Увеличение рейсовой скорости

Развитие реактивных пассажирских самолетов привело к тому, что у подавляющего большинства из них значение максимальной крейсерской скорости лежит в пределах 880-940 км/ч, что соответствует числу М = 0,84¸0,88 при высоте полета более 11 000 м. Таким образом, дозвуковые скорости полета освоены пассажирскими самолетами.
Для достижения максимальной дальности полета крейсерские скорости обычно снижаются до 800-880 км/ч. Следует иметь в виду, что соотношение рейсовой скорости и крейсерской скорости полета в значительной степени зависит от дальности полета. Так, при крейсерской скорости полета 900 км/ч и дальности полета 1000 км рейсовая скорость равна приблизительно 690 км/ч, а при дальности полета 10 000 км - 875 км/ч (в обоих случаях принимается, что время полета увеличивается на 20 мин за счет ожидания посадки в аэропорту назначения).
Анализ формулы (21.1) показывает, что появление сверхзвуковых пассажирских самолетов неизбежно. Первое поколение таких самолетов уже создано - это советский самолет Ту -144 и англо-французский самолет "Конкорд". Эксплуатация этих самолетов не дала ожидаемых результатов в отношении снижения себестоимости перевозок вследствие низкой топливной эффективности (см. раздел 21.4), а также из-за нерешенной проблемы снижения уровня шума на местности при сверхзвуковом полете. Исследования, направленные на решение этих и других проблем, которые не были полностью разрешены на СПС первого поколения, проводятся ведущими авиационными державами, и следует ожидать появления СПС второго поколения (СПС-2) со скоростью полета, соответствующей крейсерскому числу М = 2,2 ¸2,5, с повышенным на 40-50% аэродинамическим качеством по сравнению с СПС первого поколения, с уменьшенной на 15 - 20% массой пустого самолета и с увеличенной в 1,5 - 2 раза топливной эффективностью.
По прогнозам специалистов, уже в 2015 году для обеспечения растущего объема мировых авиаперевозок может потребоваться до 700 самолетов типа СПС-2.

Рис. 21.2. Административный СПС второго поколения (проект)

Россия и США в 1993 году заключили соглашение о программе совместных авиационных исследований по разработке СПС-2. АНТК им. А.Н. Туполева в 1996 году на базе СПС Ту-144, имеющего уникальные аэродинамические характеристики, за счет многочисленных усовершенствований и модификаций, включая замену двигателей более мощными, применяемыми на бомбардировщике Ту-160, создал Ту-144ЛЛ (ЛЛ - летающая лаборатория) для проведения исследований на сверхзвуковых скоростях.
Один из возможных обликов административного СПС второго поколения АООТ "ОКБ Сухого" и американской фирмы "Гольфстрим Аэроспейс" иллюстрирует рис. 21.2.
Разработка газотурбинного-прямоточного двигателя изменяемого цикла, который как минимум на 20% экономичнее существующих двигателей, обеспечивающих сверхзвуковой полет, позволяет рассматривать концепции СПС второго поколения со скоростями, соответствующими числу М = 4,5, и с межконтинентальной дальностью полета.