У НАС

В ГОСТЯХ ЖУРНАЛ «АВИАМАСТЕР»

Иван КУДИШИН, инженер

(Начало на с. 1.)

СОГЛАСИЕ НА СВЕРХЗВУК

К НАЧАЛУ 60-Х СВЕРХЗВУКОВЫЕ истребители и бомбардировщики состояли на вооружении многих стран и активно поставлялись на экспорт. Военная авиация в целом успешно преодолела звуковой барьер, и авиаконструкторы стали задумываться, не пора ли то же самое сделать и пассажирской. Сторонники сверхзвуковых лайнеров доказывали, что массовое внедрение этих машин приведет к очередному качественному скачку в деле авиаперевозок. Как основной аргумент приводился известный факт. Первоначально — сразу после выхода на трассы — реактивные самолеты по экономическим показателям значительно отставали от своих поршневых собратьев. Но стоило освоить коммерческую эксплуатацию первых реактивных лайнеров, как их поршневые коллеги оказались далеко позади. Возможность быстрого перелета в комфортабельном герметизированном салоне с кондиционированием воздуха, причем на таких высотах, где не ощущается влияние приземной турбулентности и пассажиры практически не нуждаются в гигиенических пакетах, сделала свое дело. Реактивные самолеты за какие-то пять лет почти полностью вытеснили своих винтовых предков на дапьнемагистральных и трансокеанских авиалиниях.

Первые попытки создать сверхзвуковой лайнер относятся еще к концу 50-х. Фирма «Конвэр» в США прорабатывала возможность сконструировать сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС) на базе бомбардировщика «Хастлер» Технически проект выглядел весьма заманчиво: удлинить и расширить фюзеляж, чтобы разместить в нем сотню пассажирских кресел; добавить хвостовое горизонтальное оперение для улучшения балансировочных характеристик и управляемости на дозвуке... Но когда проект обсчитали экономисты, его пришлось срочно закрывать. Выяснилось, что билет на СПС от Нью-Йорка до Сан-Франциско будет стоить как минимум в восемь раз дороже, чем на «Боинг. - '0 », а такую сумму даже з.тс«^мвн|^стной перелет средний американец платить не захочет. Кроме того, «конвэровский» СПС не обладал трансатлантической дальностью, что автоматически выбивало его из конкурентной борьбы на одной из самых престижных авиатрасс.

На пути к созданию полноценного СПС стояли серьезные технические и экологические проблемы. Вот основные из них.

Хотя истребитель «Супер Сэйбр» или тактический бомбардировщик «Мираж-IV» и считаются сверхзвуковыми, но все же львиную долю полетного времени они проводят на дозвуке, переходя звуковой барьер лишь в конкретных ситуациях, как-то: прорыв ПВО, бросок к цели, преследование противника, уход из-под атаки и т.д. Иначе говоря, их можно считать дозвуковыми самолетами, способными лишь КРАТКОВРЕМЕННО «выскакивать» на сверхзвуковые скорости, причем только с включением форсажа, то есть в очень неэкономичном режиме.

Кроме того, любое тело, движущееся в атмосфере со сверхзвуковой скоростью со

здает мощный фронт скачков уплотнения, целую волну, которая на земле воспринимается как удары грома. А каково жить в домике, находящемся прямо под воздушным коридором, которым пользуются трансконтинентальные СПС?

Для решения первой проблемы необходимо было сделать две вещи: оптимизировать аэродинамику СПС для длительных полетов на сверхзвуке и разработать достаточно экономичный двигатель, способный создавать огромную тягу с минимально возможным удельным расходом топлива.

Об экологии, в частности, о шумовом загрязнении, в начале 60-х практически не задумывались, но потенциальная возможность выхода на дальние маршруты заставила разработчиков предусмотреть и неизбежный общественный резонанс на появление новых мощных источников шума Но эту проблему решать не стали, а попросту обошли: еще до начала проектирования СПС был выдвинут тезис о том, что основная цель нового самолета — обеспечение трансокеанских перелетов, а посреди Атлантики больших поселений нет...

