Пассажирский сверхзвук: зачем выдумывать, если есть Ту-160 «Белый лебедь»

Недавние публикации в СМИ, про создание американцами нового «тихого сверхзвука» XB-1 (прототипа пассажирского) и китайского сверхзвукового пассажирского, вызвали некоторое недопонимание.

Снова создают новое, а зачем? И почему до сих пор нет сверхзвуковых пассажирских самолетов? Давайте разбираться вместе.

Кратко об истории создании самолёта с реактивным двигателем

Первый прототип самолета с реактивным двигателем появился в начале 70-х годов XIX века. Да-да, в девятнадцатом веке! Он был разработан отставным капитаном артиллерии Николаем Телешовым. Проект был запатентован в 1867 году. Однако реализовать его так и не удалось.

Первый же реактивный самолет, способный летать, появился только спустя 40 лет. В Румынии 16 декабря 1910 года Coanda-1910 совершил свой первый короткий полет. Он считается самым первым в мире реактивным самолетом. Правда, полноценно, то есть длительное время, он летать все еще не мог. Турбореактивные самолеты, которые были способны совершать длительные полеты, появились еще спустя почти 30 лет.

Исследования в области разработки полноценных сверхзвуковых самолетов начались ближе к концу Второй мировой войны, то есть в первой половине 40-х годов. Первым экспериментальным сверхзвуковым самолетом стал американский Bell X-1, оснащенный ракетным двигателем XLR-11.

4 октября 1947 года американский летчик-испытатель Чак Йегер впервые достиг и преодолел скорость звука в управляемом полете. С этого момента, можно сказать, началась эпоха сверхзвуковых самолетов. Однако первым летчиком, который разогнал свой самолет до сверхзвуковой скорости, возможно, является не Чак Йегер, а Фанрих Ханс-Гвидо Мутке, один из пилотов люфтваффе.

Догоним и обгоним Америку в сверхзвуке

Да, Соединенные Штаты опередили Советский Союз в разработке сверхзвуковых летательных аппаратов. Первым истребителем, который стали выпускать серийно – стал советский МиГ-17. Он был спроектирован в конце 1940-х годов и начал массовое производство в 1952 году. Но... несмотря на то, что он мог развивать близкие к звуковым скорости, его не следует считать сверхзвуковым.

Первый же настоящий сверхзвуковой истребитель поднялся в воздух в мае 1953 года – это был американский North American F-100 Super Sabre. А уже через год он пошел в серию и был принят на вооружение. Это положило начало стремительному развитию сверхзвуковой авиации, которое охватило середину 1950-х и 1960-е годы.

В начале 1960-х в США был создан сверхзвуковой разведывательный самолет Lockheed SR-71 Blackbird, который по-прежнему остается самым быстрым летательным аппаратом в мире.

Но… самое главное, тут как раз не в создании самого самолета, планер может быть любым и это показывает современное авиастроение, а в создании двигателей.

Никто, разве что авиаконструкторы, не знают, сколько на самом деле самолетов в мире (причем порой опережающих своё время) не поднялись в небо по причине отсутствия для них соответствующих двигателей.

Например, всем известный Concorde – французский самолет с дельтовидным крылом и четырьмя двигателями Olympus, основанный на тех, что используются в стратегическом бомбардировщике Avro Vulcan королевских ВВС.

Это второй в мире (первым стал советский Ту-144) коммерческий пассажирский авиалайнер, способный развивать сверхзвуковую скорость. Но он тоже, как и наш, из-за экономической нерентабельности перестал осуществлять рейсы.

Дельтовидное крыло, которое позволяло использовать и планер самолета для увеличения подъемной силы и по сей день не утратило своих достоинств, теперь уже многие самолеты, правда военные, в том числе и сверхзвуковые, сами превратились в единое крыло.

Создание советского пассажирского сверхзвукового самолета

В создании сверхзвукового пассажирского самолета активно участвовали КБ Туполева, Сухого и Мясищева. Эти конструкторские бюро уже имели не только теоретические наработки, но и практический опыт в разработке крупных сверхзвуковых летательных аппаратов. Поэтому в Ту-144 можно было найти элементы и схемы, заимствованные из проектов М-50, Т-4 и Ту-135.

Наибольшее влияние на Ту-144 оказал нереализованный проект бомбардировщика Ту-135 и его пассажирская версия Ту-135П. Однако полноценного военного аналога Ту-144 не существовало. Несмотря на то, что у нас умели разрабатывать и строить военные самолеты, фактически это не привело к созданию конкурентоспособного варианта.

На первый взгляд, казалось, что история завершилась, и не в пользу Ту-144, который уступил «Конкорду» – самолету, который летал дольше, дальше и перевез значительное количество пассажиров.

