В 2003 году состоялся последний полет "Конкорда", сверхзвукового турбовинтового пассажирского лайнера. На этом история сверхзвуковых полетов прервалась вот уже почти на 10 лет.
Бурная история "Конкорда" и его советского коллеги, Ту-144 вскрыла все недостатки, присущие сверхзвуковым самолетам того предыдущего поколения: чрезмерная шумность, высокая стоимость, неэкономное потребление топлива, сомнительная безопасность. Все это заставило авиакомпании на долгие годы забыть о возможности сократить время в пути и направить свои усилия на поиск других способов оптимизации расходов.
Тем не менее, мечта о перелете из Нью-Йорка в Токио за три часа не исчезла. У многих туристов, особенно состоятельных, есть спрос на сокращение времени полета - особенно с учетом того, сколько времени приходится в последние годы тратить в аэропорту перед началом путешествия. И для удовлетворения этого спроса возник пока совсем молодой, но перспективный рынок. Целый ряд авиапромышленных компаний готовятся выйти на рынок высокоскоростных реактивных самолетов. И наряду с небольшими частными компаниями, игроком на этом поле выступает, например, такая мощная организация как NASA.
Сам секрет достижения сверхзвуковой скорости давно открыт. Нужен только мощный двигатель и эффективное топливо - и самолет готов преодолеть звуковой барьер. Однако при этом необходимо решить ряд сопутствующих проблем. И в первую очередь - вопрос о топливе. Эпоха ископаемых видов топлива заканчивается, поэтому разработчики рассматривают варианты использования возобновляемых источников энергии или, по крайней мере, экономного расходования традиционного горючего.
Так например, Hypermach Aerospace Ltd. для своего проекта SonicStar разрабатывает гибридную двигательную установку, которая будет сочетать в себе элементы традиционного турбинного и инновационного электрического двигателя. Еще более оригинальный подход применяет концерн EADS, владеющий такими авиагигантами как Airbus и Eurocopter. Его сверхзвуковой проект называется ZEHST (Zero Emission HyperSonic Transport): предполагается, что его двигатели будет способны развивать скорость до 4 М, при этом работать они будут на специально для него создаваемом биотопливе, на основе водорослей. Несомненно, водорослей для этого потребуется слишком много, но у EADS есть время найти способ наиболее эффективного их использования: согласно плану, самолет ZEHST появится на рынке на раньше, чем через 40 лет.
Однако топливный вопрос является не самым главным, когда заходит речь о сверхзвуковых самолетах. Самая актуальная проблема - это звуковой удар. Когда самолет достигает скорости звука и переходит в сверхзвуковой режим, он сталкивается с молекулами воздуха с такой силой, что возникает ударная волна, сопровождаемая звуком, напоминающим взрыв. Даже если это происходит на высоте нескольких километров над землей, этот звук является настолько громким, что многие страны запретили пролет сверхзвуковых самолетов над своей территорией. Это стало одной из ключевых причин прекращения полетов "Конкорда": лишившись возможности выполнять перелеты в США и ряд европейских стран, этот проект стал экономически неэффективным.
Чтобы вернуть сверхзвуковые самолеты в строй, конструкторам пришлось сконцентрироваться на проблеме нейтрализации шума, довести его до приемлемого уровня. Например, компания Lockheed Martin, сотрудничающая с NASA в разработке сверхзвукового бизнес-джета, предложила оригинальный вариант хвостового оперения самолета, в виде перевернутой буквы V: по их мнению, это конструктивный элемент не нарушит аэродинамические характеристики судна, но позволит снизить шумовой эффект.
Еще один способ устранить шум при переходе звукового барьера - совершать такой переход вне атмосферы. Этот вариант предлагает компания XCOR Aerospace: ее проект Lynx предполагает создание суборбитальных космических аппаратов, которые будут взлетать и приземляться как обычные самолеты. Но для того, чтобы перейти на сверхзвуковую скорость, будут выходить за пределы земной атмосферы и достигать максимальной скорости в 3,5 М в космическом пространстве, где молекулы воздуха не будут создавать ему помех.
