• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
08.06.2016
Редакция Naked Science
6
7 408

Будущее пассажирских самолетов

3.6

Скорость, удобство, безопасность — три кита полетов на самолетах. По прогнозам, скоро к ним добавятся еще дешевизна и экологичность. Факт остается фактом: будущее пассажирской авиации мы с вами можем видеть уже сегодня. Так какое оно?

самолеты будущего
©Wikipedia / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Здесь и сейчас 

В наше время срок эксплуатации крылатых машин часто измеряется десятилетиями. Поэтому новейшие самолеты, разработанные такими компаниями, как Boeing или Airbus, уже сейчас можно назвать будущим пассажирской авиации. 

Именно в качестве «самолета будущего» позиционируется новейшая разработка компании Boeing – Dreamliner. Boeing 787 Dreamliner – это широкофюзеляжный двухдвигательный авиалайнер. Предполагается, что в модификации 787-10 он будет способен вмещать до трехсот пятидесяти пассажиров. «Лайнер мечты» имеет ряд революционных конструкторских решений, делающих его настоящим самолетом будущего. Во-первых, 787-ой стал первым в мире широкофюзеляжным авиалайнером, в конструкции которого было задействовано такое большое количество композитов. Из композитных материалов изготовлено более половины его фюзеляжа. Для сравнения, в планере Boeing 777 доля композитов не превышает девяти процентов. В конструкции двигателя самолета тоже имеется значительный процент композитов. В результате широкого применения новых материалов Dreamliner, с одной стороны, обладает высоким уровнем безопасности, с другой – имеет хорошие летные характеристики. Крыло самолета получило изгиб, придающий лайнеру выразительные индивидуальные черты. Конечно, в основе конструкции крыла лежит отнюдь не забота об эстетике. Такая конструкция нужна, прежде всего, для увеличения подъемной силы. Еще одна важная особенность самолета – его экономичность. Dreamliner расходует на 20% меньше топлива, чем другие машины такого класса. 

Правда, начало коммерческих полетов «Дримлайнера» вскрыло ряд трудностей технического характера. Но когда речь идет о вводе в эксплуатацию новых видов техники, подобные проблемы имеют повсеместный характер. Как бы там ни было, сегодня Boeing 787 Dreamliner – эталон технологичности и комфорта. 

А что скажет Отечество? Непростой вопрос. После развала СССР наш авиастроительный комплекс оказался в очень непростой ситуации. В наше время российскими специалистами предпринимаются отчаянные попытки спасти положение. Первой «ласточкой» российской пассажирской авиации можно считать Sukhoi Superjet 100, который был разработан ЗАО «Гражданские самолеты Сухого». Но было бы неразумно проводить аналогии между разработкой «Сухого» и уже упомянутым «Дримлайнером». Во-первых, это самолеты разного класса. Superjet представляет собой так называемый ближнемагистральный пассажирский самолет, базовая модификация которого вмещает лишь 98 пассажиров. Во-вторых, отечественный самолет не претендует на звание «революционной» новинки. Скорее, разработка «Суперджета» – ответ отечественной авиастроительной отрасли на требования времени. Тем не менее в скором будущем Sukhoi Superjet 100 станет одним из основных самолетов российских авиакомпаний. Не последняя роль в создании SSJ принадлежит коллегам из Франции. Именно с их помощью был разработан двигатель SaM146, обладающий хорошими показателями расхода топлива. К февралю 2013-го года построено 24 самолета SSJ. 

Sukhoi Superjet 100 / ©airliners.net

Что день грядущий нам готовит? 

Надежды отечественного авиастроения связаны не только с Sukhoi Superjet 100, но и с проектом, имеющим обозначение МС-21 (Магистральный самолет XXI века). Его разработчиком является корпорация «Иркут», которая сегодня провела выставку МС-21-300, предназначенного для проведения летных испытаний. Первый полет нового среднемагистрального пассажирского лайнера запланирован на конец текущего года.

