Чтение онлайн

В самолете YJ-101C тяга двигателей регулируется. Ручка управления соединена непосредственно с рычагом газа двигателей, поэтому при зависании высота регулируется изменением тяги всех двигателей. Необходимые углы крена или атаки достигаются дифференциальным изменением тяги двигателей при отклонении ручки управления в соответствующую сторону. Продольное управление осуществляется увеличением тяги двигателей в гондолах и одновременно уменьшением тяги фюзеляжных двигателей или наоборот. Поперечное управление производится путем дифференциального изменения тяги двигателей в гондолах (при этом изменение тяги фюзеляжных двигателей не имеет значения). Путевое управление обеспечивается с помощью педалей, осуществляющих поворот гондол для создания необходимого момента. С целью уменьшить влияние величины тяги на устойчивость самолета применяется система механизмов, изменяющих угловую скорость поворота гондол по закону косинуса; для уменьшения продольного момента от фюзеляжных двигателей (при переходе гондол в горизонтальное положение) производится уменьшение их тяги по синусу угла поворота гондол.

Принятая схема обеспечивает автоматический переход самолета из режима висения в горизонтальный полет. При достижении высоты 25-30 м нажатие кнопки на рычаге газа приводит в движение систему поворота гондол (вначале со скоростью 2°/с, а через 35-40 с пилот может увеличить ее до 4°/с), что вызывает уменьшение вертикальной и увеличение горизонтальной составляющих тяги. Переход к горизонтальному полету обычно занимает ~ 55 с, самолет за это время пролетает около 1600 м и достигает скорости 70 м/с. При посадке пилот выпускает сначала тормозные щитки, затем шасси и включает оба подъемных (фюзеляжных) двигателя. При переходе гондол в вертикальное положение увеличиваются тяга фюзеляжных двигателей и вертикальная составляющая тяги двигателей в гондолах. Окончательное торможение до нулевой скорости производится путем увеличения угла атаки. Обычно процесс посадки длится ~ 60 с, при этом самолет пролетает расстояние – 2300 м.

Из представленной по необходимости кратко проблемы вертикального взлета и посадки видно, что самолеты ВВП имеют очень сложные двигательную установку и систему управления. Следует при этом напомнить, что максимальная тяга двигателей необходима только во время взлета и посадки, а не на основных этапах полета, для которых предназначается большая часть топлива. Применяемые двигательные и управляющие системы, а также особенности техники пилотирования не только усложняют обслуживание и эксплуатацию, но и требуют повышения уровня обучения летно-технического состава. Несмотря на эти недостатки, самолеты ВВП могут служить важным дополнением к обычным самолетам, так как их появление и развитие являются следствием поисков оптимальных решений задач, продиктованных увеличением диапазона применения авиации. Возобновление исследований сверхзвуковых самолетов ВВП свидетельствует о том, что современный технический уровень достаточно высок для создания надежного, малоуязвимого самолета такого типа с высокими эксплуатационными качествами. Несмотря на высокую стоимость, в некоторых случаях использования самолет ВВП может оказаться наиболее экономичным и универсальным транспортным средством или оружием, нежели обычный самолет или вертолет.

Проведенные в первой половине 50-х годов летные испытания десятков экспериментальных и военных сверхзвуковых самолетов и двух первых опытных реактивных пассажирских самолетов («Комета» фирмы «Де Хэвилленд» и Ту-104 конструкции А. Н. Туполева), а затем переход к серийному производству некоторых из них свидетельствовали о приближении эры сверхзвуковой пассажирской авиации. Ввод в эксплуатацию в 1956-1959 гг. пяти типов пассажирских самолетов (кроме указанных выше, «Боинг» 707, «Каравелла» фирмы «Сюд авиасьон» и DC-8 фирмы «Дуглас») с крейсерской скоростью около 800 км/ч, а особенно организация регулярных пассажирских трансатлантических рейсов привели не только к заинтересованности проблемой со стороны потенциальных пользователей, но и склонили многих специалистов к мнению о возможности создания к середине 60-х годов сверхзвуковой пассажирской авиации со скоростями полета, соответствующими М = 2.

