Amerikalik aerodinamik Leonard Grin ovozdan baland ovozli samolyot dizaynini patentladi. Bu yangilik mutaxassislar orasida bomba kabi ta'sir ko'rsatdi. Muhandislar uzoq vaqt shovqin bilan kurashishgan. Bu faqat XV-XVII asrlarda. juda ko'p shovqin va hatto mashinaning shovqini uning kuchi bilan bog'liq edi.; Hozirgi vaqtda mutaxassislar har qanday dvigatelni, mashinani, samolyotni iloji boricha jim qilishga harakat qilmoqdalar, har xil susturucular dizayni va ishlab chiqarilishi uchun ko'p mehnat sarflaydilar.
Leonard Grin taklif qilgan yangi layner, Concorde shovqini kabi shovqin chiqarmay, AQShning butun hududini 90 daqiqada, ovozning havoda tarqalish tezligidan uch barobar tezlikda kesib o'tishi mumkin. Grinning fikricha, bunday samolyotlar oddiy samolyotlarni uzoq masofali yo'nalishlardan tezda chiqarib yuboradi, chunki ular parvozlar davomiyligini sezilarli darajada kamaytiradi. Biroq, ixtirochi o'z vazifasini qanday uddalaganligi haqida hozircha hech narsa demagan.
Reaktiv dvigatelning shovqinini qanday kamaytirish mumkin?
Samolyot reaktiv dvigatellarining shovqini, asosan, ularning ko'p sxemali dizayni tufayli kamayadi. Turbojet dvigateliga bitta kompressor o'rniga - eng shovqinli agregat o'rnatilgan. Bundan tashqari, ularning ishlash usullari shunday tanlanganki, mexanizmlardan keladigan shovqin ma'lum darajada kompensatsiyalanadi va bir -birini kuchaytirmaydi. Ma'lum bo'lishicha, texnologiyada shunday narsa bo'lishi mumkin - shovqin shovqinni bostiradi.
Bundan tashqari, faol shovqinlarni kamaytirish tizimlari mavjud. Ularning mohiyatini quyidagicha izohlash mumkin. Mikrofon ishlaydigan va shunga mos ravishda shovqinli qurilmaning chiqish joyiga qo'yiladi. U yozgan shovqinlar maxsus ishlovdan o'tkaziladi. Butun spektr sinusoidal komponentlarga bo'linadi, shundan so'ng ularning har biri asl shovqinning tarkibiy qismlari ustiga qo'yilganda, har bir o'ralgan egri chizig'i "tushish" joyida bo'ladi. bitta Fizika qonunlariga muvofiq, akustik to'lqinlarning aralashuvi va ularning o'zaro bekor qilinishi sodir bo'lishi kerak. Shunday qilib, nazariya ketadi. Biroq, amalda, qoplama bilan engil xato qilish kifoya va shovqinlar, bir -birini o'chirish o'rniga, faqat umumiy kakofoniyani oshiradi. Hozirgacha hech kim sinusoidal komponentlarning bir-birining ustiga to'g'ri joylashishini ishlab chiqaradigan aniq va tez ishlaydigan analizatorlarni ishlab chiqara olmagan. Shovqinni o'zaro ta'sir orqali qisman bostirishni ham yutuq deb hisoblash mumkin.
Ko'pincha, samolyot dizaynerlari an'anaviy shovqinlarni o'chirish tizimlari bilan shug'ullanishlari kerak. Ular dvigatelning diffuzoriga va shtutseriga susturucular qo'yadilar, shovqin va tebranishni kamaytiruvchi qistirmalari va dvigatel najellari uchun qoplamalardan foydalanadilar. Biroq, bu harakatning umumiy qisqarishi evaziga amalga oshiriladi. Shunday qilib, agar Leonard Grin chindan ham 100% shovqinni o'chiruvchi susturgichni yaratishga muvaffaq bo'lgan deb taxmin qilsak ham, bu shuni anglatadiki, bunday dvigatelning kuchi deyarli nolga teng bo'ladi! Va unga kim kerak?
Xo'sh, jim samolyotning siri nimada?
