Стоковые изображения от Depositphotos
Сверхзвуковой лайнер «Конкорд»
Идея сверхзвукового транспортного самолета появилась еще в начале 1950-х, до начала эпохи сверхзвуковых истребителей. В 1955 году исследовательская группа под руководством будущего «отца Конкорда» Мориена Моргана из Королевского авиационного научно-исследовательского института (RAE) опубликовала доклад с описанием конструкции подобного самолета.
Опытный HP.115 с «тонкой дельтой» и F-104 с обычным для того времени трапециевидным крылом
Тогда о физике сверхзвукового полета было известно мало, однако ученые понимали, что в таком режиме сопротивление сильно зависит от размаха крыльев. Поэтому ранний черновик проекта «Конкорд» предполагал использование маленьких трапециевидных крыльев, вроде тех, что были у американского истребителя F-104 — первого самолета, способного вдвое превысить скорость звука. Однако короткое крыло создает мало подъемной силы при медленном полете, и потому F-104 имел высокую взлетную и посадочную скорость. В случае тяжелого пассажирского самолета посадочная скорость стала бы запредельной и неприемлемой.
Подход к проектированию изменился после того, как в RAE придумали новый тип крыла «тонкая дельта». Ведущим автором идеи стала британская женщина-математик немецкого происхождения Йоханна Вебер, которую можно считать «матерью Конкорда».
Подъемная сила крыла зависит от разницы в давлении воздуха над ним и под ним. Расчеты показали, что передний узкий край вытянутой «дельты» будет создавать для задней широкой части крыла вихри, значительно снижающие давление. Таким образом, крыло будет иметь большую подъемную силу при взлете и посадке и одновременно будет пригодно для сверхзвукового полета за счет малого размаха.
Так «Конкорд» приобрел узнаваемый облик узкого длинного клина. Работоспособность этой схемы в 1961 году проверили на небольшом испытательном самолете Handley Page HP.115, в котором можно узнать будущий сверхзвуковой пассажирский лайнер.
Если с аэродинамической схемой в начале 1960-х годов инженерам все стало ясно, то экономическая перспектива будущего лайнера оставалась непонятной. Аэродинамическое качество (отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению) при сверхзвуковом полете примерно вдвое хуже, чем при дозвуковом. Это означало, что «Конкорд» будет потреблять намного больше топлива, чем аналогичный дозвуковой лайнер. С другой стороны, при крейсерской скорости более 2 тыс. км/ч самолет долетал бы до пункта назначения в 2,5 раза быстрее обычного, что позволяло бы совершать больше рейсов тем же количеством лайнеров. За счет этого, по задумке создателей «Конкорда», самолет оставался бы рентабельным при условии сохранения относительно низких цен на топливо.
Самолет «Конкорд»
В конце 1950-х годов к британскому проекту присоединилась Франция, чье правительство также верило в большое будущее сверхзвуковых пассажирских перевозок. Главной причиной объединения с британцами стало отсутствие у французов своего большого турбореактивного двигателя, в то время как у Великобритании был Rolls-Royce Olympus от стратегического бомбардировщика Avro Vulcan.
Когда стал ясен облик итогового проекта, его представили британскому кабинету министров, — и тот его не оценил.
В первую очередь, правительство не устраивала оценочная стоимость разработки в £150 млн ($3,94 млрд в ценах 2019 года), а эксперты эту цену считали еще и сильно заниженной.
В итоге комитет по гражданским научным исследованиям и разработкам дал на экономическую часть проекта негативное заключение, но самолет спасла политика. Великобритания боролась за вступление в Европейское экономическое сообщество, а на совместную с французами разработку имиджевого проекта было удобно ссылаться во время переговоров.
29 ноября 1962 года Великобритания и Франция подписали договор о разработке самолета с крупными штрафами за односторонний выход из проекта (помня, сколь тяжело далось правительственное одобрение). В честь него самолет и получил имя «Конкорд», что означает «согласие» на латыни.
С того момента, как «Конкорд» получил гарантированное государственное финансирование и стал имиджевым проектом, вопрос его рентабельности ушел на второй план. Проект должны были завершить любой ценой, а уже потом думать, кому и как его продавать.
