Блажь, или необходимость: нужно ли возрождать сверхзвуковой авиалайнер Ту-144

На модерации Отложенный

В середине ноября министр транспорта РФ Виталий Савельев в рамках «Транспортной недели 2023» заявил, что «Россия имеет все необходимые наработки для создания нового сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.

Наша страна уже имеет опыт соответствующих разработок и, что важно, опыт эксплуатации сверхзвукового самолета Ту-144. Да, эта машина опередила свое время и сегодня для создания такого лайнера на новой технологической базе у нас все необходимые наработки, сказал он и отметил, что в данный момент России с её огромными территориями не обойтись без развития сверхзвуковой гражданской авиации.

Надо признать, что слышать из уст Виталия Савельева, прекрасно осведомленного о состоянии отечественного гражданского авиастроения, такие заявления несколько забавно. Однако не вызывает смеха тот факт, что многие авиапроизводители сегодня на полном серьезе озаботились созданием сверхзвуковых гражданских самолетов нового поколения. Так что само заявление о реинкарнации Ту-144 (на деле, оказавшегося достаточно сырой и не самой удачной машиной туполевского КБ), по меньшей мере, находится в тренде.

Сверхзвуковая гонка

Конкорд в воздухе. Конкорд в воздухе.© wikimedia.org

Первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС) — все тот же советский Ту-144 поднялся в небо 31 декабря 1968 года. Через два месяца взлетел англо-французский «Конкорд», продержавшийся в небе почти 35 лет. О том, почему советский самолет так быстро «сошел с дистанции», а также, о том, по какой причине западные авиапроизводители надолго отошли от самой идеи СПС, мы поговорим в другой раз. Сейчас же, мы попробуем проанализировать сам тренд на возрождение «гражданского сверхзвука», имеющиеся на данный момент разработки в этом направлении, а главное — перспективы появления СПС нового поколения.

Прошло уже более полвека с начала эксплуатации Ту-144 и «Конкорда», а СПС нового поколения так и не появились ни в России, ни за рубежом, хотя разработки в этой области ведут все развитые страны и время от времени возникают вполне, казалось бы, готовые для реализации проекты. Спрос на СПС в 2025-40 гг. может составить от 2850 до 4110 самолетов. Тем не менее, при бурном развитии военной сверхзвуковой авиации, до новых СПС дело пока не дошло.

Прожекты, прожекты, прожекты…

«Конкорд-2» проект дизайна. ©Airbus

Западные и отечественные эксперты считают, что во всем мире в настоящее время разрабатываются минимум 5 проектов сверхзвуковых пассажирских самолетах второго поколения с выходом в свет в 2030 г. А в 2040-50 г. г. возможна конкуренция СПС с гиперзвуковыми самолетами.

Одним из таких вариантов будет сверхзвуковой пассажирский лайнер «Конкорд-2», который был недавно запатентован компанией Airbus. Предполагается, что «Конкорд-2» будет способен летать со скоростью, в 4,5 раза превышающей скорость звука. Это в три раза быстрее, чем мог разогнаться его предшественник. Лайнер способен долететь из Лондона до Нью-Йорка за один час. В конструкции задействованы три разных типа двигателей: прямоточный воздушно-реактивный, турбореактивный и ракетный двигатель.

Предполагается, что самолет будет летать по «выделенке» — специально отведенным воздушным коридорам на высоте более 30 км. Примечательно, что стартовать такой самолет будет вертикально, подобно ракете. Однако похвастаться пасажировместимостью «Конкорд-2» вряд ли сможет — в его салоне смогут разместиться менее 20 пассажиров. Будут ли совершаться на нем коммерческие рейсы, неизвестно.

Проект нового сверхзвукового восьмиместного пассажирского самолета для космического туризма разрабатывается и в российском МАИ под рабочим названием Fanstream. Он вобрал в себя лучшие советские технологии и призван стать универсальной машиной не только для межконтинентальных бизнес-полетов, но и для суборбитальных путешествии.

Скорость суборбитальной версии «Фанстрима» составит примерно 6 махов, то есть 1,5 — 2 км/сек, работать в атмосфере он будет на четырёх воздушно-реактивных двигателях.

