Літаки пасажирські майбутнього. Як виглядають літаки майбутнього: гіперзвукова швидкість та сонячна енергія. Автомобілі і рюкзак за плечима

"Увімкніть надзвук!"

Надзвукові пасажирські літаки – що ми про них знаємо? Принаймні те, що вони були створені відносно давно. Але, з різних причин, експлуатувалися не так довго, і не так часто, як могли б. Та й на сьогоднішній день вони існують лише як проектні моделі.

Чому так? У чому особливість та «таємниця» надзвуку? Хто створював цю технологію? А також – яким буде майбутнє надзвукових літаків у світі, і звичайно ж – у Росії? Намагатимемося відповісти на всі ці питання.

«Прощальний політ»

Отже, відтоді, як три останні надзвукові пасажирські літаки, що функціонували, здійснили свої останні польоти, після яких були списані, минуло вже п'ятнадцять років. Це було в далекому 2003 році. Тоді, 24 жовтня, вони, всі разом «попрощалися з небом». Востаннє пролетіли на малій висоті, над столицею Великобританії.

Потім приземлилися у лондонському аеропорту Хітроу. Це були літаки типу Конкорд, що належать авіаційній компанії British Airways. І таким «прощальним польотом» вони завершили досить недовгу історію пасажирських перевезень, на швидкості, що перевищує звук…

Так можна було думати ще кілька років тому. Але зараз уже можна з упевненістю сказати. Це - фінал лише першого етапу цієї історії. І мабуть - всі її світлі сторінки ще попереду.

Сьогодні – підготовка, завтра – політ

Сьогодні багато компаній та авіаконструкторів думають про перспективи надзвукової. пасажирської авіації. Одні будують плани щодо її відродження. Інші вже готуються до цього.

Адже якщо вона могла існувати й ефективно функціонувати ще кілька десятиліть тому, то сьогодні - з технологіями, що серйозно зробили крок вперед, не тільки відродити її, а й вирішити низку проблем, які змусили відмовитися провідні авіакомпанії від такої - цілком можливо.

Та й перспективи надто привабливі. Надто вже цікавою здається можливість польоту, припустимо, з Лондона до Токіо - за п'ять годин. Перетнути відстань від Сіднея, до Лос-Анджелеса за шість годин? І потрапити з Парижа до Нью-Йорка за три з половиною? З пасажирською авіацією, яка здатна літати з більшою швидкістю, ніж розноситься звук, - це зовсім неважко.

Але, звичайно, перед тріумфальним «поверненням» такий у повітряний простір, — вченим, інженерам, конструкторам, і багатьом іншим — ще чимало попрацює. Потрібно не просто відновити те, що колись було, запропонувавши нову модель. Не.

Мета - вирішення багатьох проблем, які пов'язані з пасажирською надзвуковою авіацією. Створення авіамашин, які не лише демонструватимуть можливості, та могутність країн, що їх збудували. Але виявляться і реально ефективними. Настільки, щоб зайняти гідну їхню нішу в авіації.

Історія «надзвуку». Частина 1. Що було на початку.

З чого все починалося? Насправді – із простої пасажирської авіації. А такий вже понад століття «від народження». Оформлення її почалося 1910-х, у Європі. Коли майстри з найрозвиненіших країн світу створювали перші авіамашини, основним призначенням яких було перевезення пасажирів на різні відстані. Тобто – політ, з безліччю людей на борту.

Першим у тому числі вважається французький Bleriot XXIV Limousine. Він належав авіабудівній компанії Bleriot Aeronautique. Однак використовувався, в основному, для гри тих, хто сплатив за розважальні «прогулянки»-польоти, на ньому. Через два роки після його створення аналог з'являється і в Росії.

То був С-21 "Гранд". Його сконструювали на базі створеного Ігорем Сікорським "Російського витязя" - важкого бомбардувальника. А будівництвом цієї пасажирської авіамашини займалися працівники Балтійського вагонного заводу.

Ну, а після того прогрес було вже не зупинити. Авіація розвивалася швидко. І пасажирська, зокрема. Спочатку були перельоти між конкретними містами. Потім літаки змогли долати відстань між державами. Нарешті - авіамашини стали перетинати океани і здійснювати перельоти від материка до іншого.

Технології, що розвивалися, і все більша кількість новацій, дозволяли авіації подорожувати дуже швидко. Набагато швидше – ніж потяги чи кораблі. І для неї практично не було перешкод. Не треба було пересідати з одного транспорту на інший, не тільки, скажімо, подорожуючи на якийсь особливо далекий «край світу».

Навіть тоді, коли перетнути необхідно сушу і водні простори відразу. Літаки не зупиняло ніщо. І це природно, адже летять вони над усім – континентами, океанами, країнами…

Але час витікав швидко, світ змінювався. Звісно, ​​розвивалася й авіаційна галузь. Літаки за наступні кілька десятиліть, аж до 1950-х, змінилися настільки, якщо порівнювати з тими, що літали ще на початку 1920-30-х, що стали вже чимось зовсім іншим, особливим.

І ось, у середині ХХ століття, розвиток реактивного двигуна пішло дуже швидкими, навіть у порівнянні з попередніми двадцятьма-тридцятьма роками, темпами.

Невеликий інформаційний відступ. Або — трохи фізики

Передові розробки дозволили літакам «розігнатися» до швидкості, більшої, ніж та, з якою поширюється звук. Звичайно, насамперед це було застосовано у військовій авіації. Адже йдеться все-таки про двадцяте століття. Який, як не прикро це усвідомлювати, був століттям конфліктів, двох світових воєн, «холодної» боротьби СРСР і США…

І чи не кожна нова технологія, створена провідними державами світу, передусім розглядалася з погляду того, як її можна використовувати в обороні чи нападі.

Отже, літаки тепер могли літати з небаченою швидкістю. Швидше за звук. А в чому її специфіка?

Насамперед - очевидно, що це швидкість, яка перевищує ту, з якою розноситься звук. Але, згадуючи основні закони фізики, можна сказати, що в різних умовах вона може відрізнятися. Та й «перевищує» - поняття дуже розтяжне.

І тому є спеціальний стандарт. Надзвуковою швидкістю називають ту, яка перевищує звукову до п'яти разів, з урахуванням того, що в залежності від температури та інших факторів навколишнього середовища вона може змінюватися.

Наприклад - якщо ми візьмемо нормальний атмосферний тиск, на рівні моря, то в такому разі швидкість звуку дорівнюватиме вражаючій цифрі - 1191 км/год. Тобто за секунду долається 331 метр.
Але, що особливо важливо при проектуванні надзвукових авіамашин, у міру набору висоти знижується температура. Отже - і швидкість, з якою поширюється звук, і дуже значно.

Так скажемо, якщо піднятися на висоту 20 тисяч метрів, то тут вона становитиме вже 295 метрів за секунду. Але є ще один важливий момент.

На 25 тисячах метрів над рівнем моря температура починає підвищуватися, оскільки це вже не нижній шар атмосфери. І так відбувається далі. Точніше - вище. Скажімо, на висоті 50 000 метрів буде ще спекотніше. Отже, швидкість звуку там – збільшується ще більше.

Цікаво – на скільки? Піднявшись на 30 кілометрів над рівнем моря, потрапляєш у «зону», де звук поширюється зі швидкістю 318 метрів за секунду. А на 50 000 метрів, відповідно – 330 м/с.

Про число Маха

До речі, цікаво, що для спрощення розуміння особливостей перельоту та роботи за таких умов в авіації використовують число Маха. Загальний опис такого, може бути зведений до наступних висновків. Воно виражає собою швидкість звуку, яка має місце бути в цих умовах, на конкретній висоті, при даній температурі та щільності повітря.

Наприклад, швидкість польоту, що дорівнює двом числам Маха, на висоті десять кілометрів над землею, у звичайних умовах, дорівнюватиме 2 157 км/год. А на рівні моря – 2 383 км/год.

Історія «надзвуку». Частина 2. Подолання бар'єрів

До речі, вперше досягла швидкість польоту, більш ніж в 1 Мах, льотчик із США - Чак Йегер. Це сталося 1947 року. Тоді він «розігнав» свій літак, що летить на висоті 12.2 тисяч метрів над землею, до швидкості 1066 км/год. Так пройшов перший надзвуковий політ на землі.

Вже у 1950-х починаються роботи з проектування та підготовки до серійного виробництва пасажирських літаків, здатних летіти зі швидкістю. швидше звуку. Їх ведуть вчені та авіаконструктори наймогутніших країн світу. І їм виходить досягти успіху.

