Это точно безопасно? Доцент МАИ рассказал об особенностях сверхзвукового самолёта будущего

В России стремительно, опережая все прогнозируемые темпы, развивается сфера пассажирских авиаперевозок. Об этом заявил премьер-министр страны Михаил Мишустин на встрече с генеральным директором «Аэрофлота» Сергеем Александровским. Сегодня у российских специалистов есть целый ряд проектов, направленных на развитие отрасли. В частности, большое внимание уделяется сверхзвуковому авиатранспорту. Но когда его введут в эксплуатацию и насколько это безопасно? Ответы на эти вопросы дал доцент кафедры 106 «Аэродинамика, динамика и управление летательных аппаратов» Московского авиационного института Михаил Тяглик.

Долгий путь от Ту-144 до современного бизнес-джета

Сверхзвуковые пассажирские перевозки впервые стали реальностью в годы Советского Союза. Первый в мире сверхзвуковой лайнер Ту-144, разработанный в конструкторском бюро академика Андрея Туполева, начал совершать перелёты на скорости, превышающей скорость звука, задолго до своего конкурента — французско-британского лайнера Concord. Рейс выполнялся по маршруту Москва — Алма-Ата с конца 1977 года. Расстояние в 3260 километров Ту-144 преодолевал за 2 часа и 10 минут. Для сравнения — современные не сверхзвуковые воздушные суда аналогичный путь проделывают почти за 5 часов.

Польза от сверхзвукового лайнера была очевидной, но его использование оказалось недолгим. Из-за сложности в обслуживании, дороговизны эксплуатации и ряда нештатных ситуаций в 1982 году Ту-144 был снят с рейсов. Его конкурент Concord пролетал до 2003 года, а затем также «ушёл на покой».

Такими были первые попытки внедрить сверхзвуковые лайнеры в повседневность. Сейчас же разработка данного вида транспорта с улучшенными характеристиками — приоритет. Доцент МАИ Михаил Тяглик считает, что начать эксплуатацию возможно уже в ближайшие 15-20 лет. И вот каким будет новый самолёт.

— По задумке, это будет бизнес-джет с высоким уровнем комфорта. Когда я говорю «комфорт», имею в виду не только качество отделки кресел и красивый дизайн салона. Речь идёт, в частности, о том, что при проектировании самолёта, помимо его лётно-технических характеристик, обязательно оцениваются перегрузки для лётчика и пассажиров. Для лётчика оцениваются диапазон частот и достигаемые при этом перегрузки, при которых происходит ухудшение точности управления и увеличение ошибок при стабилизации самолёта по приборам. Для пассажиров субъективным показателем является отсутствие негативных явлений вроде вибрации, появления синдрома морской болезни, а также комфортный темп нарастания перегрузок в целом, — отметил Михаил Тяглик.

Вспоминая о нештатных ситуациях на борту Ту-144, Михаил Тяглик подчёркивает, что в современных сверхзвуковых лайнерах безопасности будет уделено особое внимание.

Доцент Московского авиационного института рассказал, что в бизнес-джете будут применены все самые передовые разработки в области авиационных систем и оборудования. В частности, отсутствие остекления кабины пилотов потребует установки видеокамер, которые смогут воспринимать изображение не только в видимом глазу диапазоне, но и в других, включая ультрафиолетовое, инфракрасное, режим ночного видения и другие.

— Это позволит путём совмещения различных «картинок» и специальных алгоритмов их обработки даже в условиях плохой видимости, тёмного времени суток или тумана, получить единое качественное изображение окружающего пространства. Ещё одной технологией, которая будет использована, станет синтетическое видение. Так, например, когда самолёт будет заходить на посадку, параллельно с этим будет производиться измерение параметров его движения и его координат относительно аэропорта, а на экране по этим данным с помощью компьютерной графики, как в симуляторе полёта, автоматически будут нарисованы аэродром и окружающий ландшафт. В этом случае совершить посадку лётчику не помешают ни плохая освещённость, ни туман, ни дождь, ни блики на стекле. Кроме того, как изображение с камер, так и синтетическое видение будут дополнены разработанной на кафедре 106 и в НИЛ ПССЛ МАИ системой отображения информации, позволяющей прогнозировать движение самолёта, траекторию, по которой он должен лететь. Она поможет выполнить точное и безопасное пилотирование даже в условиях сильной атмосферной турбулентности, включая попадание в сдвиг ветра, микропорыв (микровзрыв) или вихревой след от пролетевшего ранее самолёта, — объяснил Михаил Тяглик.

