Почему сша так и не построили свой аналог concorde — «наука»
В свое время два ведущих авиапроизводителя в Соединенных Штатах деятельно занимались разработкой сверхзвуковых пассажирских самолетов. Корреспондент BBC Future говорит, из-за чего американский аналог европейского Concorde так ни при каких обстоятельствах и не заметил небо.
В ноябре 1962 г. правительства Англии и Франции заявили о заключении соглашения, привёдшего к серьёзному беспокойству в американских авиастроительных кругах.
Два европейских страны опубликовали замысел совместной разработки нового самолета, талантливого развивать скорость, более чем в два раза превышающую скорость звука.
Самолет, что потом назвали Concorde, был призван стать самым передовым в то время гражданским воздушным судном в мире — демонстрацией того, что европейской авиастроительной отрасли по силам создать высокотехнологичные летательные аппараты.
Американский Президент Джон Кеннеди поднял кинутую французами и британцами перчатку. Америка задалась целью потягаться со Ветхим светом, создав личный сверхзвуковой пассажирский лайнер.
В рамках программы, финансировавшейся из госбюджета, первоначально были отобраны два проекта, представленные авиастроительными гигантами не и Lockheed.
Но скоро программа забуксовала из-за политических разногласий, протестов защитников внешней среды и быстро растущей стоимости работ. В следствии ни один из «американских конкордов» так и не поднялся в воздух.
Крылья самолетов будущего? Их сделают вторыми
17.04.2016Реанимация Concorde: как поднять в небо списанный самолет?
17.04.2016Летающее крыло нацистской Германии, опередившее собственный время
17.04.2016Сейчас, практически полвека спустя, Америку снова охватил интерес к сверхзвуковым полетам. Недавно преемник Lockheed — корпорация Lockheed-Martin — заявила о намерении консолидировать силы с национальным космическим агентством НАСА с целью создания малошумного сверхзвукового самолета, что, быть может, когда-нибудь будет перевозить пассажиров.
Какой же урок возможно извлечь из неудачи программы по разработке американского соперника Concorde?
В 1960-х гг. Boeing и Lockheed владели передовым опытом разработки летательных аппаратов.
Boeing к тому времени революционизировал авиаперевозки за счет создания линейки реактивных пассажирских лайнеров, надежность которых росла от модели к модели.
Lockheed, со своей стороны, имел возможность похвастаться истребителем F-104 Starfighter — первым в мире воздушным судном, талантливым летать в два с лишним раза стремительнее скорости звука, — и трудился над созданием еще более скоростных военных самолетов.
Еще до объявления о начале работ по программе Concorde американские авиастроители действительно разглядывали возможность создания сверхзвукового авиалайнера, известного как Supersonic Transport (SST).
В 1961 г. компания Douglas Aircraft представила концепцию самолета, что развивал бы скорость, в три раза превышающую скорость звука. Производитель был уверен не только в том, что его детище поступит в эксплуатацию к 1970 г., но и в том, что сможет реализовать много таких автомобилей.
Но Concorde был не единственной обстоятельством, вынудившей американскую авиапромышленность близко заняться сверхзвуковой тематикой. По другую сторону металлического занавеса советское конструкторское бюро «Туполев» разрабатывало личный сверхзвуковой лайнер — Ту-144.
И в случае если поражение в битве за сверхзвук от французов и британцев еще возможно было стерпеть, уступать пальму первенства Рекомендациям США не планировали. Рвение к сверхзвуковому первенству купило для Америки практически такое же значение, как и лунная гонка.
«Тот период характеризовался огромным числом технологических достижений в американском авиастроении, нацеленных как на удовлетворение рыночного спроса на современные воздушные суда, так и на то, дабы обогнать СССР и Европу», — говорит Питер Коэн, эксперт по сверхзвуковым проектам из исследовательского центра НАСА в Лэнгли, штат Вирджиния.
Президентская администрация мотивировала Lockheed и Boeing обещанием профинансировать 75% стоимости разработки победившего в конкурсе проекта, в случае если оказавшийся в следствии самолет имел возможность на равных соперничать с Concorde.
Оба производителя еще с конца 1950-х гг. на личные деньги изучили тематику сверхзвуковых гражданских лайнеров.
Большая часть концепций в рамках этих изучений представляли собой летательные аппараты с крылом дельтовидной формы, перекликаясь с подобными разработками советских и европейских конструкторских бюро.
