الطيران المدني الأسرع من الصوت. أسرع طائرة تفوق سرعتها سرعة الصوت في العالم

الأصل مأخوذ من السرعة مثل الحلم. السرعة دعوة

سنوات ذهبية الطيران الأسرع من الصوتربما يمكنك إحصاء الستينيات. في ذلك الوقت ، بدا أن أسراب الطائرات الأسرع من الصوت ستصبح الخيار الوحيد للقتال الجوي في ذلك الوقت ، وستتتبع الخطوط الأسرع من الصوت سمائنا بآثارها ، وتربط كل شيء المدن الكبرىوعواصم العالم. ومع ذلك ، فقد تبين ، كما في حالة الفضاء المأهول ، أن اقتراب الشخص من السرعات العالية ليس ممتلئًا بالورود بأي حال من الأحوال: فقد تجمد طيران الركاب بسرعة حوالي 800 كيلومتر في الساعة ، والطائرات العسكرية تتدلى حول حاجز الصوت ، في بعض الأحيان الجرأة على الطيران في الفضاء لفترة قصيرة ، المنطقة منخفضة الصوت ، في منطقة 2 ماخ أو أكثر بقليل.

بماذا ترتبط؟ لا ، على الإطلاق مع حقيقة أنه "ليست هناك حاجة للطيران السريع" أو "لا أحد يحتاج ذلك". بدلاً من ذلك ، نحن نتحدث عن حقيقة أنه في مرحلة ما بدأ العالم في اتباع المسار الأقل مقاومة واعتبر أن التقدم العلمي والتكنولوجي عبارة عن عربة ذاتية التشغيل تنحدر بالفعل ، وهذا هو السبب في دفعها بالإضافة إلى ذلك فقط مضيعة للطاقة الزائدة.

دعونا نسأل أنفسنا سؤالًا بسيطًا - لماذا الرحلة الأسرع من الصوت صعبة للغاية ومكلفة؟ لنبدأ بحقيقة أنه عندما تتغلب الطائرة على الحاجز الأسرع من الصوت ، فإن طبيعة التدفق حول جسم الطائرة تتغير بشكل كبير: تزداد المقاومة الديناميكية الهوائية بشكل حاد ، ويزداد التسخين الحركي لهيكل هيكل الطائرة ، وبسبب التحول في الديناميكا الهوائية تركيز الجسم الانسيابي ، هناك فقدان للاستقرار والتحكم في الطائرة.

بالطبع ، بالنسبة للقارئ العادي وغير المستعد ، تبدو كل هذه المصطلحات باهتة وغير مفهومة إلى حد ما ، ولكن إذا لخصنا كل هذا في شكل عبارة واحدة ، فسننتهي: "من الصعب الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت". لكن ، بالطبع ، هذا ليس مستحيلاً بأي حال من الأحوال. في الوقت نفسه ، بالإضافة إلى زيادة قوة المحرك ، يتعين على مبتكري الطائرات الأسرع من الصوت إجراء تغيير واعٍ في المظهر الخارجي للطائرة - تظهر فيها خطوط مستقيمة "سريعة" مميزة ، وزوايا حادة على المقدمة وعلى الحواف الأمامية ، والتي تميز الطائرة الأسرع من الصوت على الفور حتى ظاهريًا عن الأشكال "الناعمة" و "الأنيقة" للطائرات التي تقل سرعة الصوت.

انحرف أنف الطائرة توبوليف 144 أثناء الإقلاع والهبوط من أجل توفير الحد الأدنى من الرؤية للطيارين على الأقل.

بالإضافة إلى ذلك ، عندما يتم تحسين الطائرة من أجل الطيران الأسرع من الصوت ، فإنها تتمتع بميزة أخرى غير سارة: فهي تصبح غير مهيأة بشكل سيئ للطيران دون سرعة الصوت وتكون خرقاء في أوضاع الإقلاع والهبوط ، والتي لا يزال يتعين عليها أداءها بسرعات منخفضة نسبيًا. هذه الخطوط الحادة والأشكال السريعة التي تعتبر جيدة جدًا في الأسرع من الصوت تستسلم للسرعات المنخفضة التي يجب أن تتحرك بها الطائرات الأسرع من الصوت في بداية ونهاية رحلتها. كما أن الأنوف الحادة للآلات الأسرع من الصوت لا تعطي الطيارين مراجعة كاملةبرنامج الأغذية العالمي.

هنا ، على سبيل المثال ، توجد أنوف طائرتين سوفيتيتان تفوق سرعة الصوت لم يتم بيعهما في السلسلة - M-50 Myasishchev Design Bureau (في الخلفية) و T-4 "object 100" لمكتب Sukhoi للتصميم (إغلاق).

جهود المصممين واضحة للعيان: هذه إما محاولة للتوصل إلى حل وسط في الخطوط العريضة ، مثل M-50 ، أو أنف منزلق ينحرف لأسفل ، مثل T-4. ومن المثير للاهتمام ، أن T-4 كان من الممكن أن تصبح أول طائرة إنتاجية تفوق سرعة الصوت تطير بالكامل في رحلة أفقية أسرع من الصوت دون رؤية طبيعية عبر مظلة قمرة القيادة: بسرعة تفوق سرعة الصوت ، غطت فتحة الأنف قمرة القيادة بالكامل وتم تنفيذ جميع عمليات الملاحة فقط بواسطة بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي الطائرة على منظار بصري. يتيح المستوى الحالي لتطوير أدوات الملاحة والقياس عن بُعد ، بالمناسبة ، التخلي عن التصميم المعقد للانزلاق الانزلاقي لطائرة تفوق سرعة الصوت - يمكن بالفعل رفعها وهبوطها فقط عن طريق الأدوات ، أو حتى بدون مشاركة الطيارين.

تؤدي نفس الشروط والمهام إلى إنشاءات مماثلة. تحرك الأنف الأنجلو-فرنسي "الكونكورد" أيضًا للأسفل أثناء الإقلاع والهبوط.

ما الذي منع اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية من إنشاء نظام حرب مبتكر مضاد للسفن في عام 1974 يعتمد على T-4 الأسرع من الصوت ، والذي كان متقدمًا للغاية بحيث كان هناك ما يصل إلى 600 براءة اختراع في تصميمه؟

الشيء هو أن Sukhoi Design Bureau بحلول منتصف السبعينيات لم يكن لديه مرافق الإنتاج الخاصة به لإجراء اختبارات الحالة الممتدة لـ "الكائن 100". لهذه العملية ، لم تكن هناك حاجة إلى مصنع تجريبي ، ولكن كان هناك حاجة إلى مصنع تسلسلي ، حيث كان دور KAPO (مصنع قازان للطيران) مناسبًا تمامًا. ومع ذلك ، بمجرد أن يتم إعداد القرار الخاص بإعداد مصنع كازان للطيران لتجميع الدفعة التجريبية من T-4 ، أدرك الأكاديمي توبوليف أنه كان يفقد المصنع التسلسلي ، الذي أنتج "ناقلة الخلل الاستراتيجي "Tu-22 ، خرج بمقترح مبادرة لإنشاء تعديله Tu-22M ، والذي ، على ما يُزعم ، كان من الضروري فقط إعادة تشكيل الإنتاج بشكل طفيف. على الرغم من أنه تم تطوير Tu-22M في المستقبل كطائرة جديدة تمامًا ، إلا أن قرار نقل مصنع Kazan إلى Sukhoi لم يتم اتخاذه في ذلك الوقت ، وانتهى الأمر بـ T-4 في المتحف في مونينو.

مثل هذا الاختلاف الكبير بين Tu-22 و Tu-22M هو إرث القتال ضد T-4.

قضية مخروط الأنف ليست الحل الوسط الوحيد الذي يجب على مبتكري الطائرات الأسرع من الصوت تقديمه. لأسباب عديدة ، ينتهي بهم الأمر بطائرة شراعية أسرع من الصوت معيبة وطائرة دون سرعة الصوت. وبالتالي ، فإن تحقيق حدود جديدة عن طريق الطيران من حيث السرعة والارتفاع غالبًا ما يرتبط ليس فقط باستخدام نظام دفع أكثر تقدمًا أو جديدًا بشكل أساسي وتصميم جديد للطائرة ، ولكن أيضًا مع التغييرات في هندستها أثناء الطيران. في الجيل الأول من الآلات الأسرع من الصوت ، لم يتم تنفيذ هذا الخيار مطلقًا ، ولكن كانت فكرة جناح الاجتياح المتغير هي التي أصبحت في نهاية المطاف شبه قانونية في السبعينيات. مثل هذه التغييرات في اكتساح الجناح ، مع تحسين خصائص الطائرة بسرعات عالية ، لا ينبغي أن تؤدي إلى تدهور خصائصها عند السرعات المنخفضة ، والعكس صحيح.

كان من المقرر أن تكون طائرة بوينج 2707 أول طائرة أسرع من الصوت للركاب ذات جناح متغير.

من المثير للاهتمام أن مصير الطائرة Boeing-2707 لم تدمره عيوبها البناءة ، ولكن فقط بسبب مجموعة من القضايا السياسية. بحلول عام 1969 ، عندما كان برنامج تطوير بوينج 2707 في نهايته ، طلبت 26 شركة طيران 122 طائرة بوينج 2707 بتكلفة تقارب 5 مليارات دولار. في هذه المرحلة ، كان برنامج Boeing قد ترك بالفعل مرحلة التصميم والبحث وبدأ بناء نموذجين أوليين من طراز 2707. لإكمال بناء وتصنيع طائرات الاختبار ، احتاجت الشركة إلى جذب ما بين 1-2 مليار. و وبلغت التكلفة الإجمالية للبرنامج مع بناء 500 طائرة 5 مليارات دولار. كانت القروض الحكومية مطلوبة. من حيث المبدأ ، في وقت آخر ، كانت بوينج قد وجدت أموالها الخاصة لهذا الغرض ، لكن الستينيات لم تكن كذلك.

