Недавно одна из крупнейших мировых американских авиакомпаний United Airlines подписала соглашение о закупке до 200 самолётов JetZero Z4 с нестандартной компоновкой «летающее крыло» (BWB — Blended Wing Body). Согласно планам ВВС, полный перевод транспортной авиации на самолёты типа BWB должен дать ежегодную экономию не менее двух миллиардов долларов.

United Airlines получила право на покупку 100 самолётов JetZero Z4 с опционом ещё на 100 машин при условии успешного первого полёта полноразмерного демонстратора в 2027 году. JetZero Z4 рассчитан на 250 пассажиров и будет летать на обычном реактивном топливе, а его силовые установки позволят использовать другие экологически чистые смеси авиационного топлива.

Учитывая данные обстоятельства, в конце апреля 2025 года американская компания United Today объявила об инвестициях в создание такого самолёта. Ранее Военно-воздушные силы США сообщили о заключении контракта с компанией JetZero на 235 миллионов долларов по ускоренной разработке полномасштабного демонстратора JetZero.

«В случае успеха у JetZero есть потенциал для развития нашего основного магистрального бизнеса за счёт разработки самолётов с более вместительным и комфортным салоном для клиентов и повышения топливной экономичности во всей нашей сети», — заявил глава инвестиционной компании United Airlines Ventures (UAV) Эндрю Чанг.

Однако Чанг не сказал, что JetZero удивительно напоминает советский самолёт М-60, разрабатывавшийся в ОКБ Владимира Мясищева в конце 1970-х годов.

Удивительно невезучий лайнер

М-60, как и JetZero, представлял собой самолёт с крыльями большого удлинения, с V-образным вертикальным оперением и несущим эллипсоидным фюзеляжем. Двигатели должны быть установлены сверху в хвосте лайнера.

Аэродинамическая схема М-60 выбрана в первую очередь для военных целей самолёта высотной разведки. Всё было подчинено задаче достижения высоты 25 000 метров при большом запасе топлива и специальном оборудовании. Как только стало понятно, что большой несущий фюзеляж имеет преимущества не только для высотных разведчиков, ОКБ Мясищева разработало серию проектов самолётов различного назначения.

Пассажирский вариант самолёта М-60 «Перун» мог перевезти 210 пассажиров на высоте 16 километров на дальность до 6500 километров при скорости до 900 километров в час. По характеристикам аппарат являлся конкурентом Ту-204-100, однако у М-60 имелись весомые преимущества. Данный самолёт гораздо экономичнее и заметно дешевле конкурента. На авиалайнер планировалось устанавливать две турбовентиляторных установки ПС-90А12-Б общей тягой в 24 тонны. Но, как известно, победил Ту-204.

Разработан административный самолёт М-60-12, вмещавший до 12 пассажиров и 2 членов экипажа. Аппарат способен к полёту на высоте до 15 километров при скорости 800 километров в час. Дальность полёта должна была доходить до 7 тысяч километров. Но выиграл Ил-112.

В 1998 году ОКБ представило бомбардировщик М-60Б, способный совершать полёт на скорости свыше 800 километров в час на расстояния до 12 тысяч километров. На самолёт могло устанавливаться 4 турбореактивных двигателя НК-102. В качестве вооружения должны были применяться ракеты семейства X-55, мощность которых доходила до 500 килотонн в тротиловом эквиваленте. Однако в 2001 году по программе «ПАК ДА» (перспективного авиакомплекса дальней авиации) М-60Б проиграл проекту КБ Туполева и закрылся.

В 2003 году вариант М-60-200 предложен в качестве конкурента самолёту МС-21 разработки корпорации «Иркут» в качестве пассажирского самолёта на линиях средней протяжённости. Но победил МС-21.

Талант, вызывающий невообразимое раздражение

Почти все проекты ОКБ Мясищева опережали время. Владимир Мясищев вызывал своим талантом невообразимое раздражение у других конструкторов, особенно у Андрея Туполева. Последний действовал по отношению к его ученикам, ставшим знаменитыми конструкторами В. М. Мясищеву и П. О. Сухому, как известный гоголевский персонаж Тарас Бульба: «Сынку, я тебя породил…. Я тебя и убью!»