Магистральный самолет XXI века входит в семейство МС-21, которое включает две модели. МС-21-200 рассчитан на перевозку от 132 до 165 пассажиров, МС-21-300 способен принять на борт от 163 до 211 пассажиров. Самолет оснащен композитным крылом большого удлинения, увеличенным диаметром фюзеляжа, а также двигателями и системами последнего поколения. Лайнер, разработанный на базе проекта Як-242 ОКБ имени Яковлева, может эксплуатироваться в любых климатических зонах.  

Иркут МС-21 («Магистральный Самолёт XXI века») / ©ime4aviation.com

Согласно первоначальным планам, российский самолет должен был составить конкуренцию авиалайнерам Boeing и Airbus. В то же время, как считают эксперты, главным конкурентом МС-21 станет китайский пассажирский самолет Comac C919. 

Последний, кстати, тоже вызывает большой интерес специалистов. Comac C919 станет крупнейшим в истории Китая серийным пассажирским самолетом. Но интерес к нему вызван не только этим. Новая китайская разработка – важный шаг в долгосрочной программе, направленной на преодоление монополии западных держав в авиастроении. 

Когда речь идет о проектах недалекого будущего, в первую очередь вспоминается Airbus A350. В модификации A350-1000 новый пассажирский самолет сможет перевозить до трехсот пятидесяти пассажиров. В линейке самолетов Airbus он призван сменить A340, а еще дополнить собой более современный A330. 

Именно A350 в недалеком будущем будет главным конкурентом «Дримлайнера». Как и в случае с новой разработкой компании Boeing, в конструкции A350 найдут свое широкое применение новые материалы. Композиты составят 52% от общего веса самолета. Несмотря на жесткую конкуренцию на рынке пассажирской авиации, уже сейчас можно с уверенность сказать, что A350 будет коммерчески успешным проектом. 

Airbus A350 — дальнемагистральный широкофюзеляжный авиалайнер / ©Airbus

Еще одна интересная разработка компании Airbus – узкофюзеляжный пассажирский самолет A320neo, созданный на базе A320. В основе проекта – снижение потребления топлива. В сравнении с базовым вариантом, новые двигатели позволят A320neo снизить расход горючего на 15%. Это сделает эксплуатацию самолетов более рентабельной. Кроме того, такой подход призван снизить количество вредных выбросов. Начало эксплуатации A320neo намечено на 2016-й год. 

В ответ на разработку европейцами A320neo Boeing не так давно начал проектирование модели 737 MAX. Базой для нового самолета послужил самый популярный в мире узкофюзеляжный пассажирский самолет Boeing 737. По заявлению представителей компании, Boeing 737 MAX будет расходовать на 4% меньше топлива, чем его европейский конкурент. Поставки авиалайнера заказчикам намечены на 2017-й год.

 
В общем, совсем скоро на международном рынке пассажирских самолетов развернется настоящая битва титанов. 

Крупнейший в мире пассажирский самолет – Airbus A380. Его длина – 72 метра, а размах крыльев достигает 79 метров. Самолет может брать на борт до 853 (!) пассажиров. А при условии разделения салона на три класса, в них можно разметить до 525 пассажиров, что тоже немало. На сегодня построено более ста A380. Общий портфель заказов на него превышает 260 машин. Из всех российских авиакомпаний только «Трансаэро» сделала заказ на A380. 

Прекрасное далеко 

Мы можем лишь гадать относительно того, как будут выглядеть авиалайнеры отдаленного будущего. Технологии не стоят на месте, и никто не может в точности сказать, что будет через десять или двадцать лет. С другой стороны, уже сейчас можно сделать определенные выводы касательно вектора развития пассажирской авиации. Как несложно догадаться, в будущем ставка будет сделана прежде всего на экономичность эксплуатации и экологическую безопасность полетов. Не последняя роль будет отведена и характеристикам самолетов. 

Первопроходцы в вопросе проектирования лайнеров будущего – американцы. Целью программы NASA, получившей название Fundamental Aeronautics Program, стала разработка концепций пассажирских самолетов будущего. Предполагается, что эти концепты должны получить возможность реализации примерно в 2025-2035-х годах. 

