Изобретение и инновация (6)⁠⁠

Продолжаем знакомиться с книжкой Вацлава Смила.
Предыдущие части выложены в серии.

Сверхзвуковые полёты

Первый полёт братьев Райт в декабре 1903 года длился всего 12 секунд. Можно ли было подумать, что всего четыре десятилетия спустя конструкторы займутся разработкой сверхзвуковых самолётов? В 1952 году полетел первый коммерческий реактивный лайнер. Боинг-747 начал летать в 1958. Его скорость – 0,83 Маха. В пятидесятых же британцы и французы стали делать коммерческий сверхзвуковой самолёт, объединив усилия в 1962 году в программе по строительству Конкорда. Скорость его была ограничена М=2,2, чтобы иметь возможность делать корпус из обычных алюминиевых сплавов. В 1969 году преодолели звуковой барьер, а ещё через год перекрыли его вдвое. Коммерческая эксплуатация началась в 1976 году. Конкорд летал из Лондона и Парижа в Бахрейн, Рио, Нью-Йорк, на Багамы. А иногда – в Сингапур, Даллас, Майами и бог ещё весть куда. В конце концов, последним пунктом назначения остался Нью-Йорк, куда из Парижа отправлялся плановый рейс 25 июля 2000 года. Кусок металла, потерянный предыдущим самолётом на взлётно-посадочной полосе, стал смертным приговором для экипажа и всех пассажиров. Свой вклад сделал и перегруз, и попытка взлететь по ветру. Это стало приговором для Конкорда, которого вывели из эксплуатации 23 октября 2003 года.

Советский Ту-144, будучи очевидным производным Конкорда, имел ещё более незавидную судьбу. Самолёт задумывался как демонстрация технических достижений Советского Союза в одном ряду со Спутником и Гагариным. Первый прототип взлетел в 1968 году, раньше Конкорда. В 1971 году Ту взлетел на авиашоу в Ле-Бурже, прежде чем как развалиться в воздухе на глазах у публики вследствие ошибки пилота. Производство самолёта прекратилось в 1982 году, после чего лайнер перевозил в основном авиапочту. В 1984 году Ту-144 перестал летать.

Соединённые Штаты не построили своего сверхзвукового лайнера, несмотря на публичное обещание Кеннеди через два года после обещания высадиться на Луне. Они, конечно, пытались. Программа разработки финансировалась на 90% государством. Уже в своём выступлении Кеннеди обрисовал проблемы, которые послужили причиной неудачи программы: техническая сложность, неэкономичность и неприятный для публики звуковой удар. 340-тонной махине Боинга не суждено было подняться в воздух. В 1971 году сенат проголосовал против продолжения финансирования разработки на фоне удорожания проекта и публичных протестов. Американцам, в отличие от европейцев, не хватило кооперации правительства, авиакомпаний и авиастроителей. Эта кооперация в Европе вылилась в основание компании Airbus в 1970 году, которая из года в год теперь опережает Боинг в качестве крупнейшего мирового производителя.

Два летавших сверхзвуковых лайнера нельзя назвать успехом. Их проблемы предсказывались задолго до готовности. Автор приводит четыре фундаментальных ограничения, повлиявших на судьбу коммерческого сверхзвука. Это сжатый дизайн вследствие необходимости преодоления сверхзвукового сопротивления, достаточно сильный двигатель для достижения М=2, высокий расход топлива и влияние на экологию. Да, Конкорд перелетал океан всего за четыре часа, обгоняя солнце. Но это было его единственным преимуществом. Главным недостатком было соотношение подъёмной силы и лобового сопротивления, которое было почти вдвое хуже, чем у Боинга-707. Потому-то Конкорд никогда не мог перелететь Тихий океан, в отличие от Боинга, летавшего на 14 тысяч километров. Потому-то его диаметр фюзеляжа был всего 2,9 метров. Он мог брать на борт нагрузку всего в 10% собственного веса, вдвое ниже, чем у Боинга. И сжигал втрое больше керосина в пересчёте на пассажира. На это нельзя уже было закрывать глаза после нефтяных шоков семидесятых. Если учесть все расходы на разработку (изначальную смету превысили в 12 раз), то шансов выйти в плюс не было никогда. Неудивительно, что их сделали всего два десятка, в отличие от тысяч обыкновенных реактивных лайнеров.

Это был политический проект без надежды на прибыль с самого начала. Но это не мешает современным мечтателям пытаться оживить коммерческий сверхзвук. Проектированием нового самолёта с М=1,6 занимается российский ЦАГИ. Туполевское КБ тоже не остаётся в стороне. На эти начинания автор смотрит со скептицизмом, оправданным неуспехом самого обыкновенного SSJ. Европа с её строгим законодательством остаётся в стороне от процесса, но четыре американские компании имеют планы сверхзвука. Правда, пока лишь только планы. Не полетели ни Aerion (обещали к 2023 году), ни Spike Aerospace (2018), ни Локхид, который поостерёгся обещать что-то конкретное, ни Boom, основатель которой Блейк Шолл хвастается, что будет первым. Он говорил, что окончательной целью является возможность залететь куда угодно в течение четырёх часов всего за сотню грина. Куда угодно – это в земных условиях на 20 тысяч километров. За четыре часа – это со скоростью 5 тысяч километров час. Всего каких-то M=4,7. Too good to be true, как говорят американцы. Слишком хорошо, чтобы быть правдой.

По факту сверхзвуковая мечта не сбылась. Рынок её не выдержал в силу непреодолимых недостатков. Ничто не говорит о том, что существующее положение вещей быстро изменится.

Автор полностью умалчивает о военной сверхзвуковой авиации, которая явно является успешным проектом. В этой связи списывать в убыток расходы на разработку гражданских сверхзвуковых машин совершенно нельзя. Многочисленные новаторские технические решения были использованы в других машинах. Отдавая должное Вацлаву в том, что он упомянул о том, что Ту полетел первым, не могу согласиться с ним в том, что этот самолёт был калькой с Конкорда. Общей была лишь компоновка, а вот в деталях самолёты сильно различались. Другое дело, что экономичность у Ту явно была хуже, так что летал он не так далеко. Это была коммерческая неудача, но технический успех. Напомню, что обещание Кеннеди американцы не сдержали, хоть и старались.