Кейсы

Как выглядят самолеты будущего: гиперзвуковая скорость и солнечная энергия

Далее

Самолеты будущего уйдут далеко от привычного концепта — два крыла с двигателями, фюзеляж и хвост. И если кажется, что мы до сих пор летаем на ставших уже привычными авиалайнерах Boeing и Airbus, на деле эти компании экспериментируют с электродвигателями и солнечной энергией, вертикальным взлетом в черте города и реактивными ранцами, которые исполнят мечту человека о персональном полете. А то, что передвижение в трех измерениях станет реальностью для жителей мегаполисов в ближайшие десятилетия, уже считают многие представители индустрии — Uber, Lockheed Martin и Rolls-Royce. «Хайтек» подготовил к Международному дню гражданской авиации подборку концептов и реализованных проектов, изменивших понятие «самолет» навсегда.

Люди всегда стремились покорять небо, и казалось, что ни одному человеку не дано летать подобно птице — стоит только вспомнить миф об Икаре. С момента появления первых планеров братьев Райт в начале ХХ века авиаконструкторы не раз переступали технологические ограничения и совершали революции. Сегодня мы уже не считаем фантастикой массовое использование беспилотных воздушных судов или самолетов на жидком водороде. Но новые технологии необходимо подкрепить безоговорочными гарантиями безопасности и надежности, и компании всего мира прилагают большие усилия для того, чтобы заручиться поддержкой своих пассажиров.

Управление как в видеоигре

Технология для гражданских самолетов Active Stick, разработанная в 2018 году компанией BAE Systems, применяется на реактивном самолете бизнес-класса Gulfstream G500, где она обеспечивает тактильную обратную связь пилота с системами лайнера. Active Stick дает ему возможность буквально физически ощущать свою машину вместо того, чтобы полагаться только на показания приборов.


BAE Systems — оборонная компания Великобритании. Входит в топ-10 мировых компаний по производству вооружений.

Gulfstream G550 — реактивный двухмоторный самолет бизнес-класса, выпускающийся корпорацией Gulfstream Aerospace.


Изображение: Gulfstream

Fly-by-Wire (FBW) — система, заменившая прежний ручной (механический) контур управления самолетом электронным — одно из чудес современной аэрокосмической техники. Самолеты предыдущего поколения управлялись с помощью гигантского количества тросов, кабелей, шкивов и гидравлики, что значительно утяжеляло летательные аппараты. Однако, по мнению экспертов, использование компьютерного джойстика снижает реальное восприятие полета до уровня видеоигры.


Электродистанционная система управления (ЭДСУ, Fly-by-Wire) — система управления летательным аппаратом, обеспечивающая передачу управляющих сигналов от органов управления в кабине экипажа (например, от ручки управления самолетом, педалей руля направления) к исполнительным приводам аэродинамических поверхностей (рулей и взлетно-посадочной механизации крыла) в виде электрических сигналов. Впервые была использована в американских бомбардировщиках Vigilante в 1961 году.


Boeing, как и BAE Systems, экспериментирует с автоматизированным подходом к управлению. Компания представила новую функцию компьютерного управления в моделях Boeing 737 MAX 8 и MAX 9. Она позволяет избежать сваливания, которое может возникнуть, если нос самолета слишком сильно поднят. Однако специалисты предупреждают, что во время нештатных ситуаций этот инструмент может неправильно сработать и просто отправить самолет в пике даже при ручном управлении. В пособиях к новым самолетам не говорилось о том, что во время нештатных ситуаций управление Boeing может измениться, и представители авиакомпаний находятся в некотором замешательстве из-за отсутствия комментариев самой компании. Более того, некоторые эксперты опасаются, что именно эта новая функция привела к катастрофе в Яванском море.


29 октября 2018 года самолет Boeing 737 MAX 8 авиакомпании Lion Air через 13 минут после взлета упал в Яванское море. В результате авиакатастрофы погибли 189 человек.


В связи с появлением огромного количества новых технологий в сфере авиастроения неизбежно возникает вопрос о безопасности использования искусственного интеллекта и автономных решений компьютера. Для обеспечения безопасности воздушного пространства SkyGrid создает блокчейн-систему, в которой будут храниться все данные о полетах беспилотных летательных аппаратов. Анализировать большие объемы данных будет искусственный интеллект. Нейросеть также сможет передавать всю информацию о полетах в государственные авиационные диспетчерские системы.