Именно с подачи Туполева в 1946 году ОКБ-482 Мясищева расформировано с идиотской мотивировкой: «По экономическим соображениям». Именно благодаря Туполеву талантливый конструктор Мясищев оказался не у дел.

Туполев выступал против возможности создания мясищевского межконтинентального реактивного бомбардировщика М-4. И только Иосиф Сталин не дал угробить данный проект.

«Странно. А вот другой наш конструктор, Мясищев, докладывает, что это возможно, и берётся решить задачу», — сказал Сталин Туполеву.

И Мясищев, вопреки противостоянию Туполева, решил данную задачу. Первый опытный самолёт М-4 с двигателем АМ-3 имел дальность полета 9050 километров на скорости 800 километров в час.

Туполев сделал всё возможное, чтобы уникальный бомбардировщик Т-4 конструктора Сухого не получил Казанский авиазавод для сборки установочной партии этого самолёта. Дело в том, что в Казани на данном заводе серийно выпускался туполевский Ту-22, и Туполев не хотел его терять. И не потерял. А Т-4 серийно так и не построен.

Однако спустя много лет таланты советского конструктора Мясищева оценили американцы. Потому что мясищевская компоновка сочетала в себе высокие расчётные лётно-технические характеристики с увеличенным внутренним объёмом — важное преимущество для перспективных применений.

В современных условиях такая архитектура может стать ключевым решением для размещения водородных топливных баков. Водород обладает высокой удельной энергоёмкостью, но крайне низкой плотностью, требуя для хранения громоздких баков высокого давления. Широкий несущий корпус позволяет более рационально интегрировать такие ёмкости.

Бесплатный сыр бывает только в мышеловке

Эксперты NASA отмечают, что конструкция JetZero имеет ряд преимуществ, в том числе низкое лобовое сопротивление и высокую аэродинамическую эффективность.

«Преимущества концепции смешанного крыла включают высокую топливную эффективность, низкий уровень шума и большой объём полезной нагрузки для самолёта такого размера», — отметили в NASA.

Интегральная схема позволяет увеличить возможную подъёмную силу за счёт её создания как крылом, так и фюзеляжем. Это можно использовать для увеличения грузоподъёмности и объёма под нагрузку. Появляется возможность оптимизации других технических и экономических характеристик.

Однако компания-разработчик пока не уточнила габаритные и весовые параметры будущего самолёта. Не назван предполагаемый для использования двигатель и достижимые лётно-технические характеристики. Специалисты сравнивают будущий JetZero с существующим самолётом Boeing 707, который используется для перевозки людей и грузов, а также является основной для воздушного заправщика топливом. Перспективный JetZero должен превосходить Вoeing 707 по всем основным параметрам.

Повышенная экономичность двигателей должна сократить удельные значения выбросов в атмосферу. За счёт размещения двигателей сверху фюзеляжа их шум будет уходить вверх и в стороны, но не к земле.

Однако у такого расположения двигателей есть существенный недостаток в виде нехватки воздуха для их работы в режиме взлёта и посадки. Фюзеляж на таких режимах будет мешать поступать воздуху в двигатели, в связи с чем они будут работать неустойчиво. Возможно появление помпажа.

Помпаж — срывной режим работы авиационного двигателя, сопровождающийся такими громкими ударами по самолёту, как будто по нему кто-то лупит кувалдой. Он характеризуется дымлением двигателя, резким падением тяги и мощной вибрацией, которая способна разрушить двигатель, что может привести к пожару самолёта.

Наиболее опасно возникновение помпажа на земле, во время разбега самолёта перед взлётом. Бывают ситуации, когда скорость ещё недостаточна для отрыва, но уже слишком велика, чтобы самолёт успел остановиться в пределах полосы. Катастрофа в этом случае практически неизбежна. Такой режим может возникать при любых взлётах и посадках JetZero. Спрашивается, кому это надо?