Comac C919, разрабатываемый Commercial Aircraft Corporation of China (Comac), принадлежит к семейству узкофюзеляжных самолетов, рассчитанных на 168—190 посадочных мест / ©Wikimedia Commons

Согласно требованиям NASA, специалисты должны «заглянуть» на три технологических поколения вперед. Среди основных целей программы: снижение потребления топлива на 70%, азотных выбросов – на 75% и уровня шума – на 71%. Для всего этого нужен целый ряд революционных свершений в области авиастроения. Но американские специалисты уверены: для человека с интеллектом ничего невозможного нет. Их проекты поражают воображение. 

За всю историю пассажирской авиации существовало всего два сверхзвуковых авиалайнера. Первым из них был советский Ту-144, совершивший первый полет в 1968 году. Ту-144 выполнял пассажирские перевозки менее года, с 1977 по 1978 гг. Вторым сверхзвуковым пассажирским самолетом стал легендарный Concorde. Нужно сказать, ему повезло куда больше, чем его советскому аналогу. Англо-французский самолет начал свою трудовую карьеру в 1976 году. Лишь в 2003 самолет был окончательно снят с эксплуатации.

Конечно, вся работа, проделанная в рамках программы Fundamental Aeronautics Program, имеет глубокую теоретическую основу. Специалисты не только работали над предполагаемым внешним видом и характеристиками летательных аппаратов, но и проанализировали возможность их эксплуатации. 

Среди компаний и учреждений, представивших свое видение пассажирской авиации будущего: Boeing, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Массачусетский технологический институт (MIT) и другие. Одной из самых захватывающих разработок стал проект корпорации Boeing, получивший условное обозначение Icon-II. Предполагается, что самолет будет развивать сверхзвуковую скорость (1,6 Маха), а его дальность составит до девяти тысяч километров.

Boeing’s Icon-II / ©nasa.gov

Еще один интереснейший проект такого плана — разработка компании Lockheed Martin. Проект получил название Supersonic green machine. Концептуально он близок к разработке компании Boeing, но лайнер имеет одну интересную особенность. Если по своим характеристикам оба проекта довольно близки, то их внешний вид отличается очень сильно. Сдвоенный хвост, соединяющий оба крыла самолета, придает Supersonic green machine причудливый внешний вид. Вообще, когда видишь подобные конструкторские решения, невольно задаешься вопросом – имеют ли они путевку в жизнь? Ведь стандартные аэродинамические схемы уже давно доказали свою практическую эффективность. С другой стороны, новые технологии делают возможными даже самые, казалось бы, невероятные концепции. 

Главная причина непопулярности сверхзвуковых авиалайнеров – их низкая рентабельность. Сверхзвуковой пассажирский самолет представляет собой чрезвычайно сложную и дорогую конструкцию. Для полета ему требуется гораздо больше топлива, чем дозвуковым машинам. Все это неизменно ведет к более высокой цене на билеты. К примеру, стоимость билетов на рейсы Ту-144 была в полтора раза выше цены обыкновенных авиабилетов.

Сверхзвуковые авиалайнеры представляют собой амбициозные замыслы далекого будущего. Но в рамках программы были представлены разработки, призванные ответить на вызовы нашего времени. Во главу угла проекта компании Boeing, получившего название SUGAR Volt, поставлена экономичность авиаперевозок. Проект представляет собой гибридный пассажирский самолет, в конструкции которого главное место отводится использованию электрической энергии. Как считают разработчики, SUGAR Volt сможет использовать реактивные двигатели лишь для того, чтобы взлететь. Последующий полет будет осуществляться за счет применения аккумуляторных батарей и электродвигателей. Несложно догадаться, что такой подход не только обеспечивает экономичность, но и уменьшает ущерб, наносимый окружающей среде. Интересным конструкторским решением, использованным при проектировании SUGAR Volt, стали складывающиеся крылья. Во время стоянки крылья самолета будут складываться подобно крыльям палубных истребителей. Такой подход позволяет сэкономить много места. 

Lockheed Мartin Supersonic green machine / ©nasa.gov

Похожий проект — разработка под названием Silent Efficient Low Emissions Commercial Transport (SELECT) компании Northrop Grumman. Основной замысел создателей– сделать максимально экономичный летательный аппарат, пригодный для эксплуатации в самых разных условиях. Так, для взлета самолета потребуется полоса длиной всего лишь полтора километра. А еще планируется использовать новейшие двигатели, которые обеспечат ему малый расход топлива. 