Исполнительный директор компании Эндрю Нельсон говорит, что условия такого полета пока больше подходят для пилота-истребителя, чем для пассажира бизнес-класса, зато дают возможность совершить межконтинентальный перелет Нью-Йорк - Токио за 90 минут.
Точную дату, когда сверхзвуковые перелеты станут возможны для людей, которые могут себе это позволить, разработчики пока не называют; однако некоторые компании называют вполне оптимистичные сроки. Так, компания Aerion уже обратилась в FAA с запросом на сертификацию своего сверхзвукового бизнес-джета, который, согласно представленным документам, должен подняться в воздух еще до конца текущего десятилетия. XCOR надеется начать испытательные полеты своего суборбитального проекта Lynx уже в начале 2013 года, хотя завершение работы над проектом намечено лишь на 2030 год. ZEHST, как мы уже писали выше, не стоит ожидать раньше 2050 года. Японское ведомство JAXA (аналог американского NASA) осторожно заявляет, что экономичные и экологически обоснованные сверхзвуковые путешествия станут доступны "в течение XXI века".
Конечно, "экономичность" такого путешествия будет весьма относительной. Такие перелеты - как и путешествия на "Конкорде" - станут, в первую очередь, уделом самых состоятельных путешественников, хотя не исключено, что со временем высокоскоростные перелеты станут доступны и для представителей среднего класса. Ведь авиация как транспортная отрасль существует немногим более века, и на заре ее существования никто не предполагал, что она будет настолько широко доступной.
После того, как сверхзвуковые технологии выйдут на рынок, авиакомпании начнут конкурентную борьбу за пассажиров, стремясь увеличить количество пассажиров, снижая цены на перелет. Станет легче вести международный бизнес; семьи и друзья, разделенные океанами, смогут воссоединиться, и планета Земля покажется нам еще меньше.
Многие из нынешних проектов сверхзвуковых самолетов пока существуют только в виде чертежей и компьютерных моделей; другие уже приступили к испытательным полетам первых прототипов. Но каждый из этих проектов доказывает, что будущее - за сверхзвуковыми перелетами.
***
Давайте посмотрим, что могут предложить рынку конструкторы из разных стран мира, работающие сегодня над сверхзвуковыми проектами.
Для начала - вспомним недавнюю историю.
1. "Конкорд" (Concorde)
Совместный проект французских и британских разработчиков, на сегодняшний день является самым коммерчески успешным проектом сверхзвукового самолета. Большим ударом по его экономическому потенциалу стал запрет на полеты над территорией ряда стран, сначала введенный в США, а затем и в некоторых государствах Европы. Реуптацию самолета подкосила и катастрофа 2000 года, когда в аварии рейса 4590 погибли все 100 пассажиров, находившихся на борту, а также 9 членов экипажа и 4 человека, находившихся на земле, в месте падения самолета.
В 2003 году Air France и British Airways объявили о прекращении эксплуатации "Конкорда" з-за его экономической неэффективности.
2. Ту-144
Единственный советский сверхзвуковой самолет, способный передвигаться со скоростью чуть более 1 М. Его первый испытательный полет состоялся в декабре 1968 года. В западных СМИ он получил неформальное прозвище "Konkordski".
Самолет работал в "Аэрофлоте" на протяжении семи лет, и был списан в 1983 году, совершив 103 пассажирских рейса.
Теперь перейдем к концепциям самолетов будущего.
3. Совместный проект Lockheed Martin и NASA
Исследовательский отдел NASA, работающий над проблемой сверхзвуковых летательных аппаратов, использовал для своих экспериментов конструкторские разработки, сделанные компанией Lockheed Martin.
Особенности проекта: двигатели расположены на верхней плоскости судна, чтобы снизить уровень шума, достигающего земли. На хвосте самолета расположен конструктивный элемент в форме перевернутой буквы V, предназначенный для снижения шума при переходе звукового барьера. Летные испытания самолета пока не проводились.
