«Сын Конкорда» стоимостью 247 миллионов долларов готовится подняться в небо для своего первого сверхзвукового испытательного полета. Экспериментальный самолет NASA, способный развивать скорость до 1,6 Маха — то есть 1960 километров в час, — теоретически может сократить путешествие из Лондона в Нью-Йорк всего до четырех часов.
Но, в отличие от «Конкорда», X-59 спроектирован так, чтобы заменить оглушительный грохот звукового удара на приглушенный «стук». Это принципиально иная философия: не смиряться с шумом как с неизбежной платой за скорость, а убрать его инженерными средствами.
X-59 уже прошел месяцы испытательных полетов с момента первого взлета в октябре прошлого года. Теперь NASA сообщает, что готовит машину к полетам на более высоких скоростях и высотах, включая первый выход за пределы скорости звука. Новая серия испытаний стартует в начале июня: агентство планирует разогнать X-59 до 1014 километров в час на высоте 13 100 метров. За этим последует «полет в миссионных условиях» — 1,4 Маха, 1490 километров в час на высоте 15 200 метров. И наконец, пилоты-испытатели выжмут из машины максимум: 1,6 Маха на высоте 18 300 метров — примерно вдвое выше и вдвое быстрее, чем летает обычный коммерческий авиалайнер.
Почему «Конкорд» ушел, а X-59 возвращается
X-59 специально создавался, чтобы решить главную проблему, которая мешает сверхзвуковым путешествиям стать массовыми. Когда самолет летит на дозвуковых скоростях, он расталкивает воздух перед собой, как лодка, идущая по воде, создавая рябь в виде звуковых волн. Но когда объект достигает скорости звука, он начинает обгонять собственные звуковые волны, и рябь сливается в мощную ударную волну. Сверхзвуковые самолеты постоянно генерируют эти ударные волны, которые люди на земле воспринимают как оглушительный грохот, когда самолет проносится над головой. Громкость такого удара может достигать 110 децибел — примерно как рок-концерт вблизи сцены, — поэтому сверхзвуковые полеты над населенными территориями, как правило, запрещены.
Именно шум стал одной из причин, по которой «Конкорд» в итоге был выведен из эксплуатации. Легендарный лайнер летал быстро, но жители городов под его маршрутами проклинали каждый рейс.
Чтобы решить эту проблему, NASA разрабатывает технологию «Тихого сверхзвука» — Quesst, призванную приглушить удар до мягкого хлопка. Самолет создан американской аэрокосмической компанией Lockheed Martin, получившей контракт на проектирование стоимостью 247,5 миллиона долларов от NASA в 2016 году. X-59 отличается радикально переработанной геометрией: каждая деталь планера подчинена задаче рассеять и приглушить звуковой удар. По оценкам NASA, звуковой хлопок от пролетающего X-59 будет тише, чем звук захлопывающейся автомобильной двери в шести метрах от вас.
Как выглядит машина, которая обманывает физику
Самое заметное отличие от обычного самолета — тонкий заостренный нос, который составляет почти треть всей длины машины и сконструирован так, чтобы разбивать ударную волну. Парадоксальный побочный эффект такой компоновки: кабина пилота находится примерно на середине длины фюзеляжа и не имеет передних окон. Вместо них единственный пилот использует систему камер и дисплеев дополненной реальности — так называемую eXternal Vision System, чтобы видеть пространство впереди.
Во время предстоящих испытаний экспериментальный самолет будет сопровождать обычный сверхзвуковой самолет-преследователь, оснащенный специальным зондом для регистрации ударной волны. Тензодатчики, распределенные по корпусу X-59, также соберут данные о том, как планер выдерживает высокие скорости и безопасен ли он конструктивно. Правда, самолет-преследователь своим собственным, гораздо более громким ударом заглушит любые полезные данные о шуме, поэтому предстоящая серия полетов не будет оценивать громкость. Настоящие акустические замеры начнутся позже.
Достижение этих новых рекордов скорости и высоты — ключевая веха для программы Quesst, поскольку именно на таких параметрах X-59 в будущем должен будет пролететь над американскими городами, доказывая жизнеспособность тихого сверхзвука.
Кэти Бам, руководитель проекта NASA по демонстратору низкого звукового удара, говорит: «Каждый шаг расширения эксплуатационных ограничений приближает нас к демонстрации тихой сверхзвуковой способности, которая лежит в основе миссии Quesst. Завершение первого полета в миссионных условиях особенно значимо — это момент, когда мы начинаем проверять самолет в той среде, для которой он был спроектирован».
Собранные в этих испытаниях данные проложат путь к новой серии тестов позже в этом году — фазе Quesst 2, в ходе которой NASA начнет проверять, действительно ли машина производит тихий сверхзвуковой хлопок, как задумано. Бам добавляет: «Глядя на предстоящие полеты, мы готовы раздвинуть границы еще дальше — смело двигаясь к той контрольной точке миссии, ради которой этот самолет был построен».
Краткая история «Конкорда»
«Конкорд» — сверхзвуковой пассажирский самолет с турбореактивными двигателями, эксплуатировавшийся с 1976 по 2003 год. Его максимальная скорость более чем вдвое превышала скорость звука — 2,04 Маха (2180 км/ч на крейсерской высоте), он вмещал от 92 до 128 пассажиров. Первый полет состоялся в 1969 году, но потребовались дополнительные испытания, прежде чем самолет был признан пригодным для коммерческой эксплуатации, которая началась в 1976 году. Это один из всего лишь двух сверхзвуковых пассажирских самолетов, когда-либо работавших на коммерческих линиях. Второй — советский Ту-144, который перевозил пассажиров лишь несколько лет в 1970-х из-за проблем с безопасностью. «Конкорд» был совместно разработан и построен французской Aérospatiale и British Aircraft Corporation в рамках англо-французского соглашения. Само название «Concorde», означающее «согласие» или «союз», отражало сотрудничество двух стран.
«Конкорд» был выведен из эксплуатации в 2003 году из-за общего спада в коммерческой авиации, единственной катастрофы в 2000 году, терактов 11 сентября 2001 года и решения Airbus — преемника Aérospatiale и BAC — прекратить техническую поддержку. Впрочем, первым самолетом, преодолевшим звуковой барьер, был не «Конкорд»: это достижение принадлежит Bell X-1 с пилотом Чаком Йегером в октябре 1947 года. Легендарный аппарат с ракетным двигателем, спроектированный и построенный в 1945 году, достиг скорости 1127 километров в час. С тех пор прошло почти восемь десятилетий — и X-59 должен доказать, что сверхзвук способен быть не только быстрым, но и вежливым.
Ваш комментарий