في أواخر الستينيات من القرن الماضي ، كانت مرافق الإنتاج في بوينج محملة بشكل كبير بإنشاء أكبر طائرة ركاب دون سرعة الصوت في العالم - بوينج 747 ، والتي ما زلنا نطير بها حتى اليوم. وبسبب هذا ، فإن الطراز 2707 حرفيًا لعدة سنوات "لم" يتزاحم "إلى الأمام من" شاحنة الماشية الهوائية "وانتهى به الأمر خلف جسم الطائرة المتعرج. نتيجة لذلك ، تم إشراك كل التمويل النقدي وجميع المعدات في إنتاج 747 ، وتم تمويل 2707 من قبل شركة Boeing على أساس متبقي.

طريقتان لطيران الركاب - "Boeing-747" و "Boeing-2707" في رقم واحد.

لكن الصعوبات في بناء 2707 كانت أكثر خطورة بكثير من مجرد مشكلات فنية أو برنامج إنتاج بوينج. منذ عام 1967 ، كانت هناك حركة بيئية متنامية في الولايات المتحدة ضد الأسرع من الصوت نقل الركاب. وزُعم أن رحلاتهم ستدمر طبقة الأوزون ، واعتبرت الصدمة الصوتية القوية التي تحدث أثناء الطيران الأسرع من الصوت غير مقبولة للمناطق المأهولة بالسكان. تحت ضغط من الرأي العام ، ومن ثم الكونغرس ، أنشأ الرئيس نيكسون لجنة من 12 عضوًا لاتخاذ قرار بشأن تمويل برنامج SST ، والذي تضمن طائرة Boeing 2707. ولكن خلافًا لتوقعاته ، ترفض اللجنة الحاجة إلى إنشاء طائرة أسرع من الصوت ليس فقط لأسباب بيئية ولكن أيضًا لأسباب اقتصادية. لإنشاء أول طائرة ، وفقًا لحساباتهم ، كان من الضروري إنفاق 3 مليارات دولار ، والتي ستؤتي ثمارها فقط من خلال بيع 300 طائرة. ضعف الوضع المالي للولايات المتحدة بسبب الحرب الطويلة في فيتنام وتكلفة السباق القمري.

توقف العمل في طراز 2707 في عام 1971 ، وبعد ذلك حاولت شركة Boeing مواصلة البناء على نفقتها الخاصة لمدة عام تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، حاول أفراد ، من بينهم طلاب وأطفال مدارس ، دعم "طائرة الأحلام الأمريكية" التي جمعت أكثر من مليون دولار. لكن هذا لم يحفظ البرنامج. تزامنت نهاية البرنامج مع ركود في صناعة الطيران وأزمة نفطية ، مما أجبر شركة Boeing على تسريح ما يقرب من 70.000 من موظفيها في سياتل ، وأطلق على الطراز 2707 اسم "الطائرة التي أكلت سياتل".

عمت مساءا ايها الأمير اللطيف. قمرة القيادة وجزء من جسم الطائرة من طراز بوينج 2707 في متحف هيلر للطيران.

ما الذي دفع مبتكري الآلات الأسرع من الصوت؟ بالنسبة للعملاء العسكريين ، فإن الوضع واضح بشكل عام. احتاج المحاربون دائمًا إلى طائرة تطير أعلى وأسرع. جعلت سرعة الطيران الأسرع من الصوت من الممكن ليس فقط الوصول إلى أراضي العدو بشكل أسرع ، ولكن أيضًا لزيادة سقف طيران هذه الطائرة إلى ارتفاع يتراوح بين 20 و 25 كيلومترًا ، وهو أمر مهم للاستطلاع والقاذفات. بسرعات عالية ، كما نتذكر ، تزداد قوة الرفع للجناح أيضًا ، ونتيجة لذلك يمكن أن تتم الرحلة في جو أكثر تخلخلًا ، ونتيجة لذلك ، على ارتفاع أعلى.

في الستينيات ، قبل ظهور أنظمة الصواريخ المضادة للطائرات القادرة على ضرب أهداف في ارتفاعات عالية، كان المبدأ الرئيسي لاستخدام القاذفات هو الطيران إلى الهدف على أعلى ارتفاع وسرعة ممكنين. بالطبع ، تغلق أنظمة الدفاع الجوي الحالية هذا النوع من المجالات المتخصصة لاستخدام الطائرات الأسرع من الصوت (على سبيل المثال ، يمكن لمجمع S-400 إسقاط الأهداف مباشرة في الفضاء ، على ارتفاع 185 كيلومترًا وبسرعة 4.8 كيلومترات. / s ، في الواقع ، كونها نظام دفاع صاروخي ، وليس دفاعًا جويًا). ومع ذلك ، في العمليات ضد الأهداف الأرضية والسطحية والجوية ، فإن السرعة الأسرع من الصوت مطلوبة بشدة ولا تزال موجودة في الخطط العسكرية الواعدة لكل من الطائرات الروسية والغربية. إن مجرد تنفيذ رحلة أسرع من الصوت معقدة إلى حد ما لا يكاد يتوافق مع مهمة التخفي والتسلل ، التي كانوا يحاولون غرسها في القاذفات والمقاتلات على مدار الثلاثين عامًا الماضية ، ولهذا السبب عليك أن تختار ، كما يقولون ، شيء واحد - إما أن تختبئ أو تخترق.

ومع ذلك ، هل تمتلك روسيا الآن وسيلة موثوقة ضد القوات الأمريكية الموحدة؟ من أجل عدم الاقتراب منهم لمسافة 300 كيلومتر لإطلاق Onyxes مع بعض السفن غير الواضحة ولكن المعرضة للخطر؟ كان لدى T-4 مفهوم متماسك لأسلوبه الخاص في تدمير مجموعة حاملات الطائرات ، لكن هل تمتلكه روسيا الآن؟ لا أعتقد ذلك - تمامًا كما لا يوجد حتى الآن صواريخ Kh-33 و X-45 تفوق سرعتها سرعة الصوت.

القاذفة الأمريكية XB-70 "فالكيري". كان عليهم أن يقاتل MiG-25.

أين سيتحول مستقبل بناء الطائرات العسكرية هو سؤال مفتوح.

أريد أن أقول بضع كلمات أخرى عن الطائرات المدنية الأسرع من الصوت.

جعلت عمليتهم من الممكن ليس فقط تقليل وقت الرحلة بشكل كبير على الرحلات الطويلة ، ولكن أيضًا استخدام التفريغ الفضاء الجويعلى ال ارتفاع عالي(حوالي 18 كم) ، في حين أن المجال الجوي الرئيسي الذي تستخدمه الخطوط الجوية (ارتفاعات 9-12 كم) تم تحميله بالفعل بشكل كبير حتى في الستينيات. أيضًا ، حلقت الطائرات الأسرع من الصوت على طول مسارات مستقيمة (خارج الممرات والممرات الجوية). ناهيك عن الأساسي: توفير وقت الركاب العاديين ، والذي يمثل حوالي نصف وقت الرحلة ، على سبيل المثال ، رحلة أوروبا والولايات المتحدة.

في الوقت نفسه ، أكرر مرة أخرى - إن مشروع الطائرات الأسرع من الصوت ، العسكرية والمدنية ، ليس مستحيلًا بأي حال من الأحوال من الناحية العملية أو غير واقعي إلى حد ما من وجهة نظر اقتصادية.

لقد استدرنا "الاتجاه الخطأ" في وقت واحد وقمنا بتدوير عربة التقدم ليس صعودًا ، ولكن على طول الطريق الأسهل والأكثر متعة - نزولاً ونزولاً. حتى اليوم مشاريع الأسرع من الصوت طائرات ركابيتم تطويرها لنفس القطاع ، والتي تم تصميم مفهوم مبتكر آخر لها: Augusta-Westland tiltrotor AW609. هذا الجزء هو جزء من نقل الأعمال للعملاء الأثرياء ، عندما لا تقل الطائرة خمسة آلاف راكب في ظروف واهية ، ولكن عشرات الأشخاص في ظروف بأقصى قدر من الكفاءة والراحة القصوى. تعرف على Aerio AS2. إذا كنت محظوظًا ، فستطير في المستقبل القريب في عام 2021:

أعتقد أن كل شيء جاد بالفعل هناك - فالشراكة مع شركة إيرباص والاستثمارات المعلنة البالغة 3 مليارات دولار تجعل من الممكن اعتبار المشروع ليس "بطة البراز" ، ولكن كتطبيق جاد. باختصار ، "الرب المحترم هو للسادة المحترمين". وليس لكل المارقين الذين سمحوا للعالم في نهاية القرن العشرين بالتحول إلى طريق سهل ومريح.

ومع ذلك ، فقد كتبت بالفعل عن هذا ، ولن أكرر نفسي. الآن ليس أكثر من الماضي:

الآن نحن نعيش في عالم مختلف. في عالم خالٍ من الطيران الأسرع من الصوت للجميع. ومع ذلك ، هذه ليست أسوأ خسارة.

سرعة الموجة الصوتية ليست قيمة ثابتة ، حتى لو كان وسط انتشار الصوت قيد الدراسة هو الهواء. تتغير سرعة الصوت عند درجة حرارة ثابتة للهواء والضغط الجوي مع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر.

كلما زاد الارتفاع ، تقل سرعة الصوت. النقطة المرجعية الشرطية للقيمة هي مستوى سطح البحر الصفري. لذا ، فإن السرعة التي تنتشر بها الموجة الصوتية على طول سطح الماء هي 340.29 م / ث ، بشرط أن تكون درجة الحرارة المحيطة 15 درجة مئوية والضغط الجوي 760 مم. زئبق لذلك ، فإن الطائرات التي تطير بسرعة أعلى من سرعة الصوت تسمى الأسرع من الصوت.

أول إنجاز للسرعة فوق الصوتية

يطلق عليهم الطائرات الأسرع من الصوت. الطائراتبناءً على قدرتهم الجسدية على السفر أسرع من الموجات الصوتية. في الكيلومترات المعتادة لدينا في الساعة ، هذا الرقم يساوي تقريبًا 1200 كم / ساعة.

حتى طائرات الحرب العالمية الثانية المزودة بمحركات احتراق داخلي ومراوح ترددية تخلق تدفقًا للهواء أثناء الغوص وصلت بالفعل إلى علامة السرعة البالغة 1000 كم / ساعة. صحيح ، وفقًا لقصص الطيارين ، في هذه اللحظات بدأت الطائرة تهتز بشكل رهيب بسبب الاهتزاز القوي. كان الشعور بأن الأجنحة يمكن أن تخرج من جسم الطائرة.