Той самий «Конкорд», модель – від якої остаточно відмовляться у 2003, був створений у 1969 році. Це спільна – британсько-французька розробка. Символічно обрана назва - "Concorde", з французької, перекладається як "згода".

Це був один із двох існуючих типів надзвукових пасажирських літаків. Ну а створення другого (а точніше – хронологічно – першого) – заслуга авіаконструкторів СРСР. Радянський аналог "Конкорду" називається Ту-144. Він був спроектований у 1960-ті і перший політ здійснив 31 грудня 1968 року. За рік до британсько-французької моделі.

Інших типів надзвукових пасажирських літаків, аж до сьогодні, реалізовано не було. І «Конкорд» і Ту-144 літали завдяки турбореактивним двигунам, які були спеціально перевлаштовані для того, щоб тривалий час працювати в режимі надзвукової швидкості.

Радянський аналог «Конкорду» експлуатували значно менший термін. Вже 1977 року від нього відмовилися. Літак літав у середньому, зі швидкістю 2 300 кілометрів на годину і за раз міг перевезти до 140 пасажирів. Але при цьому ціна квитка на такий «надзвуковий» рейс була в два-два з половиною, а то й тричі більша, ніж на звичайний.

Звичайно, у радянських громадян такі не мали великого попиту. Та й обслуговувати Ту-144 було не просто та дорого. Тому в СРСР від них так швидко відмовилися.

«Конкорди» прослужили довше, хоча квитки на рейси, якими вони літали, також коштували дорого. І попит теж був невеликий. Але все ж таки, незважаючи на це, їх продовжували експлуатувати, як у Великій Британії, так і у Франції.

Якщо виконати перерахунок вартості квитка на «Конкорд», у 1970-х, за сьогоднішнім курсом, то це буде близько двох десятків тисяч доларів. За квиток на один кінець. Можна зрозуміти, чому попит на них був дещо меншим, ніж на перельоти, за допомогою літаків, що не досягають надзвукових швидкостей.

«Конкорд» міг за один раз прийняти на борт від 92 до 120 пасажирів. Літав зі швидкістю понад 2 тисячі км/год і долав відстань від Парижа до Нью-Йорка за три з половиною години.

Так минуло кілька десятиліть. До 2003 року.

Однією з причин відмови від експлуатації цієї моделі стала авіакатастрофа, що сталася 2000 року. Тоді, на борту «Конкорду», що розбився, знаходилося 113 людей. Усі вони загинули.

Пізніше розпочалася міжнародна криза в галузі пасажирських авіаційних перевезень. Його причина – теракти, що сталися 11 вересня 2001 року, на території Сполучених штатів.

До того ж, закінчується термін гарантійного обслуговування «Конкордів» авіакомпанією Airbus. Все це разом зробило подальшу експлуатацію надзвукових пасажирських літаків украй невигідною. І в 2003 році були почергово списані всі Конкорди, як у Франції, так і у Великобританії.

Надії

Після цього залишалися надії на швидке «повернення» надзвукових пасажирських літаків. Авіаконструктори міркували про створення спеціальних двигунів, які дозволять економити паливо, не дивлячись на швидкість польоту. Говорили про підвищення якості та оптимізацію основних систем авіоніки на таких авіамашинах.

Але, у 2006 та 2008 роках вийшли нові постанови Міжнародної організації цивільної авіації. Вони визначалися останні (дійсні вони, до речі, і зараз) стандарти допустимого авіаційного шуму при польоті.

А надзвукові літаки, як відомо, не мали права літати над населеними пунктами саме тому. Адже робили сильні шумові бавовни (також з причин фізичних особливостей польоту), коли рухалися на максимальних швидкостях.

Це спричинило те, що «планування» «відродження» надзвукової пасажирської авіації дещо загальмувалося. Однак, насправді, після введення цієї вимоги авіаконструктори почали думати, як вирішити таку проблему. Адже вона теж мала місце і раніше, просто «заборона» сконцентрувала увагу саме на ній – «проблемі шуму».

А що сьогодні?

Але з моменту останньої «заборони» минуло вже десять років. І планування плавно перейшло у проектування. На сьогоднішній день створенням пасажирських надзвукових літаків займаються кілька компаній та державних організацій.

Які саме? Російські: Центральний аерогідродинамічний інститут (той самий, який названий на честь Жуковського), компанії «Туполєв» та «Сухий». У російських авіаконструкторів є неоціненно важлива перевага.

Досвід радянських проектувальників та творців Ту-144. Втім, про вітчизняні напрацювання у цій сфері краще поговорити окремо та докладніше, що ми й пропонуємо зробити далі.

Але не лише росіяни створюють надзвуковий пасажирський літак нового покоління. Це також і європейський концерн – Airbus, і французька компанія Dassault. Серед фірм Сполучених Штатів Америки, що працюють у цьому напрямі, — Boeing і, звісно, ​​Lockheed Martin. У Японії основна організація, що проектує такий літак - це агентство аерокосмічних досліджень.

І цей перелік - зовсім не повний. При цьому важливо уточнити, що переважна частина професійних авіаконструкторів, що працюють у цій сфері, розділилася на дві групи. Незалежно від держави походження.

Дехто вважає, що створити «тихий» надзвуковий пасажирський літак, на сьогоднішньому рівні технологічного розвитку людства, неможливо жодним чином.

А тому – єдиний вихід – це проектування «просто швидкого» авіалайнера. Він, у свою чергу, переходитиме на надзвукову швидкість у тих місцях, де це дозволено. А пролітаючи, наприклад, над населеними пунктами, повертатиметься до дозвукової.

Такі «стрибки», на думку цієї групи вчених та конструкторів, дозволять скоротити час польоту до мінімально можливого і не порушити вимог щодо шумових ефектів.

Інші ж навпаки - сповнені рішучості. Вони вважають, що боротися із причиною шуму можна вже зараз. І доклали чимало зусиль, щоб довести - надзвуковий авіалайнер, що літає тихо - цілком можливо побудувати в найближчі роки.

І ще трохи ненудної фізики

Отже, при польоті на швидкості більш ніж 1,2 Маха, планер літального апарату утворює ударні хвилі. Найбільш сильні вони у хвостовій та носовій зоні, а також деяких інших частинах літака, як наприклад – на кромках повітрозабірників.

Що таке ударна хвиля? Це зона, де щільність, тиск і температура повітря зазнають різких стрибків. Виникають вони при переміщеннях на високих швидкостях, швидше за звуковий.

Людям же, які стоять при цьому на землі, незважаючи на відстань, здається, що відбувається якийсь вибух. Звичайно, йдеться про тих, хто перебуває у відносній близькості – під тим місцем, де летить літак. Саме тому і було заборонено польоти надзвукової авіації над містами.

З такими ударними хвилями, як раз, і борються представники «другого табору» вчених та конструкторів, які вірять у можливість нівеляції цього шуму.

Якщо вдаватися до подробиць, то причина такого буквально «зіткнення» з повітрям на дуже великій швидкості. На фронті хвилі різко та сильно підвищено тиск. У той же час, відразу після нього спостерігається падіння такого, а потім перехід до нормального показника тиску (такому, як було до «зіткнення»).

Проте, вже проведено класифікацію типів хвиль та знайдено потенційно оптимальні рішення. Залишилося тільки закінчити роботи в цьому напрямку і внести необхідні корективи в проекти літаків, або створювати такі з нуля, з урахуванням цих поправок.

Зокрема, фахівці NASA дійшли усвідомлення необхідності конструкційних змін з метою реформації особливостей польоту в цілому.

А саме - зміни специфіки ударних хвиль, наскільки це можливо за нинішнього технологічного рівня. Що досягається шляхом реструктуризації хвилі, рахунок конкретних змін конструкції. У результаті - стандартна хвиля сприймається як N-тип, а та, що виникає під час польоту, з урахуванням запропонованих фахівцями нововведень, як S-тип.

І при останній, істотно знижується «вибуховий» ефект зміни тиску, і люди, що знаходяться внизу, наприклад, у місті, якщо літак пролітає над ним, навіть тоді, коли чують такий ефект, то тільки як «віддалена бавовна дверима автомашини».

Форма – теж важливо

Крім того, наприклад, японські авіаційні конструктори, нещодавно, в середині 2015, створили безпілотний планер моделі D-SEND 2. Його форма спроектована особливим чином, дозволяючи суттєво зменшити інтенсивність та кількість ударних хвиль, що виникають, коли апарат летить на надзвуковій швидкості.

Ефективність запропонованих таким чином японськими вченими, інновацій, була доведена при випробуваннях D-SEND 2. Такі провели у Швеції, в липні 2015. Досить цікавим був перебіг заходу.

