В начале января этого года NASA и авиастроительная корпорация Lockheed Martin с помпой сообщили о создании американского экспериментального сверхзвукового самолета Lockheed Martin X-59 QueSST (Quiet Supersonic Transport, «бесшумный сверхзвуковой транспорт»), разработанного в Skunk Works по программе НАСА Low-Boom Flight Demonstrator. Предполагается, что X-59 QueSST будет совершать крейсерский полёт с числом М = 1,42 (1510 километров в час) на высоте 17 километров.

По словам разработчиков самолета, сила звукового удара у Х-59 будет «как громкость хлопка закрывающейся дверцы машины». Также были проведены работы по снижению шумности двигателя (его производитель — General Electric Aviation), которая упала до 70–80 децибел. У обычного самолета эта цифра составляет не менее 140 децибел, то есть почти вдвое больше.

Этот чудо-самолет предназначен для оценки приемлемости создания нового сверхзвукового пассажирского транспорта. Первый взлет X-59 ожидается в 2024 году.

Битва за сверхзвук

После появления реактивных самолётов-истребителей в 1940-х годах перед авиаконструкторами встала задача дальнейшего увеличения их скорости. Более высокая скорость расширяла боевые возможности как истребителей, так и бомбардировщиков.

Первым сверхзвуковой скорости достиг американский лётчик-испытатель Чак Йегер 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1 с ракетным двигателем XLR-11. Однако уже в декабре 1948 года лётчики-испытатели Иван Фёдоров и Олег Соколовский на самолёте Ла-176 первыми в СССР превысили скорость звука. Вот что вспоминал Иван Федоров:

«Перед полетом на преодоление звукового барьера стало очевидно, что гарантии выжить после него нет никакой. Никто не знал практически, что это такое и выдержит ли конструкция самолета напор стихии. Но об этом старались не думать».

Затем в битву за сверхзвук вступили пассажирские лайнеры. Ещё до начала испытаний прагматичные американцы отказались от участия в «битве», прекратив разработки своего суперсоника. В результате к финишу подошли СССР и Европа. Эру гражданского сверхзвука открыл советский Ту-144, который совершил первый полёт 31 декабря 1968 года, в то время как европейский «Конкорд» впервые оторвался от земли 2 марта 1969-го. Эти самолеты значительно сокращали время дальних перелётов, они использовали незагруженное воздушное пространство на высоте 18 километров — выше обычной высоты 9–12 километров, где совершали полёты дозвуковые гражданские самолеты.

Однако последний пассажирский рейс Ту-144 состоялся в июне 1978 года, а «Конкорда» — 26 ноября 2003 года. Наиболее существенными недостатками коммерческих сверхзвуковых самолётов оказались звуковой удар, высокий удельный расход топлива, шумность над аэродромами, сложность в эксплуатации. После прекращения полетов «Конкорда» в коммерческой эксплуатации мира не осталось ни одного сверхзвукового авиалайнера.

Родившийся из пепла

Несмотря на неосуществление нескольких других бывших и существующих проектов пассажирских сверхзвуковых и околозвуковых самолётов (Boeing Sonic Cruiser, Douglas-2229, Lockheed L-2000, в России — Ту-244 (апгрейд Ту-144Д), Ту-344 (бизнесджет на базе ракетоносца Ту-22М3), Ту-444), в новом столетии возникли проекты возрождения пассажирских сверхзвуковых машин. И одним из них стал весьма неочевидный проект американского экспериментального сверхзвукового самолета Lockheed Martin X-59 QueSST.

Его история началась в феврале 2016 года, когда компания Lockheed Martin получила предварительный контракт НАСА на разработку сверхзвукового самолёта с началом лётных испытаний в период до 2020 года. Второго апреля 2018 года НАСА заключило с Lockheed Martin контракт стоимостью 247,5 миллионов долларов на разработку, изготовление и поставку в конце 2021 года самолёта с низкой ударной звуковой волной. Он получил обозначение X-59 QueSST. В ноябре 2021 года Lockheed объявила о завершении его сборки в Палмдейле.

Новым в конструкции X-59, в первую очередь, является форма крыла самолёта и другие особенности конструкции, предназначенные для уменьшения звуковой ударной волны. Конфигурация машины, по мысли ее создателей, должна способствовать снижению громкости звукового удара. Чуть ли не треть фюзеляжа длиной 30,4 метра занимает носовая часть самолета. Пилотская кабина размещена практически в центре воздушного судна.

Длина самолёта с низкорасположенным стреловидным крылом оставила 29 метров, размах крыла — 9,0 метра, максимальная взлётная масса — 14 700 килограмм. Силовая установка — General Electric F414, максимальная скорость М = 1,5 (1836 километров в час), крейсерская скорость М = 1,42 (1738,08 километра в час) на высоте 17 километров.

Для снижения затрат при разработке кабина, катапультное сиденье и фонарь заимствованы от истребителя Northrop T-38, шасси — от истребителя F-16. Двигатель обеспечивает тягу в десять тонн. Основная конструкция выполнена из алюминиевых сплавов. Руль и обшивка несущих плоскостей изготовлены из композитов. Критические по тепловой нагрузке участки хвостового оперения выполнены из титановых сплавов.

Первый полет X-59 планируется в конце 2024 года. После него сотрудники НАСА проведут опрос в городах, над которыми пролетал самолет. Это будет сделано для того, чтобы понять, как люди восприняли шум, возникающий в ходе преодоления звукового барьера. Полученные данные представят американскому управлению ГА и иным регулирующим организациям.

Разработчики Х-59 надеются, что положительные результаты испытаний помогут снять почти пятидесятилетний запрет на использование сверхзвуковой коммерческой авиации. А это подтолкнет ее дальнейшее развитие, остановившееся после окончания эксплуатации Ту-144 и «Конкорда».

Старая сказка на новый лад

Въедливый читатель, прочитав заголовок статьи, возмущенно воскликнет: «А причем тут Буратино?»

Да при том. У Буратино, как и у Х-59, был длинный нос, который он совал куда надо и куда не надо. Х-59 же использует свой нос для проникновения в неизведанное, поскольку любое хождение за сверхзвук сопряжено с опасностью. Это и флаттер — сильные вибрации, которые могут разрушить самолет при преодолении скорости звука, и нагрев обшивки лайнера из-за повышающегося трения при сверхзвуковой скорости до +300 градусов, и многое другое.

Деревянная кукла Буратино хотела стать человеком, но, к сожалению, не стала. Также и Х-59 из демонстратора может не стать лайнером мечты, но смысл сказки «Золотой ключик» заключается в том, что родиться человеком мало, нужно еще стать им.

Главная мысль сказки про Буратино в том, что она учит не бояться трудностей и никогда не сдаваться. Этими чертами характера и должны отличаться инженеры и конструкторы не только в авиации, но и в космонавтике и других отраслях науки и промышленности.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.