verschlechtern und umgekehrt. In letzter Zeit weigern sich die Schöpfer, die Flügelfläche und die relative Dicke ihrer Profile zu reduzieren sowie den Flügelpfeilungswinkel bei Flugzeugen mit variabler Geometrie zu erhöhen, und kehren zu den Flügeln mit kleiner Pfeilung und großer relativer Dicke zurück, wenn zufriedenstellende Werte vorliegen der Höchstgeschwindigkeit und der praktischen Obergrenze wurden bereits erreicht. In einem solchen Fall wird es als wichtig erachtet, dass das Überschallflugzeug eine gute Flugleistung bei niedrigen Geschwindigkeiten und einen geringen Luftwiderstand bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere in geringen Höhen, aufweist.

Vor genau 15 Jahren machten die letzten drei Überschallflugzeuge der Concorde von British Airways ihren Abschiedsflug. An diesem Tag, dem 24. Oktober 2003, landeten diese Flugzeuge, die in geringer Höhe über London flogen, in Heathrow und vervollständigten damit die kurze Geschichte der Überschall-Passagierluftfahrt. Trotzdem denken Flugzeugkonstrukteure auf der ganzen Welt heute wieder über die Möglichkeit schneller Flüge nach – von Paris nach New York in 3,5 Stunden, von Sydney nach Los Angeles in 6 Stunden, von London nach Tokio in 5 Stunden. Doch bevor Überschallflugzeuge auf den internationalen Passagierrouten zurückkehren, müssen die Entwickler viele Probleme lösen, von denen eines der wichtigsten darin besteht, den Lärm schneller Flugzeuge zu reduzieren.

Eine kurze Geschichte des schnellen Fliegens

Die Passagierluftfahrt nahm in den 1910er Jahren Gestalt an, als die ersten Flugzeuge auf den Markt kamen, die speziell für die Beförderung von Menschen entwickelt wurden. Die allererste davon war die französische Bleriot XXIV Limousine von Bleriot Aeronautique. Es wurde für den Freizeitflugverkehr verwendet. Zwei Jahre später erschien in Russland die S-21 "Grand", die auf der Grundlage des schweren Bombers "Russian Knight" von Igor Sikorsky erstellt wurde. Es wurde bei den Russisch-Ostseeischen Kutschenwerken gebaut. Dann begann sich die Luftfahrt sprunghaft zu entwickeln: Zuerst begannen Flüge zwischen Städten, dann zwischen Ländern und dann zwischen Kontinenten. Flugzeuge machten es möglich, ihr Ziel schneller zu erreichen als mit Bahn oder Schiff.

In den 1950er Jahren beschleunigten sich die Fortschritte bei der Entwicklung von Düsentriebwerken deutlich und Überschallflüge wurden, wenn auch nur für kurze Zeit, für die militärische Luftfahrt verfügbar. Überschallgeschwindigkeit wird normalerweise als Bewegung bezeichnet, die bis zu fünfmal schneller ist als die Schallgeschwindigkeit, die sich je nach Ausbreitungsmedium und dessen Temperatur ändert. Bei normalem Luftdruck auf Meereshöhe breitet sich Schall mit einer Geschwindigkeit von 331 Metern pro Sekunde oder 1191 Kilometern pro Stunde aus. Beim Aufstieg nehmen Dichte und Temperatur der Luft ab und auch die Schallgeschwindigkeit nimmt ab. In einer Höhe von 20.000 Metern sind es beispielsweise bereits etwa 295 Meter pro Sekunde. Aber bereits in einer Höhe von etwa 25 Tausend Metern und einem Anstieg auf mehr als 50 Tausend Meter beginnt die Temperatur der Atmosphäre im Vergleich zu den unteren Schichten leicht zu steigen und damit steigt auch die lokale Schallgeschwindigkeit.