В итоговой версии самолет стал крупным четырехдвигательным межконтинентальным лайнером. Помимо крыльев в форме «тонкой дельты», в нем использовался целый ряд необычных конструкторских решений. Например, при взлете и посадке носовая часть фюзеляжа опускалась вместе с наружным остеклением кабины, чтобы пилоты могли видеть полосу при полете под большим углом к земле. Форма воздухозаборника двигателей в полете адаптироваться к разным скоростям и находилась под управлением компьютера.
Воздухозаборники «Конкорда» с изменяемой формой канала
В целом «Конкорд» имел очень высокий уровень автоматизации, его компьютер следил за всеми параметрами полета и мог, например, перекачивать топливо из передних баков в задние, чтобы компенсировать изменение баланса самолета на сверхзвуковой скорости. Автопилот позволял не прикасаться к штурвалу с момента набора высоты и до захода на посадку.
Кроме того, самолет достигал крейсерской сверхзвуковой скорости в 2100 км/ч без форсажа (рывок для временного увеличения тяги): форсажная камера двигателей использовалась лишь при взлете. Это существенно экономило топливо, без чего о рентабельности не могло быть и речи.
Первый испытательный полет «Конкорда» состоялся во Франции 2 марта 1969 года, но преодолеть звуковой барьер удалось лишь в октябре. После этого первый образец самолета, как и его построенный в Великобритании «близнец», начали многолетнее рекламное турне, состоявшее из авиашоу, демонстрационных полетов и дипломатических визитов, преследовавших лишь одну цель — продать «Конкорд» авиакомпаниям.
Но с этим были проблемы.
Во-первых, стоимость разработки, как и опасалось правительство Великобритании, превысила расчетную в шесть раз.
Во-вторых, выяснилось, что над сушей летать нельзя: крупный лайнер на крейсерской скорости создает ударную волну, которая на земле слышится как взрыв и иногда способна выбить стекла. Значит, оставались лишь трансатлантические перелеты.
В-третьих, в 1973 году арабские страны ввели санкции против Запада за поддержку Израиля, и цена на нефть выросла во много раз, что повысило долю стоимости топлива в билете и сделало скорость невыгодной. Наконец, новейшие широкофюзеляжные дозвуковые лайнеры, вроде Boeing 747, позволили сильно снизить стоимость обычных авиабилетов.
Все это привело к массовой отмене предварительных заказов к 1973 году — из сделки вышла даже американская Pan Am, для которой трансатлантические перелеты были важной частью бренда. В итоге за всю историю было построено лишь 14 коммерческих «Конкордов» из сотни запланированных. Их регулярные рейсы начались в 1976 году: сначала Лондон — Бахрейн и Париж — Рио-де-Жанейро, а вскоре открылось важнейшее направление в США. В основном перелеты организовывали Air France и British Airways, но иногда партнерами становились различные азиатские компании.
Авиационным менеджерам удалось придумать для «Конкорда» нишу: богатые пассажиры, для которых цена билета не составляет большую часть дохода. В 1990-х годах билет на сверхзвуковой лайнер стоил примерно £4700 — на полтысячи фунтов дороже аналогичного дозвукового первого класса.
Самолет «Конкорд»
Самолет полюбили политики, музыканты, киноактеры и многие другие знаменитости, так что полеты на нем быстро превратились в имиджевое потребление.
Несмотря на это, к началу XXI века «Конкорд» постепенно вывели из эксплуатации, а последний полет состоялся 26 ноября 2003 года. Прекращение рейсов было неоднозначным менеджерским решением без решающего перевеса аргументов «за». В основном его связывают с более низкой нормой прибыли этих лайнеров, крупной авиакатастрофой 2000 года, а также кризисом авиаперевозок после терактов 11 сентября 2001-го.
Пассажиры на борту сверхзвукового лайнера «Конкорд», 1978 год
В наши дни существует множество проектов по возрождению сверхзвуковой пассажирской авиации за счет решения проблем «Конкорда». Например, в NASA изобрели особую форму фюзеляжа, которая позволяет убрать звук взрыва от пролета лайнера и делает возможными полеты над сушей. Однако все эти проекты находятся на ранней стадии, так что новый «Конкорд» полетит не раньше 2030-х годов.
По сообщению сайта Газета.ru