Överljudsflygplan

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 22 januari 2019; kontroller kräver 43 redigeringar .

Överljudsflygplan  - ett flygplan som kan flyga med en hastighet som överstiger ljudets hastighet i luften (flygning med Mach-nummer M = 1,0-5).

Minsta hastighet är 1250 km/h. Maxhastigheten är 6125 km/h.

Teoretiska problem

Flygning med överljudshastighet, i motsats till underljudshastighet, fortsätter under förhållanden med olika aerodynamik, eftersom när flygplanet når ljudhastigheten förändras aerodynamiken i flödet runt kvalitativt, på grund av vilket det aerodynamiska motståndet ökar kraftigt [1] , och den kinetiska uppvärmningen av strukturen från friktionen av den mötande luften ökar också hastigheten på luftflödet, det aerodynamiska fokuset skiftas, vilket leder till förlust av stabilitet och styrbarhet hos flygplanet. Dessutom dök ett sådant fenomen, okänt före skapandet av det första överljudsflygplanet, upp som " vågdrag ".

Därför var det omöjligt att uppnå ljudhastigheten och effektiv stabil flygning vid nära- och överljudshastigheter på grund av en enkel ökning av motoreffekten - nya designlösningar krävdes. Som ett resultat förändrades flygplanets utseende: karakteristiska raka linjer och skarpa hörn dök upp, i motsats till de "släta" formerna av subsoniska flygplan.

Problemet med att skapa ett effektivt överljudsflygplan kan inte anses löst än så länge. Skaparna måste kompromissa mellan kravet att öka hastigheten och bibehålla acceptabla start- och landningsegenskaper. Sålunda är uppnåendet av nya gränser av luftfarten när det gäller hastighet och höjd inte bara förknippat med användningen av ett mer avancerat eller i grunden nytt framdrivningssystem och en ny strukturell layout av flygplan, utan också med förändringar i deras geometri under flygning. Sådana förändringar, samtidigt som de förbättrar flygplanets egenskaper vid höga hastigheter, bör inte försämra deras kvaliteter vid låga hastigheter, och vice versa. Nyligen vägrar skaparna att minska vingens yta och den relativa tjockleken på deras profiler, samt att öka vingens svepvinkel för flygplan med variabel geometri, återvända till vingarna med litet svep och stor relativ tjocklek , om tillfredsställande värden för maximal hastighet och praktiskt tak redan har uppnåtts. I det här fallet anses det vara viktigt att överljudsflygplanen har bra prestanda vid låga hastigheter och lågt luftmotstånd vid höga hastigheter, särskilt på låga höjder.

Historik

Efter tillkomsten av jetjaktflygplan på 1940 -talet ställdes flygplansdesigners inför uppgiften att ytterligare öka sin hastighet. Högre hastighet utökade stridsförmågan för både jaktplan och bombplan.

Forskning om verkliga överljudsflygplansprojekt började i mitten av andra världskriget . Bemannade flygtester började av Chuck Yeager , en amerikansk testpilot, den 14 oktober 1947 , i ett experimentflygplan Bell X-1 med en XLR-11 raketmotor, som nådde överljudshastighet under kontrollerad flygning.

Utveckling

På 1950- och 1960-talen skedde en snabb utveckling av överljudsflyget. Huvudproblemen med flygplansstabilitet och kontrollerbarhet, deras aerodynamiska effektivitet vid överljudshastigheter har lösts. Ökningen av flyghastigheten åtföljdes av en ökning av taket över 20 km. Under dessa år började massproduktion av överljudsflygplan för olika ändamål:

• Det första produktionsjaktplanet som nådde ljudets hastighet var det sovjetiska jetjaktplanet MiG-17 , utvecklat av Mikoyan och Gurevich Design Bureau i slutet av 1940-talet. I slutet av 1952, under beteckningen MiG-17F, gick flygplanet i massproduktion. Men för stridsflyg ansågs det transoniskt.

• Det första masstillverkade överljudsjaktplanet var den nordamerikanska F-100 Super Sabre (första flygningen i maj 1953, gick in i massproduktion samma år, i tjänst sedan hösten 1954). Hastighet M=1,3.

• Den första masstillverkade överljudsbombplanen var Convair B-58 Hustler (flögs första gången i november 1956, började serietillverkas samma år, i tjänst sedan 1960). Hastighet M=2.

