logo


Полвека уже, рисуя пассажирские самолеты будущего, художники (не без консультаций с инженерами) пытаются изобразить нечто «эдакое». Чем оно должно отличаться – не так важно, главное, что самолет будущего не должен походить на «обычные самолеты».

Воображение подхлестывалось небывалым прогрессом военной авиации, которая за десять лет продвинулась от расчалочного биплана к скоростному моноплану, еще через десять лет – к стремительной реактивной машине, через десятилетие уже летавшей далеко за сверхзвуком, а еще через десятилетие в небе появились уже трехмаховые машины. По аналогии рисовалось и будущее гражданской авиации: быстрее, выше, дальше – вплоть до регулярных рейсов на Луну. А на самом деле…
А на самом деле все решилось еще в середине 1930-х. Все знают DC-3, который стал предком почти всей современной гражданской авиации – не по крови, а по духу. Тогда, более 70 лет назад, вступили в конкурентный бой две концепции авиалайнера, и победила та, которую олицетворял «Даглас»: экономика прежде всего! Его конкурент “Локхид” со своими «Электрами» делал ставку на скорость и современнейшие технические решения – но практика показала, что большинство авиакомпаний сначала считают деньги, а потом уже смотрят на все остальное. И так продолжается до сего дня.

Ориентация на экономику затормозила развитие гражданской авиации: при таком подходе радикальные решения не в чести, и движение вперед идет только очень маленькими шажками. Совершенствуются двигатели и авионика, появляются новые материалы, но вот внешне самолеты выглядят так же, как и полвека назад. Все то, что рисовали художники и о чем мечтали конструкторы, осталось на бумаге.
Конечно, были «Конкорд» и Ту-144, но никакой весны эти «ласточки» не сделали, оставшись в памяти как немногочисленные дорогие игрушки, созданные из соображений престижа. И современные пассажирские самолеты создаются не по их подобию, а по образу другого эпохального авиалайнера – B707. А это, извините, результат проекта, начатого в 1952 году и увенчавшегося в 1954 году выкаткой Boeing 367-80 – то есть концепции уже 60 (!) лет. А поставьте мысленно рядом этот 367-й и 787 – и покажется, что между ними не шесть десятков, а всего шесть лет! Понятно, что в начинке различия огромные, но внешне…

Естественно, картинок самолетов будущего за эти 60 лет нарисовали множество, рисуют их и по сей день. Но только на совсем уже фантастичных мы найдем нечто стремительно-свехзвуковое: ясно, что такой самолет при имеющихся и даже перспективных технологиях будет очень дорогим и, следовательно, неэкономичным. Те технологии, которые могли бы сделать сверхзвуковой полет дешевле, известны как раз со все тех же 1950-х – и по прежнему их невозможно реализовать, как, например, детонационные двигатели. Так что быстрее в обозримом будущем пассажиры летать не будут. Насчет «дальше» и «выше» тоже все ясно: выше (на Луну) полетов не будет, а дальше… Дальше – значит дольше и дороже, а это влияет на пассажиропоток. Так что все определяется экономикой, и под ее требования и создаются современные самолеты.
Правда, сейчас к экономичности прибавился критерий экологичности (также в итоге влияющий на экономичность), так что давление на авиаконструкторов увеличивается, а сами они все чаще заявляют, что развитие существующей комбинации «труба-крыло» подходит к своему пределу. Дожимаются последние проценты топливной экономичности и уменьшения звуковой эмиссии, а для дальнейшего движения вперед нужно радикально менять облик авиалайнера.

NASA в начале 2011 года обнародовала несколько концептов перспективных авиалайнеров, которые в 2025 году должны, по мысли американцев, прийти на смену существующим машинам.

Lockheed-Martin, не производившая пассажирских самолетов с начала 1990-х, представила самолет с коробчатым крылом, чему-то среднему между бипланом и тандемом. Мысль понятна: раз скорость не нужна, следует сделать крыло легче, при этом не покушаясь на его прочность. Судя по всему, в качестве силовой установки планировались двигатели с повышенной степенью двухконтурности, в котором практически вся тяга создается ротором большого диаметра. Движки располагались на хвостовом оперении: под крыло агрегаты такого диаметра установить проблематично.

