Что не так со сверхзвуковыми пассажирскими самолетами?

Чем крут сверхзвук для пассажирской авиации?

Сообщается, что Boom Overture будет летать со скоростью, которая в 1,7 раза превышает скорость звука. В авиации для подсчетов используют число Маха: у земли это число равно 1, около 340 м/с. Чем выше поднимается самолет, тем ниже скорость звука и тем выше число Маха, то есть сверхзвуковой самолет бороздит небо на числе Маха от 1,2 до 5,0 (Boom замахивается на 1,7).

Если с числами Маха неудобно, то сравним крейсерские скорости реальных моделей самолетов в км/ч. Так, привычный Airbus A330 в среднем летит на скорости 925 км/ч, Boeing-747 – 917 км/ч. А пассажирский сверхзвуковой Aerospatiale-BAC Concorde летал на 2150 км/ч, и это не было пределом его возможностей. В общем, если лететь по прямой от Минска до Парижа на «конкорде», уложишься в 51 минуту! Вот и ответ, почему авиакомпании не оставляют попыток добавить в свое расписание сверхзвуковые перелеты. Расстояния можно преодолевать очень-очень быстро. В промо-ролике Boom и United Airlines заявлены красивые цифры: 3 часа 30 минут займет перелет из Нью-Йорка в Лондон, 4 часа – из Нью-Йорка до Франкфурта, за 6 часов получится долететь из Сан-Франциско в Токио.

Почему перестали летать Concorde и Ту-144?

Сверхавиация бурно развивалась с 50-х годов прошлого века. 31 декабря 1968 года совершил первый перелет советский сверхзвуковой пассажирский самолет Ту-144. 2 марта 1969 года ворвался в небо британо-французский Concorde. Они летали вне воздушных трасс, используя воздушное пространство выше стандартных 9–12 километров, и значительно сокращали время дальних перелетов. Тем не менее с Ту-144 на регулярных рейсах распрощались уже в 1978-м (последний раз в небе он был в 1999-м), а «Конкорд» хоть и дотянул до 2003-го, всё равно ушел в историю. 

Boeing тоже поглядывал на эту нишу, но свой SST так и не выпустил в свет, просто тихонько закрыл проект в 1971-м. Когда производителя уже в 2000-х вернула к этой затее компания Aerion Supersonic, то дело не дошло даже до бизнес-джета.

Оказалось, что сверхзвуковые самолеты крайне невыгодны для их обладателей. В авиапарке Air France и British Airways «конкорды» были такими имиджевыми лошадками, которые требуют увеличенную порцию овса, но получают ее исключительно для поддержания престижа, без всякой экономической выгоды. При этом пассажиры последнего рейса из Лондона в Нью-Йорк заплатили за билеты в одну сторону по £ 4350.

Что касается надежности, то катастрофы случались и с Ту-144, и с Concorde, причем оба разбивались под Парижем. Советский самолет рассыпался в воздухе во время показательных выступлений в 1973 году, борт Air France рухнул после взлета 25 июля 2000 года, погибли 113 человек. В обоих случаях причины были не в конструкции самолетов, а в их эксплуатации.

Сколько топлива требуют СПС?

На борту Boom Overture будет от 50 до 60 посадочных мест. В Международном совете чистого транспорта (ICCT) уже посчитали, что выбросы углекислого газа в расчете на каждого пассажира окажутся в 3–5 раз больше, чем на той же дистанции в «обычном» самолете. Топлива новинка Boom сожрет в 5–7 раз больше. 

