Самолеты будущего – смелые решения. Будущее авиации. Перспективные проекты самолетов и вертолетов Самолеты ближайшего будущего

- Евгений Александрович, как менялась роль боевой авиации в вооруженных конфликтах?

Еще в 1909 году академик Борис Голицын на заседании президиума Императорской академии наук выступил с докладом о роли авиации в боевых действиях. У нас тогда еще и авиации-то не было. Сам Голицын был специалистом в области метеорологии. Но он сразу увидел возможную область применения самолетов в военном деле. И прежде всего для воздействия на воздушные и наземные цели. Он заявил, что страны, которые здесь отстанут, могут прийти к трагическим результатам. Его призыв был услышан. Вступив в Первую мировую войну , Россия уже обладала авиационной группировкой порядка двухсот с лишним самолетов - тогда один из самых больших воздушных флотов в сравнении с Германией или Англией. Правда, из оригинальных русских машин был, пожалуй, лишь бомбардировщик «Илья Муромец». Остальное - французские самолеты или их модификации. Они использовались прежде всего как средства разведки. Над территорией противника самолеты могли вскрыть расположение войск противника, цели. Тем более систем ПВО в то время не было. Со временем самолеты стали приобретать функции истребителя и бомбардировщика. Но принципиального влияния на ведение операций пока не оказывали. Бомбы были малого калибра. Поначалу их вручную бросали с борта самолета. Прообраз первого стационарного авиационного оружия - закрепленная на самолете кавалерийская шашка, которая в процессе всяких маневрирований должна была перерубать ванты бипланов противника. Затем на борт поставили пулемет - обычный «Максим». Его установили на «Илью Муромца », позже и на другие самолеты.

- Бурное развитие военной авиации началось уже в советское время?

Да. Сталин лично отдавал много времени развитию авиационной промышленности и своего любимого вида вооруженных сил. В 30-е годы прошлого века у нас доминировала концепция тяжелых бомбардировщиков. Создавались бомбовозы Ил-4, ТБ-3. Они были тихоходны, зато имели большую боевую нагрузку. Но события в Испании, советско-финская война, появление в Германии «Мессершмитта-110» в корне сломало концепцию - мы поняли, что пошли не тем путем.

- И нам пришлось перестраиваться?

Да. Во Второй мировой войне уже четко обозначилась концепция: любая наземная операция выигрывается, только когда обеспечивается господство в воздухе. Подтверждение тому - сражение под Москвой в декабре 1941 года, когда, несмотря на огромный авиапарк, люфтваффе так и не смогла обеспечить господство в воздухе. Одна из причин этого в том, что немецкие самолеты заправлялись бензином, который не выдерживал морозов. Так что мобильность их бомбардировочной авиации была не слишком высокой. А у нас тогда уже была очень хорошая ПВО и довольно большой парк истребителей. Но это был лишь частный успех. Немецкая авиация всюду еще долго господствовала в воздухе. Тогда всем стало ясно: без обеспечения господства в воздухе наземная операция не может достичь ожидаемого эффекта. Ситуация начала меняться весной 1943-го, когда мы смогли сломать хребет люфтваффе в воздушной битве на Кубани. Это подтвердило и Курское сражение, и все десять так называемых «сталинских ударов», вплоть до битвы за Берлин . Войска всегда шли в наступление при численном господстве советской авиации. Во Второй мировой войне во многом подтвердилась родившаяся в 30-е годы доктрина итальянского генерала Дуэ. Он говорил: в будущем авиация будет единственным видом ВС и все боевые операции будут решаться в воздухе. Противнику будет наноситься такой неприемлемый ущерб с воздуха, который его раздавит политически, ему останется только сдаться, приняв требования противника.

- Угадал итальянский генерал…

Не совсем. Вот я смотрю, что показала Сирия: мы там господствуем в воздухе, но без сухопутных войск и правильных действий на земле не очень-то все решается. Но то, что роль авиации в вооруженных конфликтах будет только возрастать, - это бесспорно. Потому меняется и структура авиации. Раньше у нас были специализированные самолеты: истребители, штурмовики, бомбардировщики - фронтовые, дальние... Но последние локальные конфликты показали преимущество многофункциональных самолетов . К примеру, фронтовая авиация - в американской классификации тактическая - стала многофункциональной. Появилось понятие «истребитель-бомбардировщик». Одновременно решаются задачи воздушной разведки. И все это базовый самолет единой конструкции. Тенденция обозначилась с поколения «четыре плюс». А самолеты пятого поколения уже строятся исключительно по концепции многофункциональности. Это важно, когда глубина боевых операций - особенно если рассматривать Ближний Восток , европейский театр - захватывает всю территорию противника. Понятия «фронт», «линия фронта» в чистом виде уже нет - наша страна тут исключение, она большая. Отсюда роль авиации, которая действует на всю глубину, возрастает.

- Но если раньше разведка считалась ведущей задачей авиации, то сегодня это что?

Атака с воздуха: ударные операции по наземным, надводным и подводным целям, борьба за господство в воздухе. Но разведка тоже остается. Причем с появлением понятия «сетецентрические боевые действия» снова наметилась тенденция к усилению этой функции. Она стала многоэшелонированной: космос , воздушная, наземная. Она технически совершенствуется, осваивая весь спектр электромагнитных волн, ведется в ночных условиях, при низкой видимости… Теперь разведка в какой- то мере коррелирована с радиоэлектронной борьбой (РЭБ). На всех самолетах стоят радиолокаторы, радиотехнические системы, разведаппаратура.

Как во фронтовой авиации? Там считается, что каждый самолет должен и обороняться, и применять всевозможные излучения, чтобы «ослепить» противника.

Да, но американцы, с моей точки зрения, поступают умнее. Они делают специализированные системы. То есть на обычный многофункциональный самолет ставится специальное оборудование, чтобы обеспечить радиотехническое противодействие. У американцев это началось с появления специализированных самолетов РЭБ на базе F-4 Phantom специально для прорыва ПВО противника.

То есть в построении систем РЭБ есть разделение на философию нашу и американскую? В чем принципиальная разница?

