Мы или Запад: кто выиграет в схватке за пассажирский сверхзвук

50 лет назад (1969) состоялся первый полет англо-французского сверхзвукового пассажирского авиалайнера Concorde. По целому ряду причин, включая весьма драматические, 26 ноября 2003 года, полеты сверхзвуковых лайнеров были завершены. Казалось, что эра сверхзвука в гражданской авиации подошла к концу. Однако не так давно о ее возрождении заявил президент РФ Владимир Путин, указавший на необходимость создания отечественного сверхзвукового пассажирского самолета.

Не успел президент заявить об этом, как буквально через два часа после его выступления Объединенная авиастроительная корпорация (ОАК) заявила, что она уже работает над проектом сверхзвукового авиалайнера, в котором могут быть использованы технологии, примененные в стратегическом ракетоносце Ту-160.

Удастся ОАК или нет осуществить это заявление, не знает никто. Однако для того, чтобы понять, какие трудности будут стоять на пути строительства такого лайнера, надо обратиться к истории.

Как все начиналось

Начало работ по созданию сверхзвуковых пассажирских авиалайнеров относится к концу 1950-х годов, эта задача стала рассматриваться авиастроителями практически сразу после преодоления звукового барьера и появления сверхзвуковых бомбардировщиков. Наиболее интенсивные исследования шли в США и СССР, а также в Великобритании и Франции.

Научные изыскания показали, что наилучшее аэродинамическое качество при выбранной крейсерской скорости и размерности самолёта обеспечивает применение схемы «бесхвостка» с дельтавидным крылом. Для обеспечения эффективности в широком диапазоне скоростей крылу была придана сложная форма с изменяющимся по размаху углом стреловидности. По такому пути пошли инженеры Советского Союза, США и Европы.

Европейское согласие «Конкорд»

5 ноября 1956 года в Великобритании Министерством снабжения создан Комитет по сверхзвуковым транспортным самолетам (Supersonic Transport Aircraft Committee — STAC), объединивший 9 крупнейших авиационных организаций страны для продолжения успешно начатого в стране внедрения реактивной коммерческой авиации и выбора проекта сверхзвукового самолёта.

В 1960 году работа комитета основывалась на успешно испытанном с 1954 года проекте рекордного опытного истребителя фирмы Fairey Delta 2, который впервые представил общие черты сверхзвуковых пассажирских самолётов: бесхвостка с крылом малого удлинения, со сложной передней кромкой, однокилевое оперение, высокое шасси и опускаемую переднюю часть фюзеляжа для обзора на посадке с большим углом атаки.

Этот этап завершился выбором проектного предложения фирмы Bristol type 223 и поиском партнёров разработки столь крупного коммерческого предприятия. Чуть позже похожие работы начаты во Франции — проект фирмы Sud Aviation Super-Caravelle. В 1962 году правительства Великобритании и Франции объединили усилия для создания и производства самолёта. Так был создан проект сверхзвукового пассажирского самолёта «Concorde» (Согласие).

Всего было изготовлено 20 самолётов, из которых 9 были проданы авиакомпаниям British Airways и Air France, а ещё 5 переданы этим же авиакомпаниям по символическим ценам 1 фунт стерлингов и 1 франк соответственно. Первый полёт прототипа состоялся в марте 1969 году, ввод в коммерческую эксплуатацию произошёл в 1976 году.

«Конкорд» стал первым авиалайнером, имевшим электродистанционную систему управления (ЭДСУ, или fly-by-wire). В отличие от современных авиалайнеров, ЭДСУ была аналоговой.

«Конкорды» эксплуатировались авиакомпаниями British Airways и Air France, каждая из которых имела по 7 самолётов. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более 3 миллионов пассажиров, общий налёт самолётов составил почти 250 тыс. часов .

В 1973 году разразился нефтяной кризис, вызванный, в первую очередь Войной Судного Дня между Израилем и арабскими странами. В результате этого кризиса мировые цены на авиационное топливо выросли в несколько раз, что ставило под сомнение коммерческую привлекательность сверхзвуковых полётов, так как «Конкорд» затрачивал намного больше топлива на перевозку одного пассажира, чем современные ему дозвуковые авиалайнеры.

Билеты на «Конкорд» стоили значительно больше, чем на другие типы авиалайнеров. Например, билет «туда-обратно» на рейс между Лондоном и Нью-Йорком обходился пассажиру более чем 10 тыс. долл.