بعد ذلك ، عند إنشاء طائرة أسرع من الصوت ، أخذ مهندسو التصميم في الاعتبار تأثير التيارات الهوائية على تصميم الطائرة عند الوصول إلى سرعة الصوت.

التغلب على الحاجز الأسرع من الصوت بالطائرة

عندما تتحرك طائرة بين الكتل الهوائية ، فإنها تخترق الهواء فعليًا في جميع الاتجاهات ، مما يؤدي إلى إحداث تأثير ضوضاء وتباعد موجات ضغط الهواء في جميع الاتجاهات. عندما تصل سرعة الطائرة إلى سرعة الصوت ، تكون هناك لحظة لا تستطيع فيها الموجة الصوتية تجاوز الطائرة. لهذا السبب ، تظهر موجة صدمية أمام الجزء الأمامي من الطائرة على شكل حاجز هواء كثيف.

طبقة الهواء التي نشأت أمام الطائرة في اللحظة التي تصل فيها الطائرة إلى سرعة الصوت تخلق زيادة حادة في المقاومة ، والتي تعمل كمصدر للتغييرات في خصائص استقرار الطائرة.

عندما تطير الطائرة ، تنتشر الموجات الصوتية منها في جميع الاتجاهات بسرعة الصوت. عندما تصل سرعة الطائرة إلى M = 1 ، أي سرعة الصوت ، تتراكم الموجات الصوتية أمامها وتشكل طبقة من الهواء المضغوط. عند سرعات أعلى من سرعة الصوت ، تشكل هذه الموجات موجة صدمة تصل إلى الأرض. يُنظر إلى موجة الصدمة على أنها دويّ دويّ ، يُنظر إليه صوتيًا من خلال الأذن البشرية على سطح الأرض على أنها انفجار باهت.

يمكن ملاحظة هذا التأثير باستمرار أثناء تمارين الطائرات الأسرع من الصوت التي يقوم بها السكان المدنيون في منطقة الرحلات الجوية.

ظاهرة فيزيائية أخرى مثيرة للاهتمام في رحلة الطائرات الأسرع من الصوت هي التقدم البصري للطائرات بصوتها. لوحظ الصوت مع بعض التأخير خلف ذيل الطائرة.

رقم ماخ في الطيران

تم عرض نظرية مع عملية تجريبية مؤكدة لتشكيل موجات الصدمة قبل وقت طويل من الرحلة الأولى الطائرات الأسرع من الصوتعالم الفيزياء النمساوي إرنست ماخ (1838-1916). القيمة التي تعبر عن نسبة سرعة الطائرة إلى سرعة الموجة الصوتية تسمى اليوم تكريما للعالم - ماخ.

كما ذكرنا في الجزء المائي ، تتأثر سرعة الصوت في الهواء بظروف الأرصاد الجوية مثل ضغط الهواء والرطوبة ودرجة الحرارة. تختلف درجة الحرارة ، اعتمادًا على ارتفاع رحلة الطائرة ، من +50 على سطح الأرض إلى -50 في الستراتوسفير. لذلك ، يجب أن تؤخذ الظروف الجوية المحلية في الاعتبار عند ارتفاعات مختلفة لتحقيق سرعات تفوق سرعة الصوت.

للمقارنة ، فوق مستوى سطح البحر الصفر ، تبلغ سرعة الصوت 1240 كم / س ، بينما على ارتفاع يزيد عن 13 ألف كم. تنخفض هذه السرعة إلى 1060 كم / ساعة.

إذا أخذنا نسبة سرعة الطائرة إلى سرعة الصوت كـ M ، فعندئذٍ بقيمة M> 1 ، ستكون دائمًا سرعة تفوق سرعة الصوت.

الطائرات دون سرعة الصوت لها M = 0.8. شوكة قيم ماخ من 0.8 إلى 1.2 تحدد السرعة العابرة. لكن الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت لديها عدد ماخ يزيد عن 5. من الطائرات العسكرية الروسية الأسرع من الصوت المعروفة ، يمكن للمرء أن يميز SU-27 - مقاتلة اعتراضية ، Tu-22M - قاذفة صواريخ. من الطائرات الأمريكية المعروفة SR-71 - طائرات استطلاع. كانت أول طائرة أسرع من الصوت في الإنتاج الضخم هي المقاتلة الأمريكية F-100 في عام 1953.

نموذج لمكوك الفضاء أثناء الاختبار في نفق رياح تفوق سرعة الصوت. أتاحت تقنية خاصة لتصوير الظل إمكانية التقاط مصدر موجات الصدمة.

أول طائرة أسرع من الصوت

لمدة 30 عامًا من عام 1940 إلى عام 1970 ، زادت سرعة الطائرة عدة مرات. تم إجراء أول رحلة عبر الصوت في 14 أكتوبر 1947 على متن طائرة أمريكية من طراز Bell XS-1 في كاليفورنيا فوق قاعدة جوية.

كابتن طائرة نفاثة من طراز Bell XS-1 القوات الجوية الأمريكيةتشاك ييجي. تمكن من تسريع الجهاز بسرعة 1066 كم / ساعة. خلال هذا الاختبار ، تم الحصول على شريحة كبيرة من البيانات لدفع عملية تطوير الطائرات الأسرع من الصوت.

تصميم الجناح للطائرات الأسرع من الصوت

يزداد الرفع والسحب مع السرعة ، وبالتالي تصبح الأجنحة أصغر حجمًا وأكثر نحافة واكتساحًا ، مما يؤدي إلى تحسين الانسيابية.

في الطائرات التي تم تكييفها للطيران الأسرع من الصوت ، تم سحب الأجنحة ، على عكس الطائرات التقليدية التي تقل سرعة الصوت ، بزاوية حادة تشبه رأس السهم. خارجياً ، شكلت الأجنحة مثلثًا في مستوى واحد مع قمة حادة الزاوية في مقدمة الطائرة. جعلت الهندسة المثلثية للجناح من الممكن التحكم في الطائرة بشكل متوقع في لحظة عبور حاجز الصوت ، ونتيجة لذلك ، تجنب الاهتزازات.

هناك نماذج استخدمت فيها أجنحة ذات هندسة متغيرة. في وقت الإقلاع والهبوط ، كانت زاوية الجناح بالنسبة للطائرة 90 درجة ، أي بشكل عمودي. يعد هذا ضروريًا لإنشاء أقصى قدر من الرفع في لحظة الإقلاع والهبوط ، أي في الوقت الذي تنخفض فيه السرعة ويصل الرفع بزاوية حادة مع هندسة غير متغيرة إلى الحد الأدنى الحرج. مع زيادة السرعة ، تتغير هندسة الجناح إلى الزاوية الأكثر حدة عند قاعدة المثلث.

حاملي سجلات الطائرات

في السباق على سرعات قياسية في السماء ، حققت طائرة من طراز Bell-X15 التي تعمل بالطاقة الصاروخية سرعة قياسية بلغت 6.72 أو 7200 كم / ساعة في عام 1967. لا يمكن التغلب على هذا الرقم القياسي بعد وقت طويل.

وفقط في عام 2004 ، تمكنت طائرة ناسا X-43 غير المأهولة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت ، والتي تم تصميمها للطيران بسرعات تفوق سرعة الصوت ، من التسارع إلى مستوى قياسي بلغ 11850 كم / ساعة كجزء من رحلتها الثالثة.

انتهت أول رحلتين دون جدوى. حتى الآن ، هذا هو أعلى رقم لسرعة الطائرة.

اختبار السيارة الأسرع من الصوت

يتم تشغيل هذه السيارة النفاثة من طراز Thrust SSC الأسرع من الصوت بواسطة محركي طائرتين. في عام 1997 أصبح أول أرض مركبةالذي كسر حاجز الصوت. كما هو الحال في الطيران الأسرع من الصوت ، هناك موجة صدمة أمام السيارة.

الاقتراب من السيارة صامت ، لأن كل الضوضاء الناتجة تتركز في موجة الصدمة التي تليها.

الطائرات الأسرع من الصوت في الطيران المدني

أما بالنسبة للطائرات المدنية الأسرع من الصوت ، فهناك طائرتان فقط من طرازات الإنتاج معروفتان أنها تعمل رحلات منتظمة: السوفياتي TU-144 والكونكورد الفرنسي. قامت TU-144 برحلتها الأولى في عام 1968. تم تصميم هذه الأجهزة للرحلات الطويلة عبر المحيط الأطلسي. تم تقليل أوقات الرحلات بشكل كبير مقارنة بالمركبات التي تقل سرعة الصوت عن طريق زيادة ارتفاع الرحلة إلى 18 كم ، حيث استخدمت الطائرة ممرًا جويًا غير محمل وتحميل سحابة تجاوز.

أكملت أول طائرة مدنية أسرع من الصوت تابعة لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية TU-144 رحلاتها في عام 1978 بسبب عدم ربحيتها. تم اتخاذ النقطة الأخيرة في قرار رفض العمل على الرحلات الجوية المنتظمة بسبب تحطم النموذج الأولي TU-144D أثناء اختباره. على الرغم من أنه من الجدير بالذكر أنه خارج الطيران المدني ، استمر استخدام طائرة TU-144 لتسليم البريد والبضائع العاجلة من موسكو إلى خاباروفسك حتى عام 1991.

في هذه الأثناء ، على الرغم من التذاكر باهظة الثمن ، استمرت طائرة الكونكورد الفرنسية الأسرع من الصوت في تقديم خدمات السفر الجوي لعملائها الأوروبيين حتى عام 2003. لكن في النهاية ، على الرغم من الطبقة الاجتماعية الأكثر ثراءً للمقيمين في أوروبا ، كانت قضية عدم الربحية لا تزال حتمية.

م = 1.2-5).

موسوعي يوتيوب

• 1 / 5

  في الوقت الحاضر ، تظهر طائرات جديدة ، بما في ذلك تلك المصنوعة باستخدام تقنية التخفي لتقليل الرؤية.