По мере развития реактивной авиации классические конструкции летательных аппаратов, употреблявшиеся десятилетиями, становились все менее пригодными для растущих скоростей: прямое крыло создавало через чур большое лобовое сопротивление и имело возможность попросту разрушиться при применении замечательных двигателей.
Одновременно с этим дельтовидное крыло треугольной формы отличалось прочностью к скоростным перегрузкам — истребители типа французского Mirage III и советского МиГ-21 уже показали, что крыло таковой конструкции разрешает достигать скорости полета в два и более раз выше скорости звука.
Lockheed сначала остановился на дельтовидном крыле для собственного сверхзвукового лайнера, что должен был летать со скоростью 3200 км/ч и перевозить 270 пассажиров.
Проект Boeing предусматривал крейсерскую скорость в 2900 км/ч, пассажировместимость более 270 дальность и человек полета более чем 6700 км.
Boeing изначально выбрал так именуемое крыло изменяемой геометрии. На взлетном и посадочном режимах крыло было прямым, за счет чего улучшалась управляемость самолетом на низких скоростях, а на крейсерском режиме оно складывалось, принимая стреловидную форму.
Эта концепция произвела на правительство США должное чувство — 1 января 1967 г., по окончании продолжительной программы опробований, проект Boeing был заявлен победителем конкурса.
Но программу создания сверхзвукового самолета, которой дали кодовое имя 2707, ожидали нелегкие времена.
Кит Митчелл в 1960-х гг. занимал ведущий пост в английском Королевском авиационном научно-исследовательском университете и принимал участие в разработке Concorde.
Он утвержает, что основной проблемой Boeing было то, что от программы 2707 ожидали успехи через чур многих целей сходу, а технологии, требовавшиеся для этого, в то время были в зачаточном состоянии.
Митчелл отмечает, что рвение разработчиков достигнуть крейсерской скорости, на много км/ч превышавшей ожидаемую скорость Concorde, наложило важный отпечаток на ход американской программы.
«При создании Concorde мы и без того применяли тогдашние разработки по максимуму, а перед Boeing стояла задача нас переплюнуть, что выяснилось через чур тяжело», — вспоминает он.
Митчелл отмечает, что американским конструкторам нужно было учитывать последствия полета на высокой крейсерской скорости для всех элементов конструкции проекта 2707. На таких скоростях внешняя обшивка планера подвергается действию очень высоких температур.
При эксплуатации Concorde обшивка лайнера в отдельных местах нагревалась до температур, значительно превышающих температуру кипения воды — так, температура внешней поверхности носового обтекателя при полете на скорости в два раза выше скорости звука достигала +127°C.
«Все элементы конструкции — начиная с электрической проводки и изоляционных материалов до остекления иллюминаторов — нужно было разрабатывать с учетом больших эксплуатационных температур. Во многом эта область материаловедения оставалась в то время неизученной», — вспоминает Митчелл.
Как бы то ни было, Boeing не было возможности обвинить в выделении на программу недостаточных ресурсов.
«Дабы оценить масштаб находившейся перед Boeing задачи, нужно учесть, что компания параллельно трудилась над созданием двухпалубного пассажирского гиганта 747, а узкофюзеляжный Boeing 737 только-только поступил в эксплуатацию», — говорит официальный историк корпорации Майк Ломбарди.
«Boeing в то время кроме этого деятельно принимал участие в американской пилотируемой лунной программе и — в один момент — вел работу над рядом военных проектов, — продолжает Ломбарди. — Но проект 2707 оставался для компании приоритетным».
«Основной конструктор Boeing 747 Джо Саттер вспоминал, с каким трудом ему было нужно выбивать для собственной программы инженеров — все они были брошены на разработку сверхзвукового самолета».
На кону стоял национальный престиж. Но одной только политической воли выяснилось не хватает для ответа масштабных конструкторских задач, находившихся перед разработчиками сверхзвукового лайнера.
К тому времени уже существовало пара типов армейских реактивных самолетов с изменяемой геометрией крыла, но все они были малы по размерам и брали на борт максимум двух членов экипажа.
Расширить масштаб аналогичной конструкции, дабы она смогла вмещать практически 300 пассажиров, было очень сложно.
«Неприятность Boeing заключалась в том, что нужно было что-то делать с массой самолета, которая была через чур большой из-за очень тяжелых механизмов трансформации стреловидности крыла, — говорит Ломбарди. — Конструкторам было нужно всецело переработать конструкцию планера».