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.

Продолжаем следить за судьбой уникального сверхзвукового гражданского самолёта, который имеет наибольшие шансы попасть на современные авиалинии взамен опередивших своё время, но не выдержавших экономической конкуренции англо-французского Concorde и советского Ту-144.

Весной прошлого года мы уже рассказывали о первом полёте сверхзвукового самолёта-демонстратора, обозначившем второе пришествие гражданских авиалайнеров, способных перемещать себя и пассажиров со скоростью выше звука. Тогда задачей летательного аппарата XB-1 Overture, разработанного американской компанией Boom Supersonic в штате Колорадо, являлось испытание и демонстрация технологий XXI века, способных сделать то, что не удалось советским и европейским авиаконструкторам в далёкие шестидесятые годы прошлого века. На тот момент самолёту-демонстратору не удалось добиться сверхзвуковой скорости, поскольку такая цель не входила в его задачи. Однако в феврале текущего года заветная черта всё-таки преодолена.

XB-1 от компании Boom Supersonic превзошёл скорость звука и стал первым пилотируемым гражданским самолётом, преодолевшим звуковой барьер, после снятия с эксплуатации последнего Concorde в 2003 году.

Считается, что таким образом сделан первый шаг на пути к амбициозной цели Boom Supersonic начать пассажирские перевозки на сверхзвуковой скорости в 2029 году.

Что такое «сверхзвук» и зачем он нужен на гражданке

Число Маха определяется как скорость самолёта, поделённая на скорость распространения звуковых волн в воздухе. Преодолеть звуковой барьер означает лететь быстрее скорости звука, с числом Маха больше 1.

Во время сверхзвукового полёта самолёт создаёт перед собой воздушные уплотнения, которые имеют свойство срываться, образуя ударные волны и взрывоподобный звук.

Неудивительно, что движущийся сверхзвуковой истребитель можно увидеть раньше, чем услышать. Распространяющееся со скоростью света визуальное изображение достигает человеческого глаза быстрее, чем звук самолёта доберется до уха наблюдателя.

Из соображений экономической эффективности большинство пассажирских самолётов летает со скоростью чуть меньше скорости звука, составляющей около 0,8 Маха.

Boom планирует построить авиалайнер Overture, который сможет летать со скоростью 1,7 Маха. Главная цель — сократить время длительных полётов на большие расстояния. Компания утверждает, что перелёт из Нью-Йорка в Рим на Overture может занять всего 4 часа и 40 минут вместо 8 часов на стандартном авиалайнере.

Boom Supersonic — не единственная компания, работающая над данной задачей. Американская Spike Aerospace разрабатывает сверхзвуковой бизнесджет, целью которого должна стать доставка пассажиров к месту в два раза быстрее обычного самолёта. По большому счёту, именно в этом и заключается ценность сверхзвуковых пассажирских перевозок.

Всё уже было

Перевозка пассажиров со сверхзвуковой скоростью не является чем-то новым. В прошлом веке она, пусть и ограниченно, но осуществлялась. Однако в силу целого ряда обстоятельств тогда ей так и не удалось стать обычным и широко распространённым явлением. Проектирование сверхзвуковых авиалайнеров началось в середине XX века, а к 1970-м годам в мире уже осуществлялись сверхзвуковые пассажирские полёты.

И если из-за отсутствия в СССР необходимого количества пассажиров, для которых скорость важнее денег, судьба советского Ту-144 сложилась не столь удачно, то франко-британскому Concorde повезло больше. Сверхзвуковой авиалайнер эксплуатировался авиакомпаниями British Airways и Air France с 1976 по 2003 год.

Concorde вмещал до 128 пассажиров и летал со скоростью 2 Маха. Он регулярно совершал рейсы из Лондона в Нью-Йорк примерно за три часа. Такие полёты были достаточно дорогими, в связи с чем ими пользовались в основном бизнесмены и всевозможные звёзды, каковых в Советском Союзе просто не было.

