Не взлетело: что случилось со сверхзвуковой пассажирской авиацией
В конце 2016 английский предприниматель, миллиардер и основатель корпорации Virgin Group, Ричард Брэнсон представил прототип сверхзвукового пассажирского самолета Boom. Вдобавок к этому еще и пообещал, что через шесть лет за каких-то 5000$ и три с половиной часа, можно будет долететь из Лондона в Нью-Йорк. На борту будет до пятидесяти пассажирских мест, ну а тестовые полеты обещают уже в конце 2017. В компании считают, что им под силу занять более пятисот маршрутов по всему миру. От таких заявлений те, кто помоложе, хором воскликнули “вау”, ну а кто постарше - пустили скупую слезу в память об авиации, которая опередила себя на десятилетия, прогорела и канула в небытие. А именно о сверхзвуковой гражданской авиации, которая появилась еще 46 лет назад.
В чем смысл?
В вопросах авиации, как и во многих других отраслях, двигателем прогресса была не лень, как принято считать сейчас, а военная машина, к которой потом присоединилась и гонка вооружений. Именно эти две причины заставляли лучшие умы думать, что стране нужно “выше, быстрее, надежнее” и безостановочно ломать головы в поисках решений, которые помогли бы достичь этих показателей.
Одним из таких “краеугольных камней”, над которым безрезультатно бились инженеры, было преодоление скорости звука. Что это вообще такое? Если сильно упрощать, то это - скорость распространения волн в среде, причем для каждой среды эта скорость имеет разные значения. Кроме того, она зависит от температуры, давления и влажности (если мы говорим о воздухе): при +35 она составит 1266 км\час, а уже при -25 – 1136 км/час. Чтобы было еще проще, за единицу измерения примем число Маха, и если не вдаваться в подробности, скорость преодоления звукового барьера будет равняться одному Маху. Развивая скорость выше скорости звука, а следовательно больше одного Маха, самолет начинает опережать звуковые потоки.
На практике для пассажира это значит, что самолет летит в три раза быстрее и это круто. Для конструкторов - что нужно сотворить чудо, которое будет одинаково хорошо летать на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях, а вдобавок сделать его безопасным, комфортным и доступным.
Немного истории
В 1947 году человек впервые преодолел звуковой барьер на небольшом самолёте Bell X-1. Учитывая недостатки прошлых моделей и собрав данные о проблемах, с которыми сталкиваются пилоты на околозвуковых скоростях, ребята из Bell Aircraft немного переработали структуру крыла и на высоте 12 200 метров самолет, за штурвалом которого был Чак Йегер, достиг скорости М=1,06 / 1267 км/ч.
Чак Йегер и тот самый самолет, фото wikipedia.org
Пока технологии шагали все дальше, создавались и тестировались новые образцы, между странами накалялись политические отношения, в коммерческом секторе думали о прибыли. Гражданская авиация начала стремительно развиваться в 50-хх годах и в одном только СССР била все рекорды. Для сравнения, в 1950 году в стране советов перевезли в 3.5 раза больше пассажиров, чем в 1940, что уж там говорить об остальном мире.
Военные наработки и идеи очень часто кочуют в гражданскую сферу (если их не засекретят, конечно).Так что вполне логично, что в 1961 году звуковой барьер преодолел первый пассажирский самолет Дуглас DC-8.
Как так получилось, что 140 тонн топорной аэродинамики смогли преодолеть скорость звука, имея максимальную крейсерскую скорость в районе 950 км/час? История любит отчаянных людей, поэтому пилоты сначала вывели борт на максимальную высоту, а затем бросили в пилотируемое пике. Благодаря этому самолет на 16 секунд развил скорость в 1262 км/час.
Примечательно, что при первой попытке выхода из пике случился перегрев стабилизатора. Пилоту пришлось сначала «нырнуть» еще глубже, чтобы «разгрузить» систему, и лишь затем получилось вывести самолет из пике. ВНЕЗАПНО, никто не умер, самолет потом продолжил эксплуатацию, пилотам - честь и хвала, все счастливы.
Инженерные шедевры
Но вернемся к моделям, которые проектировались действительно для сверхзвуковых пассажирских перевозок. В истории гражданской авиации сверхзвуковых самолетов до стадии эксплуатации дошло всего два: советский Ту-144 и британо-французский «Конкорд». В 1962 году Великобритания и Франция, которые до этого вели независимые разработки, объединили свои усилия для работы над удивительным проектом. 200 000 человек сотрудников, срочные курсы английского и французского, безумные дотации и 7 лет работы увенчались удивительным самолетом «Конкорд», который в мае 1969 года был представлен на авиасалоне в Ле Бурже. Главным преимуществом таких самолетов должна была быть скорость и дальность, а проектировщики обещали сделать реальными перелеты из Лондона в Нью-Йорк за три часа.
