Авиация и космонавтика‎

Авиация и космонавтика‎

Придёт время, когда наука опередит фантазию  (Жюль Верн)

Самолеты будущего или на чем мы будем летать в ближайшее время?

Краткое содержание:

Solar Impulse — Солнечный самолёт. 1

SpaceShip Two Почти в космосе. 1

Самолётовертолёт. 2

Supersonic Green Machine Быстрее звука. 2

«Прозрачный авиалайнер» от Airbus. 2

Экранопланы.. 3

Летающая подлодка. 3

Solar Impulse 2 – Крылатая машина

В мире уже давно появились гибриды самолётов и вертолётов, которые могут сократить расстояния до труднодоступных регионов, где сложно построить взлётно-посадочные полосы.

Впервые о серьёзных перспективах солнечных самолётов заговорили после того, как в 2009 году аппарат Solar Impulse смог продержаться в воздухе 26 часов. Самолёт, созданный швейцарскими изобретателями Бертраном Пикаром и Андре Боршбергом, оснащён 4 электромоторами, которые приводятся в движение энергией, собираемой массивом из 12 тыс. фотоэлементов, размещённых на крыльях размахом с футбольное поле — целых 63 м. Крылатая машина доказала, что наука и технологии все быстрее гонят общество вперед!

В соответствии с центральным сценарием, в текущем году солнечная энергетика вырастет на 128 ГВт, существенно больше, чем в 2018 (102,4 ГВт). По оценке авторов, КНР останется крупнейшим мировым рынком. Здесь будет введено в эксплуатацию 43 ГВт, примерно столько же, сколько в 2018. Скоро установленная мощность мировой солнечной энергетики превысит 1000 ГВт в 2022 году и если бы общество утилизировало хотя бы 30% энергии нашего солнца, то о добыче природных ископаемых энергоносителей вскоре можно было бы забыть.

Плоскости гигантских крыльев и верхняя часть фюзеляжа самолета Solar Impulse 2  покрыты солнечными элементами — это свыше 17 тысяч ячеек монокристаллических кремниевых солнечных батарей. Толщина каждой — всего 135 микрон. В действие их приводят четыре электромотора мощностью по 17,5 лошадиных сил. Самолет может развивать скорость до 140 км/ч.

Кстати, это далеко не первый самолет на солнечных батареях. Но, как подчеркивают эксперты, из всех подобных конструкций Solar Impulse 2 самый эффективный. Действительно, пять суток в небе без посадки — это, конечно, круто. Между тем один из самых перспективных заменителей авиационного керосина — биотопливо. По прогнозам экспертов, его доля на транспорте к 2020 году может составить до 25 процентов. Существует уже с десяток вариантов продуктов и растений, из которых получают новый вид самолетной «горючки».  В дело идут водоросли, кокосы, бразильские орехи, растения рода ятрофа (древесный кустарник с крупными маслянистыми семенами), непродовольственные животные жиры.

SpaceShip Two Почти в космосе

О проектах суборбитальных туристических полётов общественность знает целое десятилетие. А первая сотня билетов на постоянно откладываемый первый рейс компании Virgin Galactic были раскуплены моментально, так что шансов наслаждаться видом Земли со стокилометровой высоты рядом с Брэдом Питтом и Анджелиной Джоли у рядового гражданина уже нет.

Впрочем, в недалёком будущем такой шанс вполне может появиться снова. Владелец Virgin Galactic Ричард Брэнсон не ограничивает свои планы космическим туризмом.

Технологии, позволяющие сверхзвуковому самолёту SpaceShip Two подниматься на высоту, где заканчивается земная атмосфера, с таким же успехом дадут возможность пассажирам перелетать через континенты в считанные часы. Технология, правда, непростая, поэтому перелёты будут недешёвыми.

Суборбитальный самолёт SpaceShip Two выводится на высоту 15 км самолётом-носителем White Knight, затем отделяется и отправляется в дальнейший путь на собственных двигателях.

Тем не менее Брэнсон убеждён, что со временем полёты на суборбитальных самолётах будут ненамного дороже бизнес-класса в обычных самолётах. Ну а перелёты существенно сократятся по времени. Так, например, перемещение из Нью-Йорка в Париж может занять не более одного часа.

Самолётовертолёт

Все, кого в детстве потешало название «пистолет-пулемёт», в скором времени могут получить новую забаву — в виде насмешек над названием целого типа летающих устройств.

Инженеры компании Boeing возобновили работу над проектом Rotor Wing, который должен объединить в себе все преимущества двух разных типов воздушных аппаратов — самолёта и вертолёта — и при этом избежать недостатков обоих устройств.
Создатели проекта рассуждают так: вертолёт умеет взлетать вертикально, ему не нужна посадочная полоса, зато самолёты быстрее.

Объединить два типа аппаратов в один поможет оригинальная конструкция двухлопастного роторного винта, который может превращаться в крылья. Он приводится в движение благодаря реактивным струям из отверстий в концах лопастей.

Как только вертолётосамолёт поднимается на нужную высоту, лопасти ротора фиксируются, превращаясь в крылья. При этом Rotor Wing может развивать скорость до 700 км/ч, что ощутимо больше, чем у любого вертолёта.

