Почему так сложно построить сверхзвуковой авиалайнер (5 фото)

«Это волшебный самолет… удовольствие летать на таком сродни плотскому». Так Жоэль Корне-Темпле, старшая стюардесса Ari France, описала Concorde: один из первых в мире сверхзуковых самолетов, который летал с 1976 по 2003 год и имя которого стало нарицательным. Сможет ли самолет, который долетает до пункта назначения меньше чем за три часа, снова войти в эксплуатацию к 2030 году?
Знаменитый «Конкорд» мог долететь из Лондона до Сидней за 17 часов, три минуты и 45 секунд; Boeing 747 делает это за 22 часа.
Concorde был самым известным членом эксклюзивного клуба на двоих; другим гражданским авиалайнером, способным превышать скорость звука был советский «Туполев» — Ту-144 — он летал до 1999 года. Вариант этого «Туполева» использовался в экспериментах NASA, американской и российской аэрокосмической промышленности, в совместной исследовательской программе по окончании холодной войны.
Конец самолетов «Конкорд» и «Туполев» оставил сверхзвуковой рынок пустым. Но сейчас, спустя 12 лет после того, как «Конкорд» осуществил свой последний полет, на бумаге рассматриваются проекты еще более быстрых самолетов.
Вместе с прощальным реверансом «Конкорда» в 2003 году, ушла в отпуск и эпоха сверхзвуковых авиаперелетов
Один из таких проектов — Lapcat II, спроектированный европейцами самолет, способный набирать скорость в восемь раз быстрее звуковой (8500 км/ч). Он сможет доставить пассажиров из Брюсселя в Сидней за 2 часа 55 минут.
На конференции AIAA, посвященной сверхзвуковым космическим самолетам, в Глазго в Шотландии в июле, в документе, представленном разработчикам Lapcat-II, было заявлено, что первые испытания проекта показали, что самолет будет «чище» экологически, чем современные самолеты, таким же безопасным, а стоить будет не дороже современных дальнорейсовых летательных аппаратов.
Фактор топливаЙохан Стилант, главный инженер Европейского космического агентства и координатор Lapcat-II, и его коллеги испытывал два прототипа. Один — самолет в 5 махов, Lapcat-A2, оснащенный ПВРД на охлажденном воздухе; второй — многообещающий проект ESA, в 8 махов, тоже оснащенный ПВРД (прямоточным воздушно-реактивным двигателем).
ПВРД — это двигатель, пропускающий воздух, без крупных движущихся частей. Во время прямого движения, двигатель сжимает входящий воздух, проходящий с высокой скоростью, и отправляет в камеру сгорания. Похожим образом работают новейшие современные ракеты. ПВРД может обеспечить очень высокую скорость движения самолета. Но чем его кормить? Выбор топлива крайне важен, особенно в свете того, что будущий сверхзвуковой флот будет изо всех сил снижать процент выбросов вредных отходов в атмосферу. С этой целью был выбран водород, а не топливо на основе углеводородов.
Более того, жидкое водородное топливо не особо горюче в середине полета. Хотя водород может воспламениться, риски взрыва или пожара ниже, если сравнивать с современным керосиновым авиатопливом. NASA использовало такое же топливо для питания космических шаттлов.
«Если будет утечка, водород такой легкий, что устремится вверх; соответственно, не образуется лужи с водородом на земле, как в случае с керосином. Водороду, как и керосину, нужен воспламенитель или источник тепла для инициации горения, так что спонтанно он не загорится», — говорит Стилант.
Команда Lapcat-II не одинока в этой области. Они делятся идеями и концептами с исследователями по всему Тихому океану. В Азии Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) также работает над сверхзвуковым лайнером под названием Hytex, предназначенным для пересечения Тихого океана в течение двух часов на скорости 5 махов.
Как Lapcat-II, так и JAXA являются частью проекта передачи знаний о сверхзвуковой сфере между Европой и Японией — проект называется Hikari.
Агентства вроде NASA также исследуют возможности сверхзвукового движения
Турбореактивный двигатель Hytex был успешно испытан в экспериментальном полете, в котором была смоделирована скорость до 1,8 махов. Hytex использует жидкий водород как в качестве топлива, так и охлаждающей жидкости для воздушных путешествий на сверхзвуковых скоростях.
«Мы закончили испытания эскизного проекта Hytex в аэродинамической трубе. Расход топлива составляет одну пятую от расхода ракетных двигателей», — говорит Хидеюки Тагучи, глава по исследованиям сверхзвуковых самолетов в JAXA.
Водородный голодЭффективная доставка водорода — один из главных факторов, влияющих на высокие эксплуатационные расходы. Если водород можно будет получить из природного газа, а не из электролиза воды, стоимость авиабилетов на гиперзвуковой поездку может упасть примерно до половины цены билета бизнес-класса.
Исходя из текущих прогнозов, цена билета будет примерно в три раза дороже, чем в среднем для текущих дозвуковых билетов бизнес-класса. Оценки показывают стоимость в 5000 евро за место в полете из Брюсселя в Сидней в один конец.
Большим вопросом о... http://nlo-mir.ru/tech/36345-pochemu-tak-slozhno-postroit-sverhzvukovoj-avialajner.html