У Великобритании и Франции уже были некоторые прототипы, которые выставлялись на авиационных выставках до слияния для работы над единой программой. Кроме того, в разработке сверхзвукового пассажирского самолета не было никакого секрета. Закономерно, что когда новости о возможном слиянии дошли до ЦК КПСС, было принято решение сделать свой пассажирский самолет с карточными играми и распутными дамами. В январе 1962 в журнале «Техника воздушного флота» быстренько представили концепт, через полтора года – начали разработку самолета. Как это часто бывало в те времена, ключевой задачей для советской партийной верхушки было «стать первыми в мире» и у концерна Туполева это получилось – сверхзвуковой Ту-144 совершил свой первый полет на два месяца раньше англо-французского конкурента.
Тут важно сказать, что вопреки всем домыслам, Конкорд и Ту-144 - это кардинально разные самолеты, хотя они и похожи визуально. Конечно, после выпуска, инженеры, работавшие над «Конкордом», выдвигали обвинения советской стороне, но ничего так и не удалось доказать.
Для большей наглядности вот таблица ТТХ обоих самолетов. Как видно, Ту-144 незначительно выигрывает во всем, кроме самого важного: дальности перелета. Именно это и стало основным его недочетом: зачем авиаперевозчикам и пассажирам сверхзвуковой самолет, если он не может далеко летать?
Быть первым — не значит быть лучшим
История советской модели сверхзвукового самолета в разы печальнее и короче, чем история “Конкорда”, поэтому мы расскажем ее первой. 31 января 1968 года Ту-144 совершил свой первый полет, а в течение следующего года ставил разные рекорды, модернизировался на разный лад, тестировался и проходил все те этапы, которые предшествуют серийному производству. Видимо, модернизация была не слишком успешной, а тестировщики в СССР были так себе, так что в 1973 году, на все том же авиасалоне в Ле Бурже, ТУ-144 разбился на глазах 300 тысяч зрителей, выполнив чересчур резкий маневр.
Собранные обломки Ту-144 после катастрофы в Ле Бурже
По достижении высоты 1200 метров самолёт вышел в горизонтальный полёт, затем вошел в пике, при попытке выровнять самолет у него оторвало кусок левого крыла и он разрушился в воздухе. Погибли все члены экипажа, а обломки, которые разбросало по городку внизу, унесли жизни еще 8 людей. Данные о катастрофе, логично, засекретили, официальные выводы комиссии породили массу гипотез: грешили то на другой самолет, который подлетел слишком близко, то на ошибку экипажа, но правду пока знать не положено.
В 1977 году Брежнев посетил с визитом Францию, где ему, в том числе, показали уже летающий в Бахрейн и Рио «Конкорд». Гонка вооружений обязывала «держать марку»: по возвращении домой Леонид Ильич вызвал на ковер минтранспорта и велел быстренько ввести в коммерческую эксплуатацию Ту-144. До этого полтора года чудо инженерной мысли возило в Алма-Ату почту, но в 1977 начались перевозки пассажиров по маршруту Домодедово-Алма-Ата-Домодедово.
23 мая 1978 года потерпел крушение Ту-144Д, который тогда как раз испытывали для дальнемагистральных перелетов. Погибло 2 членов экипажа из 8, опытный образец разбился. Это стало официальной причиной отказа от эксплуатации на маршруте Москва-Алма-Ата. В итоге Ту-144 использовался по назначению всего 7 месяцев, перевезя чуть больше 3000 пассажиров. На самом деле, основной проблемой данного самолета была нерентабельность. Самолету едва хватало топлива дотянуть до Алма-Аты, в то время как на сверхзвуковые самолеты возлагались надежды на беспересадочные перелеты, позволяющие соединить Москву и Владивосток, Хабаровск и другие дальние уголки необъятного Союза.
Ту 144Д, о котором говорилось выше, как раз и разрабатывался с учетом потребностей в дальности, но ему не очень везло – один разбился в 78 году, второй потерял двигатель на сверхзвуке в 1980 (все выжили), да и двигатели временами возгорались на взлетно-посадочных полосах при стандартных процедурах. Когда умер Брежнев руководству надоело возиться с убыточным проектом и все наработки свернули. Только временами «тушки» использовались для доставки срочного груза или почты, тренировок пилотов и других не очень важных вещей.
С 1995 по 1999 года 144-Д использовался NASA в качестве летающей лаборатории: его усовершенствовали, поставили новые двигатели от Ту-160 и вели на борту исследовательскую деятельность. Выбор пал в сторону Ту-144 из-за большей, чем у Конкорда, крейсерской скорости.
Ту-144 летающая лаборатория
Всего было выпущено 16 бортов, с учетом прототипа, из которых 7 распилили на цветмет, а остальные стоят по музеям, институтам и аэродромам.