  طائرات الركاب الأسرع من الصوت

  من المعروف أن طائرتين فقط من الطائرات الأسرع من الصوت ذات الإنتاج الضخم كانتا تقومان برحلات منتظمة: الطائرة السوفيتية Tu-144 ، التي قامت بأول رحلة لها في 31 ديسمبر 1968 وكانت تعمل من 1978 إلى 1978 وتم إجراؤها بعد شهرين - في 2 مارس ، 1969 - أول رحلة لها "كونكورد" الفرنسية (الاب كونكورد - "الموافقة") ، التي ارتكبت رحلات عبر المحيط الأطلسيمن عام 2003. جعلت عمليتهم من الممكن ليس فقط تقليل وقت الرحلة بشكل كبير على الرحلات الطويلة ، ولكن أيضًا لاستخدام المجال الجوي الذي تم تفريغه على ارتفاعات عالية (18 كم) ، في حين أن المجال الجوي الرئيسي الذي تستخدمه الخطوط الجوية (ارتفاعات 9-12 كم) كان محملة بالفعل في تلك السنوات. أيضا ، حلقت الطائرات الأسرع من الصوت على طول مسارات مستقيمة (خارج الخطوط الجوية).

  على الرغم من فشل العديد من المشاريع السابقة والحالية لطائرات الركاب الأسرع من الصوت والمتحركة (Boeing 2707 ، Boeing Sonic Cruiser ، Douglas 2229 ، Lockheed L-2000 ، Tu-244 ، Tu-344 ، Tu-444 ، SSBJ ، إلخ) و تم تطوير الانسحاب من تشغيل طائرات المشروعين المنفذين في وقت سابق وهناك مشاريع حديثة لطائرات ركاب تفوق سرعة الصوت (بما في ذلك دون المدارية) (على سبيل المثال ، ZEHST و SpaceLiner) وطائرات النقل العسكري (الهبوط) سريعة الاستجابة. تلقت طائرة رجال الأعمال النفاثة للركاب Aerion AS2 قيد التطوير طلبًا مؤكدًا لـ 20 وحدة في نوفمبر 2015 بتكلفة إجمالية قدرها 2.4 مليار دولار أمريكي مع عمليات تسليم تبدأ في عام 2023.

  مشاكل نظرية

  رحلة إلى سرعة تفوق سرعة الصوت، على عكس الصوت دون سرعة الصوت ، يستمر في ظل ظروف الديناميكا الهوائية المختلفة ، لأنه عندما تصل الطائرة إلى سرعة الصوت ، تتغير الديناميكا الهوائية للتدفق حولها نوعيا ، بسبب زيادة السحب الديناميكي الهوائي بشكل حاد ، يزداد التسخين الحركي للهيكل أيضًا من الاحتكاك من تدفق الهواء بسرعة عالية ، يتحول التركيز الديناميكي الهوائي ، مما يؤدي إلى فقدان الاستقرار والقدرة على التحكم في الطائرة. بالإضافة إلى ذلك ، ظهرت هذه الظاهرة ، التي لم تكن معروفة قبل إنشاء أول طائرة أسرع من الصوت ، مثل "السحب الموجي".

  لذلك ، كان تحقيق سرعة الصوت والطيران المستقر الفعال بسرعات قريبة وفوق سرعة الصوت أمرًا مستحيلًا بسبب الزيادة البسيطة في قوة المحرك - حيث كانت هناك حاجة إلى حلول تصميم جديدة. ونتيجة لذلك ، تغير مظهر الطائرة: ظهرت خطوط مستقيمة مميزة وزوايا حادة ، على عكس الأشكال "السلسة" للطائرات دون سرعة الصوت.

  وتجدر الإشارة إلى أن مشكلة إنشاء طائرة أسرع من الصوت بكفاءة لا يمكن حلها حتى الآن. يتعين على المبدعين التنازل عن متطلبات زيادة السرعة والحفاظ على خصائص الإقلاع والهبوط المقبولة. وبالتالي ، فإن تحقيق حدود جديدة عن طريق الطيران من حيث السرعة والارتفاع لا يرتبط فقط باستخدام نظام دفع أكثر تقدمًا أو جديدًا بشكل أساسي وتخطيط هيكلي جديد للطائرة ، ولكن أيضًا مع التغييرات في هندستها أثناء الطيران. مثل هذه التغييرات ، مع تحسين خصائص الطائرات بسرعات عالية ، لا ينبغي أن تؤدي إلى تفاقم جودتها بسرعات منخفضة ، والعكس صحيح. في في الآونة الأخيرةيرفض المبدعون تقليل مساحة الجناح والسمك النسبي لمحاتهم ، وكذلك زيادة زاوية اكتساح الجناح للطائرات ذات الهندسة المتغيرة ، والعودة إلى الأجنحة ذات الاجتياح الصغير والسمك النسبي الكبير ، إذا كانت السرعة القصوى المرضية والسقف العملي مناسبًا تم تحقيقه بالفعل. في هذه الحالة ، من المهم أن تتمتع الطائرات الأسرع من الصوت بأداء جيد عند السرعات المنخفضة والسحب المنخفض عند السرعات العالية ، خاصة في الارتفاعات المنخفضة.

  "تشغيل الأسرع من الصوت!"

  طائرات الركاب الأسرع من الصوت - ماذا نعرف عنها؟ على الأقل حقيقة أنها خلقت منذ زمن بعيد نسبيًا. ولكن ، لأسباب مختلفة ، لم يتم استخدامها لفترة طويلة ، وليس بقدر ما تستطيع. حتى اليوم ، هم موجودون فقط كنماذج تصميم.
  
  

  لماذا هذا؟ ما هي خصوصية و "سر" الصوت الأسرع من الصوت؟ من ابتكر هذه التكنولوجيا؟ وأيضًا - ما هو مستقبل الطائرات الأسرع من الصوت في العالم ، وبالطبع - في روسيا؟ سنحاول الإجابة على كل هذه الأسئلة.

  "رحلة الوداع"

  لذلك ، منذ أن قامت آخر ثلاث طائرات ركاب أسرع من الصوت عاملة برحلاتها الأخيرة ، وبعد ذلك تم إيقاف تشغيلها ، مرت خمسة عشر عامًا. كان ذلك في عام 2003. ثم ، في 24 أكتوبر ، قالوا جميعًا "وداعًا للسماء". في آخر مرةحلقت على ارتفاع منخفض فوق عاصمة بريطانيا العظمى.

  ثم هبطنا في مطار هيثرو بلندن. كانت هذه طائرات من طراز كونكورد تنتمي إلى شركة طيران الخطوط الجوية البريطانية. ومع "رحلة الوداع" هذه أكملوا تاريخًا قصيرًا للغاية زحمة مسافرينبسرعة تتجاوز الصوت ...

  هذا ما كنت تعتقده قبل بضع سنوات. ولكن الآن أصبح من الممكن بالفعل أن نقول على وجه اليقين. هذه هي الخاتمة للمرحلة الأولى فقط من هذه القصة. وربما - كل صفحاته المشرقة لم تأت بعد.

  اليوم الاستعداد ، وغدا الرحلة

  اليوم ، يفكر العديد من الشركات ومصممي الطائرات في آفاق طيران الركاب الأسرع من الصوت. البعض يخطط لإحيائه. آخرون يستعدون بالفعل لذلك.

  

  بعد كل شيء ، إذا كان من الممكن أن توجد وتعمل بشكل فعال قبل بضعة عقود ، اليوم ، مع التقنيات التي تقدمت بشكل جدي ، فمن الممكن تمامًا ليس فقط إحيائها ، ولكن أيضًا لحل عدد من المشاكل التي أجبرت شركات الطيران الرائدة على التخلي عنها .

  والآفاق مغرية للغاية. تبدو إمكانية الرحلة ، على سبيل المثال ، من لندن إلى طوكيو ، في غضون خمس ساعات ، مثيرة للاهتمام للغاية. عبور المسافة من سيدني إلى لوس أنجلوس في ست ساعات؟ وتنتقل من باريس إلى نيويورك في ثلاثة ونصف؟ مع طائرات الركاب القادرة على الطيران بسرعة أعلى من سرعة نقل الصوت ، فإن هذا ليس بالأمر الصعب على الإطلاق.

  ولكن ، بالطبع ، قبل "العودة" المظفرة لمثل هؤلاء إلى المجال الجوي - العلماء والمهندسون والمصممين وغيرهم الكثير - لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به. من الضروري ليس فقط استعادة ما كان من قبل بالتقديم موديل جديد. مُطْلَقاً.

  الهدف هو حل العديد من المشاكل المرتبطة بالطيران الأسرع من الصوت للركاب. صناعة الطائرات التي لن تظهر فقط قدرات وقوة الدول التي قامت ببنائها. لكنها ستكون أيضًا فعالة حقًا. لدرجة أنه يحتل مكانته اللائقة في مجال الطيران.

  تاريخ الأسرع من الصوت. الجزء 1. ما حدث في البداية ...

  أين بدأ كل ذلك؟ في الواقع ، من طيران ركاب بسيط. وهذا هو بالفعل أكثر من قرن من الزمان. بدأ تصميمه في عام 1910 في أوروبا. عندما ابتكر حرفيون من أكثر دول العالم تطوراً أول طائرة ، كان الغرض الرئيسي منها هو نقل الركاب عبر مسافات مختلفة. هذا هو - رحلة ، مع العديد من الناس على متنها.

  

  الأولى من بينها هي السيارة الفرنسية Bleriot XXIV Limousine. وهي تنتمي إلى شركة تصنيع الطائرات Bleriot Aeronautique. ومع ذلك ، فقد تم استخدامه بشكل أساسي لتسلية أولئك الذين دفعوا مقابل "المشي" للمتعة - الرحلات الجوية عليها. بعد عامين من إنشائها ، يظهر التناظرية في روسيا.

  كان S-21 Grand. تم تصميمه على أساس "الفارس الروسي" الذي أنشأه إيغور سيكورسكي - قاذفة ثقيلة. وقد تم تنفيذ بناء طائرة الركاب هذه من قبل عمال شركة Baltic Carriage Works.

  حسنًا ، بعد ذلك ، كان التقدم لا يمكن إيقافه. تطور الطيران بسرعة. والركاب على وجه الخصوص. في البداية كانت هناك رحلات جوية بين مدن محددة. ثم تمكنت الطائرات من التغلب على المسافات بين الدول. أخيرًا ، بدأت الطائرات في عبور المحيطات وتطير من قارة إلى أخرى.

