Aeronave supersonice

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 ianuarie 2019; verificările necesită 43 de modificări .

Aeronavă supersonică  - o aeronavă capabilă să zboare cu o viteză care depășește viteza sunetului în aer (zbor cu număr Mach M = 1,0-5).

Viteza minima este de 1250 km/h. Viteza maximă este de 6125 km/h.

Probleme teoretice

Zborul la viteză supersonică, spre deosebire de viteza subsonică, se desfășoară în condiții de aerodinamică diferită, deoarece atunci când aeronava atinge viteza sunetului, aerodinamica fluxului în jur se modifică calitativ, datorită căruia rezistența aerodinamică crește brusc [1] , și încălzirea cinetică a structurii de la frecarea aerului care se apropie crește și viteza fluxului de aer, focalizarea aerodinamică este deplasată, ceea ce duce la pierderea stabilității și controlabilității aeronavei. În plus, un astfel de fenomen, necunoscut înainte de crearea primei aeronave supersonice, a apărut ca „ curgerea valurilor ”.

Prin urmare, atingerea vitezei sunetului și a zborului stabil efectiv la viteze apropiate și supersonice au fost imposibile din cauza unei simple creșteri a puterii motorului - erau necesare noi soluții de proiectare. Ca urmare, aspectul aeronavei s-a schimbat: au apărut linii drepte caracteristice și colțuri ascuțite, în contrast cu formele „netede” ale aeronavelor subsonice.

Problema creării unei aeronave supersonice eficiente nu poate fi considerată rezolvată până acum. Creatorii trebuie să facă compromisuri între cerința de a crește viteza și de a menține caracteristicile acceptabile de decolare și aterizare. Astfel, realizarea de noi frontiere de către aviație în ceea ce privește viteza și altitudinea este asociată nu numai cu utilizarea unui sistem de propulsie mai avansat sau fundamental nou și cu o nouă dispunere structurală a aeronavelor, ci și cu modificări ale geometriei acestora în zbor. Astfel de modificări, în timp ce îmbunătățesc caracteristicile aeronavei la viteze mari, nu ar trebui să le înrăutățească calitățile la viteze mici și invers. Recent, creatorii refuză să reducă aria aripii și grosimea relativă a profilurilor lor, precum și să mărească unghiul de măturare al aripii pentru aeronave cu geometrie variabilă, revenind la aripile de măturare mică și grosime relativă mare. , dacă au fost deja atinse valori satisfăcătoare ale vitezei maxime și plafonului practic. În acest caz, se consideră important ca aeronavele supersonice să aibă performanțe bune la viteze mici și rezistență redusă la viteze mari, în special la altitudini mici.

Istorie

După apariția avioanelor de luptă cu reacție în anii 1940, designerii de avioane s-au confruntat cu sarcina de a-și crește și mai mult viteza. Viteza mai mare a extins capacitățile de luptă atât ale luptătorilor, cât și ale bombardierelor.

Cercetările privind proiectele reale de avioane supersonice au început la mijlocul celui de-al Doilea Război Mondial . Testele de zbor cu echipaj personal au început de Chuck Yeager , un pilot de testare american, pe 14 octombrie 1947 , într-o aeronavă experimentală Bell X-1 cu motor rachetă XLR-11, care a atins viteza supersonică în zbor controlat.

Dezvoltare

Anii 1950 și 1960 au cunoscut o dezvoltare rapidă a aviației supersonice. Au fost rezolvate principalele probleme ale stabilității și controlabilității aeronavelor, eficiența aerodinamică a acestora la viteze supersonice. Creșterea vitezei de zbor a fost însoțită de o creștere a plafonului peste 20 km. În acești ani, a început producția de masă de avioane supersonice pentru diferite scopuri:

• Primul avion de vânătoare de producție care a atins viteza sunetului a fost avionul de luptă sovietic MiG-17 , dezvoltat de Biroul de proiectare Mikoyan și Gurevich la sfârșitul anilor 1940. La sfârșitul anului 1952, sub denumirea MiG-17F, aeronava a intrat în producție de masă. Cu toate acestea, pentru zborurile de luptă, a fost considerat transonic.

• Primul avion de luptă supersonic produs în serie a fost nord-americanul F-100 Super Sabre (primul zbor în mai 1953, a intrat în producție de masă în același an, în serviciu din toamna anului 1954). Viteza M=1,3.

• Primul bombardier supersonic produs în serie a fost Convair B-58 Hustler (primat zbor în noiembrie 1956, a intrat în producție de serie în același an, în serviciu din 1960). Viteza M=2.