4. Проект Японского агентства аэрокосмических исследования JAXA
JAXA позиционирует свой проект сверхзвукового самолета как тихий, безопасный, экономичный и экологически чистый. Как и NASA, основную проблему японское ведомство видит в снижении шумовых эффектов, проводя испытания своего летательного аппарата в аэродинамической трубе.
Точных сведений о стадии разработки проекта JAXA не сообщает, указывая лишь, что работа будет завершена в текущем столетии.
5. Сверхзвуковой бизнес-джет Aerion
На сегодняшний день компания Aerion продвинулась дальше всех в разработке проекта сверхзвукового самолета. Она уже приступила к подготовке сертификации своего сверхзвукового бизнес-джета, который должен выйти на рынок в конце десятилетия.
Этот корпоративный самолет будет рассчитан на перевозку 8-12 пассажиров, хотя теоретически его конструкторские разработки могут стать "масштабируемыми", и в перспективе возможно создание на их основе и больших пассажирских самолетов. Максимальная летная эффективность этого самолета будет достигаться в двух точках: на скорости в 0,95 М и чуть ниже 1,5 М.
Компания Aerion сообщает, что по данным предварительных переговоров, у них уже есть около 50 потенциальных заказов на сверхзвуковой бизнес-джет.
6. EADS "ZEHST
Европейский проект ZEHST не станет доступным для покупателей самолетов до 2050 года, хотя первые демонстрационные полеты намечены на 2020 год. Его главное отличие - стремление минимизировать вредные выбросы в атмосферу за счет использования электрической энергии, а также особой разновидности водорослей в качестве биотоплива.
ZEHST будет летать на высоте около 20 километров над уровнем моря, поэтому предполагается, что шум от его сверхзвукового перехода с земли будет не слышен. Предполагаемая скорость - более 4 М; пересечь Атлантический океан такой самолет может примерно за час.
7. SonicStar от HyperMach
Небольшой бизнес-джет, оснащенный гибридным двигателем, соединяющим газотурбинную и электрическую тягу. Разработчики проекта из компании HyperMach полагают, что благодаря электромагнитной технологии снижения сопротивления им удастся резко сократить или даже полностью устранить звуковой удар.
SonicStar будет вмещать 10-20 пассажиров; предполагаемая максимальная скорость - 3,8 М. Высота полета - 18-20 километров над уровнем моря.
HyperMach видит в качестве своих будущих клиентов руководителей компаний, правительственных чиновников, а также рассматривает варианты перевозки особо ценных грузов, предметов роскоши и даже скаковых лошадей.
8. Lynx от XCOR Aerospace
XCOR Aerospace взялся за реализацию идеи космического путешествия: преодолеть расстояние, покинув планету. Компания надеется, что реализовать проект удастся к 2030 году, и это станет первым видом транспорта, сочетающим земное и космическое путешествие.
Двухместный Lynx будет взлетать и садиться как обычный самолет, но выходя за пределы земной атмосферы будет способен преодолеть расстояние от Лондона до Сиднея за три часа.
На нынешнем этапе каждый такой перелет, от взлета до посадки, потребует затрат не менее 95 000 долларов.
9. Boeing X-51 WaveRider
Единственный сверхзвуковой самолет, который уже приступил к выполнению испытательных полетов, хотя и окончившихся неудачей. Предназначен для военно-воздушных сил. Является совместной разработкой DARPA, NASA, ВВС, Boeing и Pratt&Whitney.
Воздушно-реактивный двигатель Supersonic Combustion RAMJET теоретически обладает такой мощностью, что самолет может достигать скорости в 20 М и выше.
В середине августа 2012 года состоялся второй испытательный полет X-51. Он был сброшен с ракеты-носителя на высоте 50000 футов над Тихим океаном, однако потерял управление, а двигатель самолета загорелся.
Первый полет прошел в июне 2011 года. В тот раз самолету не удалось отделиться от ракеты-носителя.