Сверхбыстрые и беспилотные самолеты

В июне этого года корпорация Boeing представила на конференции в Атланте проект гиперзвукового самолета, который за два часа долетит из Нью-Йорка до Лондона и за три часа — из Нью-Йорка до Токио. Скорость самолета Boeing должна быть в пять раз выше скорости звука: она будет превышать 6 тыс. км/час. Для сравнения, максимальная скорость сверхзвукового пассажирского самолета Concorde превышала скорость звука в два раза. На создание гиперзвукового самолета по подсчетам Boeing уйдет не менее 20–30 лет.

Изображение: Boeing

«Конкорд» — британо-французский сверхзвуковой пассажирский самолет (СПС), один из двух (вместе с Ту-144) типов сверхзвуковых самолетов, находившихся в коммерческой эксплуатации.

«Конкорд» был создан в результате слияния в 1962 году. Всего было изготовлено 20 самолетов. Первый полет прототипа состоялся в 1969 году, а ввод в коммерческую эксплуатацию произошел в 1976 году. За 27 лет регулярных и чартерных рейсов было перевезено более 3 млн пассажиров.

25 июля 2000 года один самолет потерпел катастрофу при вылете из парижского аэропорта Шарль де Голль, погибло 113 человек. Эта катастрофа приостановила полеты «Конкордов» на полтора года. В последующие годы велись работы по модификации парка самолетов. Но после возобновления полетов последовала череда инцидентов, наиболее заметными из которых стали отказ одной из секций руля направления и утечка топлива, повлекшая отключение двигателя.

10 апреля 2003 года British Airways и Air France объявили о решении прекратить коммерческую эксплуатацию своего парка «Конкордов».


В России Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) анонсировал разработку проекта гиперзвукового пассажирского самолета с двигателями на жидком водороде. Генеральный директор ЦАГИ Кирилл Сыпало сообщил, что появление отечественных водородных самолетов намечено на 2030–2031 годы. Планируется, что гиперзвуковые самолеты будут осуществлять пассажирские перевозки по России.

Изображение: ЦАГИ

Через три года Airbus, Rolls-Royce и Siemens проведут первые летные тесты гибридного самолета E-Fan X. В основу конструкции ляжет пассажирский самолет BAE 146. Инженеры заменят один из четырех турбовентиляторных газовых двигателей BAE 146 на гибридный двигатель. Его работу обеспечат аккумуляторы и бортовой генератор на авиационном топливе.

Aurora Flight Sciences, дочерняя компания авиаразработчика Boeing, уже в 2019 году выпустит первый беспилотный самолет на солнечных батареях. Беспилотный научный самолет Odysseus предназначен для непрерывного полета и проведения климатических и атмосферных исследований. Создатели утверждают, что Odysseus сможет летать несколько месяцев подряд и производить нулевые выбросы углекислого газа. В основном Boeing будет использовать беспилотник для мониторинга погоды, однако спектр возможного применения намного шире — связь, разведка, наука. Специалисты Boeing отмечают, что могут перепрограммировать Odysseus в зависимости от задач.

Норвегия движется в том же направлении — организации экологически безопасных полетов. Фальк-Петерсен, глава государственной норвежской компании Avinor, сообщил, что для начала авиакомпании будут тестировать «переходные технологии» — биотопливо и гибридные двигатели. Avinor также планирует организовать тендер на запуск коммерческого рейса с использованием небольшого электросамолета, рассчитанного на 19 пассажиров. Первые полеты воздушного судна должны состояться уже в 2025 году. С 2040 года все воздушные суда для ближних перевозок в Норвегии перейдут на электротягу.


Avinor AS — государственная компания с ограниченной ответственностью, которая управляет большинством гражданских аэропортов в Норвегии. Норвежское государство через Министерство транспорта и коммуникаций контролирует 100% уставного капитала.

Первым серийным электрическим летательным аппаратом, появившимся в продаже, стал одноместный планер Alisport Silent Club в 1997 году. Приводился в движение двигателем мощностью 13 кВт.


