CC BY
42
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ NEW TECHNOLOGIES
УДК 629.7.01. DOI 10.30981/2587-7992-2018-94-1-70-75
FANSTREAM: v A WALkiNSPACE
Algirdas Z. RUBIS,
ITAR-TASS
Editor at Analytical Department vko@vko.ru
The author of 3D graphics -Dmitriy Khmel
The project of a new supersonic passenger plane under the code name Fanstream was developed by a Russian engine designer Alexander A. Gomberg. The plane incorporates the best Soviet technologies and is designed to become a universal aircraft not only for intercontinental business flights, but also for suborbital tourist trips into space. In his interview to the ATJ Alexander A. Gomberg reveals the details of his development. Keywords: supersonic passenger aircraft, aircraft engine, aviation, safety
РАКШАМ:
ПРОГУЛКА в космос
Альгирдас Зенонасович РУЙБИС,
ИТАР-ТАСС,
редактор отдела справочно-аналитической информации, vko@vko.ru
Автор 3D-грaфики Дмитрий Хмель
АННОТАЦИЯ I Проект нового сверхзвукового пассажирского самолета российского двигателиста Александра Гомберга под рабочим названием Fanstream вобрал в себя лучшие советские технологии и призван стать универсальным самолетом не только для межконтинентальных бизнес-полетов, но и для суборбитальных туристических путешествий в космос. Подробнее о Fanstream Александр Аркадьевич Гомберг рассказал в интервью журналу «ВКС». Ключевые слова: cверхзвуковые пассажирские самолеты, двигатель самолета, авиация, безопасность
Александр Аркадьевич ГОМБЕРГ,
российский двигателист
С тех пор как сверхзвуковые пассажирские самолеты (СПС) Ту-144 и «Конкорд» завершили свои полеты, умы авиаконструкторов будоражит идея создания СПС нового поколения, в котором были бы учтены все недостатки своих именитых предшественников. Проектов сверхзвуковых бизнес-джетов в России и мире за последние годы придумано немало. Но по тем или иным причинам, связанным с дороговизной создания и испытаний подобного самолета и с отсутствием технологий и материалов, способных решить конкретные технические задачи, ни один замысел сверхзвукового лайнера нового поколения так и не был осуществлен.
НЕБЕСНАЯ РОСКОШЬ
- Александр Аркадьевич, каковы экономические обоснования вашего проекта?
- Несмотря на то, что сверхзвуковые пассажирские самолеты уже давно не летают, спрос на них в мире существует, прежде всего среди тех людей, кто может себе позволить «прокатиться на сверхзвуке», ведь это недешевый полет.
Правда, несколько лет назад ведущие авиакомпании мира с ужасом обнаружили, что количество перелетов сильно сокращается. Раньше бизнесмен летал из Европы в Америку пять-шесть раз в год, для того чтобы пообщаться с клиентами, партнерами, а сейчас есть Бкуре и другие способы оперативной связи. Многие деловые поездки отменяются. Теперь он слетает один раз в год, чтобы пожать руку своему заокеанскому партнеру, но для этого достаточно простого самолета.
- Богатых людей в мире много. И все же, сколько из них захотят иметь подобный самолет?
- Когда компании, проектирующие сверхзвуковые лайнеры, заявляют, что могут построить 100 самолетов, - они лукавят. Я думаю, что реально построить 10-20 сверхзвуковых бизнесдже-тов. Цена такого самолета приближается к цене «Аэробуса А380». Стоимость производства очень высокая.
Благодаря моей идее затраты на разработку и испытания будут относительно небольшие, поскольку используемые нами отечественные технологии давно проверены на практике. А вот продать такой самолет можно будет очень дорого. Полет на БапэНеат из России в Америку или наоборот обойдется в 30 тысяч евро. Но наслаждение от передвижения со скоростью «быстрее собственного визга» окупит его с лихвой.
АЛ-31 - ЛУЧШИЙ МОТОР ДЛЯ FANSTREAM
- Самое главное в самолете - это двигатель. Какие двигатели будут стоять на вашем самолете?
- Создать новый двигатель гораздо сложнее, чем любой самолет с этим двигателем. Поэтому нужно исходить из того, что уже есть. Двигатели - вечное больное место отечественной авиации. Счастливое исключение, созданное за последние десятилетия, - двигатель АЛ-31, который стоит на всех современных истребителях Су. В проектах новейших СПС предварительно (на рисунках) устанавливают три двигателя, хотя и двух было бы вполне достаточно, если бы они обладали тягой необходимой величины.