Эти взгляды основывались на всесторонней (как тогда казалось) оценке технических и финансовых возможностей промы- шленно развитых стран и на анализе тенденций развития пассажирской авиации за период послевоенных 15 лет. Проведенный в конце 50-х-начале 60-х годов анализ показал, что в среднем каждые 5 лет в авиации происходила замена оборудования на новое с более высокими техническими и экономическими показателями, лучшего качества, повышенными комфортом и безопасностью эксплуатации. Однако практика последующих лет существенно скорректировала эти прогнозы, так как и сейчас, после ввода в эксплуатацию самолетов Ту-144 (с декабря 1975 г. грузовые рейсы на линии Москва-Алма- Ата) и «Конкорда» (с января 1976 г. пассажирские рейсы на линиях Париж – Рио-де- Жанейро и Лондон-Бахрейн), гораздо большее внимание уделяется техническому развитию околозвуковых пассажирских самолетов, чем сверхзвуковых. Это вызвано двумя причинами:

1) Из того факта, что создано несколько десятков типов экспериментальных и военных сверхзвуковых самолетов, еще не следует, что все проблемы авиации, связанные с преодолением очередных «барьеров», уже решены. Эксплуатация пассажирского самолета должна удовлетворять совсем другим требованиям по сравнению с исследовательским или рекордным полетом, которому предшествует длительная подготовка, тем более она отличается от полета военного самолета, на борту которого находится лишь специально подготовленный, обученный и натренированный летчик, снабженный на случай аварии катапультируемым сиденьем и парашютом. Рейсовый пассажирский самолет появляется лишь после решения комплекса дополнительных сложных проблем. Такой самолет должен перевозить пассажиров с определенной скоростью, регулярно и на большие расстояния, без перегрузок, шума, тряски и т. п., т. е. в условиях привычного в обычной жизни комфорта и практически полной безопасности. Это касается также экипажа. Поскольку самолет совершает регулярные полеты, он становится местом повседневной работы экипажа, что требует обеспечения соответствующих условий работы, оказывающих, между прочим, определенное влияние и на безопасность полета. Наконец, пассажирский самолет должен быть экономичным в эксплуатации. С одной стороны, это означает пригодность к эксплуатации на существующих взлетных полосах аэропортов, что требует наличия взлетно-посадочных характеристик, аналогичных характеристикам эксплуатируемых в настоящее время околозвуковых самолетов, а с другой стороны,- необходимость обеспечения длительного срока службы машины (ресурс современных военных сверхзвуковых истребителей составляет порядка 4000-6000 ч полета, а пассажирских самолетов-около 40000 ч) в условиях периодического действия аэродинамических и тепловых нагрузок, связанных с преодолением звукового и теплового барьеров.

Рис. 1.58. Ту-144 (а) конструкции А. Н. Туполева (прототип) и «Конкорд» (б) фирм «Аэроспасьяль» и ВАС.

2) Почти одновременно со сверхзвуковыми самолетами в пассажирской авиации появилось новое поколение широкофюзеляжных самолетов, так называемых аэробусов, с большим количеством пассажирских мест (в настоящее время эксплуатируются самолеты с числом пассажиров 350-500). Поэтому в авиационном транспорте произошла определенная переоценка ценностей, в результате чего на первый план вышли проблемы массовой перевозки пассажиров в комфортных и безопасных условиях, посадки и высадки, размещения багажа, использования возможностей попутной транспортировки грузов, повышения эффективности служб аэропорта и т.п. Все это несколько уменьшило интерес к сверхзвуковым самолетам.