Планер, який не був оснащений двигунами, підняли на висоту 30,5 кілометрів. За допомогою повітряної кулі. Потім його скинули донизу. За час падіння він «розігнався» до швидкості 1,39 Маха. Довжина самого D-SEND 2 – 7,9 метра.

Після проведених випробувань, японські авіаконструктори змогли з упевненістю заявити - інтенсивність ударних хвиль, при польоті їх дітища на швидкості, що перевищує швидкість розповсюдження звуку, - вдвічі менше, ніж у Конкорда.

Які ж особливості D-SEND 2? Насамперед - його носова частина не осесиметрична. Кіль зміщений до неї, і при цьому горизонтальне хвостове оперення встановлено як цільноповоротне. Воно також розташоване під негативним кутом поздовжньої осі. І при цьому закінчення оперення розташовуються нижче, ніж точка кріплення.

Крило, плавно сполучене з фюзеляжем, виконане з нормальною стрілоподібністю, але ступінчасте.

За приблизно такою ж схемою зараз станом на листопад 2018 проектують пасажирський надзвуковий AS2. Працюють над ним майстри з Lockheed Martin. Замовником виступає NASA.

Також проект російського СДС/УПС зараз перебуває на стадії вдосконалення форми. Планується, що вона буде створюватися з упором зменшення інтенсивності ударних хвиль.

Сертифікація та… ще одна сертифікація

Важливо розуміти, що деякі проекти пасажирських надзвукових літаків реалізовуватимуться вже на початку 2020-х. При цьому правила, встановлені Міжнародною організацією цивільної авіації, у 2006 та 2008, ще діятимуть.

А значить, якщо до того часу не станеться серйозного технологічного прориву, в області «тихого надзвуку», то ймовірно створення саме літаків, які будуть переходити на швидкість, вище одного Маха, тільки в зонах, де це дозволено.

І після цього, коли необхідні технології все ж таки з'являться, за такого сценарію, доведеться проводити безліч нових випробувань. З метою того, щоб літаки могли отримати дозвіл на польоти над населеними пунктами. Але це лише міркування про майбутнє, сьогодні щось точно сказати щодо цього дуже важко.

Питання ціни

Ще одна проблема, згадана раніше-дорожнеча. Звичайно, на сьогоднішній день вже створено безліч двигунів, набагато економічніших, ніж ті, які експлуатували ще двадцять, або тридцять років тому.

Навіть зараз проектуються і ті, які можуть забезпечити літаку рух на надзвуковій швидкості, але при цьому не «з'їдають» стільки пального, скільки Ту-144, або «Конкорд».

Яким чином? Насамперед - це використання керамічних композиційних матеріалів, що забезпечують зниження температур, а це особливо важливо в гарячих зонах силових установок.

Крім того - введення ще одного, третього, повітряного контуру - крім зовнішнього та внутрішнього. Нівеляція жорсткого зчеплення турбіни з вентилятором, усередині літакового двигуна тощо.

Проте, завдяки всім цим нововведенням, не можна сказати, що надзвуковий політ, у сьогоднішніх реаліях - економічний. Тому для того, щоб він став доступним і привабливим для широких мас населення, вкрай важливі роботи з удосконалення двигунів.

Можливо – актуальним рішенням стане повна переробка конструкції – вважають експерти.

До речі – знизити вартість за рахунок збільшення кількості пасажирів на один рейс, також не вдасться. Оскільки ті авіамашини, що проектують на сьогоднішній день (маються на увазі, звичайно, надзвукові літаки), розраховані на перевезення невеликої кількості людей - від восьми до сорока п'яти.

Новий двигун - варіант вирішення проблеми

З останніх новинок, у цій сфері слід відзначити інноваційну реактивну, турбовентиляторну силову установку, створену в нинішньому, 2018 році, компанією GE Aviation. У жовтні вона була представлена ​​під назвою Affinity.

Цей двигун планують встановити на згадану модель пасажирського AS2. Якихось суттєвих технологічних «новинок» у даному типі силових установок не передбачено. Але при цьому, в ньому з'єднані особливості реактивних двигунів з великим та малим ступенем двоконтурності. Що робить модель дуже цікавою для установки на надзвуковому літаку.

До того ж, творці двигуна стверджують, що при випробуваннях він доведе свою ергономічність. Витрата палива силовою установкою приблизно дорівнює тому, який можна фіксувати у стандартних двигунів авіалайнерів, що нині знаходяться в експлуатації.

Тобто, це заявка на те, що силова установка надзвукового літака споживатиме приблизно стільки ж палива, скільки й у звичайного авіалайнера, не здатного розігнатися до швидкості вище одного Маху.

Як це вийде - поки що пояснити важко. Оскільки особливості конструкції двигуна його творці зараз не розкривають.

Якими вони можуть бути – російські надзвукові авіалайнери?

Звичайно, сьогодні існує безліч конкретних проектів надзвукових пасажирських літаків. Однак далеко не всі близькі до реалізації. Подивимося на найперспективніші.

Отже - особливої ​​увагизаслуговують російські авіабудівники, які успадкували досвід радянських майстрів. Як згадувалося раніше, сьогодні у стінах ЦАГІ імені Жуковського, за словами його співробітників, вже майже закінчено створення концепції надзвукового пасажирського літака нового покоління.

В офіційному описі моделі, наданому прес-службою інституту, згадується, що це легка, адміністративна авіамашина, з низьким рівнем звукового удару. Проектуванням займаються спеціалісти, співробітники цієї установи.

Також, у повідомленні прес-служби ЦАГІ згадано, що завдяки особливому компонування корпусу літака та спеціальному соплу, на якому встановлена ​​система шумоглушення, ця модель демонструватиме останні досягнення технологічного розвитку російського авіабудування.

До речі, важливо згадати, що серед найперспективніших проектів ЦАГІ, крім описаного, - нова конфігурація пасажирських авіалайнерів, яка називається «літаюче крило». Вона реалізує кілька особливо актуальних покращень. А саме - дає можливість покращити аеродинаміку, знизити споживання палива і т.д. Але для не надзвукових авіамашин.

Крім того, цей інститут вже неодноразово представляв готові проекти, які привертали увагу авіалюбителів з усього світу. Припустимо, — один із останніх, — модель надзвукового бізнес-джета, здатного подолати до 7 000 кілометрів без дозаправки, і розвивати швидкість 1,8 тисячі км/год. Така була представлена ​​на виставці "Гідроавіасалон-2018".

«...Проектування йде по всьому світу!»

Крім названих російських, також найбільш перспективні такі моделі. Американський AS2 (здатний розвинути швидкість до 1,5 маху). Іспанська S-512 (межа швидкості - 1,6 Маха). І також, що знаходиться на стадії проектування в США, Boom, від компанії Boom Technologies (ну а він зможе літати з максимальною швидкістю 2,2 Маха).

Є ще X-59, який створюється на замовлення NASA, фірмою Lockheed Martin. Але він буде літаючою науковою лабораторією, а не пасажирським літаком. Та й запускати його в серійне виробництво поки що ніхто не планував.

Цікавими є плани компанії Boom Technologies. Співробітники цієї фірми заявляють, що намагатимуться досягти максимального здешевлення вартості польоту на надзвукових авіалайнерах, що створюються підприємством. Наприклад, ціну за переліт з Лондона до Нью-Йорку вони можуть приблизно назвати. Це близько 5000 доларів.

Для порівняння, стільки коштує квиток на рейс з англійської столиці до «Нового» Йорка, звичайного, або «дозвукового» літака, в бізнес-класі. Тобто, ціна польоту на авіалайнері, здатному літати зі швидкістю більше 1.2 Маха, приблизно дорівнює вартості дорогого квитка на літак, який не міг би здійснити такий же швидкий переліт.

Однак у Boom Technologies зробили ставку на те, що створити «тихий» надзвуковий пасажирський лайнер у найближчій перспективі не вийде. Тому їх Boom літатиме на максимальній швидкості, яку здатний розвинути, тільки над водними просторами. А перебуваючи над сушею, переходити на меншу.

При тому, що довжина Boom складе 52 метри, він зможе перевезти до 45 пасажирів. Згідно з планами компанії, що проектує літак, перший політ цієї новинки має відбутися у 2025 році.

Що на сьогоднішній день відомо про ще один перспективний проект - AS2? Він зможе перевезти значно менше людей – лише від восьми до дванадцяти людей за рейс. При цьому довжина лайнера дорівнюватиме 51,8 метра.