Лети быстро, но не торопись

Проблема с ограниченностью числа потенциальных пассажиров, для которых скорость и престиж важнее потраченных денег, повлияла не только на уход с рынка перевозок Ту-144, но и на активность использования Concorde. Казалось, что перед разработанным в 1960-х годах сверхзвуковым лайнером открывается огромная перспектива. Однако на деле всё оказалось не так. Всё испортил поступивший в 1970 году в коммерческую эксплуатацию огромный Boeing 747. Относительно дешёвые, большие и коммерчески эффективные авиалайнеры оставили Concorde лишь очень небольшую и специфическую рыночную нишу.

Разработанный для эффективного крейсерского полёта на сверхзвуковых скоростях Concorde был чрезвычайно неэффективен при взлёте и ускорении. Чрезмерная топливная прожорливость Concorde оставалась главной претензией, предъявляемой самолёту на протяжении большей части его существования.

Смертельная катастрофа на Парижском авиасалоне 1973 года конкурирующего советского авиалайнера Ту-144 тоже изменила общественное восприятие безопасности сверхзвуковых полётов, когда многие авиакомпании размышляли, стоит ли вообще приобретать Concorde.

В результате из запланированных к производству 100 «Конкордов» изготовлено всего 20 экземпляров. При этом до сих пор ведутся споры, приносил ли «Конкорд» прибыль эксплуатировавшим его авиакомпаниям.

Нечего шуметь

В начале 1970-х годов опасения по поводу звукового удара заставили правительство США запретить сверхзвуковые пассажирские полёты над сушей в США. Такое решение нанесло ущерб потенциальному рынку Concorde, поэтому его двумя единственными регулярными маршрутами стали трансатлантические перелёты, проходящие в основном над океаном.

Concorde оказался очень шумным не только в небе при преодолении звукового барьера, но и на земле при взлёте, поскольку ему требовалась огромная тяга для отрыва от земли.

Сегодня понятно, что будущее сверхзвуковых полётов зависит от решения некоторых или всех проблем, с которыми столкнулся Concorde.

Проект Quesst от NASA и Lockheed Martin направлен на то, чтобы показать, что звуковой удар можно рассеивать до контролируемых уровней. Разработчики планируют запустить свой сверхзвуковой самолёт X-59 над городами США и оценить реакцию граждан.

Quesst намерен использовать геометрию X-59 с длинным вытянутым носом, чтобы рассеивать звуковые удары до слабого уровня. По мнению авторов данной идеи, в будущем такое решение позволит сверхзвуковым авиалайнерам летать над сушей.

Концепция Spike S-512 Diplomat компании Spike Aerospace тоже направлена ​​на создание «тихого» сверхзвукового самолёта с не столь сильным звуковым ударом.

Стратегия Boom

Boom Supersonic намерен идти другим путём и просто не собирается летать над сушей на сверхзвуковой скорости. Пространства над сушей планируется преодолевать со скоростью 0,94 Маха, что позволит совершать наземные путешествия на 20% быстрее, чем на стандартных дозвуковых пассажирских авиалайнерах. Скорость в 1,7 Маха может достигаться самолётом только при пролёте над океаном, что резко повышает его экономическую эффективность.

Компания утверждает, что конструкция её двигателей гарантирует, что при взлёте Overture будет издавать не более громкий звук, чем современные дозвуковые авиалайнеры.

Что касается потребления топлива, Boom Supersonic планирует использовать до 100% экологически чистого авиационного топлива для сокращения выбросов и углеродного следа. Несмотря на его высокую стоимость, компания таким путём намерена оградить себя от любых государственных санкций и нападок зелёных.

Снизить стоимость эксплуатации Boom намерена и благодаря уменьшению взлётного веса своего самолёта. Если Concorde собирался из алюминия, то современные материалы вроде титана и углеродного волокна должны позволить Overture и аналогичным аппаратам весить намного меньше, чем Concorde. Данный фактор должен стать залогом его топливной экономичности и, как следствие, коммерческой эффективности.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.