• Det första seriella spaningsflygplanet, designat för långtidsflyg med en hastighet av M = 3 - Lockheed A-12 (första flygningen 1962, i tjänst sedan 1963).
• Det första seriepassagerarflygplanet Tu-144 , kommersiellt opererat från 1975 till 1978 (första flygningen 31 december 1968), och Aérospatiale-BAC Concorde , kommersiellt opererat från 1976 till 2003 (första flygningen 2 mars 1969, 2 månader senare Tu -14) ).

Stridsflygplan " stealth " används redan, med minskad sikt.

Även om de flesta stridsflygplan är kapabla att nå överljudshastigheter, är många inte konstruerade för överljudsflygning och endast ett fåtal kan uppnå denna hastighet i planflygning utan att koppla in efterbrännarmotorerna .

Överljudsflygplan för passagerare

Det finns bara två masstillverkade passageraröverljudsflygplan som utförde reguljära flygningar: det sovjetiska flygplanet Tu-144 (första flygningen den 31 december 1968 ), som var i drift från 1975 till 1978 , och den anglo-franska Concorde ( Concorde ) ( första flygningen den 2 mars 1969 1976-2003 ) genomförde transatlantiska flygningar och charterflyg från 1976 till 2003 . De minskade avsevärt tiden för långdistansflygningar, använde olastat luftrum (≈18 km) över den vanliga höjden på 9-12 km, där de flög från luftvägarna .

De mest betydande bristerna med kommersiella överljudsflygplan var:

1. Sonic boom .
2. Hög specifik bränsleförbrukning.
3. Buller över flygplatsen.
4. Svårighet att använda.

Amerikanerna startade projektet med Boeing 2707 överljudspassagerarflygplan något senare än de anglo-franska och sovjetiska specialisterna. Utvecklingen avslutades 1971.

Väckelseplaner

Trots misslyckandet med att implementera flera andra tidigare och befintliga projekt för passageraröverljuds- och transoniska flygplan ( Boeing Sonic Cruiser , Douglas 2229 , Lockheed L-2000 , i Ryssland - Tu-244 ("uppgradering" Tu-144D), Tu-344 (företag jet på baserat på missilbäraren Tu-22M3 ), Tu-444 , SSBJ (projekt från 90-talet) och avvecklingen av flygplan av två genomförda projekt, uppstod projekt för återupplivande av passageraröverljudsfordon under det nya århundradet . [2]

• Under 2018 påbörjade det amerikanska företaget Spirit Aerosystems, enligt ett avtal med startupen Aerion, preliminär design av flygkroppen till det nya AS2 överljudspassagerarbussflygplanet , som har varit under utveckling sedan 2014. [3] . I november 2015 gjordes en fast order på flygplanet under utveckling för 20 enheter med en total kostnad på 2,4 miljarder dollar, med leveranser som startar 2023 [4] ; Boeing kommer att tillhandahålla teknisk support till Aerion . I februari 2019 dök baskostnaden för det nya flygplanet upp - 120 miljoner dollar, vilket är nästan dubbelt så dyrt som dess konkurrenter - Global 7000- flygplanet från Bombardier. [5]
• Lockheed Martin X-59 QueSST ("Quiet Supersonic Technology") är experimentell och har varit under utveckling sedan mitten av 2010-talet.
• privata amerikanska Aerion-projekt : Aerion SBJ (Max 1,6, 8-12 passagerare; projektet avslutades i maj 2021), Aerion AS2 (större version av Aerion SBJ, tillkännagav i maj 2014), Aerion AS3 ( Max 4, 50 passagerare; meddelas i maj 2021).
• Boom Technology startup-projekt : Boom Overture och Supersonic affärsjet .

• Det har talats i Ryssland om utvecklingsplaner baserade på bombplanet Tu-160 (vars massproduktion nu återupptas [6] [7] [8] ), etc. [9]

Det finns också moderna projekt för militära transporter ( landning ) snabba reaktionsflygplan.

Också utvecklat tidigare och det finns moderna projekt av hypersoniska (inklusive suborbitala ) passagerarflygplan (till exempel ZEHST , SpaceLiner ).