При этом компания обещает, что их самолет будет летать не на керосине, а на синтетическом экологическом нейтральном горючем, которое вообще-то не просто дороже, но и производится пока в таких объемах, что на 15 заказанных United Airlines самолетов его просто не хватит. Что же выходит? Авиаперевозчик просто пиарится за счет картинок модного самолета? Или знает что-то, чего не знают эксперты? Возможно, компания хочет поднять кредиты доверия стартапу Boom – такое мнение высказывает Бернд Либхард, эксперт по сверхзвуковым самолетам из Немецкого центра аэрокосмических исследований в Гамбурге. Генри Хартвельдт, аналитик Atmosphere Research Group, настроен скептичнее: он чрезвычайно удивлен планами United Airlines на возрождение сверхзвуковой (и сверхдорогой) пассажирской авиации, ведь компания совсем недавно просила государственной помощи как потерпевшая ущерб от пандемии. Вице-президент United по корпоративному развитию Майк Лескинсен парирует: «Нас привлекает перспектива сократить время перелета с Восточного побережья США в определенные города Европы и сделать это с меньшими выбросами».

В Boom заявляют, что билеты на новый сверхзвуковой самолет будут стоить почти как билеты в бизнес-класс. Хотелось бы, конечно, более точного определения. Да и кто знает, будет ли спрос на услуги сверхзвуковой авиации в пору, когда для выступления на конференции можно не лететь через океан – достаточно запустить Zoom на лэптопе. Эксперты говорят об экономической целесообразности самолетов Boom лишь в том случае, если конструкторы умудрятся вместить в самолет человек 250–300.

Какие еще проблемы придется решать?

На сверхскоростях появляется звуковой удар. От низко летевших Ту-144 у людей в домах, бывало, лопались стекла. Звуковой удар накрывает землю ковром на десятки километров в длину. Международная ассоциация гражданской авиации (ICAO) давно приняла резолюцию в защиту людей от сверхзвуковых самолетов, так что летать им пока остается исключительно над океанами.

Следующая заковыка: сверхзвуковые самолеты очень шумные. Взлетать и садиться им точно придется на более комфортной для человеческого уха скорости. Конструкторы могут снизить громкость двигателей, увеличив их в диаметре, но тогда самолет станет тратить еще больше топлива – не вариант. Некоторые проектировщики пытаются скрыть двигатели в корпусе, чтобы тот стал защитным экраном от адского звука. 

Академик РАН Сергей Чернышев как-то пояснял ТАСС, что сделать самолет, который эффективен и на дозвуке, и на сверхзвуке, «невозможно с точки зрения физики». На дозвуке для подходящей аэродинамики нужно длинное крыло, а с длинным крылом до сверхзвуковой скорости самолет не разгонишь. Большие скорости доступны моделям с короткими крыльями, похожими на наконечник стрелы, а если самолет с такими крыльями летит медленнее сверхзвука, то он жжет непозволительно много керосина. То же касается конструкции носа.

Кто первым оседлает неумолимую физику?

Уже в следующем году NASA планирует испытать самолет-демонстратор X-59 QueSST. Его создатели утверждают, что шуметь он будет не больше, чем автострада. X-59 QueSST не является прототипом самолета, который хотят выпускать серийно, – это, по сути, испытатель технологий как таковых. 

Минувшей осенью в большую игру вступила ЮАР. Миллиардер Привен Редди объявил о создании компании Leap Aerospace, которая должна будет собрать сверхзвуковой пассажирский лайнер EON-01.

На днях своими планами на воскрешение пассажирской сверхзвуковой авиации поделился и Московский авиационный институт. Решить проблему с аэродинамикой и звуком там хотят за счет использования пробионических конструкций – разные элементы будут адаптированы к разным нагрузкам, подобно скелету животных.

Дедлайны не озвучиваются, так что Boom Supersonic остается на сегодняшний день единственной компанией, которая обещает запустить СПС в скором времени. До Overture в небо должен подняться его мини-брат – одноместный XB-1. 

А пока всё, что мы можем наблюдать, – это футуристичные рендеры под героическую музыку. Лишь когда второе поколение сверхзвуковых пассажирских самолетов покажет себя в деле, станет ясно, получилось ли у СЕО Boom Блейка Шолла или еще какого-нибудь мечтателя исправить все ошибки предшественников и сделать 3-в-1 – быстрый, безопасный и не слишком расточительный самолет. И не опередит ли их Илон Маск со своим гиперскоростным метро или какой-нибудь межконтинентальной ракетой?