Даже в варианте с тремя двигателями в иностранных проектах СПС все равно нужно будет создавать новый мотор, с тягой около 20 тонн. Похожий по параметрам двигатель стоит на межконтинентальном сверхзвуковом бомбардировщике Ту-160. На БапэНеат будут установлены четыре двигателя АЛ-31. Они оптимизированы под работу на больших скоростях в дозвуковом режиме на средних высотах и очень хорошо подходят для сверхзвуковых режимов. Эти параметры полностью соответствуют нашему проекту, ведь частный бизнесджет будет вынужден часто летать над сушей на дозвуковых скоростях, на сверхзвуке предполагаются полеты только над океаном. Если самолет будет совершать один рейс в день, ресурса АЛ-31Ф - 1000 часов - хватит на год до его замены.
Fanstream («Фанстрим»)- fantastic gulfstream - предварительное название сверхзвукового бизнесджета нового поколения, спроектированного Александром Гомбергом
ЛЕТАТЬ ВЫШЕ И ТИШЕ
- От вопроса про двигатели логично перейти к вопросу о звуковой безопасности. Ведь сверхзвуковые самолеты, мягко говоря, очень сильно шумят?
- Действительно, когда сверхзвуковой самолет движется на оптимальной для него высоте от 18 до 20 километров над поверхностью земли, от него идет косой скачок звукового уплотнения. Ударная волна проходит через здания и наши уши, превышая в децибелах допустимый уровень шума от самолетов в два-три раза. Поэтому СПС запрещалось летать над сушей, хотя Ту-144 это делал!
Бапзйеат сравнительно небольшой по размерам и напоминает Су-27, практически подобен ему по аэродинамике, только в полтора раза раза больше. Остальные же проекты СПС -это «длинные стрелки», вытянутые больше, чем «Конкорд» или Ту-144, где места в кабине меньше, чем у нас. Наши конкуренты утверждают, что в продувках на сверхзвуке (дорогостоящий эксперимент) им удается снизить уровень воздействия удар-
ной волны. Но эти заявления по меньшей мере весьма спорны. Никому пока не удается снизить уровень ударной волны до допустимых значений. Чтобы это получилось, летать надо выше. С 30 километров волна до земли вообще не доходит. Но это не самый оптимальный режим для полета.
В СОДРУЖЕСТВЕ С ВВС
- Если вам не удастся минимизировать шум во время полета над землей, то при посадке и взлете мощные истребительные моторы тоже дадут о себе знать?
- Да, шум от них существенно превзойдет допустимый уровень для гражданских аэропортов. И ни один гражданский аэропорт в мире не согласится на такие регулярные рейсы. Но по всему миру бок о бок с гражданскими существуют военные аэродромы. Придется договариваться, чтобы они пускали к себе. У многих наших потенциальных клиентов - не бедных, так скажем, людей - есть свои аэродромы на собственных островах. Для обычного «Гольфстрима»
нужна дистанция 1200 метров. Значит, взлет и посадка бизнес-джета должны осуществляться с маленького аэродрома. За счет уникальной конструкции именно наш проект сможет взлетать с маленьких частных взлетно-посадочных полос, а также успешно на них садиться.
СПРАВА ПО БОРТУ -ПЛАНЕТА ЗЕМЛЯ
- Александр Аркадьевич, ваш самолет будет не только перевозить пассажиров быстрее скорости звука, но и запускать их в суборбитальный полет, то есть практически совершать путешествие
в космос. Как вам пришла такая идея и благодаря чему она сможет быть реализована на практике?
- Перегрузки от +7,5 до -5,5 д, которые будут закладываться в расчетах, существенно выше, чем любые перегрузки на дозвуковом гражданском самолете. Когда я понял, что перегрузки на Бапзйеат близки к требованиям, предъявляемым к суборбитальным космическим аппаратам, то подумал: почему бы
(г--
Ту-144 на аэродроме Раменское
Англо-французский сверхзвуковой лайнер «Конкорд» в небе над Атлантикой в сопровождении британских истребителей
не запустить его в космос? В обоих случаях есть воздействие температуры. Четырех двигателей вполне хватит для прыжка на 50 километров. Установка дополнительного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) позволит достичь высоты в 300 километров. Сейчас в Нижнем Новгороде предлагают услуги полета на истребителях, в том числе полеты на большие высоты и сверхзвуковые режимы. Часовой полет стоит около 20 тысяч евро. Тем более что у нас были проекты суборбитального аттракциона на основе МиГа-31 с встроенным в него пороховым ускорителем.