Я бы сказал, наша философия такая: иметь большую мощность излучения, то есть «дубину», которая создает электромагнитное воздействие как можно в более широком спектре и со всех направлений. Такие комплексы «ослепляют» противника практически полностью. Но для этого надо обеспечить большую энергомощность, а это вес, габариты, затраты. У американцев, израильтян другой подход к РЭБ. Они стараются максимально раскрыть структуру сигнала противника и сформировать обманные ответные помехи, которые уводят его от реальной цели. Именно поэтому во Вьетнаме , на Ближнем Востоке они очень хорошо изучали театр возможных боевых действий и все, что там излучает. Это уже борьба интеллектов нападающей и обороняющейся стороны. И в этой борьбе концепций я за «дубину». Просто потому, что в нашей не самой оперативной системе гибко перестраиваться на возможный театр военных действий мы пока не умеем. Мы более инерционны. Значит, нам надо идти по пути максимальной универсальности помех, большей мощности, чтобы постараться во всех диапазонах «душить» противника.

Боевая авиация переживает смену поколений. Какие здесь тенденции? Сравните наш самолет пятого поколения с американскими F-22 и F-35.

Мы эту тему в ГосНИИ- АС тщательно анализируем. Каждое новое поколение знаменует появление принципиально новых боевых качеств. Первое поколение нашей реактивной авиации - МиГ-15, МиГ-17 - это переход на реактивный двигатель, обеспечивающий качественный скачок в скорости. У американцев были тогда F-86, и наши ничем им не уступали, что показала война в Корее , где наши и их самолеты впервые воевали друг с другом. Второе поколение авиации связано с освоением сверхзвуковых скоростей. Мы на МиГ-19 впервые вышли на сверхзвук, и МиГ-21 уже строился как сверхзвуковой. Дошли до скоростей в 2 маха, что революционно поменяло облик самолета. Появились дельтообразные крылья, стреловидность - сверхзвуковая аэродинамика. Плюс произошла смена оружия. На таких скоростях требовалось увеличивать его дальность действия, поэтому появились управляемые ракеты «воздух– воздух».

МиГ-21 получил очень хорошую ракету, прототипом которой послужила американская Sidewinder. Ее разбитый оригинал в наш институт передали китайцы после вооруженного конфликта с США . Мы ее разгадывали как шараду. Оказалось очень изящное решение. А мы в это время построили ракету К-8 - первую самонаводящуюся «воздух–воздух». В сравнении с Sidewinder К-8 была раза в полтора тяжелее. Баллистическая дальность у нее была больше, но управляемая дальность с захватом цели - меньше, чем у Sidewinder. Мы воспроизвели эту американскую ракету, адаптировали и поставили на вооружение. Позже она сыграла очень большую роль в развитии ракет других видов: противотанковых, некоторых управляемых зенитных ракет. Этот трофей оказался очень полезным для нас. Не знаю, какова судьба автора ракеты, но я считал бы, что ему надо памятник при жизни поставить за такое красивое революционное решение.

- То есть в развитии авиации мы и США шли параллельно?

В принципе в области боевой авиации у СССР и США к тому времени сложился паритет. Но дальше произошел сбой. Никита Хрущев нанес огромный вред нашей фронтовой авиации, когда сказал, что война будет ракетноядерная, решать в ней будут всё ракеты, так зачем тратить деньги на тактические виды оружия? Был небольшой промежуток времени, когда мы приостановили развитие. Он оказался болезненным. В это время начались арабо-израильские войны и у американцев появился самолет третьего поколения - F-4 «Фантом», а у нас был только МиГ-21 - самолет второго поколения. Наши МиГ-21, кстати, сильно не проигрывали F-4. По скорости даже превосходили. Но на «фантомах» уже стояла ракета средней дальности с локационной головкой самонаведения с увеличенной дальностью. Локатор работал на фоне земли, то есть по самолетам, которые летели ниже. Наши головки самонаведения могли работать только на контрасте, на фоне неба. Но затем развернулись работы по нашему само- лету третьего поколения - МиГ-23, который по летным свойствам превосходил «Фантом». Кстати, F-4 - двухместный самолет. Экипаж - пилот и оператор оружия. А на МиГ-23 был только летчик, основные операции были автоматизированы. В это время к нам в институт снова привезли трофейную американскую ракету Sparrow. Нашлись энтузиасты ее копировать. Они настаивали: надо ее воспроизводить, как Sidewinder. А мы в то время строили свою Х-23 для МиГ-23. И когда мы сравнили все свойства Sparrow и Х-23, то поняли, что обогнали американцев. Х-23 оказалась более совершенной, включая головку самонаведения.

- То есть на третьем поколении отставание от американцев ликвидировали?

Да, на МиГ-23 мы как-то уравнялись с истребителем противника. Мы построили ракету ближнего боя Х-60, которая была значительно меньше Sidewinder и очень маневренная. Кстати, американцы так и не смогли сделать такую же. Потом мы на ее базе построили ракету К-73, которая и по сей день не имеет зарубежных аналогов. Так что в ближнем бою мы гарантированно выигрываем, в том числе на самолетах четвертого поколения - МиГ-29 и Су-27 . Они много продавались в Индию, Китай, Вьетнам. Индусы, кстати, весьма дотошные. Их ВВС провели целую серию сравнительных испытаний наших и американских самолетов, в том числе 27 учебных воздушных боев. Практически во всех ближних воздушных боях американцы проиграли. Только один бой они выиграли. Наверное, летчик на нашем самолете зазевался. МиГ-29 и Су-27 - сверхманевренные по сравнению с американскими. А в ближнем бою это играет решающую роль. В результате американцы выпустили для своих летчиков инструкцию: не вступать в ближний бой с Миг-29 и Су-27.

- Эти самолеты получили развитие в поколении «четыре плюс», «четыре плюс-плюс» и даже пятом?

- Американцы же хотели превзойти по характеристикам наши Су-27 и Су-30?