Над водою він, як планується, отримає можливість літати зі швидкістю 1,4-1,6 Маха, а над сушею - 1,2. До речі, в останньому випадку завдяки особливій формі літак у принципі не утворюватиме ударних хвиль. Вперше ця модель має піднятися в повітря вже влітку 2023 року. У жовтні того ж року - літак виконає свій перший переліт через Атлантику.

Ця подія буде приурочена до пам'ятної дати - двадцятиріччя, з того дня, як «Конкорди» востаннє летіли над Лондоном.

При цьому, іспанський S-512 вперше злине в небо не пізніше, ніж наприкінці 2021 року. А поставки цієї моделі замовникам розпочнуться з 2023 року. Максимальна швидкість цього літака - 1,6 Маха. На його борту можна розташувати 22 пасажири. Гранична дальність польоту дорівнює 11500 км.

Клієнт – усьому голова!

Як можна помітити, деякі компанії дуже намагаються завершити проектування і розпочати створення авіамашин - якнайшвидше. Заради кого вони готові так поспішати? Спробуємо пояснити.

Отже, протягом 2017 року, наприклад, обсяг повітряних пасажирських перевезень становив чотири мільярди осіб. Причому 650 мільйонів із них літали на далекі відстані, провівши в дорозі від 3,7 до тринадцятої години. Далі - 72 мільйони з 650, при тому летіли першим, або ж бізнес-класом.

Ось на ці 72 000 000 чоловік, у середньому, і розраховують ті компанії, які займаються створенням надзвукових пасажирських авіамашин. Логіка проста - можливо, що багато хто з них не проти заплатити трохи більше за квиток, з умовою того, що політ пройде приблизно вдвічі швидше.

Але, навіть попри всі перспективи, багато експертів обґрунтовано вважають, що активний прогрес надзвукової авіації, створеної для перевезення пасажирів, може розпочатися вже після 2025 року.

На підтвердження такої думки свідчить і факт того, що згадана «летюча» лабораторія X-59 вперше підніметься у повітря лише 2021 року. А навіщо?

Дослідження та перспективи

Основною метою її польотів, які проходитимуть протягом кількох років, виступить збір інформації. Справа в тому, що ця авіамашина має пролетіти над різними населеними пунктами на надзвуковій швидкості. Жителі цих поселень вже висловили свою згоду на проведення випробувань.

І після того, як літак-лабораторія завершуватиме черговий «експериментальний переліт», люди, які живуть у тих населених пунктах, над якими вона пролетіла, повинні розповісти про ті «враження», що вони отримали за час, коли авіалайнер перебував над їхніми головами. А особливо чітко висловити – як сприймали галас. Чи вплинув він з їхньої життєдіяльність тощо.

Зібрані таким чином дані будуть передані в Федеральне управліннягромадянської авіації, що у Сполучених Штатах. І після їх детального аналізу фахівцями, можливо, заборона на здійснення польотів надзвукових авіалайнерів над населеними ділянками суші буде скасована. Але в будь-якому випадку, станеться це не раніше 2025 року.

А поки що ми можемо спостерігати за створенням цих інноваційних літаків, які вже незабаром ознаменують своїми польотами народження нової ери надзвукової пасажирської авіації!

Правовласник ілюстрації Airbus Image caption Приклад того, як у майбутньому зможе виглядати силовий набір літального апарату Airbus. Замість звичного "скелета" зі шпангоутів, стрингерів та лонжеронів - легка сітка складної форми

Чи можливе, щоб саме уявлення про політ повністю змінилося? Не виключено, що у майбутньому саме так воно й буде. Завдяки новим матеріалам та технологіям можуть з'явитися пасажирські дрони, а в небо повернуться надзвукові авіалайнери. Російська служба Бі-Бі-Сі проаналізувала інформацію про новітні проекти Airbus, Uber, Toyota та інших компаній, щоб визначити, в якому напрямку розвиватиметься авіація в майбутньому.

• Чи готові ви літати безпілотними літаками?
• У Сінгапурі розпочалися випробування безпілотного таксі
• А ви б полетіли на безпілотному авіалайнері?

Міське небо

Нині над містами відносно вільним залишається досить великий прошарок атмосфери заввишки до кілометра. Цей простір використовують спеціальна авіація, гелікоптери, а також окремі приватні чи корпоративні літаки.

Але в цьому прошарку вже починає розвиватися новий вид повітряного транспорту. У нього багато назв – міська чи персональна авіація, авіатранспортна система майбутнього, небесне таксі тощо. Але його суть була сформульована ще на початку XIX століття художниками-футурологами: кожен отримає можливість користуватися невеликим літальним апаратом для польотів на невеликі відстані.

Правовласник ілюстрації Hulton Archive Image caption Так художник у 1820 році уявляв собі майбутнє. Індивідуальний літальний апарат був присутній на таких картинках вже тоді

• Над якими проектами працюють авіаконструктори по всьому світу

Інженери ніколи не розлучалися з цією мрією. Але досі заважала відсутність міцних та легких матеріалів та недосконала електроніка, без якої не можна запустити безліч невеликих апаратів. З появою високоміцного та легкого вуглепластику та розвитком портативних комп'ютерів все змінилося.

Нинішній етап створення міського аеромобільного транспорту чимось нагадує 1910-ті роки, початок історії літакобудування. Тоді конструктори не відразу знайшли оптимальну форму літака та сміливо експериментували, створюючи химерні конструкції.

Зараз загальне завдання – зробити літальний апарат для міського середовища – також дозволяє будувати найрізноманітніші апарати.

Корпорація Airbus, наприклад, розробляє відразу три великі проекти - пілотований одномісний Vahana, який, за планами корпорації, зможе полетіти вже наступного року, а до 2021 року буде готовий до комерційних польотів. Два інших проекти: CityAirbus, безпілотне таксі-квадрокоптер на кілька людей, та Pop.Up, який корпорація розробляє спільно з Italdesign. Це одномісний безпілотний модуль, який можна буде використовувати на колісному шасі для поїздок містом, а також підвішувати до квадрокоптера для польотів.

Airbus Pop.Up та CityAirbus використовують принцип квадрокоптера, а Vahana – конвертоплан (тобто апарат, який злітає по-вертольотному, а потім розвертає двигуни і далі рухається як літак).

Схеми квадрокоптера та конвертоплану – нині основні для пасажирських дронів. Квадрокоптери набагато стабільніші під час польоту. А конвертоплани дозволяють розвивати більшу швидкість. Але обидві схеми дозволяють вертикально злітати та сідати. Це ключова вимога для міської авіації, оскільки звичайному літаку потрібна злітно-посадкова смуга. А це означає, що знадобиться будівництво додаткової інфраструктури для міста.

Серед інших помітних проектів - Volocopter німецької компанії eVolo, який є мультикоптером з 18 пропелерами. Це поки що найуспішніший проект повітряного таксі, восени 2017 року в Дубаї вже розпочали його тестування. У червні керуюча транспортна компанія Дубая про це з eVolo.

Правовласник ілюстрації Lilium Image caption Lilium рухається за рахунок 36 електричних турбін, встановлених у ряд на площинах та у двох блоках у передній частині апарату

Ще один проект з Німеччини – Lilium – цікавий незвичайним компонуванням. Це електричний конвертоплан на 36 невеликих турбін, встановлених двома блоками вздовж крила, та ще з двома блоками в передній частині апарату. Компанія вже розпочала тестові польоти у безпілотному режимі.

Японський автовиробник Toyota інвестує у проект Cartivator.

А онлайн-сервіс таксі Uber також розробляє свою безпілотну систему, у цьому проекті він тісно співпрацює з НАСА з розробки технологій та програмного забезпечення сервісу у містах із високою густотою населення.

Правовласник ілюстрації Ethan Miller/Getty Images Image caption Пасажирський дрон EHang 184, створений у китайській компанії Beijing Yi-Hang Creation Science & Technology Co., Ltd. у 2016 році

Серед авіаційних експертів чимало як прихильників безпілотних міських перевезень пасажирів, так і скептиків.

Серед останніх – головний редактор Avia.ru Роман Гусаров. Головна проблема, на його думку, - невисока потужність електродвигунів та акумуляторів. І ефективні пасажирські дрони навряд чи з'являться в найближчому майбутньому, незважаючи на те, що в їх розробку вкладається багато коштів.

"Технології ще достатньо сирі і створювані з їх використанням системи схильні до технічних збоїв", - зазначив в інтерв'ю Бі-бі-сі головний редактор порталу uav.ru Денис Федутинов.