Как следует из опыта проведения сверхзвуковых грузовых и пассажирских рейсов, ввод в эксплуатацию Ту-144 (рис. 1.58,а) и «Конкорда» (рис. 1.586) не потребовал ни существенных изменений в работе наземных служб, ни перестройки аэродромов (единственной трудностью, появляющейся практически всегда при введении в эксплуатацию нового самолета, была необходимость создания соответствующей технической базы, включая подготовку летного и технического персонала).

Однако, в соответствии с прогнозами, стоимость эксплуатации таких самолетов оказалась высокой, что, с учетом значительной стоимости самолета, привело к увеличению цены билета. Из этого можно сделать вывод, что с экономической точки зрения в современных условиях преимущества сверхзвуковой пассажирской авиации минимальны (многие наблюдатели считают, что в отношении «Конкорда» не менее важную роль сыграла, кроме прочего, конкурентная борьба, замаскированная компанией за охрану окружающей среды). Тем не менее сверхзвуковая пассажирская авиация стала реальностью, как естественное проявление закономерностей технического прогресса, в частности, стремления ко все большим скоростям.

Успешное завершение в 1954 г. в Великобритании работ над сверхзвуковым экспериментальным самолетом F.D.2 утвердило английских специалистов в мнении о целесообразности создания сверхзвукового пассажирского самолета. Учитывая большой объем работ и неизбежно возникающие при этом трудности, правительство Великобритании создало специальный комитет (Super Sonic Transport Aircraft Committee), объединяющий 9 крупнейших авиационных организаций, который должен был провести необходимые исследования. Комитет начал работу в конце 1955 г. и спустя четыре года опубликовал первые рекомендации относительно строительства пассажирского самолета большой дальности и скорости М = 2. В авиационной литературе обсуждались проекты, которые удивляли необычностью и разнообразием форм. Однако, опираясь на исследования самолета F.D.2, англичане выяснили, что наиболее выгодной для сверхзвукового пассажирского самолета SST (Super Sonic Transport) является схема без горизонтального оперения с треугольным крылом. Разработкой проекта такого самолета занялся Бристольский филиал Британской авиационной корпорации ВАС; предварительный проект под названием ВАС 223 был разработан в 1960 г.

Во Франции первые работы над самолетом ATS (Avion de Transport Supersonique) начались в 1956 г.; в 1959 г. три фирмы («Сюд авиасьон», «Нор авиасьон» и «Дассо») начали разработку проекта, который в 1961 г. получил название «Сюпер-Каравелла». Модель этого самолета, разрабатываемого главным образом фирмой «Сюд авиасьон», впервые была показана на Авиационном салоне в Париже в июне 1961 г. Положение дел в СССР по этому вопросу было выяснено только в 1965 г., когда на Авиационном салоне в Париже была выставлена модель самолета Ту-144. Это была сенсация, тем более что официальные представители сообщили о планировании первого полета на 1968 г. Как известно, этот срок был выдержан (полет совершен 31 декабря 1968 г.), благодаря чему Ту-144 стал первым сверхзвуковым пассажирским самолетом.

В США во второй половине 50-х годов несколько фирм независимо начали конструкторские работы, которыми с 1959 г. руководила созданная для этого специальная группа экспертов.

Проведенный в 1960-1961 гг. технико- экономический анализ показал, что стоимость разработки и создания будущего самолета настолько велика, а диапазон на- учно-технических исследований так широк, что они превышают индивидуальные возможности даже таких стран, как Франция или Великобритания. В такой ситуации стало ясно, что необходимо объединение усилий в работе над общим проектом, и 5 октября 1962 г. было подписано соглашение между ВАС и «Сюд авиасьон», к которому 28 ноября присоединились двигательные фирмы «Бристоль-Сиддли» (филиал корпорации «Роллс-Ройс») и SNECMA. На следующий день было подписано соглашение между правительствами Великобритании и Франции, при этом за основу для разработки нового самолета под названием «Конкорд» («Согласие») был принят французский проект «Сюпер-Каравелла» с английскими двигателями «Олимпус».