Еще в 1956 г. в Англии, под эгидой Министерства снабжения, занимавшегося в то время и вопросами авиации, был создан Комитет по сверхзвуковым транспортным самолетам (STAC). Кроме ведущих аэродинамиков, конструкторов, прочнистов, системщиков и двигателистов; в него вошли представители крупнейших авиационных организаций и фирм, включая авиакомпании ВОАС и ВЕА. Комитет начал работу буквально с «чистого листа». К началу 1959 г его участники пришли к выводу, что сверхзвуковой пассажирский самолет имеет будущее. Главным инженером пр.,екта стал местный аэрод! *намик и прочнист сэр Ар-чиЛ&д Расселл, В рекоме^циях Комитета значилось что целесообразно начать разработку СПС с большой (читай — трансатлантической) дальностью и крейсерской скоростью полета, соответствующей числу Маха, равному 2.

В качестве альтернативного и 6о*ее дешевого проекта рассматривался самолет средней дальности полета с крейсерским числом Маха, лишь немного превышающим единицу. Нужно отметить, что аван-проект этой машины был весьма экзотичен: четыре двигателя в двух вертикальных «двустволках» располагались на полуразмахе тонкого крыла, корневые части которого имели очень высокую отрицательную стреловидность, а наружные — такую же положительную. В плане такой самолет походил бы на букву «М».

К осени 1959-го решили сфокусировать все усилия на более дерзком «двумаховом» проекте. Заказы разместили на фирмах, входивших в концерн ВАС: планер должен был разрабатываться компанией «Бристоль Эркрафт», а двигатели — фирмой «Бристоль Сиддли». Чтобы уменьшить технический риск и минимизировать затраты, скорость нового СПС ограничили числом Маха М=2,2, а большую часть конструкции решили выполнить из хорошо отработанных в технологическом отношении алюминиевых сплавов.

АВАНПРОЕКТ НА ШЕСТИДВИГАТЕЛЬНЫЙ

СПС с пассажировместимостью 140 человек появился к концу 1960 г. Было ясно, что ослабленная экономическим кризисом промышленность Великобритании не сможет довести такое «чудо века» до серии. Министерство снабжения приступило к поиску партнеров в Европе

В это же время во Франции, на фирме «Сюд Авиасьон», под руководством талантливого инженера Люсьена Серванти проектировался во многом похожий СПС — те же конструкционные материалы, те же крейсерские скорости. Только в части дальности и пассажировместимости французы были гораздо менее «продвинуты», чем англичане Переговоры прошли на удивление быстро и успешно, особенно учитывая традиционную остроту конкуренции между английскими и французскими авиаконструкторами. Результатом договоренности, достигнутой уже в ноябре !962 г., стало рождение совместного англо-французского проекта. Задуманный сТоместный пассажирский самолет со сверхзвуковой скоростью и трансатлантической ^фностью получил название «Конкорд» (J англ. concord, и фр. соп-corde означает ««ггласие»).

По результатам работ конструкторы заключили: чтобы не перетяжелить новый самолет и упростить конструкцию его следует строить пq аэродинамической схеме «бес-хвостка» q очень тонким крылом оживапьной формы и с отношением корневой хорды к размаху порядка 1,5. Профиль крыла в корневом сечении имел обратную кривизну, а носки законцовок — выраженную крутку, что улучшало поперечную устойчивость и взлетно-посадочные характеристики.

После выбора конфигурации со всей серьезностью встала проблема обеспечения устойчивости и балансировки. Она была решена путем внедрения в конструкцию балансировочных баков в передней части крыла и в хвостовом конусе. На разных режимах полета некоторое количество топлива перекачивалось из одной группы балансировочных баков в другую, смещая центр масс в соответствии со скоростью и положением аэродинамического фокуса крыла.

Интересная деталь: благодаря достижению пика аэродинамического качества (равного 13) на дозвуковой скорости, соответствующей числу М=0,92, удельный километровый расход топлива на этой скорости и на крейсерском сверхзвуковом режиме был примерно одинаков, что позволяло самолету, не тратя лишний керосин, летать на дозвуке над населенными районами.

В 1966 г. проектирование самолета было закончено. Полумонококовый фюзеляж состоял из восьми секций и носового конуса, отклонявшегося вниз при рулении и на взлетно-посадочных режимах для улучшения обзора из кабины летчиков. Около 85% объема фюзеляжа занимала гермокабина. В пассажирском салоне размещалось 118 пассажирских кресел по схеме «2+2». Ширина и высота салона примерно соответствовали общепринятым стандартам для узкофюзеляжных самолетов типа «Каравелла» или «Боинг-707» В поперечном сечении

3 Техника-молодежи Ns 1

ТЕХ НИК А-МОЛОДЕЖИ 1 2 0 0 1