Подобные же движки планировал и Northrop-Grumman на концепте, очевидно слизанном у Scaled Composites, но там крыло было высокорасположенным, и двигатели можно было разместить под ним. Аппарат с двумя фюзеляжами, наподобие известного White knight, должен был стать экономичнее не только из-за двигателей, но и благодаря совмещению двух фюзеляжей с одним крылом большого удлинения. О том, как это чудовище будет существовать в аэропорту, его создатели не особо задумывались, поэтому в настоящее время эта схема на «Нортроп-Груммане» отброшена и исследования идут по самолету, представляющему собой увеличенный вариант бомбардировщика B-2.

Этот самолет, созданный по технологии Stealth, имеет схему летающее крыло, и не удивительно: крыло должно экранировать излучение и звуковые волны от двигателей, размещенных в его верхней части. Ну и сама конструкция самолета без ярко выраженного фюзеляжа позволяет сделать его достаточно экономичным и с большими полезными объемами внутри.
У «Нортропа» имелся громадный опыт по летающим крыльям: его основатель начал заниматься ими еще в 1930-е. Однако третий претендент – «Боинг» – также занимается пассажирским самолетом той же схемы.
Причина именно в экранировании двигателей от земли. В настоящее время наиболее перспективными считаются двигатели с открытым ротором, которые позволят без особых технологических рисков разом срезать потребление топлива на 9% по сравнению с только что разработанными редукторными двигателями. Двигатели с открытым ротором уже испытывались ранее, сейчас работы над ними ведутся по обе стороны океана, в США, Великобритании. Но уже ясно: сделать такой двигатель менее, и даже таким же шумным, как редукторные движки, не получится: разница достигает 12 децибелл, а это очень много. Единственная возможность использовать открытый ротор – это прикрыть его от земли самим самолетом, и это может быть только летающее крыло.

Поэтому «Боинг» представил свой концепт сразу в двух вариантах: с обычными двигателями и двигателями с открытым ротором, которые размещаются на «спине» самолета на пилонах. В случае, если вдруг более перспективным будет признан двигатель, состоящей из одной турбины, вращающей несколько вентиляторов, летающее крыло также наилучшим образом под него подойдет.
В общем, облик самолета будущего вроде бы начинает вырисовываться с высокой степенью реалистичности. В NASA уже готовы биться об заклад, что как-то так и будет выглядеть будущий самолет в размерности 767-го. Но авиакомпании и аэропорты, которые без особых возражений подписались бы на самолет традиционной схемы с фотонными или гравитонными двигателями и авионикой на основе искусственного разума, принять сходу летающее крыло не готовы: концепцию необходимо предварительно всесторонне обкатать на достаточно крупной машине.
NASA, координирующая работы по самолету нового поколения (N+2), рассчитывала, что после выполнения предварительных исследований, которые уже завершены, в 2015 году удастся начать разработку демонстрационного самолета размерностью B737, на котором и определится жизнеспособность летающего крыла в современном аэропорту, а равно будут проверены на практике многие технические решения. Поначалу перспективы постройки такого самолета выглядели весьма неплохо, но все же оставались сомнения: такой дорогой чисто экспериментальной программы, нацеленной почти исключительно на гражданское применение, еще не было. Теперь выясняется, что и не будет, по крайней мере в обозримом будущем: сроки начала постройки демонстратора сначала сползли на 2016 год, а потом были и вовсе перенесены в неопределенность. Причина банальна: нет денег.
Посему и после 2025 года в аэропортах мы будем встречать только традиционно выглядящие самолеты. Естественно, на них будут стоять усовершенствованные двигатели, в конструкции использоваться новые материалы, а аэродинамика крыла будет улучшена вследствие усовершенствования обтекания профиля, применения гибких органов управления и прочего. Но внешне это будет все тот же B707…
Это же означает, что целей, которые ставила NASA при работе над N+2, достичь не удастся. Не удастся снизить шум на 42 дБ (по сравнению с В777), эмиссии оксида азота на 75% и уменьшить потребление топлива на 40%: по прикидкам, самолет традиционной схемы будет при наилучшем раскладе иметь топливопотребление на 8% больше, а звуковую эмиссию на 12 дБ больше. Но что делать – авиатранспортная революция в очередной раз откладывается…
Или отменяется? Чем лучше будут становиться самолеты традиционной схемы, тем меньше их будет отделять по характеристикам от летающего крыла – и тем меньше будет желание переходить к нему, тратя огромные деньги на исследования и испытания. А сегодняшний эволюционный путь развития скорее заставит самолеты будущего махать крыльями, как птицы, нежели изменить свой внешний вид – если, конечно, вопрос о полетах на Луну не встанет с новой силой…

Комментировать

*

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.