Я вообще считаю, что американцы совершили громадную ошибку. F-22 Raptor задумывался как самолет, по эффективности превосходящий Су-27. Ограничений по стоимости не было, поэтому Raptor «вылетел» за $100 млн - наши самолеты стоили $30-40 млн, - оказавшись слишком дорогим даже для США. Пришлось ограничить его покупку партией в 180 штук. Практически все их поставили на Аляске, прикрывать воздушное пространство со стороны Ледовитого океана. Собственно, других функций они не несут. Raptor так и не стал многофункциональным. В его ТТХ записано условие работы и по наземным целям, но группировка на Аляске рассчитана только на режим «воздух–воздух». И сейчас, с учетом событий в Сирии , вдруг выяснилось, что США не могут там применить F-22 - в Сирии ведь по земле надо работать. Пришлось доделывать партию машин, чтобы они смогли уничтожать наземные цели. Так что Raptor, с моей точки зрения, не достиг превосходства над нашими самолетами, Су-35 его превосходит.

- А F-35?

С ним американцы вообще совершили стратегическую ошибку. Решили построить универсальный самолет и для ВВС, и для палубной авиации ВМС, и для морской пехоты. Чтобы работать с палубы, самолет должен иметь укороченный взлет, вертикальную посадку. При этом должен быть скомпонован как базовая конструкция. Когда США строили четвертое поколение, они тоже эту задачу ставили, но не получилось. Появилась линия F-18, линия F-15, и еще F-16 - три разных самолета. F-16 строили для НАТО , для продажи своим союзникам. F-15 в основном для себя. F/А-18 - палубный самолет. И вдруг на пятом поколении они опять решили создать универсальную машину.

- Но ведь это логично, вы же сами говорите о многофункциональности?

Они попытались совместить несовместимое. В итоге потеряли объем отсеков вооружения и горючего, а за счет это- го - дальность и боевую нагрузку. Самолет вышел однодвигательным в отличие от наших, двухдвигательных. Для палубных взлета и посадки нужна повышенная энерговооруженность, дополнительные боковые сопла для стабилизации. Двигатель занял почти весь объем самолета - получилась каракатица. Хуже, чем самолет четвертого поколения. 11 лет, если не больше, работали над этим самолетом, и до сих пор масса ограничений. И это притом что общие затраты по проекту превысили триллион долларов. Был создан консорциум для этого самолета, в который входили основные страны НАТО и Израиль. Но некоторые страны стали отказываться от закупок. Скорее всего, эта программа будет остановлена.

- Нам на Т-50 удалось уйти от этих недостатков, учесть их опыт?

А мы никогда и не замахивались на подобного рода неосуществимые задачи - понимали возможные ограничения. У нас все-таки был опыт создания самолетов вертикального взлета и посадки - Як-38 и Як-141 . Мы понимали, что это несовместимые вещи - самолеты наземного и палубного базирования. К тому же для нас «корабелка» не так актуальна, с учетом того что у нас один авианосец с группой из 30 самолетов, а у США - свыше десятка авианосцев, на каждом из которых больше сотни самолетов. Так что мы по этому пути просто не пошли. В Т-50 заложены совместимые качества: незаметность, сверхманевренность, плюс радар с активной фазированной антенной решеткой. Самолет отвечает требованиям сетецентрических военных действий. Это то, что отличает Т-50 от машин четвертого поколения. Но пока он еще недоделан, и сложно говорить, каким он будет окончательно. Трудности есть. Как на любой новой машине.

Фото: Минобороны России, Вадим Савицкий Минобороны России

Специалисты считают, что в ближайшем будущем самолеты не претерпят кардинальных перемен. Это будут аппараты традиционной конструкции, но с более выдающимися характеристиками. В военной технике крен будет смещен к «беспилотникам». Однако во время Парижского авиасалона в 2017 году ряд авиапроизводителей продемонстрировали новые концепции воздушных судов, призванные изменить представление об авиации. На смену «тяжеловесам» придут юркие городские авиа-автомобили, самолеты на электротяге и грузопассажирские дроны.

Электрокары? Нет - электролеты!

Во время Парижского авиашоу стартап-компания Eviation, базирующаяся в Израиле, представила свой полностью электрический легкий аппарат Alice Commuter. Самолет будущего использует распределенное движение с одним основным винтом-толкателем на хвосте и двумя винтами-толкателями на крыльях. В общей сложности 2,7 тонн литий-ионных батарей обеспечивают мощность, достаточную для перевозки девяти пассажиров на дальность 600 миль (965 км).

Конструкторы надеются, что новая разработка самолета Alice поможет катализировать спрос на емкие аккумуляторы и подстегнет освоение технологии быстрой перезарядки. Решение этих проблем имеет решающее значение для обеспечения электрического полета. Международная компания Uber уже обсуждает планы использования электролетов в качестве воздушных такси в будущем.

В 2018 году компания Eviation намерена перейти от сборки прототипа «Алисы» и испытаний (которые уже начались) к процессу сертификации. Фирма рассчитывает начать выполнять свои первые коммерческие рейсы в 2021 году. Стартап уже ведет переговоры с региональными операторами.

«Убийца» Boeing-737?

Еще один амбициозный стартап Wright Electric предлагает свое видение самолета будущего. И он также будет на электротяге. Но в отличие от маломестной разработки израильтян, разработчики намерены ни больше ни меньше потеснить самую популярную модель в мире - Boeing-737.

Как отмечают в Wright Electric, топливо является самой большой составляющей в стоимости полета. Простейший способ уменьшить эти затраты - не использовать авиационный керосин вообще. Компания разрабатывает коммерческий пассажирский самолет серии ECO, который работает на батареях и может выполнять ближнемагистральные перелеты в радиусе 300 миль (480 км). Кстати, полеты на короткие расстояния составляют 30 процентов всех рейсов, в денежном выражении это 26 миллиардов долларов.

Фирма объявила о создании 150-местного самолета, способного сократить рынок Боинга-737. Партнерство осуществляется совместно с бюджетной британской авиакомпанией EasyJet, которая помогает осуществить проект.

Ответный ход

Кстати, крупнейший авиапроизводитель Боинг не намерен оставаться в кильватере прогресса. Майк Синнетт, вице-президент по разработке коммерческих продуктов, во время презентации на Paris Air Show 2017 «Будущие исследования и перспективы развития Boeing» заявил, что компания рассматривает возможность в близкой перспективе использования для грузовых перевозок самолетов с электроприводом.

