Как выглядят самолеты будущего: гиперзвуковая скорость и солнечная энергия. Пассажирские самолеты будущего - сверхзвуковая скорость на биотопливе По законам природы

Люди всегда стремились покорять небо, и казалось, что ни одному человеку не дано летать подобно птице - стоит только вспомнить миф об Икаре. С момента появления первых планеров братьев Райт в начале ХХ века авиаконструкторы не раз переступали технологические ограничения и совершали революции. Сегодня мы уже не считаем фантастикой массовое использование беспилотных воздушных судов или самолетов на жидком водороде. Но новые технологии необходимо подкрепить безоговорочными гарантиями безопасности и надежности, и компании всего мира прилагают большие усилия для того, чтобы заручиться поддержкой своих пассажиров.

Управление как в видеоигре

Технология для гражданских самолетов Active Stick , разработанная в 2018 году компанией BAE Systems, применяется на реактивном самолете бизнес-класса Gulfstream G500, где она обеспечивает тактильную обратную связь пилота с системами лайнера. Active Stick дает ему возможность буквально физически ощущать свою машину вместо того, чтобы полагаться только на показания приборов.

BAE Systems - оборонная компания Великобритании. Входит в топ-10 мировых компаний по производству вооружений.

Gulfstream G550 - реактивный двухмоторный самолет бизнес-класса, выпускающийся корпорацией Gulfstream Aerospace.

Изображение: Gulfstream

Fly-by-Wire (FBW) - система, заменившая прежний ручной (механический) контур управления самолетом электронным - одно из чудес современной аэрокосмической техники. Самолеты предыдущего поколения управлялись с помощью гигантского количества тросов, кабелей, шкивов и гидравлики, что значительно утяжеляло летательные аппараты. Однако, по мнению экспертов, использование компьютерного джойстика снижает реальное восприятие полета до уровня видеоигры.

Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly-by-Wire) - система управления летательным аппаратом, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от органов управления в кабине экипажа (например, от ручки управления самолетом, педалей руля направления) к исполнительным приводам аэродинамических поверхностей (рулей и взлетно-посадочной механизации крыла) в виде электрических сигналов. Впервые была использована в американских бомбардировщиках Vigilante в 1961 году.

Boeing , как и BAE Systems, экспериментирует с автоматизированным подходом к управлению. Компания представила новую функцию компьютерного управления в моделях Boeing 737 MAX 8 и MAX 9 . Она позволяет избежать сваливания, которое может возникнуть, если нос самолета слишком сильно поднят. Однако специалисты предупреждают, что во время нештатных ситуаций этот инструмент может неправильно сработать и просто отправить самолет в пике даже при ручном управлении. В пособиях к новым самолетам не говорилось о том, что во время нештатных ситуаций управление Boeing может измениться, и представители авиакомпаний находятся в некотором замешательстве из-за отсутствия комментариев самой компании. Более того, некоторые эксперты опасаются, что именно эта новая функция привела к катастрофе в Яванском море .

29 октября 2018 года самолет Boeing 737 MAX 8 авиакомпании Lion Air через 13 минут после взлета упал в Яванское море. В результате авиакатастрофы погибли 189 человек.

В связи с появлением огромного количества новых технологий в сфере авиастроения неизбежно возникает вопрос о безопасности использования искусственного интеллекта и автономных решений компьютера. Для обеспечения безопасности воздушного пространства SkyGrid блокчейн-систему, в которой будут храниться все данные о полетах беспилотных летательных аппаратов. Анализировать большие объемы данных будет искусственный интеллект. Нейросеть также сможет передавать всю информацию о полетах в государственные авиационные диспетчерские системы.

Сверхбыстрые и беспилотные самолеты

В июне этого года корпорация Boeing представила на конференции в Атланте проект гиперзвукового самолета, который за два часа долетит из Нью-Йорка до Лондона и за три часа - из Нью-Йорка до Токио. Скорость самолета Boeing должна быть в пять раз выше скорости звука: она будет превышать 6 тыс. км/час. Для сравнения, максимальная скорость сверхзвукового пассажирского самолета Concorde превышала скорость звука в два раза. На создание гиперзвукового самолета по подсчетам Boeing уйдет не менее 20–30 лет.

Изображение: Boeing

«Конкорд» - британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолетов, находившихся в коммерческой эксплуатации.

«Конкорд» был создан в результате слияния в 1962 году. Всего было изготовлено 20 самолетов. Первый полет прототипа состоялся в 1969 году, а ввод в коммерческую эксплуатацию произошел в 1976 году. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более 3 млн пассажиров.

25 июля 2000 года один самолет потерпел катастрофу при вылете из парижского аэропорта Шарль де Голль, погибло 113 человек. Эта катастрофа приостановила полеты «Конкордов» на полтора года. В последующие годы велись работы по модификации парка самолетов. Но после возобновления полетов последовала череда инцидентов, наиболее заметными из которых стали отказ одной из секций руля направления и утечка топлива, повлекшая отключение двигателя.

