Пассажирские самолеты летают сегодня не быстрее 900 км/ч. Расчеты показывают: сверхзвуковой бизнес-джет может преодолевать за час 1900 км, и даже больше. Отличные перспективы!
Однако просто поднять скорость в 2-2,5 раза еще полдела: новый сверхзвуковой пассажирский самолет должен быть тихим. Чтобы пролетел — не заметили. Задача суперамбициозная, над которой ломают головы авиаконструкторы всего мира. Но до нее ли в пандемию?
Кирилл Сыпало, генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н.Е. Жуковского (ЦАГИ), член-корреспондент РАН.
Время вызовов
— Кирилл Иванович, из-за пандемии коронавируса гражданская авиация переживает настоящий коллапс. До сверхзвуковых ли самолетов сегодня?
— Да, авиакомпании несут огромные убытки. Но, как ни странно, именно пандемия акцентировала внимание на развитии авиации малой вместимости. Бизнес-авиация в сверхзвуковом исполнении очень интересна как раз с точки зрения экономической, социальной перспективы. Про большие самолеты мы пока не говорим. Там слишком много нерешенных проблем. Хотя всем очевидно: создание нового, коммерчески эффективного сверхзвукового пассажирского самолета — самый большой вызов для современной гражданской авиации.
— А сверхзвуковой бизнес-джет — на сколько пассажиров?
— По разным оценкам, от четырех до 18. В зависимости от ряда решенных научно-технических проблем и существующих технологий.
– После Ту-144 и «Конкорда» попытки создать небольшой пассажирский сверхзвуковик не оставляют в разных странах. Чем наш самолет будет отличаться от западных аналогов?
— Это уникальные воздухозаборники для двигателей, расположенных сверху на фюзеляже. Это уникальная аэродинамическая форма. Это уникальные сопловые аппараты реактивного двигателя в хвостовой части самолета. Все основные компоненты направлены на снижение уровня как шума, так и звукового удара.
Главное — двигатель
— Международная организация гражданской авиации до сих пор не приняла международные нормы уровня звукового удара. Хотя говорится об этом уже давно. Почему все затянулось?
— Это очень серьезный момент. Свой взгляд на развитие сверхзвуковой авиации есть у Европы. Свой взгляд у США, Австралии, Японии, которые летают над океаном. Свой взгляд у нашей страны с ее огромными пространствами. В силу разности территориально-экономических, социальных подходов и нет пока единой позиции у ИКАО как международной организации гражданской авиации.
Формирование норм является первоочередной задачей, в том числе и национальной. Чтобы утвердить приоритет наших исследований, технологий и разработок для данного класса техники. Сейчас превалирует подход: тот, кто успел полетать на демонстраторах или на опытных экземплярах, кто получил уровни шума и звукового удара, тот их и внес в нормы.
— Говорят, с хорошим двигателем и ворота полетят. Какой мотор нужен для пассажирского сверхзвуковика?
— Пока для сверхзвукового пассажирского самолета нигде нет оптимальных и рациональных двигателей. Ни в Европе, ни в Штатах, ни у нас. Двигатель, так же как и аэродинамическая форма самолета, должен соответствовать компромиссу: с одной стороны, иметь хорошую экономику, то есть низкий расход топлива, с другой, — пониженный уровень шума. Причем на всех этапах полета, начиная со взлета и заканчивая посадкой. В данном случае — не звукового удара, а именно шума. И это довольно противоречивое требование с точки зрения конструкции.
— А наш новейший двигатель ПД-14 для дозвукового самолета не может быть здесь кандидатом?
— Не исключено. Но для сверхзвуковой машины его надо будет дорабатывать.
Расчет на синергию
— На какие инновационные материалы делают основную ставку ученые и конструкторы?
— Ставка даже не на материалы, а на синергию материалов, технологий и конструкций, которые обеспечат заданные качества. Прежде всего мы говорим о металлокомпозитных конструкциях. Например, пробионического дизайна.
— Вы упомянули пробионические конструкции. Хотя бы в двух словах: что это такое?
— Традиционная конструктивная схема самолета имеет продольно-поперечный силовой набор. Остов самолета в виде балочных схем, на которые прикрепляется обшивка. Она обеспечивает прочность, жесткость, упругость конструкции, но при этом во многих случаях не оптимальна для веса. А вес для сверхзвукового самолета так же важен, как и для космического корабля. На один килограмм веса приходится пять-шесть килограммов тяги! Вес — это самое важное.
Если посмотрим на скелет птицы, то увидим неравномерную структуру: она работает в разных местах под разными нагрузками. Там, где сильные нагрузки, скелет прочнее, где меньше — послабее. Этот принцип получил название бионический, или природоподобный. В самолетостроении такие конструкции раньше широко не применялись. Только небольшие элементы.
— А что имеется в виду, когда говорят о стеклянном фюзеляже? Звучит как фантастика.
— Насчет стеклянного фюзеляжа — это действительно из области выдумок. Есть другое понятие «темная кабина». Скажем, форма носовой части не предполагает остекление кабины пилотов. Их почти невозможно там разместить. Но если даже это и сделать, то искажения в оптической системе будут настолько велики, что летчики все равно будут ориентироваться на приборы. То есть речь идет о том, чтобы заменить прямую визуализацию искусственной, синтезированной. Поэтому говорят о «темной кабине», где картинка перед пилотами будет создаваться при помощи систем искусственного зрения. Или дополненной реальности. Очень много вопросов, связанных именно с интеллектуализацией кабины пилотов. Сверхзвуковой самолет должен быть оснащен техническим оборудованием, которое может видеть лучше, чем человек. Информационное поле кабины — одна из важнейших критических технологий.
— Искусственный интеллект может заменить пилота?
— Об этом речь пока не идет. Мы говорим об интеллектуальных системах помощи летчикам, автоматизации некоторых пилотажных функций. В перспективе при достижении требуемого уровня безопасности, пилот сможет осуществлять только функцию контролирующего оператора. Но это будет даже не завтра.
— Говорили, что летные испытания российского демонстратора сверхзвукового пассажирского самолета начнутся уже в 2023 году.
— Мы рассчитывали на это. Но, к сожалению, подводит финансирование. Кстати, наш демонстратор будет тоже серьезно отличаться от того же американского X-59 QueSST. И формой, и уникальным соплом. Что мы уже отработали. Мы сразу проектируем под существующий самолет-донор. Это важно.
— Итак, по всем прогнозам, сначала появится сверхзвуковой самолет на 12-18 человек. А что дальше? Как может развиваться сверхзвуковая пассажирская авиация?
— Вообще создать такой самолет не проблема. Летают сверхзвуковые истребители, бомбардировщики. Другое дело — создать серийный гражданский сверхзвуковой самолет, востребованный на рынке. По числу пассажиров рассматриваются различные варианты. В принципе тот же Ту-144 и «Конкорд» показали возможность загрузки до 100 мест. Это вполне реально. Все будет зависеть от стоимости билетов. Такой самолет сможет брать на борт и до 150 пассажиров. Но это очень оптимистично.
Фото с сайта rg.ru
Подготовлено в рамках совместного проекта «Липецкой газеты» и «Российской газеты».
