«Наша цель — сделать сверхзвуковые путешествия мейнстримом»: как Boom SuperSonic пересоздаёт сверхзвуковой авиалайнер
Несмотря на то, что пассажирские самолёты, способные перелететь Атлантику за три часа, уже существовали, их уже много лет не использовали. Билеты на них стоили слишком дорого, сами лайнеры были сложны в производстве. Но стартап Boom SuperSonic и его инвесторы уверены — у них получится изменить положение дел.
Почему так сложно создать сверхзвуковой самолёт
Первым человеком, преодолевшим скорость звука в управляемом горизонтальном полёте, стал американский ас Чак Йегер. Он сделал это 14 октября 1947 года на экспериментальном самолёте Bell X-1. Событие открыло эру сверхзвуковых самолётов в военно-воздушных силах.
Вскоре после полёта возникла идея использовать подобные воздушные суда в гражданской авиации. На начало 2021 года известны всего два серийных сверхзвуковых пассажирских лайнера, которые выполняли регулярные рейсы:
- Советский Ту-144: первый полёт в 1968 году, в эксплуатации с 1975 по 1978 годы.
- Англо-французский Concorde: первый полёт в 1969 году, рейсы с 1976 по 2003 год.
Создание таких самолётов связано с несколькими проблемами: сложности конструкции, производимый шум, воздействие на экологию и экономичность.
Фюзеляж и двигатели
Трудности создания сверхзвукового авиалайнера начинаются в области физики.
- С приближением к скорости звука резко увеличивается сопротивление воздуха. Чтобы его минимизировать, корпус самолёта должен быть гораздо более обтекаемым, чем у дозвукового аналога. А это уменьшает вместимость салона и количество проданных билетов на рейс.
- Подъёмная сила. На сверхзвуковых скоростях аэродинамика поверхностей значительно менее эффективна, чем на дозвуковых — нужны гораздо более мощные и менее экономичные двигатели.
Если сравнить вес военного истребителя и гражданского лайнера, проблема становится очевиднее. К примеру, нормальная взлётная масса МиГ-35 — 19,2 тонны. А вот гражданский Boeing 747-100 без топлива и пассажиров весит уже 178 тонн.
Самолёт на сверхзвуковой скорости подвергается большему давлению и температуре, поэтому корпус должен быть прочнее. В сочетании с узким обтекаемым фюзеляжем это увеличивает не только затраты на изготовление, но и отношение массы к количеству посадочных мест, а также расход топлива на пассажира.
По данным Международного совета по экологически чистому транспорту, в среднем сверхзвуковой авиалайнер сжигает за полёт в пять-семь раз больше топлива на пассажира, чем дозвуковой.
Звук
Звук — одна из самых больших проблем сверхзвукового транспорта: даже с глушителями двигатели таких самолётов гораздо более шумные, чем обычные. Сверхзвуковой Concorde во время взлёта в два раза громче, чем Boeing 707.
Проблемы создаёт не только шумный взлёт, но и звуковой удар, возникающий при преодолении скорости звука. При полётах на малой высоте он может повреждать здания, например — разбивать стекла. Кроме того, в отличие от военных самолётов, в коммерческих лайнерах встаёт вопрос комфорта. А это очередные траты — на шумоизоляцию в салоне.
Взлёт Concorde и преодоление звукового барьера
Исследование, проведённое в 1964 году Федеральным управлением гражданской авиации США (FAA) в штате Оклахома, показало, что большинство опрошенных жителей готово мириться с уровнем шума от таких полётов. 27% респондентов не были готовы слышать такие звуки постоянно.
К концу эксперимента в адрес FAA поступило около 10 тысяч жалоб на повреждение зданий. Более того, жители подали коллективный иск против Правительства США, который оно проиграло. Из-за этого и других факторов США отменили программу сверхзвукового транспорта.
В 1973 году FAA запретило гражданские сверхзвуковые полёты над территорией страны. Для Concorde и Ту-144 сделали исключение, но лишь для полётов с пунктом назначения на восточном побережье США (со стороны Нью-Йорка), чтобы минимизировать шум над населёнными пунктами.