10 апреля 2003 года British Airways и Air France объявили о решении прекратить коммерческую эксплуатацию своего парка «Конкордов».

В России Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) разработку проекта гиперзвукового пассажирского самолета с двигателями на жидком водороде. Генеральный директор ЦАГИ Кирилл Сыпало сообщил, что появление отечественных водородных самолетов намечено на 2030–2031 годы. Планируется, что гиперзвуковые самолеты будут осуществлять пассажирские перевозки по России.

Изображение: ЦАГИ

Через три года Airbus, Rolls-Royce и Siemens проведут первые летные тесты гибридного самолета E-Fan X. В основу конструкции ляжет пассажирский самолет BAE 146. Инженеры заменят один из четырех турбовентиляторных газовых двигателей BAE 146 на гибридный двигатель. Его работу обеспечат аккумуляторы и бортовой генератор на авиационном топливе.

Aurora Flight Sciences , дочерняя компания авиаразработчика Boeing, уже в 2019 году первый беспилотный самолет на солнечных батареях. Беспилотный научный самолет Odysseus предназначен для непрерывного полета и проведения климатических и атмосферных исследований. Создатели утверждают, что Odysseus сможет летать несколько месяцев подряд и производить нулевые выбросы углекислого газа. В основном Boeing будет использовать беспилотник для мониторинга погоды, однако спектр возможного применения намного шире - связь, разведка, наука. Специалисты Boeing отмечают, что могут перепрограммировать Odysseus в зависимости от задач.

Норвегия движется в том же направлении - организации экологически безопасных полетов. Фальк-Петерсен, глава государственной норвежской компании Avinor , сообщил, что для начала авиакомпании будут тестировать «переходные технологии» - биотопливо и гибридные двигатели. Avinor также планирует организовать тендер на запуск коммерческого рейса с использованием небольшого , рассчитанного на 19 пассажиров. Первые полеты воздушного судна должны состояться уже в 2025 году. С 2040 года все воздушные суда для ближних перевозок в Норвегии перейдут на электротягу.

Avinor AS - государственная компания с ограниченной ответственностью, которая управляет большинством гражданских аэропортов в Норвегии. Норвежское государство через Министерство транспорта и коммуникаций контролирует 100% уставного капитала.

Первым серийным электрическим летательным аппаратом, появившимся в продаже, стал одноместный планер Alisport Silent Club в 1997 году. Приводился в движение двигателем мощностью 13 кВт.

С мая 2015 года словенский производитель Pipistrel модель Alpha Electro - двухместный полностью электрический самолет, предназначенный для обучения.

Lockheed Martin уже сообщила о завершении «чертежного» этапа разработки самолета X-59 Quiet Supersonic Technology (QueSST) и начале его непосредственного изготовления. Первый испытательный полет запланирован на 2021 год.

Многолетнее сотрудничество Lockheed Martin и НАСА подсказало цель создания X-plane QueSST - тестирование технологий, которые в дальнейшем позволят получить малошумный коммерческий сверхзвуковой самолет, не создающий проблем для жителей городов.

X-59 QueSST будет совершать полеты на высоте 17 тыс. м со скоростью 1 512 км/час, при этом шум в момент преодоления звукового барьера не будет превышать 75 дБ, что соответствует громкости хлопка при закрытии двери автомобиля.

В России уже летные сертификационные испытания два новых пассажирских самолета МС-21-300 . Во время испытаний они подвергнутся многократным нагрузкам, имитирующим не менее 180 тыс. полетов. Уникальность этого лайнера заключается в крыле из полимерных композитов, впервые в мире созданном для самолетов вместимостью свыше 130 пассажиров. Благодаря такой конструкции операционные расходы при эксплуатации МС-21 будут на 12–15% меньше, чем у аналогов. Доля композитов в конструкции МС-21 составляет свыше 30% и является уникальной для этого класса воздушных судов.

В 2018 году российские разработчики представили новый турбинный двигатель ТВ7-117СТ-01. Его характеристики в целом повышают эффективность всей практически полностью автоматизированной системы. Его уже установили на пассажирском самолете Ил-114-300, который будет предназначен для эксплуатации на местных воздушных линиях. Двигатель увеличит, по сравнению с Ил-114, дальность полета с полной допустимой загруженностью до 1 900 км.

Летающие автомобили и рюкзак за плечами

Техдиректор Rolls-Royce Пол Штайн назвал три категории самолетов, которые первыми перейдут на электротягу. К первой категории относятся авиатакси - небольшие летательные аппараты, рассчитанные на одного-четырех пассажиров, с запасом хода не более 120 км. «Для таких судов аккумуляторы уже практически готовы», - заявил Штайн. Вероятно, именно этим объясняется возросшая популярность идеи создания и введения в эксплуатацию летающих автомобилей, а именно так сейчас принято называть небольшие воздушные такси. Guardian приводит в качестве примеров принадлежащий китайской Geely стартап Terrafugia, а также словенскую компанию Pipistrel. Свою версию авиатакси разрабатывает и Airbus совместно со специалистами Audi и дочерней компанией Italdesign.