• Prima aeronavă de recunoaștere în serie, proiectată pentru zbor de lungă durată la o viteză de M = 3 - Lockheed A-12 (primul zbor în 1962, în serviciu din 1963).
• Prima aeronavă de pasageri în serie Tu-144 , operată comercial între 1975 și 1978 (primul zbor 31 decembrie 1968), și Aérospatiale-BAC Concorde , operată comercial între 1976 și 2003 (primul zbor 2 martie 1969, 2 luni mai târziu Tu -144). ).

Avioanele de luptă „ stealth ” sunt deja folosite, cu vizibilitate redusă.

Deși majoritatea aeronavelor de luptă sunt capabile să atingă viteze supersonice, multe nu sunt proiectate pentru zborul de croazieră supersonică și doar câteva pot atinge această viteză în zbor la nivel fără a activa motoarele post -ardere.

Aeronavă supersonică de pasageri

Există doar două avioane supersonice de pasageri produse în masă care au efectuat zboruri regulate: aeronava sovietică Tu-144 (primul zbor la 31 decembrie 1968 ), care a fost în funcțiune între 1975 și 1978 , și Concorde anglo-franceză ( Concorde ) ( primul zbor pe 2 martie 1969 1976-2003 ) a operat zboruri transatlantice și charter din 1976 până în 2003 . Au redus semnificativ timpul zborurilor pe distanțe lungi, au folosit spațiul aerian descărcat (≈18 km) peste înălțimea obișnuită de 9-12 km, unde au zburat de pe căile aeriene .

Cele mai semnificative deficiențe ale aeronavelor supersonice comerciale au fost:

1. Bum sonic .
2. Consum specific ridicat de combustibil.
3. Zgomot peste aeroport.
4. Dificultate de utilizare.

Americanii au început proiectul aeronavei supersonice de pasageri Boeing 2707 ceva mai târziu decât specialiștii anglo-francezi și sovietici. Dezvoltarea a fost încheiată în 1971.

Planuri de renaștere

În ciuda eșecului implementării mai multor alte proiecte anterioare și existente de aeronave supersonice și transonice de pasageri ( Boeing Sonic Cruiser , Douglas 2229 , Lockheed L-2000 , în Rusia - Tu-244 ("upgrade" Tu-144D), Tu-344 (afaceri) jet pe baza transportatorului de rachete Tu-22M3 ), Tu-444 , SSBJ (proiecte din anii 90) și altele) și dezafectarea aeronavelor a două proiecte implementate, proiecte pentru revigorarea vehiculelor supersonice de pasageri au apărut în noul secol . [2]

• În 2018, compania americană Spirit Aerosystems, în baza unui acord cu startup-ul Aerion, a început proiectarea preliminară a fuselajului noului avion de afaceri supersonic de pasageri AS2 , care este în curs de dezvoltare din 2014. [3] . În noiembrie 2015, a fost făcută o comandă fermă pentru aeronava în curs de dezvoltare pentru 20 de unități cu un cost total de 2,4 miliarde dolari, cu livrări începând din 2023 [4] ; Boeing va oferi suport tehnic lui Aerion . În februarie 2019, a apărut costul de bază al noului avion - 120 de milioane de dolari, care este aproape de două ori mai scump decât concurenții săi - aeronava Global 7000 de la Bombardier. [5]
• Lockheed Martin X-59 QueSST („Tehnologia supersonică liniștită”) este experimental și a fost în curs de dezvoltare de la mijlocul anilor 2010.
• proiecte private americane Aerion : Aerion SBJ (Max 1,6, 8-12 pasageri; proiect închis în mai 2021), Aerion AS2 (versiunea mai mare a Aerion SBJ, anunțată în mai 2014), Aerion AS3 ( Max 4, 50 de pasageri; anunțat mai 2021).
• Proiecte de startup Boom Technology : Boom Overture și Supersonic business jet .

• S-a vorbit în Rusia despre planuri de dezvoltare bazate pe bombardierul Tu-160 (a cărui producție în masă este acum reluată [6] [7] [8] ), etc. [9]

Există, de asemenea, proiecte moderne de transport militar ( aterizare ) avioane cu reacție rapidă.

De asemenea, dezvoltate mai devreme și există proiecte moderne de avioane de pasageri hipersonice (inclusiv suborbitale ) (de exemplu, ZEHST , SpaceLiner ).

