Weekend: Тихая революция NASA
4 февраль, 2011 - 10:37Александр ЧерниковНикак не могу пройти мимо тематики данного поста -- гражданской авиации 2025 г.
В конце 2010 г. Национальное агентство США по аэронавтике и исследованию космического пространства заключило предварительные контракты с тремя ведущими компаниями, работающими в данной области: Lockheed Martin, Northrop Grumman и Boeing для изучения передовых концепций самолетов, которые будут созданы к 2025 г. В середине января, — как пишет обозреватель eWeek, — «космическое агентство в последних мучительных днях славы шаттла» обнародовало некоторые концептуальные проекты, среди которых были также проекты от Massachusets Institute of Technology и General Electric Aviation.
Несмотря на очень разные предложенные дизайны самолетов, общим требованием NASA к разработчикам были возможно меньший шум, низкое потребление топлива и высокая степень очистки выхлопных газов. Агентство формулирует это так: «планируемые к применению передовые технологии должны взаимно дополнять друг друга, а самолеты — успешно работать в новой электронной среде управления воздушным трафиком (Traffic Management System, TMS).
Основной акцент по-прежнему делается на экономичные дозвуковые машины с крейсерской скоростью около 0,85М (числа Маха, скорости звука в воздухе. Для приближенных расчетов можно считать, что для полетов в воздухе на высоте до 10 км 1М соответствует 1100-1200 км/час в зависимости от ряда факторов. То есть речь идет о скоростях 935-1020 км/ч). Типичная дальность полета установлена в 7 тыс. миль (чуть более 11 тыс. км), полезная нагрузка — от 50 до 100 тыс. фунтов (от 23 до 46 тонн).
Первые 18 месяцев проекта были отведены концептуальному дизайну и визуализации самолетов будущего. Этот этап — NASA Fundamental Aeronautics Program — выполнялся четырьмя различными коллективами и закончился в апреле прошлого года. Их возглавляли GE, MIT, Northrop Grumman и Boeing. На удивление, возобладал здравый смысл и за исключением парочки фантастических аппаратов были представлены в основном самолеты знакомых нам очертаний.
Однако то, что разбалованному чудесами техники современному обывателю может показаться тривиальным и даже скучным, скрывает внутри достаточно технических чудес. Достаточно упомянуть только детали из сплавов, запоминающие свою первоначальную форму, оптоволоконные системы, керамику, нанотрубки, самовосстанавливающуюся обшивку (self-healing skin — понятия не имею, как она реализована), гибридные электродвигатели, крылья, изменяющие свою форму (не стреловидность, а профиль), экраны виртуальной реальности вместо иллюминаторов, а также ряд неназванных концептуальных материалов, появление которых ожидается к 2035 г. В общем, как сказал руководитель группы проектировщиков NASA Ричард Уолс, «красота лежит под кожей». А теперь — небольшая галерея проектов.
Это — концепт летающего крыла 2025 г. от Northrop Grumman.
Boeing остановилась на здоровенном аэробусе привычных очертаний — кроме расположения и размеров двигателя. Примерно то же предложила и Lockheed Martin.
Double Bubble D8. Этот «дабл-баббл» придумали в MIT. Идея, в общем, не нова — очень широкий фюзеляж обеспечивает дополнительную подъемную силу, а тонкое крыло существенно снижает вес аппарата и лобовое сопротивление.
Очень милый и практичный самолетик от GE Aviation. Со своими «ультратихими» и предельно экономичными турбовинтовыми воздушно-реактивными двигателями, короткими разбегом и посадкой почти на любую площадку он вполне способен заменить автобус на 20 человек в любой стране мира.
Еще один самолет классической конфигурации от NorthropGrumman, воплощение технологии SELECT (Silent Efficient Low Emissions Commercial Transport), предназначенный для трасс средней протяженности.
Boeing тоже придумала звучную аббревиатуру — SUGAR (Subsonic Ultra Green Aircraft Research). Правда, работы здесь еще много: компания рассчитывает применить пока находящиеся на стадии исследований гибридные двигательные установки, сочетающие газовую турбину и электрические батареи. Самолет должен получиться на славу: длинные тонкие крылья, как у планера, позволят ему тратить очень мало горючего и летать почти в стратосфере на скоростях, близких к звуковым.
Эта штука называется Hybrid Wing Body H-Series: еще одно широкофюзеляжное крыло, проект MIT. Его секрет — мощные компьютерные системы мониторинга работы систем аппарата. Интересно, есть там теннисный корт? :)
Переходим к дизайнам, которые легко могут привидеться в ночных кошмарах. Основная цель разработки сверхзвукового Boeing Icon-II заключается в снижении шума при взлете и преодолении звукового барьера. С этим явлением начали бороться еще во времена «Конкорда», а вот при взлете Ту-144 порой лопались окна в аэропортах.
Ну это уж вообще черт знает что. Специалисты, разработавшие концепцию Lockheed Martin Supersonic Aircraft, надеются, что звуковой удар удастся существенно снизить за счет крыла, выполненного в форме «перевернутого V» и соответствующего расположения двигателей.
В заключение логичным будет поинтересоваться: какое отношение все это имеет к тематике нашего издания? В общем, имеет. Если «содрать кожу» с каждого из представленных аппаратов, окажется, что он очень плотно упакован самыми разнообразными электронными устройствами — от встроенных контроллеров, решающих определенную задачу, до глобальных систем навигации и позиционирования. Вспомним, как исключительно за счет подруливающей электроники держался в воздухе аэродинамически неустойчивый истребитель F-16 (так же проектировались Су-27 и МиГ-29). Зато это позволяло им вытворять в воздухе самые невероятные маневры — выдержал бы пилот перегрузки.
Впрочем, недоступные для человека реакция и точность выполнения предписанной функции в очередной раз делают всех нас зависимыми от слабеньких электрических сигналов в процессорах и требуют от последних повышенной надежности. Может быть, действительно: цо занадто, то не здраво?
