На всеки няколко месеца интернет гръмва с новина за поредния лъскав проект, който обещава да възроди пътническите полети със скорост над тази на звука. Някои от дизайните бързо се прочуват като „новия Конкорд"... преди да изчезнат яко дим. Разбира се, има и сериозни патенти на стабилни компании като „Аерион" и „Еърбъс", както и концепции за свръхзвукови самолети на НАСА и „Боинг", които може да се превърнат в реалност в следващите няколко десетителия.

Последният „Конкорд" проряза небето преди точно 12 години. По-долу представяме 11 проекта от миналото и наши дни, дали заявка да се превърнат в негов наследник. Преди това обаче ще си зададем въпроса защо такъв не се е появил досега. Защо всички други опити се провалиха там, където „Конкорд" успя преди повече от 45 години?

В цялата авиационна история е имало само два пътнически свръхзвукови самолета. Първият е съветският „Туполев Ту-144", излетял на 31-и декември 1968-а. Той прави само 55 пътнически полета за около година (1977-78), но продължава да пренася товари до 1983-а, а общият брой на полетите му достига едва 102. „Конкорд" има доста повече успех през 27-те си години употреба (1976-2003), въпреки че от него са построени едва 20 бройки, при това при огромни разходи и със значителни държавни субсидии. Все пак в един момент той започва да носи печалба за кратко, когато се ориентира към елитни клиенти, съгласни да платят баснословния билет, за да пътуват с най-бързия пътнически самолет в света. Спадът в икономиката от края на 90-те, в съчетание с единствената катастрофа на „Конкорд" (2000 г.) и увеличаващите се разходи по поддръжката на застаряващата флотилия, накрая водят до пенсионирането му.

Това са четирите основни проблема пред компаниите, които се опитват да възродят свръхзвуковия транспорт:

Свръхзвуков гръм

Един от очевидните спътници на свръхзвуковите полети е силният гръм, който се получава при преминаване на звуковата бариера. Ударната вълна, която го създава, може дори да разтърси и напука прозорци на земята. Това доведе до сериозни ограничения за нивото на свръхзвуковия гръм, а през 1973-а свръхзвуковите полети над земя бяха официално забранени в Щатите. Мнозина са се опитвали да измислят крило или фюзелаж, които да направят свръхзвуковия гръм „тих". Друга тактика за намаляване на ефекта му е да се лети много по-високо. Което пък води до следващото препятствие.

Двигатели

Повечето съвременни самолетни двигатели горят кислород от околния въздух, смесен с гориво. На големите височини, позволяващи „по-тих" свръхзвуков полет, плътността на въздуха е недостатъчна да захрани двигателя и да създаде достатъчно тяга за ускорението на самолета до свръхзвукова скорост. Това кара много дизайнери да се обръщат към нетрадиционни решения като ракетни и правотокови въздушнореактивни двигатели.

Аеродинамика

Свръхзвуковите самолети трябва да използват същите летища като всички останали. Но необходимостта им да са колкото е възможно по-обтекаеми често води до нестабилност при ниски скорости. Свръхзвуковите трябва да кацат и излитат при много висока скорост, което изисква необичайно дълги писти. А това силно ограничава местата, където те могат да оперират.

Разходи

Всичко, изброено по-горе, струва страшно много пари. А по-малкото маршрути, заради ограниченията на свръхзвуковия гръм и необходимостта от дълги писти, ограничават клиентската база. Като се добавят главозамайващите разходи за гориво и увеличената нужда от поддръжка, заради екстремните условия, става ясно, че свръхзвуковият транспорт просто не е рентабилен.

И въпреки всичко това, някои не се отказват. Кои са те?

Zero Emissions Hypersonic Transport


„Еърбъс" създадоха дизайн за свръхзвуков самолет, наричан от някои „Конкорд 2". Той трябва да извършва пътнически полети на големи разстояния при височина 30 км. Тя и свързаните с нея екстремни температурни промени, заедно с планираната максимална скорост от Мах 4, налагат използването на авангардни материали.