За його словами, подібні проекти можуть бути просто гарним рекламним ходом та можливістю показати, що компанія займається передовими дослідженнями. Він також не виключає, що на тлі захоплених публікацій у пресі може виникнути багато стартапів, які, знайшовши гроші інвесторів, так і не зможуть створити літаючий пасажирський дрон.

Виконавчий директор Infomost Consulting (компанія займається консалтингом у галузі транспорту) Борис Рибак вважає, що наразі найбільшою проблемою у цій сфері є страх. Люди ще довго боятимуться довіряти своє життя літальному апарату без пілота.

"Коли з'явилися перші саморушні бензинові візки, з чадом, димом і гуркотом їхали вони поряд з конями, і народ розбігався. Але це нормально, тоді було страшно, і зараз страшно", - сказав Рибак.

Між домомаміта птахівамі

Наразі НАСА та Федеральне управління цивільної авіації США працюють над програмою "Управління рухом безпілотних авіаційних систем" (Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM)). Саме в рамках цієї програми з НАСА та ФАА співпрацює компанія Uber.

Розвиток технологій у цій галузі сильно випереджає розробку правил їх регулювання. Американську програму почали розробляти у 2015 році, але у "дорожній карті" її розробки поки що навіть не зазначено терміну створення правил для польотів у густонаселених міських районах.

Правовласник ілюстрації Italdesign Image caption Пасажирську капсулу Pop.Up можна використовувати на колісному шасі або причеплювати до квадрокоптера

При цьому маються на увазі польоти дронів по доставці пошти та відеозйомці новин. А про перевезення пасажирів у програмі поки що взагалі нічого не йдеться.

Судячи з даних презентацій, вивчених Російською службою Бі-бі-сі, у майбутньому польоти пасажирських дронів у містах регулюватимуться через будівництво маршрутів у повітряних коридорах. Такий самий принцип діє в сучасній цивільній авіації. При цьому дрони активно взаємодіятимуть між собою і моніторитимуть повітряний простір навколо, щоб уникнути зіткнень з іншими дронами та іншими об'єктами в повітрі (наприклад, з птахами).

Однак, як вважає Борис Рибак, набагато ефективнішою була б система, побудована за принципом вільного польоту, де маршрути вишиковувалися б комп'ютерами з урахуванням місцезнаходження всіх апаратів у повітрі.

• Британія починає випробування безпілотних вантажівок
• Рухи кенгуру заплутали безпілотні автомобілі

Чи залишиться Росія осторонь?

У Росії влада також намагається робити обережні кроки щодо регулювання польотів безпілотників у міському середовищі. Так, вже давно цікавиться безпілотниками компанія "Ростелеком". Вона є підрядником компанії "Російські космічні системи", яка в листопаді 2015 року виграла конкурс Роскосмосу на 723 млн. рублів (12,3 млн. доларів) на створення інфраструктури Федерального мережевого оператора.

Правовласник ілюстрації Tom Cooper/Getty Images Image caption Ще один проект надзвукового бізнес-джету – XB-1 американської компанії Boom Technology

Ця інфраструктура повинна буде забезпечити спостереження за транспортом та безпілотними апаратами (включаючи літальні), наземним та водним пілотованим та безпілотним транспортом, залізничним транспортом, пояснював представник "Ростелекому". Оператор створює досвідчений зразок інфраструктури, яка контролюватиме рух транспорту, насамперед дронів, і готовий витратити на субпідрядників близько 100 млн рублів (1,7 млн ​​доларів).

Заступник голови департаменту науки, промислової політики та підприємництва міста Москви Андрій Тихонов розповів Бі-бі-сі, що в російській столиці поки що немає умов для появи пасажирських дронів.

По-перше, не до кінця опрацьовано нормативну базу для безпілотних літальних та наземних апаратів. По-друге, московська інфраструктура поки не пристосована для масового транспортування вантажів і пасажирів на безпілотних апаратах. вантажів, поки перебувають на стадії тестування та мають отримати відповідну документацію для роботи в міських умовах. Знову ж таки виникають питання обов'язкового страхування пасажирів та багато інших", - пояснив він.

Щоправда, за його словами, ці проблеми не так зупиняє влада міста, як змушує шукати шляхи їх вирішення.

Швидше за звук

Інший напрямок, над яким працюють у багатьох авіабудівних корпораціях – надзвукові пасажирські перевезення.

Ця ідея зовсім не нова. 22 листопада виповнюється 40 років початку регулярних комерційних рейсів між Нью-Йорком, Парижем та Лондоном на літаках "Конкорд". У 1970-х ідею надзвукових перевезень втілили British Airways разом із Air France, а також "Аерофлот" на Ту-144. Але на практиці з'ясувалося, що технології на той час не придатні для цивільної авіації.

У результаті радянський проект згорнули після семи місяців експлуатації, а британо-французький – після 27 років.

Правовласник ілюстрації Evening Standard Image caption "Конкорд", як і Ту-144, випередив час, але показав, як складно зробити надзвуковий пасажирський літак

Головною причиною, через яку було згорнуто проекти Concorde і Ту-144, зазвичай називають фінанси. Ці літаки були найдорожчим задоволенням.

Двигуни таких апаратів споживають набагато більше пального. Для таких літаків потрібно було створювати свою інфраструктуру. Ту-144, наприклад, використовував свій вид авіаційного палива, набагато складніший за складом, він потребував особливого технічного обслуговування, більш ретельного і дорогого. Для цього літака доводилося тримати навіть окремі трапи.

Ще однією серйозною проблемою, окрім складності та вартості обслуговування, став шум. Під час польоту на надзвуковій швидкості всіх передніх кромках елементів літака виникає сильне повітряне ущільнення, що породжує ударну хвилю. Вона тягнеться за літаком у вигляді величезного конуса, і коли досягає землі, то людина, через яку вона проходить, чує оглушливий звук, схожий на вибух. Саме через це польоти "Конкордів" над територією США на надзвуковій швидкості були заборонені.

І саме з шумом зараз насамперед намагаються боротися конструктори.

Після припинення польотів "Конкорду" спроби збудувати новий, більш ефективний надзвуковий пасажирський літак не припинялися. І з появою нових технологій у галузі матеріалів, двигунобудування та аеродинаміки про них почали говорити все частіше.

У світі розробляється одразу кілька великих проектів у галузі надзвукової цивільної авіації. В основному це бізнес-джети. Тобто проектувальники спочатку намагаються націлитись на той сегмент ринку, де вартість квитків та обслуговування відіграє меншу роль, ніж на маршрутних перевезеннях.

Правовласник ілюстрації Aerion Image caption Літак AS2 компанія Aerion розробляє у партнерстві з Airbus

НАСА спільно з корпорацією Lockheed Martin розробляє надзвуковий літак, намагаючись насамперед вирішити проблему звукового бар'єру. Технологія QueSST включає пошук особливої ​​аеродинамічної форми літального апарату, яка як би "розмазувала" жорсткий звуковий бар'єр, роблячи його нерізким і менш галасливим. Наразі в НАСА вже розробили вигляд літака, а його льотні випробування можуть розпочатися у 2021 році.

Ще один помітний проект – AS2, який розробляє компанія Aerion у партнерстві з Airbus.

Airbus також працює над проектом Concord 2.0. Цей літак планується оснастити трьома типами двигунів - ракетним у хвостовій частині та двома звичайними реактивними, за допомогою яких літак зможе злітати майже вертикально, а також одним прямоточним, який вже розганятиме апарат до швидкості 4,5 Маха.

Щоправда, подібними проектами Airbus займаються досить обережно.

"Airbus продовжує дослідження в галузі надзвукових/гіперзвукових технологій, ми також вивчаємо ринок, щоб зрозуміти, чи будуть такі проекти життєздатні і здійсненні, - йдеться в офіційному коментарі Airbus для Російської служби Бі-бі-сі. - Ми не бачимо ринку для таких літаків зараз і в найближчому майбутньому через високі витрати таких систем. Це може змінитися з появою нових технологій, або зі зміною економічної або соціальної обстановки. Загалом, поки що це скоріше область вивчення, а не пріоритетний напрямок".

Media playback is unsupported on your device

Чи можна відродити "Конкорд"?

Передбачити, чи буде попит на такі літаки справді складно. Борис Рибак зазначає, що паралельно з авіаційними розвивалися й інформаційні технології, і тепер бізнесмен, якому необхідно швидко вирішити питання з іншого боку Атлантики, часто може зробити це не особисто, а інтернетом.

"Летети бізнес-класом або в бізнес-джеті шість годин з Лондона до Нью-Йорка. А так ти технічно витратиш чотири, ну три сорок. Чи варта ця вичинки?" - сказав Рибак з приводу надзвукових перельотів.