По оценкам западных и отечественных экспертов, спрос на сверхзвуковые пассажирские самолёты (СПС) нового поколения в 2025–2040 годах может составить от 2850 до 4110 экземпляров во всём мире. Неудивительно, что в погоню за таким кушем включились многие авиапроизводители планеты.

Одной из подобных компаний стала американская Boom Technology (торговая марка Boom Supersonic), которая начала испытания самолёта-демонстратора технологий XB-1 Baby Boom.

Немного истории

Как писал ранее «Ридус», первый в мире сверхзвуковой пассажирский самолёт (СПС) — советский Ту-144 поднялся в небо 31 декабря 1968 года. Через два месяца взлетел англо-французский «Конкорд», продержавшийся в небе почти 35 лет. Однако прошло уже более полувека с начала эксплуатации Ту-144 и «Конкорда», а СПС нового поколения так и не появились ни в России, ни за рубежом.

На это были веские причины.

Во-первых, не решены задачи снижения воздействия шума и звукового удара на окружающую среду, влияния вредных выбросов двигателей СПС на озоновый слой Земли.

Во-вторых, не удалось повысить низкую эксплуатационную и топливную эффективность сверхзвуковых самолётов. По топливной эффективности СПС в полтора-два раза уступают дозвуковым коммерческим самолётам.

Свою роль сыграла и проблема безопасности полётов. Одной из главных угроз в процессе эксплуатации любых авиалайнеров является разгерметизация салона на больших высотах. Поскольку происходит она очень быстро, нужно учитывать возможность экстренного снижения. Поэтому ограничения по высоте могут возникнуть и с точки зрения обеспечения безопасности.

Увеличение высоты полёта нежелательно и из-за воздействия эмиссии оксидов азота на озоновый слой, максимальная концентрация которого наблюдается на высоте 20–25 километров.

Последняя, но очень важная проблема — сертификация. Для неё отсутствуют требования, особенно по звуковому удару и шуму на местности, на которые следует ориентироваться потенциальным разработчикам таких самолётов.

Демонстратор высоких технологий

Разработчики XB-1 планируют разрешить все эти проблемы. Данный проект является прототипом будущего коммерческого сверхзвукового пассажирского лайнера Boom Overture, который компания планирует вывести на рынок в ближайшие годы. С помощью XB-1 планируется отработать несколько новых решений и технологий, которые потом будут использованы в проекте этого самолёта.

Первый полёт опытного XB-1 состоялся 22 марта этого года. Эксперимент в целом подтвердил расчёты, показав правильность технических решений. Теперь самолёт готовится к следующим испытательным полётам, которые помогут собрать необходимый объём информации для программы Boom Overture.

Демонстратор оснащён тремя турбореактивными двигателями General Electric J85-15. Он имеет утончённую форму носовой части и защитный корпус для отвода воздуха и повышения топливной эффективности. В нём широко использованы композитные материалы, обеспечивающие высокую прочность при сравнительно небольшой массе, что важно для сверхзвуковых самолётов. Установлены продвинутая авионика и системы управления полётами, разработанные с учётом особенностей сверхзвуковых полётов.

За счёт усовершенствованной аэродинамики с возможностью изменения параметров на разных режимах, современной силовой установки и других мер снижена шумность. По расчётам, XB-1 должен быть в 30 раз тише серийного СПС Concorde. Ожидается ослабление сверхзвуковой ударной волны и снижение негативного влияния на окружающую среду.

Boom XB-1 — это амбициозный проект, направленный на возрождение сверхзвуковых пассажирских полётов, прекращённых с выводом из эксплуатации Concorde в 2003 году. XB-1 является шагом на пути к созданию коммерческого сверхзвукового пассажирского самолёта Boom Overture. Успешные испытания, обеспечивающие лучшие результаты компании Boom Supersonic, дадут стимул к следующему этапу — производству и сертификации.

Туманное будущее Boom Overture

Первый полёт этого самолёта запланирован на 2026 год, начало эксплуатации — на 2029 год.