Концепцията хич не е проста, а двигателната система има цели три нива. Мощността, необходима за излитане, ще се създава от обикновен реактивен двигател, който ще ускорява самолета близо до скоростта на звука. После щафетата ще поемат ракетни двигатели, ускоряващи самолета до скорост над Мах 2, а накрая свръхзвукови правотокови въздушнореактивни двигатели ще продължават ускорението до Мах 4.

Ако това не ти звучи достатъчно откачено, само си представи, че горивото ще е смесица от водорасли и водород/кислород, което ще означава нулеви вредни емисии. „Еърбъс" наскоро запази патенти, потвърждаващи плановете за създаване на самолета, но не очаквай той да цъфне на гейта на летището скоро. Първият полет няма да се случи по-рано от 2050-а.

Aerion AS2


Перспективите пред самолета на корпорацията „Ериън" не изглеждат лоши. Тя си сътрудничи с „Еърбъс Дифенс енд Спейс", който най-вероятно ще произвежда основните части в Европа, преди те да бъдат транспортирани до Щатите за сглобяване.

Разбира се, има и спънки. Първият полет вече е отложен за 2021-а - две години след първоначално обвявената дата. Тепърва предстои да се реши къде ще се сглобява самолетът и кой ще произвежда трите реактивни двигателя. Въпреки това „Ериън" очаква да бъде първата компания, въвела свръхзвуков бизнес самолет на пазара, след като наскоро обяви, че вече има 20 твърди поръчки за модела Flexjet.

HyperMach SonicStar


Очаква се бизнес самолетът да лети със скорост над Мах 3. В сърцето му, поне на теория, ще са два свръхзвуково-магнетични реактивни хибридни свръхзвукови двигателя от ново поколение с елетрически турбини. Ако вече ти се зави свят, почакай да разбереш как всъщност се очаква да работят (или поне да се опиташ).

В традиционния реактивен двигател витлото в предния край е свързано със свободновъртяща се турбина, задвижвана от горещите изгорели газове, излизащи отзад. Електрическият хибриден дизайн ще използва електричеството, получено от изгарянето на горивото, за да върти витлото. А неговата скорост ще се контролира, така че да бъде максимално ефективна.

SonicStar ще се нуждае от свръхавангардни технологии, за да намали високата температура, предизвикана от триенето на повърхността му във въздуха. Плановете включват покритие от въглеродни композити и панели с водещи ръбове от сплави, увити около крила с титаниева структура, намаляваща теглото. Найс, а?

Нищо от това не е евтино. А някои технологии дори не може да бъдат купени, защото още не са измислени. Ако всичко се движи по план, изпитателните полети ще започнат през 2021-а.

„Туполев Ту-444"


Ако някой успее да създаде следващия свръхзвуков пътнически самолет, това ще са руснаците от „Туполев". Все пак, те изобретиха първия. За съжаление, твърде малко се знае за разработването на свръхзвуковия им бизнес самолет, а официална информация вече не е налична. Това повдига въпроса дали този секретен проект все още е актуален или е спрян.

Reaction Engines A2


Британската авиокосмическа фирма „Риакшън Енджинс Лимитед" (РЕЛ) създаде уникално дизайнерско изследване, като част от програма на ЕС за изследване на авангардните двигателни системи. Целта му е да си представи един екологичен пътнически самолет с широк обсег на действие, висок капацитет и максимална скорост над Мах 5. Терминът „дизайнерско изследване " звучи като ала-бала, но РЕЛ твърди, че ще се заеме с разработването на модела LAPCAT A2 в следващите 25 години. Ако и когато пазарът за такъв тип превозно средство го изиска.

Двигателите на А2 ще работят с течен водород, което ще ги направи почти два пъти по-ефикасни от обикновените керосинови двигатели. Освен това водородът ще охлажда предварително навлизащия в двигателя силно компресиран въздух. По-хладният въздух ще гори повече дори при високи скорости и ще позволи двигателите да са изработени от по-леки конструкции, които иначе няма да издържат на високите температури.