С мая 2015 года словенский производитель Pipistrel выпускает модель Alpha Electro — двухместный полностью электрический самолет, предназначенный для обучения.

Lockheed Martin уже сообщила о завершении «чертежного» этапа разработки самолета X-59 Quiet Supersonic Technology (QueSST) и начале его непосредственного изготовления. Первый испытательный полет запланирован на 2021 год.

Многолетнее сотрудничество Lockheed Martin и НАСА подсказало цель создания X-plane QueSST — тестирование технологий, которые в дальнейшем позволят получить малошумный коммерческий сверхзвуковой самолет, не создающий проблем для жителей городов.

X-59 QueSST будет совершать полеты на высоте 17 тыс. м со скоростью 1 512 км/час, при этом шум в момент преодоления звукового барьера не будет превышать 75 дБ, что соответствует громкости хлопка при закрытии двери автомобиля.

В России уже проходят летные сертификационные испытания два новых пассажирских самолета МС-21-300. Во время испытаний они подвергнутся многократным нагрузкам, имитирующим не менее 180 тыс. полетов. Уникальность этого лайнера заключается в крыле из полимерных композитов, впервые в мире созданном для самолетов вместимостью свыше 130 пассажиров. Благодаря такой конструкции операционные расходы при эксплуатации МС-21 будут на 12–15% меньше, чем у аналогов. Доля композитов в конструкции МС-21 составляет свыше 30% и является уникальной для этого класса воздушных судов.

В 2018 году российские разработчики представили новый турбинный двигатель ТВ7-117СТ-01. Его характеристики в целом повышают эффективность всей практически полностью автоматизированной системы. Его уже установили на пассажирском самолете Ил-114-300, который будет предназначен для эксплуатации на местных воздушных линиях. Двигатель увеличит, по сравнению с Ил-114, дальность полета с полной допустимой загруженностью до 1 900 км.

Летающие автомобили и рюкзак за плечами

Техдиректор Rolls-Royce Пол Штайн назвал три категории самолетов, которые первыми перейдут на электротягу. К первой категории относятся авиатакси — небольшие летательные аппараты, рассчитанные на одного-четырех пассажиров, с запасом хода не более 120 км. «Для таких судов аккумуляторы уже практически готовы», — заявил Штайн. Вероятно, именно этим объясняется возросшая популярность идеи создания и введения в эксплуатацию летающих автомобилей, а именно так сейчас принято называть небольшие воздушные такси. Guardian приводит в качестве примеров принадлежащий китайской Geely стартап Terrafugia, а также словенскую компанию Pipistrel. Свою версию авиатакси разрабатывает и Airbus совместно со специалистами Audi и дочерней компанией Italdesign.

27 ноября этого года концепт воздушного такси Pop.Up Next был представлен в Амстердаме на ежегодной неделе дронов, где успешно продемонстрировал все заложенные в него функции.

Концепт имеет важную особенность — он модульный, благодаря чему сможет перевозить пассажиров как по земле, так и по воздуху. Pop.Up Next состоит из трех отдельных модулей. Электрическое шасси мощностью 60 кВт (80 л. с.) крепится к пассажирской капсуле, тем самым формируя электромобиль. При этом пассажиры с помощью специального приложения смогут в любой момент (например, безнадежно застряв в пробке) вызвать летающий модуль и, соединившись с ним, уже по воздуху прибыть в пункт назначения.

Отдельное направление развития гражданской авиации — это JetMan — реактивные рюкзаки, которые позволят человеку летать в будущем. Управление летательным аппаратом происходит только за счет смещения центра тяжести. Ранец может развить скорость до 300 км/час, максимальная дальность полета — десять минут.

Тренд на мобильность авиасудов, способных передвигаться даже в пределах мегаполиса, беспилотные технологии и гиперзвуковые скорости уже сегодня отражает завтрашнее положение гражданской авиации. Передвижения в трех измерениях — будущее транспорта, которое уже, по прогнозам гендиректора Uber Дары Хосровшахи, находится в пределах 20–30 лет. Но, возможно, все эти изобретения излишни, если скоро для преодоления расстояния в тысячу километров нам нужен будет только ранец за спиной.

Загрузка...