Будущее самолётостроения прямо касается сверхзвуковых полётов. В этом вопросе солидарны специалисты со всего мира, но до настоящего времени серьёзных движений в этом направлении никто не делал. Слишком уж отличается традиционное самолётостроение от сверхзвуковых технологий, а любые разработки здесь требуют вложения огромных средств, сил и времени. Впрочем, в последнее время кое-какой прогресс всё же наметился.
Сверхзвуковые проблемы
Во время создания самолётов, способных летать быстрее скорости звука, пришлось решать неимоверное количество проблем, и все они без исключения касаются аэродинамики. Во время первых испытаний сверхзвуковых самолётов происходило много интересного и по-настоящему пугающего: базовая конструкция самолётов не выдерживала нагрузок и разрушалась, а обшивка фюзеляжа разогревалась до экстремальных температур и буквально таяла. С управляемостью на столь высоких скоростях вообще творилось непонятное.
Как позже удалось выяснить исследователям, поток воздуха на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях имеет совсем другие свойства, а его воздействие на физические предметы становится по-настоящему разрушительным. В частности, проявляется эффект так называемого звукового барьера. Большая часть людей считает, что во время его преодоления и возникает громкий хлопок, который по своей силе больше напоминает сильный взрыв. На самом же деле во время взаимодействия воздушных потоков и самолёта, летящего на сверхзвуковой скорости, возникает постоянный и очень громкий шум. Вот его и слышит человек на земле. На самом же деле это непрерывный и очень громкий шум.
Решение всех этих проблем – большая головная боль многочисленных специалистов из самых разных областей. Этот вопрос более чем актуален, поскольку всё это тормозит появление гражданской сверхзвуковой авиации. Учитывая всё это, в Соединённых Штатах разработали летающую лабораторию X-59 QueSST, при помощи которой учёные собираются продвинуться далеко вперёд в создании «бесшумных» сверхзвуковых самолётов.
X-59 QueSST
Проект X-59 QueSST стартовал ещё в начале 2010-х годов, когда стало очевидным, что без соответствующих и очень глубоких исследований проблему сверхзвуковых самолётов разрешить просто невозможно. Учёные хотели знать, как построить самолёт, который на сверхзвуке не будет издавать постоянный и громкий шум или рассыпаться на части. Правда, для исследований требовался очень необычный самолёт с экстраординарными возможностями. Учёные с его помощью хотели провести массу исследований, поэтому потратили много времени на его проектирование.
Фактически они вплоть до 2016 года занимались разработкой концепции, на основе которой впоследствии и построили X-59 QueSST. Только после того, как были завершены основные этапы разработки, к процессу присоединилась компания Lockheed Martin, она взяла на себя все проектные работы, а также постройку самого самолёта. Правда, в процессе возникли дополнительные трудности. Проект постоянно переделывали, меняли и совершенствовали, а в результате над ним работали дольше, чем было запланировано.
Экспериментальный самолёт X-59 QueSST неоднократно переделывали в соответствии с изменяющимся проектом, а задержки следовали одна за другой. Вплоть до 2018 года продолжалась разработка различных компонентов и их тестирование. В этом же году стартовала сборка сверхзвукового самолёта, но процесс опять тормозился многочисленными исправлениями, что приводило к ещё большим задержкам, ведь менять приходилось уже не чертежи, а самолёт.
Сборка была завершена только в 2023 году, с опозданием в четыре года. После этого началась долгая и кропотливая работа – тестирование и проверка всех систем. На начало 2024 года все работы были практически завершены, после чего планировалось запустить программу наземного тестирования и лётных испытаний.
Конструкция
Планер X-59 QueSST разрабатывали с нуля, используя для этого данный многочисленных исследований, а главный упор делали на аэродинамику. Форму фюзеляжа и крыльев собирались изменить таким образом, чтобы снизить шум и уменьшить нагрузку на самолёт. Согласно некоторым данным, ожидаемое снижение шума составляет более 30%.
Немалую часть узлов и деталей позаимствовали у уже существующих самолётов, например, шасси позаимствовали у F-16. В итоге при максимальной взлётной массе 14,7 тонны самолёт может нести 4400 кг топлива, а также 300 килограмм исследовательской аппаратуры. При этом самолёт оснастили тремя видами оперения. Основное крыло с небольшим размахом поддерживает самолёт в воздухе, переднее оперение обеспечивает продольную балансировку, а сзади находится киль и горизонтальное цельноповоротное оперение. Полёт обеспечивает один турбореактивный мотор от General Electric, а максимальная заявленная скорость составляет 1,5 Маха.
Одно из самых интересных отличий X-59 QueSST – это полное отсутствие выступающей кабины. Её убрали, поскольку кабина на сверхзвуковой скорости испытывает на себе большую чрезвычайно нагрузку. Вместо неё самолёт оборудовали головными камерами, а в кабине поместили обзорные мониторы.
На этот проект возлагают большие надежды, а полученные результаты собираются использовать в постройке сверхзвуковых самолётов. Правда, когда будут хоть какие-то результаты, неизвестно. Проект всё ещё довольно далёк от полноценного запуска.
Интересно наблюдать не только за созданием самолётов, но и за их ремонтом, особенно если он делается при помощи скотча.