Тем не менее работы по улучшению Ту-144 (особенно проекты Ту-144К и Ту-144КП) позволили достичь значительных результатов, которые мы можем наблюдать сегодня.

Ключевым моментом стал 1981 год – год, когда звезда Ту-144 угасала.

Однако, состоялся первый полет образца 70-01. Летчик-испытатель Борис Веремей поднял в воздух прототип, который впоследствии получил из-за своей формы красивое название «Белый лебедь» или Ту-160, который и стал самым большим и мощным сверхзвуковым стратегическим бомбардировщиком в мире, и продолжает находиться на вооружении Российской Федерации.

Зачем выдумывать пассажирский сверхзвуковой, если есть «Белый лебедь»?

Согласитесь, что полезная нагрузка сверхзвукового стратегического бомбардировщика «Белого лебедя» (причем далеко не предельная) в 40 тонн – это в 3 раза больше Ту-144 и прекрасный показатель для пассажирского авиалайнера.

Но... изюминка в другом! Тем, кто действительно знаком с боевой авиацией, представляют сколько в военном самолете начинки, которая пассажирскому лайнеру просто не нужна.

Например, на самолёте Ту-160 установлены 4 катапультных кресла K-36LM и каждое весит более 100 кг. Оно обеспечивает гарантированное спасение пилота при скорости 1300 км/ч, перегрузках на 2М, на высоте до 25 км. Так что на четырех членов экипажа это почти полтонны веса, а в креслах еще находятся и носимые аварийные запасы (НАЗ) и парашюты.

Также в двух внутрифюзеляжных грузовых отсеках военного самолёта размещается различная целевая нагрузка общей массой стандартно – 22 500 кг, максимально – до 40 000 кг. Можете представить сколько там свободного места?

А если выбросить из фюзеляжа бомбовые держатели, блоки, обеспечивающие работу систем, прицеливания и сопровождения, РЭБ и оповещения, постановки помех, и многое другое. Это не только увеличит объем внутри фюзеляжа, но и дополнительно снизит массу, что в свое время позволит разместить салон для пассажиров.

Вот вам и сверхзвуковой межконтинентальный лайнер с изменяемой стреловидностью крыла, способный за три посадки совершить кругосветное путешествие вокруг экватора!

Так почему до сих пор нет сверхзвуковых пассажирских самолетов?

И вот тут пора ответить на главный: «Будет ли сверхзвуковой лайнер выгоден с экономической точки зрения?». Ведь все товары и услуги, должны быть не только самоокупаемые, но и прибыльные, в отличии от военных заказов.

На существующих двигателях с топливом проблемы останутся… Расход топлива у самолёта Ту-160 составляет примерно 12-13 тонн в час на крейсерской скорости 960 км/ч (на сверхзвуке значительно возрастет), а это очень много и это серьезная проблема. Давайте сравним показания:

Расход топлива у разных моделей самолетов:

• Boeing 737-300 — 2,6 тонны в час.

• Boeing 737-500 — 3 тонны в час.

• Boeing 737-800 — 2,52 тонны в час.

• У двигателей НК-32 расход топлива за час составляет 42 тонны. А все четыре двигателя на полном форсаже расходуют 168 тонн — всю ёмкость баков.

• Ту-144 — 38,5 тонны в час.

• У модификации Ту-144С — 38,5 тонн в час.

• У доработанной модификации Ту-144Д с двигателем РД-36-5 — 26 тонн в час.

• Ту-154 — от 5,3 до 6,2 тонн в час.

• Ту-160 составляет примерно 12–13 тонн в час на крейсерской скорости 960 км/ч. Расход топлива на форсаже увеличивается в разы.

Как видим, разница с американскими значительная, причем больше, чем на целый порядок. При СССР ради престижа страны правительство пошло на компенсации аэрофлоту, к тому же килограмм чистейшего авиационного керосина в СССР стоил 7 копеек.

Согласятся ли современные пассажиры оплачивать билет и багаж в 10 раз дороже ради сокращения путешествия на 2-3 часа? И это на межконтинентальные перелеты, где цена за билеты и так высока.

Так зачем американцам снова создавать с нуля одноместный сверхзвуковой XB-1, чтобы потом создать на его основе пассажирский, если это уже существует? Нужно создавать экономичные двигатели, а не самолеты…

Вместо заключения

Из вышеописанного можно сделать определенные выводы, что планеры в мировом авиастроении, уже давно способны преодолевать сверхзвуковые барьеры и в пять и более Махов, но человечество встало перед проблемой – создания достойных мощных, но экономичных двигателей. И как раз в этом изыскании заняты многие конструкторы авиастроения.

Очень хочется надеяться, что после всех передряг, Россия займет и в сверхзвуковых пассажирских самолетах своё достойное первое место.