Vezi și

• aeronave hipersonice

Note

1. ↑ La viteze subsonice, forța aerului este direct proporțională cu pătratul vitezei fluxului de aer, iar la viteze supersonice, este direct proporțională cu puterea sa a 3-a-5.
2. ↑ Ilya Kramnik . Iluzia posibilităților: de ce avem nevoie de o aeronavă supersonică de pasageri. Va putea noua dezvoltare a industriei aviatice autohtone să- și consolideze poziția pe piață ?
3. ↑ A început proiectarea fuselajului unei noi nave supersonice pentru pasageri
4. ↑ Comanda Flexjet pentru 20 de avioane supersonice Boost Aerion . Săptămâna aviației . Consultat la 17 noiembrie 2015. Arhivat din original pe 20 noiembrie 2015. (nedefinit)
5. ↑ Jeremy Bogaisky. Boeing va ajuta Aerion să dezvolte un jet supersonic când Lockheed Martin  iese . Forbes. Consultat la 6 februarie 2019. Arhivat din original pe 5 februarie 2019.
6. ↑ [1] Arhivat 1 iunie 2021 la Wayback Machine [2] Arhivat 2 august 2021 la Wayback Machine
7. ↑ Tu - 160 : pasagerii sunt invitați... Ideea de design zboară cu viteza sunetului
8. ↑ În perioada 2022-2026, se poate începe un proiect preliminar, apoi un proiect de lucru al unei aeronave supersonice de pasageri: [3] Copie arhivată din 25 iulie 2021 pe Wayback Machine
9. ↑ UAC va dezvolta o aeronavă supersonică de pasageri de la zero, și nu pe baza copiei de arhivă Tu-160 din 5 septembrie 2019 la Wayback Machine („Un proiect bazat pe Tu-160 este imposibil.”)

Literatură

• Gunston, Bill. Faster than Sound: The Story of Supersonic Flight  (în engleză) . Somerset, Marea Britanie: Haynes Publishing, 2008. - ISBN 978-1-84425-564-1 .

Transport public
șină	Căi ferate – Material rulant autovehicul tren electric tren diesel vagon autobuzul feroviar Maglev Monorai Tren suburban regionalbahn S-Bahn feroviar de mare viteză Tren de pasageri de marcă Funicular Calea ferată cu cremalieră Cale ferată istorică Metropolitan - Metrou ușor Mitropolit pe o pistă de anvelope Compoziția automată a luminii Tren ușor - frânghie Konka tramvai cu aburi Tramvai Tren de viteză Stadtbahn tramvai subteran tramvai-tren Intercity și suburban
Traseu fără piste	Autobuz – Autobuz electric troleibuz Transport rapid cu autobuzul platformă Şcoală distanta lunga Taxi navetă Jeepney Istoric - Stagecoach Rigla Omnibus charaban girobus Hibrid - Vodorobus duobus Tramvai pe cauciucuri Paratransit Transport personal automat Translore Shpurbus
Apă	BAC vapor Nava cu motor Tramvai fluvial Aeroglisor Hidrofoilă Trequart
Aer	Elicopter Dirijabil Avion corp larg Corp îngust Regional Local Supersonic
Mercenar	Taxi partajarea mașinii Taxi taxi Ricşa Trishaw ricșă cu motor Gondola
Alte	Carpooling telecabina
Termeni generali	Sistem de transport Pasager Salon Bagaj bagaj de mana Traseu Indicator de rută Run goală Expres
Imbarcarea si debarcarea pasagerilor	Stație de transport în comun Stație de cale ferată punct de oprire statie de metrou stație de autobuz Gară – cale ferată terminal de aeroport Stație de autobuz Nautic Râu Port - Marin Râu dig Aeroport stație de taxiuri Parcare si parc Nod de transport
Plata tarifului	Bilet Bilet electronic automat de bilete Contract de transport Transport gratuit
Infrastructură	Depozit autobuz Calea ferata Bandă dedicată Inel cu o singură față Substație de tracțiune Rețeaua de contact Rețea de contact troleibuze șină de contact Electrificarea căilor ferate
Control	Dispecer Controlor de trafic aerian Programa monitorizare prin satelit capacitate de transport Ora de varf

Aeronave de pasageri supersonice și hipersonice
Proiecte finalizate	URSS Tu-144  Marea Britanie / Franța  Concorde
Proiecte nerealizate	URSS T-4 (versiunea pentru pasageri) Tu-244  Rusia Tu-244 Tu-344 Tu-444 SSBJ  STATELE UNITE ALE AMERICII Aerion Aerion Boeing 2707 58-9 Douglas 2229 L-2000 HSCT QSST  Marea Britanie Bristol  Franţa Caravelle
Proiecte în curs de dezvoltare	STATELE UNITE ALE AMERICII Uvertura HyperMach Spike S-512  Uniunea Europeană de reacție A2 ZEHST Concordia-2  Germania Space Liner  Japonia supersonic de generație următoare