МС-21 позиционируется в качестве замены Ту-154 – самого массового отечественного пассажирского самолета. За все время его производства было построено 998 самолетов. Несмотря на большое число авиакатастроф (72!) c участием этого самолета, он снискал себе славу надежной и удобной машины. 

Некоторые авиалайнеры, разработанные в рамках программы NASA, имеют по-настоящему диковинный внешний вид. Именно таким является проект пассажирского самолета, разработанный Lockheed Martin. BOX WING JET внешне представляет собой настоящий биплан XXI века. По мнению разработчиков, такая компоновка позволит самолету преодолевать большие расстояния при использовании минимального количества топлива. В сумме с инновационными двигателями это позволит авиалайнеру быть в полтора раза экономичней современных авиалайнеров. 

Большой интерес представляют разработки Массачусетского технологического института (MIT). Ученые довольно оригинально подошли к вопросу снижения шума в пассажирском салоне. Проект Hybrid Wing Body H-Series построен по аэродинамической схеме «летающее крыло», что само по себе очень нестандартное решение. По крайней мере, для пассажирской авиации. Эта концепция позволит разместить двигатели самолета в задней части фюзеляжа. Таким образом, шум двигателей можно будет свести до минимума. Сам авиалайнер весьма внушительных размеров, способен вмещать до трехсот пятидесяти пассажиров. Скорость самолета должна превысить 0,8 Маха. 

Boeing SUGAR Volt / ©Boeing 

Оригинальным можно считать и другой проект MIT с не менее интересным названием – Double Bubble D8. Разработка представляет собой что-то наподобие «сиамских близнецов» от мира авиации. Внешне D8 похож на два авиалайнера, «слитые» в один. Как и в случае с Hybrid Wing Body H-Series, двигатели самолета размещаются в конце фюзеляжа. В сравнении с современными авиалайнерами, проект предполагает уменьшение выбросов окислов азота на 90%. Расход топлива планируется снизить на 70%. 

А еще по замыслу всех разработчиков, участвующих в программе, при постройке сконструированных ими самолетов будут использованы новейшие материалы, которые снизят массу летательных аппаратов. 

Sukhoi Superjet 100 стал первым отечественным пассажирским самолетом, разработанным уже после распада СССР. В качестве одного из главных конкурентов SSJ нередко называют украино-российский Ан-148. В то же время такой подход не совсем корректен, поскольку самолеты приспособлены для решения несколько разных задач.

Но не только американские инженеры и ученые работают над созданием пассажирских авиалайнеров будущего. Их европейские коллеги тоже не собираются «нервно курить» в сторонке. Но если американцы заняты решением прагматичных задач, европейцы постарались дать волю своей фантазии. Не так давно компания Airbus представила свое видение интерьера авиалайнера 2050-го года. Задумка заслуживает внимания. Стены и крышу салона авиалайнера будущего инженеры Airbus предлагают сделать…прозрачной. А весь салон самолета будет представлять собой нечто вроде оранжереи. К тому же разработчики обещают: в таком самолете скучать не придется. Они планируют создать для путешественников подобие виртуальной реальности, где те смогут находиться до конца полета. 

Concept cabin (Airbus) / ©Airbus

Несмотря на хронические сложности, россияне тоже заняты авиацией далекого будущего. В 2012-м году Министерство промышленности и торговли выделило 6 млрд. рублей на проведение исследовательских работ в области гражданской авиации. Как известно, создание конкурентноспособных двигателей – один из самых сложных вопросов для отечественного авиастроения. Именно ему в ближайшие годы будет уделен максимум внимания. В наше время разработка авиационного двигателя может длиться в два раза дольше разработки самого самолета. Поэтому, чтобы иметь к 2030-м годам авиационные двигатели, соответствующие требованиям своего времени, приступать к их проектированию нужно уже сейчас.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 12:20
Юлия Трепалина

С какого возраста зооврачи считают собак престарелыми? Это недавно выяснили исследователи из Великобритании и Венгрии, проанализировав карты пациентов ветеринарных клиник. Также ученые установили, от каких проблем со здоровьем чаще страдают пожилые питомцы.