  سمح تطوير التكنولوجيا والعدد المتزايد من الابتكارات للطيران بالسفر بسرعة كبيرة. أسرع بكثير من القطارات أو السفن. وبالنسبة لها ، بعد كل شيء ، لم تكن هناك حواجز عمليا. لم تكن هناك حاجة للتغيير من وسيلة نقل إلى أخرى ، ليس فقط ، على سبيل المثال ، السفر إلى "نهاية العالم" البعيدة بشكل خاص.

  حتى عندما يكون من الضروري عبور مساحات اليابسة والمياه دفعة واحدة. لم يوقف أي شيء الطائرات. وهذا طبيعي ، لأنها تحلق فوق كل شيء - القارات والمحيطات والبلدان ...

  لكن الوقت مر بسرعة ، تغير العالم. بالطبع ، تطورت صناعة الطيران أيضًا. تغيرت الطائرات على مدى العقود القليلة التالية ، حتى الخمسينيات من القرن الماضي ، كثيرًا ، مقارنة بتلك التي عادت في أوائل عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي ، لدرجة أنها أصبحت شيئًا مختلفًا تمامًا ومميزًا.

  وهكذا ، في منتصف القرن العشرين ، سار تطوير المحرك النفاث بسرعة كبيرة ، حتى بالمقارنة مع العشرين أو الثلاثين سنة الماضية ، بوتيرة سريعة.

  استطرادية صغيرة للمعلومات. أو - القليل من الفيزياء

  سمحت التطورات المتقدمة للطائرات "بالتسارع" إلى سرعة أكبر من تلك التي ينتشر بها الصوت. بالطبع ، أولاً وقبل كل شيء ، تم تطبيقه في الطيران العسكري. بعد كل شيء ، نحن نتحدث عن القرن العشرين. الذي ، للأسف أدرك ذلك ، كان قرنًا من الصراعات ، وحربين عالميتين ، والصراع "البارد" بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة ...

  

  وتقريبًا ، تم اعتبار كل تقنية جديدة تم إنشاؤها بواسطة الدول الرائدة في العالم أولاً وقبل كل شيء من وجهة نظر كيفية استخدامها في الدفاع أو الهجوم.

  لذلك يمكن للطائرات الآن أن تطير بسرعة لم يسبق لها مثيل. أسرع من الصوت. وما هي خصوصيتها؟

  بادئ ذي بدء ، من الواضح أن هذه سرعة تتجاوز السرعة التي يحمل بها الصوت. لكن ، بتذكر القوانين الأساسية للفيزياء ، يمكننا قول ذلك في ظروف مختلفة، قد تختلف. نعم ، و "يتجاوز" مفهوم فضفاض للغاية.

  وبالتالي - هناك معيار خاص. السرعة فوق الصوتية هي السرعة التي تتجاوز سرعة الصوت حتى خمس مرات ، مع مراعاة حقيقة ذلك ، حسب درجة الحرارة ، وعوامل أخرى بيئة، يمكن أن تتغير.

  على سبيل المثال - إذا أخذنا ضغطًا جويًا عاديًا ، عند مستوى سطح البحر ، فستكون سرعة الصوت في هذه الحالة مساوية لرقم مثير للإعجاب - 1191 كم / ساعة. وهذا يعني أنه يتم التغلب على 331 مترًا في الثانية.
  ولكن ، وهو أمر مهم بشكل خاص عند تصميم الطائرات الأسرع من الصوت ، حيث تنخفض درجة الحرارة أثناء التسلق. هذا يعني أن السرعة التي ينتشر بها الصوت مهمة جدًا.

  

  لنفترض ، إذا ارتفعت إلى ارتفاع 20 ألف متر ، فستكون هنا بالفعل 295 مترًا في الثانية. لكن هناك نقطة مهمة أخرى.

  عند ارتفاع 25000 متر فوق مستوى سطح البحر ، تبدأ درجة الحرارة في الارتفاع حيث لم تعد الطبقة السفلى من الغلاف الجوي. وغني عن ذلك. أو بالأحرى أعلى. لنفترض أنه على ارتفاع 50000 متر سيكون أكثر سخونة. وبالتالي ، فإن سرعة الصوت هناك - تزداد أكثر.

  مثيرة للاهتمام - كم؟ عند ارتفاع 30 كيلومترًا فوق مستوى سطح البحر ، تجد نفسك في "المنطقة" حيث ينتقل الصوت بسرعة 318 مترًا في الثانية. وعلى ارتفاع 50000 متر على التوالي - 330 م / ث.

  على رقم ماخ

  بالمناسبة ، من المثير للاهتمام أنه من أجل تبسيط فهم ميزات الرحلة والعمل في مثل هذه الظروف ، يتم استخدام رقم Mach في الطيران. وصف عاممن هذا القبيل ، يمكن اختزالها إلى الاستنتاجات التالية. إنها تعبر عن سرعة الصوت التي تحدث في ظل ظروف معينة ، على ارتفاع معين ، عند درجة حرارة معينة وكثافة هواء معينة.

  

  على سبيل المثال ، سرعة الطيران ، التي تساوي رقمين ماخ ، على ارتفاع عشرة كيلومترات فوق سطح الأرض ، في ظل الظروف العادية ، ستكون 2،157 كم / ساعة. وعند مستوى سطح البحر - 2383 كم / ساعة.

  تاريخ الأسرع من الصوت. الجزء 2. التغلب على الحواجز

  بالمناسبة ، لأول مرة وصل إلى سرعة الطيران ، أكثر من 1 ماخ ، طيار من الولايات المتحدة - تشاك ييغر. حدث هذا في عام 1947. ثم "فرّق" طائرته التي حلقت على ارتفاع 12.2 ألف متر فوق سطح الأرض بسرعة 1066 كم / ساعة. وهكذا كانت أول رحلة أسرع من الصوت على الأرض.

  في الخمسينيات من القرن الماضي ، بدأ العمل في التصميم والإعداد للإنتاج التسلسلي لطائرات الركاب القادرة على الطيران بسرعة - أسرع من الصوت. يقودهم علماء ومصممون طائرات من أقوى دول العالم. وقد تمكنوا من النجاح.

  

  تم إنشاء نفس "الكونكورد" ، النموذج - الذي سيتم التخلي عنه أخيرًا في عام 2003 ، في عام 1969. هذا تطور مشترك - بريطاني فرنسي. الاسم المختار رمزيًا - "كونكورد" ، من الفرنسية ، يُترجم إلى "موافقة".

  كانت واحدة من نوعين موجودين من طائرات الركاب الأسرع من الصوت. حسنًا ، إنشاء الثاني (أو بالأحرى - ترتيبًا زمنيًا - الأول) هو ميزة مصممي الطائرات في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية. يُطلق على التناظرية السوفيتية للكونكورد طراز Tu-144. تم تصميمه في الستينيات وحلقت لأول مرة في 31 ديسمبر 1968. قبل عام واحد من النموذج البريطاني الفرنسي.

  لم يتم تنفيذ أنواع أخرى من طائرات الركاب الأسرع من الصوت ، حتى يومنا هذا. طار كل من كونكورد وتو -144 بفضل المحركات التوربينية ، التي أعيد بناؤها خصيصًا للعمل بسرعة تفوق سرعة الصوت لفترة طويلة.

  تم تشغيل التناظرية السوفيتية للكونكورد لفترة أقصر بكثير. بالفعل في عام 1977 تم التخلي عنها. حلقت الطائرة في المتوسط ​​بسرعة 2300 كيلومتر في الساعة ويمكن أن تحمل ما يصل إلى 140 راكبًا في المرة الواحدة. لكن في الوقت نفسه ، كان سعر التذكرة لمثل هذه الرحلة الأسرع من الصوت مرتين ، أو مرتين ونصف ، أو حتى ثلاث مرات أكثر من سعر تذكرة عادية.

  بالطبع ، لم يكن هذا الطلب كبيرًا بين المواطنين السوفييت. ولم تكن خدمة طراز Tu-144 سهلة ومكلفة. لذلك ، في الاتحاد السوفياتي تم التخلي عنهم بسرعة.

  استمرت طائرات الكونكورد لفترة أطول ، على الرغم من أن تذاكر الرحلات الجوية كانت باهظة الثمن أيضًا. ولم يكن الطلب كبيرًا أيضًا. لكن رغم ذلك ، استمر استغلالهم ، في كل من المملكة المتحدة وفرنسا.

  

  إذا أعدت حساب تكلفة تذكرة طائرة كونكورد ، في السبعينيات ، بسعر اليوم ، فستكون حوالي عشرين آلاف دولار. لتذكرة ذهاب فقط. يمكنك أن تفهم سبب انخفاض الطلب عليها إلى حد ما عن الرحلات الجوية التي تستخدم طائرات لا تصل إلى سرعات تفوق سرعة الصوت.

  يمكن أن تستوعب كونكورد من 92 إلى 120 راكبًا في المرة الواحدة. طار بسرعة تزيد عن ألفي كم / ساعة وقطع المسافة من باريس إلى نيويورك في ثلاث ساعات ونصف.

  مرت عدة عقود. حتى عام 2003.

  كان أحد أسباب رفض تشغيل هذا النموذج هو حادث تحطم طائرة في عام 2000. ثم ، كان هناك 113 شخصًا على متن طائرة كونكورد المحطمة. كلهم ماتوا.

  في وقت لاحق ، بدأت أزمة دولية في مجال النقل الجوي للركاب. والسبب في ذلك هو الهجمات الإرهابية التي وقعت في 11 أيلول (سبتمبر) 2001 على أراضي الولايات المتحدة.

  علاوة على ذلك ، على كل شيء ، تنتهي فترة الضمان للكونكورد بواسطة ايرباص. كل هذا معًا جعل التشغيل الإضافي لطائرات الركاب الأسرع من الصوت غير مربح للغاية. وفي عام 2003 ، تم شطب جميع طائرات الكونكورد بدورها ، في كل من فرنسا والمملكة المتحدة.