- Для выхода в верхние слои атмосферы нужен жидкостной ракетный двигатель, как у ракеты?
- Более того, в нашем проекте ЖРД должен быть кислородно-керосиновый, потому что основное топливо - керосин. Тяга нужна небольшая, от 20 до 100 тонн. Но у двигателя должно быть приличное время работы и хороший ресурс по запускам. И приемлемая цена...
Я бы вообще не занимался этим проектом, если бы не одно обстоятельство: такой двигатель у нас есть! Эти двигатели, предназначенные для второй ступени ракет, полностью прошли испытания еще в 1970-х годах. Их нужно расконсервировать и испытать. За небольшое время работы такой двигатель поднимет наш самолет на 100 километров. На высоте 20 километров пилот БапэНеат включит ЖРД, который вытолкнет самолет еще на 70 километров. Ресурс данного двигателя - 1000 секунд, то есть его хватит на несколько полетов. За то время, пока мы будем расходовать их ресурс, можно восстановить производство.
- А нет ли угрозы столкновения самолета в космосе с космическим мусором?
- Наша конструкция позволяет сделать суборбитальный полет не на 100 километров, а на 300, но по международным правилам безопасности летать выше 100
километров на суборбитальном аппарате нельзя. Он на орбиту не выходит, и скорости относительно Земли у него нет никакой - это лифт. А космический мусор летает с первой космической скоростью - девять километров в секунду. Никакая броня не выдержит гайку, летящую с такой скоростью. Считается, что на высоте 100 километров мусор не держится, а выше 100 километров такая плотность мусора, что вероятность столкновения становится достаточно большой.
После выхода в космос пассажиры смогут парить в невесомости пять с половиной минут. До тех пор, пока самолет не начнет тормозиться в верхних слоях атмосферы. Входить в атмосферу он будет по более пологой траектории, чем «Спейс шаттл». У нас предусмотрены газовые струйные рули на концах крыльев. Более пологая траектория позволит получить температуру около 500 градусов на кромке крыла. Для суборбитального варианта, возможно, нам придется заменять предкрылки на титан или нержавеющую сталь.
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРЕВЫШЕ ВСЕГО
- И все же, насколько безопасными будут перелеты на таком самолете?
- Безопасность любых СПС как минимум в 10 раз меньше той, что достигнута на практике в гражданской авиации. Безопасность рассчитывается из статистики и теории вероятности. В нашем случае она на уровне военных истребителей-бомбардировщиков.
- На которых стоят кресла-катапульты, в 80 случаях из 100 спасающие жизнь летчикам...
- Обеспечить каждого пассажира катапультным креслом невозможно. По сравнению с другими СПС салон и кабина нашего самолета представляют собой сравнительно небольшую капсулу. Ее спасти вполне реально, используя
Кабина после отделения
ее
у
разработки лучшего в мире катапультного кресла К-36ДМ и десантирования техники с экипажем, испытанные еще в СССР.
- Как это будет выглядеть на практике?
- Предположим, возникла внештатная ситуация. Самолет переходит в режим спасения. Срабатывают пиротехнические взрывные болты между кабиной и планером самолета; топливо, двигатели - все, что может взорваться и сгореть, - остается в планере. Бронированная пассажирская кабина отделяется. Выпускаются стабили-
зирующие системы, которые задают правильное движение кабины. В таком стабильном состоянии со скоростью 500-600 километров в час самолет (вернее, оставшиеся от него салон и кабина) снижается. Дальше все происходит автоматически. Кабина планирует до высоты четыре километра и на скорости 400 километров в час выпускается основная парашютная система. За 10-12 метров до земли срабатывает датчик касания. Купола отбрасываются, а пиротехнические тормоза кабины позволяют приземлить ее с нулевой перегрузкой для пассажиров.
© Руйбис А. З., 2018 История статьи:
Поступила в редакцию: 10.01.2018 Принята к публикации: 16.02.2018
Модератор: Плетнер К. В. Конфликт интересов: отсутствует
Для цитирования:
Руйбис А. Fanstream: прогулка в космос // Воздушно-космическая сфера. 2018. №1. С. 70-75.