Supersonic Green Machine Быстрее звука

Сверхзвуковые самолёты — одновременно грустное прошлое и светлое будущее гражданской авиации. Грустное прошлое — это неудачи советского Ту-144 и англо-французского Concorde. А светлое будущее — разработка компании Lockheed Martin с громкоговорящим названием Supersonic Green Machine.

Этот сверхзвуковой самолёт оснащается двигателями переменного цикла, которые отличаются высокой экономичностью и экологичностью. В частности, выбросы окиси азота меньше, чем у традиционных двигателей, на внушительные 75%.

При этом скорость Supersonic Green Machine будет превышать 1600 км/ч, причём благодаря особой конструкции фюзеляжа пассажиры не будут ощущать звуковые перегрузки, характерные для таких высоких скоростей. Самолёт пока существует только в проекте, но инженеры компании надеются увидеть его в строю уже к 2030 году.

«Прозрачный авиалайнер» от Airbus

Узкие иллюминаторы, больше напоминающие бойницы в средневековых замках, — одно из самых угнетающих впечатлений для авиапассажиров, которым досталось место «у окна». Всем остальным, правда, приходится ещё горше.

Но в скором времени пассажиры авиалайнеров смогут получать совершенно иные ощущения при дальних перелётах, причём вне зависимости от места в салоне.

Инженеры Airbus трудятся над созданием «прозрачного авиалайнера». Эта разработка — логическое продолжение изысканий в области новых типов покрытия фюзеляжа. Например, уже несколько десятилетий разработчики экспериментируют с покрытием, которое могло бы восстанавливаться самостоятельно при небольших повреждениях. Однако новейшая разработка позволит получить намного больше.

Благодаря специальному керамическому покрытию, через которое будет пропускаться электрический импульс, часть фюзеляжа может становиться прозрачной. Это даст возможность пассажирам наслаждаться Землёй с огромной высоты. На презентационных картинках маркетологи компании активно обыгрывают эпические зрелища заката над Тибетом или полётов над океанским штормом: эти и многие другие впечатляющие зрелища до сих пор проходят вне поля зрения пассажиров.

До ввода технологии в эксплуатацию пока далеко: в Airbus уточняют, что она станет реальностью не раньше, чем через пару десятилетий.

Экранопланы

Логическое развитие кораблей в эпоху авиации — экранопланы — ещё в 1930-х считались самым перспективным видом морского транспорта будущего. Ведь если поднять корпус судна из воды в воздух — среду, с сопротивлением почти в 800 раз меньше, — при той же мощности двигателей можно добиться совершенно иных скоростных характеристик.

Эксперименты по постройке судов на подводных крыльях активно проводились в разных странах, но настоящим прорывом стало открытие авиаторами так называемого «экранного эффекта». Его суть заключалась в том, что подъёмная сила крыла многократно возрастает именно на малом расстоянии от поверхности.

Первым экранопланом стал экспериментальный аппарат финского инженера Тойво Каарио, однако он не был самостоятельной транспортной единицей — его буксировали. В конце 1930-х американские инженеры создали несколько удачных рабочих прототипов, что в итоге привело к созданию класса малых судов на воздушной подушке, которые активно применялись в военных и спасательных операциях.

Однако экранопланы так и не превратились в отдельную категорию транспорта. За несколько десятилетий экспериментов инженерам так и не удалось решить несколько ключевых задач, например, до конца понять физику «экранного эффекта», а также просчитать конструкцию, которая обладала бы малым весом и была бы одновременно прочной на случай столкновения с гребнем волны.

Но всё это не помешало военным в СССР разработать и построить противокорабельный ракетоносец «Лунь» — боевой экраноплан проекта 903. Правда, несколько экземпляров были сняты с вооружения полтора десятка лет назад и утилизированы в 2011–2012 годах.

Так что сейчас боевые экранопланы можно найти разве что в военных игрушках вроде World in Conflict: Soviet Assault или James Bond 007: Blood Stone.

 

Летающая подлодка

Эта уникальная советская разработка словно сошла со страниц фантастических романов Жюля Верна о Робуре-завоевателе. А уж история их создания и вовсе похожа на детектив.

В середине 1930-х Советский Союз всерьёз озаботился созданием военно-морских сил, в стране шли разработки линкоров, авианосцев, подводных лодок, а также осуществлялись попытки создания принципиально новых классов судов. Одной из них стал проект ЛПЛ, разработанный студентом ленинградского военно-морского училища Борисом Ушаковым.

ЛПЛ расшифровывается просто: летающая подводная лодка. Проект вызвал интерес у руководства флота — идея «приделать» подводной лодке крылья могла компенсировать один из главных недостатков подводных судов — тихоходность.

 Проект Ушакова подразумевал построение небольшой подлодки (экипаж 3 человека), которая была бы способна погружаться на глубину до 45 м и двигаться под водой со скоростью 2–3 узла. При этом, поднявшись на поверхность, подлодка, оснащённая тремя авиационными моторами, могла бы взлетать и превращаться в самолёт с максимальной скоростью полёта 200 км/ч и потолком 2,5 км.

Тактика боя ЛПЛ могла быть следующей: в воздушном положении экипаж обнаруживал цель, уходил за горизонт, сажал лодку на воду, затем возвращался к цели в подводном положении и атаковал её торпедами. Но судьба проекта оказалась неутешительной. Скептики смогли доказать командованию, что создать крыло, которое одновременно могло бы нести баки для забора воды при погружении и выполнять свою аэродинамическую функцию при взлёте, будет невозможно.