«Самолеты будущего, которые мы разрабатываем сегодня, окажутся меньше сегодняшних. Скорее всего, они будут либо электрическими, либо гибридными с электрическими двигательными системами. Мы ожидаем, что наш аппарат станет полностью автономным», - сказал Синнетт.

Летающий автомобиль? Уже реальность!

Летающий автомобиль уже не является футуристической концепцией. Это доказал словацкий производитель AeroMobil, представив в 2017 году свой последний летательный аппарат на Top Marques Monaco и на Парижском авиашоу. Кстати, AeroMobil уже доступен для предварительного заказа: стоимость «самолета» составляет 1,2 миллиона долларов, что немного для машины-трансформера. В будущем компания планирует строить разнообразные модели в нескольких ценовых категориях.

Характеристики летательного аппарата:

• Полное преобразование в режим полета менее чем за 3 минуты.
• Автомобильный диапазон (дальность перемещения на одной заправке) - 700 км с использованием цикла NEDC.
• Максимальный авиационный диапазон - 750 км.
• Емкость топливного бака 90 литров.
• Пропеллер с переменным шагом прямого хода (2400 об/мин).
• Максимальная скорость: в режиме автомобиля - 160 км/ч, в режиме самолета - 112/259/360 км/час (в зависимости от задач).
• Взлетная масса - до 960 кг (полезная нагрузка - 240 кг).

Кстати, перспективное аэротакси разрабатывает и Airbus.

Российские самолеты

Россия недавно поразила мир испытаниями гиперзвукового летательного аппарата, словно сошедшего с экрана фантастического блокбастера. Хотя проект секретный и официальных пояснений ждать не приходится, о его возможностях судачат и специалисты, и обыватели.

Глайдер Ю-71 по некоторым данным представляет класс беспилотных гиперзвуковых летательных аппаратов 6 поколения, предназначенных для военных целей. Российский самолет якобы способен разгоняться до 11000 км и активно маневрировать, что делает его перехват почти невозможным (по крайней мере, существующими методами). Дальность полета - порядка 5500 км, высота - до 80000 м, что позволяет аппарату часть пути преодолевать по околоземной орбите. Кстати, подобные проекты также разрабатываются в КНР и США.

22.11.2017

Смелые концепты самолетов будущего появляются не так часто: в силу запредельной дороговизны найти инвестора для таких проектов не так-то просто. С другой стороны, бурное развитие технологий и появление новых материалов делают реальностью то, что еще вчера казалось фантастикой. Вполне возможно, что мы увидим эти летательные аппараты уже довольно скоро.

Box Wing Jet

Казалось бы, время бипланов безвозвратно ушло, но нет: эволюция вышла на новый виток. Концепт Box Wing Jet можно назвать бипланом XXI века – по расчетам инженеров компании Lockheed Martin, которые сохранили привычные очертания фюзеляжа пассажирского лайнера, но оснастили его крыльями своеобразной конфигурации. Такая форма увеличит отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению на 16 процентов, что даст возможность пролетать на одной заправке большие расстояния и совершать более крутые взлеты и посадки. К принципиально важным новациям проекта разработчики относят и усовершенствованные двигатели: вместо обычных предлагается ставить двухканальные с увеличенными на 40 процентов лопастями – их эффективность при дозвуковых скоростях на 22 процента выше. Все это наряду с использованием сверхлегких материалов позволит сильно снизить топливные потребности самолета будущего – Box Wing будет на 50 процентов экономичнее, чем средний современный авиалайнер. Предполагается, что новинка поднимется в небо уже в 2025 году.

ФОТО: NASA/Lockheed Martin Corporation

Business Jet Skyline

Пока неизвестно, как скоро этот сверхзвуковой концепт будет воплощен в материале, но его дизайн заслуживает всяческих похвал уже сейчас. Дизайн, заметим, сколь красивый, столь же и функциональный. Аэродинамические схемы суперсоников весьма сложны, ведь при полете на дозвуковых и на сверхзвуковых скоростях от машины требуются совершенно разные качества. Проблему решали изменяемая стреловидность крыла, как у военных самолетов, или переднее горизонтальное оперение (ПГО), как на Ту-144. В проекте Skyline задействованы оба решения. Плоскости аэродинамических поверхностей предлагается делать из композитных материалов, изменяющих форму под воздействием электрического напряжения (электроморфное адаптивное крыло) – поверхности получаются тонкими, без щелей и внешних наростов в виде традиционных обтекателей приводов механизации крыла. Верхняя часть пилотской кабины и пассажирского салона Skyline представляет собой сплошное остекление, поэтому ПГО здесь будет убираться не в крышу, как на Ту-144, а в аэродинамические наплывы по бокам фюзеляжа. Точно такое же панорамное остекление установлено и в нижней части пилотской кабины, что обеспечит экипажу отличную обзорность при взлете и заходе на посадку (сейчас для этого используется отклоняющийся носовой обтекатель). Business Jet Skyline предназначен для частного использования на транс- и межконтинентальных маршрутах, максимальное время в полете составит четыре часа.

SUGAR Volt

Экстерьер концепта SUGAR Volt на первый взгляд не выглядит революционным, хотя в глаза все-таки сразу бросаются непривычно длинные, как у планера, крылья. К слову, они складные, чтобы уместить самолет в стандарты большинства аэропортов. Главными достоинствами своего проекта корпорация Boeing считает его экономичность и экологичность – аббревиатура SUGAR расшифровывается как Subsonic Ultra Green Aircraft Research. Аппарат представляет собой гибридный пассажирский самолет, который наряду с топливом использует для работы электроэнергию. Традиционные газотурбинные двигатели нужны ему лишь для того, чтобы взлететь. Последующий полет будет осуществляться за счет применения электромоторов и аккумуляторных батарей. В таком режиме уровень выбросов в атмосферу существенно снижается, а экономичность авиаперевозок, наоборот, растет – по уверениям разработчиков, SUGAR Volt будет на 55 процентов эффективнее нынешних самолетов. Первый полет он должен совершить в 2035 году.

