Через 20 лет мы будем летать, как птицы

Два года назад NASA выделило 12,4 миллиона долларов нескольким объединенным командам институтов и промышленных гигантов аэрокосмической отрасли на проработку передовых концепций самолетов - Fundamental Aeronautics Program. Инженерам предлагалось заглянуть в будущее - лет этак на двадцать вперед и дальше. И представить - на чем люди будут летать, как птицы в 2030-2035 годах.

Перед специалистами поставили задачу: проработать эскизные проекты экономичных, чистых и тихих пассажирских лайнеров различной вместимости, как дозвуковых, так и сверхзвуковых. 

Диапазон был от почти традиционных схем до форм, напоминающих НЛО. Фото: Northrop Grumman, Boeing, MIT

Проекты должны опираться на многолетние исследования в области аэродинамики, конструкционных материалов и двигателей. NASA попросило своих партнеров обрисовать самолеты поколения N+3, то есть уходящие на три поколения дальше существующих ныне коммерческих лайнеров.

Основные цели: сокращение уровня шума на 71 децибел против существующих авиационных норм, 75% сокращения выбросов окислов азота и более чем 70-процентное снижение расхода топлива.

Double Bubble. Число пассажиров 180. Дальность – 5 555 км. Скорость 0,74 М. Фото: NASA/MIT/Aurora Flight Sciences

И вот сегодня ученые подвели итоги. Свои фантастические крылатые аппараты будущего представили Массачусетский технологический институт (MIT), компании Lockheed Martin, GE, Northrop Grumman и Boeing, и другие партнеры NASA.

Диапазон макетов был от почти традиционных схем до форм, напоминающих аппараты инопланетян, сообщает Membrana. Но «обычные» модели были лишь с виду привычным форм и конфигураций. На самом деле, большая часть изменений будет скрыта внутри. 

Чрезвычайно узкое и вытянутое крыло с подпорками у SUGAR Volt. Дальность - 6500 км, число пассажиров - 154. Скорость - 0,79 М. Фото: NASA/Boeing

- Стоя рядом с «простым» самолетом, вы не сможете почувствовать разницу, но улучшения будут революционными, - заверил Ричард Валс из исследовательского центра Лэнгли (Langley Research Center). - Например, в новых машинах будут сплавы с памятью формы, керамические и композиционные материалы, углеродные нанотрубки и волоконно-оптические системы, самовосстанавливающаяся «кожа», гибридные силовые установки, складывающиеся крылья, сдвоенные фюзеляжи и даже иллюминаторы с виртуальной реальностью. 

Пассажирский сверхзвуковой лайнер Icon-II. Его ударная волна на сверхзвуке чрезвычана слаба. Фото: NASA/Boeing

Кроме того, специалисты рассмотрели прогнозы по распределению пассажиропотоков в больших и малых городах, параметры аэропортов, развитие систем управления воздушным движением, исследования по системам контроля за аэродинамическими потоками и силами, шумом и вибрациями и проекты перспективных двигателей.

Так, наиболее радикальный проект в плане сокращения расхода горючего представила Boeing. Она провела собственную мини-программу Subsonic Ultra Green Aircraft Research - SUGAR (то есть исследование «ультразеленых» лайнеров), в ходе которой набросала пять разных концепций.

Самая примечательная получила имя собственное Volt. Лезвия двигателя SUGAR Volt (а его предусмотрено два варианта - с закрытым внешним контуром и с открытым винтом-вентилятором) будут раскручивать сразу два источника: газовая турбина, как на обычных турбореактивных движках, и встроенный в нен же 5500-сильный электромотор, который должен получать энергию от бортовых топливных элементов и/или ультраемких батарей. Volt сможет на разных этапах полета использовать только керосиновую, только электрическую или обе тяги сразу, а в среднем это должно привести к снижению расхода топлива на 88%.

"Зеленый" сверхзвуковой лайнер поколения N+3 Lockheed Martin. Фото: NASA/Lockheed Martin Corporation

Кроме экономичных тихоходов компания Boeing разработала и концепцию сверхзвукового пассажирского лайнера 2035 года - Icon-II. По заданию NASA такой аппарат должен вмещать сто с лишним пассажиров и летать с крейсерской скоростью 1,6 М на расстояние 5-9 тысяч километров. Основной же целью данной части программы являлась проработка облика скоростного лайнера, который был бы значительно экономичнее и намного тише сверхзвуковиков-предшественников. Этих целей Boeing и достигла, во всяком случае, на бумаге, по результатам моделирования и оценки своего проекта.

Аналогичной задачей занималась и команда, ведомая Lockheed Martin. Ее «зеленый сверхзвуковик» отличает необычное расположение двигателей, фюзеляж веретенообразной формы, плавно перетекающий в хвост с оперением типа «перевернутое V».

Итак, новые самолеты придуманы. Дело осталось за «малым» - определить и уточнить ряд технологий, которые сделают реальными все эти фантазии. Кроме того, хотя инженеры и старались, но ни в одном проекте никому не удалось взять обозначенные NASA планки по шуму, экономичности и выхлопу одновременно. Представленные машины были особенно сильны только в какой-то одной дисциплине. Представители NASA заверили, что будут вкладывать деньги в самые перспективные идеи.