По словам разработчиков, для «Фанстрима» подойдут двигатели из семейства АЛ-31Ф от истребителей «Су-27» и «Су-34». Ракетный участок полета будет осуществляться с помощью дополнительного керосино-кислородного ЖРД.

В безвоздушном пространстве воздушно-реактивные двигатели на аппарате отключаются. Запускаются они уже во время возвращения в атмосферу на высоте около 10 км. Кстати, для подъёма «Фанстриму» не требуется длинная взлётная полоса, взлетает он как истребитель. С торможением у этого самолета сложнее — у его двигателей нет реверса, зато имеются тормозные парашюты. С их помощью летательный аппарат будет останавливаться, как бомбардировщик или истребитель.

На «Фанстриме» предполагается установить спасаемую кабину, которая позволит катапультироваться на всех режимах, даже при нулевой скорости и высоте. Элементы катапультного кресла К-36 будут использоваться в конструкции системы спасения на «Фанстриме», на котором будет встроен контейнер с парашютами.

«Фанстрим». ©mai.ru

При опасной ситуации система расстыковывает носовую часть самолёта с бронекапсулой для пассажиров, она «планирует» до высоты 4 км, где срабатывает парашютная система.

Кроме того, пассажирские кресла и кресла пилотов снабжены индивидуальными спасательными парашютами, а кабина имеет аварийные сбрасываемые люки в пассажирском салоне и кабине пилотов. Самолёт также сможет применяться и в качестве сверхзвукового пассажирского лайнера.

Частоту рейсов рационально планировать на уровне 50 полетов в год. Предварительно проект «Фанстрим» оценивается в один миллиард долларов при парке в 10-12 самолетов. Время выхода в первый рейс — через 4…5 лет. Ежегодный налет одного составит до 1000 ч. Срок службы (ресурс) по планеру — 20 лет. Замена или ремонт двигателей — через 1000 ч. Билет для полета через Атлантику обойдется в 30 тысяч долларов, стратосферный прыжок 50 тысяч, а суборбитальный полет — 200 тысяч. Также «Фанстрим» может быть использован для запуска небольших спутников

А нужен ли нам СПС?

Двигатели — главное слабое место Ту-144. Двигатели — главное слабое место Ту-144.©

Как водится, ни одна бочка меда не возможна без ложки дегтя, способное свести на нет все благие мечтания. В случае с СПС этих ложек ни одна и не две. Способны ли они разом покончить со всем этим сверхзвуковым «медом», решайте сами.

Первое — это экология, прежде всего воздействие шума и звукового удара на окружающую среду, хотя и влияние вредных выбросов на озоновый слой земли также находится в поле зрения специалистов.

Во-вторых, низкая эксплуатационная эффективность сверхзвуковых самолетов. По топливной эффективности они в 1,5-2 раза уступают дозвуковым коммерческим самолетам.

Следующая проблема — цена воплощения тех технологий, которые позволяют удовлетворить первым двум требованиям.

Не меньшую роль играет и проблема безопасности. Одной из главных угроз в процессе эксплуатации авиалайнеров является разгерметизация салона на больших высотах полета. Поскольку происходит она очень быстро, нужно учитывать возможность экстренного снижения. Поэтому ограничения по высоте могут возникнуть и с точки зрения обеспечения безопасности.

Повышение высоты полета нежелательно также из-за воздействия эмиссии оксидов азота на озоновый слой, максимальная концентрация которого наблюдается на высотах 20–25 км.

И последняя, но очень важная проблема — сертификация. Для сертификации СПС отсутствуют требования, особенно по звуковому удару и шуму на местности, на которые следует ориентироваться потенциальным разработчикам самолетов.

Таким образом, на сегодняшний день все еще нельзя сказать, смогут ли все известные и неизвестные преимущества СПС перевесить риски и недостатки, связанные с их использованием. Равно как и до сих пор нет ответа на главный вопрос: стоит ли создавать рискованные сверхдорогостоящие проекты, преимуществами которых смогут воспользоваться лишь избранные, тогда как негативные последствия их реализации предстоит пожинать всем остальным.