Supersonic Green Machine

Эра пассажирских суперсоников, надо надеяться, не закончится с уходом Ту-144 и «Конкорда». Несколько лет назад компания Lockheed Martin обнародовала концепт Supersonic Green Machine, в котором недостатки предшественников устранены. Например, странной формы хвост, соединяющий крылья самолета, – не дизайнерская причуда, а оригинальное инженерное решение, призванное бороться с так называемыми «звуковыми ударами», из-за которых были запрещены полеты «Конкорда» над сушей. Двигатели переменного цикла смогут менять режим работы: во время взлета и посадки они будут функционировать как обычные реактивные двигатели, чтобы уменьшить шум и сэкономить топливо; а инновационная камера сгорания позволит снизить загрязнение воздуха окисью азота на 75 процентов. Летать Supersonic Green Machine будет со скоростью 1,6 Маха. Предполагается, что производство таких аппаратов можно наладить уже к 2030–2035 годам.

Орбитальный самолет Skylon

Космолет многоразового использования длиной 83,1 м с размахом крыльев 26,8 м, имеющий взлетный вес 325 т, сможет доставлять на экваториальную орбиту высотой 160 км до 17 т груза или 24 пассажира. Компания-разработчик Reaction Engines Limited рассчитывает, что в космос он будет выходить без применения разгонных ступеней, внешних ускорителей и сбрасываемых топливных баков – задачу выполнят воздушно-реактивные/ракетные двигатели SABRE, которые должны работать в двух режимах: «Скайлон» будет взлетать как обычный самолет, используя в качестве окислителя забортный воздух, затем, достигнув гиперзвуковой скорости в 5+ Маха и высоты в 26 км, двигатели переключатся на внутренние баки с жидким кислородом, и максимальная «ракетная» скорость составит 27,8 Маха; посадка пройдет снова в «самолетном» режиме. Создать высокоскоростной теплообменник, способный моментально охлаждать поступающий воздух, выделяя из него жидкий кислород, пока не удалось. Но работы, как и поиск финансирования, активно ведутся.

Новости бизнес-авиации, обзоры самолетов и лучшие предложения компании в области частных перелетов – читайте в .

Текст: Виктория Струц

Правообладатель иллюстрации Airbus Image caption Пример того, как в будущем сможет выглядеть силовой набор летательного аппарата Airbus. Вместо привычного "скелета" из шпангоутов, стрингеров и лонжеронов - легкая сетка сложной формы

Возможно ли, чтобы само представление о полете полностью изменилось? Не исключено, что в будущем именно так оно и будет. Благодаря новым материалам и технологиям могут появиться пассажирские дроны, а в небо вернутся сверхзвуковые авиалайнеры. Русская служба Би-би-си проанализировала информацию о новейших проектах Airbus, Uber, Toyota и других компаний, чтобы определить, в каком направлении будет развиваться авиация в будущем.

• Готовы ли вы летать на беспилотных самолетах?
• В Сингапуре начались испытания беспилотного такси
• А вы бы полетели на беспилотном авиалайнере?

Городское небо

Сейчас над городами относительно свободным остается довольно большой слой атмосферы высотой до километра. Это пространство используют специальная авиация, вертолеты, а также отдельные частные или корпоративные самолеты.

Но в этом слое уже начинает развиваться новый вид воздушного транспорта. У него много названий - городская или персональная авиация, авиатранспортная система будущего, небесное такси и так далее. Но суть его была сформулирована еще в начале XIX века художниками-футурологами: каждый получит возможность пользоваться небольшим летательным аппаратом для полетов на небольшие расстояния.

Правообладатель иллюстрации Hulton Archive Image caption Так художник в 1820 году представлял себе будущее. Индивидуальный летательный аппарат присутствовал на таких картинках уже тогда

• Над какими проектами работают авиаконструкторы по всему миру

Инженеры никогда не расставались с этой мечтой. Но до сих пор мешало отсутствие прочных и легких материалов и несовершенная электроника, без которой нельзя запустить множество небольших аппаратов. С появлением высокопрочного и легкого углепластика и развитием портативных компьютеров все изменилось.

Нынешний этап создания городского аэромобильного транспорта чем-то напоминает 1910-е годы, самое начало истории самолетостроения. Тогда конструкторы не сразу нашли оптимальную форму самолета и смело экспериментировали, создавая причудливые конструкции.

Сейчас общая задача - сделать летательный аппарат для городской среды - также позволяет строить самые разнообразные аппараты.

Корпорация Airbus, к примеру, разрабатывает сразу три крупных проекта - пилотируемый одноместный Vahana, который, по планам корпорации, сможет полететь уже в следующем году, а к 2021 году будет готов к коммерческим полетам. Два других проекта: CityAirbus, беспилотное такси-квадрокоптер на несколько человек, и Pop.Up, который корпорация разрабатывает совместно с Italdesign. Это одноместный беспилотный модуль, который можно будет использовать на колесном шасси для поездок по городу, а также подвешивать к квадрокоптеру для полетов.

Airbus Pop.Up и CityAirbus используют принцип квадрокоптера, а Vahana - конвертоплан (то есть аппарат, который взлетает по-вертолетному, а затем разворачивает двигатели и дальше движется как самолет).

Схемы квадрокоптера и конвертоплана - сейчас основные для пассажирских дронов. Квадрокоптеры гораздо более стабильны во время полета. А конвертопланы позволяют развивать большую скорость. Но обе схемы позволяют вертикально взлетать и садиться. Это ключевое требование для городской авиации, поскольку обычному самолету нужна взлетно-посадочная полоса. А это значит, что понадобится строительство дополнительной инфраструктуры для города.

Среди других заметных проектов - Volocopter германской компании eVolo, который представляет собой мультикоптер с 18 пропеллерами. Это пока что самый успешный проект воздушного такси, осенью 2017 года в Дубае уже приступили к его тестированию. В июне управляющая транспортная компания Дубая об этом с eVolo.