Der Temperaturanstieg in diesen Höhen erklärt sich unter anderem durch die hohe Ozonkonzentration in der Luft, die einen Ozonschild bildet und einen Teil der Sonnenenergie absorbiert. Infolgedessen beträgt die Schallgeschwindigkeit in einer Höhe von 30 Tausend Metern über dem Meer etwa 318 Meter pro Sekunde und in einer Höhe von 50 Tausend fast 330 Meter pro Sekunde. In der Luftfahrt wird die Machzahl häufig verwendet, um die Fluggeschwindigkeit zu messen. Einfach ausgedrückt drückt es die lokale Schallgeschwindigkeit für eine bestimmte Höhe, Dichte und Lufttemperatur aus. Die Geschwindigkeit eines bedingten Fluges, die zwei Mach-Zahlen entspricht, beträgt also auf Meereshöhe 2383 Kilometer pro Stunde und in einer Höhe von 10.000 Metern 2157 Kilometer pro Stunde. Die Schallmauer mit einer Geschwindigkeit von 1,04 Machzahl (1066 Kilometer pro Stunde) in einer Höhe von 12,2 Tausend Metern wurde erstmals 1947 vom amerikanischen Piloten Chuck Yeager überwunden. Dies war ein wichtiger Schritt zur Entwicklung des Überschallfluges.

In den 1950er Jahren begannen Flugzeugkonstrukteure in mehreren Ländern der Welt an Projekten für Überschall-Passagierflugzeuge zu arbeiten. Als Ergebnis erschienen in den 1970er Jahren die französische Concorde und die sowjetische Tu-144. Dies waren die ersten und bis heute einzigen Überschall-Passagierflugzeuge der Welt. Beide Flugzeugtypen verwendeten konventionelle Turbojet-Triebwerke, die für den langfristigen Überschallflug optimiert waren. Tu-144s wurden bis 1977 betrieben. Die Flugzeuge flogen mit einer Geschwindigkeit von 2,3 Tausend Stundenkilometern und konnten bis zu 140 Passagiere befördern. Allerdings kosten Tickets für ihre Flüge durchschnittlich 2,5-3 mal teurer als üblich. Die geringe Nachfrage nach schnellen, aber teuren Flügen sowie allgemeine Schwierigkeiten bei Betrieb und Wartung der Tu-144 führten dazu, dass sie einfach aus den Passagierflügen entfernt wurden. Allerdings wurden die Flugzeuge einige Zeit bei Testflügen eingesetzt, unter anderem im Rahmen eines Vertrags mit der NASA.
Concorde dauerte viel länger - bis 2003. Flüge mit französischen Linienschiffen waren ebenfalls teuer und nicht sehr beliebt, aber Frankreich und Großbritannien führten sie weiter. Die Kosten für ein Ticket für einen solchen Flug betrugen in Bezug auf die heutigen Preise etwa 20.000 Dollar. Die französische Concorde flog mit einer Geschwindigkeit von etwas mehr als zweitausend Stundenkilometern. Das Flugzeug könnte die Strecke von Paris nach New York in 3,5 Stunden zurücklegen. Je nach Konfiguration konnte die Concorde 92 bis 120 Personen befördern.
Die Geschichte der Concordes endete abrupt und schnell. Im Jahr 2000 ereignete sich der Flugzeugabsturz der Concorde, bei dem 113 Menschen ums Leben kamen. Ein Jahr später begann eine Krise im Passagierflugverkehr, verursacht durch die Terroranschläge vom 11. Arlington County, und der vierte fiel in der Nähe von Shanksville, Pennsylvania). Dann lief die Gewährleistungsfrist für Concorde-Flugzeuge, an denen Airbus beteiligt war, ab. All diese Faktoren zusammen machten den Betrieb von Überschall-Passagierflugzeugen äußerst unrentabel, und im Sommer und Herbst 2003 schrieben Air France und British Airways abwechselnd alle Concordes ab.