Aerodinamiklar uchun jim samolyot yangilik emas. Nazariyotchilar uning mavjud bo'lishining asosiy imkoniyatlarini ancha oldin ko'rsatganlar. Buning uchun siz shunchaki zarba to'lqinini tekislashingiz kerak, uning samolyot korpusidan tushishiga yo'l qo'ymang. Bu hodisaning fizik tasviri shunday ko'rinadi. Har qanday tez uchadigan jism ovoz chiqaradi. O'q va o'qlar hushtak chalmoqda, sling hushtakdan otilgan tosh … Buning sababi - tez harakatlanayotgan jism ishlab chiqaradigan akustik to'lqinlar yoki havoning mikroskopik siqilishi. Oldinga intilayotganda, u havo molekulalarini chetga surib qo'yganday tuyuldi va ular istamay taslim bo'lishdi va suv ustida tez yurayotgan qayiqdan "mo'ylovi" kabi yon tomonlarga burilishdi.
Har qanday akustik siqilish atmosferada tovush tezligida tarqaladi. Tana subsonik tezlikda uchayotganda, uning ta'siridan kelib chiqadigan havo muhitining buzilishlari asta -sekin atmosferada tarqalib ketadi. Ammo ob'ekt tezligi oshdi, u ovozni ushlab oldi. Hozirgi vaqtda barcha mayda muhrlar birlashib, monolit jabhaga birlashgan - ular bezovtalanish manbasidan qochishga va tarqab ketishga vaqtlari yo'q. Bunday old (siqilgan havo devori) zarba to'lqini deb ataladi.
Bu devorni buzish, tovush to'sig'idan sakrashga bo'lgan har qanday urinish, qoida tariqasida, dahshatli shovqin bilan birga keladi. Shok to'lqini yerga shunday kuch bilan uriladiki, samolyot past balandlikda ovoz to'sig'ini yengib o'tgach, uylarning tomlarini uchirib, odamlarni oyoqlaridan yiqitadi. Tezlik yanada oshgani sayin, samolyot tovushni bosib ketadi va jim ruh kabi tepada ucha oladi. Ammo bu shuni anglatadiki, momaqaldiroq bir necha daqiqadan so'ng sizga tushadi.
Shunga qaramay, zarba to'lqini, qoida tariqasida, bo'ysundirilishi mumkin. Buning uchun samolyotning aerodinamik shaklini tanlash kerak, shunda u ovoz to'sig'ini igna yupqa to'qimadan o'tishi bilan oson teshadi. Bundan tashqari, tikuvchilik o'xshashligi bu erda birinchi qarashda ko'rinadiganidan ko'ra chuqurroqdir. E'tibor bering, ovozdan tez uchadigan ko'plab samolyotlarning ignalari burunli va qanotlari o'tkir. Shunday qilib, ular uchun ovoz to'sig'ini "teshish" osonroq. Ammo tajribali; Tikuvchi biladi: ma'lum bir matoni tikishda tikuv mashinasini sozlash kerak - aks holda un bo'ladi, ish emas. Samolyotni ma'lum bir parvoz rejimiga "sozlash" qiyinroq, lekin bu hali ham mumkin - Bunday holda, ovozli konus tekis bo'lib qoladi, zarba to'lqini unchalik keskin bo'lmaydi va shuning uchun baland bo'ladi. Biroq, akustika - bu nozik narsa. Masalan, skripkachi har bir spektakl oldidan asbobini qayta sozlashga majbur bo'ladi, uni, shu jumladan, berilgan zalning xususiyatlariga, o'ziga xos atmosfera sharoitiga moslashtiradi.
Samolyotni qanday "sozlash" mumkin?
O'zgaruvchan qanot geometriyasi, sozlanishi havo qabul qilish va sobit nozullar - bu yechimning bir qismi. Professionallarning fikriga ko'ra, akustikaning aerodinamika bilan kombinatsiyasi shunchalik injiqki, Leonard Grin faqat aniq belgilangan parvoz rejimida tovushsizlikka, aniqrog'i past shovqinga erisha oladi. Va aniq dizayn amaliyoti uning echimi qanchalik muvaffaqiyatli ekanligini ko'rsatadi.
