Американцы рассказали о «тихом» сверхзвуковом самолете

Подразделение Skunk Works американской компании Lockheed Martin приступило к исследованиям по проекту «тихого» сверхзвукового самолета, пишет Aviation Week. Некоторые подробности о проекте раскрыл руководитель программы коммерческих сверхзвуковых технологий в NASA Дейв Ричуайн. По его словам, исследования проводятся в том числе с использованием демилитаризованного истребителя F/A-18 Hornet, выполняющего полеты на скорости в 1,2 числа Маха (1,48 тысячи километров в час).

Исследователи проводят замеры уровней шума, производимого истребителем при полетах на сверхзвуковой скорости. В ходе измерений выяснилось, что максимальный шум самолет производит при полете на сверхзвуковой скорости на высоте по прямой строго над измерительным прибором. Он составил 104 децибела воспринимаемого уровня шума. Минимальный уровень воспринимаемого шума составил 77,5 децибела. Этот показатель был зафиксирован, когда истребитель выполнил специальный маневр, снижающий интенсивность звукового удара.

Маневр представляет собой нырок. Перед его выполнением истребитель летел брюхом вверх на высоте 14,9 тысячи метров на скорости в 0,95 числа Маха. Затем летчик резко направлял самолет к земле под углом в 53-54 градуса к изначальной траектории полета. При снижении самолет увеличивал скорость и достигал 1,1 числа Маха на высоте 12,2 тысячи метров. Снизившись на этой скорости до высоты 9,1 тысячи метров самолет переворачивался и уходил в набор высоты с перегрузкой в 3,5g.

Полученные данные используются для проектирования «тихого» сверхзвукового пассажирского самолета QueSST, воспринимаемый уровень шума для которого при полетах на сверхзвуковой скорости не будет превышать 75 децибел. Сегодня авиационные правила запрещают сверхзвуковые полеты над населенной частью суши, но могут быть разрешены, если воспринимаемый уровень шума сверхзвуковых самолетов не будет превышать комфортных для человеческого слуха 75 децибел.

Достичь снижения интенсивности шума планируется, помимо прочего, за счет аэродинамической конструкции самолета, которая позволит избегать резких скачков давления на фронте ударной волны и резких же падений давления в задней ее части с последующей нормализацией. Такая ударная волна называется N-волной и воспринмается человеком как взрыв. Новая аэродинамическая конструкция самолета будет генерировать S-волны с плавным и несильным перепадом давления, что будет восприниматься наблюдателями как мягкая пульсация.

Перспективный «тихий» сверхзвуковой самолет будет выполнен однодвигательным. Его длина составит 28,7 метра. Он получит планер, фюзеляж и крыло которого внешне напоминают перевернутый самолет. Кроме того, на QueSST установят обычный вертикальный киль и горизонтальные рули для маневрирования на малой скорости полета. На верхушке киля будет установлено маленькое Т-образное оперение, которое будет «разбивать» ударные волны от носовой части и фонаря кабины пилотов.

Носовая часть самолета будет значительно удлинена для уменьшения лобового сопротивления и уменьшения числа перепадов на планере, где могут образовываться ударные волны. Длинный нос будет существенно ограничивать видимость из кабины. Визуальное ориентирование при взлете, посадке и маневрировании по взлетно-посадочной полосе летчики будут производить по изображениям, получаемым от носовой телевизионной камеры высокой четкости.

Видеоинформация в самолете будет выводиться на многофункциональные дисплеи, аналогичные тем, что сегодня устанавливаются на истребители F-35 Lightning II. В настоящее время Skunk Works занимается определением технологий, которые можно будет использовать в самолете. В ноябре текущего года состоится предварительная защита предварительного проекта, а в июне 2017-го — защита эскизного проекта. Затем будет построена модель QueSST для продувки в аэродинамической трубе в Исследовательском центре Гленна.

Прототип нового самолета совершит первый полет в 2019 году. На него будет установлены турбореактивный двухконтурный двигатель с форсажной камерой F404-GE-400 американской компании General Electric. Такие силовые установки устанавливались на палубные истребители F/A-18 Hornet ВМС США. В 2020 году прототип будет использоваться для измерения воспринимаемого уровня шума при сверхзвуковых полетах на разных высотах.

Разработка «тихого» сверхзвукового самолета ведется компанией Lockheed Martin по контракту NASA, заключенному в марте 2016 года. Как ожидается, технология уменьшения шума сверхзвуковых самолетов QueSST поможет снизить интенсивность шума до уровня мягких пульсаций. NASA отвело компании 17 месяцев на разработку эскизного проекта летательного аппарата. После этого начнется этап детального проектирования, строительства опытного экземпляра самолета и летных испытаний.

Технология QueSST предполагает разработку такой аэродинамической конструкции самолета, на кромках которой образовывалось бы как можно меньшее количество ударных волн. При этом те волны, которые будут все же образовываться, должны быть значительно менее интенсивными. «Тихий» лайнер будет допущен к обычным пассажирским перевозкам. Первоначально «тихими» планируется делать сверхзвуковые бизнес-джеты, поскольку считается, что именно в деловой авиации быстрые полеты будут наиболее востребованными.

Василий Сычёв