Слишком рано для своего времени
А что же происходило в это время с “Конкордом”? Уже в 1976 году он начал совершать первые коммерческие рейсы и стал символом целой эпохи. Впрочем, это не спасло компанию от краха.
Изначально планировалось продать 200 самолетов, на 70 из которых уже были предзаказы от ведущих авиаперевозчиков. Но долгая разработка, топливный кризис и появление Боинга-747, который сделал перелеты доступными для среднего класса, привели к тому, что перевозчики начали отзывать свои заказы. Работать с этой моделью остались только государственные компании Air France и British Airways. Эксплуатация этими перевозчиками позволяла хотя бы немного отбить затраты на разработку (прототип-то обошелся в 1 миллиард фунтов-стерлингов). Более того, 4 самолета были проданы им по цене в 1 фунт или 1 франк соответственно, но на условиях коммерческой эксплуатации. К тому же, первое время самолету были закрыты рейсы в США – конгресс наложил полугодовой запрет на посадку «Конкордов» на территории страны. Поговаривают, будто все дело было в разработке Америкой собственного сверхзвукового пассажирского самолета Boeing 2707, но от его производства пришлось отказаться. Занимательно что это, в свою очередь, привело к сокращению 60 000 сотрудников компании в Сиэтле и город чудом остался “на плаву”. В итоге запрет конечно сняли, но это не слишком помогло.
Вопреки тому, что “Конкордов” было мало и все, от властей до экологов, ставили им палки в колеса, самолеты успешно летали 30 лет по маршрутам Лондон-Нью-Йорк, Лондон-Барбадос, Париж-Нью-Йорк, Лондон-Бахрейн, Париж-Дакар. Временами совершались рейсы в Сингапур, Торонто, Вашингтон, Рио, Мехико, Майами и т.д. Эти рейсы, правда, не приносили должной прибыли, так что самолеты часто выполняли чартерные рейсы, сдавались в аренду политикам, знаменитостям, разным компаниям и т.д. Конечно, билеты на «Конкорд» стоили дороже, поэтому на них чаще всего летали бизнесмены и влиятельные люди, но это едва ли не единственный случай в истории, когда самолет стал народным любимцем: люди в Лондоне, Париже и Нью-Йорке приезжали к аэропортам чтобы посмотреть, как сверхзвуковой лайнер заходит на посадку.
Реклама Pepsi на “Конкорде”
Всего было произведено 20 самолетов и неизвестно, сколько бы продолжались государственные дотации, но в 2000 году «Конкорд» потерпел крушение в аэропорту Шарль де Голль. Это не было в широком смысле технической неполадкой или ошибкой пилотов: тут стоит сказать, что за 27 лет эксплуатации инцидент в парижском аэропорту был единственной аварией за всю историю самолета. При разгоне на взлетно-посадочной полосе «Конкорд» совершил наезд на титановую пластину, которая несколькими минутами ранее отвалилась от взлетевшего «Дугласа» ДC-10. От наезда лопнуло шасси, деталь пробила топливный бак, другая деталь – вызвала короткое замыкание, керосин из бака воспламенился, загорелся один из двигателей, самолет потерял управление и рухнул на отель недалеко от аэропорта. Погибли все пассажиры, члены экипажа и 4 человека, которые в тот момент находились в отеле.
На время расследования все полеты “Конкордов” были остановлены, Air France судились с Continental Airlines, родственники погибших судились с Air France, Continental Airlines судились с механиком, который плохо закрепил пластину, и по результатам всех этих тяжб в British Airlines и Air France приняли решение не возобновлять эксплуатацию «Конкордов», а большинство самолетов отправилось по музеям.
Так почему провал?
Логично задать вопрос, почему самолет, который считался на то время техническим прорывом всего авиастроения, потерпел на рынке неудачу. И тут можно назвать сразу несколько причин: высокая стоимость разработки и обслуживания, большие топливные затраты, постоянные протесты со стороны местного населения и экологов, высокая степень изнашиваемости, необходимость взлета и посадки с больших ВПП, более высокая цена билетов, отсутствие широкой карты маршрутов – все это привело к тому, что компаниям легче было отозвать свои самолеты, чем продолжать бороться за право полноценно участвовать на рынке авиаперевозок. Возможно, если бы все происходило в наше время, то ситуация сложилась бы более благоприятно и мы наконец-то перестали бы трястись по 10 часов на рейсах из Парижа в Нью-Йорк. Но посмотрим, как с этим всем справится Брэнсон: возможно, у него как раз получится совладать со всеми общественными и бюрократическими нормами. Ну а если нет - пару музеев получат еще свежих моделей, на которых даже краска до конца не обсохнет.
Тысячи людей наблюдают прощальный полет “Конкорда” в Бирмингеме, фото concordesst.com