  آمال

  بعد ذلك ، كانت لا تزال هناك آمال في "عودة" مبكرة لطائرات الركاب الأسرع من الصوت. تحدث مصممو الطائرات عن ابتكار محركات خاصة توفر الوقود بالرغم من سرعة الطيران. تحدثنا عن تحسين الجودة وتحسين أنظمة إلكترونيات الطيران الرئيسية على هذه الطائرات.

  

  ولكن في عامي 2006 و 2008 ، صدرت لوائح جديدة لمنظمة الطيران المدني الدولي. لقد حددوا الأخير (بالمناسبة ، هم صالحون ل هذه اللحظة) معايير ضوضاء الطائرات المقبولة أثناء الطيران.

  والطائرات الأسرع من الصوت ، كما تعلم ، لم يكن لها الحق في التحليق فوق مناطق مأهولة بالسكان ، ولهذا السبب. بعد كل شيء ، قاموا بإصدار أصوات ضوضاء قوية (أيضًا لأسباب تتعلق بالخصائص الفيزيائية للرحلة) عندما تحركوا بسرعات قصوى.

  كان هذا هو السبب في تباطؤ "التخطيط" لـ "إحياء" طيران الركاب الأسرع من الصوت إلى حد ما. ومع ذلك ، في الواقع ، بعد إدخال هذا المطلب ، بدأ مصممو الطائرات يفكرون في كيفية حل هذه المشكلة. بعد كل شيء ، كان له أيضًا مكان يجب أن يكون من قبل ، فقط "الحظر" ركز عليه - "مشكلة الضوضاء".

  لكن ماذا عن اليوم؟

  لكن عشر سنوات مرت على آخر "حظر". وتحول التخطيط بسلاسة إلى تصميم. حتى الآن ، تعمل العديد من الشركات والمنظمات الحكومية في إنشاء طائرات الركاب الأسرع من الصوت.

  

  ماذا بالضبط؟ الروسية: المعهد المركزي للديناميكية الهوائية (الذي سمي على اسم جوكوفسكي) ، شركات Tupolev و Sukhoi. يتمتع مصممو الطائرات الروسية بميزة لا تقدر بثمن.

  تجربة المصممين والمبدعين السوفييت للطراز Tu-144. لكن من الأفضل الحديث عن التطورات الداخلية في هذا المجال بشكل منفصل وبمزيد من التفصيل ، وهو ما نقترح القيام به بعد ذلك.

  لكن ليس الروس وحدهم هم من يصنعون جيلًا جديدًا من طائرات الركاب الأسرع من الصوت. هذا أيضًا مصدر قلق أوروبي - إيرباص وشركة داسو الفرنسية. من بين شركات الولايات المتحدة الأمريكية التي تعمل في هذا الاتجاه شركة Boeing ، وبالطبع Lockheed Martin. في البلاد شمس مشرقةالمنظمة الرئيسية التي تصمم مثل هذه الطائرة هي وكالة أبحاث الفضاء.

  وهذه القائمة ليست كاملة بأي حال من الأحوال. في الوقت نفسه ، من المهم توضيح أن الغالبية العظمى من مصممي الطائرات المحترفين العاملين في هذا المجال ينقسمون إلى مجموعتين. بغض النظر عن بلد المنشأ.

  يعتقد البعض أنه من المستحيل بأي شكل من الأشكال إنشاء طائرة ركاب أسرع من الصوت "هادئة" ، في المستوى الحالي للتطور التكنولوجي للبشرية.

  لذلك ، فإن المخرج الوحيد هو تصميم طائرة ركاب "سريعة ببساطة". هو ، بدوره ، سينتقل إلى سرعة تفوق سرعة الصوت في تلك الأماكن التي يُسمح فيها بذلك. والطيران ، على سبيل المثال ، فوق المستوطنات ، يعود إلى سرعة الصوت.

  

  مثل هذه القفزات ، وفقًا لهذه المجموعة من العلماء والمصممين ، ستقلل من وقت الرحلة إلى أدنى حد ممكن ، ولن تنتهك متطلبات تأثيرات الضوضاء.

  البعض الآخر ، على العكس من ذلك ، مليء بالتصميم. يعتقدون أنه من الممكن التعامل مع سبب الضوضاء الآن. وقد بذلوا جهودًا كبيرة لإثبات أن طائرة ركاب أسرع من الصوت تطير بهدوء من الممكن جدًا بناؤها في السنوات القادمة.

  وبعض الفيزياء المملة

  لذلك ، عند الطيران بسرعة تزيد عن 1.2 ماخ ، يولد هيكل الطائرة موجات صدمة. تكون أقوى في مناطق الذيل والأنف ، وكذلك بعض الأجزاء الأخرى من الطائرة ، على سبيل المثال ، على حواف مآخذ الهواء.

  ما هي موجة الصدمة؟ هذه منطقة تشهد فيها كثافة الهواء وضغطه ودرجة حرارته قفزات حادة. تحدث عند التحرك بسرعات عالية ، أسرع من الصوت.

  

  الأشخاص الذين يقفون على الأرض في نفس الوقت ، على الرغم من المسافة ، يبدو أن هناك نوعًا من الانفجار. بالطبع ، نحن نتحدث عن أولئك الذين هم على مقربة نسبية - تحت المكان الذي تحلق فيه الطائرة. لهذا السبب تم حظر تحليق الطائرات الأسرع من الصوت فوق المدن.

  مع مثل هذه الموجات الصدمية ، يكافح ممثلو "المعسكر الثاني" للعلماء والمصممين ، الذين يؤمنون بإمكانية تسوية هذه الضوضاء.

  إذا دخلت في التفاصيل ، فإن السبب وراء ذلك هو حرفياً "الاصطدام" بالهواء بسرعة عالية جدًا. في مقدمة الموجة ، يزداد الضغط بشكل حاد وقوي. في نفس الوقت ، بعد ذلك مباشرة ، يحدث انخفاض في الضغط ، ثم انتقال إلى مؤشر ضغط عادي (كما كان قبل "الاصطدام").

  ومع ذلك ، فقد تم بالفعل تصنيف أنواع الموجات وتم العثور على الحلول المثلى المحتملة. ويبقى فقط استكمال العمل في هذا الاتجاه وإجراء التعديلات اللازمة على تصاميم الطائرات أو إنشائها من الصفر مع مراعاة هذه التعديلات.

  على وجه الخصوص ، أدرك خبراء ناسا الحاجة إلى تغييرات هيكلية من أجل إصلاح خصائص الرحلة ككل.

  

  وهي تغيير خصائص موجات الصدمة بقدر الإمكان على المستوى التكنولوجي الحالي. ما يتم تحقيقه من خلال إعادة هيكلة الموجة ، بسبب تغييرات التصميم المحددة. نتيجة لذلك ، تعتبر الموجة القياسية من النوع N ، والموجة التي تحدث أثناء الرحلة ، مع مراعاة الابتكارات التي اقترحها الخبراء ، على أنها من النوع S.

  ومع هذا الأخير ، يتم تقليل التأثير "المتفجر" لتغير الضغط بشكل كبير ، والناس أدناه ، على سبيل المثال ، في مدينة ، إذا كانت طائرة تحلق فوقها ، حتى عندما يسمعون مثل هذا التأثير ، يكون الأمر مجرد تأثير "بعيد" إغلاق باب السيارة ".

  الشكل مهم أيضا

  بالإضافة إلى ذلك ، على سبيل المثال ، قام مصممو الطيران اليابانيون ، منذ وقت ليس ببعيد ، في منتصف عام 2015 ، بإنشاء نموذج D-SEND 2. تم تصميم شكله بطريقة خاصة ، مما يسمح لك بتقليل شدة وعدد الصدمات بشكل كبير الموجات التي تحدث عندما يطير الجهاز بسرعة تفوق سرعة الصوت.

  تم إثبات فعالية الابتكارات المقترحة بهذه الطريقة من قبل العلماء اليابانيين خلال اختبارات D-SEND 2. وقد تم تنفيذ تلك الابتكارات في السويد في يوليو 2015. كان مسار الحدث مثيرًا للاهتمام.

  تم رفع الطائرة الشراعية ، التي لم تكن مجهزة بمحركات ، إلى ارتفاع 30.5 كيلومترًا. عبر منطاد. ثم ألقي به. خلال الخريف ، "تسارع" إلى سرعة ماخ 1.39. طول D-SEND 2 نفسه 7.9 متر.

  

  بعد الاختبارات ، تمكن مصممو الطائرات اليابانية من التصريح بثقة أن شدة موجات الصدمة ، عند الطيران بسرعة تتجاوز سرعة الصوت ، تقل مرتين عن تلك الخاصة بطائرة الكونكورد.

  ما هي ميزات D-SEND 2؟ بادئ ذي بدء ، له ينحنيلا محور. يتم تحريك العارضة تجاهها ، وفي نفس الوقت ، يتم ضبط وحدة الذيل الأفقية على أنها تتحرك بالكامل. وهي تقع أيضًا بزاوية سالبة على المحور الطولي. وفي الوقت نفسه ، تكون نهايات الذيل أقل من نقطة التعلق.

  الجناح ، المتصل بسلاسة بجسم الطائرة ، مصنوع من خلال عملية مسح عادية ، لكنه يتدرج.

  وفقًا لنفس المخطط تقريبًا ، الآن ، اعتبارًا من نوفمبر 2018 ، يقومون بتصميم AS2 للركاب الأسرع من الصوت. يعمل على ذلك متخصصون من شركة لوكهيد مارتن. الزبون هو ناسا.

  أيضا ، مشروع VTS / SPS الروسي هو الآن في مرحلة تحسين الشكل. من المخطط أن يتم إنشاؤه مع التركيز على تقليل شدة موجات الصدمة.

  شهادة و ... المزيد من الشهادات

  من المهم أن نفهم أن بعض مشاريع الطائرات الأسرع من الصوت للركاب سيتم تنفيذها بالفعل في أوائل عام 2020. في الوقت نفسه ، ستظل القواعد التي وضعتها منظمة الطيران المدني الدولي ، في عامي 2006 و 2008 ، سارية المفعول.

  هذا يعني أنه إذا لم يكن هناك اختراق تكنولوجي جاد بحلول ذلك الوقت في مجال "الأسرع من الصوت الهادئ" ، فمن المحتمل أن يتم إنشاء طائرة ستتحول إلى سرعات أعلى من سرعة واحدة ماخ ، فقط في المناطق التي يُسمح فيها بذلك.