Nach dem Abschluss des Concorde-Programms im Jahr 2003 bestand noch Hoffnung auf die Rückkehr von Überschall-Passagierflugzeugen. Die Konstrukteure hofften auf neue treibstoffsparende Triebwerke, aerodynamische Berechnungen und computergestützte Konstruktionssysteme, die Überschallflüge wirtschaftlich erschwinglich machen könnten. In den Jahren 2006 und 2008 verabschiedete die Internationale Zivilluftfahrt-Organisation jedoch neue Fluglärmnormen, die unter anderem jeden Überschallflug über besiedeltes Land in Friedenszeiten verbot. Dieses Verbot gilt nicht für speziell für die militärische Luftfahrt ausgewiesene Flugkorridore. Die Arbeit an Projekten für neue Überschallflugzeuge ist ins Stocken geraten, aber heute nehmen sie wieder Fahrt auf.

Leiser Überschall

Heute beschäftigen sich mehrere Unternehmen und Regierungsorganisationen auf der ganzen Welt mit der Entwicklung von Überschall-Passagierflugzeugen. Solche Projekte werden insbesondere von den russischen Firmen Sukhoi und Tupolev, dem Zhukovsky Central Aerohydrodynamic Institute, dem französischen Dassault, der japanischen Aerospace Research Agency, dem europäischen Konzern Airbus, den Amerikanern Lockheed Martin und Boeing sowie mehreren Startups durchgeführt , einschließlich Aerion und Boom Technologies. Im Allgemeinen wurden die Designer bedingt in zwei Lager eingeteilt. Vertreter der ersten von ihnen glauben, dass es in naher Zukunft nicht möglich sein wird, ein "leise" Überschallflugzeug zu entwickeln, das dem Geräuschpegel von Unterschallflugzeugen entspricht, was bedeutet, dass ein schnelles Passagierflugzeug gebaut werden muss, das auf Überschall, wo es erlaubt ist. Dieser Ansatz, glauben die Konstrukteure aus dem ersten Lager, wird die Flugzeit von einem Punkt zum anderen noch reduzieren.

Die Designer aus dem zweiten Lager konzentrierten sich hauptsächlich auf die Bekämpfung von Stoßwellen. Im Flug mit Überschallgeschwindigkeit erzeugt der Gleitschirm des Flugzeugs viele Stoßwellen, von denen die bedeutendsten im Bug- und Heckbereich auftreten. Außerdem treten Stoßwellen meist an der Flügelvorder- und -hinterkante, an den Vorderkanten des Leitwerks, im Bereich von Strömungsdrallern und an den Kanten der Lufteinlässe auf. Eine Stoßwelle ist ein Bereich, in dem Druck, Dichte und Temperatur des Mediums einen starken und starken Sprung erfahren. Beobachter am Boden nehmen solche Wellen als lauten Knall oder sogar als Explosion wahr - deshalb sind Überschallflüge über den besiedelten Teil des Landes verboten.

Die Wirkung einer Explosion oder eines sehr lauten Knalls wird durch die sogenannten N-Typ-Stoßwellen erzeugt, die von einer Bombe oder einem Überschall-Jagdflugzeug erzeugt werden. In der Grafik des Druck- und Dichtewachstums ähneln solche Wellen dem Buchstaben N des lateinischen Alphabets aufgrund eines starken Druckanstiegs an der Wellenfront mit einem starken Druckabfall danach und anschließender Normalisierung. In Laborexperimenten fanden Forscher der Japan Aerospace Exploration Agency heraus, dass eine Änderung der Form der Flugzeugzelle Spitzen in der Stoßwellenkurve glätten und sie in eine S-Welle verwandeln kann. Eine solche Welle hat einen glatten und nicht so signifikanten Druckabfall wie bei der N-Welle. NASA-Experten gehen davon aus, dass S-Wellen von Beobachtern als entferntes Zuschlagen einer Autotür wahrgenommen werden.