Позавчера, 07:27
Полина Меньшова

Распространено мнение, что женский оргазм — «в голове», то есть во многом связан с мыслями и фантазиями. Однако ученые из Великобритании обнаружили особенность восприятия, от которой, согласно данным исследования, зависит сексуальное наслаждение.

11 декабря
Юлия Трепалина

Психологи не первое десятилетие спорят о природе морали: врожденное это свойство или приобретенное? В новом исследовании ученые попытались на большой выборке малышей воспроизвести эксперимент, который ранее рассматривали как подтверждение способности младенцев различать морально правильные и неправильные действия.

8 декабря
Елена Кудрявцева

О том, где скрывается человеческое «я», что такое «знающие нейроны», какие страны наиболее активно развивают нейронауки и о том, почему нам важно признать наличие сознания у животных, мы поговорили с одним из самых выдающихся нейробиологов, директором Института перспективных исследований мозга МГУ имени М.В. Ломоносова, академиком Константином Анохиным.

11 декабря
Юлия Трепалина

Психологи не первое десятилетие спорят о природе морали: врожденное это свойство или приобретенное? В новом исследовании ученые попытались на большой выборке малышей воспроизвести эксперимент, который ранее рассматривали как подтверждение способности младенцев различать морально правильные и неправильные действия.

10 декабря
Елизавета Александрова

В шаровом скоплении Омега Центавра надеялась найти так называемую черную дыру промежуточной массы — нечто среднее между остающимися после «умирающих» звезд небольшими черными дырами и сверхмассивными, которые наблюдают в центрах галактик. Хотя такие черные дыры ищут давно, пока их поиски в космосе безуспешны. Похоже, их нет и в Омеге Центавра, зато есть целая система из других черных дыр.

16 ноября
Evgenia

Международная коллаборация физиков под руководством ученых из Йельского университета в США представила самые убедительные на сегодня подтверждения существования нового типа сверхпроводящих материалов. Доказательство существования нематической фазы вещества — научный прорыв, открывающий путь к созданию сверхпроводимости совершенно новым способом.

28 ноября
Елизавета Александрова

Обсерватории постоянно улавливают «мигающие» радиосигналы из глубин Вселенной. Чаще всего их источниками оказываются нейтронные звезды, которые за это и назвали пульсарами. Но к недавно обнаруженному источнику GLEAM-X J0704-37 они, по мнению астрономов, отношения не имеют.

25 ноября
Полина Меньшова

Многие одинокие люди считают, что окружающие не разделяют их взглядов. Психологи из США решили проверить, так ли это на самом деле, и обнаружили общую особенность у людей с недостаточным количеством социальных связей.

[miniorange_social_login]

Комментарии

6 Комментариев
Affidavit Donda
16.05.2021
-
0
+
МС-21 разработан на базе Як-242, который представляет собой глубокую модернизацию самолёта Як-42.
-
0
+
Предлагаю рассмотреть вот такую компоновку дальнемагистрального пассажирского лайнера: https://cloud.mail.ru/public/7BbA/jJrr51KwL У него будет меньшее лобовое сопротивление - а значит большая дальность полёта и скорость. А если дополнительный топливный бак будет расположен в фюзкляже, его можно будет сделать сбрасываемым - что даст самолёту уникальную систему безопасности для повышения его живучести при аварийной ситуации. Экстренный сброс бака весом, скажем, в двадцать тонн вернёт самолёт в зону уверенной управляемости при критическом недоборе скорости (наверное, основная причина крушений самолётов) или сделает любую аварийную посадку куда более безопасной: меньше горючего на борту, меньше нагрузка на стойки шасси, меньшая скорость приземления, меньшая дистанция для торможения (благодаря меньшей скорости приземления и меньшей массе). Всё это даст самолёту весьма существенное увеличение шансов на благополучный исход в случае чрезвычайной ситуации. А наличие системы безопасности, которой нет у других самолётов, может быть серьёзным фактором в пользу его окупаемости: любой пассажир всегда выберет большую безопасность.
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно