Наследник Ту-144: как развивается проект российского гражданского сверхзвукового самолёта

Российские учёные подготовили техническое предложение на демонстратор перспективного сверхзвукового гражданского самолёта (СГС) «Стриж». Об этом в интервью РИА Новости рассказал генеральный директор Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ) Кирилл Сыпало.

«Создание нового поколения сверхзвуковых гражданских самолётов является одним из основных вызовов для современной авиационной науки во всем мире и одним из перспективных высокотехнологичных направлений, в котором Россия имеет реальный шанс стать мировым лидером», — заявил Сыпало.

На текущий момент специалисты ЦАГИ определили параметры и облик двигателя для сверхзвукового самолёта. По словам Сыпало, в новой силовой установке необходимый уровень тяги будет обеспечиваться при относительно низком удельном расходе топлива.

К 2024 году российские инженеры планируют разработать газогенератор для СГС — основной элемент нового авиационного двигателя, способного выполнять крейсерский полёт на сверхзвуке. О таких планах в сентябре прошлого года рассказал генеральный конструктор Объединённой двигателестроительной корпорации (ОДК) Юрий Шмотин.

«Конечно, ОДК рассматривала возможность создания такого двигателя. По данному классу двигателей мы формируем решения, которые сможем предложить заказчику. Мы понимаем, что на рубеже 2023—2024 годов мы должны будем предложить новый базовый газогенератор, который по своим характеристикам может быть сертифицирован по современным нормам. Сегодня мы находимся на этапе поисковых научно-исследовательских работ», — сказал Шмотин.

«Гасить звуковую волну»

ЦАГИ продемонстрировал макет своего СГС на Международном авиакосмическом салоне МАКС-2019 в Жуковском. В натуральную величину длина «Стрижа» составит 38 м. Самолёт должен развивать скорость в 1,8 Маха (примерно 1,9—2,2 тыс. км/ч) и обладать дальностью полёта 6—8 тыс. км. Машина сможет вместить двух лётчиков и шестерых пассажиров.

В интервью RT на полях авиакосмического салона ведущий инженер ЦАГИ комплекса «Прочность» Данил Фомин заявил, что проект СГС будет реализован в виде бизнес-джета. Прежде всего, такой самолёт подойдёт для рейсов через Атлантику или на другой континент. Он сможет летать в два раза быстрее современных дозвуковых машин.

«Стриж» получит оригинальную аэродинамическую схему с удлинённым носовым отсеком, V-образной формой крыла и раскинутыми килями. Два двигателя и воздухозаборники помещены в хвостовой верхней части самолёта. Такая конструкция призвана уменьшить шумность на взлётно-посадочных режимах и нивелировать эффект звукового удара, который человеческим ухом воспринимается как хлопок.

«Необычная форма позволяет гасить звуковую волну за счёт эффекта интерференции, когда одна волна накладывается на другую. Правда, подобная компоновка ухудшает путевую устойчивость. Но современные системы управления становятся более чувствительными, и этот недостаток серьёзной роли играть не будет», — пояснил Фомин.

Как сообщил инженер, ЦАГИ проработал конструкцию носовой части «Стрижа». Она представляет собой многосвязный силовой каркас, состоящий из пересекающихся друг с другом элементов. Нос бизнес-джета решено сделать полым, что позволит облегчить самолёт.

«Мы уже провели серию прочностных экспериментов: брали отсек (носовой части. — RT) и перебивали один из элементов. В результате потоки усилий уходили через соседние клетки. По сравнению с алюминиевым аналогом наша конструкция в полтора раза жёстче и легче на 5—7%», — подчеркнул Фомин.

Лайнер нового поколения

Идею создания сверхзвукового гражданского лайнера высказал президент РФ Владимир Путин в январе 2018 года во время посещения Казанского авиационного завода, на котором производятся модернизированные стратегические бомбардировщики Ту-160, способные проводить полёты на максимальной скорости свыше 2 чисел Маха.

На сегодняшний день в России ведутся работы по нескольким типам СГС. ПАО «Туполев» совместно с другими ведущими отечественными предприятиями, включая ЦАГИ, создаёт самолёт вместимостью порядка 30 пассажиров. Взлётная масса лайнера составит 70 тонн, скорость — 1,4—1,8 Маха.

В сентябре 2018 года заместитель генерального директора по проектированию ПАО «Туполев» Валерий Солозобов сообщил, что в своих научных изысканиях по теме СГС конструкторы компании опираются на опыт разработки военных машин с крылом фиксированной и изменяемой геометрии — Ту-160 и дальнего бомбардировщика Ту-22.

При этом, как утверждает Солозобов, цена СГС будет чуть выше дозвукового узкофюзеляжного двухдвигательного самолёта Ту-214. Об этом свидетельствуют предварительные результаты стоимостного проектирования, которое провели в ПАО «Туполев».

В сентябре прошлого года министр промышленности и торговли России Денис Мантуров в интервью газете «Ведомости» сообщил, что ведомство намерено поддержать проект компактного сверхзвукового джета на 16—19 мест. Он рассказал, что на исследования по вопросу создания СГС в 2017—2019 годах было направлено 1,4 млрд рублей.

«Инженерными центрами и предприятиями ОАК совместно с ЦАГИ и другими отраслевыми институтами создаётся концепция гражданского сверхзвукового лайнера нового поколения, в частности для деловой авиации», — пояснил Мантуров.

В середине апреля 2020 года Минпромторг объявил тендер на формирование концепции сверхзвуковой гражданской машины под шифром СГС-Т1. Работы должны завершиться к 15 декабря 2021 года. Разработчик получит 213 млн в 2020 году и почти 505 млн в 2021 году. Ожидается, что эти деньги позволят нивелировать дефицит знаний и технологий в сфере гражданского сверхзвука.

«Имеющийся научно-технический задел в интересах создания СГС недостаточен, что не позволяет начать опытно-конструкторские работы по созданию СГС нового поколения. Значительный технический риск, а также отсутствие норм по допустимому уровню звукового удара и шума в районе аэропорта требуют развития, численной и экспериментальной отработки новых технических решений и технологий», — говорится в тендерной документации.

Бесфорсажный режим

Как заявили опрошенные RT эксперты, создание сверхзвукового гражданского самолёта представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Новый самолёт должен значительно превзойти машины первого поколения по уровню комфорта и экономичности.

Речь идёт об англо-французском Concorde и советском Ту-144, которые были выведены из эксплуатации в 2003 и 1999 годах. Причинами отказа авиаперевозчиков от этих самолётов послужили аварии и высокая стоимость билетов.

«На сегодняшний день рано говорить о появлении даже первого образца гражданского сверхзвукового самолёта нового поколения. Для этого необходимо провести масштабные научно-исследовательские работы, чем, собственно, сейчас занимается российская авиастроительная отрасль», — отметил в разговоре с RT исполнительный директор агентства «Авиапорт» Олег Пантелеев.

Как пояснил эксперт, необходимо, чтобы СГС второго поколения был лёгким, относительно недорогим в производстве и эксплуатации самолётом. Помимо этого, он должен соответствовать требованиям шумности Международной организации гражданской авиации (ICAO) и высоким экологическим характеристикам.

«Ключевую роль играет двигатель. Силовые установки, которыми оснащены военные сверхзвуковые самолёты, и те, которые стояли на Concorde и Ту-144, объективно не соответствуют современным требованиям коммерческой авиации с точки зрения расхода топлива, стоимости эксплуатации и экологии», — констатировал Пантелеев.

В комментарии RT заслуженный лётчик РФ, заместитель главного редактора журнала «Авиапанорама» Владимир Попов подчеркнул, что двигатели СГС должны работать несколько часов на бесфорсажном режиме. По его мнению, Россия способна изготовить такой силовой агрегат.

«Создание российского СГС — решаемая задача, хотя она является долгосрочной и потребует привлечения значительных ресурсов. На мой взгляд, гражданский сверхзвук ещё долго не будет массовым из-за дороговизны. Поэтому сейчас имеет смысл сосредоточиться на проекте бизнес-джета, предназначенного для премиальной категории пассажиров», — подытожил Попов.