  

  وبعد ذلك ، عندما تظهر التقنيات اللازمة ، في مثل هذا السيناريو ، يجب إجراء العديد من الاختبارات الجديدة. لكي تتمكن الطائرات من الحصول على إذن بالتحليق فوق مناطق مأهولة بالسكان. لكن هذه مجرد تكهنات حول المستقبل ، واليوم من الصعب جدًا قول أي شيء على وجه اليقين حول هذا الموضوع.

  مسألة سعر

  قضية أخرى مذكورة سابقا هي التكلفة. بالطبع ، حتى الآن ، تم بالفعل إنشاء العديد من المحركات التي تعد اقتصادية أكثر بكثير من تلك التي كانت تعمل منذ عشرين أو ثلاثين عامًا.

  على وجه الخصوص ، يتم الآن تصميم تلك التي يمكن أن تزود الطائرة بالحركة بسرعات تفوق سرعة الصوت ، ولكن في نفس الوقت لا "تستهلك" الكثير من الوقود مثل Tu-144 أو Concorde.

  كيف؟ بادئ ذي بدء ، هذا هو استخدام مواد السيراميك المركبة ، والتي توفر انخفاضًا في درجات الحرارة ، وهذا مهم بشكل خاص في المناطق الساخنة لمحطات الطاقة.

  

  بالإضافة إلى - إدخال آخر ، ثالث ، دائرة هوائية - بالإضافة إلى الخارجية والداخلية. تسوية اقتران صلب لتوربين بمروحة ، داخل محرك طائرة ، إلخ.

  ولكن مع ذلك ، حتى بفضل كل هذه الابتكارات ، لا يمكن القول إن الطيران الأسرع من الصوت ، في واقع اليوم ، اقتصادي. لذلك ، من أجل أن تصبح سهلة الوصول وجذابة لعامة الناس ، فإن العمل على تحسين المحركات أمر بالغ الأهمية.

  ربما - الحل الفعلي سيكون إعادة تصميم كاملة للهيكل - يقول الخبراء.

  بالمناسبة ، لن يكون من الممكن تقليل التكلفة عن طريق زيادة عدد الركاب لكل رحلة. نظرًا لأن تلك الطائرات التي يتم تصميمها اليوم (بمعنى ، بالطبع ، الطائرات الأسرع من الصوت) مصممة لنقل عدد صغير من الأشخاص - من ثمانية إلى خمسة وأربعين شخصًا.

  محرك جديد - حل للمشكلة

  من بين أحدث الابتكارات في هذا المجال ، تجدر الإشارة إلى محطة توليد الطاقة التوربينية النفاثة المبتكرة ، التي تم إنشاؤها هذا العام ، 2018 ، بواسطة GE Aviation. في أكتوبر تم تقديمه تحت اسم Affinity.

  تم التخطيط لتركيب هذا المحرك على طراز AS2 للركاب المذكور. لا توجد "مستجدات" تكنولوجية مهمة في هذا النوع من محطات الطاقة. ولكن في الوقت نفسه ، فهو يجمع بين ميزات المحركات النفاثة ودرجة الالتفافية الكبيرة والصغيرة. ما الذي يجعل النموذج ممتعًا جدًا للتثبيت على طائرة تفوق سرعة الصوت.

  

  من بين أمور أخرى ، يدعي مبتكرو المحرك أنه أثناء الاختبار سيثبت بيئة العمل الخاصة به. سيكون استهلاك الوقود في محطة الطاقة مساويًا تقريبًا لتلك التي يمكن تسجيلها باستخدام محركات الطائرات القياسية التي تعمل حاليًا.

  وهذا يعني أن هناك ادعاءً بأن محطة توليد الطاقة الخاصة بالطائرة الأسرع من الصوت ستستهلك تقريبًا نفس كمية الوقود التي تستهلكها طائرة ركاب تقليدية غير قادرة على التسارع إلى سرعات أعلى من 1 Mach.

  كيف سيحدث هذا لا يزال من الصعب شرحه. منذ ميزات تصميم المحرك ، لا يكشف منشئوه حاليًا.

  ماذا يمكن أن تكون - الطائرات الروسية الأسرع من الصوت؟

  بالطبع ، يوجد اليوم العديد من المشاريع المحددة لطائرات الركاب الأسرع من الصوت. ومع ذلك ، لا يقترب الجميع من التنفيذ. دعونا نلقي نظرة على أكثر الأشياء الواعدة.

  لذا - انتباه خاصتستحق مصنعي الطائرات الروس ، الذين ورثوا خبرة السادة السوفييت. كما ذكرنا سابقًا ، اليوم ، داخل جدران TsAGI التي سميت باسم جوكوفسكي ، وفقًا لموظفيها ، تم إنشاء مفهوم الأسرع من الصوت طائرات ركابجيل جديد.

  يذكر الوصف الرسمي للنموذج ، الذي قدمته الخدمة الصحفية للمعهد ، أنها طائرة "خفيفة ، إدارية" ، "ذات مستوى منخفض من الطفرة الصوتية". يتم تنفيذ التصميم من قبل متخصصين وموظفي هذه المؤسسة.

  

  أيضًا ، في رسالة خدمة TsAGI الصحفية ، تم الإشارة إلى أنه نظرًا للتخطيط الخاص لجسم الطائرة والفوهة الخاصة التي تم تثبيت نظام منع الضوضاء عليها ، فإن هذا النموذج سيوضح أحدث التطورات التكنولوجية في صناعة الطائرات الروسية .

  بالمناسبة ، من المهم الإشارة إلى أنه من بين أكثر المشاريع الواعدة لـ TsAGI ، بالإضافة إلى المشروع الموصوف ، تكوين جديد لطائرات الركاب ، يسمى "الجناح الطائر". يقوم بتنفيذ العديد من التحسينات ذات الصلة بشكل خاص. على وجه التحديد ، فإنه يجعل من الممكن تحسين الديناميكا الهوائية وتقليل استهلاك الوقود وما إلى ذلك. لكن بالنسبة للطائرات غير الأسرع من الصوت.

  من بين أمور أخرى ، قدم هذا المعهد مرارًا وتكرارًا مشاريع جاهزة جذبت انتباه عشاق الطيران من جميع أنحاء العالم. لنفترض - أحد الأحدث - نموذجًا لطائرة أعمال أسرع من الصوت يمكنها أن تغطي ما يصل إلى 7000 كيلومتر دون التزود بالوقود ، وتصل سرعتها إلى 1.8 ألف كم / ساعة. تم تقديم هذا في معرض Gidroaviasalon-2018.

  "... التصميم مستمر في جميع أنحاء العالم!"

  بالإضافة إلى النماذج الروسية المذكورة ، فإن النماذج التالية هي أيضًا أكثر النماذج الواعدة. AS2 الأمريكية (قادرة على سرعات تصل إلى 1.5 ماخ). S-512 الإسبانية (السرعة القصوى - Mach 1.6). وأيضًا ، قيد التصميم حاليًا في الولايات المتحدة ، Boom ، من Boom Technologies (حسنًا ، سيكون قادرًا على الطيران بسرعة قصوى تبلغ 2.2 Mach).

  هناك أيضًا X-59 ، الذي تم إنشاؤه بأمر من وكالة ناسا بواسطة شركة لوكهيد مارتن. لكنها ستكون معملًا علميًا طائرًا ، وليست طائرة ركاب. وحتى الآن لم يخطط أحد لإطلاقه في الإنتاج الضخم.

  

  خطط Boom Technologies مثيرة للاهتمام. يعلن موظفو هذه الشركة أنهم سيحاولون تحقيق الحد الأقصى من التخفيض في تكلفة الرحلة على الطائرات الأسرع من الصوت التي أنشأتها الشركة. على سبيل المثال ، يمكنهم تقريب سعر رحلة من لندن إلى نيويورك. إنه حوالي 5000 دولار أمريكي.

  للمقارنة ، هذا هو مقدار تكلفة تذكرة رحلة من العاصمة الإنجليزية إلى "نيويورك" ، على متن طائرة عادية أو "دون سرعة الصوت" ، في درجة الأعمال. أي أن سعر الرحلة على متن طائرة قادرة على الطيران بسرعة تزيد عن 1.2 ماخ سيكون مساويًا تقريبًا لتكلفة تذكرة باهظة الثمنعلى متن طائرة لا تستطيع القيام بنفس الرحلة السريعة.

  ومع ذلك ، راهنت شركة Boom Technologies على أنه لن يكون من الممكن إنشاء سفينة ركاب أسرع من الصوت "هادئة" على المدى القصير. لذلك ، سوف يطير Boom الخاص بهم بأقصى سرعة يمكن أن يتطور فقط فوق المساحات المائية. وكونك فوق الأرض ، قم بالتبديل إلى واحدة أصغر.

  بالنظر إلى أن طول Boom سيكون 52 مترًا ، سيكون قادرًا في كل مرة على حمل ما يصل إلى 45 راكبًا. وفقًا لخطط الشركة المصممة للطائرة ، يجب أن تحدث الرحلة الأولى لهذه الحداثة في عام 2025.

  ما هو معروف حاليا عن مشروع آخر واعد - AS2؟ ستكون قادرة على حمل عدد أقل بكثير من الأشخاص - فقط ثمانية إلى اثني عشر شخصًا في كل رحلة. في هذه الحالة ، سيساوي طول البطانة 51.8 مترًا.

  فوق الماء ، كما هو مخطط له ، سيكون قادرًا على الطيران بسرعة ماخ 1.4-1.6 ، وعلى الأرض - 1.2. بالمناسبة ، في الحالة الأخيرة ، نظرًا للشكل الخاص ، لن تشكل الطائرة ، من حيث المبدأ ، موجات صدمة. ولأول مرة ، من المفترض أن يبدأ هذا الطراز في الهواء في صيف عام 2023. وفي أكتوبر من نفس العام ، ستقوم الطائرة بأول رحلة لها عبر المحيط الأطلسي.

  سيتم توقيت هذا الحدث ليتزامن مع تاريخ لا يُنسى - الذكرى العشرين لليوم الذي حلقت فيه طائرات الكونكورد فوق لندن للمرة الأخيرة.