Jahon aviatsiyasi tarixi hech qachon bunday yo'lovchi samolyotini bilmagan
Britaniyalik va amerikalik mutaxassislar - Kembrij universiteti va Massachusets texnologiya institutining 40 kishilik jamoasi uch yillik ishlab chiqarishdan so'ng, yangi yo'lovchi samolyoti SAX -40 loyihasini taqdim etdi. Aerodinamika sirlaridan uzoq bo'lgan odamlar uchun layner birinchi navbatda shakllari bilan hayratga soladi. Bu kontseptsiya rasman "Blended Wing Body" nomi bilan mashhur. Yangi mashinaning dumsiz shakli konturda yarasaga o'xshaydi. Shu bilan birga, parvoz paytida chiqadigan ovoz, Reuters ma'lumotlariga ko'ra, kir yuvish mashinasidan baland bo'lmaydi.
Qayiqsiz planer - bu g'oya nafaqat yo'lovchi samolyotlariga, balki orbital samolyotlarga ham mos keladi
"Inqilobiy yo'lovchi samolyotining loyihasi maxfiylikdan chiqarildi, uning ishbilarmonlik xususiyatlari boshlanmaganlarga ko'p narsani aytmaydi", dedi N. I. nomidagi Rossiya kosmonavtika akademiyasi akademigi. N. E. Tsiolkovskiy, Valentin Belokon samolyotlarining aerodinamikasi bo'yicha mutaxassis. - Boshida 150 tonnalik mashina soatiga 900 km tezlikda uchadi, 215 yo'lovchini tashiydi. Bu alohida narsa emas. To'g'ri, masofa yaxshi - taxminan 9500 km."
Xo'sh, aslida, yangi loyihaning inqilobiy xarakteri nimada?
Birinchidan, SAX-40 eng yaxshi samolyotlarga qaraganda 35% yoqilg'ini tejaydi. Hatto hozir ham, bu haqiqat bizni yangi samolyot atmosferaga chiqadigan issiqxona gazlari uchun "yashil" soliqdan fuqaro aviatsiyasining qutqaruvchisi sifatida gapirishga undaydi.
"Shubhasiz, bunday noyob samaradorlikka ahamiyatsiz tarzda erishildi",-ta'kidlaydi Valentin Belokon. - Bu qanotni korpusli korpus bilan birlashtirish tamoyiliga asoslangan birinchi yo'lovchi samolyoti. Aviatsiyada bunday narsalarni juda aniq bo'lmagan, juda jiddiy sa'y -harakatlar bilan qo'lga kiritiladi. Men shubhalanmaymanki, superkompyuterlardan foydalanishdagi ulkan yutuqlar ham SAX-40 dizayn vaqtini qisqartirishga yordam berdi. Samolyot tayyor formulalar yordamida ishlab chiqilmagan, bu ko'p jihatdan kompyuter tajribasi kuchi bilan ko'paytirilgan san'at masalasidir, bu holatda bo'lgani kabi."
Ammo bu haqiqatan ham ahamiyatsiz natija: g'ayrioddiy yuqori samaradorlikka (uchib ketadigan eng tejamkor Boeing 787 samolyotidan uchdan yuqori), faqat uch yillik rivojlanish davomida erishildi. Tez ovozli Concorde yo'lovchisi taxminan etti yilga mo'ljallangan, standart ko'rinishga ega Airbus A-380-13 yilga mo'ljallangan. "Bu erda fitna bor", - aniq Valentin Belokon. - Bu mashina ikkita mafkuraning simbiozidir: 1944 yilda Germaniyaning ARADO kompaniyasi tomonidan taklif qilingan o'roq qanoti; va bizning Su-27 sinfidagi jangchilarimiz-Su-34, bu qanotni korpus bilan birlashtirishda muhim qadam edi (1969-1981 yillarda ishlab chiqilgan). SAX-40-bu echimlarning mohirona moslashuvi. Shunday qilib, uch yil ichida atigi 40 kishidan iborat nisbatan kamtarona guruh qanday qilib bunday inqilobiy samolyotni loyihalashtirgani aniqroq bo'ladi.