Начали за здравие, а окончили за упокой

© Ridus

25 июля 2000 года один самолёт был потерян в катастрофе при вылете из парижского аэропорта «Шарль де Голль», погибло 113 человек, из них на борту 100 пассажиров и 9 членов экипажа.

Основной причиной катастрофы стал наезд тележки левого шасси на металлическую деталь обшивки двигателя другого самолёта, находившуюся на взлётной полосе, часть покрышки лопнувшей при этом шины повредила топливный бак самолёта, а вылившееся топливо загорелось, попав на раскалённые сопла двигателей. Возникший пожар привёл к отказу обоих левых двигателей не успевшего набрать скорость самолёта и его падению на небольшой отель в двух километрах от аэропорта. Эта катастрофа приостановила полёты «Конкордов» на полтора года.

Забегая вперед, можно сказать, что 6 декабря 2010 американская авиакомпания Continental Airlines была признана французским судом виновной в непредумышленном убийстве 113 человек, погибших в крушении сверхзвукового пассажирского самолета «Конкорд» под Парижем. Суд обязал американскую компанию выплатить в качестве компенсаций ущерба и штрафов 1,2 млн евро.

После возобновления перевозок последовала череда инцидентов, наиболее заметными из которых стали отказ одной из секций руля направления 27 ноября 2002 года на одном из самолетов и утечка топлива, повлёкшая отключение двигателя 18 февраля 2003 года на другом лайнере. В 2003 году полёты прекратила Air France, а затем и British Airways. Так трагично закончилась история одного из двух пассажирских сверхзвуковых самолетов.

Советский сверхзвуковой лайнер Ту-144

© Ridus

В Советском Союзе велись собственные исследования облика такого самолёта в нескольких конструкторских бюро и исследовательских институтах. Эти исследования завершились 16 июля 1963 года, когда вышло постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР «О создании ОКБ А. Н. Туполева СПС Ту-144 с четырьмя реактивными двигателями и о постройке партии таких самолётов».

Правительственное задание предусматривало создание сверхзвукового лайнера с крейсерской скоростью полета 2300—2700 км/ч, практической дальностью 4000−4500 километров со 80−100 пассажирами на борту, либо 6000−6500 километров с дополнительными топливными баками и 50 пассажирами на борту.

Ведущим конструктором по самолёту был назначен сын Андрея Николаевича — Алексей Андреевич Туполев (с 1973 года Борис Ганцевский, с 1979 года — Валентин Близнюк). Общее руководство осуществлял Андрей Туполев. Разработка двигателя поручалась ОКБ Николая Кузнецова.

В ОКБ выбрали схему лайнера, которая в целом напоминала проект европейского самолета «Конкорд». На Парижском авиасалоне 1965 года СССР было сделано предложение европейским разработчикам о совместной разработке пассажирского самолёта, которое было принято французской стороной англо-французской разработки. С 1965 года проводились консультации с французскими разработчиками Concorde; прошло более десятка встреч и сделано по 65 докладов с каждой стороны. Хотя одновременно во Франции шли громкие шпионские скандалы, связанные и с этим сотрудничеством. Например, выслан из страны представитель Аэрофлота Сергей Павлов, обвинённый в вывозе документации Concorde.

Первый полёт опытного Ту-144 состоялся 31 декабря 1968 года, на два месяца раньше Concorde. Выполнил его экипаж под управлением летчика-испытателя ОКБ А. Н. Туполева Эдуарда Еляна.

5 июня 1969 года на высоте 11000 метров Ту-144 развил скорость выше звуковой. 25 мая 1970 года самолёт преодолел 2 Маха на высоте 16300 м со скоростью 2150 км/ч.

Однако рекорды не помогли первому советскому суперсонику развернуть его крупносерийное производство, как и «усы» — переднее горизонтальное оперение (ПГО), которое выдвигалось из фюзеляжа на взлётно-посадочных режимах. ПГО улучшило манёвренность и уменьшило скорость при посадке, поэтому модификация Ту-144С могла использовать 18 аэропортов СССР.

Но не использовала, потому что в соответствии с требованиями руководства по летной эксплуатации (РЛЭ) были запрещены полёты ночью, в условиях обледенения, взлёт с мокрой ВПП. Самолёт имел мизерный назначенный ресурс по планеру — 500 часов налёта.