Правообладатель иллюстрации Lilium Image caption Lilium движется за счет 36 электрических турбин, установленных в ряд на плоскостях и в двух блоках в передней части аппарата

Еще один проект из Германии - Lilium - интересен необычной компоновкой. Это электрический конвертоплан на 36 небольших турбин, установленных двумя блоками вдоль крыла, и с еще двумя блоками в передней части аппарата. Компания уже начала тестовые полеты в беспилотном режиме.

Японский автопроизводитель Toyota инвестирует в проект Cartivator.

А онлайн-сервис такси Uber также разрабатывает свою беспилотную систему, в этом проекте он тесно сотрудничает с НАСА по разработке технологий и программного обеспечения сервиса в городах с высокой плотностью населения.

Правообладатель иллюстрации Ethan Miller/Getty Images Image caption Пассажирский дрон EHang 184, созданный в китайской компании Beijing Yi-Hang Creation Science & Technology Co., Ltd. в 2016 году

Среди авиационных экспертов немало как сторонников беспилотных городских пассажирских перевозок, так и скептиков.

Среди последних - главный редактор Avia.ru Роман Гусаров. Главная проблема, по его мнению - невысокая мощность электродвигателей и аккумуляторов. И эффективные пассажирские дроны вряд ли появятся в обозримом будущем, несмотря на то, что в их разработку вкладывается много средств.

"Технологии еще достаточно сыры и создаваемые с их использованием системы подвержены техническим сбоям", - отметил в интервью Би-би-си главный редактор портала uav.ru Денис Федутинов.

По его словам, подобные проекты могут быть просто красивым рекламным ходом и возможностью показать, что компания занимается передовыми исследованиями. Он также не исключает, что на фоне восторженных публикаций в прессе может возникнуть много стартапов, которые, найдя деньги инвесторов, так и не смогут создать летающий пассажирский дрон.

Исполнительный директор Infomost Consulting (компания занимается консалтингом в области транспорта) Борис Рыбак считает, что пока самой большой проблемой в этой сфере является страх. Люди будут еще долго бояться доверять свою жизнь летательному аппарату без пилота.

"Когда появились первые самодвижущиеся бензиновые повозки, с чадом, дымом и грохотом ехали они рядом с лошадками, и народ разбегался. Но это нормально, тогда было страшно, и сейчас страшно", - сказал Рыбак.

Между дом ами и птиц ами

В настоящее время НАСА и Федеральное управление гражданской авиации США работают над программой "Управление движением беспилотных авиационных систем" (Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM)). Именно в рамках этой программы с НАСА и ФАА сотрудничает компания Uber.

Развитие технологий в этой области сильно опережает разработку правил их регулирования. Американскую программу начали разрабатывать в 2015 году, но в "дорожной карте" ее разработки пока даже не отмечен срок создания правил для полетов в густонаселенных городских районах.

Правообладатель иллюстрации Italdesign Image caption Пассажирскую капсулу Pop.Up можно будет использовать на колесном шасси или прицеплять к квадрокоптеру

При этом имеются в виду полеты дронов по доставке почты и новостной видеосъемке. А о перевозке пассажиров в программе пока вообще ничего не говорится.

Судя по данным презентаций, изученных Русской службой Би-би-си, в будущем полеты пассажирских дронов в городах будут регулироваться через выстраивание маршрутов в воздушных коридорах. Такой же принцип действует в современной гражданской авиации. При этом дроны будут активно взаимодействовать между собой и мониторить воздушное пространство вокруг, чтобы избежать столкновений с другими дронами и прочими объектами в воздухе (например, с птицами).

Однако, как полагает Борис Рыбак, гораздо более эффективной была бы система, построенная по принципу свободного полета, где маршруты выстраивались бы компьютерами с учетом местонахождения всех аппаратов в воздухе.

• Британия начинает испытания беспилотных грузовиков
• Движения кенгуру запутали беспилотные автомобили

Останется ли Россия в стороне?

В России власти также пытаются делать осторожные шаги по регулированию полетов беспилотников в городской среде. Так, уже давно интересуется беспилотниками компания "Ростелеком". Она является подрядчиком компании "Российские космические системы", которая в ноябре 2015 года выиграла конкурс Роскосмоса на 723 млн рублей (12,3 млн долларов) на создание инфраструктуры Федерального сетевого оператора.

Правообладатель иллюстрации Tom Cooper/Getty Images Image caption Еще один проект сверхзвукового бизнес-джета - XB-1 американской компании Boom Technology

Эта инфраструктура должна будет обеспечить наблюдение за транспортом и беспилотными аппаратами (включая летательные), наземным и водным пилотируемым и беспилотным транспортом, железнодорожным транспортом, объяснял представитель "Ростелекома". Оператор создает опытный образец инфраструктуры, которая будет контролировать движение транспорта, прежде всего дронов, и готов потратить на субподрядчиков около 100 млн рублей (1,7 млн долларов).

Замглавы департамента науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы Андрей Тихонов рассказал Би-би-си, что в российской столице пока нет условий для появления пассажирских дронов.

"Во-первых, не до конца проработана нормативная база для беспилотных летательных и наземных аппаратов. Во-вторых, московская инфраструктура пока не приспособлена для массовой транспортировки грузов и пассажиров на беспилотных аппаратах. В-третьих, большинство аппаратов, предназначенных для перевозки людей и больших грузов, пока находятся на стадии тестирования и должны получить соответствующую документацию для работы в городских условиях. Опять же возникают вопросы обязательного страхования пассажиров и многие другие", - объяснил он.

Правда, по его словам, эти проблемы не столько останавливают власти города, сколько заставляют искать пути их решения.

Быстрее звука

Другое направление, над которым работают во многих авиастроительных корпорациях - сверхзвуковые пассажирские перевозки.

Эта идея совсем не нова. 22 ноября исполняется 40 лет началу регулярных коммерческих рейсов между Нью-Йорком, Парижем и Лондоном на самолетах "Конкорд". В 1970-х идею сверхзвуковых перевозок воплотили British Airways вместе с Air France, а также "Аэрофлот" на Ту-144. Но на практике выяснилось, что технологии того времени не годились для гражданской авиации.