Yangi mashinaning dumsiz shakli konturda yarasaga o'xshaydi. 1 - samolyot ramkasi; 2 - dvigatellar; 3 - nozullar; 4 - shassi; 5 - qanotning orqadagi chekkasi; 6 - qanotning etakchi qirrasi
Samolyot fyuzelyajining qanot bilan bunday murakkab integratsiyasi - qanot qayerda tugashi va korpusning o'zi qaerdan boshlanishi aniq emas - bizning mutaxassisning fikricha, samolyotning o'ziga xos yuqori aerodinamik sifatiga erishishga imkon berdi. tortish uchun ko'taring). "Concorde va Tu-144 uchun bu qiymat 7, 5 ga etadi; Boeing 747–787 samolyotlarida 20 ga yaqin SAX -40da 25–27 bor, - ta'kidlaydi Belokon. "Undan oldin butun dunyo bo'ylab xuddi shunday aerodinamik sifatga ega bo'lgan bitta seriyali samolyot - bizning strategik razvedka samolyotimiz M -55 (Geofizika, Myasishchev konstruktorlik byurosi): uning aerodinamik sifati 25 ga yaqin edi".
Suhbatdoshimizning tushuntirishicha, aslida Concorde ham, Tu -144 ham dumsiz edi - ularning qanotlariga juda yaqin joylashgan keellari bor edi; lekin stabilizatorlar yo'q bo'lib ketdi. SAX-40 samolyotining loyihasida, keellar xuddi qanotlarning uchlariga ajratilgan.
Yana bir bor ta'kidlaymiz: jahon aviatsiyasi tarixi hali bunday yo'lovchi samolyotini bilmagan.
SAX-40 qanotlarining kengligi 67,5 metrni tashkil etadi, bu juda kichik samolyotlar uchun, deyarli 400 tonnalik Boeing 747 samolyotiga o'xshaydi. Qanotning orqa tomoniga uchta innovatsion dvigatel o'rnatilgan, ular reaktiv dvigatellar bilan jihozlangan.
Boshqa ko'plab echimlar. Misol uchun, qo'nish paytida qo'nish moslamalari eshiklardan chiqib ketadi, lekin ularning o'zlari tortishish va shovqinni kamaytiradigan qoplamalar bilan jihozlangan. Erga soatiga 350-400 km tezlikda yaqinlashib, samolyot burnini kuchli ko'taradi. Oddiy zamonaviy samolyotda lamellar bor, ular liftni keskin oshiradi. Bu samolyotda chig'anoqlar yo'q, lekin tumshug'i bilan egilgan maxsus profil tezlikni lamelsiz ancha xavfsiz darajaga tushirishga imkon beradi.
Shubhasiz, olimlar va dizaynerlarning barcha sa'y -harakatlarining asosiy maqsadi potentsial yo'lovchilarning tasavvuriga taassurot qoldirish emas edi. "Samolyotning bu shakli aerodinamikaning ajoyib yutug'idir", deydi Valentin Belokon."Forma ikkita maqsadga xizmat qiladi: kruiz, juda tejamli parvoz va yaxshi xavfsiz qo'nish."
Samolyot yaratuvchilarining ta'kidlashicha, agar ishlab chiqaruvchilar yangi dizaynni ma'qullasalar ham, biz 2025–2030 yillarda SAX-40 samolyotiga o'tiramiz: mutlaqo yangi samolyotni chiqarish juda qimmat va juda xavfli zavq. Bundan tashqari, bu jarayon yangi ishlab chiqarish quvvatlarini qurishni ham talab qiladi.
"Shunga qaramay, 2025 yil - bu konservativ baho", - deydi Rossiya Kosmonavtika akademiyasi akademigi Valentin Belokon. - Asosiy masalalar hal etilganda, albatta, hamma narsa subsidiyalarga bog'liq. Men bu muddat 2015 yilgacha qisqartirilishini taxmin qilyapman. Bundan tashqari, men SAX-40 ishlab chiqaruvchilari hali ham barcha kartalarni joylashtirmaganiga shubha qilmayman. Shubhasiz, ular hozirda samolyotlar sinfini ishlab chiqdilar yoki faol ravishda loyihalashtirmoqdalar-eng yengil, 150 tonnalik SAX-40, kamida 1000 tonnagacha bo'lgan samolyot.