За досвідом Ту-144

Проте інші російські авіаційні спеціалісти вважають інакше. Надзвукові літаки зможуть посісти своє місце на ринку, вважає ректор Московського авіаційного інституту Михайло Погосян, колишній керівник Об'єднаної авіабудівної корпорації.

"Надзвуковий літак дає можливість вийти на якісно інший рівень, він дозволяє економити глобально час - добу. Прогнози ринку говорять про те, що впровадження таких технологій і таких проектів буде пов'язане з вартістю такого польоту. Якщо така вартість буде прийнятною і не буде в Якщо відрізнятися від вартості польоту на дозвуковому літаку, то я вас запевняю, що ринок є", - сказав він Російській службі Бі-бі-сі.

Погосян виступив на форумі Aerospace Science Week у МАІ, де він зокрема розповів про перспективи створення надзвукового літака за участю російських фахівців. Російські підприємства (ЦАГІ, МАІ, ОАК) беруть участь у великій європейській науково-дослідній програмі Horizon 2020, один із напрямків якої - розробка надзвукового пасажирського літака.

Погосян перерахував головні властивості такого літака - низький рівень звукового удару (інакше літак не зможе літати над населеними територіями), двигун змінного циклу (йому необхідно добре працювати на дозвуковій швидкості та на надзвуковій), нові термостійкі матеріали (на надзвуковій швидкості літак сильно нагрівається), штучний інтелект, а також те, що управляти таким літаком, може один пілот.

При цьому ректор МАІ переконаний, що проект надзвукового літака можна створити лише на міжнародному рівні.

Правовласник ілюстрації Boris Korzin/TASS Image caption За словами Сергія Чернишова, у Росії збереглася школа створення надзвукових пасажирських літаків

Керівник Центрального аерогідродинамічного інституту імені професора М. Є. Жуковського (ЦАГІ) Сергій Чернишев розповів на форумі, що російські фахівці беруть участь у трьох міжнародних проектах у галузі надзвукової пасажирської авіації – Hisac, Hexafly та Rumble. Усі три проекти не ставлять за мету створити кінцевий комерційний продукт. Їхнє головне завдання - дослідити властивості надзвукового та гіперзвукового апарату. За його словами, зараз авіабудівники створюють ще лише концепцію такого літака.

В інтерв'ю Бі-бі-сі Сергій Чернишов сказав, що сильною стороною російських авіабудівників є досвід створення надзвукових літаків та їхньої експлуатації. За його словами, це сильна аеродинамічна школа, великий досвід проведення випробувань, зокрема, й у екстремальних умовах. У Росії також "традиційно сильна школа матеріалознавців", - додав він.

"Мій суб'єктивний прогноз: на горизонті 2030-35 року з'явиться [бізнес-джет]. Академік Погосян вважає, що між 2020-м та 2030 роком. Десять років він їм дав. Це так, але все-таки ближче до 2030 року", – сказав Сергій Чернишов.

"Звичайні" незвичайні лайнери

Головне завдання авіаконструкторів сьогодні – домагатися збільшення паливної ефективності літака, знижуючи при цьому шкідливі вихлопи та шум. Друге завдання – розробляти нові системи управління, де комп'ютер виконуватиме все більше завдань.

Зараз уже нікого не здивувати електродистанційною системою керування літаком, коли сигнали від ручки керування чи штурвала, педалей та інших органів передаються до кермів та інших елементів механізації у вигляді електросигналів. Подібна система дозволяє бортовому комп'ютеру контролювати дії льотчика, вносячи корективи та виправляючи помилки. Однак ця система – вже вчорашній день.

• Останній надзвуковий "Конкорд" здали до музею
• Перший у світі авіалайнер із термоядерним реактором: як скоро?
• Чому авіабудівні корпорації виготовляють однакові літаки?

Як розповів Бі-бі-сі віце-президент корпорації "Іркут" з маркетингу та продажу Кирило Будаєв, російська компанія працює над системою, коли літаком керуватиме лише один пілот, а функції другого при зльоті та посадці виконуватиме спеціально підготовлений старший бортпровідник. Під час польоту літака на ешелоні одного пілота цілком достатньо, вважають у Іркуті.

За законами природи

Ще одне серйозне нововведення, що з'явилося останнім десятиліттям - композитні матеріали. Розробку легкого та міцного пластику можна порівняти із застосуванням алюмінію у післявоєнній авіації. Цей матеріал разом із появою ефективних турбореактивних двигунів змінив вигляд літаків. Тепер така сама революція відбувається з композитом, який поступово витісняє метал із конструкцій літаків.

При проектуванні літаків все частіше використовується тривимірний друк, який дозволяє створювати складніші форми з високою точністю. І добиватись зниження споживання палива.

Наприклад, Airbus і Boeing використовують нові двигуни сімейства LEAP виробництва CFM International. Форсунки у цих двигунах надруковані на тривимірному принтері. І це дозволило підвищити паливну ефективність на 15%.

Крім того, зараз авіаційна промисловістьпочала активніше освоювати біонічний дизайн.

Біоніка - прикладна наука, яка вивчає можливості практичного застосування у різних технічних пристроях принципів та структур, що з'явилися у природі завдяки еволюції.

Правовласник ілюстрації Airbus Image caption Кронштейн, спроектований за допомогою біонічних технологій

Ось простий приклад - на знімку вище зображено кронштейн, аналогічний тому, що використовується літак Airbus. Зверніть увагу на його форму - зазвичай такий елемент є суцільним шматком металу трикутної форми. Однак, розрахувавши на комп'ютері сили, які будуть прикладені до різних його частин, інженери з'ясували, які частини можна видалити, а які видозмінити таким чином, щоб не тільки полегшити, але й посилити такий компонент.

Набагато складніша робота була проведена групою вчених на чолі з професором Технічного університету Данії Нільсом Ааге. У жовтні 2017 року вони опублікували в журналі Nature доповідь, в якій розповіли про те, як вони розрахували на французькому суперкомп'ютері Curie силовий набір крила авіалайнера Boeing 777 – складну структуру досить тонких перемичок та розпірок.

В результаті, як вважають дослідники, вага двох крил літака можна було б знизити на 2-5%, не втративши міцності. Зважаючи на те, що обидва крила в сумі важать 20 тонн, це дало б економію до 1 тонни, що відповідає передбачуваному скороченню витрати палива 40-200 тонн на рік. Але ж це вже суттєво, чи не так?

При цьому біонічний дизайн у майбутньому, як вважають в авіабудівних корпораціях, застосовуватиметься дедалі більше. Літак на першій ілюстрації до цього тексту - лише ескіз інженерів Airbus, але на ньому вже видно, за яким принципом створюватиметься силовий набір літаків майбутнього.

Електрика

Двигун - найголовніша та найдорожча частина літака. І саме він визначає конфігурацію будь-якого літака. В даний час більшість авіаційних двигунів - або газогенераторні або внутрішнього згоряння, бензинові або дизельні. Лише найменша частина з них працює електрикою.

За словами Бориса Рибака, усі десятиліття існування реактивної авіації розробка принципово нових авіаційних моторів не велася. Він бачить у цьому прояв лобі нафтових корпорацій. Так це чи ні, але за весь післявоєнний час ефективного двигуна, який не спалював би вуглеводневе паливо, так і не з'явилося. Хоча зазнавали навіть атомні.

Нині у світовій авіаційній промисловості ставлення до електрики сильно змінюється. У світовій авіації з'явилася концепція "Більш електричний літак". Вона має на увазі велику в порівнянні з сучасними електрифікацію вузлів і механізмів апарату.

У Росії технологіями в рамках цієї концепції займається холдинг "Технодинаміка", що входить до "Ростеху". Компанія розробляє електроприводи реверсу для майбутнього російського двигуна ПД-14. паливної системи, збирання-випуску шасі.

"У довгостроковій перспективі ми, звичайно, розглядаємо проекти великих комерційних літаків. І в цих великих літаках ми, швидше за все, використовуватимемо гібридну рухову установку, перш ніж перейти повністю на електротягу, - йдеться в коментарі Airbus. - Справа в тому, що ставлення потужності до ваги в сучасних акумуляторах поки дуже далеко від того, що нам потрібно. Але ми готуємося до майбутнього, в якому це можливо".