По словам Митчелла, кроме того по окончании отказа от крыла изменяемой геометрии в пользу дельтовидной конструкции инженерам Boeing так и не удалось решить последовательность неприятностей с массой планера — самолет получался через чур прожорливым, и запаса горючего на борту не хватило бы для беспосадочного перелета Соединенными Штатами и Европой.
«С такой же проблемой столкнулась команда разработчиков Concorde, — вспоминает он. — Перед тем как началось серийное производство, нам было нужно неоднократно вносить трансформации в конструкцию опытных образцов. Только серийные автомобили были способны перелететь через Атлантику».
Крыло было не единственной проблемой американского проекта. Сложности появились и со звуковым ударом, что появлялся бы при полете проекта 2707 на сверхзвуке.
«В то время, когда стало ясно, сколько проблем ударная волна может доставить на земле, от идеи сверхзвуковых полетов над территорией США было нужно отказаться», — говорит Коен.
Та же самая неприятность преследовала и Concorde. На протяжении работы над программой производители приобретали заказы на десятки лайнеров, а также от таких американских перевозчиков, как Pan Am и TWA, но многие из этих заказов испарились, когда стало известно, что запрет на сверхзвуковые полеты над сушей ограничит применение самолетов трансокеанскими маршрутами, пролегающими далеко от населенных территорий.
Кстати, как раз исходя из этого лайнеры Concorde, в итоге поступившие в эксплуатацию только в Франции и Британии, употреблялись только для полетов в аэропорты восточной части прибрежной полосы США.
«Бизнес-модель большинства авиакомпаний не разрешает им содержать в парке самолет, что возможно поставить только на маленькое количество маршрутов», — говорит Коен.
В случае если уж покупать дорогостоящий сверхзвуковой лайнер, нужно применять его на полную катушку, в противном случае инвестиции не окупятся.
В 1960-х гг., в то время, когда разрабатывался проект 2707, авиационное горючее стоило относительно недорого.
Но самолет получался таким прожорливым, что затраты на авиакеросин перевесили бы классический довод в пользу сверхзвукового авиасообщения — мол, значительная экономия времени в пути разрешит каждому лайнеру выполнять больше рейсов в год, чем воздушному судну классической конструкции.
«В конечном итоге программу Boeing 2707 — а в последствии и Concorde — похоронил через чур большой расход горючего», — говорит Ломбарди.
«В 1971 г. начался спад в Экономике, и стоимость бареля нефти стали расти. Но кроме того если бы проект Boeing не сошел с дистанции тогда, его уж совершенно верно убил бы нефтяной кризис 1973 г. Так что компании еще повезло, что она закрыла программу раньше».
Boeing известен собственными только успешными разработками, революционизировавшими авиатранспортную отрасль. И, как подчеркивает Ломбарди, кроме того не обращая внимания на то, что проект 2707 в целом завершился неудачей, у него были собственные плюсы.
«Проект 2707 во многом поспособствовал коммерческому успеху Boeing 747, — говорит он. — В то время многие полагали, что компании со всех стран ринутся брать сверхзвуковые самолеты, и спроса на дозвуковые самолеты громадной вместимости просто не будет. Исходя из этого Boeing прогнозировал, что в 1970-х не. все выстроенные им 747-е нужно будет переделывать из пассажирского варианта в грузовой. В действительности же процесс конвертации этих автомобилей начался только пара лет назад».
Помимо этого, наработки по программе 2707 потом много раз использовались при создании вторых экспериментальных летательных аппаратов Boeing, а также относительно новых беспилотных автомобилей — таких, как проект High Speed Civil Transport, над которым компания трудилась в 1990-х гг.
А крыло сверхкритического профиля, которое довольно часто употребляется в конструкции современных самолетов для уменьшения лобового сопротивления и звукового удара, кроме этого в первый раз было применено в ходе проекта 2707.
Что же касается проекта Lockheed L-2000, то он в каком-то смысле возродится благодаря сотрудничеству Lockheed Martin с НАСА по разработке экспериментального летного демонстратора, что будет использоваться для опробований будущих концепций сверхзвуковых самолетов.
Быть может, когда-нибудь сверхзвуковой самолет американского производства все-таки встанет в атмосферу — и в этом случае ему не нужно будет тягаться с зарубежными соперниками.
