В России успешно испытали интеллектуальные технологии для сверхзвукового пассажирского самолёта

Национальный исследовательский центр «Институт имени Н.Е. Жуковского» провёл первые в мире лётные испытания интеллектуальной системы управления самолётом в условиях «закрытой кабины» – без традиционного остекления. Эта технология, реализующая концепцию «от терминала до терминала», в будущем может быть применена при создании перспективного сверхзвукового гражданского воздушного судна, сообщает Правительство Росии в своем телеграмм канале.

Управление самолётом осуществляется с помощью системы внешнего обзора, включающей пять камер видимого диапазона и две инфракрасные камеры, которые формируют видеопотоки, заменяющие пилотам прямой визуальный обзор. Дополнительно используются инновационные навигационные и наблюдательные системы.

Демонстратор технологии успешно выполнил все этапы полёта: руление и взлёт, набор высоты, полёт по маршруту, а также заход на посадку и посадку. В ходе испытаний были собраны данные о работе навигационных систем, алгоритмах обнаружения препятствий и распознавания угроз, а также материалы для обучения нейросетевых моделей.

Этот эксперимент открывает новые перспективы для развития авиации, в том числе создания сверхзвуковых пассажирских самолётов с повышенным уровнем безопасности и автоматизации.

Казалось бы, проходная новость, но для людей знакомых с техникой будет интересно.

Начну издалека. «Проблема» пассажирского сверхзвукового самолёта заключается в конструкции крыла, его обводов и фюзеляжа, которые заточены под движения свыше скорости звука. Лобовое сопротивление воздуха растёт в квадрате (если не ошибаюсь). Представьте, крыло на таких скоростях сталкивается с воздухом, которое по плотности становится как вода. А вода камень точит– нагрузки на поверхность и любые шероховатости колоссальные и разрущающие. Особенно, если поверхность словит флаттер.

А это значит не возможно сделать развитую механизацию крыла для таких скоростей. Именно поэтому у ТУ144 и Конкорда очень массивное и относительно простое, главное крыло – оно без предкрылков.

© avatars.mds.yandex.net

Но как можно увидеть на фото и закрылки довольно простые, даже примитивные – простые поверхности. А вот так выглядит крыло обычного дозвукового самолёта:

© avatars.mds.yandex.net

как видно, очень развитые закрылки, с щитками торможения сверху, предкрылки, гондолы, скрывающие приводы управления всем этим добром.

Все это сделано для того чтобы повысить подъёмную силу во время взлёта и посадки на малых скоростях. Ведь самолёт взлетает на скорости 200-250 км в час, а вот полёт совершается на скоростях 750-800км/ч – все эти элементы механизации плотно закрыты и на поддержание самолёта в полёте на высоте «работают» чистые обводы крыла. Но щели и прочие элементы все же остаются – кто летал и смотрел на крыло в полете мог заметить все эти перья в закрытом положении:

© avatars.mds.yandex.net

Итак, нам понятно, что чтобы поднять обычный самолёт в небо и продолжать обычный дозвуковой полет необходимо развитое, сложное крыло.

Но на сверхзвуковой скорости такое крыло просто разрушится, прочности всех этих элементов не хватит, в щели конструкции, словно, как водой под давлением на Мойке, будет проникать мощный напор воздуха.

А значит сверхзвуковой самолёт должен взлетать как-то по другому, ведь крыло у него в базе арочное, простое и гладкое, и подъёмной силы на скоростях 200-300км/ч ему не хватит доя взлёта .

Отсюда, очевидно, необходимо на взлёте создать определённые условия для работы подъёмной силы. И делается это за счёт:

1. Скорости – скорость принятия решения на взлет при разгоне по полосе у Ту144 равна 360 км/ч это на 100 км выше чем у обычного лайнера.

2. Угол атаки крыла к набегающему потоку необходимо сделать выше. Самолёт словно с задранным носом стоит на земле – так же он и взлетает:

Заметьте какая высокая передняя стойка шасси и самолёт словно задран вверх.

в полёте самолёт выглядит так:

И какая же «проблема» возникает?

Как видите, нос прямой, как игла в полете – так соблюдаются аэродинамические обводы на сверх звуке. Но на стоянке нос самолёта словно загнут вниз, с переломом.

Это сделано только для одной цели: обеспечение обзора пилота при рулежке, взлёте и посадке – на самолёте с такой геометрией и таким задранным фюзеляжем пилотам просто не видно ничего на полосе, если бы нос всегда был острым, а сам конец всегда был бы в одном полётном положении.

И выглядит это мягко скажем очень странно в живую, особенно когда речь идёт о супер самолёте – выглядит как будка лесника

вот такой вид

© i.pinimg.com

Поэтому нос и опускают до сверхзвукового после, а для обзора пилотами.

Представьте сколько к массе самолёта добавляет механизм поднятия носа, он практически не функционален из-за этого, хотя там и расположено некоторое оборудование – нос размером с 1/8 от самолёта, который необходимо поднимать и опускать – это довольно примитивно и дорого.

Так вот новость выше, как раз заход в тему исключения такой конструктивной особенности сверхзвукового самолёта. Нос просто можно сделать стационарным и закрытым всегда, облегчить конструкцию, избежать создания массивной конструкции подъёма-опускания. Это кстати касается и Конкорда:

пилот сможет при взлёте, рулежке и посадке управлять самолётом через данные телеметрии – то есть попросту говоря с внешних камер через мониторы

Конечно, для таких решений придётся менять и принципиальные правила полётов установленные МАК – ведь в инструкциях пилотов четко прописаны правила, в которых они обязаны иметь визуальный контакт с полосой взлета. даже в туман и дождь, даже при инструментальном (автоматическом) заходе на посадку они должны сообщать о видимости полосы при заходе. Иначе посадку совершать нельзя.. Именно поэтому взлетно-посадочные полосы горят, как гирлянды в любое время суток

И вот именно поэтому в новости звучит фраза «впервые в мире». Именно поэтому Россия способна внести революционные изменения в правила полетов в мировой гражданской авиации, изменить сами принципы такими вот разработками!

И конечно, это не единственные «проблемы» сверхзвуковой пассажирской авиации. Есть и другие: Если выше скорость взлета, то полосы должны быть длиннее;

если крыло «простое» то нет и эффективного торможения, нет элементов дополнительных для торможения такие как щитки;

Ну и главное при массе в 180 тонн у ту144 такой самолёт везёт 150 пассажиров, а тот же А320 при массе в 75 тонн везёт до 190 пассажиров. Все эти сложности предстоит еще решить.

Но главное ведь мечтать и работать.

Туполев рисует вот такие эскизы сверхзвуковых самолетов: это малый бизнес джет

Дорогу осилит идущий