27 ноября этого года концепт воздушного такси Pop.Up Next был представлен в Амстердаме на ежегодной неделе дронов, где успешно продемонстрировал все заложенные в него функции.

Концепт имеет важную особенность - он модульный, благодаря чему сможет перевозить пассажиров как по земле, так и по воздуху. Pop.Up Next состоит из трех отдельных модулей. Электрическое шасси мощностью 60 кВт (80 л. с.) крепится к пассажирской капсуле, тем самым формируя электромобиль. При этом пассажиры с помощью специального приложения смогут в любой момент (например, безнадежно застряв в пробке) вызвать летающий модуль и, соединившись с ним, уже по воздуху прибыть в пункт назначения.

Отдельное направление развития гражданской авиации - это JetMan - реактивные рюкзаки, которые позволят человеку летать в будущем. Управление летательным аппаратом происходит только за счет смещения центра тяжести. Ранец может развить скорость до 300 км/час, максимальная дальность полета - десять минут.

Тренд на мобильность авиасудов, способных передвигаться даже в пределах мегаполиса, беспилотные технологии и гиперзвуковые скорости уже сегодня отражает завтрашнее положение гражданской авиации. Передвижения в трех измерениях - будущее транспорта, которое уже, по гендиректора Uber Дары Хосровшахи, находится в пределах 20–30 лет. Но, возможно, все эти изобретения излишни, если скоро для преодоления расстояния в тысячу километров нам нужен будет только ранец за спиной.

Когда может подняться в небо новый сверхзвуковой пассажирский самолет? Бизнес-джет на базе бомбардировщика Ту-160: реально? Как бесшумно преодолеть звуковой барьер?

Ту‑160 - самый крупный и мощный в истории военной авиации сверхзвуковой самолет и самолет с изменяемой геометрией крыла. Среди летчиков получил прозвище "Белый лебедь". Фото: AP

Есть ли у сверхзвуковых пассажирских машин перспектива? - спросила я не так давно выдающегося российского авиаконструктора Генриха Новожилова.

Конечно, есть. По крайней мере сверхзвуковой бизнес-самолет обязательно появится, - ответил Генрих Васильевич. - Мне не раз доводилось беседовать с американскими бизнесменами. Они четко заявляли: "Если бы такой самолет появился, господин Новожилов, то, как бы дорого он ни стоил, его бы у вас мгновенно купили". Скорость, высота и дальность - три фактора, которые актуальны всегда.

Да, актуальны. Мечта любого бизнесмена: утром перелететь через океан, заключить крупную сделку, а вечером вернуться домой. Современные самолеты летают не быстрее 900 км/ч. А сверхзвуковой бизнес-джет будет иметь крейсерскую скорость около 1900 км в час. Какие перспективы для делового мира!

Вот почему ни Россия, ни Америка, ни Европа никогда не оставляли попыток создать новую сверхзвуковую пассажирскую машину. Но история тех, что уже летали - советского Ту-144 и англо-французского "Конкорда", - научила многому.

В декабре этого года будет полвека, как Ту-144 совершил первый полет. А спустя год лайнер показал, на что конкретно способен: преодолел звуковой барьер. Он набрал скорость в 2,5 тыс. км/ч на высоте 11 км. Это событие вошло в историю. В мире до сих пор нет аналогов пассажирских бортов, которые способны повторить подобный маневр.

"Сто сорок четверка" открыла принципиально новую страницу в мировом самолетостроении. Рассказывают, на одном из совещаний в ЦК КПСС конструктор Андрей Туполев докладывал Хрущеву: машина получается довольно прожорливой. Но тот лишь махнул рукой: ваше дело - утереть нос капиталистам, а керосина у нас - хоть залейся...

Нос - утерли. Керосином - залились.

Впрочем, и европейский конкурент, взлетевший позже, тоже не отличился экономичностью. Так, в 1978 году девять "Конкордов" принесли своим компаниям около 60 млн долларов убытка. И только правительственные субсидии спасли положение. Тем не менее "англо-француз" летал вплоть до ноября 2003 года. А вот Ту-144 списали намного раньше. Почему?

Прежде всего не оправдался хрущевский оптимизм: в мире разразился энергетический кризис и цены на керосин устремились вверх. Сверхзвуковой первенец сразу же окрестили "удавом на шее "Аэрофлота". Огромный расход топлива нокаутировал и проектную дальность полетов: Ту-144 не дотягивал ни до Хабаровска, ни до Петропавловска-Камчатского. Только из Москвы до Алма-Аты.