  علاوة على ذلك ، ستحلق طائرة S-512 الإسبانية في السماء لأول مرة في موعد لا يتجاوز نهاية عام 2021. وستبدأ عمليات تسليم هذا الطراز للعملاء في عام 2023. وتبلغ السرعة القصوى لهذه الطائرة 1.6 ماخ. من الممكن أن تستوعب 22 راكبًا على متن الطائرة. أقصى مدى طيران 11.5 ألف كم.

  العميل هو رأس كل شيء!

  كما ترى ، تحاول بعض الشركات جاهدة إكمال التصميم والبدء في بناء الطائرات - في أسرع وقت ممكن. من أجل من هم على استعداد للإسراع كثيرا؟ دعنا نحاول شرح ذلك.

  لذلك ، خلال عام 2017 ، على سبيل المثال ، بلغ حجم حركة المسافرين الجويين أربعة مليارات شخص. علاوة على ذلك ، طار 650 مليون منهم مسافات طويلة ، بعد أن سافروا من 3.7 إلى 13 ساعة. علاوة على ذلك - 72 مليونًا من أصل 650 ، علاوة على ذلك ، سافروا أولاً ، أو درجة الأعمال.

  

  هؤلاء الأشخاص البالغ عددهم 72 مليون شخص ، في المتوسط ​​، هم الذين تعتمد عليهم تلك الشركات التي تعمل في إنشاء طائرات ركاب تفوق سرعة الصوت. المنطق بسيط - من المحتمل ألا يمانع الكثير منهم في دفع المزيد مقابل التذكرة ، بشرط أن تكون الرحلة أسرع بنحو الضعف.

  ولكن ، على الرغم من كل التوقعات ، يعتقد العديد من الخبراء بشكل معقول أن التقدم النشط للطيران الأسرع من الصوت ، الذي تم إنشاؤه لنقل الركاب ، قد يبدأ بعد عام 2025.

  هذا الرأي مدعوم أيضًا بحقيقة أن المختبر "الطائر" X-59 المذكور أعلاه سينطلق إلى الهواء لأول مرة فقط في عام 2021. ولماذا؟

  البحث ووجهات النظر

  سيكون الغرض الرئيسي من رحلاتها ، التي ستتم على مدى عدة سنوات ، هو جمع المعلومات. الحقيقة هي أن هذه الطائرة يجب أن تحلق فوق مستوطنات مختلفة بسرعة تفوق سرعة الصوت. وقد أعرب سكان هذه المستوطنات بالفعل عن موافقتهم على الاختبار.

  وبعد أن تكمل طائرة المختبر "الرحلة التجريبية" التالية ، يعيش الناس فيها المستوطنات، التي حلقت فوقها ، يجب أن تخبرنا عن "الانطباعات" التي تلقوها خلال الوقت الذي كانت فيه الطائرة فوق رؤوسهم. ولا سيما التعبير بوضوح عن كيفية إدراك الضجيج. هل أثرت على سبل عيشهم ، إلخ.

  

  سيتم نقل البيانات التي تم جمعها بهذه الطريقة إلى إدارة الطيران الفيدرالية في الولايات المتحدة. وبعد تحليلهم التفصيلي من قبل المتخصصين ، من الممكن أن يتم إلغاء الحظر المفروض على رحلات الطائرات الأسرع من الصوت فوق مناطق مأهولة بالسكان. لكن على أي حال ، لن يحدث هذا قبل عام 2025.

  في غضون ذلك ، يمكننا مشاهدة إنشاء هذه الطائرات المبتكرة ، والتي ستشهد قريبًا ولادة حقبة جديدة من طيران الركاب الأسرع من الصوت مع رحلاتهم الجوية!

  الطائرات الأسرع من الصوت هي طائرات قادرة على الطيران بسرعات تفوق سرعة الصوت (رقم ماخ M = 1.2-5).

  قصة

  أدى ظهور المقاتلات النفاثة في الأربعينيات من القرن الماضي إلى تحديا للمصممين لزيادة سرعتهم. أدت السرعة المتزايدة إلى تحسين أداء كل من القاذفات والمقاتلات.

  كان رائد الاختبار الأمريكي تشاك ييغر رائدًا في عصر الأسرع من الصوت. في 14/10/1947 ، أثناء تحليقه بطائرة تجريبية Bell X-1 بمحطة طاقة صاروخية XLR-11 ، تغلب على سرعة الصوت في رحلة خاضعة للرقابة.

  التطور

  بدأ التطور السريع للطيران الأسرع من الصوت في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. القرن العشرين. ثم تم حل مشاكل الكفاءة الديناميكية الهوائية وإمكانية التحكم واستقرار الطائرات. جعلت سرعة الطيران العالية من الممكن أيضًا زيادة السقف العملي بأكثر من 20000 متر ، وهو ارتفاع مريح للقاذفات وطائرات الاستطلاع.

  قبل ظهور أنظمة وأنظمة الصواريخ المضادة للطائرات التي يمكن أن تضرب أهدافًا على ارتفاعات عالية ، كان المبدأ الرئيسي لعمليات القصف هو إبقاء الطائرات القاذفة في مكانها الصحيح. أقصى ارتفاعوالسرعة. بعد ذلك ، تم بناء الطائرات الأسرع من الصوت لأغراض مختلفة ووضعها في الإنتاج التسلسلي - قاذفات الاستطلاع ، والصواريخ الاعتراضية ، والمقاتلات ، والقاذفات الاعتراضية. كانت طائرة Convair F-102 Delta Dagger أول طائرة استطلاع تفوق سرعة الصوت ، وكانت Convair B-58 Hustler أول قاذفة بعيدة المدى تفوق سرعة الصوت.

  

  حاليًا ، يتم تنفيذ تصميم وتطوير وإنتاج طائرات جديدة ، يتم إنتاج بعضها باستخدام تقنية خاصة تقلل من الرؤية الرادارية والبصرية - "التخفي".

  طائرات الركاب الأسرع من الصوت

  في تاريخ الطيران ، تم إنشاء طائرتين فقط من الطائرات الأسرع من الصوت للركاب ، والتي كانت تقوم برحلات منتظمة. الرحلة الأولى الطائرات السوفيتيةوقعت توبوليف 144 في 12/31/1968 ، وقت تشغيلها 1975-1978. قامت الطائرة الأنجلو-فرنسية "كونكورد" بأول رحلة لها في 2 مارس 1969 وتم تشغيلها في اتجاه عبر الأطلسي في 1976-2003.

  

  جعل استخدام مثل هذه الطائرات من الممكن ليس فقط تقليل وقت الطيران لمسافات طويلة ، ولكن أيضًا لاستخدام الخطوط الجوية غير المشغولة على ارتفاعات عالية (حوالي 18 كم) في وقت كانت فيه ارتفاعات 9-12 كم تستخدمها الخطوط كانت محملة بشكل كبير. أيضًا ، قامت الطائرات الأسرع من الصوت بتشغيل رحلات خارج الخطوط الجوية (على الطرق المباشرة).

  على الرغم من فشل العديد من مشاريع الطائرات فوق الصوتية والأسرع من الصوت (SSBJ ، Tu-444 ، Tu-344 ، Tu-244 ، Lockheed L-2000 ، Boeing Sonic Cruiser ، Boeing 2707) وإزالة مشروعين منفذين من الخدمة ، تم تطوير من مشاريع الطائرات الحديثة التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (مثل SpaceLiner و ZEHST) وطائرات الاستجابة السريعة البرمائية (النقل العسكري). إطلاق طائرة رجال الأعمال الأسرع من الصوت Aerion AS2 حيز الإنتاج.

  

  أسئلة نظرية

  مقارنة بالطيران دون سرعة الصوت بسرعة تفوق سرعة الصوت ، يتم تنفيذه وفقًا لقانون مختلف ، لأنه عندما تصل الطائرة إلى سرعة الصوت ، تحدث تغييرات في نمط التدفق ، ونتيجة لذلك ، يزداد التسخين الحركي للجهاز ، ويزيد السحب الديناميكي الهوائي ، ويلاحظ تغيير في التركيز الديناميكي الهوائي. كل هذا يؤثر بشكل إجمالي على تدهور إمكانية التحكم في الطائرة واستقرارها. ظهرت أيضًا ظاهرة مقاومة الأمواج غير المعروفة حتى الآن.

  

  لذلك ، لا تتطلب الرحلة الفعالة عند الوصول إلى سرعة الصوت زيادة في قوة المحرك فحسب ، بل تتطلب أيضًا تقديم حلول تصميم جديدة.

  لذلك ، تلقت هذه الطائرات تغيرًا في مظهرها - ظهرت زوايا حادة وخطوط مستقيمة مميزة مقارنة بالشكل "السلس" للطائرة دون سرعة الصوت.

  حتى الآن ، لم يتم حل مهمة إنشاء طائرة أسرع من الصوت فعالة حقًا. يلتزم المبدعون بإيجاد حل وسط بين الحفاظ على خصائص الإقلاع والهبوط الطبيعية وشرط زيادة السرعة.

  لذلك ، فإن تحقيق الطيران الحديث لحدود جديدة في الارتفاع والسرعة لا يرتبط فقط بإدخال أنظمة الدفع الجديدة وخطط التخطيط ، ولكن أيضًا بالتغيرات في هندسة الطيران. يجب أن تحسن هذه التغييرات من جودة الطائرة عند الطيران بسرعات عالية دون المساس بأدائها بسرعات منخفضة والعكس صحيح. تخلى المصممون مؤخرًا عن تقليل مساحة الأجنحة وسماكة جوانبها ، وزيادة زاوية المسح ، والعودة إلى الأجنحة ذات السماكة النسبية الكبيرة والاكتساح المنخفض ، إذا تمكنوا من تحقيق متطلبات السقف العملي والسرعة.

  

  من المهم أن تتمتع الطائرة الأسرع من الصوت بأداء جيد بسرعات منخفضة ومقاومة للسحب بسرعات عالية ، خاصة على ارتفاعات الأرض.

  تصنيف الطائرات:

  
  

  لكن

  ب

  في

  جي

  د

  و

  ل

  إل

  ا

  ص

  ص