Это будет машина длиной более 50 метров с 18-метровым крылом и взлётной массой не менее 75 тонн. Она получит салон для 45–55 пассажиров с разделением на несколько классов. По скоростным характеристикам Overture должен соответствовать Baby Boom. Максимальная дальность полёта будет доведена до 8,3 тысячи километров. Расчётная стоимость серийного самолёта будет на уровне 200 миллионов долларов без учёта оснащения салона. Он рассчитан на перевозку до 80 пассажиров с крейсерской скоростью 1,7 Маха и будет использовать экологически чистое синтетическое топливо.

Полёт из Лондона в Нью-Йорк будет занимать 3 часа 15 минут, а из Сан-Франциско в Токио обещают довозить за 5 часов 30 минут. Стоимость перелёта через Атлантический океан может быть доведена до 2–2,5 тысяч долларов, что сопоставимо с ценой билета в бизнес-класс и в разы дешевле полёта на «Конкорде» в прошлом с учётом инфляции.

Ожидается, что при взлёте Overture будет не громче дозвукового Boeing 777-300ER. К 2035 году Boom планирует продать более 1000 таких самолётов. Генеральный директор Boom Technology сообщает, что 2000 самолётов Overture соединят 500 городов мира.

Однако амбициозные планы американской компании могут не осуществиться, и вот почему.

Самое главное: для Boom Overture нет двигателей. Ведущие авиадвигателестроительные компании мира вроде Rolls Royce, Pratt & Whitney и General Electric отказались создавать новый двигатель для сверхзвукового Overture из-за его большой стоимости.

Компания Boom сообщила, что будет разрабатывать собственный турбовентиляторный двигатель Boom Symphony. Это будет новый двигатель, имеющий тягу в 35 000 фунтов при взлёте и в сверхзвуковой фазе полёта.

Boom собирается начать производство такого двигателя в 2024 году в Северной Каролине. Но, как известно, разработка и доводка нового двигателя могут занять несколько лет и обойдутся компании в несколько миллиардов долларов. Поэтому по самым оптимистичным оценкам серийные машины Boom Overture поступят в эксплуатацию не ранее чем в 2028–2030 годах.

К тому же в июле 2022 года объявлено об изменениях в конструкции самолёта: решено увеличить количество двигателей до четырёх, чтобы можно было использовать меньшую тягу при взлёте, а также изменить форму самолёта и уменьшить лобовое сопротивление. Новые двигатели будут менее сложны в конструкции и уменьшены для улучшения аэродинамики, однако значительно увеличат стоимость эксплуатации из-за повышенного расхода топлива.

Самолёту не удастся летать со сверхзвуковой скоростью над населёнными районами. Подобное преимущество можно будет реализовать только над океанами или безлюдными участками суши. Зона, подверженная воздействию шума от СПС вокруг аэропортов, может удвоиться по сравнению с существующими дозвуковыми самолётами того же размера.

Частые звуковые удары будут слышны в Канаде, Германии, Ираке, Ирландии, Израиле, Румынии, Турции и некоторых частях Соединённых Штатов — до 150–200 в день, или один раз в пять минут, если в 2035 году будет эксплуатироваться 2000 СПС.

По оценкам Международного совета по экологически чистому транспорту (ICCT), сверхзвуковой транспорт будет сжигать в 5–7 раз больше топлива на одного пассажира. ICCT показывает, что сверхзвуковой рейс из Нью-Йорка в Лондон потреблял бы более чем в два раза больше топлива на пассажира, чем в дозвуковом бизнес-классе, в шесть раз больше, чем в экономклассе, и в три раза больше, чем дозвуковой бизнес-класс для рейса из Лос-Анджелеса в Сидней. Такие самолёты вызовут протесты экологов во всём мире.

Поэтому западные аналитики сегодня не могут сказать, смогут ли все известные и неизвестные преимущества таких СПС перевесить риски и недостатки, связанные с их использованием. До сих пор нет ответа на главный вопрос: стоит ли создавать рискованные сверхдорогостоящие проекты, преимуществами которых смогут воспользоваться лишь избранные, тогда как негативные плоды их реализации предстоит пожинать всем остальным?

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.