Найшвидший літак у світі. Надзвукові польоти: перші літаки, подолання надзвукового бар'єру та число Маха в авіації Звуковий пасажирський літак

Перед авіаконструкторами постало завдання подальшого збільшення їхньої швидкості. Вища швидкість розширювала бойові можливості як винищувачів, і бомбардувальників.

Початок надзвукової ери поклав політ Чака Йегера, американського льотчика-випробувача, 14 жовтня 1947 на експериментальному літаку Bell X-1 з ракетним двигуном XLR-11 досягла надзвукової швидкості в керованому польоті.

Розвиток

60-ті-70-ті роки XX-го століття ознаменувалися бурхливим розвитком надзвукової авіації. Було вирішено основні проблеми стійкості та керованості літаків, їх аеродинамічної ефективності. Велика швидкість польоту також дозволила збільшити стелю понад 20 км, що було актуальним для розвідників та бомбардувальників. У той час, до появи зенітно-ракетних комплексів, здатних вражати цілі на висотах, основним принципом застосування бомбардувальників був політ до мети на максимально можливій висоті і швидкості. У ці роки були побудовані і пущені в серію надзвукові літаки найрізноманітнішого призначення - винищувачі, бомбардувальники, перехоплювачі, винищувачі-бомбардувальники, розвідники (перший надзвуковий всепогодний перехоплювач - Convair F-102 Delta Dagger); .

У наші дні з'являються нові літаки, у тому числі виконані за технологією зниження помітності "Стелс".

Порівняльні схеми Ту-144 та конкорду

Пасажирські надзвукові літаки

В історії авіації було всього два пасажирські надзвукові літаки, які виконували регулярні рейси. Радянський літак Ту-144 здійснив перший політ 31 грудня 1968, перебував в експлуатації з по 1978 рік. Виконав два місяці пізніше, 2 березня 1969 року, свій перший політ англо-французький «Конкорд» (фр. Concorde- «Злагода») здійснював трансатлантичні рейси з по 2003 рік. Їх експлуатація дозволяла не тільки значно скоротити час перельоту на далеких рейсах, але й використовувати незавантажений повітряний простір на великій висоті (≈18 км), тоді як основний повітряний простір, що використовується лайнерами (висоти 9-12 км), вже в ті роки було значно. завантаженим. Також надзвукові літаки здійснювали польоти спрямованими маршрутами (поза повітряними трасами).

Теоретичні питання

Політ на надзвуковій швидкості, на відміну від дозвукового, протікає за іншими законами, оскільки при досягненні об'єктом швидкості звуку якісно змінюється аеродинамічна картина обтікання, через що різко зростає аеродинамічний опір, збільшується кінетичний нагрівання конструкції, зміщується аеродинамічний фокус. та керованості літака. Крім того, з'явилося таке досі невідоме явище як «хвильовий опір».

Тому досягнення швидкості звуку та ефективний політ були неможливі простим збільшенням потужності двигунів, були потрібні нові конструктивні рішення. Наслідком стала зміна зовнішнього вигляду літака - з'явилися характерні прямі лінії, гострі кути, на відміну від гладкої форми дозвукових літаків.

Слід зазначити, що завдання створення ефективного надзвукового літака не можна вважати вирішеним досі. Творцям доводиться йти на компроміс між вимогою збільшення швидкості та збереженням прийнятних злітно-посадкових характеристик. Таким чином, завоювання авіацією нових рубежів за швидкістю та висотою пов'язане не тільки з використанням більш досконалої або принципово нової рухової установки та нового компонування літаків, але також зі змінами їхньої геометрії в польоті. Такі зміни, покращуючи характеристики літака при великих швидкостях, не повинні погіршувати їх якостей на малих швидкостях і навпаки. Останнім часом творці відмовляються від зменшення площі крила та відносної товщини їх профілів, а також збільшення кута стріловидності крила у літаків із змінною геометрією, повертаючись до крил малої стріловидності та великої відносної товщини, якщо вже досягнуто задовільних величин максимальної швидкості та стелі. У такому випадку вважається важливим, щоб надзвуковий літак мав хороші льотні дані на малих швидкостях та зменшення опору при великих швидкостях, особливо на малих висотах.

Примітки

Див. також


Wikimedia Foundation. 2010 .

Дивитись що таке "Надзвуковий літак" в інших словниках:

    Літак, конструкція та льотно-технічні характеристики якого допускають польоти зі швидкостями, що перевищують швидкість звуку. На відміну від літаків, що літають на дозвукових швидкостях, надзвукові літаки мають стрілоподібну або трикутну (в… …). Енциклопедія техніки

    надзвуковий літак- viršgarsinis lėktuvas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. ultrasonic airplane vok. Überschallflugzeug, n rus. надзвуковий літак, m pranc. avion supersonique, m … Fizikos terminų žodynas

    надзвуковий літак Енциклопедія «Авіація»

    надзвуковий літак- надзвуковий літак - літак, умови експлуатації якого передбачають політ зі швидкостями, що перевищують швидкість звуку. Введення поняття «С. с.» у 1950 е рр. викликано суттєвою відмінністю геометричних форм, що забезпечують… Енциклопедія «Авіація»

    Відомо, що основні шляхи розвитку авіації визначалися та визначаються головним чином прогресом літальних апаратів військового застосування, на розробку яких витрачаються великі сили та засоби. При цьому цивільна авіація, для якої… … Вікіпедія

    Надзвуковий авіалайнер Ту-144: льотно-технічні характеристики- 31 грудня 1968 року досвідчений надзвуковий літак Ту 144 (бортовий номер СРСР 68001) здійснив перший політ. Ту 144 встиг злетіти на два місяці раніше свого англо-французького конкурента лайнера Конкорд, який здійснив свій перший політ 2… Енциклопедія ньюсмейкерів

    надзвуковий пасажирський літак- Мал. 1. Надзвуковий пасажирський літак Ту-144. надзвуковий пасажирський літак (СПС) призначається для перевезення пасажирів, багажу та вантажів із надзвуковою крейсерською швидкістю польоту (Маха число польоту M∞ > 1). Першими (і… … Енциклопедія «Авіація»

Холодна війна, яка проходила між США та СРСР у 1946-1991 роках, давно закінчилася. Принаймні так вважають багато експертів. Однак гонки озброєнь не зупинялися ні на хвилину, і навіть сьогодні вони перебувають у стадії активного розвитку. Незважаючи на те, що сьогодні основні загрози для країни становлять терористичні угруповання, відносини між світовими державами теж є напруженими. Все це створює умови для розвитку військових технологій, однією з яких є гіперзвуковий літак.

Необхідність

Відносини між США та Росією сильно загострені. І хоча на офіційному рівні США в Росії називають партнерською країною, багато політичних і військових експертів стверджують, що між країнами йде негласна війна не тільки на політичному фронті, а й на військовому у вигляді перегонів озброєнь. США також активно застосовує НАТО для оточення Росії своїми системами ПРО.

Це не може не турбувати керівництво Росії, яка вже давно приступила до розробки літальних апаратів-безпілотників, що перевершують гіперзвукову швидкість. Ці безпілотники можна оснастити ядерною боєголовкою, і вони безперешкодно зможуть доставити бомбу до будь-якої точки світу, причому досить швидко. Подібний гіперзвуковий літак уже створено - це лайнер "Ю-71", який сьогодні тестується у суворій таємності.

Розвиток гіперзвукової зброї

Вперше випробовувати літаки, які могли літати зі швидкістю звуку, розпочали у 50-х роках 20 століття. Тоді це ще було пов'язано з так званою Холодною війною, коли дві розвинені держави (СРСР та США) прагнули обігнати одна одну в гонці озброєнь. Першим проектом стала система "Спіраль", яка була компактним орбітальним літаком. Він мав скласти конкуренцію і навіть перевершити гіперзвуковий літак США X-20 Dyna Soar. Також радянський літак повинен був мати здатність розвивати швидкість до 7000 км/год і при цьому не розвалюватися в атмосфері під час перевантаження.

І хоча радянські вчені та конструктори намагалися втілити в життя подібну ідею, не вдалося навіть наблизитися до заповітних характеристик. Досвідчений зразок навіть не злетів, проте уряд СРСР полегшено зітхнув, коли американський літак також провалився під час випробувань. Технології того часу, в тому числі в галузі авіації, були нескінченно далекі від нинішніх, тому створення літака, який міг би в кілька разів перевищувати швидкість звуку, було приречено на провал.

Втім, 1991 року було проведено випробування літака, який міг розвивати швидкість, що перевищує швидкість звуку. Це була літаюча лабораторія "Холод", створена на базі ракети 5В28. Випробування пройшло успішно і тоді літак зміг розвинути швидкість 1900 км/год. Незважаючи на прогрес, розробку після 1998 року припинили у зв'язку з економічною кризою.

Технології 21 століття

Не існує точної та офіційної інформації щодо розробки гіперзвукових літаків. Втім, якщо зібрати матеріали з відкритих джерел, можна зробити висновок, що подібні розробки здійснювалися відразу в декількох напрямках:

  1. Створення бойових блоків для міжконтинентальних балістичних ракет Їхня маса перевищувала масу стандартних ракет, проте за рахунок можливості маневрування в атмосфері перехопити їх засобами ПРО неможливо або, як мінімум, надзвичайно складно.
  2. Розробка комплексу "Циркон" - ще один напрямок розвитку технології, яка базується на використанні надзвукової ПРК "Яхонт".
  3. Створення комплексу, ракети якого перевищувати швидкість звуку в 13 раз.

Якщо всі ці проекти об'єднаються в одному холдингу, то спільними зусиллями може бути створена ракета повітряного, наземного чи корабельного базування. Якщо проект Prompt Global Strike, який створюється в США, буде успішним, то американці отримають можливість вражати будь-яку точку світу протягом однієї години. Росія зможе захиститись лише технологіями власної розробки.

Американськими та британськими фахівцями фіксуються випробування надзвукових ракет, які можуть розвивати швидкість до 11 200 км/год. З урахуванням такої високої швидкості збити їх практично неможливо (на це не здатна жодна ПРО у світі). Більше того, вони навіть стеженню піддаються дуже складно. Інформації про проект, що іноді фігурує під назвою "Ю-71", дуже мало.

Що відомо про російський гіперзвуковий літак "Ю-71"?

З тим, що проект засекречений, інформації про нього дуже мало. Відомо, що даний глайдер є частиною надзвукової ракетної програми, і в теорії він здатний долетіти до Нью-Йорка за 40 хвилин. Звичайно, ця інформація не має офіційного підтвердження і існує на рівні здогадів та чуток. Але з огляду на те, що російські надзвукові ракети можуть досягати швидкості 11200 км/год, подібні висновки здаються цілком логічними.

За різними джерелами гіперзвуковий літак "Ю-71":

  1. Має високу маневреність.
  2. Може планувати.
  3. Здатний розвивати швидкість понад 11000 км/год.
  4. Може виходити в космос під час здійснення польоту.

Заяви

на НаразіВипробування гіперзвукового літака Росії "Ю-71" ще не закінчені. Однак деякі експерти стверджують, що до 2025 року Росія, можливо, отримає цей надзвуковий глайдер, і його можна буде оснастити ядерним озброєнням. Подібний літак буде поставлений на озброєння, і в теорії він буде здатним протягом однієї години завдати точковий ядерний удар у будь-якій точці планети.

Представник Росії при НАТО Дмитро Рогозін заявив, що колись найрозвиненіша і передова промисловість СРСР відстала від перегонів озброєнь протягом останніх десятиліть. Проте нещодавно армія почала відроджуватися. Застаріла радянська техніка замінюється на нові зразки вже російських розробок. До того ж, зброя п'ятого покоління, що застрягла в 90-х роках у вигляді проектів на паперах, набуває видимих ​​обрисів. За словами політика, нові зразки російського озброєння можуть здивувати світ непередбачуваністю. Цілком можливо, що Рогозін має на увазі новий гіперзвуковий літальний апарат "Ю-71", який може нести ядерний боєзаряд.

Вважається, що розробка даного літака почалася в 2010 році, проте в США про нього дізналися лише в 2015. Якщо інформація про його технічні характеристики є правдивою, то Пентагону належить вирішувати складне завдання, оскільки ПРО, що використовуються в Європі і на своїй території, не зможуть надати протидія подібному літаку. До того ж, США та багато інших країн виявляться просто беззахисними перед подібною зброєю.

Інші функції

Окрім можливості нанесення по противнику ядерних ударів, глайдер завдяки потужному сучасному обладнанню радіоелектронної боротьби зможе проводити розвідку, а також виводити з ладу пристрої, оснащені радіоелектронною апаратурою.

Якщо вірити повідомленням НАТО, то приблизно з 2020 по 2025 роки в армії РФ може з'явитися до 24 подібних літаків, які зможуть непомітно перетнути кордон і лише кількома пострілами знищити ціле місто.

Плани щодо розвитку

Звичайно, немає жодних даних з приводу використання перспективного літака "Ю-71", проте відомо, що його розробляють з 2009 року. При цьому апарат зможе не тільки літати прямою траєкторією, але й маневрувати.

Саме маневреність на гіперзвукових швидкостях стане особливістю літального апарату. Доктор військових наук Костянтин Сівков стверджує, що міжконтинентальні ракети можуть розвивати надзвукову швидкість, але вони діють як звичайні балістичні боєголовки. Отже, їхня траєкторія польоту легко розраховується, що дає можливість системі ПРО їх збивати. А ось керовані літальні апарати представляють серйозну загрозупротивнику, оскільки їхня траєкторія є непередбачуваною. Отже, неможливо визначити, в якій точці буде викинуто бомбу, а оскільки точку скидання визначити не можна, то траєкторія падіння боєголовки не прораховується.

У Тулі 19 вересня 2012 року на засіданні військово-промислової комісії Дмитро Рогозін заявив, що незабаром слід створити новий холдинг, завдання якого полягатиме у розвитку гіперзвукових технологій. Відразу ж було названо підприємства, які увійдуть до складу холдингу:

  1. "Тактичне ракетне озброєння".
  2. "НУО машинобудування". На даний момент підприємство розробляє надзвукові технології, проте зараз компанія перебуває у складі структури Роскосмосу.
  3. Наступним членом холдингу має стати концерн "Алмаз-Антей", який нині займається розробкою технологій повітряно-космічної та протиракетної галузі.

Рогозін вважає, що подібне злиття є необхідним, проте юридичні аспекти не дозволяють йому відбутися. Також наголошується, що створення холдингу не передбачає поглинання однією компанією іншою. Це саме злиття та спільна робота всіх підприємств, що дозволить прискорити процес розвитку гіперзвукових технологій.

Голова ради при Міноборони РФ Ігор Коротченко також підтримує ідею створення холдингу, який займався б розробкою гіперзвукових технологій. За його словами, новий холдинг справді необхідний, адже він дозволить спрямувати всі зусилля на створення перспективного виду озброєння. Обидві компанії мають великі можливості, однак окремо вони не зможуть досягти тих результатів, які можливі при поєднанні зусиль. Саме разом вони зможуть зробити внесок у розвиток оборонного комплексу РФ і створити найшвидший літак у світі, швидкість якого перевершить очікування.

Зброя як інструмент політичної боротьби

Якщо до 2025 року на озброєнні стоятимуть не лише гіперзвукові ракети з ядерними боєголовками, а й глайдери "Ю-71", це серйозно зміцнить політичні позиції Росії в ході переговорів зі США. І це цілком логічно, адже всі країни в ході переговорів діють з позиції сили, диктуючи протилежній стороні вигідні їй умови. Рівні переговори між двома країнами можливі лише за наявності потужного озброєння обох сторін.

Володимир Путін у ході виступу на конференції "Армія-2015" заявив, що ядерні сили одержують нові міжконтинентальні ракети в кількості 40 штук. Це виявилися саме гіперзвукові ракети, і вони можуть зараз долати існуючі системи ПРО. Член експертної ради військово-промислової комісії Віктор Мураховський підтверджує, що з кожним роком МБР удосконалюються.

Також Росія проводить випробування та розробку нових крилатих ракет, які здатні літати на гіперзвукових швидкостях. Вони можуть підходити до мети на надмалих висотах, що робить їх майже непомітними для радарів. Більше того, сучасні комплекси ПРО, що знаходяться на озброєнні НАТО, не можуть вразити подібні ракети через низьку висоту польоту. До того ж, теоретично вони здатні перехоплювати цілі, що рухаються при швидкості до 800 метрів за секунду, а швидкість літака "Ю-71" і крилатих ракет набагато вища. Це робить системи ПРО НАТО майже марними.

Проекти інших країн

Відомо, що Китай та США також розробляють аналог російському гіперзвуковому літаку. Характеристики моделей противників поки що неясні, але вже можна вважати, що китайська технологія здатна скласти конкуренцію російському літальному апарату.

Відомий під назвою Wu-14 китайський літак випробовувався в 2012 році, і тоді він зміг розвинути швидкість понад 11000 км/год. Втім, про озброєння, яке здатне нести цей апарат, ніде не йдеться.

Що стосується американського безпілотника Falcon HTV-2, то він був випробуваний кілька років тому, але на 10-й хвилині польоту він розбився. Однак, до нього тестувався гіперзвуковий літак Х-43А, яким займалися інженери NASA. У ході випробувань він показав фантастичну швидкість – 11200 км/год, що перевищує швидкість звуку у 9.6 раза. Досвідчений зразок був випробуваний у 2001 році, проте тоді під час випробувань його знищили через те, що той вийшов з-під контролю. Але 2004 року апарат був успішно випробуваний.

Подібні випробування Росією, Китаєм та США ставить під сумнів ефективність сучасних систем ПРО. Впровадження гіперзвукових технологій у військово-промисловій галузі вже сьогодні здійснює справжню революцію у військовому світі.

Висновок

Звичайно, військово-технічний розвиток Росії не може не тішити, і наявність подібного літака на озброєння армії - це великий крок при покращенні обороноздатності країни, проте безглуздо вважати, що інші світові держави не роблять спроб у розробці подібних технологій.

Навіть сьогодні при вільному доступі до інформації через інтернет ми дуже мало знаємо про перспективні розробки вітчизняного озброєння, а опис "Ю-71" відомий лише з чуток. Отже, ми й близько не можемо знати, які технології зараз розробляються в інших країнах, включаючи Китай і США. Активний розвитоктехнологій у 21 столітті дозволяє швидко винаходити нові види палива та застосовувати незнайомі раніше технічні та технологічні прийоми, тому розвиток літальних апаратів, у тому числі військових, йде дуже швидко.

Варто зазначити, що розвиток технологій, що дозволяють досягти швидкості літака, що перевищує у 10 разів швидкість звуку, відобразиться не лише у військовій, а й у цивільній сфері. Зокрема такі відомі виробники лайнерів як Airbus або Boeing вже заявляли про можливість створення гіперзвукових літаків для здійснення пасажирських авіаперевезень. Звичайно, подібні проекти поки що лише у планах, але ймовірність розробки таких літаків вже сьогодні досить велика.

Звичайний пасажирський літак літає зі швидкістю близько 900 км/година. Реактивний військовий винищувач може розвивати приблизно втричі більшу швидкість. Проте сучасні інженери з РФ та інших країн світу активно розробляють ще більш швидкісні машини – гіперзвукові літаки. У чому специфіка відповідних концепцій?

Критерії гіперзвукового літака

Що таке гіперзвуковий літак? Під таким прийнято розуміти апарат, здатний літати зі швидкістю, що багаторазово перевищує таку для звуку. Підходи дослідників до визначення конкретного її показника різняться. Поширена методологія, через яку літак слід вважати гіперзвуковим, якщо він кратно перевищує швидкісні показники найшвидших сучасних надзвукових апаратів. Які становлять близько 3-4 тис. км/год. Тобто гіперзвуковий літак, якщо дотримуватись цієї методології, повинен розвивати швидкість від 6 тис. км/год.

Безпілотні та керовані апарати

Підходи дослідників можуть відрізнятися також аспекті визначення критеріїв віднесення тієї чи іншої апарату до літаків. Є версія, що до таких правомірно відносити ті машини, які керуються людиною. Є думка, за якою літаком також можна вважати і безпілотний апарат. Тому деякі аналітики класифікують машини типу, що розглядається, на ті, що підлягають управлінню людиною, і ті, які функціонують автономно. Подібний поділ може бути виправданим, оскільки безпілотні апарати можуть володіти набагато більшими. технічними характеристиками, наприклад, у частині перевантажень та швидкості.

Разом з тим, багато дослідників розглядають гіперзвукові літаки як єдину концепцію, для якої ключовий показник — швидкість. Неважливо, чи сидить за штурвалом апарата людина чи машина керується роботом — головне, щоб літак був достатньо швидким.

Зліт — самостійний чи із сторонньою допомогою?

Поширена класифікація гіперзвукових літальних апаратів, основу якої — віднесення їх у категорії тих, що здатні злітати самостійно, або тих, які передбачають розміщення більш потужному носії — ракеті чи вантажному літаку. Існує думка, через яку до апаратів аналізованого типу правомірно відносити переважно ті, що здатні злітати самостійно чи за мінімальному залученні інших типів техніки. Проте ті дослідники, які вважають, що основний критерій, що характеризує гіперзвуковий літак, — швидкість, має бути першорядним за будь-якої класифікації. Будь то віднесення апарату до безпілотних, керованих, здатних злітати самостійно або за допомогою інших машин - якщо відповідний показник досягає зазначених вище значень, то йдеться про гіперзвуковий літак.

Основні проблеми гіперзвукових рішень

Концепціям гіперзвукових рішень багато десятиліть. Протягом усіх років розробки відповідного типу апаратів світові інженери вирішують низку суттєвих проблем, які об'єктивно заважають поставити випуск «гіперзвуку» на потік — подібно до організації виробництва турбогвинтових літаків.

Основна складність у конструюванні гіперзвукових літаків — створення двигуна, здатного бути достатньо енергоефективним. Інша проблема – вибудовування необхідного апарату. Справа в тому, що швидкість гіперзвукового літака в тих значеннях, що ми розглянули вище, передбачає сильне нагрівання корпусу за рахунок тертя про атмосферу.

Сьогодні ми розглянемо кілька зразків вдалих прототипів літальних апаратів відповідного типу, розробники яких змогли значно просунутися вперед щодо успішного вирішення зазначених проблем. Вивчимо тепер найбільш відомі світові розробки щодо створення гіперзвукових літальних апаратів аналізованого типу.

від Boeing

Найшвидший гіперзвуковий літак у світі, як вважають деякі експерти, це американський Boeing X-43A. Так, у ході тестування даного апарату було зафіксовано, що він досягав швидкості, що перевищує 11 тис км/год. Тобто приблизно в 9,6 рази швидше

Чим особливо примітний гіперзвуковий літак X-43A? Характеристики даного літального апарату такі:

Гранична швидкість, зафіксована на тестах, – 11 230 км/год;

Розмах крил – 1,5 м;

Довжина корпусу – 3,6 м;

Двигун – прямоточний, Supersonic Combustion Ramjet;

Паливо – атмосферний кисень, водень.

Можна відзначити, що даний апарат відноситься до найбільш екологічним. Справа в тому, що паливо, що використовується, практично не передбачає виділення шкідливих продуктів горіння.

Гіперзвуковий літак X-43A був розроблений спільними зусиллями інженерів NASA, а також компаній Orbical Science Corporation та Minocraft. створювався близько 10 років. У його розробку вкладено близько 250 млн. доларів. Концептуальна новизна літака, що розглядається в тому, що він був задуманий з метою випробування новітньої технології забезпечення роботи рухової тяги.

Розробка від Orbital Science

Компанія Orbital Science, яка, як ми зазначили вище, взяла участь у створенні апарату X-43A, встигла створити свій гіперзвуковий літак — X-34.

Його гранична швидкість – понад 12 тис. км/год. Щоправда, в ході практичних тестів її не було досягнуто — більше того, не вдалося досягти показника, показаного літаком X43-A. Розглянутий літальний апаратприскорюється при залученні ракети "Пегас", що функціонує на твердому паливі. Машина X-34 була вперше випробувана у 2001 році. Розглянутий літак відчутно більший за апарат від Boeing — його довжина становить 17,78 м, розмах крил — 8,85 м. Максимальна висота польоту гіперзвукової машини від Orbical Science — 75 кілометрів.

Літальний апарат від North American

Ще один відомий гіперзвуковий літак – X-15, випущений компанією North American. Цей апарат аналітики відносять до експериментальних.

Він оснащений, що дає привід деяким експертам не відносити його, власне, до класу літаків. Однак наявність ракетних двигунів дозволяє апарату, зокрема, здійснювати Так, під час одного з випробувань у такому режимі він був протестований пілотами. Призначення апарату X-15 - дослідження специфіки гіперзвукових польотів, оцінка тих чи інших конструкторських рішень, нових матеріалів, особливостей керування подібними машинами у різних шарах атмосфери. Примітно, що було затверджено ще 1954 року. Літає X-15 зі швидкістю понад 7 тис. км/год. Дальність його польоту – понад 500 км, висота перевищує 100 км.

Найшвидші серійні літаки

Вивчені нами вище гіперзвукові апарати фактично належать до категорії дослідницьких. Корисно буде розглянути деякі серійні зразки літаків, наближених за характеристиками до гіперзвукових або (за тією чи іншою методологією) ними.

Серед таких машин — американська технологія SR-71. Цей літак деякі дослідники не схильні відносити до гіперзвукових, оскільки його гранична швидкість становить близько 3,7 тис. км/год. Серед найбільш примітних його характеристик – злітна маса, яка перевищує 77 тонн. Довжина апарату – понад 23 м, розмах крил – понад 13 м.

Одним із найшвидших військових літаків вважається російське МіГ-25. Апарат може розвивати швидкість понад 3,3 тис. км/год. Максимальна злітна вага російського літака- 41 тонна.

Таким чином, на ринку серійних рішень, наближених за характеристиками до гіперзвукових, РФ — серед лідерів. Але що можна сказати про російські розробки в частині «класичних» гіперзвукових літаків? Чи здатні інженери з РФ створити рішення, конкурентне машинам від Boeing та Orbital Scence?

Російські гіперзвукові апарати

На даний момент російський гіперзвуковий літак знаходиться на стадії розробки. Але йде вона досить активно. Йдеться про літак Ю-71. Його перші випробування, судячи з повідомлень у ЗМІ, було проведено у лютому 2015 року під Оренбургом.

Передбачається, що літак використовуватиметься у військових цілях. Так, гіперзвуковий апарат зможе за необхідності здійснювати доставку вражаючих коштів на значні відстані, вести моніторинг території, а також використовуватися як елемент штурмової авіації. Деякі дослідники вважають, що у 2020-2025 pp. до РВСН надійде близько 20 літаків відповідного типу.

У ЗМІ є відомості про те, що розглянутий гіперзвуковий літак Росії розміщуватиметься на балістичній ракеті «Сармат», яка також знаходиться на стадії проектування. Деякі аналітики вважають, що гіперзвуковий апарат Ю-71, який розробляється, — це не що інше, як боєголовка, яка повинна буде відокремлюватися від балістичної ракети на кінцевій ділянці польоту, щоб потім, завдяки високій, характерній для літака маневреності, долати системи ПРО.

Проект «Аякс»

Серед найбільш примітних проектів, пов'язаних із розробкою гіперзвукових літаків, - "Аякс". Вивчимо його докладніше. Гіперзвуковий літак "Аякс" - концептуальна розробка радянських інженерів. У науковому середовищі розмови про неї почалися ще у 80-ті роки. Серед найбільш примітних характеристик - наявність системи теплового захисту, яка покликана захищати корпус від перегріву. Таким чином, розробники апарату "Аякс" запропонували вирішення однієї з "гіперзвукових" проблем, зазначених нами вище.

Традиційна схема теплового захисту літальних машин передбачає розміщення на корпусі спеціальних матеріалів. Розробники "Аякса" запропонували іншу концепцію, за якою передбачалося не захищати апарат від зовнішнього нагріву, а впускати тепло всередину машини, одночасно збільшуючи її енергоресурс. Основним конкурентом радянського апарату вважався гіперзвуковий літак «Аврора», створюваний у США. Однак у зв'язку з тим, що конструктори з СРСР суттєво розширили можливості концепції, на нову розробку було покладено найширше коло завдань, зокрема дослідницьких. Можна сказати, що "Аякс" - гіперзвуковий багатоцільовий літак.

Розглянемо докладніше технологічні нововведення, запропоновані інженерами із СРСР.

Отже, радянські розробники «Аякса» запропонували використовувати тепло, що виникає як результат тертя корпусу літака про атмосферу, перетворювати на корисну енергію. Технічно це могло бути реалізоване за допомогою розміщення на апараті додаткових оболонок. У результаті формувалося щось на кшталт другого корпусу. Його порожнину передбачалося заповнити якимось каталізатором, наприклад, сумішшю пального матеріалу та води. Теплоізолюючий шар, виготовлений з твердого матеріалу, в «Аяксі» передбачалося замінити на рідинний, який, з одного боку, мав захищати двигун, з іншого — сприяв би каталітичній реакції, яка, між тим, могла супроводжуватися ендотермічним ефектом — переміщенням тепла із зовнішньої. частини корпусу усередину. Теоретично охолодження зовнішніх частин апарати могло бути яким завгодно. Надмірне тепло, у свою чергу, передбачалося задіяти з метою підвищення ефективності роботи двигуна літака. При цьому дана технологія дозволяла б генерувати внаслідок реакції палива та види вільного водню.

Наразі доступні широкому загалу відомості про продовження розробки «Аякса» відсутні, проте дослідники вважають досить перспективним впровадження радянських концепцій у практику.

Китайські гіперзвукові апарати

Конкурентом Росії та США на ринку гіперзвукових рішень стає Китай. Серед найвідоміших розробок інженерів із КНР — літальний апарат WU-14. Він являє собою гіперзвуковий керований планер, що розміщується на балістичній ракеті.

МБР запускає літальний апарат до космосу, звідки машина різко пікірує вниз, розвиваючи гіперзвукову швидкість. Китайський апарат може монтуватися на різних МБР, що мають дальність від 2 до 12 тис. км. Встановлено, що в ході тестів апарат WU-14 зміг розвинути швидкість, що перевищує 12 тис. км/год, перетворившись таким чином на найшвидший гіперзвуковий літак за версією деяких аналітиків.

Разом з тим, багато дослідників вважають, що китайську розробку не цілком правомірно відносити до класу літаків. Так, поширена версія, за якою апарат слід класифікувати як боєголовку. Причому дуже ефективну. При польоті вниз із зазначеною швидкістю навіть найсучасніші системи ПРО не зможуть гарантувати перехоплення відповідної мети.

Можна відзначити, що розробками гіперзвукових апаратів, що задіяні у військових цілях, займаються також Росія та США. При цьому російська концепція, за якою передбачається створювати машини відповідного типу, значно відрізняється, як свідчать дані деяких ЗМІ, від технологічних принципів, реалізованих американцями і китайцями. Так, розробники з РФ концентрують зусилля у сфері створення літальних апаратів, оснащених прямоточним двигуном, здатних запускатися із землі. Росія планує співпрацю у цьому напрямку з Індією. Гіперзвукові апарати, створювані за російською концепцією, вважають деякі аналітики, характеризуються меншою вартістю і ширшою сферою застосування.

Водночас гіперзвуковий літак Росії, про який ми сказали вище (Ю-71), передбачає, як вважають деякі аналітики, саме розміщення на МБР. Якщо ця теза виявиться вірною, то можна буде говорити про те, що інженери з РФ працюють відразу по двох популярних концептуальних напрямках у будівництві гіперзвукових літальних апаратів.

Резюме

Отже, ймовірно, найшвидший гіперзвуковий літак у світі, якщо говорити про літальні апарати без їх класифікації, це все ж таки китайський апарат WU-14. Хоча треба розуміти, що реальні відомості про нього, зокрема випробування, можуть бути засекречені. Це цілком відповідає принципам китайських розробників, які часто будь-що прагнуть зберегти свої військові технології в таємниці. Швидкість найшвидшого гіперзвукового літака – понад 12 тис. км/год. Його «наздоганяє» американська розробка X-43A — багато експертів вважають найшвидшим саме його. Теоретично гіперзвуковий літак X-43A, а також китайський WU-14 може наздогнати розробку від Orbical Science, розраховану на швидкість понад 12 тис. км/год.

Характеристики російського літака Ю-71 поки що не відомі широкому загалу. Цілком можливо, що вони будуть наближені до параметрів китайського літального апарату. Російські інженери також ведуть розробки з гіперзвукового літака, здатного злітати не на базі МБР, а самостійно.

Поточні проекти дослідників із Росії, Китаю та США так чи інакше пов'язані з військовою сферою. Гіперзвукові літаки, безвідносно їхньої можливої ​​класифікації, розглядаються в першу чергу як носії озброєнь, швидше за все, ядерних. Однак у роботах дослідників з різних країн світу зустрічаються тези про те, що «гіперзвук», подібно до атомних технологій, цілком може бути мирним.

Справа за появою доступних та надійних рішень, що дозволяють організувати серійне виробництво машин відповідного типу. Використання подібних апаратів можливе у найширшому спектрі галузей господарського розвитку. Найбільшу затребуваність гіперзвукові літальні апарати, ймовірно, знайдуть у космічній та дослідницькій індустрії.

У міру здешевлення технологій виробництва відповідних машин зацікавленість в інвестуванні в подібні проекти можуть виявляти транспортні бізнеси. Промислові корпорації, постачальники різних сервісів можуть почати розглядати гіперзвук як інструмент підвищення конкурентоспроможності бізнесу в частині організації міжнародних комунікацій.

Коли може піднятися у небо новий надзвуковий пасажирський літак? Бізнес-джет на базі бомбардувальника Ту-160: чи реально? Як безшумно подолати звуковий бар'єр?

Ту-160 - найбільший і потужний в історії військової авіації надзвуковий літак і літак зі змінною геометрією крила. Серед льотчиків отримав прізвисько "Білий лебідь". Фото: AP

Чи має надзвукові пасажирські машини перспектива? - Запитала я нещодавно видатного російського авіаконструктора Генріха Новожилова.

Звичайно є. Принаймні надзвуковий бізнес-літак обов'язково з'явиться, – відповів Генріх Васильович. - Мені неодноразово доводилося розмовляти з американськими бізнесменами. Вони чітко заявляли: "Якби такий літак з'явився, пане Новожилов, то, хоч би як дорого він коштував, його б у вас миттєво купили". Швидкість, висота та дальність – три фактори, які актуальні завжди.

Так, актуальні. Мрія будь-якого бізнесмена: вранці перелетіти через океан, укласти велику угоду, а ввечері повернутись додому. Сучасні літаки літають не швидше ніж 900 км/год. А надзвуковий бізнес-джет матиме крейсерську швидкість близько 1900 км на годину. Які перспективи для ділового світу!

Ось чому ні Росія, ні Америка, ні Європа ніколи не залишали спроб створити нову надзвукову пасажирську машину. Але історія тих, що вже літали – радянського Ту-144 та англо-французького "Конкорду", – навчила багато чому.

У грудні цього року буде півстоліття, як Ту-144 здійснив перший політ. А через рік лайнер показав, що конкретно здатний: подолав звуковий бар'єр. Він набрав швидкість 2,5 тис. км/год на висоті 11 км. Ця подія увійшла до історії. У світі досі немає аналогів пасажирських бортів, здатних повторити подібний маневр.

"Сто сорок четвірка" відкрила принципово нову сторінку у світовому літакобудуванні. Кажуть, на одній із нарад у ЦК КПРС конструктор Андрій Туполєв доповідав Хрущову: машина виходить досить ненажерливою. Але той лише махнув рукою: ваша справа - втерти носа капіталістам, а гас у нас - хоч залийся...

Ніс - втерли. Гасовим - залилися.

Втім, і європейський конкурент, який злетів пізніше, теж не відзначився економічністю. Так, 1978 року дев'ять "Конкордів" завдали своїм компаніям близько 60 млн доларів збитку. І лише урядові субсидії врятували становище. Проте "англо-француз" літав аж до листопада 2003 року. А ось Ту-144 списали набагато раніше. Чому?

Насамперед не виправдався хрущовський оптимізм: у світі вибухнула енергетична криза і ціни на гас кинулися вгору. Надзвуковий первісток одразу ж охрестили "удавом на шиї "Аерофлоту". Величезна витрата палива нокаутувала і проектну дальність польотів: Ту-144 не дотягував ні до Хабаровська, ні до Петропавловська-Камчатського. Тільки з Москви до Алма-Ати.

І якби тільки це. 200-тонна "праска", що курсувала над густонаселеними районами на надзвуковій швидкості, буквально підірвала весь простір уздовж траси. Посипалися скарги: надої у буренок впали, кури перестали нестись, кислотні дощі задавили... Де правда, де брехня – сьогодні однозначно не скажеш. Але факт залишається фактом: "Конкорд" літав лише над океаном.

Зрештою, найважливіше - катастрофи. Одна - у червні 1973-го на авіасалоні в паризькому Ле Бурже, як то кажуть, на очах у планети всієї: екіпаж льотчика-випробувача Козлова хотів продемонструвати можливості радянського лайнера... Інша - через п'ять років. Тоді виконувався випробувальний політ із двигунами нової серії: вони якраз мали витягнути літак на необхідну дальність.

"Конкорд" теж не уникнув трагедії: літак розбився у липні 2000 року при вильоті з аеропорту Шарль де Голль. За іронією долі, він звалився майже там, де колись Ту-144. Загинули 109 людей на борту та четверо на землі. Регулярні пасажирські перевезення відновилися лише через рік. Але була ще низка інцидентів, і на цьому надзвуковику теж поставили жирну крапку.

31 грудня 1968 року відбувся перший політ Ту-144, на два місяці раніше за "Конкорд". А 5 червня 1969 року на висоті 11 000 метрів літак першим у світі вирвався за межі звукового бар'єру. Фото: Сергій Міхєєв/РГ

Сьогодні, на новому витку розвитку технологій, вченим необхідно знайти баланс між суперечливими факторами: гарною аеродинамікою нового надзвукового літака, невеликою витратою палива, а також жорсткими обмеженнями на шум та звуковий удар.

Наскільки реально створити новий пасажирський надзвук на базі бомбардувальника Ту-160? З погляду суто інженерного - цілком, кажуть експерти. І в історії є приклади, коли військові літаки успішно "знімали погони" і відлітали "на громадянку": так, Ту-104 був створений на основі далекого бомбардувальника Ту-16, а Ту-114 - бомбардувальника Ту-95. В обох випадках довелося переробляти фюзеляж – змінювати схему розташування крила, розширювати діаметр. Фактично це були нові літаки і досить успішні. До речі, цікава деталь: коли Ту-114 вперше прилетів до Нью-Йорка, там в приголомшеному аеропорту не знайшлося ні відповідного за висотою трапу, ні тягача.

Схожі роботи як мінімум знадобляться і за конверсією Ту-160. Однак наскільки це рішення буде економічно ефективним? Все потрібно ретельно оцінити.

Скільки потрібно таких літаків? Хто і куди на них літатиме? Наскільки вони будуть доступні для пасажирів? Коли окупляться витрати на розробку?

Тим часом, як стверджують експерти, перший російський надзвуковий адміністративний літак (бізнес-джет) може бути спроектований за сім-вісім років за наявності зачепила по двигуну. Такий літак зможе вмістити до 50 людей. Загальний попит на внутрішньому ринку прогнозується на рівні 20-30 машин за ціною 100-120 млн доларів.

Серійний надзвуковий пасажирський літак нового покоління може з'явитися близько 2030 року

Над проектами надзвукових бізнес-джетівпрацюють конструктори з обох боків океану. Усі шукають нові компонувальні рішення. Хтось пропонує нетиповий хвіст, хтось – зовсім незвичайне крило, хтось – фюзеляж із вигнутою центральною віссю.

Фахівці ЦАГІ розробляють проект СДС/СПС ("надзвуковий діловий літак/надзвуковий пасажирський літак"): за задумом, трансатлантичні перельоти на відстань до 8600 км він зможе виконувати з крейсерською швидкістю не менше 1900 км/год. Причому салон зроблять трансформованим - з 80-місного до 20-місного VIP-класу.

А минулого літана авіасалоні в Жуковському однією з найцікавіших стала модель високошвидкісного цивільного літака, створена вченими ЦАГІ у рамках міжнародного проекту HEXAFLY-INT. Цей літак повинен літати зі швидкістю понад 7-8 тис. км/год, що відповідає числам Маху 7 чи 8.

Але щоб високошвидкісний цивільний літак став реальністю, потрібно буде вирішити величезний спектр завдань. Вони пов'язані з матеріалами, водневою силовою установкою, її інтеграцією з планером та отриманням високої аеродинамічної ефективності самого літального апарату.

І що вже точно: конструктивні особливості проектованої крилатої машини будуть явно нестандартними.

Компетентно

Сергій Чернишов, генеральний директор ЦАГІ, академік РАН:

Рівень звукового удару (різкий перепад тиску в ударній хвилі) від Ту-144 дорівнював 100-130 паскал. Але сучасні дослідженняпоказали: її можна довести до 15-20. Більше того, знизити гучність звукового удару до 65 децибелів, а це еквівалентно шуму великого міста. Досі у світі немає офіційних нормативів щодо допустимого рівня звукового удару. І найімовірніше його буде визначено не раніше 2022 року.

Ми вже запропонували вигляд демонстратора надзвукового цивільного літака майбутнього. Зразок має показати можливість зниження звукового удару у надзвуковому крейсерському польоті та шуму в районі аеропорту. Розглядаються кілька варіантів: літак на 12-16 пасажирів, а також на 60-80. Є варіант зовсім невеликого ділового літака - на 6-8 пасажирів. Це різні ваги. В одному випадку машина важитиме приблизно 50 тонн, а в іншому – 100-120 і т.д. Але стартуємо ми саме з першого із позначених надзвукових літаків.

За різними оцінками, вже сьогодні є нереалізована на ринку потреба у швидких перельотах ділових людейна літаках із пасажиромісткістю 12-16 осіб. І, звичайно, машина має літати на відстань не менше 7-8 тисяч кілометрів трансатлантичними маршрутами. Крейсерська швидкість буде 1,8-2 Маха, тобто приблизно вдвічі швидше за швидкість звуку. Така швидкість є технологічним бар'єром для використання у конструкції планера звичайних алюмінієвих матеріалів. Тому мрія вчених – зробити літак повністю із температурних композитів. І добрі напрацювання є.

Чіткі вимоги до літака повинен визначити стартовий замовник, і тоді на етапах ескізного проектування та проведення дослідно-конструкторських робіт можлива зміна вихідного вигляду літака, отриманого на етапі попереднього проектування. Але обґрунтовані принципи зниження звукового удару залишаться незмінними.

Недовга пасажирська експлуатація надзвукового Ту-144 обмежилася рейсами з Москви до Алма-Ати. Фото: Борис Козин/ Фотохроніка ТАРС

Думаю, до прототипу, що літає, нас відокремлює 10-15 років. Найближчим часом, за нашими планами, має з'явитися демонстратор, що літає, вигляд якого опрацьовується. Його головне завдання – продемонструвати основні технології створення надзвукового літака з низьким рівнем звукового удару. Це потрібний етап роботи. Серійний надзвуковий літак нового покоління може з'явитись на горизонті 2030 року.

Олег Смирнов, заслужений пілот СРСР, голова комісії з цивільної авіації Громадської радиРостранснагляду:

Зробити на базі Ту-160 пасажирський надзвук? Для наших інженерів – цілком реально. Не проблема. Тим більше що ця машина дуже хороша, з чудовими аеродинамічними якостями, хорошим крилом, фюзеляжем. Однак сьогодні будь-який пасажирський літак має насамперед відповідати міжнародним вимогам льотної та технічної придатності. Розбіжностей, якщо порівнювати бомбардувальник та пасажирський літак, – понад 50 відсотків. Наприклад, коли деякі кажуть, що при переробці треба "роздмухати фюзеляж", треба розуміти: сам Ту-160 важить понад 100 тонн. "Роздутість" - це ще додати вагу. А значить - збільшити витрату палива, зменшити швидкість та висоту, зробити апарат за своїми експлуатаційними витратами абсолютно непривабливим для будь-якої авіакомпанії.

Щоб створити надзвуковий літак для ділової авіації, Потрібні нова авіоніка, нові авіадвигуни, нові матеріали, нові види палива. На Ту-144 гас, що називається, лився рікою. Сьогодні таке неможливе. А головне – на такий літак має бути масовий попит. Одна-дві машини на замовлення від мільйонерів фінансової проблеми не вирішать. Авіакомпанії мають брати його в лізинг та "відпрацьовувати" вартість. На кому? Звісно, ​​на пасажирах. З погляду економіки проект стане провальним.

Сергій Мельниченко, генеральний директор МКАА "Безпека польотів":

За майже 35 років, що минули з початку серійного випуску Ту-160, технології пішли вперед, і це доведеться враховувати за глибокої модернізації існуючого літака. Літакобудівники кажуть, що набагато простіше і дешевше створити новий літак відповідно до нової концепції, ніж перебудовувати старий.

Інше питання: якщо Ту-160 буде перебудовано саме під бізнес-джет, чи зацікавляться їм таки арабські шейхи? Однак є дещо "але". Літаку потрібно буде отримати міжнародний сертифікат (а за його видачею стоять Євросоюз та США), що дуже проблематично. Крім того, знадобляться нові економічні двигуни, яких ми не маємо. Ті, що є, паливо не споживають, а п'ють.

Якщо літак переобладнують під перевезення економ-пасажирів (що малоймовірно), то питання - а куди літати і кого возити? Ми за минулий рік тільки-но підібралися до цифри 100 млн перевезених пасажирів. У СРСР ці показники були значно вищими. Кількість аеродромів зменшилась у кілька разів. Далеко не всі, хто хотів би злітати до європейської частини країни з Камчатки та Примор'я, можуть собі це дозволити. Квитки на літак, що п'є паливо, будуть дорожчими, ніж на "боїнги" та "ербаси".

Якщо літак планується перебудувати суто під інтереси керівників великих компаній, то, швидше за все, і буде. Але тоді це питання стосується суто їх, а не російської економіки та людей. Хоча й у разі складно уявити, що польоти виконуватимуться лише у Сибір чи Далекий Схід. Проблема із шумами на місцевості. А якщо оновлений літак не пустять на Сардинію, то кому він потрібний?

Один із прикладів існуючих проектів надзвукових літаків.

Сьогодні почну з невеликої передмови 🙂.

На цьому сайті я вже маю політ літальних апаратів. Тобто давно вже настав час написати щось і про надзвукутим більше, що я обіцяв це зробити:-). Днями взявся за роботу з неабиякою запопадливістю, але зрозумів, що тема настільки ж цікава, наскільки й об'ємна.

Мої статті останнім часом стислою не блищать, не знаю вже гідність це чи недолік:-). А випуск на тему « надзвук» погрожував стати ще більше і вже невідомо скільки часу мені довелося б його «творити»:-).

Тож я вирішив спробувати зробити кілька статей. Таку собі маленьку серію (штуки три-чотири), в якій кожна складова буде присвячена одному-двом поняттям на тему надзвукових швидкостей. І мені буде простіше, і читачам голову менше забиватиму:-), і яндекс з гуглом будуть більш прихильні (що важливо, самі розумієте:-)). Ну а що з цього вийде судити, звичайно, Вам..

********************

Отже, поговоримо сьогодні про надзвук і надзвукові літаки . Саме поняття « надзвук» у нашій мові (тим більше у чудовій мірі) миготить набагато частіше, ніж термін «дозвук».

З одного боку це, втім, зрозуміло. Дозвукові літальні апарати давно стали в нашому житті чимось повсякденним. А надзвукові літаки, хоч і літають у повітряному просторіось уже 65 років, але досі видаються чимось особливим, цікавим і заслуговує на підвищену увагу.

З іншого боку, це цілком справедливо. Адже польоти на надзвуку- Це, можна сказати, окрема, закрита якимось бар'єром область руху. Однак у людей недосвідчених цілком може виникнути питання: «А чого, власне, такого видатного в цьому надзвуку? Яка різниця летить літак із швидкістю 400 км/год чи 1400 км/год? Дайте йому двигун потужніший і все буде гаразд!» Приблизно такому смисловому становищі перебувала авіація на зорі свого розвитку.

Швидкість завжди була межею мрій і спочатку ці устремління досить успішно втілювалися в життя. Вже в 1945 році льотчик-випробувач фірми Мессершміт Л.Гофман у горизонтальному польоті на одному з перших у світі літаків з реактивними двигунами, МЕ-262, досяг у горизонтальному польоті на висоті 7200 м швидкості 980 км/год.

Проте, насправді, все далеко не так просто. Адже політ на надзвукувідрізняється від дозвукового як величиною швидкості і стільки нею. Відмінність тут якісна.

Вже зі швидкостей близько 400 км/год починає потроху виявлятися така властивість повітря, як стисливість. І нічого тут, у принципі, несподіваного нема. – це газ. А всі гази, як відомо, на відміну від рідин, стисливі. При стисненні змінюються параметри газу, такі, як щільність, тиск, температура. Через це в стислому газі вже інакше можуть протікати різні фізичні процеси, ніж у розрідженому.

Чим швидше летить літак, тим більше він разом зі своїми аеродинамічними поверхнями стає схожим на такий собі поршень, який у певному сенсі стискає повітря перед собою. Перебільшено, звичайно, але в цілому саме так:-).

Зі зростанням швидкості аеродинамічна картина обтікання літального апарату змінюється і що швидше, то більше:-). А на надзвукувона вже якісно інша. При цьому на перший план виходять нові поняття аеродинаміки, які для малошвидкісних літаків часто просто не мають сенсу.

Для характеристики швидкості польоту тепер стає зручним і необхідним використання такого параметра, як число М (число Маха, відношення швидкості літака щодо повітря в даній точці до швидкості звуку повітряного потоку в цій точці). З'являється і стає відчутним (дуже відчутним!) ще один вид аеродинамічного опору - хвильовий опір(Разом з таким чином зрослим звичайним лобовим опором).

Стають знаковими такі явища, як хвильова криза (з критичним числом М), надзвуковий бар'єр, стрибки ущільненняі ударні хвилі.

Крім того, погіршуються керованість та характеристики стійкості літака через зміщення назад точки застосування аеродинамічних сил.

При підході до області навколозвукових швидкостей літак може відчувати сильну тряску (це було найбільш характерно для перших літаків, що штурмували тоді ще таємничий рубіж швидкості звуку), схожу за своїми проявами ще одним дуже неприємним явищем, з яким довелося зіткнутися авіаторам у своєму професійному розвитку. Це явище називається флаттером (тема для чергової статті:-)).

З'являється такий неприємний момент, як розігрів повітря внаслідок його різкого гальмування перед літаком (так званий кінетичне нагрівання), а також нагрівання в результаті в'язкого тертя повітря. У цьому температури досить високі, близько 300ºС . До таких температур розігрівається обшивка літака під час тривалого надзвукового польоту.

Про всі згадані вище поняття та явища, а також причини їх виникнення ми обов'язково поговоримо в інших статтях більш детально. Але зараз, я думаю, цілком зрозуміло, що надзвук- це вже щось зовсім інше, ніж політ на дозвуковій (тим меншій) швидкості.

Для того, щоб ужитися з усіма ефектами і явищами, що знову виникають, на великих швидкостях і повністю відповідати своєму призначенню, літальний апарат теж повинен якісно змінитися. Тепер це має бути надзвуковий літак, тобто літак, здатний виконувати політ зі швидкістю, що перевищує швидкість звуку даному ділянці повітряного простору.

І для нього недостатньо тільки збільшення потужності двигуна (хоча це теж дуже важлива і обов'язкова деталь). Такі літаки зазвичай змінюються та зовні. У тому вигляді з'являються гострі кути і кромки, прямі лінії, на відміну «плавних» обрисів дозвукових літаків.

Надзвукові літакимають стрілоподібне або трикутне у плані крило. Типовий і один із найвідоміших літаків із трикутним крилом – чудовий винищувач МІГ-21 (максимальна швидкість на висоті 2230 км/год, біля землі 1300 км/год).

Надзвуковий літак із трикутним у плані крилом МІГ-21.

Один із варіантів стрілоподібного – це крило оживальної форми, що має підвищений коефіцієнт підйомної сили. Він має спеціальний наплив біля фюзеляжу, призначений для утворення штучних спіральних вихрів.

МІГ-21І з крилом оживальної форми.

МІГ-21І – оживальне крило.

Оживальне крило ТУ-144.

Цікаво, що крило такого типу, потім встановлене на ТУ-144, випробовувалося на лабораторії, що літає, на базі все того ж МІГ-21 (МІГ-21І).

Другий варіант - надкритичне крило. Воно має сплощений профіль з певним чином вигнутою задньою частиною, що дозволяє відсунути виникнення хвильової кризи на великі швидкості та може бути вигідним у плані економічності для швидкісних літаків. Таке крило застосоване, зокрема, літаком SuperJet 100 .

SuperJet 100. Приклад надкритичного крила. Добре видно вигин профілю (задня частина)

Фотографії клікабельні.