Вокруг света на гиперзвуке: как самолеты будущего изменят мир
Идея облететь планету без посадки, затратив на перевозку пассажиров или груза всего несколько часов, давно будоражит умы ученых и авиационных специалистов. До решения этой задачи, судя по новейшим разработкам, осталось лет 15-20 - уже на рубеже 2030-2040-х годов будут построены первые самолеты, способные летать вокруг Земли без дозаправки и промежуточной посадки.
Пионеры беспосадочных перелетов
Задолго до того, как Concorde и Ту-144 стали биться за звание лучшего пассажирского сверхзвукового самолета, перелеты вокруг Земли уже были для человечества обычным делом. Как часто бывает в таких случаях, первые рекорды принадлежали военным - в 1949 году экипаж американского бомбардировщика В-50 Superfortress за 94 часа и спустя 4 дозаправки в воздухе преодолел расстояние в 37,742 километра.
«Гражданским» такие рекорды давались непросто - большинство обычных самолетов крайне тяжело поддавались доработкам под беспосадочный перелет, да и самолетов-заправщиков, снабжающих топливом военных летчиков в любой точке мира, никто не предоставлял.
На повторение рекорда военно-воздушных сил США потребовалось почти 40 лет - в 1986 году авиастроитель-энтузиаст Берт Рутан спроектировал и построил уникальный двухдвигательный самолет Voyager, миссией которого стал один единственный полет - кругосветное путешествие вокруг земного шара.
Полет Voyager стал самым длительным беспосадочным перелетом в истории гражданской авиации - за 216 часов в воздухе огромный планер с двигателями в передней и задней части преодолел 42,432 километра.
Позднее Берт Рутан поставил еще один рекорд вместе с самолетом GlobalFlyer - однодвигательным турбореактивным летательным аппаратом с характерной для самолетов Рутана формой фюзеляжа. 67-часовой полет вокруг света стал еще и самым быстрым в истории - средняя скорость на дистанции в 36,912 километра составила 590 километров в час.
За один присест
Прыжки за пределы возможного для самолетов гражданской авиации осуществлялись и осуществляются до сих пор с единственной целью - создать летательный аппарат, способный выполнить любой рейс в любую точку мира за максимально короткий отрезок времени.
Эксперты отмечают, что создание таких самолетов - весьма рискованное предприятие. Проще развивать инфраструктуру и позволять авиалайнерам дозаправляться там, где удобно, в том числе и на искусственных насыпных островах в океане - своеобразных топливных базах. Однако современный мир устроен так, что без длительных авиарейсов через половину земного шара обойтись пока не удается.
До недавнего времени первенство по длительности и дальности авиаперелетов удерживала авиакомпания Qatar Airways. Перелет из столицы Катара Дохи в крупнейший город Новой Зеландии Окленд занимал у экипажа Boeing-777200LR более 17 часов, а пассажиры, купившие билеты на рейс, за 14,500 километра пути успевали прочитать по целой книге или посмотреть несколько сезонов одного из сериалов.
Однако уже в 2018 году пальму первенства у катарского авиаперевозчика «перехватила» авиакомпания Singapore Airlines. Перелет по маршруту Сингапур-Ньюарк (США) требует не только тщательной подготовки пилотов, но и выносливости - преодолеть 15,325 километра под силу далеко не каждому профессионалу. Приблизительное время в пути составляет 18 часов 40 минут. Этот же рейс является одним из самых дорогих в мире - эконом-класс в салоне самолета отсутствует, а цены на билет в бизнес-класс стартуют с 5 тыс. долларов.
Самым длительным авиарейсом российских авиакомпаний по-прежнему остается прямой перелет из московского аэропорта Шереметьево в аэропорт Лос-Анджелеса - на выполнение «прыжка через океан» в 9757 километров авиалайнеру требуется более 12 часов.
Быстрее, дальше, дешевле
Помимо производства широкофюзеляжных авиалайнеров, огромных и сверхэкономичных, одновременно авиационных двигателей, инженеры по всему миру бьются над решением другой, не менее важной задачи - скорости передвижения. Для большинства авиационных компаний, занятых проектированием пассажирских самолетов, ориентиром, или скорее эталоном, скорости остается сверхзвуковой авиалайнер Concorde. Именно этому самолету принадлежит уникальный рекорд по времени перелета из Лондона в Нью-Йорк за 3,5 часа на двух скоростях звука.