В итоге советский проект свернули после семи месяцев эксплуатации, а британо-французский - после 27 лет.

Правообладатель иллюстрации Evening Standard Image caption "Конкорд", как и Ту-144, опередил время, но показал, как сложно сделать сверхзвуковой пассажирский самолет

Главной причиной, по которой были свернуты проекты Concorde и Ту-144, обычно называют финансы. Эти самолеты были дорогим удовольствием.

Двигатели таких аппаратов потребляют гораздо больше горючего. Для таких самолетов необходимо было создавать свою инфраструктуру. Ту-144, например, использовал свой вид авиационного топлива, гораздо более сложный по составу, он нуждался в особом техническом обслуживании, более тщательном и дорогостоящем. Для этого самолета приходилось держать даже отдельные трапы.

Ещё одной серьезной проблемой, помимо сложности и стоимости обслуживания, стал шум. Во время полета на сверхзвуковой скорости на всех передних кромках элементов самолета возникает сильное воздушное уплотнение, которое порождает ударную волну. Она тянется за самолетом в виде огромного конуса, и когда достигает земли, то человек, через которого она проходит, слышит оглушающий звук, похожий на взрыв. Именно из-за этого полеты "Конкордов" над территорией США на сверхзвуковой скорости были запрещены.

И именно с шумом сейчас, прежде всего, пытаются бороться конструкторы.

После прекращения полетов "Конкорда" попытки построить новый, более эффективный сверхзвуковой пассажирский самолет не прекращались. И с появлением новых технологий в области материалов, двигателестроения и аэродинамики о них стали говорить все чаще.

В мире разрабатывается сразу несколько крупных проектов в области сверхзвуковой гражданской авиации. В основном, это бизнес-джеты. То есть проектировщики изначально стараются нацелиться на тот сегмент рынка, где стоимость билетов и обслуживания играет меньшую роль, чем на маршрутных перевозках.

Правообладатель иллюстрации Aerion Image caption Самолет AS2 компания Aerion разрабатывает в партнерстве с Airbus

НАСА совместно с корпорацией Lockheed Martin разрабатывает сверхзвуковой самолет, пытаясь, в первую очередь, решить проблему звукового барьера. Технология QueSST включает в себя поиск особой аэродинамической формы летательного аппарата, которая как бы "размазывала" жесткий звуковой барьер, делая его нерезким и менее шумным. В настоящее время в НАСА уже разработали облик самолета, а его летные испытания могут начаться в 2021 году.

Еще один заметный проект - AS2, который разрабатывает компания Aerion в партнерстве с Airbus.

Airbus также работает над проектом Concord 2.0. Этот самолет планируется оснастить тремя типами двигателей - ракетным в хвостовой части и двумя обычными реактивными, при помощи которых самолет сможет взлетать почти вертикально, а также одним прямоточным, который уже будет разгонять аппарат до скорости в 4,5 Маха.

Правда, подобными проектами в Airbus занимаются довольно осторожно.

"Airbus продолжает исследования в области сверхзвуковых/гиперзвуковых технологий, мы также изучаем рынок, чтобы понять, будут ли такого рода проекты жизнеспособны и осуществимы, - говорится в официальном комментарии Airbus для Русской службы Би-би-си. - Мы не видим рынка для таких самолетов в настоящий момент и в обозримом будущем из-за высоких издержек таких систем. Это может измениться с появлением новых технологий, либо с изменением экономической или социальной обстановки. В общем, пока что это скорее область изучения, а не приоритетное направление".

Media playback is unsupported on your device

Можно ли возродить "Конкорд"?

Предсказать, будет ли спрос на такие самолеты, действительно сложно. Борис Рыбак отмечает, что параллельно с авиационными развивались и информационные технологии, и теперь бизнесмен, которому необходимо быстро решить вопрос на другой стороне Атлантики, часто может сделать это не лично, а по интернету.

"Лететь бизнес-классом или в бизнес-джете шесть часов из Лондона до Нью-Йорка. А так ты технически потратишь четыре, ну три сорок. Стоит ли эта [овчинка] выделки?" - сказал Рыбак по поводу сверхзвуковых перелетов.

По опыту Ту-144

Однако другие российские авиационные специалисты считают иначе. Сверхзвуковые самолеты смогут занять свое место на рынке, считает ректор Московского авиационного института Михаил Погосян, бывший руководитель Объединенной авиастроительной корпорации.

"Сверхзвуковой самолет дает возможность выйти на качественно другой уровень, он позволяет экономить глобально время - сутки. Прогнозы рынка говорят о том, что внедрение такого рода технологий и такого рода проектов будет связано со стоимостью такого полета. Если такая стоимость будет приемлемой и не будет в разы отличаться от стоимости полета на дозвуковом самолете, то я вас уверяю, что рынок есть", - сказал он Русской службе Би-би-си.

Погосян выступил на форуме Aerospace Science Week в МАИ, где он, в частности, рассказал о перспективах создания сверхзвукового самолета с участием российских специалистов. Российские предприятия (ЦАГИ, МАИ, ОАК) участвуют в большой европейской научно-исследовательской программе Horizon 2020, одно из направлений которой - разработка сверхзвукового пассажирского самолета.

Погосян перечислил главные свойства такого самолета - низкий уровень звукового удара (иначе самолет не сможет летать над населенными территориями), двигатель изменяемого цикла (ему необходимо хорошо работать на дозвуковой скорости и на сверхзвуковой), новые термостойкие материалы (на сверхзвуковой скорости самолет сильно нагревается), искусственный интеллект, а также то, что управлять таким самолетом может один пилот.

При этом ректор МАИ убежден, что проект сверхзвукового самолета можно создать только на международном уровне.

Правообладатель иллюстрации Boris Korzin/TASS Image caption По словам Сергея Чернышева, у России сохранилась школа создания сверхзвуковых пассажирских самолетов

Руководитель Центрального аэрогидродинамического института имени профессора Н. Е. Жуковского (ЦАГИ) Сергей Чернышев рассказал на форуме, что российские специалисты участвуют в трех международных проектах в области сверхзвуковой пассажирской авиации - Hisac, Hexafly и Rumble. Все три проекта не ставят целью создать конечный коммерческий продукт. Их главная задача - исследовать свойства сверхзвукового и гиперзвукового аппарата. По его словам, сейчас авиастроители создают еще только концепцию такого самолета.