Тем не менее, начало пассажирской эксплуатации Ту-144 было приурочено к 60-й годовщине Октябрьской революции в 1977 г. Регулярные рейсы выполняли только два самолёта. Пилотировали их специально подготовленные экипажи «Аэрофлота», в состав которых входили лётчики-испытатели ОКБ Туполева. Билет на рейс в Алма-Ату стоил 80 рублей, тогда как на обычный дозвуковой самолёт билет в этот город стоил 62 рубля.

До момента прекращения регулярной эксплуатации всего через семь месяцев после начала коммерческой эксплуатации с пассажирами в мае 1978 года экипажи Аэрофлота на Ту-144 выполнили 102 рейса, перевезя всего 3284 пассажира, а «Конкорд» за время эксплуатации перевёз 2,5 млн. пассажиров.

Непосредственным поводом для прекращения пассажирских полётов послужила катастрофа опытного экземпляра Ту-144Д. 3 июня 1973 года этот лайнер разбился во время показательного полёта на авиасалоне в Ле Бурже. Погибли все шесть членов экипажа (Герой Советского Союза заслуженный лётчик-испытатель М. В. Козлов, лётчик-испытатель В. М. Молчанов, штурман Г. Н. Баженов, заместитель главного конструктора инженер генерал-майор В. Н. Бендеров, ведущий инженер Б. А. Первухин и бортинженер А. И. Дралин) и 8 человек на земле.

23 мая 1978 года произошла вторая катастрофа опытного образца Ту-144. Самолет загорелся, но его удалось посадить. Бортинженеры О. А. Николаев и В. Л. Венедиктов оказались при посадке зажатыми на рабочем месте деформировавшимися при посадке конструкциями и погибли.

31 июля 1980 года во время очередного испытательного полёта у Ту-144Д, вылетевшего с аэродрома «Раменское», на сверхзвуковом режиме на высоте 16 тыс. метров произошло разрушение одного из двигателей. Экипаж с большим трудом смог взять ситуацию под контроль, вывести самолёт из пикирования и успешно посадил его.

В конце 1981 года самолёт уже должен был начать коммерческую эксплуатацию, летая из Москвы в Красноярск. Однако во время очередной гонки двигателей на борту произошёл пожар. Экипаж экстренно покинул самолёт через аварийные выходы на крыло. Полёты были вновь отложены.

Конечно, не катастрофы и разного рода ЧП с самолетом были, основной причиной отказа от пассажирской эксплуатации. Ею стала нерентабельность полетов, которые не покрывали даже незначительной части эксплуатационных расходов, вызванных высоким удельным расходом топлива в крейсерском режиме и очень сложным техническим обслуживанием этих самолётов.

Возвратятся ли в небо сверхзвуковые самолеты?

Вопрос, конечно, интересный! Но и на него есть ответ. Сверхзвуковой пассажирский лайнер «Конкорд-2» был недавно запатентован компанией Airbus.

© Ridus

«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.

Новый самолет должен будет летать по специально выделенным воздушным коридорам на высоте около 30,5 км. Стартует он вертикально, как ракета. В его салоне смогут разместиться до 19 пассажиров. Будут ли совершать на нем коммерческие рейсы, неизвестно.

На данный момент существует много проектов по созданию сверхзвуковых самолетов, в том числе совместная программа NASA и Boeing. В прессе сообщалось, что американская компания Boom намерена построить сверхзвуковой самолет, способный развивать скорость более 2,7 тысячи километров в час.

А что же Россия? Она не отстает от своих зарубежных соперников. Так, в частности, директор Фонда перспективных исследований Андрей Григорьев заявил:

И добавил, что говоря о перспективах появления пассажирских лайнеров с подобными техническими характеристиками в нашей стране, «есть основания смотреть в ближайшее будущее со сдержанным оптимизмом».

Сомнения его вполне обоснованы: одно дело рисовать красивые картинки, а совсем другое - воплотить все это на практике. Судя по тому, что на создание простого и изначально морально устаревшего SSJ-100 были потрачены годы и колоссальные суммы (в Европе и США их было бы достаточно для создания большого дальнемагистрального лайнера), на новый отечественный суперсоник в России вряд ли найдутся ресурсы.