А за да бъдат намалени температурите по фюзелажа, не се предвижда самолетът да има прозорци. Пътниците ще се любуват на гледките отвън на екрани.

Spike S-512


„Спайк Еъроспейс" е старт-ъп с амбициозни планове да построи свръхзвуков бизнес самолет, който ще лети от Ню Йорк до Лондон за по-малко от 3 часа. Засега се знае само, че крейсерската му скорост ще е Мах 1,6, а капацитетът - 18 пътника. И за тях няма да има прозорци.

Въпреки че проектът е в зародиш, екипът включва инженери с опит от „Гълфстрийм Еъроспейс", „Боинг", НАСА и „Еърбъс". Те се надяват, че по-малкият размер на самолета и уникалният дизайн на крилата му ще намалят свръхзвуковата ударна вълна. Хората на земята би трябвало да чуват само меко, приглушено плясване, когато той прелита над главите им.

SAI Quiet Supersonic Transport


Майкъл Полсън, син на основателя на „Гълфстрийм Еъроспейс", имаше големи мечти да построи свръхзвуков самолет, който да не произвежда характерния гръм. Дизайнът му включваше извити крила, опашка под формата на обърнато V и криволинеен фюзелаж. Развитието на бизнес самолета QSST обаче зацикли през 2010-а, заради спорове за патенти.

През 2013-а Полсън възроди идеята в по-голям мащаб. Той си представяше самолет с размерите на „Боинг 737", който ще превозва 30 пътници само в първа класа. Така и обаче не бяха намерени инвеститори за проекта и той най-вероятно няма да продължи.

Boeing 2707


През 1963-а американците се втурнаха да създават свръхзвуков самолет, който да конкурира „Конкорд" и „Ту-144". Амбициозната цел беше той да има капацитет от 250 пътници (два пъти повече от „Конкорд"), скорост от Мах 3 и презокеански обхват от над 6000 км.

Но след три прототипа и милиони долари за проучвания, правителството спря проекта. Причини много - обществените нагласи срещу шумовото замърсяване и потенциалната вреда за озоновия слой, както и започналата Виетнамска война, която гълташе огромни средства.

Sukhoi-Gulfstream S-21


„Гълфстрийм Еъроспейс" се захвана сериозно със свръхзвукови проучвания през 80-те и 90-те. В сътрудничество с руското конструкторско бюро „Сухой" те искаха да разработят малък свръхзвуков бизнес самолет. S-21 щеше да поддържа крейсерска скорост от над Мах 2.

В началото на 90-те обаче търсенето на свръхзвукови пътнически самолети съвсем замря и „Гълфстрийм" започнаха да си правят оглушки по отношение на проекта. Партньорството се разпадна, но „Сухой" продължи работа по S-21. Беше потърсено сътрудничество с френския производител на самолети „Дасо" и с китайското правителство, но дизайнът така и не прескочи етапа на проучванията.

Next Generation Supersonic Transport


Японската космическа агенция също е изразявала интерес да се включи в надпреварата за създаване на свръхзвуков пътнически самолет. Очаква се нейният проект да превозва три пъти повече пътници от „Конкорд" на два пъти по-голямо разстояние при горе-долу същата скорост. Целта е цената на билета да конкурира тези на сегашните полети.

Умален модел на самолета извърши успешен полет до скорост от Мах 2 през 2005-а, а плановете предвиждаха тази година да литне и прототип в реален размер. Това още не се е случило, но разработването му продължава.

Skreemr


Skreemr представлява нов прочит на идеята за свръхзвуков транспорт. Както при дизайна на „Еърбъс", той ще използва система от различни двигатели, за да стигне летателния си таван и скорост от Мах 4. За разлика от „Еърбъс", първоначалният източник на тяга няма да е традиционен реактивен двигател. Вместо това дизайнерът Шарл Бомбардие си представя самолетът да бъде изстрелван от нещо като магнитен катапулт. Подобна електромагнитна система е разработвана от американския флот за изстрелване на самолети от самолетоносачи.

За момента обаче Skreemr не е нищо повече от концепция.

Източник: Popular Mechanics