Авіаційна техніка в новітніх концептах регулярно демонструє передові технологічні розробки з різних аспектів експлуатації. Це стосується не просто модернізації сучасних моделей, а й ширшого погляду на майбутнє сегмента. Конструктори орієнтуються на потенціали у розвиток з урахуванням технологій, які ще недавно вважалися інноваційними. Звичайно, не всі проекти, за якими можна оцінювати літаки майбутнього, дійсно будуть реалізовані, але за багатьма розробками можна скласти уявлення в цілому про тенденції розвитку авіації.

Нові ідеї у пасажирському літакобудуванні

Серед найбільш реальних розробок найближчого майбутнього можна відзначити Boeing 777X. Принципово інноваційних та яскравих нововведень не передбачається, але конструктори цієї моделі обіцяють серйозну переробку органів керування та форми крил. Наприклад, у 777X будуть об'єднані елерони та закрилки, що дозволить мінімізувати загальну вагу конструкції. Що стосується особливої ​​конструкції крил, то вона буде секційною - довжина кожної складе 3,5 м, причому розробники передбачать можливість їх вертикального підйому для паркування в процесі рулювання. Як і багато інших пасажирських літаків майбутнього, цей авіалайнер планується перевести на ефективніші джерела палива. Силову установку представить дводвигунний комплекс, здатний керуватися розмахом крил близько 72 м. Імовірно, літак увійде в експлуатацію в 2020 р.

Цікава і японська технологія Mitsubishi Regional Jet (MRJ). Дане судно є реактивним пасажирським лайнером на 76 місць. До того ж 20-го року творці планують випустити кілька модифікацій, одна з яких буде 90-місцевою. На думку багатьох експертів, Mitsubishi запропонує більше безпечні літакимайбутнього, ніж бразильська фірма Embraer та версії знаменитого «Суперджету». Це буде досягнуто за рахунок оновленої конструкції фюзеляжу та більш функціональних бортових систем.

Тенденції у військовій авіації

Військова техніка зазвичай показує більш технологічні та розвинені функціонально зразки. Почасти це стосується авіації. Почати варто з комунікаційного забезпечення – на поверхнях бойових літаків майбутнього можуть з'явитися масивні антени, сенсори та радари, які дозволять уловлювати та передавати електромагнітні коливання. На практиці це забезпечить можливість точного сканування об'єктів у радіусі 360 градусів незалежно від погодних умов. Привнесуть нові можливості та нанотехнології. Зокрема деякі розробки забезпечать покриттям функцію термометра, яка дозволить сповіщати про пошкодження. Вже цього десятиліття військові літаки майбутнього, швидше за все, отримають і лазери. Причому їхнє використання буде вузько орієнтованим. Перші концепти планується використовувати як поразку ворожих ракет і сенсорів протиповітряної оборони. Для знищення електронних пристроїв застосовуватиметься мікрохвильова зброя. І для оснащення літаків лазерами, і для електромагнітних установок передбачатимуться спеціальні двигуни. Очікується і поява нових бомбардувальників, але в цьому напрямі принципи поразки залишаться незмінними, а зміни відбудуться хіба що щодо конструкційної оптимізації.

Надзвукові літаки

Цей клас залишається одним із найперспективніших і насиченіших. Наприклад, NASA до 2020 року планує випустити надзвуковий QueSST, який буде майже безшумним. Це важлива особливість, оскільки саме високі показники шуму досі є головною причиною заборони надзвукових літаків для перевезення пасажирів. За допомогою нових технологій NASA планує усунути шумові навантаження під час переходу на надвисоку швидкість. Цікавий проект підтримує Virgin Galactic. Це стартап під назвою Boom, який, за деякими розрахунками, може у 2,5 рази скоротити час перельотів над Атлантикою щодо показників сучасних надзвукових моделей. Не залишаються поза увагою й літаки-винищувачі майбутнього, які у шостому поколінні перейдуть на надзвукову швидкість. Поки що це далекі плани, але не виключено, що подібні розробки з'являться на платформах БПЛА RQ-4 та Boeing – F-X. За деякими відомостями, нові модифікації зможуть забезпечувати гіперзвукову швидкість лише на рівні 6 тис. км/год. Але, знову ж таки, експлуатація моделей шостого покоління розпочнеться не раніше 2050 року.

Літаючі автомобілі

Кінематографічні образи у вигляді особистих машин, що літають, навіть сьогодні здаються далекою фантастикою. Проте компанія Terrafugia розраховує якщо не реалізувати цю концепцію в найближчому майбутньому, то наблизити її. Нещодавно розробники фірми вже представляли приватний автолітак, але з одним нюансом - це був переважно саме літак, оскільки для нього була потрібна злітна смуга з рівною поверхнею довжиною 500 м. І це не кажучи про складнощі управління, з яким міг впоратися тільки професійний пілот. Однак у нових версіях літаки майбутнього від Terrafugia як мінімум повинні позбавитися необхідності використання злітної смуги. Це досягнення вже продемонструвала нова модифікація TF-X, здатна розвивати близько 350 км/год. У цьому дальність польоту становить 805 км.

Гібридні літаки

Ідеї ​​екологічного та енергоефективного харчування давно застосовуються у традиційних автомобілях. Цілком логічно, що вони стали освоюватися і конструкторами авіатехніки. Зокрема, інженери з Boeing створили концептуальну модель SUGAR, яка має забезпечити авіакомпаніям до 70% економії, порівняно з апаратами, що працюють на звичайному паливі. Такий високий відсоток енергозбереження став можливим завдяки електричним батареям. У процесі очікування пасажирів, SUGAR одночасно наповнюватиметься традиційним паливом та заряджатиметься від енергетичного терміналу аеропорту. Звичайні паливні матеріали призначені тільки для зльоту, а політ здійснюється за рахунок електродвигунів. І це не єдина розробка такого типу. Сьогодні проекти літаків майбутнього розраховуються із можливістю повного переходу на електрику. Найбільш амбітні ідеї стосуються і акумуляції сонячної енергії, що може зробити енергозабезпечення на 100% безкоштовним.

Інновації у приватному сегменті

Дуже оригінальні розробки з'являються на ринку приватних літаків. Так, модель Bombardier Global 8000 є бізнес-джетом, розрахованим на 8 місць. Він обіцяє встановити рекорд перельоту без дозаправки на дистанцію близько 15 000 км. При цьому швидкість становитиме 950 км/год. Цікавою є і зовні незвичайна модель SkiGull, яку називають літаком-амфібією. Назва обумовлена ​​здатністю апарату сідати на водну поверхню. Це нова розробка, але незабаром вона стане доступною для всіх бажаючих її придбати. Також комбіновані літаки майбутнього для приватних користувачів пропонують спеціалісти Icon. Модель A5 представляє варіант двомісного гідролітака, який не тільки дозволяє сідати і злітати з водної гладіні, але також здатний виходити зі штопора і при необхідності здійснювати катапультування пілота з парашутом.

Космічні авіаперельоти

Вже згадана фірма Virgin Galactic займається туризмом у вигляді космічних польотів. Але в майбутньому, як зазначають її представники, технології дозволять і пересічним користувачам авіатехніки виконувати суборбітальні перельоти з однієї точки планети до іншої. Тобто про польоти на далекі куточки космосу не йдеться, але вихід на орбіту з подоланням атмосферного шару - можливий. Сьогодні прикладом реалізації цієї ідеї є апарати сімейства Space Ship Two. Подібні літаки майбутнього зможуть підніматися на висоту понад 15 км та доставляти пасажирів у різні точки Землі з мінімальними витратами часу.

Майбутнє російського авіабудування

Вітчизняне літакобудування тривалий час перебувало у кризовому стані і лише останніми роками почали робити серйозні спроби з кардинальної зміни ситуації. Перспективи розвитку російського сегмента галузі пов'язані з двома досить вдалими розробками. По-перше, це «Сухий Суперджет SSJ 100», який показує гідні техніко-експлуатаційні показники, відкривши нові можливості для подальшого просування проекту. Наприклад, у 2019 році планується випуск модифікації на 120 місць. По-друге, вселяють великі надії у розвиток комплексу та літаки майбутнього Росії на базі МС-21. Ця платформа повинна вийти в 2020 р. Це ближньо-середньомагістральний лайнер, силова установка якого створена повністю на вітчизняних комплектуючих.

Висновок

Мабуть, ключовою тенденцією розвитку індустрії можна назвати усунення експлуатаційних обмежень для авіатехніки різного класу. Причому це стосується не лише технічних показників, а й нішевих бар'єрів. Наприклад, перестає бути актуальним знаменитий рядок «насамперед літаки». Винищувач з майбутнього, вантажний лайнер, або пасажирське судно цілком може отримати вигляд вертольота. У деяких сегментах перспективні моделі вертолетів успішно замінюють традиційні літаки. Не виключено, що така тенденція збережеться і надалі. Зокрема, апарати сімейства Bell 525 обіцяють стати першими гелікоптерами з електродистанційною системою керування, яка мінімізує навантаження на екіпаж. А концепти Helicopters від Airbus мають поставити рекорди у показниках вантажопідйомності. За заявами виробника, до 2020 року такі моделі зможуть перевозити вантажі до 10 т.