И если бы только это. 200-тонный "утюг", курсировавший над густонаселенными районами на сверхзвуковой скорости, буквально взорвал все пространство вдоль трассы. Посыпались жалобы: надои у буренок упали, куры перестали нестись, кислотные дожди задавили... Где правда, где ложь - сегодня однозначно не скажешь. Но факт остается фактом: "Конкорд" летал только над океаном.

Наконец, самое важное - катастрофы. Одна - в июне 1973-го на авиасалоне в парижском Ле Бурже, что называется, на виду у планеты всей: экипаж летчика-испытателя Козлова хотел продемонстрировать возможности советского лайнера... Другая - через пять лет. Тогда выполнялся испытательный полет с двигателями новой серии: они как раз должны были вытащить самолет на необходимую дальность.

"Конкорд" тоже не избежал трагедии: самолет разбился в июле 2000 года при вылете из аэропорта Шарль де Голль. По иронии судьбы, он рухнул почти там, где когда-то Ту-144. Погибли 109 человек на борту и четверо на земле. Регулярные пассажирские перевозки возобновились только год спустя. Но последовала еще череда инцидентов, и на этом сверхзвуковике тоже поставили жирную точку.

31 декабря 1968 года состоялся первый полет Ту‑144, на два месяца раньше "Конкорда". А 5 июня 1969 года на высоте 11 000 метров наш самолет первым в мире вырвался за пределы звукового барьера. Фото: Сергей Михеев/ РГ

Сегодня, на новом витке развития технологий, ученым необходимо найти баланс между противоречивыми факторами: хорошей аэродинамикой нового сверхзвукового самолета, небольшим расходом топлива, а также жесткими ограничениями на шум и звуковой удар.

Насколько реально создать новый пассажирский сверхзвуковик на базе бомбардировщика Ту-160? С точки зрения чисто инженерной - вполне, говорят эксперты. И в истории есть примеры, когда военные самолеты успешно "снимали погоны" и улетали "на гражданку": так, Ту-104 был создан на основе дальнего бомбардировщика Ту-16, а Ту-114 - бомбардировщика Ту-95. В обоих случаях пришлось переделывать фюзеляж - менять схему расположения крыла, расширять диаметр. Фактически это были новые самолеты, и достаточно успешные. Кстати, любопытная деталь: когда Ту-114 впервые прилетел в Нью-Йорк, там в ошарашенном аэропорту не нашлось ни подходящего по высоте трапа, ни тягача...

Схожие работы как минимум потребуются и по конверсии Ту-160. Однако насколько это решение будет экономически эффективно? Все требуется тщательно оценить.

Сколько нужно таких самолетов? Кто и куда на них будет летать? Насколько они будут коммерчески доступны для пассажиров? Как скоро окупятся затраты на разработку?.. Билеты на том же Ту-144 стоили в 1,5 раза дороже обычных, но даже такая высокая стоимость не покрывала эксплуатационных затрат.

Между тем, как утверждают эксперты, первый российский сверхзвуковой административный самолет (бизнес-джет), может быть спроектирован за семь-восемь лет при наличии задела по двигателю. Такой самолет сможет вместить до 50 человек. Общий спрос на внутреннем рынке прогнозируется на уровне 20-30 машин при цене 100-120 млн долларов.

Серийный сверхзвуковой пассажирский самолет нового поколения может появиться около 2030 года

Над проектами сверхзвуковых бизнес-джетов работают конструкторы по обе стороны океана. Все ищут новые компоновочные решения. Кто-то предлагает нетипичный хвост, кто-то - совершенно необычное крыло, кто-то - фюзеляж с изогнутой центральной осью...

Специалисты ЦАГИ разрабатывают проект СДС/СПС ("сверхзвуковой деловой самолет / сверхзвуковой пассажирский самолет"): по задумке, трансатлантические перелеты на расстояние до 8600 км он сможет выполнять с крейсерской скоростью не менее 1900 км/ч. Причем салон сделают трансформируемым - из 80-местного в 20-местный VIP-класса.

А минувшим летом на авиасалоне в Жуковском одной из самых интересных стала модель высокоскоростного гражданского самолета, созданная учеными ЦАГИ в рамках международного проекта HEXAFLY-INT. Этот самолет должен летать со скоростью более 7-8 тыс. км/ч, соответствующей числам Маха 7 или 8.

Но чтобы высокоскоростной гражданский самолет стал реальностью, предстоит решить огромный спектр задач. Они связаны с материалами, водородной силовой установкой, ее интеграцией с планером и получением высокой аэродинамической эффективности самого летательного аппарата.

И что уже совершенно точно: конструктивные особенности проектируемой крылатой машины будут явно нестандартными.