N-Welle (rot) vor der aerodynamischen Optimierung eines Überschallgleiters und Ähnlichkeit der S-Welle nach der Optimierung

Im Jahr 2015 konstruierten japanische Designer den unbemannten Gleitschirm D-SEND 2, dessen aerodynamische Form so gestaltet wurde, dass die Anzahl der darauf entstehenden Stoßwellen und deren Intensität reduziert werden. Im Juli 2015 testeten die Entwickler das Segelflugzeug auf der Esrange-Raketenstrecke in Schweden und stellten einen deutlichen Rückgang der auf der Oberfläche des neuen Segelflugzeugs erzeugten Stoßwellen fest. Während des Tests wurde D-SEND 2, das nicht mit Triebwerken ausgestattet war, aus einem Ballon aus einer Höhe von 30,5 Tausend Metern abgeworfen. Im Herbst gewann das 7,9 Meter lange Segelflugzeug mit Mach 1,39 an Geschwindigkeit und flog an Fesselballons vorbei, die mit Mikrofonen in unterschiedlichen Höhen ausgestattet waren. Gleichzeitig maßen die Forscher nicht nur die Intensität und Anzahl der Stoßwellen, sondern analysierten auch den Einfluss des Zustands der Atmosphäre auf ihr frühes Auftreten.
Nach Angaben der japanischen Agentur wird der Überschallknall von Flugzeugen, die in der Größe mit dem Überschall-Passagierflugzeug Concorde vergleichbar sind und nach dem D-SEND 2-Schema gebaut werden, beim Fliegen mit Überschallgeschwindigkeit halb so stark sein wie zuvor. Die japanische D-SEND 2 unterscheidet sich von den Segelflugzeugen konventioneller moderner Flugzeuge durch ihre nicht achsensymmetrische Nase. Der Kiel des Geräts ist zum Bug verschoben, und das Höhenleitwerk ist umlaufend ausgeführt und hat einen negativen Montagewinkel in Bezug auf die Längsachse der Flugzeugzelle, dh die Heckenden befinden sich unterhalb des Befestigungspunkts, und nicht oben, wie üblich. Der Flügel des Segelflugzeugs hat einen normalen Schwung, ist aber gestuft: Er passt sich sanft an den Rumpf an, und ein Teil seiner Vorderkante steht in einem spitzen Winkel zum Rumpf, näher an der Hinterkante nimmt dieser Winkel jedoch stark zu.

Ein ähnliches Schema wird derzeit vom amerikanischen Überschall-Startup Aerion entwickelt und von Lockheed Martin im Auftrag der NASA entwickelt. Mit dem Schwerpunkt auf Reduzierung der Anzahl und Intensität von Stoßwellen wird auch die russische (Supersonic Business Aircraft / Supersonic Passenger Aircraft) entwickelt. Einige der Projekte für schnelle Passagierflugzeuge sollen in der ersten Hälfte der 2020er Jahre abgeschlossen werden, aber bis dahin müssen die Luftfahrtvorschriften noch überarbeitet werden. Das bedeutet, dass das neue Flugzeug zunächst nur Überschallflüge über Wasser durchführen wird. Tatsache ist, dass Entwickler viele Tests durchführen und ihre Ergebnisse an die Luftfahrtbehörden, darunter die US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration und die Europäische Agentur für Flugsicherheit, übermitteln müssen, um die Beschränkung für Überschallflüge über besiedeltem Land aufzuheben.