В интервью Би-би-си Сергей Чернышев сказал, что сильной стороной российских авиастроителей является опыт создания сверхзвуковых самолетов и их эксплуатации. По его словам, это сильная аэродинамическая школа, большой опыт проведения испытаний, в том числе и в экстремальных условиях. В России также "традиционно сильная школа материаловедов", - добавил он.

"Мой субъективный прогноз: на горизонте 2030-35 года появится [бизнес-джет]. Академик Погосян считает, что между 2020-м и 2030 годом. Десять лет он им дал. Это так, но все-таки ближе к 2030 году", - сказал Сергей Чернышев.

"Обычные" необычные лайнеры

Главная задача авиаконструкторов сегодня - добиваться увеличения топливной эффективности самолета, снижая при этом вредные выхлопы и шум. Вторая задача - разрабатывать новые системы управления, где компьютер будет выполнять все больше задач.

Сейчас уже никого не удивить электродистанционной системой управления самолетом, когда сигналы от ручки управления или штурвала, педалей и прочих органов передаются к рулям и прочим элементам механизации в виде электросигналов. Подобная система позволяет бортовому компьютеру контролировать действия летчика, внося коррективы и исправляя ошибки. Однако эта система - уже вчерашний день.

• Последний сверхзвуковой "Конкорд" сдали в музей
• Первый в мире авиалайнер с термоядерным реактором: как скоро?
• Почему авиастроительные корпорации делают одинаковые самолеты?

Как рассказал Би-би-си вице-президент корпорации "Иркут" по маркетингу и продажам Кирилл Будаев, российская компания работает над системой, когда самолетом будет управлять всего один пилот, а функции второго при взлете и посадке будет выполнять специально подготовленный старший бортпроводник. Во время полета самолета на эшелоне одного пилота вполне достаточно, считают в "Иркуте".

По законам природы

Еще одно серьезное нововведение, появившееся в последнее десятилетие - композитные материалы. Разработку легкого и прочного пластика можно сравнить с применением алюминия в послевоенной авиации. Этот материал вместе с появлением эффективных турбореактивных двигателей изменил облик самолетов. Теперь точно такая же революция происходит с композитом, который постепенно вытесняет металл из конструкций самолетов.

При проектировке самолетов все чаще используется трехмерная печать, которая позволяет создавать более сложные формы с высокой точностью. И добиваться снижения потребления топлива.

К примеру, Airbus и Boeing используют новейшие двигатели семейства LEAP производства CFM International. Форсунки в этих двигателях напечатаны на трехмерном принтере. И это позволило повысить топливную эффективность на 15%.

Кроме того, сейчас авиационная промышленность начала активнее осваивать бионический дизайн.

Бионика - прикладная наука, которая изучает возможности практического применения в различных технических устройствах принципов и структур, которые появились в природе благодаря эволюции.

Правообладатель иллюстрации Airbus Image caption Кронштейн, спроектированный при помощи бионических технологий

Вот простой пример - на снимке выше изображен кронштейн, аналогичный тому, что используется в самолете Airbus. Обратите внимание на его форму - обычно такой элемент представляет собой сплошной кусок металла треугольной формы. Однако, рассчитав на компьютере силы, которые будут приложены к различным его частям, инженеры выяснили, какие части можно удалить, а какие - видоизменить таким образом, чтобы не только облегчить, но и усилить такой компонент.

Гораздо более сложная работа была проведена группой ученых во главе с профессором Технического университета Дании Нильсом Ааге. В октябре 2017 года они опубликовали в журнале Nature доклад , в котором рассказали о том, как они рассчитали на французском суперкомпьютере Curie силовой набор крыла авиалайнера Boeing 777 - сложную структуру довольно тонких перемычек и распорок.

В результате, как считают исследователи, вес двух крыльев самолета можно было бы снизить на 2-5%, не потеряв при этом прочности. С учетом того, что оба крыла в сумме весят 20 тонн, это дало бы экономию до 1 тонны, что соответствует предполагаемому сокращению расхода топлива 40-200 тонн в год. А ведь это уже существенно, не правда ли?

При этом бионический дизайн в будущем, как считают в авиастроительных корпорациях, будет применяться все больше и больше. Самолет на первой иллюстрации к этому тексту - лишь эскиз инженеров Airbus, но на нем уже видно, по какому принципу будет создаваться силовой набор самолетов будущего.

Электричество

Двигатель - самая главная и самая дорогая часть самолета. И именно он определяет конфигурацию любого самолета. В настоящее время большинство авиационных двигателей - либо газогенераторные, либо внутреннего сгорания, бензиновые или дизельные. Лишь самая малая часть из них работает на электричестве.

По словам Бориса Рыбака, все десятилетия существования реактивной авиации разработка принципиально новых авиационных моторов не велась. Он видит в этом проявление лобби нефтяных корпораций. Так это или нет, но за все послевоенное время эффективного двигателя, который бы не сжигал углеводородное топливо, так и не появилось. Хотя испытывались даже атомные.

Сейчас в мировой авиационной индустрии отношение к электричеству сильно меняется. В мировой авиации появилась концепция "Более электрический самолет". Она подразумевает большую по сравнению с современными электрификацию узлов и механизмов аппарата.

В России технологиями в рамках этой концепции занимается холдинг "Технодинамика", входящий в "Ростех". Компания разрабатывает электроприводы реверса для будущего российского двигателя ПД-14, приводы топливной системы, уборки-выпуска шасси.

"В долгосрочной перспективе мы, конечно, рассматриваем проекты больших коммерческих самолетов. И в этих больших самолетах мы, скорее всего, будем использовать гибридную двигательную установку, прежде чем перейти полностью на электротягу, - говорится в комментарии Airbus. - Дело в том, что отношение мощности к весу в современных аккумуляторах пока еще очень далеко от того, что нам нужно. Но мы готовимся к будущему, в котором это возможно".