Компетентно

Сергей Чернышев, генеральный директор ЦАГИ, академик РАН:

Уровень звукового удара (резкий перепад давления в ударной волне) от Ту-144 равнялся 100-130 паскалей. Но современные исследования показали: его можно довести до 15-20. Более того, снизить громкость звукового удара до 65 децибел, а это эквивалентно шуму большого города. До сих пор в мире нет официальных нормативов по допустимому уровню звукового удара. И скорее всего он будет определен не раньше 2022 года.

Мы уже предложили облик демонстратора сверхзвукового гражданского самолета будущего. Образец должен показать возможность снижения звукового удара в сверхзвуковом крейсерском полете и шума в районе аэропорта. Рассматриваются несколько вариантов: самолет на 12-16 пассажиров, также на 60-80. Есть вариант совсем маленького делового самолета - на 6-8 пассажиров. Это разные веса. В одном случае машина будет весить примерно 50 тонн, а в другом - 100-120 и т.д. Но стартуем мы именно с первого из обозначенных сверхзвуковых самолетов.

По разным оценкам, уже сегодня есть нереализованная на рынке потребность в быстрых перелетах деловых людей на самолетах с пассажировместимостью 12-16 человек. И, конечно, машина должна летать на расстояние не меньше 7-8 тысяч километров по трансатлантическим маршрутам. Крейсерская скорость будет 1,8-2 Маха, то есть примерно в два раза быстрее скорости звука. Такая скорость является технологическим барьером для использования в конструкции планера обычных алюминиевых материалов. Поэтому мечта ученых - сделать самолет полностью из температурных композитов. И хорошие наработки есть.

Четкие требования к самолету должен определить стартовый заказчик, и тогда на этапах эскизного проектирования и проведения опытно-конструкторских работ возможно некоторое изменение исходного облика самолета, полученного на этапе предварительного проектирования. Но обоснованные принципы снижения звукового удара останутся неизменными.

Недолгая пассажирская эксплуатация сверхзвукового Ту‑144 ограничилась рейсами из Москвы в Алма‑Ату. Фото: Борис Корзин/ Фотохроника ТАСС

Думаю, до летающего прототипа нас отделяет 10-15 лет. В ближайшее время, по нашим планам, должен появиться летающий демонстратор, облик которого прорабатывается. Его главная задача - продемонстрировать основные технологии создания сверхзвукового самолета с низким уровнем звукового удара. Это необходимый этап работы. Серийный сверхзвуковой самолет нового поколения может появиться на горизонте 2030 года.

Олег Смирнов, заслуженный пилот СССР, председатель комиссии по гражданской авиации Общественного совета Ространснадзора:

Сделать на базе Ту-160 пассажирский сверхзвуковик? Для наших инженеров - совершенно реально. Не проблема. Тем более что машина эта очень хорошая, с замечательными аэродинамическими качествами, хорошим крылом, фюзеляжем. Однако сегодня любой пассажирский самолет должен прежде всего соответствовать международным требованиям летной и технической годности. Несовпадений, если сравнивать бомбардировщик и пассажирский самолет, - более 50 процентов. Например, когда некоторые говорят, что при переделке надо "раздуть фюзеляж", надо понимать: сам Ту-160 весит более 100 тонн. "Раздуть" - это еще добавить вес. А значит - увеличить расход топлива, уменьшить скорость и высоту, сделать аппарат по своим эксплуатационным расходам абсолютно непривлекательным для любой авиакомпании.

Чтобы создать сверхзвуковой самолет для деловой авиации, нужны новая авионика, новые авиадвигатели, новые материалы, новые виды топлива. На Ту-144 керосин, что называется, лился рекой. Сегодня подобное невозможно. А главное - на такой самолет должен быть массовый спрос. Одна-две машины по заказу от миллионеров финансовой проблемы не решат. Авиакомпании должны будут брать его в лизинг и "отрабатывать" стоимость. На ком? Естественно, на пассажирах. С точки зрения экономики, проект станет провальным.

Сергей Мельниченко, генеральный директор МКАА "Безопасность полетов":

За почти 35 лет, прошедших с начала серийного выпуска Ту-160, технологии ушли вперед, и это придется учитывать при глубокой модернизации существующего самолета. Самолетостроители говорят, что намного проще и дешевле создать новый самолет в соответствии с новой концепцией, чем перестраивать старый.

Другой вопрос: если Ту-160 будет перестроен именно под бизнес-джет, заинтересуются ли им все-таки арабские шейхи? Однако есть несколько "но". Самолету нужно будет получить международный сертификат (а за его выдачей стоят Евросоюз и США), что очень проблематично. Кроме того, понадобятся новые экономичные двигатели, которых у нас нет. Те, которые имеются, топливо не потребляют, а пьют.