Авіаперельоти є звичайним явищем у сучасному суспільстві. Коли більшість людей уявляють собі комерційний авіалайнер, то їм на думку відразу спадає стандартний літак. Тим не менш, аерокосмічні інженери по всьому світу розробляють, які зможуть зробити справжню революцію у повітряних подорожах.

1. Aether Airship

Хоча Boeing нещодавно розпочав виробництво 787 моделі авіалайнера, інженери компанії вже працюють над наступним проектом. На цей раз Boeing планує зробити щось радикально відмінне від своїх стандартних конструкцій і розглядає можливість створення пасажирського авіалайнера за схемою. В даний момент NASA спільно з Boeing експериментують з літаками подібної конструкції для використання як у комерційних, так і військових цілях.

Для перевірки аеродинамічних можливостей вони побудували X-48, безпілотний реактивний літак - крило, що «літає». Під час тестів виявилося, що подібний літак має високе корисне навантаження, має кращу керованість, ніж очікувалося, а також надзвичайно економічний. Прототипи пасажирських авіалайнерів очікуються упродовж 20 років.

3. Reaction Engines A2

Ще одним проривом в аерокосмічній промисловості є гіперзвукові авіалайнери. Конкорд і Ту-144 увійшли в історію як перші комерційні надзвукові авіалайнери, а зараз інженери сподіваються розробити авіалайнери, які здатні розвивати швидкість понад 5 махів. Одним із лідерів у цих розробках сьогодні є британська компанія Reaction Engines Limited, яка розробила концепцію авіалайнера під назвою A2.

Цей футуристичний літак може літати на надзвукових швидкостях і бути екологічно чистим. В А2 передбачено використання двигунів Scimitar – подальшої розробки двигуна SABRE. Але в той час як в SABRE використовуються ракетні двигуни, Scimitar паралельно використовує прямоточний гібридний повітряно-реактивний двигун і звичайний повітряно-реактивний двигун.

При польоті на високій швидкості використовується гібридний ПВРД, а при зльоті та посадці - звичайний реактивний двигун. Як паливо у цьому проекті використовується рідкий водень, який також охолоджує двигуни. Через побоювання з приводу звукової ударної хвилі, A2 літатиме над заселеними регіонами тільки зі швидкістю звуку, а на максимальній швидкості А2 зможе долетіти з Австралії до Північну Європулише за п'ять годин.

4. Bombardier Antipode

Канадська компанія Bombardier нещодавно заявила про розробку Antipode - свою концепцію бізнес-літака майбутнього. Хоча цей гіперзвуковий авіалайнер зможе перевозити всього 10 осіб, він літатиме зі швидкістю в … 24 Махи. За такої швидкості Antipode зможе дістатися з Нью-Йорка до Лондона за 11 хвилин. У концепції Antipode передбачено використання гіперзвукових реактивних двигунів (ГПВРД), які не мають частин, що рухаються, таких як лопаті або компресори.

Для того щоб дістатися до швидкостей, необхідних для роботи ГПВРД (при якій повітря надходитиме на надвисоких швидкостях у двигун завдяки самій швидкості літака), Antipode використовуватиме ракетні прискорювачі при зльоті з землі. Після того, як літак досягне крейсерської висоти та швидкості, вмикаються ГПВРД, які і розженуть лайнер до швидкості в 24 махи.

5. Boeing Pelican

На початку 2000-х років Boeing досліджував можливість будівництва нового трансокеанського Pelican, в якому використовувався екранний ефект. Незважаючи на те, що в першу чергу літак призначався для перевезення вантажів, концепція була б застосовна також для комерційних авіалайнерів. Було спроектовано величезний літак (двопалубна конструкція довжиною 122 м і розмахом крил 150 метрів), який би літав, як екраноплан, по суті ковзаючи над водою на висоті 6 метрів.

Під час польоту над сушею Pelican літав би на звичайній для літаків висоті. Хоча проект був перспективним, Boeing закинув розробку з початку 2000-х років з невідомих причин.

6. SAX-40

Навіть коли літаки літають на дозвукових швидкостях, їхній шум двигунів дратує людей, що живуть навколо аеропортів, і може спричинити несприятливі наслідки для здоров'я. Для боротьби з цією проблемою група вчених з Массачусетського технологічного інституту та Кембриджського університету розробила SAX-40 – концепт практично безшумного літака. Літаки роблять шум в основному через недосконалість аеродинаміки, тому SAX-40 був зроблений дуже обтічний. Через свою незвичайну форму, підйомна сила SAX-40 більша, ніж у звичайного літака.

Саме тому літак не має закрилків, які надають додаткову підйомну силу при зльоті та посадці, що відповідно зменшує шумність двигунів. Повітрозабірники двигунів перебувають у верхню частину літака, тобто. фюзеляж виступає у ролі природної перешкоди шуму. Для того щоб скоротити шум вихлопу двигуна, SAX-40 використовує систему змінного вихлопу. Завдяки своїй конструкції літак буде виробляти всього 63 децибел шуму при зльоті і посадці. Для порівняння – шум звичайного літака при зльоті становить 100 децибелів.

7. SpaceLiner

Німецький аерокосмічний центр (GAC) розробляє свій власний дизайн високошвидкісного лайнера. Примітно те, що GAC замість того, щоб використовувати стандартні конструкції, розробляє космічний літак або космоплан під назвою SpaceLiner. Концепція має на увазі двоступінчасту конструкцію: безпілотний стартовий ступінь - кріогенний прискорювач і пасажирський суборбітальний щабель, розрахований на 50 пасажирів.

Прискорювач доставляє SpaceLiner на висоту 80 км, де той розганяється до швидкості 25 Маха. Це дозволило б подібному апарату долетіти з Австралії до Європи за 90 хвилин. Наприкінці польоту космоплан приземляється, як і будь-який звичайний літак. SpaceLiner також є екологічно безпечним, тому що він використовує рідкий водень і рідкий кисень як ракетне паливо. Початок експлуатації очікується у 2050 році.

8. AWWA-QG Progress Eagle

AWWA-QG Progress Eagle є одним із найскладніших концептуальних літаків, які розробляються на даний момент. Почати варто з того, що літак просто величезний – у триярусному салоні міститься 800 пасажирів. Через свої величезні розміри Progress Eagle складає крила після приземлення, щоб не довелося проводити реконструкцію сучасних аеропортів.

Рушійною силою Progress Eagle виступають шість водневих двигунів, які також забезпечують електроенергією все обладнання. Тим не менш, велика частина електроенергії надходитиме від панелей. сонячних батарей, вбудовані в крила. Ці панелі використовують спеціальний квантовий матеріал підвищення своєї ефективності. Введення літака в експлуатацію очікується не раніше 2030 року.

9. Concorde 2

Незважаючи на те, що Concorde, перший надзвуковий пасажирський літак, зрештою було списано, сьогодні почали розробляти його «спадкоємця». Минулого року Airbus виграв тендер на розробку нового літака під назвою Concorde 2. Друга версія літака, як і його попередник, має зробити справжню революцію у польотах, ставши першим гіперзвуковим пасажирським літаком.

Мало того, що крейсерська швидкість авіалайнера становитиме 4,5 Маха, літак має безліч інших дивних особливостей, наприклад його рухова система (Concorde 2 буде використовувати три типи двигунів: прямоточний повітряно-реактивний, турбореактивний і ракетний двигун).

Для зльоту літак використовуватиме турбореактивний двигун. Після цього включиться ракетний двигун, який дозволить набрати крейсерську висоту та надзвукову швидкість. І, нарешті, ПВРД на крилах розженуть на великій висоті літак до крейсерської швидкості. Незважаючи на те, що Concorde 2 буде швидше ніж початковий літак, у нього також буде менше пасажирських місць - всього 20.

10. Mobula

Концепт авіалайнера Mobula, розроблений Крісом Куком з Університету Ковентрі, — один із найдивніших, представлених останнім часом. По суті, це гібрид круїзного лайнерата пасажирського літака, який здатний перевозити понад 1000 пасажирів на п'яти палубах. Подібно до Boeing Pelican, Mobula також є екранопланом. Що примітно, літак також уміє плавати.