Эксперт отметил, что в современной гражданской авиации системы управления уже обеспечивают ограничение выхода на опасные режимы и углы полёта, используют интегральные законы управления, делающие пилотажные свойства самолёта наилучшими. Кроме того, в лайнерах применяются принципиально новые «дружественные» интерфейсы, новые средства отображения информации, в том числе те, которые в качестве опций используют индикаторы на лобовом стекле. Все эти технические решения уже позволяют существенно повысить безопасность пилотирования. И многое из всего вышеперечисленного будет интегрировано в сверхзвуковые крылатые машины.

— Сверхзвуковой самолёт нового поколения также будет иметь более широкий диапазон скоростей по сравнению с теми машинами, которые эксплуатируются сейчас. Помимо прочего, предполагается, что в алгоритмы системы управления будут внедрены и элементы искусственного интеллекта, обеспечивающие необходимую перенастройку систем и их реконфигурацию в зависимости от условий полёта, внешних возмущений и возможных отказов, — пояснил Михаил Тяглик.

Всё это вкупе сделает пассажирский транспорт будущего — сверхзвуковой самолёт — безопасным в эксплуатации даже в сложных метеоусловиях, в любое время суток и проблемной ветровой обстановке. Осталось дождаться завершения проекта, проведения тестов и назначения лайнеров нового поколения на рейсы.

Сверхзвуку в России — быть. А что за рубежом?

Как уже отмечалось выше, из всех зарубежных конкурентов России сделать большой шаг в разработке и строительстве сверхзвукового пассажирского самолёта удалось только Франции и Великобритании. Но почему же не получилось продлить срок службы Concord и стоит ли ждать его современного аналога? А как обстоят дела со сверхзвуком в других странах?

История помнит те времена, когда разработкой сверхзвукового пассажирского лайнера активно занимались и США. Так, в 60-е годы прошлого века дело было поручено сразу трём крупным компаниям: Boeing, Lockheed и North America Aviation. Уникальный аппарат должен был стать модернизированным аналогом Concord. Властям представили сразу три проекта: Boeing 2707, Lockheed L-2000 и North America Aviation NAC-60. От последнего варианта быстро отказались — он вмещал лишь 187 пассажиров и мог летать исключительно на небольшие расстояния. Вторым «сошёл с дистанции» L-2000 — слишком шумный и ненадёжный. Boeing повезло больше. Предполагалось, что его начнут использовать не только в США, но и в Европе. Но и этого не случилось: экологи убедили правительство страны, что использование сверхзвукового лайнера небезопасно для атмосферы Земли, к тому же не был решён вопрос с дороговизной билетов. В конечном счёте в 1971 году правительство Штатов отказалось от финансирования «сверхзвуковой» программы.

О возрождении проекта задумались лишь несколько лет назад. NASA при участии компании Lockheed Martin представило экспериментальный сверхзвуковой лайнер X-59. Его сборка завершилась в 2021 году, но презентация состоялась лишь в начале 2024 года.

— X-59 изменит то, как мы путешествуем, сделает преодоление расстояний между нами более быстрым, — уверял замглавы NASA Пэм Мэлрой.

Первые испытания этого американского лайнера намечены на конец года. Впрочем, не только его тестов ждут в США. Компания Boom Supersonic также представила свой сверхзвуковой самолёт XB-1 и прототип его аналога — Overtune. Специалисты заявляют, что их джеты будут не только быстрыми, но и весьма экологичными, однако проверить это можно будет только после начала активной эксплуатации.

Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России