Если же самолет переоборудуют под перевозку эконом-пассажиров (что маловероятно), то вопрос - а куда летать и кого возить? Мы за прошлый год только-только подобрались к цифре 100 млн перевезенных пассажиров. В СССР эти показатели были куда выше. Количество аэродромов уменьшилось в несколько раз. Далеко не все, кто хотел бы слетать в европейскую часть страны с Камчатки и Приморья, могут себе это позволить. Билеты на "пьющий топливо самолет" будут дороже, чем на "боинги" и "эрбасы".

Если самолет планируется перестроить сугубо под интересы руководителей крупных компаний, то так, скорее всего, и будет. Но тогда этот вопрос касается сугубо их, а не российской экономики и людей. Хотя и в этом случае сложно представить, что полеты будут выполняться только в Сибирь или на Дальний Восток. Проблема с шумами на местности. А если обновленный самолет не пустят на Сардинию, то кому он нужен?

Авиационная техника в новейших концептах регулярно демонстрирует передовые технологические разработки по самым разным аспектам эксплуатации. Это касается не просто модернизации современных моделей, но и более широкого взгляда на будущее сегмента. Конструкторы ориентируются на потенциалы для развития на базе технологий, которые еще недавно считались инновационными. Конечно, не все проекты, по которым можно оценивать самолеты будущего, действительно будут реализованы, но по многим разработкам вполне можно составить представление в целом о тенденциях развития авиации.

Новые идеи в пассажирском самолетостроении

Среди наиболее реальных разработок уже ближайшего будущего можно отметить Boeing 777X. Принципиально инновационных и ярких нововведений не предвидится, но конструкторы этой модели обещают серьезную переработку органов управления и формы крыльев. Например, в 777X будут объединены элероны и закрылки, что позволит минимизировать общий вес конструкции. Что касается особой конструкции крыльев, то она будет секционной - длина каждой составит 3,5 м, причем разработчики предусмотрят и возможность их вертикального подъема для парковки в процессе руления. Как и многие другие пассажирские самолеты будущего, этот авиалайнер планируется перевести на более эффективные источники топлива. Силовую установку представит двухдвигательный комплекс, способный управляться с размахом крыльев порядка 72 м. Предположительно, самолет войдет в эксплуатацию в 2020 г.

Интересна и японская разработка Mitsubishi Regional Jet (MRJ). Данное судно представляет собой реактивный пассажирский лайнер на 76 мест. К тому же 20-му году создатели планируют выпустить несколько модификаций, одна из которых будет 90-местной. По мнению многих экспертов, Mitsubishi предложит более безопасные самолеты будущего, чем бразильская фирма Embraer и версии знаменитого «Суперджета». Это будет достигнуто за счет обновленной конструкции фюзеляжа и более функциональных бортовых систем.

Тенденции в военной авиации

Военная техника традиционно показывает более технологичные и развитые функционально образцы. Отчасти это касается и авиации. Начать стоит с коммуникационного обеспечения - на поверхностях боевых самолетов будущего могут появиться массивные антенны, сенсоры и радары, которые позволят улавливать и передавать электромагнитные колебания. На практике это обеспечит возможность точного «сканирования» объектов в радиусе 360 градусов независимо от погодных условий. Привнесут новые возможности и нанотехнологии. В частности, некоторые разработки обеспечат покрытиям функцию термометра, которая позволит оповещать о повреждениях. Уже в этом десятилетии военные самолеты будущего, скорее всего, получат и лазеры. Причем их использование будет узко ориентированным. Первые концепты планируется использовать как средство поражения вражеских ракет и сенсоров противовоздушной обороны. Для уничтожения электронных устройств будет применяться микроволновое оружие. И для оснащения самолетов лазерами, и для электромагнитных установок будут предусматриваться специальные двигатели. Ожидается и появление новых бомбардировщиков, но в данном направлении принципы поражения останутся прежними, а изменения произойдут разве что в плане конструкционной оптимизации.

Сверхзвуковые самолеты

Этот класс остается одним из самых перспективных и насыщенных. К примеру, NASA к 2020 планирует выпустить сверхзвуковой QueSST, который будет почти бесшумным. Это важная особенность, поскольку именно высокие показатели шума до сегодняшнего дня являются главной причиной запрета сверхзвуковых самолетов для перевозки пассажиров. С помощью новых технологий NASA планирует устранить шумовые нагрузки при переходе на сверхвысокую скорость. Интересный проект поддерживает и Virgin Galactic. Это стартап под названием Boom, который, по некоторым расчетам, может в 2,5 раза сократить время перелетов над Атлантикой относительно показателей современных сверхзвуковых моделей. Не остаются без внимания и самолеты-истребители будущего, которые в шестом поколении перейдут на сверхзвуковую скорость. Пока это далекие планы, но не исключено, что подобные разработки появятся на платформах БПЛА RQ-4 и Boeing - F-X. По некоторым сведениям, новейшие модификации смогут обеспечивать гиперзвуковую скорость на уровне 6 тыс. км/ч. Но, опять же, эксплуатация моделей шестого поколения начнется не раньше 2050 года.