Превзойти максимальную скорость европейского авиалайнера в 2 с лишним тысячи километров в час планируют не только государственные корпорации, но и частные компании-разработчики. Специалисты в области гражданской авиации из Boom Technology как раз работают над созданием малогабаритного пассажирского самолета, способного превзойти скорость полета Concorde в 2,176 километра в час.
55-местный авиалайнер, способный разгоняться до 2300 километров в час, планируется ввести в эксплуатацию в середине 2020-х годов - тогда же машина должна будет доказать состоятельность и рентабельность на мировом рынке, а с этим у сверхзвуковых самолетов были большие проблемы.
«Если взять тот же Concorde, то нужно вспомнить, что билеты на этот самолет дешевыми не были никогда. Кинозвезды, музыканты и другие селебрити им, конечно, летали через океан, но широкого применения даже при таком пассажиропотоке лайнер не приобрел, и в конечном счете от его эксплуатации просто отказались», - отметил в интервью сайту телеканала «Звезда» историк авиации Евгений Жуков.
Первый покупатель на уникальный самолет уже известен - это один из инвесторов проекта, авиакомпания Japan Airlines, потребность которой в передовых самолетах может составить до 20 авиалайнеров.
Наука против законов физики
Ученые и специалисты в области авиации отмечают, что по-настоящему границы между государствами и целыми континентами сотрутся после ввода в строй одного из современных чудес света - термоядерного реактора ИТЭР, строительство которого в данный момент ведут в 60 километрах от французского Марселя.
Практически неограниченная дальность полета станет возможна благодаря особому топливу для реакторов нового типа - в токамаках (тороидальных камерах с магнитными катушками) реактора ИТЭР ученые планируют «поджечь» изотопы дейтерия и трития, запасы которых, в отличие от урана, неисчерпаемы.
Энергетический объект, способный благодаря управляемому термоядерному синтезу обеспечить электричеством миллионы людей, напрямую связан с прорывом в области авиаперевозок - под использование миниатюрных термоядерных реакторов уже проектируют авиалайнеры, способные летать из одного конца света в другой.
Первым из самолетов с термоядерной энергетической установкой может стать Flash Falcon - футуристический авиалайнер на 250 пассажиров. Дизайнер Оскар Виналс не скрывает, что концепцию самолета, миниатюрную модель которого уже «продули» в аэродинамической трубе, он создавал, исходя из применения терморядерного реактора.
Силовая установка этого типа, по мнению Виналса, позволит разгонять авиалайнеры до немыслимых скоростей - 3,700 километра в час и сокращать среднее время в пути минимум на треть.
Самолет-ракета
Правда, на данный момент самолеты с термоядерным реактором на борту и их коммерческое использование – скорее предмет для споров ученых и футурологов, чем рабочая модель. На время «переходного» периода в развитии гражданской авиации, рынок авиаперевозок займут совершенно другие самолеты.
Один из наиболее интересных авиалайнеров может запустить в серию компания Airbus – в разработку 12-местного сверхзвукового самолета AS2 планируют вложить не менее $4 млрд, а продавать «стальных птиц» нового поколения планируют по $120 млн - за один самолет.
Существуют и более смелые идеи - например, авиалайнер Skylon, разработчики которого явно вдохновлялись на создание своей машины, глядя на фотографии военного самолета-разведчика SR-71. Гибрид самолета и ракеты, по заявлениям разработчиков, сможет брать на борт не менее 300 пассажиров и добираться в любую точку мира всего за 4 часа.
Главной изюминкой самолета могут стать двигатели SABRE, топливом для которых, вместо авиационного керосина, может стать водород, выделяющий гораздо больше энергии при сгорании.
«С такими двигателями можно разогнать авиалайнер почти до 6 чисел маха - 7,400 километра в час. Насколько комфортно себя будут чувствовать в таком полете пассажиры, непонятно. Скорее всего, до использования таких режимов дело не дойдет, но сама перспектива выполнять полеты со скоростью в 5 тысяч километров в час и более - это, конечно, интересно и вполне перспективно», - отметил в интервью сайту телеканала «Звезда» авиационный инженер, кандидат технических наук Валентин Бирюков.
Уже в ближайшем времени гражданскую авиацию ждет настоящая революция - новые двигатели, новые материалы и средства управления позволят расширить границы для туризма и бизнеса, превратив длительное и тяжелое путешествие в приятную прогулку.