Se även

• hypersoniska flygplan

Anteckningar

1. ↑ Vid subsoniska hastigheter är luftmotståndet direkt proportionellt mot kvadraten på luftflödeshastigheten, och vid överljudshastigheter är det direkt proportionellt mot dess 3:e-5:e potens.
2. ↑ Ilja Kramnik . Illusion av möjligheter: varför behöver vi ett överljudspassagerarflygplan. Kommer den nya utvecklingen av den inhemska flygindustrin att kunna stärka dess position på marknaden
3. ↑ Utformningen av flygkroppen till ett nytt överljudspassagerarfartyg har börjat
4. ↑ Flexjet-beställning av 20 Supersonic Jets ökar Aerion . Flygveckan . Hämtad 17 november 2015. Arkiverad från originalet 20 november 2015. (obestämd)
5. ↑ Jeremy Bogaisky. Boeing hjälper Aerion att utveckla Supersonic Jet när Lockheed Martin  lämnar . Forbes. Hämtad 6 februari 2019. Arkiverad från originalet 5 februari 2019.
6. ↑ [1] Arkiverad 1 juni 2021 på Wayback Machine [2] Arkiverad 2 augusti 2021 på Wayback Machine
7. ↑ Ti - 160 : passagerare är inbjudna ... Designidén flyger med ljudets hastighet
8. ↑ Under perioden 2022 till 2026 kan en preliminär och sedan en fungerande design av ett överljudspassagerarflygplan påbörjas: [3] Arkiverad kopia av 25 juli 2021 på Wayback Machine
9. ↑ UAC kommer att utveckla ett överljudspassagerarflygplan från grunden, och inte på basis av Tu-160- arkivkopian daterad 5 september 2019 på Wayback Machine ("Ett projekt baserat på Tu-160 är omöjligt.")

Litteratur

• Gunston, Bill. Faster than Sound: The Story of Supersonic Flight  (engelska) . Somerset, Storbritannien: Haynes Publishing, 2008. - ISBN 978-1-84425-564-1 .

Kollektivtrafik
Järnväg	Järnväg – Rullande materiel för bilar elektriskt tåg diesel tåg Rälsbuss rälsbuss Maglev Monorail Förortståg regionalbahn S-Bahn höghastighetståg Märkt passagerartåg Linbana Rack järnväg Historisk järnväg Metropolitan - Lätt tunnelbana Metropolitan på en däckbana Automatisk ljuskomposition Spårväg - rep Konka ångspårvagn Spårvagn Snabbtåg Stadtbahn underjordisk spårvagn spårvagn-tåg Intercity och förort
Spårlös rutt	Buss – Elbuss trolleybuss Snabb busstransport plattform Skola lång distans Shuttle taxi Jeepney Historisk - diligens Linjal Omnibus charaban gyrobus Hybrid - Vodorobus duobus Spårvagn på däck Paratransit Personlig automatisk transport Translore Shpurbus
Vatten	Färja ångkokare Motorfartyg River spårvagn Svävfarkost Bärplansbåt Trequart
Luft	Helikopter Luftskepp Flygplan bred kropp Smal kropp Regional Lokal Överljuds
Legosoldat	Taxi samåkning Cab cab Rickshaw Trishaw motorrickshaw Gondol
Övrig	Samåkning linbana
Allmänna villkor	Transportsystem Passagerare Salong Bagage handbagage Rutt Ruttindikator Tom körning uttrycka
Ombordstigning och avstigning av passagerare	Hållplats för kollektivtrafiken Järnvägsstation stopppunkt tunnelbanestation busstation Station - Järnväg flygplats terminal Busstation Nautisk Flod Hamn - Marine Flod brygga Flygplatsen taxistation Parkering och park Transportnod
Biljettbetalning	Biljett Elektronisk biljett biljettautomat Transportavtal Gratis transport
Infrastruktur	Depå buss Järnväg Dedikerad körfält Ensidig ring Traction transformatorstation Kontakta nätverk Trolleybuss kontaktnät kontaktskena Järnvägselektrifiering
Kontrollera	Avsändare Flygledare Schema satellitövervakning lastkapacitet Rusningstid

Överljuds- och hypersoniska passagerarflygplan
Genomförda projekt	USSR Tu-144  Storbritannien / Frankrike  Concorde
Orealiserade projekt	USSR T-4 (passagerarversion) Tu-244  Ryssland Tu-244 Tu-344 Tu-444 SSBJ  USA Aerion Aerion Boeing 2707 58-9 Douglas 2229 L-2000 HSCT QSST  Storbritannien Bristol  Frankrike Caravelle
Projekt under utveckling	USA ouvertyr HyperMach Spike S-512  europeiska unionen A2 ZEHST Concord-2  Tyskland Space Liner  Japan Nästa generation Supersonic