Летающие автомобили

Кинематографические образы в виде летающих личных машин даже сегодня кажутся далекой фантастикой. Тем не менее компания Terrafugia рассчитывает если не реализовать данную концепцию в скором будущем, то приблизить ее. Не так давно разработчики фирмы уже представляли частный автосамолет, но с одним нюансом - это был в большей степени именно самолет, поскольку для него требовалась взлетная полоса с ровной поверхностью длиной 500 м. И это не говоря о сложностях управления, с которым мог совладать только профессиональный пилот. Однако в новых версиях самолеты будущего от Terrafugia как минимум должны избавиться от необходимости использования взлетной полосы. Это достижение уже продемонстрировала свежая модификация TF-X, способная развивать порядка 350 км/ч. При этом дальность полета составляет 805 км.

Гибридные самолеты

Идеи экологического и энергоэффективного питания давно применяются в традиционных автомобилях. Вполне логично, что они стали осваиваться и конструкторами авиатехники. В частности, инженеры из Boeing создали концептуальную модель SUGAR, которая должна обеспечить авиакомпаниям до 70% экономии по сравнению с аппаратами, работающими на обычном топливе. Столь высокий процент энергосбережения стал возможным благодаря электрическим батареям. В процессе ожидания пассажиров, SUGAR будет одновременно наполняться традиционным топливом и заряжаться от энергетического терминала аэропорта. Обычные топливные материалы предназначены только для взлета, а сам полет осуществляется за счет электродвигателей. И это не единственная разработка подобного типа. Сегодня проекты самолетов будущего рассчитываются с возможностью полного перехода на электричество. Наиболее амбициозные идеи касаются и аккумуляции солнечной энергии, что может сделать энергообеспечение на 100% бесплатным.

Инновации в частном сегменте

Весьма оригинальные разработки появляются и на рынке частных самолетов. Так, модель Bombardier Global 8000 представляет собой бизнес-джет, рассчитанный на 8 мест. Он обещает поставить рекорд перелета без дозаправки на дистанцию около 15 000 км. При этом скорость составит 950 км/ч. Интересна и внешне необычная модель SkiGull, которую называют самолетом-амфибией. Название обусловлено способностью аппарата садиться на водную поверхность. Это новая разработка, но в скором будущем она станет доступна для всех желающих ее приобрести. Также комбинированные самолеты будущего для частных пользователей предлагают специалисты Icon. Модель A5 представляет вариант двухместного гидросамолета, который не только позволяет садиться и взлетать с водной глади, но также способен выходить из штопора и при необходимости осуществлять катапультирование пилота с парашютом.

Космические авиаперелеты

Уже упомянутая фирма Virgin Galactic также занимается туризмом в виде космических полетов. Но в будущем, как отмечают ее представители, технологии позволят и рядовым пользователям авиатехники выполнять суборбитальные перелеты из одной точки планеты в другую. То есть речи о полетах на дальние уголки космоса не идет, но выход на орбиту с преодолением атмосферного слоя - возможен. Сегодня примером реализации данной идеи являются аппараты семейства Space Ship Two. Подобные самолеты будущего смогут подниматься на высоту более 15 км и доставлять пассажиров в разные точки Земли с минимальными временными затратами.

Будущее российского авиастроения

Отечественное самолетостроение долгое время находилось в кризисном состоянии и лишь в последние годы стали предприниматься серьезные попытки по кардинальному изменению ситуации. Перспективы развития российского сегмента отрасли связаны с двумя довольно успешными разработками. Во-первых, это «Сухой Суперджет SSJ 100», который показывает достойные технико-эксплуатационные показатели, открыв и новые возможности для дальнейшего продвижения проекта. К примеру, в 2019 г. планируется выпуск модификации на 120 мест. Во-вторых, внушают большие надежды в развитие комплекса и самолеты будущего России на базе МС-21. Данная платформа должна выйти свет в 2020 г. Это ближне-среднемагистральный лайнер, силовая установка которого создана полностью на отечественных комплектующих.

Заключение

Пожалуй, ключевой тенденцией в развитии индустрии можно назвать устранение эксплуатационных ограничений для авиатехники разного класса. Причем это касается не только технических показателей, но и нишевых барьеров. Например, перестает быть актуальной знаменитая строчка «первым делом самолеты». Истребитель из будущего, грузовой лайнер, или пассажирское судно вполне может получить облик вертолета. В некоторых сегментах перспективные модели геликоптеров успешно заменяют традиционные самолеты. Не исключено, что такая тенденция сохранится и в дальнейшем. В частности, аппараты семейства Bell 525 обещают стать первыми вертолетами с электродистанционной системой управления, которая минимизирует нагрузку на экипаж. А концепты Helicopters от Airbus должны поставить рекорды в показателях грузоподъемности. По заявлениям производителя, к 2020 г. такие модели смогут перевозить грузы до 10 т.