S-512 / Spike Luft- und Raumfahrt

Neue Motoren

Triebwerke sind ein weiteres ernsthaftes Hindernis für die Entwicklung eines serienmäßigen Überschall-Passagierflugzeugs. Konstrukteure haben bereits viele Wege gefunden, Turbojet-Triebwerke sparsamer zu machen als noch vor zehn bis zwanzig Jahren. Dies ist der Einsatz von Getrieben, die die starre Kopplung von Bläser und Turbine im Triebwerk aufheben, und die Verwendung von keramischen Verbundwerkstoffen, die eine Optimierung des Temperaturhaushalts in der heißen Zone des Kraftwerks ermöglichen, und sogar die Einführung einer zusätzlicher - dritter - Luftkreislauf zusätzlich zu den bereits vorhandenen zwei, intern und extern. Auf dem Gebiet sparsamer Unterschallmotoren haben die Konstrukteure bereits erstaunliche Ergebnisse erzielt und laufende Neuentwicklungen versprechen überhaupt erhebliche Einsparungen. Lesen Sie mehr über vielversprechende Forschung in unserem Material.

Aber trotz all dieser Entwicklungen ist es immer noch schwierig, Überschallflug als wirtschaftlich zu bezeichnen. So erhält beispielsweise das vielversprechende Überschall-Passagierflugzeug des Startups Boom Technologies drei Turbofan-Triebwerke der JT8D-Familie von Pratt & Whitney oder J79 von GE Aviation. Im Reiseflug beträgt der spezifische Treibstoffverbrauch dieser Triebwerke etwa 740 Gramm pro Kilogramm Kraft pro Stunde. In diesem Fall kann der J79-Motor mit einem Nachbrenner ausgestattet werden, der den Kraftstoffverbrauch auf zwei Kilogramm pro Kilogramm Kraft pro Stunde erhöht. Dieser Verbrauch ist vergleichbar mit dem Treibstoffverbrauch von Triebwerken beispielsweise des Jagdflugzeugs Su-27, deren Aufgaben sich deutlich von der Personenbeförderung unterscheiden.

Zum Vergleich: Der spezifische Treibstoffverbrauch der weltweit einzigen serienmäßigen Turbofan-Triebwerke D-27, die im ukrainischen Transportflugzeug An-70 installiert sind, beträgt nur 140 Gramm pro Kilogramm Kraft pro Stunde. Das amerikanische CFM56-Triebwerk, ein "Klassiker" der Boeing- und Airbus-Flugzeuge, hat einen spezifischen Treibstoffverbrauch von 545 Gramm pro Kilogramm Kraft pro Stunde. Dies bedeutet, dass Überschallflüge ohne eine ernsthafte Neugestaltung der Konstruktion von Düsenflugzeugtriebwerken nicht billig genug werden, um sich durchzusetzen, und nur in der Geschäftsluftfahrt nachgefragt werden - hoher Treibstoffverbrauch führt zu höheren Ticketpreisen. Es wird auch nicht funktionieren, die hohen Kosten des Überschalllufttransports in Volumen zu reduzieren - die heute entwickelten Flugzeuge sind für die Beförderung von 8 bis 45 Passagieren ausgelegt. Gewöhnliche Flugzeuge bieten Platz für mehr als hundert Personen.

Anfang Oktober dieses Jahres plant GE Aviation jedoch ein neues Affinity-Turbofan-Triebwerk. Diese Kraftwerke sollen auf dem vielversprechenden Überschall-Passagierflugzeug AS2 von Aerion montiert werden. Das neue Kraftwerk vereint konstruktiv die Eigenschaften von Strahltriebwerken mit niedrigem Nebenstromverhältnis für Kampfflugzeuge und Kraftwerken mit hohem Nebenstromverhältnis für Passagierflugzeuge. Gleichzeitig gibt es in Affinity keine neuen und bahnbrechenden Technologien. Das neue Triebwerk wird von GE Aviation als Kraftwerk mit mittlerem Bypass eingestuft.

Das Triebwerk basiert auf einem modifizierten Gasgenerator des CFM56-Turbofan-Triebwerks, das wiederum baulich auf dem Gasgenerator des F101 basiert, dem Kraftwerk für die B-1B Lancer Überschallbomber. Das Kraftwerk erhält ein aufgerüstetes elektronisches digitales Motormanagement mit voller Verantwortung. Details zum Design des vielversprechenden Triebwerks machten die Entwickler nicht. Dennoch erwartet GE Aviation, dass der spezifische Treibstoffverbrauch von Affinity-Triebwerken nicht viel höher oder auch nur vergleichbar mit dem moderner Turbofan-Triebwerke konventioneller Unterschall-Passagierflugzeuge ist. Wie dies für den Überschallflug erreicht werden soll, ist nicht klar.

Boom / Boom-Technologien

Projekte

Trotz der vielen Projekte von Überschall-Passagierflugzeugen in der Welt (einschließlich des nicht realisierbaren Projekts, den strategischen Tu-160-Bomber in ein Passagier-Überschallflugzeug umzuwandeln, das vom russischen Präsidenten Wladimir Putin vorgeschlagen wurde), ist die AS2 des amerikanischen Startups Aerion, S-512 , kann als am nächsten an Flugtests und Kleinserienproduktion betrachtet werden, Spanish Spike Aerospace und Boom American Boom Technologies. Es ist geplant, dass der erste mit einer Geschwindigkeit von 1,5 Machzahl fliegt, der zweite - 1,6 Machzahl und der dritte - 2,2 Machzahl. Das von Lockheed Martin im Auftrag der NASA entwickelte X-59-Flugzeug wird ein Technologiedemonstrator und ein fliegendes Labor sein, eine Produktionsaufnahme ist nicht geplant.

Boom Technologies hat bereits angekündigt, Flüge mit Überschallflugzeugen sehr günstig zu machen. Boom Technologies schätzte beispielsweise die Kosten für einen Flug auf der Strecke New York - London auf fünftausend Dollar. So viel kostet es heute, diese Strecke in der Business Class eines gewöhnlichen Unterschalldampfers zu fliegen. Liner Boom über besiedeltem Land wird mit Unterschallgeschwindigkeit fliegen und über dem Ozean in Überschallgeschwindigkeit übergehen. Das Flugzeug mit einer Länge von 52 Metern und einer Spannweite von 18 Metern wird bis zu 45 Passagiere befördern können. Bis Ende 2018 plant Boom Technologies, eines von mehreren neuen Flugzeugprojekten für die Umsetzung in Metall auszuwählen. Der Erstflug des Liners ist für 2025 geplant. Das Unternehmen hat diese Bedingungen verschoben; Ursprünglich sollte der Boom im Jahr 2023 starten.

Nach vorläufigen Berechnungen wird die Länge des für 8-12 Passagiere ausgelegten AS2-Flugzeugs 51,8 Meter und die Spannweite 18,6 Meter betragen. Das maximale Abfluggewicht eines Überschallflugzeugs beträgt 54,8 Tonnen. AS2 fliegt mit einer Reisegeschwindigkeit von 1,4-1,6 Mach über Wasser und verlangsamt sich über Land auf 1,2. Eine etwas geringere Fluggeschwindigkeit über Land, gepaart mit einer speziellen aerodynamischen Form des Schirms, wird es, wie von den Entwicklern erwartet, ermöglichen, die Bildung von Stoßwellen nahezu vollständig zu vermeiden. Die Flugreichweite des Flugzeugs bei einer Geschwindigkeit von 1,4 Machzahl beträgt 7,8 Tausend Kilometer und 10 Tausend Kilometer - bei einer Geschwindigkeit von 0,95 Machzahl. Der Erstflug des Flugzeugs ist für den Sommer 2023 geplant, der erste Transatlantikflug wird im Oktober desselben Jahres stattfinden. Seine Entwickler begehen den 20. Jahrestag des letzten Fluges der Concorde.

Schließlich plant Spike Aerospace, spätestens 2021 mit Flugtests eines vollwertigen Prototyps S-512 zu beginnen. Die Auslieferung der ersten Serienflugzeuge an Kunden ist für 2023 geplant. Dem Projekt zufolge wird die S-512 in der Lage sein, bis zu 22 Passagiere mit Geschwindigkeiten von bis zu Mach 1,6 zu befördern. Die Flugreichweite dieses Flugzeugs wird 11,5 Tausend Kilometer betragen. Seit Oktober letzten Jahres verfügt Spike Aerospace über mehrere verkleinerte Modelle von Überschallflugzeugen. Ihr Zweck besteht darin, das Design und die Wirksamkeit von Flugsteuerungen zu testen. Alle drei vielversprechenden Passagierflugzeuge werden mit Betonung auf eine spezielle aerodynamische Form gebaut, die die Intensität der beim Überschallflug erzeugten Stoßwellen reduziert.

Im Jahr 2017 belief sich das Volumen des weltweiten Passagierflugverkehrs auf vier Milliarden Menschen, von denen 650 Millionen Langstreckenflüge von 3,7 bis 13 Tausend Kilometern machten. 72 Millionen Langstreckenpassagiere flogen in der First und Business Class. Diese 72 Millionen Menschen zielen die Entwickler von Überschall-Passagierflugzeugen in erster Linie ins Visier, weil sie gerne etwas mehr Geld für die Möglichkeit zahlen, etwa die Hälfte der Zeit in der Luft zu verbringen als sonst. Dennoch wird sich die Überschall-Passagierluftfahrt wahrscheinlich nach 2025 aktiv entwickeln. Fakt ist, dass die Forschungsflüge des X-59-Labors erst 2021 beginnen und mehrere Jahre dauern werden.

Die während der X-59-Flüge gewonnenen Forschungsergebnisse, auch über Siedlungen – von Freiwilligen (deren Bewohner waren sich einig, dass sie an Wochentagen von Überschallflugzeugen überflogen werden; nach den Flügen werden die Beobachter den Forschern ihre Lärmwahrnehmung mitteilen), ist eine Übertragung geplant zur Prüfung durch die US-Luftfahrtbehörde Federal Aviation Administration. Wie erwartet, kann sie auf ihrer Grundlage das Verbot von Überschallflügen über den besiedelten Teil des Landes revidieren, dies wird jedoch erst 2025 geschehen.

Wassili Sychev

Die Flugzeugkonstrukteure standen vor der Aufgabe, ihre Geschwindigkeit weiter zu erhöhen. Höhere Geschwindigkeit erweiterte die Kampffähigkeiten von Jägern und Bombern.

Die Überschallära begann mit dem Flug von Chuck Yeager, einem amerikanischen Testpiloten, am 14. Oktober 1947 auf einem experimentellen Bell X-1-Flugzeug, das von einem XLR-11-Raketentriebwerk angetrieben wurde und im kontrollierten Flug Überschallgeschwindigkeit erreichte.

Entwicklung

Die 60er bis 70er Jahre des 20. Jahrhunderts waren von der rasanten Entwicklung der Überschallluftfahrt geprägt. Die Hauptprobleme der Stabilität und Steuerbarkeit von Flugzeugen, ihre aerodynamische Effizienz, wurden gelöst. Die hohe Fluggeschwindigkeit ermöglichte auch eine Erhöhung der für Aufklärungsflugzeuge und Bomber wichtigen Obergrenze auf 20 km. Zu dieser Zeit, bevor Flugabwehr-Raketensysteme auftauchten, die Ziele in großen Höhen treffen konnten, bestand das Hauptprinzip beim Einsatz von Bombern darin, das Ziel mit der höchstmöglichen Höhe und Geschwindigkeit anzufliegen. In diesen Jahren wurden Überschallflugzeuge für verschiedene Zwecke gebaut und in Serie gebracht - Jäger, Bomber, Abfangjäger, Jagdbomber, Aufklärungsflugzeuge (der erste Überschall-Allwetter-Abfangjäger - Convair F-102 Delta Dagger; der erste Überschall-Langstrecken- Bomber - Convair B-58 Hustler) ...

Heutzutage erscheinen neue Flugzeuge, auch solche, die mit der Stealth-Technologie hergestellt wurden.

Vergleichsschemata von Tu-144 und Concorde

Überschall-Passagierflugzeug

In der Geschichte der Luftfahrt gab es nur zwei Überschall-Passagierflugzeuge, die regelmäßige Flüge durchführten. Die sowjetische Tu-144 machte ihren Erstflug am 31. Dezember 1968 und war von 1978 bis 1978 in Betrieb. Die englisch-französische Concorde (fr. Concorde- "Zustimmung") von 2003 bis 2003 Transatlantikflüge durchgeführt. Ihr Betrieb ermöglichte es, nicht nur die Flugzeit auf Langstreckenflügen deutlich zu verkürzen, sondern auch den unbeladenen Luftraum in großen Höhen (≈18 km) zu nutzen, während der Hauptluftraum der Linienschiffe (Höhen 9-12 km) war schon in diesen Jahren geladen. Außerdem flogen Überschallflugzeuge auf begradigten Strecken (außerhalb der Luftwege).

Theoretische Fragen

Der Flug mit Überschallgeschwindigkeit verläuft im Gegensatz zum Unterschall nach anderen Gesetzen, da sich bei Erreichen der Schallgeschwindigkeit des Objekts das aerodynamische Strömungsmuster qualitativ ändert, wodurch der Luftwiderstand stark ansteigt, die kinetische Erwärmung der Struktur zunimmt, der aerodynamische Fokus verschiebt sich, was zum Verlust der Stabilität und Kontrollierbarkeit des Flugzeugs führt. Außerdem ist ein bisher unbekanntes Phänomen wie der "Wellenwiderstand" aufgetreten.

Schallgeschwindigkeit und effektiver Flug waren daher nicht durch einfache Leistungssteigerung der Triebwerke zu erreichen, sondern es waren neue konstruktive Lösungen erforderlich. Die Folge war eine Veränderung im Erscheinungsbild des Flugzeugs - charakteristische gerade Linien, scharfe Ecken traten auf, im Gegensatz zur "glatten" Form von Unterschallflugzeugen.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Aufgabe, ein effektives Überschallflugzeug zu schaffen, bisher nicht als gelöst angesehen werden kann. Die Entwickler müssen Kompromisse eingehen zwischen der Anforderung, die Geschwindigkeit zu erhöhen und akzeptable Start- und Landeeigenschaften beizubehalten. Die Eroberung neuer Geschwindigkeits- und Höhengrenzen durch die Luftfahrt ist somit nicht nur mit der Verwendung eines fortschrittlicheren oder grundlegend neuen Antriebssystems und einer neuen Anordnung von Flugzeugen verbunden, sondern auch mit Änderungen ihrer Geometrie im Flug. Solche Änderungen, während sie die Eigenschaften des Flugzeugs bei hohen Geschwindigkeiten verbessern, sollten seine Eigenschaften bei niedrigen Geschwindigkeiten nicht beeinträchtigen und umgekehrt. In letzter Zeit weigern sich die Schöpfer, die Flügelfläche und die relative Dicke ihrer Profile zu reduzieren sowie den Flügelpfeilungswinkel bei Flugzeugen mit variabler Geometrie zu erhöhen, und kehren zu den Flügeln mit kleiner Pfeilung und großer relativer Dicke zurück, wenn zufriedenstellende Werte vorliegen der Höchstgeschwindigkeit und der Höchstgeschwindigkeit wurden bereits erreicht. In einem solchen Fall wird es als wichtig erachtet, dass das Überschallflugzeug eine gute Flugleistung bei niedrigen Geschwindigkeiten und einen reduzierten Widerstand bei hohen Geschwindigkeiten, insbesondere in geringen Höhen, aufweist.

Notizen (Bearbeiten)

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