Авиакомпания Spike Aerospace, базирующаяся в Бостоне, вот уже несколько лет работает над сверхзвуковым реактивным самолетом бизнес-класса. Недавно компания объявила , что скоро проведет летные испытания новой модели S-512 Quiet Supersonic Jet. Эксперимент, доказывающий работоспособность концепции SX-1.2, будет посвящен в первую очередь проверкам стабильности и управляемости самолета. Если все пройдет успешно, то в будущем Spike Aerospace пообещала провести ряд более динамичных и зрелищных полетов: самолет, способный перевозить до 22 пассажиров, разгоняется до скорости в 1,6 маха (примерно 1900 км/ч).

Сверхзвуковой транспорт: мечта или реальность?

По словами президента компании Вика Качория (Vik Kachoria), тестовый беспилотник с жестким крылом совершит вывод из «местечка в Новой Англии», точные координаты которого пока не раскрываются. Spike Aerospace не скрывает своей заинтересованности в совершенствовании технологии сверхзвуковых самолетов, но теперь фирма наконец объявила о запланированных сроках разработки. Второй, более крупный демонстрационный самолет уже построен, а третий все еще находится на стадии проектирования. Летные испытания запланированы на середину 2018 года, а сама модель S-512 будет испытана в 2021 году при условии, что все демонстрационные и тестовые вылеты пройдут нормально и самолет будет надежен. Первый же вылет полноразмерного транспорта с настоящими пассажирами на борту планируется провести до 2023 года.

S-512 — это самолет-загадка, вокруг которого роится множество невероятных слухов, пока что никак не опровергнутых или подтвержденных официальными представителями компании. В теории эта модель сможет летать по суше на сверхзвуковых скоростях, что в настоящий момент запрещено FAA из-за шумового загрязнения. Конструкторы NASA работают над экспериментальным сверхзвуковым двигателем, работающий с куда меньшим уровнем шума и предотвращающим воздействие звуковых волн на самолет, что делает нахождение в нем достаточно комфортным. Но космическое агентство надеется провести первые испытания в лучшем случае к 2020 году, а Spike Aerospace уже заявляет, что двигатель S-512 будет генерировать шум в 75 дБА на уровне земли — то есть с земли он будет не громче обычного хлопка в ладоши. Однако инженеры не торопятся раскрывать детали и то, как именно они планируют ослабить уровень шума.

Вместо иллюминаторов — огромные экраны, транслирующие окружающие пейзажи в режиме реального времени

Максимальная дальность полета S-512 составляет 10 000 км, при этом полет обещает быть весьма комфортным. Разумеется, на сверхзвуковых самолетах не предусмотрены иллюминаторы, но технология Multiplex Digital Cabin позволяет заменить их экранами, способными транслировать реальный вид за бортом самолета в HD-качестве, а при желании их можно использовать как обычную плазменную панель.

Будущее сверхзвуковых самолетов

В настоящее время Spike Aerospace — далеко не единственная компания, занимающаяся разработкой сверхзвуковых пассажирских самолетов. К примеру, Boom Supersonic из Денвера, работающие при поддержке Ричарда Брэнсона и Virgin Galactic, в настоящее время занимается постройкой демонстрационной модели 50-местного пассажирского лайнера в масштабе 1:3, способной развивать скорость до 2,2 маха. Модель, получившая название XB-1, будет оснащена двухместной кабиной, а ее первый пробный вылет намечен на 2018 год. Другая компания, Aeron Corporation, объединилась с Airbus для создания еще одного прототипа сверхзвукового транспортного средства, испытания которого пройдут в 2020 году.

Сама Spike Aerospace тоже получила поддержку от ряда производителей и аэрокосмических центров по всему миру: Quartus Engineering в США, Siemens в Германии и Aernnova в Испании и многих других. Благодаря этому, в отличие от конкурентов британцы готовы предоставить клиентам полностью рабочий самолет и наладить перелеты уже к середине 2020-х годов. Но это лишь оптимистичные обещания, а нам же остается запастись терпением и дождаться практических испытаний.

31 декабря 1968 года отправился в первый полет легендарный советский самолет Ту-144 , ставший первым в мире пассажирским сверхзвуковым авиалайнером. Первым, но не последним. И пусть сейчас подобные полеты прекратились, но сама идея путешествовать быстрее скорости звука не угасла. И этот наш обзор посвящен истории сверхзвуковой и гиперзвуковой авиации , а также её будущему.

В последнее время все большую популярность набирает идея гиперзвуковой пассажирской авиации. Она подразумевает создание самолетов, которые смогут подниматься на суборбитальную орбиту и летать там со скоростью, которая немыслима в атмосфере (5М и выше, где М – это число Маха, относительная величина, превышающая 1000 километров в час).